化工企業(yè)空氣分離裝置工藝流程選擇

楊保鋒

摘 要：我國(guó)的經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，同時(shí)帶動(dòng)了諸多領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)繁榮，其中在化工產(chǎn)業(yè)，一些先進(jìn)的技術(shù)也得到了廣泛的引進(jìn)，從而在生產(chǎn)的效率上有了很大程度上的提高，其中為化工生產(chǎn)提供動(dòng)力的空氣分離裝置較為突出，其工藝流程的選擇也顯得至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè) 空氣分離裝置 工藝流程

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ116 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）10（b）-0065-01

事物的發(fā)展過(guò)程是從穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換成不穩(wěn)態(tài)再轉(zhuǎn)換成新的穩(wěn)態(tài)的過(guò)程，當(dāng)前，化工企業(yè)廣泛引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，生產(chǎn)效率提高的同時(shí)，在工藝流程當(dāng)中所存在的風(fēng)險(xiǎn)也是愈來(lái)愈多，在化工行業(yè)當(dāng)中需要大量的高純度氧氣以及氮?dú)?，故此空氣分離裝置的安全性就和化工企業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有著重要關(guān)系。

1 空氣分離裝置的不同工藝特點(diǎn)分析

1.1 低溫精餾工藝特點(diǎn)分析（例如我廠KDN-18000型空分裝置）

在低溫精餾的工藝特點(diǎn)方面主要就是工藝流程和操作復(fù)雜，投資成本高，工藝比較可靠[1]。在全低壓外壓縮以及內(nèi)壓縮的工藝特點(diǎn)方面有著工藝流程的差異以及設(shè)備方面的差異，安全性以及投資費(fèi)用方面的不同，其中在工藝的流程上內(nèi)壓縮和外壓縮的差異主要體現(xiàn)在換熱以及精餾上，內(nèi)壓縮的工藝主要是從精餾塔主冷蒸發(fā)器抽取液氧的，然后通過(guò)液氧泵加壓至所需要的壓力，在經(jīng)過(guò)高壓空氣和液氧進(jìn)行換熱，從而汽化出冷箱作為產(chǎn)品。而外壓縮則是通過(guò)精餾塔產(chǎn)生低壓氧氣，然后通過(guò)主換熱器進(jìn)行復(fù)熱出冷箱。

1.2 非低溫空氣分離裝置工藝特點(diǎn)分析（例如我廠選用的北京飛達(dá)制氮設(shè)備）

在非低溫制氣工藝的特點(diǎn)方面，主要就是工藝的流程較為簡(jiǎn)單，裝置的操作也比較的容易，操作范圍廣以及成本較低，在其自身的特點(diǎn)作用下，氣態(tài)下分離氧氮產(chǎn)品的產(chǎn)量也相對(duì)比較低，在質(zhì)量上也會(huì)受到一定程度的制約。在變壓吸附工藝方面主要是選用的碳分子篩吸附劑，能夠分離制取氮?dú)?，在操作上是采取的雙吸附塔操作的方法，吸附的范圍也比較廣泛。變壓吸附生產(chǎn)率會(huì)受到產(chǎn)品的純度影響較大。而在膜分離工藝方面的特點(diǎn)就是選取的不同纖維膜，能夠獲取不同氣體產(chǎn)品，能夠在比較大的壓力范圍進(jìn)行工作，并和壓力成正相關(guān)，在生產(chǎn)率方面會(huì)受到產(chǎn)品的純度影響較大。

2 空氣分離裝置工藝流程的選擇

通過(guò)對(duì)空氣分離裝置的不同工藝流程特點(diǎn)進(jìn)行分析，能夠?qū)に嚵鞒痰倪x擇提供可靠的依據(jù)，在經(jīng)濟(jì)性以及安全性等方面能夠有正確的引導(dǎo)。

首先在氣態(tài)的產(chǎn)品工藝流程方面會(huì)對(duì)各方面有著要求。其中在雙高產(chǎn)品方面對(duì)工藝流程的要求，在這一過(guò)程中由于非低溫精餾這一工藝會(huì)受到自身?xiàng)l件的制約不能夠提取雙高產(chǎn)品，而膜分離和變壓吸附的工藝在分子膜以及吸附劑方面只能夠分離吸附特定的產(chǎn)品，也不能夠得到雙高產(chǎn)品，所以只有在全低壓空氣分離低溫雙塔精餾的工藝才可以獲取雙高產(chǎn)品[2]。

其次就是在產(chǎn)品的產(chǎn)量方面對(duì)空氣分離裝置的工藝流程的要求。由于空氣分離裝置連續(xù)的生產(chǎn)單一氣體產(chǎn)品，在低溫精餾等工藝方面能夠滿足要求，但自身工藝的制約就會(huì)使得膜分離以及變壓吸附的生產(chǎn)率以及純度方面都會(huì)相互的制約，故此在大量純產(chǎn)品方面就很難獲取。在選擇工藝流程的時(shí)候要能夠根據(jù)裝置的實(shí)際情況進(jìn)行比較，而氮氧產(chǎn)品在產(chǎn)量上要高于5000 NM3/h大中型空氣分離裝置，所以從這些方面來(lái)看，全低壓低溫精餾工藝是其它的分離方式不能夠取代的。

再者就是操作的方式對(duì)空氣分離裝置工藝流程的要求，一些比較小型的空氣分離，采取低溫精餾以及變壓吸附都能夠得到有效的滿足，當(dāng)在產(chǎn)品的需求方面是間歇性的，那么從經(jīng)濟(jì)性的層面進(jìn)行考慮，采取非低溫精餾的工藝流程是比較合適的。但是這一工藝的流程相對(duì)較為復(fù)雜，并且在操作上也有著難度，這一裝置的啟動(dòng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，在連續(xù)成產(chǎn)的需求上較為適合。

另外就是對(duì)于大型的空氣分離所輸出的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，對(duì)空氣分離工藝流程也有著一定的要求，采取全低壓的空氣分離工藝在技術(shù)上會(huì)相對(duì)的比較成熟，在裝置的運(yùn)行方面也較為穩(wěn)定，能夠生產(chǎn)雙高的產(chǎn)品，這一全低壓空氣分離裝置主要就是通過(guò)內(nèi)壓縮和外壓縮的工藝來(lái)滿足不同壓力的生產(chǎn)需求，在化工企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于需要氧壓力小于3 MPa的裝置可以采取全低壓外壓縮這一工藝流程，大于這一標(biāo)準(zhǔn)的的裝置可以采取全低壓內(nèi)壓縮工藝流程。

通過(guò)以上的相關(guān)介紹可以看到，對(duì)于不同的裝置有著不相同的工藝流程，所以要能夠結(jié)合實(shí)際的需求進(jìn)行選擇。一些大中型的空氣分離裝置在氮氧產(chǎn)品的產(chǎn)量高于5000 NM3/h的時(shí)候要選擇全低壓空氣分離裝置工藝，而低于這一標(biāo)準(zhǔn)的要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行選擇膜分離或者是變壓吸附以及全低壓低溫精餾的工藝[3]。針對(duì)比較大型的空氣分離裝置在化工企業(yè)進(jìn)行應(yīng)用要根據(jù)氧產(chǎn)品壓力來(lái)進(jìn)行選擇，對(duì)于小型的空氣分離裝置，雙高產(chǎn)品則可以選擇全低壓低溫精餾空氣分離裝置，而間歇性的就要選擇膜分離工藝或者是變壓吸附工藝，針對(duì)液態(tài)氧氮的產(chǎn)品則可以選擇全低壓低溫精餾工藝。

3 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前我國(guó)的空氣分離裝置的設(shè)計(jì)制造已經(jīng)日趨專(zhuān)業(yè)化以及標(biāo)準(zhǔn)化，這對(duì)于化工企業(yè)的日常生產(chǎn)的效率有著很大的促進(jìn)作用，所以選擇適合的空氣分離裝置工藝比較的重要。在具體的選擇過(guò)程中，要能夠綜合性的考慮分析問(wèn)題，從安全以及經(jīng)濟(jì)的角度進(jìn)行著手，從而才能夠保障最大的生產(chǎn)效益。筆者拙見(jiàn)，希望能對(duì)我廠空分二期的選型有所幫助。

參考文獻(xiàn)

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[3] 馬保玉，陳開(kāi)瑞.20000m～3/h空分設(shè)備制氬系統(tǒng)操作分析[J].深冷技術(shù)，2014（3）.endprint