第一章空分设备工艺流程
第一节空气分离设备术语
在学习空分设备基本知识之前，我们先来了解空分设备上使用的一些术语。
一、空气分离设备术语基本术语
1、空气
存在于地球表面的气体混合物。接近于地面的空气在标准状态下的密度为
1.29kg/m3。主要成分是氧、氮和氩；以体积含量计，氧约占20.95%，氮约占78.09%，氩约占0.932%，此外还含有微量的氢及氖、氦、氪、氙等稀有气体。根据地区条件不同，还含有不定量的二氧化碳、水蒸气及乙炔等碳氢化合物。
2、加工空气
指用来分离气体和制取液体的原料气。
3、氧气
分子式O
，分子量31.9988（按1979年国际原子量），无色、无臭的气体。在标
2
准状态下的密度为1.429kg/m3，熔点为54.75K,在101.325kPa压力下的沸点为
90.17K。化学性质极活泼，是强氧经剂。不能燃烧，能助燃。
4、工业用工艺氧
用空气分离设备制取的工业用工艺氧，其含氧量（体积比）一般小于98%。
5、工业用气态氧
用空气分离设备制取的工业用气态氧，其氧含量（体积比）大于或等于99.2%。
6、高纯氧
用空气分离设备制取的氧气，其氧含量（体积比）大于或等于99.995%。
7、氮气
分子式N
，分子量28.0134（按1979年国际原子量），无色、无臭、的惰性气体。
2
在标准状态下的密度为1.251kg/m3,熔点为63.29K,在101.325kPa威力下的沸点为77.35K。化学性质不活泼，不能燃烧，是一种窒息性气体。
8、工业用气态氮
用空气分离设备制取的工业用气态氮，其氮含量（体积比）大于或等于98.5%。
9、纯氮
用空气分离设备制取的氮气，其氮含蓄量（体积比）大于或等于99.995%。
10、高纯氮
用空气分离设备制取的氮气，其氮含蓄量（体积比）大于或等于99.9995%。
11、液氧（液态氧）
液体状态的氧，为天蓝色、透明、易流动的液体。在101.325kPa压力下的沸点为90.17K，密度为1140kg/m3。可采用低温法用空气分离设备制取液态或用气态氧加以液化。
12、液氮（液态氮）
液体状态的氮，为透明、易流动的液体。在101.325kPa压力下的沸点为77.35K，密度为810kg/m3。可采用低温法用空气分离设备制取液态氮或用气态氮加以液化。
13、液空（液态空气）
液体状态的空气，为浅蓝色、易流动的液体。在101.325kPa压力下的沸点为78.8K，密度为873kg/m3。液空是空气分离过程中的中间产物。
14、富氧液空
指氧含量（体积比）超过的20.95%的液态空气。
15、馏分液氮（污液氮）
在下塔合适位置抽出的、氮含量（体积比）一般为95%~96%的液体。
16、污氮
由上塔上部抽出的、氮含量（体积比）一般为95%~96%的液态体。
17、标准状态
指温度为0°C、压力为101.325kPa时的气体状态。
18、空气分离
从空气中分离其组分以制取氧、氮和提取氩、氖、氦、氪、氙等气体的过程。
19、节流
流体通过锐孔膨胀而不作功来降低压力。
20、节流效应（焦耳—汤姆逊效应）
气体膨胀不作功产生的温度变化。
21、膨胀：流体压力降低，同时体积增加。
22、等熵膨胀效应：气体在等熵膨胀时，由于压力变化产生的温度变化。
23、空气膨胀：空气在膨胀机内绝热膨胀，同时对外作功的过程。
24、氮气膨胀：氮气在膨胀机内绝热膨胀，同时对外作功的过程。
25、一次节流的液化知循环（林德循环）
以高压节流膨胀为基础的气体液化循环，其特点是循环气体既被液化又起冷冻作用。
26、带膨胀机的高压液化循环（海兰德循环）
对外作功的绝执膨胀与节流膨胀配合使用的气体液化循环，其特点是膨胀机进口的气体状态为高压常温。
27、带膨胀机的中压液化循环（克劳特循环）
对外作功的绝执膨胀与节流膨胀配合使用的气体液化循环，其特点是膨胀机进口的气体状态为中压低温。
28、带膨胀机的低压液化循环（卡皮查循环）
对外作功的绝热膨胀与节流膨胀配合使用的气体液化循环，其特点是膨胀机进口的气体状态为低压低温。
29、斯特林循环：由两个等温过程和两个等容过程组成的理论热力循环。
整个循环通过等温压缩、等容冷却、等温膨胀、等容加热等四个过程来完成。
30、升华：从固相直接转变为汽相的相变过程。
31、温差：指冷热流体两表面或两环境之间有热量传递时的温度差别。
32、热端温差：指冷热流体间在换热器热端的温度差。
33、中部温差：指冷热流体间在换热器中部的温度差。
34、冷端温差：指冷热流体间在换热器冷端的温度差。
35、液氧循环量
由冷凝蒸发器底部抽出部分液氧流经吸附器，在清除这部分液氧中的碳氢化合物后再回入冷凝蒸发器的液氧量。
36、入上塔膨胀空气（拉赫曼空气）
由下塔底部抽出部分空气、经切换式换热器冷段复热，进入透平膨胀机构热膨
胀后直接送入上塔参加精馏的空气。
37液汽比（回流比）：在精馏塔中下流液体量与上升蒸汽量之比。
38 液泛：在精馏塔中上升蒸汽速度过高，阻止了液体正常往下溢流的工况。
39、漏液：在筛孔板精馏塔中因上升蒸汽速度过低，使液体从筛孔泄漏的工况。
40、变压吸附
利用压力效应的吸附工艺在吸附—再生操作周期中，较高压力下吸附，较低压力下（或负压）下再生的过程。
41、跑冷损失
在低于环境温度下工作的设备与周围介质存在的温差所产生的冷量损失。
42、复热不足损失
在换热器热端冷热流体间存在的温差而导致冷量回收不完全的损失。
43、冷量损失
指空气分离设备的冷箱由于跑冷损失和复热不足损失的冷量损失。
44、提取率：产品气体组分的总含量与加工空气中该组分的总含量之比。
45、单位能耗：指空气分离设备生产单位产品气体所消耗的电能。
46、低压流程：正常操作压力大于至小于或等于1.0MPa的工艺流程。
47、中压流程：正常操作压力大于1.0MPa至小于或等于5.0MPa的工艺流程。
48、高压流程：正常操作压力大于的5.0MPa工艺流程
49、高低压流程：高压流程与低压流程相结合的流程。
50、带分子筛吸附器低压流程
采用分子筛吸附器来清除空气中水分和二氧化碳及碳氢化合物的低压流程。
51、空气分离设备
以空气为原料，用低温技术把空气分离成氧氮氩及其他稀有气体的成套设备。
52、大型空气分离设备
指生产氧气产量大于或等于10000m3/h（标准状态）的成套空气分离设备。
53、中型空气分离设备
指生产氧气产量大于或等于1000m3/h至小于10000m3/h（标准状态）的成套空气分离设备。
54、小型空气分离设备
指生产氧气产量小于1000m3/h（标准状态）的成套空气分离设备
二、稀有气体提取设备
1、稀有气体提取设备
用以提取纯氩、纯氖、纯氦、纯氪、纯氙等气体产品的设备。一般需与空气分离设备配用。
2、稀有气体
指氩、氖、氦、氪、氙五种气体。无色，无臭的气体。空气中的体积含量为0.932%。在标准状态下的密度为1.874kg/m3,熔点为84K,在101.325kPa压力下的沸点为
87.291K。不活泼，不能燃烧，也不助燃。主要用于金属焊接、冶炼等。
2.3 氩气分子式Ar，原子量39.948（按1983年国际原子量），是一种无色、无臭的气体。空气中的体积含量为0.932%。在标准状态下的密度为1.784kg/m3,熔点为84K。在101.325压力下的沸点为87.291K。不活泼，不能燃烧，也不能助燃。主要用于焊接、冶炼等。
4、纯氩：用空气分离设备提取的纯氩，其氩含量（体积比）大于或等于99.99%。
5、液氩：液体状态的氩，是一种无色、无臭、呈透明的液体。
6、氖气
分子式Ne，原子量20.179（按1983年国际原子量），是一种无色、无臭的气体。空气中的体积含量为1.8×10-3%。在标准状态下的密度为0.8713kg/m3，熔点为
24.57K。在101.325kPa压力下的沸点为27.09K。不活泼，不能燃烧，也不助燃。主要应用于照明技术等。
7 、纯氖：用空气分离设备提取的纯氖，其氖含量（体积比）大于或等于99.99%。
8、液氖：液体状态的氖阳一种无色、无臭呈透明的液体。液氖常用作低温源。
9、氦气
分子式He，原子量4.0026（按1983年国际原子量），是一种无色、无臭的气体。空气中的体积含为5.24×10-4%。在标准状态下的密度为0.1769kg/m3。在101.325kPa 压力下的沸点为4.215K。不活泼，不能燃烧，也不助燃。主要用于检漏、焊接、低
温研究、特种重金属冶炼、色谱分析载气、潜水呼吸气等。
10 、纯氦：用空气分离设备提取的纯氦，其氦含量（体积比）大于或等于99.99%。
11、液氦
液体状态的氦，为无色透明的液体，沸点最低，是一种最主要的低温源。
12 、氪气
分子式Kr。原子量83.80（按1983年国际原子量）是一种无色、无臭的气体。空气中的体积含量为1.0×10-4%。在标准状态下的密度为3.6431kg/m3。熔点116.2K。在101.325kPa压力下的沸点为119.79K。不活泼，不能燃烧，也不助燃。主要用于电真空及电光源等工业。
13 、纯氪：用空气分离设备提取的纯氪，其氪含量（体积比）大于或等于99.95%。
14、氙气
分子式Xe。原子量131.80（按1983年国际原子量）是一种无色、无臭的气体。空气中的体积含量为8.0×10-6%。在标准状态下的密度为5.89kg/m3。熔点161.65K。在压力下的沸点为165.02K。不活泼，不能燃烧，也不助燃。主要用于电光源工业，也用于医疗、电真空、激光等领域。
15、纯氙：用空气分离设备提取的纯氙，其氙含量（体积比）大于或等于99.95%。
16、氩馏分
从上塔合适部位提取一股氧、氩、氮混合气作为氩提取设备的原料气体。其组分（体积含量）氩为7%~10%，氮一般小于0.06%，其余为氧。
17、氩回流液
在粗氩塔中精馏洗涤下来的氧、氩、氮混合液，其组分与氩馏分气体成相平衡。
18 、粗氩
由粗氩塔塔顶获得的氩含量（体积比）大于或等于96%，其余为氧和氮的混合气体。
19、富氧液空蒸汽：由粗氩塔冷凝器蒸发侧的富氧液空蒸发形成的蒸汽。
20、富氧液空回流液
为避免粗氩冷凝器蒸发侧富氧液空中碳氢化合物的浓缩，排放一部分富氧液空返回上塔。
21、氖氦馏分：从冷凝蒸发器顶部抽取的氖、氦、氮混合气体，作为氖氦提取设备的原料气。
22、粗氖馏分
氖氦馏分经粗氖氦塔分离而获得氖氦浓缩物。其氖和氦的总含量（体积比）为30%~50%，其余为氮及少量氢的混合气体。
23、氖氦混合气
经除氢和氮后所获得的氖氦混合气体，其组分含量（体积比）氖约为75%，氦约为25%。
24、贫氪
指贫氪塔塔底蒸发器中获得的浓缩物。其氪和氙的总含量（体积比）为0.1~0.3%，其余为氧（甲烷含量0.1～0.3%，）的混合气体。
25、粗氪
指粗氪塔塔底蒸发器中获得的浓缩物。其氪、氙的总含量（体积比）约为50%，其余为氧的混合气体（含有少量甲烷）。
26、工艺氙
指粗氪气体通过纯氪塔进一步分离后获得的氙气，其氙含量（体积比）为99%左右。
三、基本概念
1、液化：气体变成液体的过程。
2、汽化：液体变成蒸气的过程。
3、蒸发：在某种温度下，液体的外露界面上进行的汽化过程。
4沸腾：液体内部发生汽化过程，即液体内部不断产生汽泡而上升，变成蒸汽而跑到上部空间去。
5、饱和蒸汽压
空间中蒸气分子的数目不再增加，蒸汽压力维持一定，达到平衡。
6饱和温度：饱和蒸汽压所对应的液化温度。
7、易挥发组份
在同一压力下所对应的饱和温度越低，表示该物质越容易被汽化。
8、临界温度
只有低于这个温度才可能采用提高压力的方法使它液化，这个液化的最高温度。
9、临界压力：在临界温度下，所需要的液化压力。
10、汽化潜热：在饱和温度下，使液体分子变成蒸汽分子所需的热量。
11、过热蒸汽：超过饱和温度的蒸气，亦叫未饱和蒸气。
12、过冷液体：温度低于该压力所对应饱和温度的液体，也叫未饱和液体。
*任何物质都能以气液固的形式出现，并在一定条件下发生相互转化。
13、温度（T）：是物体冷热程度的标志，对物体的热运动状态有关。
T（k）=t（℃）+273
K为国际温标（也叫绝对温标），t为摄氏温标
14、压力（P）：单位面积上所受到的垂直作用力。工程上通常使用的压力为表压（即压力表直接读取），物性计算时常用绝对压力，通常P（绝）=P（表） +1个大气压。
压力单位的换算见表1-2
1工程大气压=1（公斤/厘米2）=735.6（mmHg）=10米水柱
15、比容与重度：单位重量工质所具有的容积。（γ）
单位体质的工质所具有的重量。（ρ）
体积V，重量G（Kg）
则有γ=V/G（m3/ Kg），ρ= G / V（Kg / m3）
16、气体：指远离液体的气态物质。
*任何气体都可以液化，只是液化的难易不同而已。
17、蒸汽：指刚由液态转变过来偏离液态不远的气体物质。
18、理想气体
假定气体分子是完全弹性的不占体积的质点。分子间没有相互作用力，即是一群被此完全自由运动着的质点的集合体。理想气体实际上是气体在压力P → 0，比容γ→∞时，这一极限状态下的气体。
*理想是不存在的，一般说来，只要工质相对地处于低压高温状态，且计算在允许误差范围内者可作为理想气体处理。
19、自然界中的一些气体在一般的压力温度范围内，气体的三个状态参数P、V、T之间存在特殊的关系，其中一个状态参数不变，另外两个状态参数之间存在一个简单的关系。
*T不变时，对一定量的气体，压力越高，则气体所占体积越小，压力降低，体积增大。
P 1V
1
= P
2
V
2
=………………=PV=常数
*P不变时，对一定数量的气体，温度升高时气体体积增大，反之缩小；
V 1/T
1
=V
2
/T
2
= ………………= V/T=常数
*V不变时，一定量的气体，温度升高压力则增高，反这则下降。
P 1/T
1
=P
2
/T
2
=………………=P/T=常数
20、理想气体的状态方程
P 1 V
1
/T
1
=P
2
V
2
/T
2
=………………=PV/T=常数R
21、理想气体的比热
使单位质量的物质温度升高一度所吸收的热量称为比热，工质在等压或等容过程中的比热叫做和等容比热。
等压比热=等容比热+2(Kcal/mol.K)
单原子气体（He、Ne、Ar、Kr、Xe）是等压比热=5, 等容比热=3
双原子气体（O
2、N
2
、 He）的比热均与温度有关
多原子气体的比热与温度和压力有关。
22、热力学第一定律
当某一定量机械能产生时（即完成了功），必有相当的热量消失掉，反这，当消
耗了一定量的功时，（即消耗了机械功），必发生相当的热量。*△μ= μ
2——μ
1
=Q
——AW
A．绝热过程：Q=0，则△μ= —AW B．等容过程W=0，则△μ=Q
C．当工质完成热力循环后，系统回到原状态μ
2= μ
1
，则Q=AW
23、热力学第二定律
热量不可能独自地，不付代价地（没有补偿的）从较冷的物体传向较热的物体。
第二节空分设备流程组织概述
下面我们以KDONAr-30000/16160/930型空分设备为例，来讲解空分设备的流程组织。
一、主要技术数据
1、加工空气
进装置原料空气流量163500 Nm3/h
进分馏塔流量156500 Nm3/h
进分馏塔空气压力及温度：
低压：~0.50 MPa(G)，22℃
中压：~3.80 MPa(G)，40℃
高压：~7.0MPa(G)，40℃
2、产品指标
注: m3/h指0℃，101.325Kpa状态下的体积流量(以下同);
3、空分设备运转周期（两次大加温间隔时间）: 2年
4、装置加温解冻时间: ～24小时
5、装置起动时间(从膨胀机启动到氧气纯度达到指标)：～36小时
6、装置操作弹性：70～110％（不包括压缩机组及膨胀机）
二、基本原理
干燥空气的主要成份如下:
空气中其它组成成份，如氢、二氧化碳、碳氢化合物的含量在一定范围内变化，而水蒸汽含量则随着温度和湿度而变化。
空气中的主要成份的物理特性如下:
空气的精馏就是利用空气的各种组份具有不同的挥发性,即在同一温度下各组份的蒸汽压不同，将液态空气进行多次的部份蒸发与部份冷凝，从而达到分离各组份的目的。当处于冷凝温度的氧、氮混合气穿过比它温度低的氧、氮混合液体时，气相与液相之间就发生热、质交换，气体中的部份冷凝成液体并放出冷凝潜热，液体则因吸收热量而部份蒸发。因沸点的差异，氧、氩的蒸发顺序为：氮>氩>氧，冷凝顺序为：氧>氩>氮。在本系统中，该过程是在塔板上进行的，当气体自下而上地在逐块塔板上通过时，低沸点组份的浓度不断增加，只要塔板足够多，在塔的顶部即可获得高纯度的低沸点组份。同理，当液体自上而下地在逐块塔板上通过时，高沸点组份的浓度不断增加，通过了一定数量的塔板后，在塔的底部就可获得高纯度
的高沸点组份。
由于氧、氩、氮沸点的差别，在上塔的中部一定存在着氩的富集区，制取粗氩所需的氩馏份就是从氩富集区抽取的。
三、工艺流程简介
本套装置的成套工艺流程详见附图(CF270.00000LC共10页)。
1、空气过滤器及空气压缩系统
该系统由一台自洁式空气过滤器及一台透平空气压缩机组成。
含尘空气入空气过滤器，过滤掉其中机械颗粒、粉尘等。经过滤的空气再入空气压缩系统，被空气压缩系统压缩到0.52MPa.G后进入空气预冷系统。
2、空气预冷系统
本系统主要由空冷塔、水冷塔及四台水泵组成。
空气冷却塔为装有两层塔料的填料塔，空气由空气压缩机送入空气冷却塔底部，
，C1+等有害由下往上穿过填料层，被从上往下的水冷却，并同时洗涤部分NOx，SO
2
杂质，最后穿越顶部的丝网分离器，进入分子筛纯化系统，出空冷塔空气的温度约为15℃。
进入空冷塔的水分为两段。下段为由用户凉水塔来的冷却水，经循环水泵加压入空冷塔中部自上而下出空冷塔回凉水塔。
上段冷冻水来自经水冷却塔与由分馏塔来的多余的污氮气热质交换冷却得到，由冷冻水泵加压后，送入空气冷却塔顶部，与中部的冷却水一起回凉水塔。
3、空气纯化系统
该系统主要由两台吸附器、一台蒸汽加热器及一台电加热器组成。
分子筛吸附器为卧式双层床结构，下层为活性氧化铝，上层为分子筛，两只吸
及其它一些附器切换工作。由空气冷却塔来的空气，经吸附器除去其中的水份、CO
2
C n H m后，除一部分进入增压压缩机增压及用作仪表空气、装置空气之外，其余均全部进入分馏塔。
当一台吸附器工作时，另一台吸附器则进行再生、冷吹备用。由分馏塔来的污氮
，气，经蒸汽加热器加热至170℃后，入吸附器加热再生，脱附掉其中的水份及CO
2
再生结束由分馏塔来的污氮气吹冷，然后排入大气。
高温再生时，再生气经蒸汽加热器及电加热器加热至260℃后，入吸附器加热再生。
≤1PPm。
经吸附器纯化后的空气水含量在－70℃露点以下，CO
2
4、增压压缩机系统
由分子筛吸附器来的洁净空气进入增压压缩机增压使空气的压力得以提高，增压空气分为两股，一股（流量31500Nm3/h，压力2.6MPa.G）从增压压缩机中部抽出，经冷却后进入由膨胀机驱动的增压机；另一股（流量47000Nm3/h，压力7.0MPa.G）从增压压缩机末级引出，经冷却后进入主换热器。
5、增压膨胀机系统
该系统主要由两台增压透平膨胀机，两台增压机后冷却器，两台供油装置组成。
从增压压缩机中抽并经冷却后的加压空气，进入由膨胀机驱动的增压机，消耗掉由膨胀机输出的能量，使空气的压力得以进一步提高，增压后的空气进入增压机后冷却器，冷却到所需温度后进入主换热器，被返流的液氧、氮气及污氮冷却到一定温度后进入透平膨胀机膨胀，膨胀空气进入下塔参与精馏。
6、氧、氮精馏
该系统主要由下塔、主冷凝蒸发器、上塔、过冷器及液氧泵组成。
由纯化系统来的进入低压主换热器冷却到接近露点的空气分为两路，一路进入氮增压器被液化后送如下塔、另一路汇同膨胀空气以及来自增压压缩机末级冷却器的高压空气经高压主换热器液化后的液空进入下塔，经下塔的精馏，在顶部获得氮气，除一部分作为热源到纯氩塔外，其余经冷凝蒸发器冷凝，冷凝的液体一部分做为下塔的回流液，一部分送进氮增压器被空气汽化后再经高压主换热复热作为产品，其余部分经过冷器过冷后，一部分作为液氮产品引出冷箱，一小部分作为纯氩冷凝器冷源，另一部分节流后作为上塔回流液送至上塔顶部，在下塔下部得到污液氮，经过冷器过冷后，节流至上塔上部参与精馏，在下塔底部得到富氧液空，经过冷器
过冷后，一部分作为粗氩塔冷源，另一部分节流至上塔中部参与精馏。
经上塔精馏，在顶部得到污氮气，污氮气经过冷器复热后分为两路、一路经高压主热交换器水冷塔制冷，另一路经低压主换热器复热后除一部分用作纯化系统再生用气外，其余均入水冷塔制冷。
液氧从主冷凝蒸发器底部抽出，一部分作为液氧产品引出冷箱，其余经液氧泵加压进入高压主换热器复热后再送用户使用。
为方便调氩，还设置了气氧的旁通阀（至污氮气）。
7、氩的精馏
该系统主要由粗氩塔I、粗氩塔II、粗氩冷凝器，纯氩塔及其冷凝、蒸发器，工艺液氩泵等组成。
由上塔中部抽出的氩馏份气，进入粗氩塔I进行精馏，使氧的含量降低。粗氩塔I的回流液是由粗氩塔II底部引出经工艺液氩泵输送来的液态粗氩，粗氩塔I底部的液体再返回上塔参与精馏。
由粗氩塔I顶部引出的气体进入粗氩塔II底部并在其中进行更进一步的氩、氧分离。结果在其顶部得到O
≤2 PPm的粗氩气。粗氩气经粗氩冷凝器冷凝成液体后作
2
为回流液返回粗氩塔II。粗氩冷凝器的冷源是过冷器后引出的液空，液空与粗氩气换热（蒸发）后返回上塔适当部位参与上塔精馏。
≤2 PPm的粗氩气进入纯氩塔中部，经纯从粗氩冷凝器板式单元引出适量的含O
2
氩塔的精馏，在其底部得到合格的液氩，除一部分作为产品经调节阀送出冷箱进入液氩贮存系统外，其余与来自下塔的中压氮气换热，使其蒸发作为上升气参与纯氩塔的精馏。而液化后的液氮返回上塔顶部参与上塔的精馏。纯氩塔顶部设有冷凝器，使上升气氩冷凝成液体作为纯氩塔的回流液，该冷凝器的冷源为来自过冷器后的液氮，液氮蒸发后返回污氮出上塔管线。
第三节空分设备的起动及操作说明
下面我们仍以KDONAr-30000/16160/930型空分设备为例，来讲解空分设备的起动。
为了确保本系统及全套空分设备的安全、可靠及高质量地连续运行，要求操作人员熟知整套空分设备中各个系统、各个机器与设备的性能与操作方法，熟悉整套空分设备的工艺流程，掌握本装置的运转规律与操作特点，在保证产品纯度的前提下，尽可能地提高产品产量，以降低能耗及成本。
欲实现上述目的，必须将整套空分设备中的各个系统联系起来，全盘考虑。整套空分设备的运行操作由两部份组成：
(1)空分设备的试车，即成套设备联动运行前的试验、调整、吹除等，以确保各部机、各系统及其相互间的联系正确无误；
(2)空分设备的起动和投入正常操作。
空分设备的试车就是空分设备安装或大修完毕后，在正式投入生产以前，对各单机部机、设备及成套空分设备进行全面的试压、检漏、调整、吹刷和低温裸冷检验等，其目的就是为了检验空分设备的安装或大修质量，检验空分设备在低温状态下的冷变形后的密封性能和补偿性能，检验设备和管道流路可能存在的弊病和安装缺陷，以便能及时进行检修。
本套装置的起动及操作说明，还包括自洁式空气过滤器、空气压缩机组、增压压缩机组、水泵、增压透平膨胀机组、中压液氧泵、工艺液氩泵、液体贮存系统及仪、电控系统，这些机组及系统的起动操作详见相关资料。
一、预冷系统的使用及维护
1、预冷系统主要技术参数
型式双层填料塔
处理气量163500Nm3/h
工作压力0.62MPa.A
空气进口温度≤100℃
空气出口温度≤15℃
冷却水流量384 m3/h
冷冻水流量77 m3/h
2、工作原理及流程说明
本系统的目的是将由空压机来的高温空气降至～15℃，脱去其中的游离水后送入分子筛纯化系统。
冷却原理是使空气与水在填料中充分混合换热后使空气温度下降，而其中的冷却水由凉水塔来经WP9101-1或WP9101-2加压后送入空冷塔中部，冷冻水是利用由分馏塔来的干燥污氮气吸收水份的潜热，将由凉水塔来的循环冷却水冷却，经WP9102-1或WP9102-2加压后进入空冷塔上部。
3、空冷塔及水冷塔填料及内件的装填
空冷塔及水冷塔填料及内件的装填，必须是在系统吹扫及试压合格后进行，具体装填方法详见设备图纸及HGJ211-1985《化工塔类设备施工及验收规范》。
4、系统的操作
该系统起动应先起动冷却水泵，再起动冷冻水泵。
用空压机送气阀HV9101对空冷塔缓慢充压，待PIAS9102达到0.4MPa（G）后尽快启动冷却水泵，冷却水量（FICA9101）应控制在≤384 t/h内。
待冷却水泵调试正常后，依次打开V9113和V9114阀，通过V9114阀调节进水冷塔的空气量，然后起动冷冻水泵，起动冷冻水泵之前应先开启LCV9103阀，待LICA9103水位达到设定值后，LCV9103投自动，冷冻水流量（FICA9102）应控制在≤77 t/h内。
当分馏塔能提供适量的污氮气给水冷塔后，关闭V9114阀。
5、工况调整
a) 出空冷塔空气温度的调节
空冷塔出口温度应控制在15℃以下，主要应控制TIA9104低于14℃以及FICA9102保持在77T/h左右。当温度过高，有可能是FICA9102偏大导致TIA9104偏高，也可能是FICA9102偏小导致TIA9104偏引起的，这时可适当调节流量来满足
工况。
b) 进空冷塔水流量的调节
进空冷塔的水流量应随加工空气量的变化而作相应的变化，对循环水主要通过FCV9101阀进行调节，而对冷冻水，主要应通过FCV9102阀调节。
6、故障处理
a) 空冷塔或水冷塔换热效果降低
应检查分布器是否有堵塞或填料结垢，严重者应停车拆除后清洗、疏通。
b) 冷却水、冷冻水流量异常降低
应参照水泵制造厂家使用说明书，检查水泵是否有故障,检查水泵前过滤器是否堵塞。
二、纯化系统的使用及维护
1、纯化系统主要技术参数
型式卧式
切换周期 4 h
处理气量163500m3/h
工作压力0.61MPa.A
空气进口温度16℃
空气出口温度22℃
空气出口质量CO
2≤1PPm、H
2
O≤－65℃露点
再生气量33000Nm3/h
再生温度165℃
2、工作原理及工艺流程
本系统是采用变温吸附法连续分离空气中水份和二氧化碳，在常温下吸附剂对水份、二氧化碳的吸附容量大，高温下吸附容量减小，通过周期性改变床层温度，达到连续分离空气中水份的二氧化碳的目的。
本系统是由纯化器、蒸汽加热器、电加热器、切换阀及仪电控等部机组成。
原料空气经预冷系统冷却到16℃后，从纯化器下部导入，原料气流经吸附器床
层时，其中所含水份和二氧化碳被吸附，纯化空气从纯化器流出进入分馏塔。
吸附过程持续四小时后，两只纯化器切换。压缩空气进入另一只纯化器进行吸附。吸附过程结束的纯化器逆向放压，使纯化器压力降至大气压，然后用分馏塔排出的污氮气，经蒸汽加热器加热对纯化器进行再生。之后，用分馏塔出来的冷污氮气将再生结束的纯化器吹冷，以备下次切换用。
时间(min) MS7201 MS7202
0～12 吸附逆向放压
12～88 吸附加热再生
88～216 吸附吹冷
216～240 吸附充压
3、吸附剂装填
吸附剂的装填是在吸附器试压及吹扫合格后进行。
吸附剂装填应选择在晴朗天气进行，装填前应尽量做好准备工作，装填时间越短越好，集中力量装完一只纯化器后再装另一只，装完后的纯化器应迅速密封，避免与大气长时间接触。
吸附剂装填时，按顺序先装活性氧化铝，之后铺上丝网，用压板压牢，再装分子筛，吸附剂按设计量装填，使其装填紧实、均匀。
4、调试
（1）切换系统调试
在仪控系统调试后并确认无误的情况下，将仪控系统与切换系统联合调试。切换系统调试最好在吸附器装填分子筛之前进行。
调试前，检查电磁阀、气动切换阀、仪控系统的接线是否正确无误，逐个检查气动切换阀是否动作灵活及限位开关是否到位。
在上述工作完成后，向切换系统供仪表气，要求仪表空气压力0.4～0.6MPa，露点-40℃，切换系统空载运行48小时，检查运转与阀门切换动作是否准确，可靠灵活，随时发现问题及时解决。
停车后，逐个检查阀门是否到位，抽查一只气动切换阀作气密性试验。
（2）试车
A、高温再生
(1)试车之前，吸附剂装填后，应对纯化器进行一次高温再生。
(2)起动。
(a)起动前全面检查设备是否正常，阀门是否全部处于关闭状态。
(b)打开HV9203或HV9204对纯化器缓慢充压。
(c)打开电加热器进、出口阀门V9214、V9215；打开V9216、V9218、V9219阀；然后再依次打开V9226及V9225阀，控制PI-9205压力不超过15kPa。
(d)起动控制系统，压缩空气减量进入纯化器，进入纯化器的空气量够纯化器再生用气即可。床层压力控制在0.48MPa以上，再生气压力和流量通过V9225调节。
(e)待再生气流量（FIC9201）达到9000Nm3/h以上后，启动电加热器。
(f)通过调功器调节电加热器出口温度，温度要求在～260℃，再生流量要求为~18000Nm3/h。
(g)吸附器升压及泄压应平稳进行，通过调节HV9203、HV9204及HV9211、HV9212开度时间来实现，经调节好以后，保持该开度时间不变。
(h)高温再生出纯化器温度～180℃，而冷吹要求达常温。
（3）高温再生时，纯化器加热时间～20小时，吹冷时间～4小时，每只纯化器各再生一次。高温再生的时间控制通过程序延时来实现。
B、试车
(i)起动前全面检查设备是否正常，阀门是否全部处于关闭状态。
(j)打开HV9203或HV9204对纯化器缓慢充压。
(k)打开V9213、V9216、V9218、V9219阀；然后再依次打开V9226及V9225阀，控制PI-9205压力不超过15kPa。
(l)起动控制系统，压缩空气减量进入纯化器，起动初期进入空气量不大于加工空气量的三分之二，不小于加工空气量的三分之一，床层压力在0.48MPa以上，再生气压力和流量通过V9225调节。
(m)通过TCV9205调节蒸汽加热器出口温度，蒸汽加热器出口温度要求在～170℃，再生流量要求为33000Nm3/h。
2 工艺流程 2 工艺流程总体概述 2.1 空气过滤及压缩 来自大气中的空气经自洁式过滤器S01101,将空气中大于1卩m的尘埃和机械杂质清除后，送离心式空气压缩机K01101，自洁式空气过滤器采用PLC控制，带自动反吹系统，反吹系统有时间、压差、时间和压差三种控制程序。 流量约168000Nm3/h、常温常压的空气在由电机驱动的单轴离心式空气压缩机K01101中, 经四级压缩，压力被提升到0.632MPa (A)。温度v 105C后进入空气预冷系统。空气流量由 空压机入口导叶B011101 的开度来调节，空压机K01101 采用3组内置段间冷却器冷却压缩空气；并在末级出口还设有一放空阀BV011121 ，在开车、停车期间，部分空气将由BV011121 放空，以防止压缩机喘振。 润滑油系统：空压机和增压机共用一个润滑油站T011101，油系统包括润滑油系统、事故 油系统( 2 个高位油箱和4 个蓄能器，空压机组和增压机组各1 个高位油箱，2 个蓄能器)。润滑油主要对机组各轴承起润滑、冷却及清洗杂质等作用。 油箱内的润滑油经润滑油泵加压后后送入润滑油冷却器E-011101A/B 中冷却，经温度调 节阀控制好油温后进入润滑油过滤器S-011101A/B ，过滤掉油中杂质后进入润滑油总管，然后送到各润滑点经机组润滑后返回油箱；润滑油泵出口有一总管压力调节阀，用于调节润滑油过滤器S- 011101A/B 出口总管油压。 该油路同时为增压机提供润滑油，在空压机供油总管和增压机供油总管上分别设置有蓄能器和高位油箱。以保证在主、辅油泵出现故障情况下向空压机、增压机供油，保证压缩机组的安全。 2.2 空气预冷系统 经空压机压缩后的压力为0.632MPa( A)、温度v 105C的空气由底部进入空冷塔C01201 内；空冷塔的水分循环冷却水和循环冷冻水两路，进入空冷塔的空气首先经循环冷却水泵 P01201A/B送至下塔顶部，流量为452t/h、32C的冷却水洗涤冷却，再经过循环冷冻水泵 P01202A/B送至上塔上部流量为100t/h、8C的冷冻水进行洗涤冷却后由塔顶出来，温度被降 至10C送进入分子筛纯化系统。 循环冷却水流量由V012004 (FIC012002 )控制，空冷塔C01201下塔的液位由V012038 (LIC012001 )控制，循环冷却水流量设有高、低流量连锁，当循环冷却水达到联锁值时将自动启停泵用循环冷却水泵。正常情况下，空冷塔下塔的循环冷却水来自凉水塔，经与空气换热后再回到凉水塔。但是，在凉水塔加药期间，空冷塔发生液泛、拦液情况下，为防止空气将大量带水到分子筛纯化系统，此时，必须将循环冷却水的供水切换至新鲜水补水(新鲜水为补入凉水塔的生产水，来自生产水总管) 。另外，在空冷塔C01202 的底部有个排污阀 V012043，为确保空冷塔的水质良好，可以定期打开排污阀V012043，将部分污水排入地沟。 空冷塔上部的冷冻水为闭式回路，循环冷冻水流量由V012028(FIC012001 )控制，空 冷塔C01201 上塔的液位由V012030 (LIC012003 )控制，循环冷冻水流量设有高、低流量连锁，当循环冷冻水达到联锁值时将自动启停泵用循环冷冻水泵。空冷塔上塔的循环冷冻水来自水冷塔C01202,经与空气换热后回到水冷塔C01202。在水冷塔C01202中，循环冷冻水从顶部向下喷淋，由冷箱来的污氮、纯低压氮气进行冷却，污氮的量由V015105(FIC015105) 控制；水冷塔
空气分离制氧技术的研究
摘要：近年来,随着社会工业的发展，化学工业、冶金工业等部门中大量应用氧气，氧气是气体工业中数量最大的品种。本文首先介绍了空气分离制氧气的三种方法：深冷法、变压吸附法(PSA)、膜分离法，并比较了各自的优缺点，最终选用变压吸附法进行研究。随着新型吸附剂的开发、工艺不断改进以及控制手段的逐步完善，PSA制氧工艺的技术已有明显提高。本文又对变压吸附工艺的改进和吸附剂的改进和选型等方面进行介绍，最后对PSA空分制氧技术的发展前景进行展望。 关键词：氧气；深冷法；变压吸附；膜分离；吸附剂；PSA-MS联用 在过去的几个世纪里，物质生活水平不断提高和人口不断增长，人类对资源的需求日益增大，同时对环境的破坏也日趋加剧。如何以最低的环境代价确保经济持续增长，同时还能使资源可持续利用，已成为所有国家新世纪经济、社会发展过程中所面临的一大难题。我国实施了“科教兴国”和“可持续发展”两大战略，明确了依靠科技、资源节约、生态环境友好、人与自然协调的可持续发展道路，并提出了建设资源节约型与环境友好型社会的重要战略举措。从物质形态来说，可供人类使用的资源可以分为固体、液体、气体三大资源，其中气体资源是在常温常压条件下表现为气态的物资资源，它包括自然的空气资源、生物气体资源以及工业排放的尾气资源。气体资源的开发的主导意识主要是空气分离以及根据应用要求直接制备气体。空气是一种主要由氧、氮、氩气等气体组成的复杂气体混合物，其主要组成有氮气、氧气、氩气、二氧化碳、氖气、氦气等，除了固定组分外，空气中还含有数量不定的灰尘、水分、乙炔，以及二氧化硫、硫化氢、一氧化碳、一氧化二氮等微量杂质。 一、研究意义 随着国民经济的飞跃发展和技术进步，工业上对氧的需求与日俱增，应用领域不断扩大。冶金、化工、环保、机械、医药、玻璃等行业都需要大量氧气。就冶金来说，无论钢铁冶金或者有色金属、稀有金属、贵金属的冶金，如果用富氧取代空气供氧，冶金炉（或浸出槽）的产量必将大幅度提高，能源消耗显著降低，冶炼（或浸出）时间大大缩短，产品质量提高，这将使生产成本大幅度降低，还可以节约基建投资。1993年世界工业气体交易的市场价值估计超出200亿美元。如果将最终用户直接在现场生产的气体包括在内，估计数字则超过300亿美元。世界各国气体市场的传统增长率比本国生产总值高出1.5～2.0倍。继续促进这一增长的关键因素包括工业气体在加工业质量和效率改进上所起的重要作用，如节约能量的、环境治理和气体的新应用等。该市场主要集中在已高度发达的国家和新兴的工业化经济区域。未来十年预计在亚洲和南美洲的新兴发展中的经济区域有大的市场出现。1993年世界氧气市场需求统计见图1。
制氧站生产工艺流程一、制氧/制氮系统工艺流程及主要设备 空气
二、工艺流程中各步骤工作原理及用途 1、空气过滤器 空气过滤器的净气室出口与空气压缩机入口相连接，当空气压缩机启动后，内部气压低于大气压，在负压作用下，从大气中红吸入加工空气。空气经过过滤筒，灰尘灰尘会被滤网阻挡，无数小颗粒粉尘会吸附在过滤筒上，干净的空气进入空气压缩机中，所以过滤器中的滤筒需要经常吹扫。此外空气过滤器外安装有一层粗滤网，起到初步过滤的作用。 2、空气压缩机 空气压缩机是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。 空气压缩机类型为离心式空气压缩机，一个空压机车间里有两台空气压缩机，当空气压力不够的时候会启动另外一台增加压力。 ⑴EZ45-2+1空压机工作原理（简图如图1所示） 空气走向为： 过滤器 冷却
图 1
⑴ 47YD112空压机工作原理 图2 相同颜色代表管径相同 3、空冷塔和水冷塔 工艺流程如图3所示。自空压机压缩后的高温空气②进入空冷塔压缩空气在空冷塔上升过程中，与塔上部喷入低温冷冻水⑧、中部喷入的循环冷却水①进行直接接触换热，将空气冷却后③送入分子筛。从空冷塔中出来的冷却水④返回到冷却水循环系统中。 进入水冷塔的冷却水⑤与从水冷塔底部进入的干燥空气⑥进行逆流接触，干空气吸收水分达到饱和从塔顶释放⑦，冷却水温度降低形成冷冻水⑧，该冷冻水由泵打入空冷塔上部对空气进行冷却。
4、分子筛 分子筛吸附器为卧式双层床结构，下层为活性氧化铝，上层为分子筛，两只吸附器切换工作。由空冷塔来的空气，经吸附器除去其中的水分，CO2及其它一些碳氢化合物后，除一部分工作仪表之外，其余均全部进入分馏塔及增压机。当一台吸附器工作时，另一台吸附器则进行再生，冷吹备用。由分馏塔来的污氮，经两台电加热炉加热至180度后，入吸附器加热再生，解析掉其中的水分和CO2，后经放空消声器派入大气。 5、换热器 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备 6、膨胀机 增压透平膨胀机，由分子筛吸附器来的洁净空气一部分进入增压器，消耗掉由膨胀机输出的能量，同时使压力得以升高，经增压后的空气入增压机后冷却器，被常温水冷却到38左右，入主换热器冷却到一定温度167K 后入透平膨胀机膨胀，然后经膨胀后换热器进一步冷却入上塔参与精馏。其余空气直接入主换热器冷却到露点100K附近出主换热器，入塔底部参与空气分馏。 7、空气分馏塔 空气分馏塔是一种采用精馏的方法，使各组份分离。从而得到高纯度组份的设备。 空气被冷却至接近液化温度后送入分馏塔的下塔，空气自下向上与温度较低的回流液体充分接触进行传热，使部分空气冷凝为液体。由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，在冷凝过程中，氧比氮较多的冷凝下来，使气体中氮的纯度提高。同时，气体冷凝时要放出冷凝潜热，使回流液体一部分汽化。由于氮是易挥发组份。因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体中氧纯度提高。就这样，气体由下向上与每一块塔板上的回流液体进行传热传质，而每经过
第一部分：行业事故案例 1、液氧槽车事故 事故经过：2011 年4 月24 日下午2 点35 分左右，扬溧高速上，一辆槽罐车正从镇江开往扬州，眼看就要到瓜州收费站，谁知就在还有一公里时，让人意想不到的事故发生了。“砰！”一声巨响，槽罐车撞上了前面一辆小型吊车，在惯性作用下，槽罐车侧翻，尾部重重地撞上了高速右侧的护栏，护栏严重变形。由于惯性巨大，槽罐车并没有因此停下来，横着向前滑行了好长一段距离。滑行过程中，车里燃油发生泄漏，引燃了车后轮胎，并烧到了驾驶室。 事故发生后，槽罐车的驾驶员李师傅很快就从驾驶室里跑了出来，当他惊恐地拍打自己腿上的火时，突然想到押运员还被困在里面，李师傅又冲回现场，用尽全力将同伴从副驾驶位置上拉了出来，并帮他把身上的火扑灭。之后两人被紧急送往扬州市苏北人民医院救治。押运员烧伤面积达60%，幸好驾驶员无大碍。不过，由于受到撞击，罐体上出现两个漏洞，液氧大量泄漏，为了排除险情，扬州各部门现场排氧，26吨液氧全部放空。 事故处理：下午4 点左右，记者在现场看到，槽罐车罐体前后部位都发生了泄漏，白色的“烟”不断冒出。据介绍，经过20 分钟左右的扑救，明火被基本控制，不过由于油箱温度过高，还是发生了爆炸，所幸有惊无险。火控制住了，但液体一直在泄漏。为了排除险情，消防员分别对前后两个漏洞进行强制堵漏，并将随身携带的衣服一并用上，覆盖在漏洞处。 该槽罐车厂家派出的工程师赶到了现场，大家现场研究决定，先现场将罐体的液氧放掉，然后再对罐体实施转移。但排放液氧是有条件的，就是方圆500米范围内的车辆发动机必须熄火，否则会造成液氧爆炸等危险事件发生。情况紧急，在交警部门的配合下，现场方圆500 米范围内的所有车辆发动机全部熄火。厂方工程师见安全措施到位后，立即戴着面罩来到罐体尾部，把阀门打开，只见一股白色液体笔直从尾部冒了出来，喷到高速下面的绿化带中。在排液的过程中，消防员同时出动水枪，从各个角度对液体进行稀释，防止出现意外。晚上12 点现场险情才完全解除。记者从医院了解到，驾驶员没有什么大碍，押运员被烧伤，面积达60%，另有两处骨折，尚未脱离生命危险。 排液现场 2调压站氧气阀门更换时发生燃爆事故 事故经过： 4月14日上午10时左右, 安徽省某公司机动科组织有关人员（总调度、机动科长、仪表负责人、生
图解工业制氧生产工艺 Prepared on 24 November 2020
制氧站生产工艺流程 空气 1 红吸入加工空气。空气经过过滤筒，灰尘灰尘会被滤网阻挡，无数小颗粒粉尘会吸附在过滤筒上，干净的空气进入空气压缩机中，所以过滤器中的滤筒需要经常吹扫。此外空气过滤器外安装有一层粗滤网，起到初步过滤的作用。
2、空气压缩机 空气压缩机是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。 空气压缩机类型为离心式空气压缩机，一个空压机车间里有两台空气压缩机，当空气压力不够的时候会启动另外一台增加压力。 ⑴EZ45-2+1空压机工作原理（简图如图1所示） 空气走向为： 冷却
相同颜色代表管径相同 3、空冷塔和水冷塔 工艺流程如图3所示。自空压机压缩后的高温空气②进入空冷塔压缩空气在空冷塔上升过程中，与塔上部喷入低温冷冻水⑧、中部喷入的循环冷却水①进行直接接触换热，将空气冷却后③送入分子筛。从空冷塔中出来的冷却水④返回到冷却水循环系统中。 进入水冷塔的冷却水⑤与从水冷塔底部进入的干燥空气⑥进行逆流接触，干空气吸收水分达到饱和从塔顶释放⑦，冷却水温
4、分子筛 分子筛吸附器为卧式双层床结构，下层为活性氧化铝，上层为分子筛，两只吸附器切换工作。由空冷塔来的空气，经吸附器除去其中的水分，CO2及其它一些碳氢化合物后，除一部分工作仪表之外，其余均全部进入分馏塔及增压机。当一台吸附器工作时，另一台吸附器则进行再生，冷吹备用。由分馏塔来的污氮，经两台电加热炉加热至180度后，入吸附器加热再生，解析掉其中的水分和CO2，后经放空消声器派入大气。 5、换热器 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备 6、膨胀机 增压透平膨胀机，由分子筛吸附器来的洁净空气一部分进入增压器，消耗掉由膨胀机输出的能量，同时使压力得以升高，经增压后的空气入增压机后冷却器，被常温水冷却到38左右，入主换热器冷却到一定温度167K 后入透平膨胀机膨胀，然后经膨胀后换热器进一步冷却入上塔参与精馏。其余空气直接入主换热器冷却到露点100K附近出主换热器，入塔底部参与空气分馏。 7、空气分馏塔 空气分馏塔是一种采用精馏的方法，使各组份分离。从而得到高纯度组份的设备。 空气被冷却至接近液化温度后送入分馏塔的下塔，空气自下向上与温度较低的回流液体充分接触进行传热，使部分空气冷凝为液体。由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，在冷凝过程中，氧比氮较多的冷凝下来，使气体中氮的纯度提高。同时，气体冷凝时要放出冷凝潜热，使回流液体一部分汽化。由于氮是易挥发组份。因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体中氧纯度提高。就这样，气体由下向上与每一块塔板上的回流液体进行传热传质，而每经过一块塔板，气相中的氮纯度就提高一次，当气体到达下塔顶部时，绝大部分氧已被冷凝到液体中，使气相中的氮纯度达到％。一部分氮气进入冷凝蒸发器中，冷凝成液氮．作为下塔回流液。同时上塔底部的液氧汽化，作为上塔的上升气体，参与上塔的分馏，将下塔底部得到的含氧38～40％的富氧液空节流后送入上塔，作为上塔的一部分回流液与上升气体接触传热，部分富氧液空汽化。由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体氧纯度提高。液体由上向下与上升气体多次传热传质，液相中的氧纯度不断提高，当液体到达上塔底部时就可得到％的液氧。
空分制氧工艺流程 空分设备的工作原理是根据空气中各种气体沸点不同，经加压、预冷、纯化并利用大部分由透平膨胀机提供的冷量使之液化再进行精馏从而获得所需的氧/氮产品。空分制氧系统包括空压机系统、预冷系统、分子筛纯化系统、增压膨胀机系统、分馏塔系统、氧/氮压机系统、调压站系统。 流程简述：原料空气由吸入塔吸入，经滤清器去除灰尘和机械杂质，在离心式空压机中被压缩，压缩之空气经空气冷却塔洗涤冷却至8~10℃，然后进入自动切换使用的分子筛吸附器，以清除H2O、CO2和C2H2，出分子筛的空气为12℃~4℃，然后进入分馏塔。在分馏塔中，空气首先经过主换热器与返流气体换热，然后被冷却至接近饱和温度（-172℃）进入下塔。另一部分空气作为作为膨胀气体，经增压机增压并经冷却器冷却后也进入主换热器与反流气体换热。这部分气体被冷却至-103℃左右，从主换热器中抽出进入透平膨胀机，膨胀后的空气进入热虹吸蒸发器，在热虹吸蒸发器内，被从主冷引出的液氧冷却至-175℃，进入上塔中部，部分液氧复热汽化后夹带液氧返回主冷，形成液氧自循环，进一步除去液氧中的碳氢化合物。少量空气从分子筛吸附器后抽出做为仪表气。在下塔，空气被初步分离成氮和负氧液空，在塔顶获得99.99%N2的气氮，进入主冷与液氧换热冷凝成液氮，部分掖氮回下塔作为下塔的回流液。另一部分液氮，经过冷器过冷节流后进入上塔顶部作为上塔回流液。下塔负液38% O2的液空
经过冷器过冷后进入上塔中部参加精馏。以不同状态的四股流体进入上塔再分离后，在上塔顶部得到纯氮气，经过冷器、主换热器复热后出分馏塔；上塔底部的液氧在主冷被下塔氮气加热而蒸发，其中一部分氧气经氧主换热器复热后出分馏塔，其余部分作为上升蒸汽参加精馏。在上塔冲中部抽出污氮气，经过冷器、主换热器复热引出分馏塔。从分馏塔出来的污氮气分为两路，一路进入纯化系统作为分子筛再生气，其余的污氮气进入预冷系统，进入其中的水冷塔中，以进一步回收污氮中的冷量。从分馏塔出的的合格氧气出分馏塔后，送至压氧系统。部分液氧作为产品抽出。 附：流程图
制氧厂岗位职责 一.制氧空分工段长岗位职责 1.工作职能范围： 在厂长的领导下，负责本机组的生产经营管理及行政事务工作。 2.工作质量与数量： 每天检查所属的机械设备运转情况，及时了解生产和所要处理的任务。抓好产品质量和设备检修质量，不断降低消耗。 3.服从厂领导的统一安排与指挥，认真检查本机组各项规章制度标准，贯彻落实情况并及时向厂内汇报。 4.具备制氧空分压缩机岗位的应知内容。 5.掌握制氧工艺全过程中各部位的调节及参数变化时对其它部位工艺参数的影响。 6.掌握制氧工艺全过程中各个部位的工作原理，设备结构技术要求，遥控自控及其工作状况。 7.应会组织新安装或大、中修全套设备的验收、试车、调试工作。 8.应能提出设备及制氧工艺中合理化建议或改进措施。 9.应提出重大事故或故障的分析判断理论分析的正确处理方案。 1 0."组织全制氧系统开、停车及紧急事故处理等工作。 1 1."参与修订安全技术规程，生产技术操作规程和设备的使用维护规程。 1
2."总结技术操作经验，推广使用新技术，抓好职工的技术培训工作，具备讲授技术理论与技术操作课的能力，培训新工人。 1 3."负责本工段的常规工作。 二.制氧工班长岗位职责 1.工作能职范围： 负责本班安全生产，行政管理工作，负责落实上级交给的各项任务及制氧班组的生产任务。 2.工作质量与数量： 按时完成生产计划和各项生产技术指标，观察调整制氧机各部位温度、压力、阻力、液面、流量、纯度等，使设备达到最佳运行情况。 3.工作协作关系；了解供水、供电等情况，与化验配合做好纯度分析、对使用设备进行维护，发现问题及时联系机修检查处理。 4.具备制氧机空分操作岗位及压缩机岗位的应知内容。 5.掌握制氧工艺过程中各部位的工作原理，设备结构技术要求，遥控、自控及其工作状况。 6.掌握制氧工艺全过程中各部位的调节及参数变化对其他部位工艺参数的影响。 7.组织制氧全系统开，停车及紧急事故的处理工作。 8.提出制氧工艺中的合理化建议或改进措施。 1 9."具有重大事故或故障的分析判断能力，提出正确处理方案。 1
第三部分空分工艺流程的组成 一、工艺流程的组织 我国从1953年，在哈氧第一台制氧机，目前出现的全低压制氧机，这期间经历了几代变革： 第一代：高低压循环，氨预冷，氮气透平膨胀，吸收法除杂质； 第二代：石头蓄冷除杂质，空气透平膨胀低压循环； 第三代：可逆式换热器； 第四代：分子筛纯化； 第五代：，规整填料，增压透平膨胀机的低压循环； 第六代：内压缩流程，规整填料，全精馏无氢制氩； ○全低压工艺流程：只生产气体产品，基本上不产液体产品； ○内压缩流程：化工类：5~8 ：临界状态以上，超临界； 钢铁类：3.0 ，临界状态以下； 二、各部分的功用
净化系统压缩冷却纯化分馏（制冷系统，换热系统，精馏系统） 液体：贮存及汽化系统； 气体：压送系统； ○净化系统：除尘过滤，去除灰尘和机械杂质； ○压缩气体：对气体作功，提高能量、具备制冷能力； （热力学第二定律） ○预冷：对气体预冷，降低能耗，提高经济性 有预冷的一次节流循环比无预冷的一次节流循环经济，增加了制冷循环，减轻 了换热器的工作负担，使产品的冷量得到充分的利用； ○纯化：防爆、提纯； 吸附能力及吸附顺序为： ； ○精馏：空气分离 换热系统：实现能量传递，提高经济性，低温操作条件； 制冷系统： 维持冷量平衡
液化空气 膨胀机 方法 节流阀 膨胀机制冷量效率高：膨胀功W； 冷损：跑冷损失 Q1 复热不足冷损 Q2 生产液体产品带走的冷量Q3 第一节净化系统 一、除尘方法： 1、惯性力除尘：气流进行剧烈的方向改变，借助尘粒本身的惯性作用分离； 2、过滤除尘：空分中最常用的方法； 3、离心力除尘：旋转机械上产生离心力； 4、洗涤除尘：
1.氧气和氮气的生产 原料空气自吸入塔吸入,经空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。空气经过滤后在离心式空压机中经压缩至0.52MPa左右,经空气冷却塔预冷，冷却水分段进入冷却塔内，下段为循环冷却水，上段为低温冷冻水。空气经空气冷却塔冷却后降至约10℃,然后进入切换使用的分子筛吸附器，空气中的二氧化碳,碳氢化合物及残留的水蒸气被吸附。分子筛吸附器为两只切换使用,其中一只工作时另一只再生，纯化器的切换周期为240分钟。 空气经净化后，分为两路：大部分空气在主换热器中与返流气体（纯氧、纯氮、污氮等）换热达到接近液化温度约-173℃进入下塔。另一路空气在主换热器内被返流冷气体冷却至-105℃时抽出进入膨胀机膨胀制冷，然后入上塔参加精馏同时补充冷量损失。 在下塔中，空气被初步分离成氮和含氧38-40%的富氧液空（下塔底部），顶部生成的氮气在冷凝蒸发器中被冷凝为液氮，同时主冷的低压侧液氧被汽化。部分液氮作为下塔回流液，另一部分液氮从下塔顶部引出，经过冷器中过冷后经节流送入上塔中部作回流液和粗氩塔Ⅰ冷凝器冷凝侧的冷源。下塔底部的富氧液空引出后经节流降温送入上塔做为回流液参与上塔精馏。 氧气从上塔底部引出，并在主换热器中与原料空气复热后出冷箱进入氧气压缩机加压后送往用户。 污氮气从上塔上部引出，并在过冷器及主换热器中复热后送出分馏塔外，大部分作为分子筛的再生气体（用量约21000/h）。小部分进入水冷
塔中作为冷源冷却循环水。 氮气从上塔顶部引出，在过冷器及主换热器中复热后出冷箱，经氮气压缩机加压后送往用户。 产品液氧从主冷中排出送入液氧贮槽保存。从液氧贮槽中排出的液氧，用液氧泵加压后的进入汽化器，蒸发成氧气然后进入氧气管网送用户。
工业制氧原理及流程 空气中含氮气78%，氧气21%。由于空气是取之不尽的免费原料，因此工业制氧/制氮通常是将空气中的氧气和氮气分离出来。制氧氧气用来炼钢；氮气用来搅拌钢水，氧气和氮气均是重要的冶金原料。本专题将详细介绍制氧/制氮的工艺流程，主要工艺设备的工作原理等信息。 【制氧/制氮目的】：制氧氧气用来炼钢；氮气用来搅拌钢水，氧气和氮气均是重要的冶金原料。 【制氮原理简介】：以空气为原料，利用物理的方法,将其中的氧和氮分离而获得。工业中有三种，即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法。 Ａ：深冷空分制氮 深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，已有近几十年的历史。它是以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下，前者的沸点为-183℃，后者的为-196℃)，通过液空的精馏，使它们分离来获得氮气。深冷空分制氮设备复杂、占地面积大，基建费用较高，设备一次性投资较多，运行成本较高，产气慢(12～24h），安装要求高、周期较长。综合设备、安装及基建诸因素，3500Nm3／h以下的设备，相同规格的PSA装置的投资规模要比深冷空分装置低20％～50％。深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，而中、小规模制氮就显得不经济。 Ｂ：分子筛空分制氮 以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称PSA制氮。此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。与传统制氮法相比，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15～30分钟)、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节，操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点，故在1000Nm3／h以下制氮设备中颇具竞争力，越来越得到中、小型氮气用户的欢迎，PSA制氮已成为中、小型氮气用户的首选方法。 Ｃ：膜空分制氮 以空气为原料，在一定压力条件下，利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维
制氧站设计流程 1 制氧站厂区总图位置选择： 1.1 从工程设计人员来说，选定总图位置时，应明确制氧车间与一些污染源及相关建、构筑物之间的安全距离。 参考《制氧站设计规范》GB50030-91中“第二章氧气站的布置”和《氧规》GB16912-2008中“4.2总图布置”。 2 制氧站厂区内平面布置 2.1 各车间平面布置 工程设计人员应明确各车间建、构筑物的生产类别、防火等级及建、构筑物与其它工业、民用设施的防火间距 （1）生产车间各建、构筑物的生产类别及最低防火等级按照《氧规》GB16912-2008中“4.3.1表2”的内容进行设计。 补充：氧气站室外布置的空分塔或惰性气体贮罐，应按一、二级耐火等级的乙类生产建筑（空分塔）或戊类生产建筑（惰性气体贮罐）确定其与其他各类建筑之间的最小防火间距。（选自《制氧站设计规范》GB50030-91中“第二章氧气站的布置第2.0.3（11）条”） 注意：氧气贮罐（包括液氧储罐）、惰性气体贮罐、室外布置的工艺设备与其制氧厂房的间距，可按工艺布置要求确定。 （2）生产车间各建、构筑物与特定地点的最小防火间距参见《氧规》GB16912-2008中“4.3.2表3”的内容。 （3）生产车间各建、构筑物与其它工业、民用设施的防火间距还应符合《建筑设计防火规范》GB50016-2006中的有关规定。 2.2各车间内、外部设备布置 根据设备厂家提供的设备制造图纸布置设备。要求符合工艺布置要求、安全规范并便于设备操作检修。 2.3各设备之间管道的连接 按照设备厂家提供的工艺流程图布置管道。要求符合工艺流程要求、布置合理并便于操作维修。其中氧气管道按照《氧规》 GB16912-2008中“8 氧气管道”的内容进行设计。
第一章空分设备工艺流程 第一节空气分离设备术语 在学习空分设备基本知识之前，我们先来了解空分设备上使用的一些术语。 一、空气分离设备术语基本术语 1、空气 存在于地球表面的气体混合物。接近于地面的空气在标准状态下的密度为 1.29kg/m3。主要成分是氧、氮和氩；以体积含量计，氧约占20.95%，氮约占78.09%，氩约占0.932%，此外还含有微量的氢及氖、氦、氪、氙等稀有气体。根据地区条件不同，还含有不定量的二氧化碳、水蒸气及乙炔等碳氢化合物。 2、加工空气 指用来分离气体和制取液体的原料气。 3、氧气 分子式O ，分子量31.9988（按1979年国际原子量），无色、无臭的气体。在标 2 准状态下的密度为1.429kg/m3，熔点为54.75K,在101.325kPa压力下的沸点为 90.17K。化学性质极活泼，是强氧经剂。不能燃烧，能助燃。 4、工业用工艺氧 用空气分离设备制取的工业用工艺氧，其含氧量（体积比）一般小于98%。 5、工业用气态氧 用空气分离设备制取的工业用气态氧，其氧含量（体积比）大于或等于99.2%。 6、高纯氧 用空气分离设备制取的氧气，其氧含量（体积比）大于或等于99.995%。 7、氮气 分子式N ，分子量28.0134（按1979年国际原子量），无色、无臭、的惰性气体。 2 在标准状态下的密度为1.251kg/m3,熔点为63.29K,在101.325kPa威力下的沸点为77.35K。化学性质不活泼，不能燃烧，是一种窒息性气体。 8、工业用气态氮 用空气分离设备制取的工业用气态氮，其氮含量（体积比）大于或等于98.5%。
9、纯氮 用空气分离设备制取的氮气，其氮含蓄量（体积比）大于或等于99.995%。 10、高纯氮 用空气分离设备制取的氮气，其氮含蓄量（体积比）大于或等于99.9995%。 11、液氧（液态氧） 液体状态的氧，为天蓝色、透明、易流动的液体。在101.325kPa压力下的沸点为90.17K，密度为1140kg/m3。可采用低温法用空气分离设备制取液态或用气态氧加以液化。 12、液氮（液态氮） 液体状态的氮，为透明、易流动的液体。在101.325kPa压力下的沸点为77.35K，密度为810kg/m3。可采用低温法用空气分离设备制取液态氮或用气态氮加以液化。 13、液空（液态空气） 液体状态的空气，为浅蓝色、易流动的液体。在101.325kPa压力下的沸点为78.8K，密度为873kg/m3。液空是空气分离过程中的中间产物。 14、富氧液空 指氧含量（体积比）超过的20.95%的液态空气。 15、馏分液氮（污液氮） 在下塔合适位置抽出的、氮含量（体积比）一般为95%~96%的液体。 16、污氮 由上塔上部抽出的、氮含量（体积比）一般为95%~96%的液态体。 17、标准状态 指温度为0°C、压力为101.325kPa时的气体状态。 18、空气分离 从空气中分离其组分以制取氧、氮和提取氩、氖、氦、氪、氙等气体的过程。 19、节流 流体通过锐孔膨胀而不作功来降低压力。 20、节流效应（焦耳—汤姆逊效应） 气体膨胀不作功产生的温度变化。
全液体空分工艺流程说明 液体空分设备通常是指以直接生产液氧、液氮产品的空分设备，这种空分设备一般不生产或少量生产气体产品。 为了要获得大量的液氧和液氮产品，目前大致有二种方法：一是先生产气态产品，然后再根据需要采用液化装置将气态产品液化，这种方法能耗相对较高；另一种方法是直接采用液体空气设备生产液氧和液氮产品，与前者相比该法能耗较低，液体空分设备从流程的组织上来看可以视为是常规气态产品空分设备和液化装置的二者结合体，因此其流程要相对复杂一些。为了降低液体空分设备产品的中耗，应根据用户提出的需求条件，在工艺流程的组织上要进行多个方案的技术比较。 目前液体空分设备根据工作压力的等级不同，一般可分为低压循环和中压循环二大类，在低压循环中按照制冷系统的组织方式不同又分成带增压透平膨胀机制冷和带增压透平膨胀机加低温予冷机制冷的二种流程。在中压循环流程中因采用的制冷循环工质的不同一般分成空气循环和氮气循环，同样在中压循环中按照制冷系统的组织方式不同也分成带增压透平膨胀机加低温予冷机制冷和带高、低温增压透平膨胀机制冷的二种流程。 液体空气设备流程的选择应根据用户提出的液体产品产量、纯度、品种等要求，来选择和确定液体空分设备的工艺流程、单元设备的结构形式和组织方式。一般来说液氧产量小于1000Lh的属小型液体空分设备，目前多数是采用全低压(1.OMPa)利用空气循环制冷的工艺流程。因为液体产量较小，同时为简化流程，达到操作方便，一般在流程中原料空气和制冷循环空气可由一台压缩机提供。这种流程单位产品能耗较高。 当液体产品在2000-3000m立方/h(折成气态)以上时，将属于中大型液体空气设备，由于液体产品数量加大，要求装置必须提供更多的冷量。而在低压流程中气体的液化是通过相变过程来实现的，因为工作压力低，气体膨胀产冷量小，最终气体液化率低，那么为要获得大量的冷量就必须大幅度的提高循环空气量，这样会造成单位产品能耗的大幅度升高。因此在工艺流程上必须由低压循环改为中压制冷循环，由于气体液化工作压力的提高，其相应的液化温度也随之提高，那么单位气体液化所需的冷量就会减少，当气体液化压力超过其临界压力而温度低于临界温度时，气体液化过程中就不存在等温的冷凝过程，而是直接变成液体，这样就能减少中压流程中的循环气量，使单位液体产品能耗大大的降低，这正是中压流程为什么经济性好的重要原因。在中大型液体空分设备中原料空气部分采用低压(0.6MPa)，而循环气体为中压(压缩机压力为 2.5-3.OMPa),即分为空气循环和氮气循环二种。关于在制冷循环中如何确定膨胀机的台数和运行方式及其参数，这将取决于用户提供的要求。下面将对儿种工艺流程在组织中的技术问题进行分析讨论。 低压小型液体空分设备工艺流程 现对国内已开发成功的小型全低压液体空分设备在流程组织上的一些技术特点作一分析。 本设备是采用低压带增压透平膨胀机及空气制冷循环的工艺流程。空气经空气过滤器被透平空压机压缩至1.0MPa(G)压力，经末级冷却器冷却后将全部空气送入增压机中增压，经增
6000m3/h制氧机组操作规程 编制： 审核： 批准：
前言 制氧厂主要生产氧气、氮气、液氧，氧气、氮气通过管道输送至炼铁、炼钢、轧钢等后续工序使用，液氧汽化输入管网，其整个作业过程接触的有助燃物品氧气、液氧，易窒息物品氮气，发生事故的种类有燃烧、爆炸、窒息、冻伤。每个作业过程都存在着严重危险因素，危及人身、设备安全，为此特编写此规程以规范各种作业细节，杜绝事故的发生，确保制氧厂长期、安全稳定生产。 本次编写是在2003年版基础上，并据现扩大规模后生产实际，广泛征求一线员工意见，并经领导组严格审核而定，为此对本规程所有编写、审核人员及提出宝贵意见的员工表示感谢。 编写组 2011年3月1日
目录 1、岗位职责 (4) 1.1制氧班长岗位职责 (4) 1.2制氧工岗位职责 (5) 2、制氧厂工艺概述及工艺流程 (5) 2.1工艺概述 (5) 2.2工艺流程图 (5) 3、工艺设备性能参数 (6) 4、技术、标准、规程 (6) 4.1工艺条件 (7) 4.2工艺技术及标准 (7) 4.2.1工艺技术 (7) 4.2.2工艺标准 (7) 4.3车间工艺制度 (7) 4.4制氧工艺操作规程 (8) 4.4.1工艺流程概述 (8) 4.4.2 技术参数和经济指标 (9) 5、6000制氧操作规程 (12) 6、空分设备的启动操作规程 (13) 7、精馏工况调整 (20) 8、正常停车 (21) 9、 PLPK型风机透平膨胀机组 (22) 10、 LTY690/5.3型离心空气压缩机 (33) 11、 ZW-56/30型氧气压缩机操作规程 (43) 12、 ZW-56/30型氮气压缩机操作规程 (47) 13、循环泵房操作规程 (47)
空分工艺流程描述 2 工艺流程 2工艺流程总体概述 2.1空气过滤及压缩 来自大气中的空气经自洁式过滤器S01101，将空气中大于1μm的尘埃和机械杂质清除后，送离心式空气压缩机K01101，自洁式空气过滤器采用PLC控制，带自动反吹系统，反吹系统有时间、压差、时间和压差三种控制程序。 3流量约168000Nm/h、常温常压的空气在由电机驱动的单轴离心式空气压缩机K01101中，经四级压缩，压力被提升到0.632MPa(A)。温度,105?后进入空气预冷系统。空气流量由空压机入口导叶B011101的开度来调节，空压机K01101采用3组内置段间冷却器冷却压缩空气;并在末级出口还设有一放空阀BV011121，在开车、停车期间，部分空气将由BV011121放空，以防止压缩机喘振。 润滑油系统:空压机和增压机共用一个润滑油站T011101，油系统包括润滑油系统、事故油系统(2个高位油箱和4个蓄能器，空压机组和增压机组各1个高位油箱，2个蓄能器)。润滑油主要对机组各轴承起润滑、冷却及清洗杂质等作用。 -011101A/B中冷却，经温度调油箱内的润滑油经润滑油泵加压后后送入润滑油冷却器E 节阀控制好油温后进入润滑油过滤器S-011101A/B，过滤掉油中杂质后进入润滑油总管，然后送到各润滑点经机组润滑后返回油箱;润滑油泵出口有一总管压力调节阀，用于调节润滑油过滤器S-011101A/B出口总管油压。 该油路同时为增压机提供润滑油，在空压机供油总管和增压机供油总管上分别设置有蓄能器和高位油箱。以保证在主、辅油泵出现故障情况下向空压机、增压机供油，保证压缩机组的安全。
2.2空气预冷系统 经空压机压缩后的压力为0.632MPa(A)、温度,105?的空气由底部进入空冷塔 C01201内;空冷塔的水分循环冷却水和循环冷冻水两路，进入空冷塔的空气首先经循环冷却水泵P01201A/B送至下塔顶部，流量为452t/h 、32?的冷却水洗涤冷却，再经过循环冷冻水泵P01202A/B送至上塔上部流量为100t/h 、8?的冷冻水进行洗涤冷却后由塔顶出来，温度被降至10?送进入分子筛纯化系统。 循环冷却水流量由V012004(FIC012002)控制，空冷塔C01201下塔的液位由 V012038(LIC012001)控制，循环冷却水流量设有高、低流量连锁，当循环冷却水达到联锁值时将自动启停泵用循环冷却水泵。正常情况下，空冷塔下塔的循环冷却水来自凉水塔，经与空气换热后再回到凉水塔。但是，在凉水塔加药期间，空冷塔发生液泛、拦液情况下，为防止空气将大量带水到分子筛纯化系统，此时，必须将循环冷却水的供水切换至新鲜水补水(新鲜水为补入凉水塔的生产水，来自生产水总管)。另外，在空冷塔C01202的底部有个排污阀V012043，为确保空冷塔的水质良好，可以定期打开排污阀V012043，将部分污水排入地沟。 空冷塔上部的冷冻水为闭式回路，循环冷冻水流量由V012028(FIC012001)控制，空冷塔C01201上塔的液位由V012030(LIC012003)控制，循环冷冻水流量设有高、低流量连锁，当循环冷冻水达到联锁值时将自动启停泵用循环冷冻水泵。空冷塔上塔的循环冷冻水来自水冷塔C01202，经与空气换热后回到水冷塔C01202。在水冷塔C01202中，循环冷冻水从 顶部向下喷淋，由冷箱来的污氮、纯低压氮气进行冷却，污氮的量由 V015105(FIC015105)控制;水冷塔C01202的液位由 LIC012004控制调节阀V012033的补水量来实现的。在水冷塔C01202的底部有个排污阀V012051，为确保水冷塔的水质良好，可以定期打开排污阀V012051，将部分污水排入地沟。
合成甲醇工艺流程图 一、总图 脱硫后焦炉气 甲醇外售 驰放气作燃料气 二、气柜 1、系统图 25℃ 200mmH 2O 700 mmH 2O 去焦炉气压缩 30℃ 新鲜水来自来水总管 污水去生化处理 2、物料平衡表 物料名称 输入量 输出量 备注 物料名称 输入量 输出量 备注 H 2 55～58％ NH 3 ≤50 mg/m 3 CH 4 24～26％ H 2S ≤20 mg/m 3 CO 6～8％ 有机硫 350mg/m 3 C m H n 2.5％ CO 2及其它 ＜3％ 新鲜水消耗0.3Mpa ： 正常16m 3/h ，最大20 m 3/h 蒸汽0.6Mpa ：正常2.4t/h 最大3.0t/h 气 柜 焦炉气压缩 精脱硫 转化 空分 合成压缩 甲醇合成 甲醇精馏 甲醇库 水 封 槽 ф39100*8530 水 封 20000m 3 400mmH 2 O 钟 罩 水 封 槽
三、焦炉气压缩 1、系统图 0.3172Mpa 140℃ 40℃ 200mmH 2O 25℃ 分离水 40℃ 0.957 Mpa 分离水 2.5Mpa 140℃ 40℃ 去精脱硫 2.5 Mpa 40℃ 分离水 2、物料平衡表 物料名称 输入量 输出量 备注 物料名称 输入量 输出量 备注 H 2 55～58％ NH 3 ≤50 mg/m 3 CH 4 24～26％ H 2S ≤20 mg/m 3 CO 6～8％ 有机硫 350mg/m 3 C m H n 2.5％ CO 2及其它 ＜3％ 化产循环水32℃： 正常580m 3/h ，最大650 m 3/h 蒸汽0.6Mpa ：正常2.4t/h 最大3.0t/h 注意： 停车时造成煤气放散30000Nm 3/h 三、精脱硫 1、系统图 2.5Mpa 40℃ 不合格返回 不合格返回 去转化 2.3 Mpa 380℃ （1）有机硫加氢转化：CS 2+H 2+H 2O →H 2S+CO COS+H 2O →H 2S+CO 2 （2）必须将系统中来自炼焦、压缩机等的氯杂质去除，在甲醇反应中会生成水溶性氯化物，影响整个床层。 2、物料平衡表 一级吸气 缓冲器 一级汽缸 一级排气缓冲器 一级冷却器 一级分离器 二级吸气 缓冲器 二级汽缸 二级排气缓冲器 二级冷却器 二级分离器 三级吸气 缓冲器 三级汽缸 三级出口缓冲器 三级冷却器 三级分离器 过滤器 予脱硫槽 去除油雾 脱除无机硫 一级加氢转化器 H 2+O 2→水 C m H n →饱和烃 有机硫→无机硫 铁钼加氢催化剂27.4m 3 取空速1000h -1 ф2300mm 一台 中温氧化铁脱硫槽 脱除绝大部分无机硫 总硫量355mg/Nm 3 触媒总装158.4m 3更换周期4000小时，ф2900mm 两开 一备共三台并联使用 二级加氢转化器 残余有机硫→无机硫 铁钼加氢催化剂17m 3 取空速1500h -1 ф1900mm 一台 中温氧化锌脱硫槽 把关脱硫0.01ppm 触媒总装22.6m 3 ф1900mm 两台串联工作 转化工段预热 器提温300℃
一、空气分离制氧的主要工艺及其比较 氧气在工业生产和日常生活中有广泛的用途，空气中含有21%（体积浓度）的氧气，是最廉价的制氧原料，因此氧气一般都通过空气分离制取。 ■ 空气分离制氧主要工艺 1.深冷分离工艺: 传统制氧技术，氧气纯度高、产品种类多，适用于大规模制氧。 2.变压吸附工艺(PSA): 新兴技术，投资小、能耗低，适用于氧气纯度不太高、中小规模应用场合。 3.膜分离工艺: 尚不成熟，基本未得到工业应用。 ■ 变压吸附制氧技术特点--与深冷制氧技术相比 l工艺流程简单，不需要复杂的预处理装置； l产品氧气纯度可达95%，氮气含量小于1%，其余为氩气； l制氧规模10000m3/h以下时，制氧电耗更低、投资更小； l装置运行自动化程度高，开停车方便快捷； l装置运行独立性强，安全性高；
l装置操作简单，操作弹性大（部分负荷性优越，负荷转换速度快）；l装置运行和维护费用低； l土建工程费用低，占地少。 ■ 深冷空分制氧工艺与变压吸附制氧工艺的比较
二、变压吸附空分制氧工艺原理 ★ 变压吸附空气分离制氧原理 空气中的主要组份是氮和氧，通过选择对氮和氧具有不同吸附选择性的吸附剂，设计适当的工艺过程，使氮和氧分离制得氧气。 氮和氧都具有四极矩，但氮的四极矩（0.31Å）比氧的（0.10 Å）大得多，因此氮气在沸石分子筛上的吸附能力比氧气强（氮与分子筛表面离子的作用力强，如图1所示）。因此，当空气在加压状态下通过装有沸石分子筛吸附剂的吸附床时，氮气被分子筛吸附，氧气因吸附较少，在气相中得到富集并流出吸附床，使氧气和氮气分离获得氧气。当分子筛吸附氮气至接近饱和后，停止通空气并降低吸附床的压力，分子筛吸附的氮气可以解吸出来，分子筛得到再生并重复利用。两个以上的吸附床轮流切换工作，便可连续生产出氧气。 图1、变压吸附气体分离基本原理示意图 氩气和氧气的沸点接近，两者很难分离，一起在气相得到富集。因此变压吸附制氧装置通常只能获得浓度为90%~95%的氧气（氧的极限浓度为95.6%，其余为氩气），与深冷空分装置的浓度99.5%以上的氧气相比，又称富氧。 ★ 变压吸附空分制氧装置工艺简述