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深冷制氮的工艺流程说明----深冷空气分离技术深度冷冻法分离空气是将空气液化后，再利用氧、氮的沸点不同将它们分离。
即，造成气、液浓度的差异这一性质，来分离空气的一种方法。
因此必须了解气、混合物的一些基本特征：气-液相平衡时浓度间的关系：液态空气蒸发和冷凝的过程及精馏塔的精馏过程。
1. 空气的汽-液相的平衡，物质的聚集状态有气态、液态、固态。
每种聚集态内部，具有相同的物理性质和化学性质并完全均匀的部分，称为相。
空气在塔内的分离，一般情况下，物料精馏是在汽、液两相进行的。
空气中氧和氮占到99.04%，因此，可近似地把空气当作氧和氮的二元混合物。
当二元混合物为液态时，叫二元溶液。
氧、氮可以任意比例混合，构成不同浓度的气体混合物及溶液。
把氧、氮溶液置于一封闭容器中，在溶液上方也和纯物质一样会产生蒸汽，该蒸汽是由氧、氮蒸汽组成的气态的相混合物。
对于氧氮二元溶液，当达到汽液平衡时，它的饱和温度不但和压力有关，而且和氧、氮的浓度有关。
当压力为1at时，含氮为0%，2%，10%的溶液的沸点列于表1-5。
从表可知，随着溶液中低沸点组分（氮）的增加，溶液的组和温度降低，这是氧-氮二元溶液的一个重要特性。
空气中含氩0.93%，其沸点又介于氧、氮之间。
在空气分离的过程中，氩对精馏的影响较大，特别是在制取高纯氧、氮产品时，必须考虑氩的影响。
一般在较精确的计算中，又将空气看作氧-氩-氮三元混合物，其浓度为氧20.95%，氩0.93%，氮78.09%（按容积）。
三元系的汽液平衡关系，可根据实验数据表示在相平衡图上。
确定三元系的汽液平衡状态时，必须给定三个独立参数，除给定温度、压力外，需再细定一个组分浓度（气相或液相）平衡状态才能确定。
2. 压力-浓度图和温度-浓度图在工业生产中，气液平衡一般在某一不变条件下进行的。
在温度一定时可得如图1-13所示的压力-浓度的关系图（P-X图）。
图1-13是根据T=常数，绘出的氧、氮平衡系的P-X图，纵坐标为压力，横坐标取氮的液相及气相浓度（也可取氧的浓度）。
空分设备及深冷空分工艺流程资料空分设备简介空分设备是一种工业设备，主要用于将空气中的各种气体分离和纯化。
空分设备通常由空气压缩机、膜组或吸附剂、分离塔和再生设备等组成。
其中，空气压缩机是空分设备的核心设备，其将空气压缩到一定压力后，输送到分离塔中进行分离。
分离塔内的膜组或吸附剂通过对气体的选择性吸附或离子交换、分离等作用，将气体分离出来。
再生设备则用于将膜组或吸附剂的吸附物质去除，恢复其吸附能力。
深冷空分工艺流程简介深冷空分是一种常用的空分工艺，主要应用于产生液氧、液氮等工艺气体。
深冷空分利用低温下气体的液化性质，将空气中的各种气体通过不同的分离塔进行分离，并进行多级加工，最终得到高纯度的液氧、液氮等工艺气体。
深冷空分工艺流程主要包括以下几个步骤：1.空气的压缩：将空气通过压缩机进行压缩，提高空气的压力和温度。
2.空气的粗分离：空气经过初级分离塔，将空气中的主要气体成分分离出来，如氧气、氮气等。
3.精细分离：将粗分离的气体经过多级分离塔进行精细分离，分离出高纯度的氧气、氮气等。
4.排放废气：分离出的废气经过再生设备处理后排放。
5.液化：将分离出的气体通过多级冷却器进行冷却，使气体液化，得到高纯度的液氧、液氮等工艺气体。
空分设备的应用空分设备广泛应用于各种行业中，包括化工、制药、医疗、金属加工、航空航天、冶金、电子、食品加工等。
其中，深冷空分工艺在制造液化天然气、制备高纯度气体、生产氢气等方面具有重要作用。
液氧、液氮等工艺气体的应用也广泛，包括火箭燃料、航空燃料、特种气体制备等领域。
空分设备及深冷空分工艺是一种应用广泛的工业设备和工艺。
它通过对气体的选择性分离，可以得到高纯度的工艺气体，广泛应用于化工、制药、医疗、金属加工、航空航天、冶金、电子、食品加工等领域。
深冷空分工艺在制造液化天然气、制备高纯度气体、生产氢气等方面具有重要作用。
第1篇一、前言空分施工程序是指将空气进行分离，提取出氧气、氮气、氩气等稀有气体的过程。
空分技术在石油、化工、电子、医疗等领域有着广泛的应用。
以下是空分施工程序的详细描述。
二、空分施工程序1. 原料准备（1）空气：选择质量合格、无污染、无油气的空气作为原料。
（2）设备：空分设备包括空气预处理系统、空气压缩系统、精馏塔、冷凝器、蒸发器等。
2. 空气预处理（1）空气过滤：去除空气中的尘埃、水分、油污等杂质。
（2）空气干燥：降低空气中的水分含量，保证空气在后续处理中的稳定性。
3. 空气压缩（1）空气在压缩机中被压缩，提高压力。
（2）压缩机出口温度升高，需进行冷却处理。
4. 精馏塔处理（1）空气进入精馏塔，在精馏塔内进行多级分离。
（2）根据不同气体的沸点差异，将空气分离成氧气、氮气、氩气等。
5. 冷凝器与蒸发器（1）在精馏塔中，气体被冷却至低温，使部分气体冷凝成液体。
（2）液体在蒸发器中蒸发，转化为气体，以便再次进入精馏塔。
6. 产品收集（1）分离出的氧气、氮气、氩气等稀有气体，通过管道输送到各自的收集罐。
（2）收集罐内的气体，经过净化、干燥等处理，达到产品要求。
7. 产品包装与储存（1）将处理后的气体进行包装，确保产品在运输和储存过程中的安全。
（2）按照产品标准，对气体进行储存，保证产品质量。
8. 设备维护与保养（1）定期对空分设备进行检查、清洗、润滑，确保设备正常运行。
（2）对设备进行定期检修，更换磨损部件，延长设备使用寿命。
三、总结空分施工程序是分离空气中的氧气、氮气、氩气等稀有气体的过程。
通过原料准备、空气预处理、空气压缩、精馏塔处理、冷凝器与蒸发器、产品收集、产品包装与储存、设备维护与保养等步骤，实现空气分离。
空分技术在多个领域有着广泛应用，对提高生产效率和产品质量具有重要意义。
第2篇一、工程背景空分施工程序是指将空气进行分离，提取出氧气、氮气、氩气等产品的工艺流程。
随着工业和科技的发展，空分技术在石油、化工、电子、食品、医药等领域得到了广泛应用。
深冷空分工艺资料1.工艺流程简述原料空气经过滤由离心式空气压缩机压缩至0.78MPa(G),经空压机末端冷却器冷至40℃左右,再由冷气机组冷却至5℃进入分子筛吸咐器,去除H2O、CO2及C2H2等碳氢化合物。
分子筛吸咐器两台交换使用，一台吸咐工作，另一台再生，再生气为分馏塔废气。
净化后的空气进入分馏塔，通过主换热器、液化器与返流废气及产品氮气进行热交换，冷却后进入精馏塔底部，经过精馏分离为产品氮气和富氧液空，塔底富氧液空过冷节流后进入冷凝蒸发器，与氮气进行热交换。
氮气液化后大部分作为精馏塔回流液,少量液氮可作为产品抽出。
废气由冷凝蒸发器顶部引出经过冷器，液化器复热后经透平膨胀机绝热膨胀至0.035MPa(G),给装置补偿冷量。
产品氮气从精馏塔顶引出，经主换热器复热后在0.7MPa（G）压力时输入管线。
2、空分装置特点2.1采用半封闭螺杆制冷压缩机及全部进口制冷元件组合的冷气机组,滑阀+热气旁通微调的负荷跟踪使冷却空气温度稳定，不锈钢管壳换热器与碰撞+重度沉降水分离器组合自动分离冷凝水，空气阻力损失≤10Kpa.操作简单方便,噪音≤70dB(A)2.2 纯化器采用立式单层床的结构,分子筛13X-APG具有水分、二氧化碳共吸附的优势，结构简单可靠，阻力损失小；内置过滤器，吹除和纯化器再生并举。
2.3采用单级精馏,废气膨胀循环，在得到高纯度氮产品的同时,还可保持0.7MPa(G)的氮气压力。
2.4 主换热器，液化器，过冷器三单元组合换热，主冷废气和膨胀废气过冷富氧液空有效地减少空气进精馏塔的液化量（液化空气不参加精馏）和液空节流汽化率；制冷和精馏相得益彰。
2.5采用铝制板翅式换热器、铝制对流筛板塔，整个分馏塔设备管道采用氩弧焊接，安全可靠。
4.主要性能指标4.1产量及纯度(出冷箱)产品名称产量Nm3/h 纯度出界区压力 MPa(G) 出冷箱温度℃氮气2000 10 PPmO2 0.75 10液氮200L/h 10 PPmO2 0.75 饱和注：1. 产品均指在标准状态下（0 ℃，101.3KPa）流量。
2 工艺流程2工艺流程总体概述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的尘埃和机械杂质去除后，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〔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，局部空气将由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，保证压缩机组的平安。
2.2空气预冷系统〔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，当循环冷却水到达联锁值时将自动启停泵用循环冷却水泵。
【最新整理，下载后即可编辑】空分设备就是以空气为原料，通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备。
目前我国生产的空分设备的形式、种类繁多。
有生产气态氧、氮的装置，也有生产液态氧、氮的装置。
但就基本流程而言，主要有四种，即高压、中压、高低压和全低压流程。
我国空分设备的生产规模已经从早期只能生产20m3/h（氧）的制氧机，发展到现在具有生产20000 m3/h、30000 m3/h和50000 m3/h（氧）的特大型空分设备的能力。
空分设备从工艺流程来说可以分为5个基本系统：1 杂质的净化系统：主要是通过空气过滤器和分子筛吸收器等装置，净化空气中混有的机械杂质、水分、二氧化碳、乙炔等。
2 空气冷却和液化系统：主要由空气压缩机、热交换器、膨胀机和空气节流阀等组成，起到使空气深度冷冻的作用。
3空气精馏系统：主要部件为精馏塔（上塔、下塔）、冷凝蒸发器、过冷器、液空和液氮节流阀。
起到将空气中各种组分分离的作用4 加温吹除系统：用加温吹除的方法使净化系统再生。
5仪表控制系统：通过各种仪表对整个工艺进行控制。
深冷空分制氮深冷空分制氮以空气为原料，经过压缩、净化、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，通过精馏，使它们分离来获得氮气。
1. 深冷制氮的典型工艺流程整个流程由空气压缩及净化、空气分离、液氮汽化组成。
1.1 空气压缩及净化空气经空气过滤器清除灰尘和机械杂质后进入空气压缩机，压缩至所需压力，然后送入空气冷却器，降低空气温度。
再进入空气干燥净化器，除去空气中的水份、二氧化碳、乙炔及其它碳氢化合物。
1.2 空气分离净化后的空气进入空分塔中的主换热器，被返流气体（产品氮气、废气）冷却至饱和温度，送入精馏塔底部，在塔顶部得到氮气，液空经节流后送入冷凝蒸发器蒸发，同时冷凝由精馏塔送来的部分氮气，冷凝后的液氮一部分作为精馏塔的回流液，另一部分作为液氮产品出空分塔。
由冷凝蒸发器出来的废气经主换热器复热到约130K进膨胀机膨胀制冷为空分塔提供冷量，膨胀后的气体一部分作为分子筛的再生和吹冷用，然后经消音器排入大气。
1.3 液氮汽化由空分塔出来的液氮进液氮贮槽贮存，当空分设备检修时，贮槽内的液氮进入汽化器被加热后，送入产品氮气管道。
深冷制氮可制取纯度≧99.999%的氮气。
2. 主要设备简介2.1 空气过滤器为减少空气压缩机内部机械运动表面的磨损，保证空气质量，空气在进入空气压缩机之前，必须先经过空气过滤器以清除其中所含的灰尘和其他杂质。
目前空气压缩机进气多采用粗效过滤器或中效过滤器。
2.2 空气压缩机按工作原理，空气压缩机可分为容积式和速度式两大类。
目前空气压缩机多采用往复活塞式空气压缩机、离心式空气压缩机和螺杆式空气压缩机。
2.3 空气冷却器是用来降低进入空气干燥净化器和空分塔前压缩空气的温度，避免进塔温度大幅度波动,并可析出压缩空气中的大部分水分。
通常采用氮水冷却器（由水冷却塔和空气冷却塔组成：水冷塔是用空分塔内出来的废气冷却循环水，空冷塔是用水冷塔出来的循环水冷却空气）、氟里昂空冷器。
2.4 空气干燥净化器压缩空气经空气冷却器后仍含有一定的水分、二氧化碳、乙炔和其他碳氢化合物。
被冷冻的水分和二氧化碳沉积在空分塔内会堵塞通道、管道和阀门，乙炔积聚在液氧内有爆炸的危险，灰尘会磨损运转机械。
为了保证空分装置的长期安全运行，必须设置专门的净化设备，清除这些杂质。
空气净化的最常用方法是吸附法和冻结法。
目前国内在中小型制氮装置中广泛采用分子筛吸附法。
2.5 空分塔空分塔内主要包括有主换热器、液化器、精馏塔、冷凝蒸发器等。
主换热器、冷凝蒸发器和液化器为板翘式换热器是一种全铝金属结构新型组合式间壁式换热器，平均温差很小，换热效率高达98-99%。
精馏塔为空气分离的设备，塔设备的类型按内件划分，设置筛孔板的称筛板塔，设置泡罩板的称泡罩塔，堆放填料的称填料塔。
筛孔板结构简单、便于制造、塔板效率高，因此在空分精馏塔中被广泛使用。
填料塔主要用于直径小于0.8m，高度不大于7m的精馏塔。
泡罩塔由于结构复杂、制造困难现已很少使用。
2.6 透平膨胀机是制氮装置用来产生冷量的旋转式叶片机械，是一种用于低温条件下的气体透平。
透平膨胀机按气体在叶轮中的流向分为轴流式、向心径流式和向心径轴流式；按气体在叶轮中是否继续膨胀又分为反击式和冲击式，继续膨胀为反击式，不继续膨胀为冲击式。
空分设备中广泛采用单级向心径轴流反击式透平膨胀机。
深冷空分制氮设备复杂、占地面积大，基建费用高，设备一次性投资多，运行成本高，产气慢，安装要求高周期长。
深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，在中、小规模制氮就显得不经济。
在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％。
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。
深冷空分制氧工艺‖膜分离工艺‖变压吸附制氧工艺的比较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从上述原理可知，变压吸附空分制氧装置的吸附床必须至少包含两个操作步骤：吸附和解吸。
因此，当只有一个吸附床时，产品氧气的获得是间断的。
为了连续获得产品气，通常在制氧装置中一般都设置两个以上的吸附床，并且从节能降耗和操作平稳的角度出发，另外设置一些必要的辅助步骤。
每个吸附床一般都要经历吸附、顺向放压、抽空或减压再生、冲洗置换和均压升压等步骤，周期性地重复操作。
在同一时间，各个吸附床则分别处于不同的操作步骤，在计算机的控制下定时切换，使几个吸附床协同操作，在时间步伐上则相互错开，使变压吸附装置能够平稳运行，连续获得产品气。
根据解吸方法的不同，变压吸附制氧又分为两种工艺（参见表1）：1、PSA工艺：加压吸附（0.2～0.6MPa）、常压解吸。
投资小、设备简单，但能耗高，适用于小规模制氧的场合。
2、VPSA工艺：常压或略高于常压（0～50KPa）下吸附，抽真空解吸。
设备相对复杂，但效率高、能耗低，适用于制氧规模较大的场合。
表1、PSA和VPSA制氧装置主要参数比较常的吸附剂上的吸附能力一般要比氮和氧都大得多，可在吸附床内填加合适的吸附剂（或利用制氧吸附剂自身）使其被吸附清除。
制氧装置所需的吸附塔数目取决于制氧规模、吸附剂性能和工艺设计思路，多塔操作时运行平稳性相对更好一些，但设备投资较高。
目前的趋势是：使用高效制氧吸附剂、尽量减少吸附塔数量并采用短操作周期，以提高装置的效率并尽可能节约投资。
中控空分装置自动化解决方案一、前言中控一直致力于空分装置行业生产过程的工艺、设备、控制与生产管理的工程及应用研发，通过采用先进的工艺设计、专业的工程实施队伍、领先的控制技术、计算机技术、网络技术与现代测量技术，中控能为广大空分装置行业用户提供针对空分装置行业生产装备与工艺的综合自动化整体解决方案。
目前成功实施的制氧（空分）装置项目有近百个，其中产量在1万m3/h以上的装置项目有近三十个。
中控与杭氧股份有限公司、开封空分集团有限公司、四川空分设备（集团）有限责任公司都有过良好的合作，积累了丰富的制氧（空分）装置项目管理、实施经验，在实现空分装置行业生产自动化、优化工艺、降低生产成本、实现生产过程快速、稳定、高效运行的同时，也为空分装置行业用户应对激烈市场竞争提供了全方位的技术与产品支持。
二、制氧（空分）工艺简介深度冷冻技术是当前使用最为广泛的空气分离技术，也是各国在空气分离技术竞争上的焦点。
深冷空分的基本工艺流程是：空气从空气吸入塔进入工艺系统，经过过滤和空气压缩机加压后，进入空气预冷塔，用冷却水对空气进行冷却，经冷却后的空气送入纯化系统（MS系统），空气经过纯化系统吸附净化后，除去空气中的水分、CO2和乙炔等部分碳氢化合物。
经净化的空气在膨胀机中进行膨胀,温度急剧下降。
在分馏塔系统中，经前面工段加压、净化、膨胀的空气将实现分离，最终得到氧气和氮气。
三、制氧（空分）行业控制方案在整个空分生产装置的控制形式上，大部分采用的是常规控制。
整个空分系统控制的难点和重点是空压机组的联锁保护和防喘振控制、分子筛（纯化器）系统的时序控制，还有外压缩流程的氧透/氮透联锁启停过程控制和内压缩流程的循环压缩机联锁保护控制。
3.1 空气压缩机组报警联锁保护和防喘振控制空压机报警联锁保护功能空压机报警联锁保护所引用的条件参数有轴振动、轴位移、过滤器前油压、过滤器后油压、主油压、油温、主电机电流、三级排气压力、油泵运行信号、三级进气温度等。
空压机防喘振控制将主电机电流（最大工作电流作为给定）、三级排气压力（设定值可修改）作为控制对象参数，分别采用两个PID调节器来调节，空压机刚启动时入口导叶渐开输出，由此调节器输出和渐开输出在自动调节时通过低选器输出调节导叶和放空阀，手动时直接输出开度。
但需注意放空阀的开合特性与入口导叶相反，手自动切换时需考虑无扰动切换。
