内压缩流程的选择
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１２ 预冷系统 ． 预冷系统的设置，采用氮水预冷系统，由于该
供冷源，底抽气 （． Ｐ ） ０ ｈ去液氧换热 ５８ ａ ３０耐／ Ｍ ０ 器复热液氧，在使液氧汽化和复热的同时，这股 ５８ Ｐ 的高压空气则被冷却和液化，然后经节流 ． ａ Ｍ 至０４Ｍ ａ ． Ｐ 送人精馏塔，使加压后低温液氧的冷量 ８ 被利用起来，循环达到最经济的目的。 另外还有一种流程是以氮气作为介质循环的内 压缩流程，其选用循环氮气压缩机；利用高压氮来 使加压液载汽化复热，回收其低温冷盈，一般对高 压压力氮有大ｔ猫求的化工企业 （ 如大化肥企业） 。 常采用这种流程，但它存在着一些缺点：由于氮气 的冷凝温度比空气低，氮气的潜热比空气小．这就 愈味着要汽化相同质ｔ的液氧所用的压力氮气比空
该中心将建成代表国家研究水平的天然气水合物研究 平台。通过科学研究。 建立我国天然气水合物的成截理论， 提出寻找天然气水合物的有效方法，形成我国天然气水合 物开采方法和技术，为天然气水合物资派利用提供全面的 理论指导和技术支持；为我国及国际夭然气资源开采利用
的政府决策提供客观建议及科学依据。
４ ２ 复热液权用空气压力和流ｆ的确定 ．
纽 压 ／ ｅ Ｎ Ｐ
圈 １ ．小功耗时为使不 同压 力
的液饭汽化所，共的．佳空气压力
５ 结束语
内压缩流程是今后大型空分的发展方向，它具 有安全性高、一次性投资低、维护方便、液体盘大 等优点，合理选择是一个技术、经济问题，因为它 的能耗略高于外压缩流程． 一些用电紧张、电费较 高的用户选择内压缩流程就不利了，因此选择流程 时进行客观的技术、经济分析是优缺点
３ １ 内压绷流程的安全性得到了较大的提离 ． 氧气是一种助燃物质 ．氧气压力越高，在压缩
． ．． ．曰 ．曰 ．￣ 一 曰． ．． ．．
空分技术交滋会．气体总网第十四次全网大会论文翔
６ ２
李占军：内压缩流怪的选择
衰 ２ 内压缩流程与外压缩流程 比较
１ 各系统的配置情况
Ｉ１ 空气压编系统 空气 压缩 系统选 用 德 国 Ａ ａ 司提供 的 ｌ ｔｓ公 Ｇ０７３ ｌ Ｔ８１Ｋ 型离心式空气压缩机， Ｂ 公司的高 由Ａ Ｂ
压异步电动机拖动． 额定排气流量为 １ ０ 矿／， ００ ｈ ４０ 额定排气压力为０６２ Ｐ （ ） 采用 ＤＳ控制。 ． Ｍ ａ ， １ Ａ Ｃ
据，而中科院所属的广州能西所、广州贵阳地化所、南海 海洋所在天然气水合物研究方面具有各自的优势。与此同 时。国土资源部广州侮洋地质调查局在我国海域的天然气
水合物资通调查方面开展了大ｔ的工作，获取了丰富的地
质调查资料， 这将对天然气水合物研究工作起重要的推动
作用
天然气水合物是近２ 年来在海洋和冻土带发现的新型 ０
高
低
卜的次投 较低 ｔ一性资
较小 较少
多
较高 大 较多
少
长期维护费用
液体产ｔ 供长可靠性 氧提取率
妞提取率 能耗
８
很 可命 略低
较可非 高
内缩有存叫 压备。系
产 一 ， 、 共 巴 犷 创
７ ６ １。 中 ０
高
较离
略低 较低
２ １
操作方便性
较难
容易
７ ８
４ 内压缩流程的核心问题
４１ 三机一泵的配ｉ要可命 ． ｔ 近几年来国产内压缩流程逐渐向广大用户见 面。 关键部件的配置还主要依赖于进 口，如空压 机、 增压机、膨胀机、液氧泵，甚至是主换热器 等，首先这些部机要可命，连续运转周期长，国产 化还有待于进一步提高，根据当前国内外制氧机工 业的现状， 我们用户可以 选择我们所需的制氧机配 置，以确保今后的安全稳定长周期运转 ，当然由于 用户的不同， 投资预算不同，装备也会不相同。
以 用循环氮气来汽化液氧， 无论用哪种介质，内压
缩流程的功耗都要稍高于使用氧透的外压缩流程，
在线分析仪表采用北京汉科威公司的产品，同 时将参数接人 Ｄ Ｓ Ｃ 系统 ，实现在线检侧和分析。
２ ００ ＇ 空分设备的主要指标 ２ ０ｍｉ ０ ｈ
２００ ｈ 内压缩流程空分设备的主要指标见 ００耐／
精液扭产ｔ
纯 压 度 力
９９５ Ａ ＜ ｘ０ ０ ３ Ｉ Ｎ ９ ９ ％ ｒ ２ １ ０， ＸＯ ， ．９ （ － ６ － ）
１ Ｐ （） 印ｋ． （ ； ０６ ｋ ．６ＷＷ曰
步要求很严， 要求抗干扰， 这在实际操作运行中出 现了困难，因两台机器不同步、不协调而停车的故
障． 在实际生产中出现较多。 内压缩流程要求级气背压稳定，以保证主换热 器热交换完普和空分工况的稳定，但在实际生产 中，尤其是一些钢铁企业氧气压力频致大 幅度波 动， 造成空分工况的不稳定，操作困难。综上所 述． 可将内压缩与外压缩流程做一比较 ，见表 ２ ，
并联使用， 离心液体泵选用法国 Ｃ Ｏ ＳＡ Ｒ ＹＴＲ产品． 下塔采用铝制对流筛板塔，上塔、粗氮塔、精氛塔
全部采用规整填料塔。 １７ Ｃ ． Ｄ Ｓ系统及在线分析系统 ＤＳ Ｃ 采用上海 Ｆ Ｘ Ｏ Ｏ Ｂ Ｒ公司的产品，设有两个 操作站，实现对整个过程的检侧 、记录、操作等。
．． ， ．． ． ．． ． 月 ． 口 ． ． ． ． 一 ￣￣ 曰．．．．．．．
酥瘫采 流 盛 体 网 十 次 网 会 文 文会气 总第四全大论集
６１
设计制造
些企业在流程配置上采用增压机末段气的膨胀制冷
方法。
李占军：内压缩流程的选择
１６ 分馏塔系统 ． 主换热器选用美国 Ｃ Ａ Ｔ公 司的产品，三组 ＨＲ
＂ 万”空分氮气大童剩余，所以将多余的氮气、 ２ 污氮气去冷却循环水． 取消了冷水机组的设里。因 为冷水机组管理维护较困难，对水质要求很严格， 所以节约了资金及维护管理工作。
１３ 纯化系统 ． 卧式双层分子筛吸附器，采用电加热器为分子
筛再生提供热源，自 动切换蝶阀选用的是无锡工装
产品。
１４ 增压机系统 ．
常 中 钢 有限 先后 ０ 年１ 和 铁 公司 于２ ３ 月 州 天 ０
２０ 年 １ ０３ １月与杭州制 氧机 集团公 司签订两 套 Ｋ Ｏ ２００１００ Ｄ Ｎ一 ００／００ 型内压缩流程空分设备合同。 第一套空分建设已基本完成。现就我厂内压缩流程 空分设备的选择配置，内外压缩流程的比较及内压 缩流程的几个核心问题做简单的介绍。
本刊
表１ ． 血 １ ００Ｏｈ ０ｒ／ 内压抽流粗空分设衡的主，指标 ２ ０ ｒ
项 目
就中钢 ＂ 万”内压缩流程来说，所选用空气增压 ２ 机功率为 ５０ｋ ００Ｗ，若选用外压编流程配 气 万” 载 透功率约为 ３０ｋ ００Ｗ，这可以认为是不用氧压机而 使装里更加安全所付出的代价。 ３３ 内压绪流租占地面积小 ． 内压缩流程中的空气增压压缩机， 可以单独设 里， 也可以与主空压机连体设Ｉ． 都可以减少占地 面积，用循环氮压机的内压缩流程，也可与氮压机 合二为一，尤其对一些改扩建工程，土地紧张的工 程采用该流程是合适的。 ３４ 内压绷流穆昌于维护 ． 内压缩流程不用氧压机就可以提供很高的压力 氧， 压力越高对氧压机的要求也越高，氧压机制造 困难，维护起来也难 ．内压缩流程越来越受到广大 用户的青睐。但一些人也认为内压编流程投资较
过程中的着火危险性也越大，内压缩流程产品氧的 加压是在极低温下进行的，所以将着火的危险性降 低。烃的积累也是造成空分装置爆炸的主要起因： 在较高的液氧压力下随着液氧沸腾温度的升高，烃 的挥发度及溶解度也随之提高，因此烃在此环境下 析出的可能性降低了， 从而使内压缩流程的安全性
有了很大的提高。 ３２ 内压绷流程的能耗有所提高 ． 内压缩流程可以用高压空气来汽化液氧，也可
指
１４０ ０００时／ ｈ
标
空压机排气ｔ 压 力
一 ．１ Ｍ ． ） ０５６ （ Ｐ Ｇ
２００时 ／ ００ ｈ
９ ．９认 ９６
权气产ｔ
纯 度
压
力
２５ Ｐ （ ）出冷箱 ． ． ９ Ｇ
９ 矽 ４ ／ 刃 ｈ
９ ． ９０ ９６ ，
液权产ｔ
纯 度
氮气产ｔ
纯 度
１００ ／ ００砂 ｈ
高这要 角 的军 关 比三 一 全 ，主 与 户 配 有 ，如 机 泵 部
设计制造
高压空气的压力和流量是影响其功耗指标的主
令乏 沪
装ｔ安 全性 占地面积
内压 缩
派程
５ｊ Ｆ ａ ＆
瓦程
备注
内 压 缩 无 板 压机
要因素，直接影响到换热器的温度场和在各温度区
间正返流之间的温差，即不可逆损失 ，换热器不可 逆损失的大小与氧气所需求的压力关系很大，若在 掖氧相变区的传热温差较大，过程的不可逆损失也 较大 ，维持一定的传热温差一般要求高压空气的流 量和压力要大于氧气的流量和压力。见图 １ ｝
国家级天然气水合物研究中心启动
（ 中国化工报）２（ ０ ”年５ １ 月 ８日报道，第一个国家天
然气水合物研究中心— 中科院广州天然气水合物研究中
洁净资通。天然气水合物储ｔ巨大，相当于全球已探明传
统石化燃料总破ｔ的两倍。同时基于天然气水合物的重大
心上周正式成立。该中心首席科学家农示：力争在 １ 年时 ０
进口， 加上关税，此投资要比 外压缩流程高 （ 氧透
可用国产 ．价格比进 口便宜得多） 。
０ １＂ ｘ ０ ０ｑ
－ ｋ． ）出冷箱 ８Ｐ （ Ｇ
ＩＤ ＇ Ｏｍ ／ ｈ
压
力
液氮产１ １ 纯 度
ｉ ｘ ０ ｓ １－ ５ 仇 ０
吕 ＇ 加ｍ Ｉ ｈ
３５ 内压绪流程操作困难，要求离 ． 内压编流程中空压机与增压机同时运行时，空 分设备才能正常运行，这两台机器的运行匹配与同
间内将该中心建成具有世界先进水平的天然气水合物研究 中心，形成我国天然气水合物理论研究技术 、开发的国家
队伍 。
资谏前景和环境效应，许多国家从国家能想安全角度将天
供冷源，底抽气 （． Ｐ ） ０ ｈ去液氧换热 ５８ ａ ３０耐／ Ｍ ０ 器复热液氧，在使液氧汽化和复热的同时，这股 ５８ Ｐ 的高压空气则被冷却和液化，然后经节流 ． ａ Ｍ 至０４Ｍ ａ ． Ｐ 送人精馏塔，使加压后低温液氧的冷量 ８ 被利用起来，循环达到最经济的目的。 另外还有一种流程是以氮气作为介质循环的内 压缩流程，其选用循环氮气压缩机；利用高压氮来 使加压液载汽化复热，回收其低温冷盈，一般对高 压压力氮有大ｔ猫求的化工企业 （ 如大化肥企业） 。 常采用这种流程，但它存在着一些缺点：由于氮气 的冷凝温度比空气低，氮气的潜热比空气小．这就 愈味着要汽化相同质ｔ的液氧所用的压力氮气比空
该中心将建成代表国家研究水平的天然气水合物研究 平台。通过科学研究。 建立我国天然气水合物的成截理论， 提出寻找天然气水合物的有效方法，形成我国天然气水合 物开采方法和技术，为天然气水合物资派利用提供全面的 理论指导和技术支持；为我国及国际夭然气资源开采利用
的政府决策提供客观建议及科学依据。
４ ２ 复热液权用空气压力和流ｆ的确定 ．
纽 压 ／ ｅ Ｎ Ｐ
圈 １ ．小功耗时为使不 同压 力
的液饭汽化所，共的．佳空气压力
５ 结束语
内压缩流程是今后大型空分的发展方向，它具 有安全性高、一次性投资低、维护方便、液体盘大 等优点，合理选择是一个技术、经济问题，因为它 的能耗略高于外压缩流程． 一些用电紧张、电费较 高的用户选择内压缩流程就不利了，因此选择流程 时进行客观的技术、经济分析是优缺点
３ １ 内压绷流程的安全性得到了较大的提离 ． 氧气是一种助燃物质 ．氧气压力越高，在压缩
． ．． ．曰 ．曰 ．￣ 一 曰． ．． ．．
空分技术交滋会．气体总网第十四次全网大会论文翔
６ ２
李占军：内压缩流怪的选择
衰 ２ 内压缩流程与外压缩流程 比较
１ 各系统的配置情况
Ｉ１ 空气压编系统 空气 压缩 系统选 用 德 国 Ａ ａ 司提供 的 ｌ ｔｓ公 Ｇ０７３ ｌ Ｔ８１Ｋ 型离心式空气压缩机， Ｂ 公司的高 由Ａ Ｂ
压异步电动机拖动． 额定排气流量为 １ ０ 矿／， ００ ｈ ４０ 额定排气压力为０６２ Ｐ （ ） 采用 ＤＳ控制。 ． Ｍ ａ ， １ Ａ Ｃ
据，而中科院所属的广州能西所、广州贵阳地化所、南海 海洋所在天然气水合物研究方面具有各自的优势。与此同 时。国土资源部广州侮洋地质调查局在我国海域的天然气
水合物资通调查方面开展了大ｔ的工作，获取了丰富的地
质调查资料， 这将对天然气水合物研究工作起重要的推动
作用
天然气水合物是近２ 年来在海洋和冻土带发现的新型 ０
高
低
卜的次投 较低 ｔ一性资
较小 较少
多
较高 大 较多
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长期维护费用
液体产ｔ 供长可靠性 氧提取率
妞提取率 能耗
８
很 可命 略低
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内缩有存叫 压备。系
产 一 ， 、 共 巴 犷 创
７ ６ １。 中 ０
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略低 较低
２ １
操作方便性
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７ ８
４ 内压缩流程的核心问题
４１ 三机一泵的配ｉ要可命 ． ｔ 近几年来国产内压缩流程逐渐向广大用户见 面。 关键部件的配置还主要依赖于进 口，如空压 机、 增压机、膨胀机、液氧泵，甚至是主换热器 等，首先这些部机要可命，连续运转周期长，国产 化还有待于进一步提高，根据当前国内外制氧机工 业的现状， 我们用户可以 选择我们所需的制氧机配 置，以确保今后的安全稳定长周期运转 ，当然由于 用户的不同， 投资预算不同，装备也会不相同。
以 用循环氮气来汽化液氧， 无论用哪种介质，内压
缩流程的功耗都要稍高于使用氧透的外压缩流程，
在线分析仪表采用北京汉科威公司的产品，同 时将参数接人 Ｄ Ｓ Ｃ 系统 ，实现在线检侧和分析。
２ ００ ＇ 空分设备的主要指标 ２ ０ｍｉ ０ ｈ
２００ ｈ 内压缩流程空分设备的主要指标见 ００耐／
精液扭产ｔ
纯 压 度 力
９９５ Ａ ＜ ｘ０ ０ ３ Ｉ Ｎ ９ ９ ％ ｒ ２ １ ０， ＸＯ ， ．９ （ － ６ － ）
１ Ｐ （） 印ｋ． （ ； ０６ ｋ ．６ＷＷ曰
步要求很严， 要求抗干扰， 这在实际操作运行中出 现了困难，因两台机器不同步、不协调而停车的故
障． 在实际生产中出现较多。 内压缩流程要求级气背压稳定，以保证主换热 器热交换完普和空分工况的稳定，但在实际生产 中，尤其是一些钢铁企业氧气压力频致大 幅度波 动， 造成空分工况的不稳定，操作困难。综上所 述． 可将内压缩与外压缩流程做一比较 ，见表 ２ ，
并联使用， 离心液体泵选用法国 Ｃ Ｏ ＳＡ Ｒ ＹＴＲ产品． 下塔采用铝制对流筛板塔，上塔、粗氮塔、精氛塔
全部采用规整填料塔。 １７ Ｃ ． Ｄ Ｓ系统及在线分析系统 ＤＳ Ｃ 采用上海 Ｆ Ｘ Ｏ Ｏ Ｂ Ｒ公司的产品，设有两个 操作站，实现对整个过程的检侧 、记录、操作等。
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酥瘫采 流 盛 体 网 十 次 网 会 文 文会气 总第四全大论集
６１
设计制造
些企业在流程配置上采用增压机末段气的膨胀制冷
方法。
李占军：内压缩流程的选择
１６ 分馏塔系统 ． 主换热器选用美国 Ｃ Ａ Ｔ公 司的产品，三组 ＨＲ
＂ 万”空分氮气大童剩余，所以将多余的氮气、 ２ 污氮气去冷却循环水． 取消了冷水机组的设里。因 为冷水机组管理维护较困难，对水质要求很严格， 所以节约了资金及维护管理工作。
１３ 纯化系统 ． 卧式双层分子筛吸附器，采用电加热器为分子
筛再生提供热源，自 动切换蝶阀选用的是无锡工装
产品。
１４ 增压机系统 ．
常 中 钢 有限 先后 ０ 年１ 和 铁 公司 于２ ３ 月 州 天 ０
２０ 年 １ ０３ １月与杭州制 氧机 集团公 司签订两 套 Ｋ Ｏ ２００１００ Ｄ Ｎ一 ００／００ 型内压缩流程空分设备合同。 第一套空分建设已基本完成。现就我厂内压缩流程 空分设备的选择配置，内外压缩流程的比较及内压 缩流程的几个核心问题做简单的介绍。
本刊
表１ ． 血 １ ００Ｏｈ ０ｒ／ 内压抽流粗空分设衡的主，指标 ２ ０ ｒ
项 目
就中钢 ＂ 万”内压缩流程来说，所选用空气增压 ２ 机功率为 ５０ｋ ００Ｗ，若选用外压编流程配 气 万” 载 透功率约为 ３０ｋ ００Ｗ，这可以认为是不用氧压机而 使装里更加安全所付出的代价。 ３３ 内压绪流租占地面积小 ． 内压缩流程中的空气增压压缩机， 可以单独设 里， 也可以与主空压机连体设Ｉ． 都可以减少占地 面积，用循环氮压机的内压缩流程，也可与氮压机 合二为一，尤其对一些改扩建工程，土地紧张的工 程采用该流程是合适的。 ３４ 内压绷流穆昌于维护 ． 内压缩流程不用氧压机就可以提供很高的压力 氧， 压力越高对氧压机的要求也越高，氧压机制造 困难，维护起来也难 ．内压缩流程越来越受到广大 用户的青睐。但一些人也认为内压编流程投资较
过程中的着火危险性也越大，内压缩流程产品氧的 加压是在极低温下进行的，所以将着火的危险性降 低。烃的积累也是造成空分装置爆炸的主要起因： 在较高的液氧压力下随着液氧沸腾温度的升高，烃 的挥发度及溶解度也随之提高，因此烃在此环境下 析出的可能性降低了， 从而使内压缩流程的安全性
有了很大的提高。 ３２ 内压绷流程的能耗有所提高 ． 内压缩流程可以用高压空气来汽化液氧，也可
指
１４０ ０００时／ ｈ
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空压机排气ｔ 压 力
一 ．１ Ｍ ． ） ０５６ （ Ｐ Ｇ
２００时 ／ ００ ｈ
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权气产ｔ
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氮气产ｔ
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１００ ／ ００砂 ｈ
高这要 角 的军 关 比三 一 全 ，主 与 户 配 有 ，如 机 泵 部
设计制造
高压空气的压力和流量是影响其功耗指标的主
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装ｔ安 全性 占地面积
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５ｊ Ｆ ａ ＆
瓦程
备注
内 压 缩 无 板 压机
要因素，直接影响到换热器的温度场和在各温度区
间正返流之间的温差，即不可逆损失 ，换热器不可 逆损失的大小与氧气所需求的压力关系很大，若在 掖氧相变区的传热温差较大，过程的不可逆损失也 较大 ，维持一定的传热温差一般要求高压空气的流 量和压力要大于氧气的流量和压力。见图 １ ｝
国家级天然气水合物研究中心启动
（ 中国化工报）２（ ０ ”年５ １ 月 ８日报道，第一个国家天
然气水合物研究中心— 中科院广州天然气水合物研究中
洁净资通。天然气水合物储ｔ巨大，相当于全球已探明传
统石化燃料总破ｔ的两倍。同时基于天然气水合物的重大
心上周正式成立。该中心首席科学家农示：力争在 １ 年时 ０
进口， 加上关税，此投资要比 外压缩流程高 （ 氧透
可用国产 ．价格比进 口便宜得多） 。
０ １＂ ｘ ０ ０ｑ
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液氮产１ １ 纯 度
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３５ 内压绪流程操作困难，要求离 ． 内压编流程中空压机与增压机同时运行时，空 分设备才能正常运行，这两台机器的运行匹配与同
间内将该中心建成具有世界先进水平的天然气水合物研究 中心，形成我国天然气水合物理论研究技术 、开发的国家
队伍 。
资谏前景和环境效应，许多国家从国家能想安全角度将天
