浅析空分装置工艺流程的选择

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1、第!"卷第##期甘肃科技!"#$!"%"$##!""-年##月./012)345035/06$5370898:;%"&$!"",-#浅析空分装置工艺流程的选择郑修平（中石化集团宁波工程有限公司，宁波!"##""）摘要：比较变压吸附、膜分离、低温深冷空分工艺，选择合理的工艺流程。关键词：空分；深冷；变压吸附；膜分离技术；全低压；内压缩；外压缩中图分类号：$%"!&’&供。双系列吸附塔，当一组进行吸附工作时，另一组进行降压解吸，释放出吸附剂中吸附的气体以备用。#概述双系列吸附塔交替工作，可实现连续供气。空气分离装置主要是分离空气中的氧气、氮气通过改变吸附剂和吸附压力，可获得不同质

2、量和氩气。由于空分产品在石油、化工、冶金、医药等等级的氧氮产品。各行各业被广泛的应用，因此是具有广阔发展前景的行业。作为设计人员，能够了解空分装置的工艺流程和不同工艺流程的特点，了解该行业的发展现状和发展方向；在设计时，可以充分考虑用户提出的要求，根据所需产品的产量和质量，为用户选择合理的工艺流程，防止盲目追求新的工艺技术，有利于提高设计质量，节省投资，创造效益。图!变压呼附空分流程示意图!空分工艺流程简介!’!膜分离工艺原理和流程空气分离的方法主要有：传统的低温深冷技术膜分离技术是应用扩散原理。依靠不同气体在分离工艺，和新兴的非低温空分工艺—变压吸附法膜中溶解和扩散系数的差

3、异而具有不同的渗透速度和膜分离技术。根据不同的工艺要求，低温深冷工来实现气体的分离。膜分离技术当空气在驱动力艺可分为全低压内压缩工艺和全低压外压缩工艺。膜两侧压力差作用下，渗透速率相对快的气体透过膜后，在膜的渗透被富集，而渗透速率相对慢的气体!’#变压吸附工艺原理和流程变压吸附法（()*、+()*）工艺是以空气为原料、被滞留在膜的滞被富集，从而达到空气分离的目的。以分子筛为吸附剂，在一定的压力下，利用空气中氧、氮分子在不同分子筛表面的吸附量的差异，在一定时间内氮（氧）在吸附相富集，氧（氮）在气体相富集，实现氧、氮分离；而卸压后分子筛吸附剂解析再生，循环使用。目前变压吸附制气工

4、艺采用双吸附塔，通过顺序控制系统，两塔交替循环吸附、解吸，从而得到连续的氧、氮产品。空气经空压机压缩，通过净化系统清除有害杂图"膜分离空分流程示意图质后，进入双系列吸附塔；在吸附塔内，填装的不同空气经空压机压缩，通过净化系统清除有害杂种类的吸附剂有针对性地吸附氧（氮）分子，从而使质后，进入膜分离器，在膜分离器中，压缩空气在膜未被吸附的氮（氧）气富集，分离出的氮（氧）产品经万方数据两侧压力差作用下，渗透速率相对快的氧气透过膜过滤器除去固体杂质颗粒，进入产品气体缓冲罐外’!甘肃科技第!(卷后，在膜的渗透被富集，引出后入氧气产品罐；而渗型空分装置已形成了由压缩空气经分子筛吸附空气透

5、速率相对慢的氮气被滞留在膜的滞留，被富集进中的碳氢化合物，经板翅式换热器换热，通过膨胀机入氮气产品罐。而达到空气分离的目的。通过选择制冷，液化空气在精馏塔中精馏，分离氧、氮、氩产品不同的透析膜，可获得不同质量的氧、氮产品。的典型的全低压空分工艺流程。现代全低压空分工!"#低温精馏工艺原理和流程：艺根据对氧产品压力的不同需求，可分为全低压空低温深冷空气分离工艺的原理是在高压低温下分的内压缩流程和外压缩流程。将空气液化，根据空气中氧、氮成分的沸点不同，在!"#"$全低压外压缩流程精馏塔中，经过精馏传质传热，分离液态空气中的全低压外压缩流程就是空分设备生产低压氧氧、氮成分，从而分离

6、出氧氮产品。气，然后经氧压机加压至所需压力供给用户，也称为传统的低温深冷工艺，有多种不同的工艺流程；常规空分（见图#）。随着空分工艺的开发和机械制造的发展，现代的大图!全低压外低缩空分流程示意图$）空气流程：空气经空压机压缩，压缩空气通过器复热后，得到气氮产品；另一部分纯氮气通过主冷分子筛吸附器，脱除空气中有害的碳氢化合物和高却器与低压塔的液氧换热，氮气被液化，同时，低压凝固点的水和二氧化碳，净化空气经板翅式换热器塔侧的液氧被蒸发。液氮部分回流参与压力塔的精降温至接近液化温度，进入压力塔进行精馏。馏，部分可做液态产品取出。分子筛吸附器后的净化空气，一部分经空气增%）纯氧流程：

7、富氧液空、膨胀空气在低压塔中精压机加压，再经板翅式换热器降温后，进入膨胀机，馏，在低压塔底部得到纯氧，液氧与浸入其中的主冷通过对外做功获得冷量，降压降温后的空气进入低却器中的气态纯氮换热，获得热量汽化参与低压塔压塔参与低压塔的精馏。的精馏；纯气氧从低压塔液氧液面上部空间取出，通!）富氧液空流程：低温空气在压力塔中精馏，在过板翅式换热器复热后，做为产品输出。压力塔底部得到富氧液空，富含氧的液态空气经过&）污氮流程：富氧液空、膨胀空气在低压塔中精过冷器进一步降温后，节流进入低压塔，参与低压塔馏，在低压塔顶部