概述
我集团公司空分厂空分装置设计氧气产量52000Nm7h,氮气产量61100Nm7h,氨气产量1600Nnf7h,整套装置是我国杭州制氧股份有限公司设计、制造,现场冷箱外围设备管线由中国五环设计院布置,冷箱内部由杭氧自行设计布置,安装中石化四公司实施,采用的技术为常温分子筛净化、中压空分膨胀透平增压、填料型上塔、低压全精馈无氢制觉内压缩流程。整套装置在2007年12月1日正式投产并生产出合格的氧气、氮气,且为当时国产最大的一套空分装置。
配套空分装置空压机组为沈阳鼓风机厂设计制造,单套的膨胀机组和两台液氧泵、两台液氮泵、两台液氨泵及一台事故液氮泵都是法国CRY0STAR原装进口1KD0N-52000/61100型空分设备产品规格1.1设计工况:
产品名
产量(nm7h)
纯度(VOL)
压力MPa
(G)
温度(℃)
备注
氧气
52000
299.6%02
4.6
37.5
液氧泵内压缩
氮气(1)
32100
W10ppm02
0.5
20
下塔压力氮
氮气(2)
9000
W10ppm02
8.15
37.5
液氮泵内压缩
氮气(3)
20000
W10ppm02
0.01
20
上塔低压氮
液氮
800
^10ppm02
0.2
-191
液氨
1600
0.15
-182
仪表空气
2500
常压露点,-65℃
0.9
40
工厂空气
2500
常压露点65℃
0.9
40
L2煤气化开车工况:
产品名
产量(nm7h)
纯度(VOL)
压力MPa
(G)
温度(℃)
备注
氧气
43000
299.6%02
4.6
37.5
液氧泵内压缩
氮气(1)
60600
^10ppm02
0.5
20
下塔压力氮
氮气(2)
9000
^10ppm02
8.15
37.5
液氮泵内压缩
氮气(3)
7000
W10ppm02
0.01
20
上塔低压氮
液氨
1020
Wlppnft^2ppmN2
0.15
-182
仪表空气
2500
常压露点65℃
0.9
40
工厂空气
2500
常压露点,-65℃
0.9
40
注:所有产量单位Nm3/h是指在0℃和0.1013MPa(A)状态下的体积流量,称为标态流量(下同)。
本空分装置氧气产量调节范围:75%?105%;连续运行周期(两次加温解冻间隔期22年;装置加温解冻时间W36小时;装置启动时间(从膨胀机启动到氧产品达到纯度指标)W36小时。
第一部分空分装置
空分装置部分包括基本原理、工艺流程、空分装置开停车操作、泵系统共四章
第一章基本原理
本章包括制冷和精储共两节
第一节制冷
在深冷技术上,获得低温的方法主要有两种:一种是不作外功的绝热膨胀,即节流膨胀;另一种是作外功的绝热膨胀,即等病膨胀。
.节流膨胀
连续流动的高压气体,在绝热和不作外功的情况下,经过节流阀急剧地膨胀到低压的过程,称为节流膨胀。由于节流前后气体压力差较大,因此节流过程是不可逆过程。气体在节流过程即无能量收入,又无能量支出,节流前后能量不变,故节流膨胀为等烙过程。气体经过节流膨胀后,一般温度是会降低的。温度降低的原因是因为气体分子间具有吸引力,气体膨胀后压力降低,体积膨胀,分子间距离增大,必须消耗一部分动能及分子间吸引力,因而温度下降。
利用气体的T-S图能十分方便地计算出节流膨胀前后温度的变化。例如在图5-2中,为了求出气体从状态2(T2,p2)节流膨胀到压力为pl时的温度,只要由2点作等熔线H2,与等压压线pl相交于1点,线段2-1表示膨胀过程,1点的温度T1即为节流膨胀后的温度,T2-T1为节流膨胀前后的温度差。
2、等熠膨胀压缩气体经过膨胀机在绝热下膨胀到低压,同时输出外功的过程,称为等嫡膨胀。由于气体在膨胀机内以微小的推动力逐渐膨胀。因此过程是可逆的。根据热力学第二定律可知,可逆绝热过程的燧不变,故为等嫡过程。气体经过等炳膨胀后温度总是降低的,主要原因是气体通过膨胀对外作功,消耗了气体的内能,另一个原因是膨胀时为了克服气体分子间的吸引力,消耗了分子的动能。在图5-2中,线段2-3表示气体的压力为P2,温度为的T2的2点等嫡膨胀到P1时的过程,T2-T3为膨胀前后气体的温度差。由图5-2可见,气体同样从状态2(P2、T2)膨胀到低压时,等嫡膨胀前后的温差(T2-T3)大于节流膨胀前后温差(T2-T1),同时等嫡膨胀的降温效果比节流膨胀的降温效果好,但膨胀机的结构比节流阀复杂。
第二节精馈
1精储概述:
简单的说:精储就是利用两种不同物质(气体)的沸点不同,多次地进行混合蒸气的部分冷凝和混合液体的部分蒸发的过程就叫做精储。所以液体空气精储的原理:在研究空气的分离时,可以把空气看作氮一