48 000 m3/h空分装置设备配置及安全运行要求
刘 琴,张淑敏,夏建剑
(苏州杭氧气体有限公司,江苏 张家港 215600)
[摘 要] 简介某化工厂48 000m3 /h空分装置工艺流程及产品指标,着重阐述主要设备——压缩机(空气压缩机、空气增压机、氮气压缩机)、预冷系统、分子筛系统、增压透平膨胀机、精馏塔、液体泵、液体贮槽及后备系统的配置情况,并从工艺联锁、设备安全、运行管理、检修安全等四个方面介绍空分装置的安全运行要求。
[关键词] 空分装置;工艺流程;产品指标;设备配置;安全运行要求
[中图分类号] TB 657.7 [文献标志码] B [文章编号] 1004-9932(2017)05-0059-03
48 000 m3/h空分装置是某化工厂原料结构调整项目的重要配套工程,由杭州杭氧股份有限公司设计、制造。空分装置建设于2013年9月破土动工,2014年2月开始设备安装,2015年1月正式进入吹扫、试车阶段,并于2015年2月17日顺利生产出合格的氧气。48 000 m3/h空分装置开车运行至今,完全能够满足后系统所需。现就其工艺流程、产品指标、设备配置情况及安全运行要求等作一介绍。
1 空分装置工艺流程简述
原料空气经自洁式空气过滤器除去灰尘及其他机械杂质后,经空气透平压缩机压缩至压力为0.605 MPa、温度为85.9 ℃左右,然后进入空冷塔预冷。冷却水分段进入空冷塔内,下段为循环冷却水,上段为经水冷塔、冷冻机冷却后的低温水;空气自下而上穿过空冷塔,在冷却的同时又得到清洗。空气经空冷塔冷却后,温度降至13 ℃,然后进入4 h吸附、切换使用的分子筛吸附器进行净化,除去H2O、CO2、CH4等物质。纯化后的空气分成3路:一路(小部分)进入加温和仪表控制系统,作为加温气和仪表气使用;一路进入低压主换热器,与返流的污氮气和氮气换热后进入下塔进行精馏;另一路经空气增压机压缩后再分为2股,一股相当于膨胀量的空气从增压机一段抽出,由增压透平膨胀机增压端增压后经气体冷却器冷却进入高压板式换热器换热,并从中部抽出经膨胀机膨胀段后进入下塔进行精馏,另一股气体经增压机继续增压后再进入高压板式换热器换热,冷却后经高压空气节流阀节流后进入下塔。
在下塔中,其顶部氮气在主冷凝蒸发器中液化,主冷的低压侧液氧被汽化;部分液氮作为下塔回流液,另一部分液氮经过冷器过冷后,大部分经节流阀后送入上塔顶部,少部分则排入液氮贮槽。下塔上部抽出压力氮气,经高压板式换热器复热后,一路送后系统,一路经氮气压缩机压缩至6.2 MPa送后系统。经上塔的进一步精馏,在上塔底部获得纯液氧,纯液氧经液氧泵加压至所需压力后,进入高压板式换热器复热,之后出冷箱得到8.5 MPa的高压氧气产品。液氧产品从冷凝蒸发器底部抽出,过冷后排入液氧贮槽。
从上塔上部抽出含氩8%~10%的粗氩气体,从粗氩Ⅰ塔的底部导入,粗氩Ⅰ塔上部采用粗氩Ⅱ塔底部排出的粗液氩作为回流液。粗氩Ⅰ塔顶部引出的工艺气进入粗氩Ⅱ塔进行氧、氩精馏,塔顶部抽出的工艺气(O2含量<1.5×10-6)再进入精氩塔中部精馏,进行氩、氮分离,最终在精氩塔底部得到液氩产品(O2含量<1.5×10-6、N2含量<4×10-6)。
2 空分装置各产品指标(表1)
表1 48 000 m3/h空分装置各产品指标
产品 |
含O2量 |
温度 /℃ |
压力 /MPa |
产量 /m3·h-1 |
氧气 |
99.6% |
常温 |
8.5 |
45 000 |
液氧 |
99.6% |
-178 |
进贮槽 |
3 000 |
低压氮气 |
≤5×10-6 |
常温 |
0.4 |
10 000 |
中压氮气 |
≤5×10-6 |
常温 |
6.2 |
35 000 |
高压氮气 |
≤5×10-6 |
常温 |
13.5 |
600 |
液氮 |
≤5×10-6 |
-189 |
进贮槽 |
500 |
液氩 |
99.999%(纯度) |
-184 |
进贮槽 |
1 420 |
注:氧气、液氧、低压氮气、液氮、液氩均为连续抽取;中压氮
气采用下塔抽取+氮气压缩机加压;高压氮气采用13.5 MPa活塞泵加
压;“进贮槽”指液体产品(液氧或液氮或液氩)的压力满足进贮槽
要求即可,无具体的工艺指标。
更多内容详见《中氮肥》2017年第5期