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空分制氮基本原理编写：审核：批准：目录一、空气分离的方法 (2)二、空气的组成 (3)三、空气分离制氮的基本原理 (3)四、空分流程的发展技术 (3)五、本装置空分流程特点 (11)六、本装置简介 (11)七、主要设备介绍 (4)八、空分主要技术性能指标 (12)九、空分工艺流程 (12)一、空气分离的方法空分的含义：简单说就是利用物理或者化学方法将将空气混合物各组进行分开，获得高纯氧气和高纯氮气以及一些稀有气体的过程。
1.深冷法（也称低温法）将混合物空气通过压缩、膨胀和降温，直至空气液化，然后利用氧、氮汽化温度（沸点）的不同（在标准大气压下，氧的沸点为﹣183℃；氮的沸点为﹣196℃），沸点低的氮相对于氧要容易汽化这个特性，在精馏塔内让温度较高的蒸气与温度较低的液体不断相互接触，低沸点组分氮较多的蒸发，高沸点组分氧较多的冷凝的原理，使上升蒸气氮含量不断提高，下流液体中的氧含量不断增大，从而实现氧、氮的分离。
要将空气液化，需将空气冷却到﹣173℃以下的温度，这种制冷叫深度冷冻（深冷）；而利用沸点差将液态空气分离为氧、氮、氩的过程称之为精馏过程。
深冷与精馏的组合是目前工业上应用最广泛的空气分离方法。
2.吸附法利用多孔性物质分子筛对不同的气体分子具有选择性咐附的特点，对气体分子不同组分有选择性的进行吸附，达到单高纯度的产品。
吸附法分离空气流程简章，操作方便运行成本较低，但不能获得高纯度的的双高产品。
3.膜分离法利用一些有机聚合膜的潜在选择性，当空气通过薄膜或中空纤维膜时，氧气穿过膜的速度比氮快的多的特点，实现氧、氮的分离。
这种分离方法得到的产品纯度不高，规模也较小，目前只适用于生产富氧产品。
二、空气的组成空气是由多种气体组成的，各组分气体的体积分数大约是：氮气78%，氧气21%，氦、氖、氩等稀有气体0.94%，二氧化碳0.03 %，其他气体和杂质0.03%。
三、空气分离制氮的基本原理空气分离的基本原理就是利用低温精馏法将空气冷凝成液体(空气冷凝温度-173℃)，然后按各组分蒸发温度的不同将空气分离制取氮气。
空分装置技术员工培训资料目录第一章制氧原理第一节空气的性质及分离原理一、概述二、空气的性质三、空气精馏的基本原理第二节工艺流程一、流程叙述二、工艺流程图第二章压缩第一节压缩机概述一压缩机的定义和分类二汽轮机的定义和分类第二节离心式压缩机及汽轮机的工作原理及结构一离心式压缩机工作原理及结构二汽轮机基本原理与结构第三节离心式压缩机及汽轮机运行有关概念一临界转速二旋转脱离与喘振三离心式压缩机的性能曲线、压缩机与管网联合工作第四节离心式压缩机组辅助系统一压缩机的段间冷却系统二汽轮机的凝汽系统三机组油系统四防喘振控制系统五汽轮机调速调压和保安系统六密封系统第五节离心式压缩机工况调节的几种方法一概述二几种调节方法介绍三各种调节方法比较第三章主要设备第一节净化与换热设备一、分子筛吸附器二、板翅式主换热器三、主冷凝蒸发器四、过冷器第二节精馏设备一、主精馏塔二、氩精馏塔第三节制冷设备膨胀机第四节压缩与输送设备一、空气压缩机二、增压机三、蒸汽透平四、低温泵第四章空分装置的消耗第一节原料空气第二节公用工程消耗和化学品消耗一、公用工程1、电耗2、水耗3、蒸汽消耗4、仪表空气5、解冻气二、化学品消耗液氨消耗第五章主要产品参数第一节产品规格一、一工况产品规格二、二工况产品规格第二节操作特点一、操作弹性二、操作特性第六章安全说明一、概述二、常见的安全事故三、空分区域内的危险性物质四、工作人员必须注意的安全问题第一章制氧原理第一节空气的性质及分离原理一、概述空气是一种取之不尽的天然资源，它由具有丰富用途的氧气、氮气、氩气等气体组成。
这些气体在空气中是均匀地相互混合在一起的，要将他们分离开来是比较困难的，为此近百年来，随着工业技术的发展，对空气的分离形成了三种技术方法：吸附法、膜分离法及低温法。
吸附法是一种利用分子筛对不同分子的选择吸附性能来达到最终分离目的的技术，该技术流程简单，操作方便，运行成本低，但一方面其获得高纯度产品较为困难，而且装置容量有限，所以该技术有其局限的应用范围。
第1篇一、培训目的为确保制氮机操作的安全、稳定、高效运行，提高操作人员的安全意识和操作技能，特制定本培训资料。
二、培训对象制氮机操作人员、维护保养人员及管理人员。
三、培训内容1. 制氮机概述制氮机是一种通过变压吸附原理，将空气中的氧气去除，得到高纯度氮气的设备。
它广泛应用于石油、化工、电子、食品等行业。
2. 制氮机结构及工作原理制氮机主要由空气压缩机、冷干机、吸附塔、氮气纯化系统、控制系统等组成。
其工作原理是：空气经压缩机压缩后，进入冷干机进行干燥处理，然后进入吸附塔，通过吸附剂对氧气进行吸附，最后从吸附塔底部排出高纯度氮气。
3. 操作规程（1）启动前准备- 检查设备外观是否完好，各部件连接是否牢固。
- 检查电源电压、气源压力是否符合要求。
- 检查控制系统是否正常，各指示灯是否亮起。
- 检查吸附剂是否充足，吸附塔内是否有异物。
（2）启动操作- 打开冷却水总进水阀门。
- 关紧载荷阀门，打开氮气出口阀。
- 按下制氮机启动按钮，启动空气压缩机。
- 观察控制系统显示，确保设备正常运行。
（3）运行监控- 定期检查设备运行参数，如压力、流量、温度等。
- 监控氮气纯度，确保达到使用要求。
- 定期检查吸附剂状态，必要时进行再生。
（4）停机操作- 关闭氮气出口阀，打开载荷阀门。
- 关闭空气压缩机。
- 关闭冷却水总进水阀门。
4. 维护保养- 定期检查设备各部件，及时更换磨损件。
- 定期对吸附剂进行再生处理。
- 定期对控制系统进行校验和维护。
5. 事故应急处理- 发生设备故障时，立即停止设备运行，切断电源。
- 根据故障原因，采取相应措施进行处理。
- 如遇紧急情况，立即启动应急预案，确保人员安全。
四、培训要求1. 操作人员必须经过专业培训，取得合格证书后方可上岗操作。
2. 操作人员应熟悉本规程内容，严格遵守操作规程。
3. 操作人员应定期参加培训，提高操作技能和安全意识。
五、培训考核1. 培训结束后，进行考核，考核合格者方可上岗操作。
第一章空气的性质与分离的基本原理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O2，分子量31.9988（按1979年国际原子量），无色、无臭的气体。
在标准状态下的密度为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，是强氧化剂。
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N2，分子量28.0134（按1979年国际原子量），无色、无臭、的惰性气体。
在标准状态下的密度为1.251kg/m3,熔点为63.29K,在101.325kPa压力下的沸点为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。
