大庆石化公司水气厂空分车间
摘要：随着一个国家经济的快速发展，工业化的进程也随之而来。空分装置是现代化工的重要组成部分。空气中含有大量的生活原材料。空气中的氧、氮等组分采用不同的工艺设计进行分离，空气中的不同组分用于化工冶金等行业。随着化工技术的不断发展和工业产品需求的不断增长，空分设备的工艺流程逐渐被探索。本文对空分工艺进行了详细的分析，并对各工艺的实际应用进行了测试。
关键词：空分设备；工艺流程；应用分析
简介
深冷空分技术在国内空分设备中应用广泛。空气被用作原料，由压缩机（MAC）压缩，然后通过净化基本冷却。最后通过低温分馏生产氧气、氮气、液氧、液氮、液氩等产品。生产过程中存在许多危险有害因素，会引起着火、爆炸、容器内爆炸、中毒、窒息、低温冻结等事故。严重爆炸损坏了所有设备，甚至造成人员伤亡；一些地方发生小爆炸，氧气产品纯度降低，无法维持正常生产。
1空分装置工艺流程及系统组成
1.1空分原理
低温分离是利用空气中各部分沸点的差异，将表面的氧、氮、氩等产品分离蒸馏的一种方法。然后将空气冷却液化，空气中的氧和氮组分具有不同的沸点（标准压力下氧沸点为90.17k，氮沸点为77.35k）得到释放。从汽相到液相的连续蒸发，低沸点的氮组分从液相到汽相的连续蒸发，使下游液体的含氧量不断增加，最终成为纯氧；上升蒸汽中的氧含量不断增加，最后变成纯氮。
1.2工艺流程
通风过程：压缩空气由空压机吹出，送至汽轮机降压，再送至冷库冷却。成品经低温蒸馏分馏，从蒸馏中分离出液氧送至液氧储罐，其中部分为液氧产品。剩余的液氧由高压液氧泵加压，送至主冷却剂，在主冷却剂中蒸发，加热成高压氧产品。蒸馏塔馏出液中的氩送粗氩塔去活化，再经精氩塔净化后送液氩储罐。
系统组成：空分系统是一个复杂的大系统，主要由六个系统组成：动力系统、清洗系统、换热系统、蒸馏系统、储液系统和控制系统。为了获得氧气、氮气等产品，它由空分系统（风冷系统）、冷却系统和分子筛系统组成。压缩后的原料空气温度高，酸性物质等有害杂质可洗涤，分子筛净化系统可将水、二氧化碳、乙炔、丙烯、丙烷、氮氧化物等有害物质脱除至空分装置。制冷系统：空分装置采用膨胀冷却，所有空分装置严格采用经典冷却循环。机组热平衡由冷却换热系统负责。在技术发展过程中，目前换热器主要采用铝板、铝板弯曲换热器。精馏系统：是空气分离器的核心，是低温分离必不可少的设备。低压塔、中心压力塔、冷凝蒸发器、低温液体泵、蒸发器。
2分离段的实施与发展
目前，大气污染治理已得到广泛应用，化工的发展离不开抽气技术。随着高新技术的推广，空分设备也得到了前所未有的发展。在这一发展过程中，空分设备的应用越来越广泛，为化工的发展和能源的利用做出了不可估量的贡献。
2.1大型气化辅助空气分离器
化工的主要特点是大设备、大设备。化学工业的不断发展增加了对氧气和氮气的需求。许多大型化工公司都有自己的空分设备。在这个方向上，空分设备的技术人员不断开发初始流程，扩展初始流程，即通过不断的测试来分离企业的初始流程，空分设备实体的开发必然非常重要。
目前，大部分工艺流程已适合大规模工业应用，部分工艺流程已在大型生产设备中得到较大发展。
2.2空分装置从制氧到多副产品的开发与集成
空气分离器主要分离空气中的氧和氮。随着化学工业的发展，对惰性气体如氩气、氦气、氙气等载气的需求量也越来越大。工业合成氨的主要原料是氮气。我国是农业大国，对氨的需求量很大，这在一定程度上促进了瓦斯抽采技术的发展。它推动了空分装置从简单制氧向多副产品和一体化发展。由于副产品的广泛使用，大大降低了生产成本，提高了原材料的利用率。随着化工的发展，空气中其他气体的成本也在不断增加，如惰性气体氩、氦、氙气等。工业合成氨的主要原料是氮气。我国是农业大国，对氨气的需求巨大，在一定程度上促进了空分技术的发展。随着科研水平的不断深入，科学家对惰性气体的研究不断深入，对惰性气体的需求也在不断增加，这推动了空分装置从单纯制氧发展到多种副产品和一体化的发展。通过副产品的综合利用，大大降低了生产成本，提高了原子利用率。
2.3对空气分离器的性能要求更高
随着化学工业的不断发展，对密闭分离装置的安全性提出了更高的要求。空分装置可靠性低，不能满足化工对氧、氮的需求，阻碍化工生产，造成经济损失。空分装置分离出的气体质量对保证化工安全高效生产也具有重要意义。
2.4气体产品生产工艺实施
在选择过程中，必须严格筛选气体产品。低温蒸馏工艺是为了满足特定的要求而采用的，但实际工艺大多采用分子筛和膜分离技术。这两种工艺可以大大降低生产成本，但主要缺点是产品纯度高，高纯度产品主要采用全分离和低温蒸馏工艺，而空气萃取可采用吸附和膜分离工艺，但高纯气体分析不能满足生产要求。气体产品在选择过程中需要严格筛选。对于特殊要求，将采用低温蒸馏工艺。但在实际操作过程中，分子筛和膜分离技术的应用较多。通过这两种工艺，可以大大降低生产成本。但主要缺点是需要获得高纯度的产品。对纯度要求较高的产品，主要采用全低压空分低温双塔精馏工艺。究其原因，虽然吸附膜分离工艺可以达到空气分离的目的，但高纯气体分析不能满足生产的需要。
2.5液体工艺实施
空分工艺的实施应考虑应用要求。不同的工艺可以生产不同规格的产品。在实施过程中，要充分认识工作原则和具体阶段。在没有低温的情况下，我们可以使用分子筛或释放气体，但需要注意的是，液体产品不能通过该工艺获得，因为该工艺通常在90.17k大气压和1大气压下进行。现代工业的发展，新技术的出现大大提高了氮气和氧气的纯度，减少了空气污染，节约了能源和成本，大大提高了生产效率。同时对工艺流程的选择提出了合理化建议。为组织安全生产，应加强监控，防止因操作和设备故障引起的安全事故，提高生产效率和产品纯度，促进我国现代化工的发展。
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