1、空分裝置工藝流程趙明飛空分裝置簡(jiǎn)述空分裝置是為煤制氫裝置殼牌氣化爐提供高壓高純氧氣，為煤液化、煤制氫、加氫改質(zhì)、輕烴加收、鍋爐、罐區(qū)等其它裝置提供高、中、低壓高純氮?dú)猓约跋蛉珡S各裝置提供儀表空氣和工廠空氣。同是也生產(chǎn)少量液體產(chǎn)品儲(chǔ)存到后備儲(chǔ)罐系統(tǒng)中，用以來(lái)保證生產(chǎn)的連續(xù)性。空分裝置由二套空分裝置09、10單元（含一套共用后備貯存系統(tǒng)）和一套空壓站組成。以下內(nèi)容均以09單元為例；主要設(shè)備簡(jiǎn)介：一、空氣壓縮：由空氣過(guò)濾器(S1146)、空壓機(jī)(C1161)、驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)(X1171)、空壓機(jī)放空消音塔(N1153)等 組成。空氣過(guò)濾器 S1146（碳鋼結(jié)構(gòu)的濾房，內(nèi)置多組濾芯，配備反吹自潔系統(tǒng)，過(guò)

2、濾精度可達(dá)F7級(jí)，過(guò)濾效率99%（2m）作用：去除空氣中灰塵和機(jī)械雜質(zhì)，為后續(xù)空氣壓縮提供干凈氣源主空氣壓縮機(jī) C1161（MAN TURBO,RIK125-1+1+1+1）：為四級(jí)透平式壓縮機(jī)，設(shè)內(nèi)置式冷卻器，逐級(jí)冷卻的單軸等溫型壓縮機(jī)。壓縮機(jī)的流量通過(guò)進(jìn)口葉片調(diào)節(jié)器調(diào)整，末級(jí)出口管線(xiàn)設(shè)有防喘振閥，通過(guò)導(dǎo)葉和防喘振閥控制壓縮機(jī)的出口壓力和通流氣量，以防止壓縮機(jī)發(fā)生喘振現(xiàn)象。主要將過(guò)濾后的空氣壓縮至工藝所需壓力0.63MPa1.空壓機(jī)中的氣體壓縮原理：空壓機(jī)：指氣體在壓縮機(jī)中的運(yùn)動(dòng)是沿垂直于壓縮機(jī)軸的徑向進(jìn)行的。是工作輪在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，由于旋轉(zhuǎn)離心力的作用及工作輪中的擴(kuò)壓流動(dòng)，使氣體的壓力得到

3、提高，速度也得到提高。隨后在擴(kuò)壓器中進(jìn)一步把速度能轉(zhuǎn)化為壓力能。通過(guò)它可以把氣體的壓力提高 2.喘振現(xiàn)象進(jìn)口壓力或流量突然(瞬間)降低，低過(guò)最低允許工況點(diǎn)時(shí)，壓縮機(jī)內(nèi)的氣體由于流量發(fā)生變化，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的旋轉(zhuǎn)脫離，形成突變失速(指氣體在葉道進(jìn)口的流動(dòng)方向和葉片進(jìn)口角出現(xiàn)很大偏差)，這時(shí)葉輪不能有效提高氣體的壓力，導(dǎo)致機(jī)出口壓力降低。但是系統(tǒng)的壓力沒(méi)有瞬間相應(yīng)地降下來(lái)，從而發(fā)生氣體從系統(tǒng)向壓縮機(jī)倒流，當(dāng)系統(tǒng)壓力降至低于機(jī)出口壓力時(shí)，氣體又向系統(tǒng)流動(dòng)。如此反復(fù)，使機(jī)組與管網(wǎng)發(fā)生周期性的軸向低頻大振幅的氣流振蕩現(xiàn)象。目前較為廣泛采用的防喘振措施有兩種：1）壓力控制。它屬于單參數(shù)控制。通常設(shè)有壓力調(diào)節(jié)器

4、，壓縮機(jī)在設(shè)定壓力下工作。高于設(shè)定壓力時(shí)，防喘振閥打開(kāi)，放掉部分壓力，使排出壓力保持在設(shè)定壓力下。同時(shí)防喘振閥與電機(jī)連鎖，電機(jī)跳閘停機(jī)時(shí)防喘振閥自動(dòng)打開(kāi)。2）雙參數(shù)控制。雙參數(shù)是指壓力和流量控制。從控制方式上看更為先進(jìn)一些。由于有了智能手段，所以也比較可靠。汽輪機(jī) X1171 (MAN TURBO)：汽輪機(jī)進(jìn)汽端通過(guò)膜片聯(lián)軸器與主空氣壓縮機(jī)聯(lián)接，排汽端通過(guò)膜片聯(lián)軸器與氮?dú)庋h(huán)壓縮機(jī)聯(lián)接。中壓蒸汽（9MPa、530、14076t/h)經(jīng)手動(dòng)閥、電動(dòng)閥、速關(guān)閥、調(diào)速汽閥后進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功，做功后的負(fù)壓蒸汽進(jìn)入空冷器，在其中乏汽被冷凝為水并形成一定的真空度，冷凝水用冷凝液泵送出界區(qū)。作用：驅(qū)動(dòng)空

5、壓機(jī)和循環(huán)氮?dú)鈮嚎s機(jī)。水冷塔 E2417 （為散堆填料塔，一個(gè)床層，整個(gè)塔面101127mm范圍內(nèi)均有一注水點(diǎn)）作用：在水冷塔中循環(huán)冷卻水與來(lái)自污氮換熱器的污氮進(jìn)行熱質(zhì)交換后，使循環(huán)冷卻水被冷卻。冷凍機(jī) K2476（開(kāi)利公司） （冷凍機(jī)主要由壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器組成，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪增速，制冷量：480KW,冷凍水的流量為108.3m3/h）作用：使出水冷塔的循環(huán)冷卻水得以進(jìn)一步冷卻，為空冷塔上部床層提供冷量。二、空氣預(yù)冷：由空冷塔（E2416）、水冷塔(E2417)、冷凍機(jī)(K2476)及水泵(P2467A/B)等 組成空冷塔 E2416 （為散堆填料塔，分上、下兩個(gè)床層）空冷塔的作用：壓

6、縮后的空氣在空冷塔中以對(duì)流形式被兩層噴冷卻水冷卻和清洗。在底部，空氣被循環(huán)冷卻水預(yù)冷，在頂部空氣被來(lái)自水冷塔和冷凍機(jī)的冷凍水進(jìn)一步冷卻；壓縮空氣中可溶于水的化學(xué)雜質(zhì)也被下落的冷卻水清洗吸收。三、空氣凈化：由分子篩吸附器（A2626A/B）、再生蒸汽加熱器（E2617）、污氮放空消音塔（N2653）等 組成分子篩吸附器 A2626A/B （立式徑向流結(jié)構(gòu)）作用：吸附預(yù)冷后工藝空氣中含有的剩余的雜質(zhì)，如水蒸汽、二氧化碳、一氧化碳和一些潛在有害的碳?xì)浠衔铩Ｔ偕羝訜崞?E2617 （蒸汽走管程，被加熱氮?dú)庾邭こ蹋┳饔茫簩?lái)自分餾塔的污氮?dú)饧訜岬椒肿雍Y再生所需溫度。污氮放空消音塔 N2653 (鋼

7、筋混泥土結(jié)構(gòu)，含消聲原件)作用：用于降低出分子篩的再生用污氮放空時(shí)的汽流噪聲。四、熱交換及制冷：由四臺(tái)主換熱器（E3116A/B/C/D）、四臺(tái)污氮換熱器（E3117A/B/C/D）、一臺(tái)氮?dú)鈸Q熱器（E3119）等組成。主換熱器 E3116A/B/C/D （為多通道鋁制板翅式換熱器，為了減少熱損失，充填了絕熱珠光砂的鋼結(jié)構(gòu)冷箱）作用：來(lái)自分子篩凈化后的工藝空氣分配進(jìn)多組換熱器被反流的污氮?dú)夂彤a(chǎn)品氣體冷卻至接近冷凝溫度。五、增壓透平膨脹機(jī)（CRYOSTAR）：主要由增壓機(jī)（C3420）和膨脹機(jī)（X3420）、潤(rùn)滑油系統(tǒng)組成。主要是將循環(huán)氮?dú)鈮嚎s機(jī)抽出來(lái)的一小段氮?dú)鈮嚎s制冷。為裝置提供冷量。增壓機(jī)

8、末端冷卻器 E3421 (立式管殼式結(jié)構(gòu)，冷卻水走管程，冷卻殼側(cè)的來(lái)自增壓機(jī)出口的氮?dú)猓鋮s后的氣體進(jìn)入主換熱器)六、空氣分離：由壓力塔（T3211）、低壓力塔（T3212）、主冷凝器（E3216）、過(guò)冷器（E3316）等 組成。壓力塔 T3211（鋁制篩板塔，共54層塔盤(pán)）作用：空氣預(yù)分離，頂部產(chǎn)生純氮?dú)猓撞渴歉谎跻嚎铡Ｖ骼淠?E3216 （全浸式設(shè)計(jì)，氧化亞氮和碳?xì)浠衔镫S內(nèi)壓縮的液氧一起連續(xù)排放，提高裝置的安全性）作用：來(lái)自壓力塔頂部的氮?dú)猓谥骼淠校粊?lái)自低壓力塔的沸騰液氧冷凝，同時(shí)液氧得以蒸發(fā)。為壓力塔、低壓力塔提供回流液，又為低壓力塔提供上升蒸汽，以確保壓力塔、低壓力塔精餾得

9、以實(shí)現(xiàn)。過(guò)冷器 E3316 （鋁制板翅式換熱器，效率高）作用：為低壓力塔提供過(guò)冷回流液，改善低壓力塔精餾工況。低壓力塔 T3212 （共四個(gè)床層，在床層下方設(shè)置收集器，收集上一床層的下液流體）作用：經(jīng)低壓力塔進(jìn)一步分離，在低壓力塔底部可以獲得純液氧，在頂部可以得到低壓純氮?dú)狻Ｆ摺⒀鯕狻⒌獨(dú)猱a(chǎn)品1.氧氣產(chǎn)品液氧泵 P3656 （一用一備，一臺(tái)運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)在線(xiàn)冷備）作用：將主冷器底部液氧經(jīng)泵壓縮，進(jìn)主換熱器復(fù)熱后出冷箱，送入管網(wǎng)2、低壓氮?dú)猱a(chǎn)品氮?dú)鈮嚎s機(jī) C1761 (杭州杭氧透平機(jī)械)：為整體齒輪式逐級(jí)壓縮，逐級(jí)冷卻等溫型壓縮機(jī)，由一電機(jī)帶動(dòng)。壓縮機(jī)的防喘振控制通過(guò)差壓和流量的關(guān)系進(jìn)行防喘振控

10、制，由于氣體出口后未經(jīng)末端冷卻器冷卻，只能通過(guò)放空管路來(lái)進(jìn)行。壓縮機(jī)高速軸承均配置相互的兩中測(cè)振探頭，推力方向配置了軸位移探頭。主要是將來(lái)自低壓力塔頂部的低壓純氮?dú)饨?jīng)過(guò)連續(xù)壓縮，壓縮至氮?dú)猱a(chǎn)品所需的壓力0.6MPa 。3、其它各級(jí)低、中、高壓氮產(chǎn)品氮循環(huán)壓縮機(jī)C1461(MAN TURBO)：為整體齒輪型，設(shè)級(jí)間冷卻器。三段五級(jí)壓縮使氮?dú)鈮毫Φ靡蕴岣摺?入口導(dǎo)葉HV1411/1441/1451 防喘振閥HV1410/1420/1430、（循環(huán)氮?dú)鈮嚎s機(jī)）入口閥1410，出口閥1416、出口放空閥PV1485（一拖二機(jī)組）、FV3936.2、FV3933.2、FV3937.2（氮?dú)猱a(chǎn)品）。流程中

11、設(shè)有防喘振閥，目的是防止進(jìn)入各壓縮段的氣量過(guò)小引起喘振。作用是將壓力塔頂部氮?dú)舛嗉?jí)壓縮后，由各段抽取高、中、低壓力的氮?dú)馑腿牍芫W(wǎng)。4.氧、氮放空消音塔（N3953）作用：降低產(chǎn)品試車(chē)及運(yùn)行故障放空氣流噪聲八、后備貯存、輸送液氧貯存、輸送：由1000m3液氧貯槽（D7110）、水浴式蒸發(fā)器（高壓氧）（E7116）及高壓液氧后備泵（P7116）等 組成。液氧貯槽 D7110 ，貯存來(lái)自空分的過(guò)冷液氧產(chǎn)品水浴式蒸發(fā)器 E7116 ，實(shí)現(xiàn)中壓蒸汽通過(guò)水傳遞熱量使液氧蒸發(fā)從而得到產(chǎn)品氣氧。高壓液氧后備泵 P7116 將液氧貯槽 來(lái)的液氧壓縮至需要的產(chǎn)品壓力液氮貯存、輸送：由兩個(gè)1500m3液氮貯槽（D7

12、310、D7410）、水浴式蒸發(fā)器（E7317）、水浴式蒸發(fā)器（E7116）及中壓液氧后備泵（P7368）、高壓液氧后備泵（P7367）等 組成。1500m3液氮貯槽（D7310、D7410），貯存來(lái)自空分的過(guò)冷液氧產(chǎn)品。水浴式蒸發(fā)器（E7317）、水浴式蒸發(fā)器（E7116），實(shí)現(xiàn)中壓蒸汽通過(guò)水傳遞熱量使液氮蒸發(fā)從而得到產(chǎn)品氣氮。中壓液氧后備泵（P7368）、高壓液氧后備泵（P7367），將液氧貯槽 來(lái)的液氮壓縮至需要的產(chǎn)品壓力八、空壓站：主要包括空氣過(guò)濾器S8326A/B/C（帶消音器N8326A/B/C）、空壓機(jī)C8326A/B/C、干燥器 A8326A/B 和緩沖罐D(zhuǎn)8326 等 組成。

13、空壓機(jī) C8326A/B/C （包含有離心式空氣壓縮機(jī)（三級(jí)壓縮機(jī)頭組件）、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、鋼制底座、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、輔助設(shè)備、儀表和控制系統(tǒng)）作用：將過(guò)濾后的空氣壓縮至1.0MPa。空氣過(guò)濾器 S8326A/B/C，為三臺(tái)空壓機(jī)提供干凈的空氣，每臺(tái)空氣過(guò)濾器的能力為550m3/min.消音器N8326A/B/C ,在故障和試機(jī)時(shí)排空氣時(shí)降低氣流噪音干燥器 A8326A/B （微熱再生干燥器，干燥器內(nèi)的填料為4年更換一次）一層吸收掉空氣中的水份，另一層吸收掉CO2、多數(shù)烴類(lèi)如異丁烷和重質(zhì)烴等。儀表 空氣緩沖罐 D8326 （容積為80m3,設(shè)計(jì)壓力為1.0MPa）保證送出界區(qū)的儀表空氣壓力穩(wěn)定

14、。 空分裝置流程簡(jiǎn)述流量為262840Nm3/h的空氣經(jīng)過(guò)濾器S1146吸入及N1151消音，過(guò)濾掉氣體中99%的水份、機(jī)械顆粒和粉塵，經(jīng)入口導(dǎo)向葉片進(jìn)入空氣壓縮機(jī)C1161，經(jīng)三段四級(jí)壓縮后輸出0.627Mpa，98.7進(jìn)入空冷塔E2416與中部的冷卻水（0.625Mpa，26，590m3/h）和頂部來(lái)自水冷塔E2417的14，109m3/h冷卻水經(jīng)泵P2467A/B加壓到0.623Mpa，再經(jīng)冷水機(jī)組冷卻到10逆流換熱后空氣被冷卻至12經(jīng)過(guò)除霧去沫后進(jìn)入內(nèi)裝有林德專(zhuān)用分子篩的吸附器A2626A/B中的一只，除去空氣中含有CO2、水分及碳?xì)浠衔锖螅诜肿雍Y出口溫度升至18的空氣分為三股，一

15、股（32000Nm3/h）進(jìn)入低壓板式換熱器E3119與返流的上塔塔頂來(lái)的純氮?dú)膺M(jìn)行換熱，溫度降至168.5； 第二股（108000Nm3/h）進(jìn)入低壓板式換熱器E3117與返流的來(lái)自上塔頂部的污氮?dú)膺M(jìn)行換熱，溫度降至168.3；第三股空氣（106000Nm3/h）進(jìn)入高壓板式換熱器E3116與來(lái)自產(chǎn)品液氧泵的液氧進(jìn)行換熱，溫度降至172.2；三股空氣匯聚在一起進(jìn)入下塔底部參與精餾。為了控制好三個(gè)換熱器的中部溫差，同時(shí)從第一股（抽出3000Nm3/h）和第二股（抽出12000Nm3/h）的空氣中各抽出一部分空氣經(jīng)閥門(mén)TV3129/TV3127進(jìn)入板式換熱器E3119/E3117，從板式換熱器E

16、3119/E3117的中部抽出匯合后再?gòu)陌迨綋Q熱器E3116的中部進(jìn)入，換熱后（172）匯入三股空氣的集合總管中進(jìn)入下塔參與精餾。在上塔T3212頂部得到的純氮?dú)猓∟2%99.99%）經(jīng)過(guò)冷器E3316與正流的液空、污液氮、純液氮及液氧換熱后，再經(jīng)板式換熱器E3119進(jìn)一步換熱，得到（0.087MPa、15）低壓純氮產(chǎn)品經(jīng)氮?dú)鈮嚎s機(jī)C1761壓縮至0.6MPaA、97、40600m3/h送入管網(wǎng)。在上塔T3212頂部的污氮?dú)馔瑯咏?jīng)過(guò)冷器E3316與正流的液空、污液氮、純液氮及液氧換熱后，再經(jīng)板式換熱器E3117進(jìn)一步換熱后出板式分為兩股，一股（69000m3/h、15）去往水冷塔E2417做換

17、熱介質(zhì)，與冷卻水傳質(zhì)傳熱后放空；另一股（50000m3/h、15）去分子篩的蒸汽加熱器E2617，與蒸汽換熱升溫到169解析分子篩1.4小時(shí)后放空。在上塔T3212底部的主冷E3216將獲得純度為99.6%的液氧，經(jīng)液氧泵P3568A/B抽出加壓5.27MPa，進(jìn)入板式換熱器E3116與正流氣體換熱至23經(jīng)PV3924.1進(jìn)入130m3液氧儲(chǔ)罐，再經(jīng)儲(chǔ)罐出口閥減壓到4.57MPa后送入管網(wǎng)。在液氧進(jìn)入液氧泵之前，抽出一股（20 KPa、-183、750m3/h）液氧進(jìn)入過(guò)冷器E3316過(guò)冷后去往液氧儲(chǔ)罐。在主冷氮側(cè)冷凝的液氮抽出后分為兩股,一股作為下塔回流液;另一股經(jīng)過(guò)冷器E3316過(guò)冷后與來(lái)

18、自氮?dú)馀蛎洐C(jī)后氣液分離罐D(zhuǎn)3432的液氮匯合在一起進(jìn)入上塔頂部做回流液。去往液氮儲(chǔ)罐的液氮（20KPa、-196、1000m3/h）從上塔頂部直接抽出。從下塔底部抽出的富氧液空經(jīng)過(guò)冷氣過(guò)冷后經(jīng)閥LV3201.1進(jìn)入上塔參與精餾。從下塔中部抽出的污氮經(jīng)過(guò)冷氣過(guò)冷后經(jīng)閥HV3222進(jìn)入上塔參與精餾。從下塔頂部抽出的純氮?dú)馀c來(lái)自氮?dú)馀蛎洐C(jī)后氣液分離罐D(zhuǎn)3432的氣氮匯合在一起進(jìn)入高壓板式換熱器E3116換熱，復(fù)溫后分為兩股，一股作為密封氣（0.435MPa、23、270 m3/h）送出；另一股（166114m3/h、0.435MPa、23）進(jìn)入循環(huán)氮壓機(jī)。 0.5MPa、26的冷卻水經(jīng)LV2431進(jìn)入水冷塔E2417與污氮（69000m3/h）傳質(zhì)傳熱后被冷卻至14，再由冷凍泵P2467A/B加至壓0.623MPaA進(jìn)入冷水機(jī)組K2476（冷媒為R134A）冷卻至10經(jīng)FV2421送至空冷塔E2416頂部，污氮?dú)鈧髻|(zhì)傳熱后放空。分子篩A2626A/B交換使用，切換周期為4小時(shí)。（假如加熱A）加溫時(shí)來(lái)自板式換熱器15的污氮?dú)猓?0000N m3/h）經(jīng)E2617蒸汽加熱器加溫到169，進(jìn)入A2626A分子篩吸附器進(jìn)行加溫解析，加溫1.5小時(shí)后，停止蒸汽加熱，用15的污氮?dú)猓?0000 N m3/h）經(jīng)KV2641進(jìn)入A2626A分子篩吸附器冷吹，解析后和冷吹后的氮?dú)饨?jīng)N