空分低压流程评述
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四川空分设备空分流程简述空流程的简要描述KDNOAr-10000/8000/390空气分离装置第一章精蒸馏一、塔台进入流程:塔入口流量(如图1-1所示)(图:1-1)二、整改过程:1、什么是整改:简而言之,精馏是两种不同的物质(气体)具有不同的沸点并多次混合蒸汽的部分。
混合液体的冷凝和部分蒸发过程称为精馏。
2、进塔空气的作用:来自净化系统的空气通过冷箱换热与膨胀空气混合后进入下塔底部,这部分空气作为下塔使用塔顶上升的蒸汽;高压节流后的液态空气作为下塔冷凝液的一部分送至下塔中部;3.精馏-分离下塔中的液氮:精馏塔下部上升蒸汽的温度高于下部液体的温度,因此膨胀空气进入下塔后的空气中。
温度将高于上塔下游的温度。
下塔中的气体每次通过塔盘时,都会遇到温度低于下塔的液体。
此时,气体的温度将下降,并不断冷凝成液体,液体将部分蒸发。
由于氧气的液化温度最高,氧气冷凝得更多,剩余蒸汽中的氮浓度也会增加。
这样,一个又一个循环,到塔顶,蒸汽中的大部分氧气被冷凝成液体;从而在蒸汽中获得氮气纯度为99.9%的高纯氮气;这部分气体被引入主冷却器,在上部塔中被液氧冷凝成液氮,然后部分作为回流液回流到下部塔再次精馏(如图1-2所示),部分作为回流液送至上部塔。
同时,下部塔中液体空间的纯度为36%氧气。
(图1-2)14.上塔整流:第二章下塔内液体空间经节流减压后送至上塔中部,作为上塔的精馏原料;从主冷却部分泵出的液氮成为上塔的回流液。
蒸馏的原理与下塔的原理相同。
当液体向下流动时,它被部分蒸发并凝结多次,更多的氮被蒸发掉。
结果,流动液体中的氧浓度持续增加。
当到达上部塔的底部时,可以获得含有99.9%氧气的液氧。
部分液氧作为产品被泵出;由于下部塔的上升蒸汽(纯氮气)被引入主冷凝管,它将更多的热量传递给液氧,导致作为上部塔上升气体的液氧的再加热蒸发;在上升过程中,一部分蒸汽凝结成液流,而另一部分蒸汽随着氮含量的上升而增加。
在塔顶,可以获得99%以上的氮气。
空分装置采用分子筛吸附净化、透平膨胀机制冷的全低压空分流程。
以确保空分设备生产过程长期稳定可靠运行。
以节能,操作维修方便为设计原则。
整套机组包括:空气压缩系统、空气预冷系统、分子筛纯化系统、透平膨胀机系统、分馏塔冷箱系统、氧气压缩系统、氮气压缩系统、仪电控系统等。
2.1.1空分装置2.1.1.1空气压缩系统空气首先吸入自洁式空气过滤器,除去空气中的灰尘及其它机械杂质,然后进入空压机,经过压缩后去空气预冷系统,压缩机级间的热量被中间冷却器中的冷却水带走。
2.1.1.2空气预冷系统从空气压缩机来的热空气进入空气冷却塔下部,由下而上穿过空气冷却塔中的高温、低温段填料,依次与冷却水和冷冻水进行逆流接触而进行热交换,达到冷却空气之目的并对空气进行洗涤;同时应尽可能降低空气温度减少空气中游离水分的含量从而降低吸附器的工作负荷。
来自冷箱内的污氮气进入水冷却塔的底部,自下而上同冷却水在水冷却塔内的填料进行逆流接触,使污氮气升温增湿后排入大气,从而使冷却水冷却为冷冻水;采用冷水机组,以保证冷冻水的温度达到能足以降低空气的温度的工况。
2.1.1.3空气纯化系统从预冷系统出来的空气进入吸附器,利用活性氧化铝及分子筛清除空气中的水分、二氧化碳及乙炔等碳氢化合物。
纯化器工作结束,从分馏塔来的污氮气进入电加热器加热后对其分子筛和活性氧化铝进行再生。
再生结束,利用污氮吹冷以备切换使用。
纯化器共两台,一台吸附,一台再生及冷吹,以保证纯化器的连续工作。
出纯化器的工艺空气部分作为净化空气产品取出,剩余部分进入分馏塔系统。
2.1.1.4分馏塔冷箱系统出空气纯化系统的部分洁净空气进入被透平膨胀机驱动的增压机,吸收膨胀机所产生的能量,使其本身压力提高。
然后经增压后冷却器冷却,进入冷箱内的主换热器,冷却至一定温度后进入透平膨胀机膨胀制冷。
膨胀后的空气进入上塔中上部参与精馏。
出空气纯化系统的剩余部分洁净工艺空气进入冷箱内的主换热器,被返流出来的气体冷却,接近露点的空气进入下塔底部。
空分知识全低压分子筛流程开车操作要点讨论1、全系统吹扫(全系统大加温)开车过程中的操作要点:(1)、常温状态下全系统短期吹扫(即长期停车再启动前短期吹扫),全系统吹扫操作气源是来自经分子筛吸附器纯化后的空压机供气,(常温)温度在10℃左右,也可以根据具体情况而定,适当提高分子筛吸附器纯化后的空气温度(15℃)即可,没有电加热器再供热源;注意事项:1)、全系统吹扫操作时,应全部开启空分塔所有吹除阀、取样阀、排液阀、放空阀,保证每一处都加温吹除到,不留死角;2)、保证各部吹除阀出口气体达到常温,经露点测试不低于-30℃即可;如果时间充足,当然露点越低越好啦(-60℃最佳);不过能耗相应增加;3)、空分塔内各仪表管线、分析管线,同时进行吹扫,一般要在启动膨胀机前4小时打开进行吹扫,启动膨胀机前进行抽样检查吹除阀出口气体露点,露点合格(-60℃)才能启动膨胀机;t4)、空分塔常温状态下全系统短期吹扫(即长期停车再启动前短期吹扫),就不少于一个分子筛切换周期;保证分子筛再生完善、彻底;两台膨胀机加温彻底,可以投用;(2)、空分塔全系统带压排放液体不静置(冷状态下)进行全面吹扫过程中的操作要点及注意事项:A1)、空分塔带压排放液体后,由于塔内各设备仍处于较低温度状态下(而且还有部分残留在塔内设备死角处的液体,为防止其快速蒸发,拉裂应力集中处;要注意塔内各设备(特别是板式换热器)、管道、阀门、支架受冷热应力的影响,而损坏塔内各设备、管道、阀门、支架等;所以起初控制加温空气量为正常运行时工作量的60%,让塔内各设备的温升做到比较均衡,还可以调整返流气量(走氧气、氮气、污氮气等管道的气量)等以控制塔内各设备的温升速率;2)、冷箱内各设备、管道都要加温吹除到,不留死角;打开冷箱加温阀进行吹扫后,关闭冷箱加温阀;3)、待塔内设备各部温度点接近0℃时,加温空气量越大越好,同时空分塔内各仪表管线、分析管线,进行吹扫;4)、空分塔内各设备温度点达平衡(常温)时,特别是主冷凝蒸发器,必须达到常温,经露点测试合格后,加温结束;-u5)、其它可参照:《常温状态下全系统短期吹扫(即长期停车再启动前短期吹扫)》中的部分注意事项即可;2、冷却阶段(系统循环冷冻)操作要点及注意事项:1)、尽大量发挥膨胀机制冷能力(两台膨胀机运行,原则是先启动一台膨胀机运行,调节稳定后再启动另一台膨胀机),为尽快冷却装置,充分回收塔内冷量,全开膨胀机前冷端进气阀,稍开膨胀机中抽进气阀(视情况而定,也可暂时关闭此阀),打开上塔放空阀,降低上塔压力,间断打开上下塔吹除阀、取样阀、观察空分塔各吹除阀结霜后关闭2)、全开空分塔内节流阀,关闭液氮回流阀,尽可能增加空气量,打开主冷氧、氮侧取样阀、吹除阀,使主冷迅速冷透;3)、冷却前期,两台膨胀机运行,尽量降低上塔压力,从而降低膨胀机机后压力,增大膨胀机单位制冷量;调整好主换热器热端温差,以减少热交换不完全冷损;观察膨胀机机前、机后温度变化,可根据情况,改用中抽环流操作,4)、在冷却阶段后期,可适当开大膨胀空气旁通阀,同时可降低上塔压力,把冷量集中到板式,使下塔先产生液体,再通过液空节流阀全量送入上塔,这样可以使上塔和主冷凝蒸发器迅速达到工作温度;但在此阶段,要密切关注膨胀机机后温度,控制机后温度在-183℃左右,防止膨胀机带液;注意:在全面冷却设备以后,各设备温度下降很快,但是随着温度越接近气体液化温度时,温降会越来越小的,要想使空气达到液化温度,就需要较长时间,所以在冷却阶段后期,把冷量集中到板式,使下塔先产生液体,再通过液空节流阀全量送入上塔,使上塔和主冷很快达到工作温度;好可缩短启动时间;copy;空分之家 -- ----空分操作和管理人员的园地。
流程叙述由空压机来的压力为~0.85Mpa(表压)、110℃原料空气,经预冷机组及水分离器,把原料空气露点降到<10℃,并在水分离器中分离掉水分。
10℃露点的加工空气进入纯化器,吸附除去残余的水分、二氧化碳和碳氢化合物,出纯化器空气中的水分和二氧化碳均小于1PPm。
纯化后的加工空气进入冷箱,在主换热器中冷却到露点温度后进入精馏塔底部。
精馏后出精馏塔顶的一部分高纯氮气进入主换热器,在冷却原料空气的同时,自身复热后作为产品氮气出冷箱。
另一部分塔顶氮气在冷凝蒸发器中冷凝成液氮后,一部分液氮被送到精馏塔顶部作为塔的回流液。
精馏后在塔底部得到的富氧液空经节流阀节流后送到冷凝蒸发器的蒸发通道,在冷凝蒸发器中冷凝氮气的同时自身蒸发后去下主换热器。
富氧空气在下换热器中复热后进入膨胀机,膨胀后低温富氧空气进入主换热器去冷却原料空气,自身复热到环境温度后出冷箱。
此膨胀、复热后废气作为纯化器的再生气体。
空气分离和液化所需的冷量基本上由膨胀机提供。
深冷制氮装置生产0.7MPa G氮气6000 N m3/h,送至0.7MPa G氮气管网,同时还生产液氮750L/h,送至低压及常压液氮储罐。
在深冷制氮装置事故状态下或全厂用氮负荷增加时,液氮自低压液氮储罐进入空浴式气化器,经吸热气化后产生0.7MPa G氮气,进入0.7MPa G氮气管网。
低压液氮气化的氮气仍不能满足全厂用氮负荷时,液氮自常压液氮储罐经液氮泵进入空浴式气化器,经吸热气化后产生0.7MPa G氮气,进入0.7MPa G氮气管网,满足装置的用氮需求。
空分站内设置氮压机和6MPa液氮泵,0.7MPa氮气自氮气管网经氮压机升压至6MPaG送入高压氮气缓冲罐,经调节阀送至烯烃歧化装置,满足该装置的用氮需求;液氮自常压液氮储罐经6MPaG液氮泵输送进入高压空浴式汽化器产生6MPa的高压氮气送入高压氮气缓冲罐,经调节阀送至裂解芳烃加氢装置,满足该装置的用氮需求。
空分站深冷制氮装置需满足一期和二期全厂装置生产用氮需求,一期全厂0.7MPa G氮气正常连续用量为10667 N m3/h ,最大连续用量为14201N m3/h;5.0MPa G氮气间断用量为600 N m3/h 。
空分流程简介空分流程简介空分流程简介1 原料空气经空气过滤器除去空气中的灰尘及机械杂质后,在无油空压机压缩至<0.7MPa,压缩产生的热量通过水冷却器换热被冷却水带走,然后进入预冷机组进行预冷,至(2~10)℃。
在此阶段部分游离水被析出,再进入切换式使用的分子筛纯化器(MS1201或MS1202),空气中的残留水蒸气、二氧化碳、乙炔等碳氢化合物被吸附。
分子筛纯化器两只吸附筒轮换使用,其中一只工作,另一只再生。
两组纯化器吸附筒由程控器控制定时自动切换。
经过纯化器净化后的纯净干燥空气温度升至~15℃,分为两路:大部分空气进入空分冷箱,在主板翅式换热器中与返流的冷气流(纯氧、纯氮、污氮、压力氮)换热,温度降至接近液化温度,再经过V1阀节流后进入下塔。
另一部分空气进入增压机增压后,约100m3/h 的气作为增压透平膨胀机组气体轴承用气,其余气则进入冷箱,在主板翅式换热器内与返流的冷气流(纯氧、纯氮、污氮等)换热冷却后再经中抽V5阀或底抽V6阀抽出进入膨胀机膨胀制冷,膨胀后的空气经过V12阀送入上塔或经过V11阀旁通进入污氮管道,再经过主换热器复热后排出冷箱放空。
在下塔中,空气被初步分离为液氮和富氧液空。
上升氮气在冷凝蒸发器中与上塔底部低压液氧换热被液化,同时液氧被汽化。
液氮分为两路,一路经过V4阀进入下塔作为下塔回流液,另一路经过冷器与纯氮、污氮换热后再经过V3阀节流进入上塔上部。
下塔中的富氧液空由底部抽出经过冷器与纯氮、污氮换热过冷后再经过V2阀节流送入上塔作为回流液。
经过上塔的进一步精馏,在上塔顶部得到纯度较高的氮气,在上塔底部得到氧气。
纯氮从上塔顶部抽出后经过过冷器及主换热器复热后送出冷箱进行压缩充装或液化;污氮从上塔上部抽出经过过冷器及主换热器复热后送出冷箱,其中一部分作为纯化器再生用气,另一部分放空;氧气经过主换热器复热后送出冷箱压缩充装或液化,压力氮经过主换热器复热后送出冷箱。
空分工艺流程说明空分装置是一套带增压透平膨胀机的常温分子筛吸附纯化、规整填料塔无氢制氩的空分装置。
其工艺流程如下:4.1 过滤、压缩、预冷及纯化原料工艺空气经吸入口吸入,进入自洁式空气过滤器,滤去尘埃和机械杂质,进入离心式空气压缩机进行压缩,压缩后的气体进入空气预冷系统中的空气冷却塔,在其中被水冷却和洗涤。
空气冷却塔采用循环冷却水和经水冷塔冷却并经冰机进一步冷却过的低温冷冻水冷却,空气冷却塔顶部设有惯性分离器及丝网分离器,以防止工艺空气中游离水份带出。
出空气预冷系统的工艺空气进入用来吸附除去水份、二氧化碳、碳氢化合物的空气纯化系统,纯化系统中的吸附器由两台立式容器组成,两台吸附容器采用双层床结构,底部为活性氧化铝,上部为分子筛,当一台运行时,另一台则由来自冷箱中的污氮通过加热器加热后进行再生。
4.2 空气精馏出空气纯化系统的洁净工艺空气大部分进入冷箱内的主换热器,被返流出来的气体冷却,接近露点的空气进入下塔的底部,进行第一次分馏。
在精馏塔中,上升气体与下流液体充分接触,传热传质后,上升气体中氮的浓度逐渐增加。
在主冷凝蒸发器中,氮气冷凝,液氧气化。
在下塔中产生的液空和液氮,经过冷器过冷,节流后进入上塔,作为上塔的回流液,在上塔内,经过再次精馏,得到产品氮气、产品氧气、液氧及污氮。
4.3 冷量的制取装置所需的大部分冷量由透平膨胀机提供。
出空气纯化系统的其余部分洁净空气进入被透平膨胀机驱动的增压机,使其压力提高。
然后经增压后冷却器冷却,进入冷箱内的主换热器,冷却至一定温度后进入透平膨胀机。
这股膨胀空气在膨胀机中膨胀制冷后进入上塔,参与精馏。
4.4 氩的提纯氩的提取采用全精馏制氩的最新技术,为了制取氩,从分馏塔上塔下部的适当位置引出一股氩馏份气送入粗氩塔Ⅰ进行精馏,使氧的含量降低;粗氩塔Ⅰ的回流液体是由粗氩塔Ⅱ底部引出经液体泵输送来的液态粗氩。
从粗氩塔Ⅰ顶部引出的气体进入粗氩塔Ⅱ并在其中进行深度氩氧分离,经过粗氩塔Ⅱ的精馏,在粗氩塔Ⅱ的顶部得到含氧量≤1PPm的粗氩气,粗氩塔Ⅱ的顶部装有冷凝蒸发器,以过冷器后引出的液空经节流后送入其中作为冷源,绝大部分的粗氩气经冷凝蒸发器冷凝后作为粗氩塔的回流液。
空分设备冷启动过程中低压板翅式换热器热端空气温度低的处理和防范于泳摘要:60000m3/h空分设备在冷启动初期,经常出现低压板翅式换热器热端空气温度低的现象,联锁空分设备停车,启动失败,延长了气体产品合格时间,更有空气管道低温脆断的风险。
分析低压板翅式换热器热端空气温度低的原因,阐述解决方法。
关键词:大型空分设备;冷启动;低压板翅式换热器;热端空气温度;联锁停车鞍钢股份有限公司能源管控中心氧气分厂新投入运行的60000m3/h大型空分设备,采用高/低压板翅式换热器、全精億制氧的内压缩流程。
空分设备在冷启动初期,经常发生低压板翅式换热器热端空气温度TI1507低于-15°C,联锁冷箱系统停止工作的故障。
空分设备启动失败,而且存在空气管道发生低温脆断的风险。
1空分设备工艺流程空气经空气过滤器净化,空压机压缩至0.46MPa,空冷塔冷却至15七以下,进入分子筛吸附器去除水、二氧化碳及部分碳氢化合物后,一部分在低压板翅式换热器中换热后直接进入下塔,另一部分进入增压机二次加压。
二级出口压缩至1.6MPa的中压空气,经冷却器冷却后,一部分在低压板翅式换热器中换热后经节流阀FV1535节流进入下塔;另一部分进入增压透平膨胀机,在增压端增压至2.1MPa后,经冷却器冷却后在高压板翅式换热器中换热后进入膨胀端膨胀后进入下塔;增压机末级出口高压空气压缩至4.4MPa,经冷却器冷却后再经过高压板翅式换热器换热,经节流阀FV1530节流后,一部分进入下塔,另一部分经节流阀FV1556节流后进入上塔。
在下塔顶部抽出40000m3/h液氮经液氮泵加压至1.5MPa在低压板翅式换热器内与中压空气换热,汽化后作为中压氮产品送入管网;在主冷底部抽出60000mVh液氧经液氧泵加压至3.0MPa,其中30000m3/h液氧在高压板翅式换热器内与高压空气换热,汽化后作为高压氧产品送入球罐,另外30000m3/h液氧经调压阀PV1633调压至1.65MPa,在高压板翅式换热器内与膨胀空气换热,汽化后作为中压氧产品送入氧管网;另一部分40000nZ/h低压纯氮气从上塔顶部抽出,在低压板翅式换热器内复热后经氮压机压缩至0.6MPa,作为氮产品送入氮气管网。