外行学空分(108)一一一点心得(1)

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   一个完整的深冷空分装置都包括三个必不可少的部分。一个是空气精馏本体部分，包括精馏原料空气的输送，精馏原料空气的纯化，精馏原料空气和精馏产品氧氩氮气及污氮气的换热，精馏塔（包括氮一氩氧精馏塔近似氧氮精馏塔，氮氩一氧精馏塔，氮一氩氧精馏塔近似氮氩精馏）。在深冷空分术语中又叫做林德循环其实就是标准的基本精馏流程配置，而且也不存在循环的问题。第二个必不可少的部分是开式热泵供冷供热部分，它是为精馏系统服务的，其作用是代替常规精馏流程中的蒸汽再沸器和冷却水冷凝器给精馏过程供冷供热输入温差有效能（逆卡诺功）。现实深冷空分流程中采用的不是闭式热泵供冷供热方案而是开式热泵供冷供热方案，它的循环工质是精馏原料(空气)及低沸点精馏产品（氮气）和精馏中间产物（氧氩氮混合气体），精馏提馏段再沸器和精馏段冷凝器是合二而一的，在深冷空分术语中叫做冷凝器（其实是压力开式热泵循环工质冷凝器）。开式热泵系统包括以下几个部分，一是热泵循环工质压缩机，在采用精馏原料(空气)作为热泵循环工质的时候，它可以和精馏原料(空气)输送压缩机合并，但并不一定都要合并，也可以分开设置，例如双空压机单塔制氮流程中，原料空气压缩机确实也是热泵压缩机，但另一台深冷压缩空压机（实际上是富氧空气深冷压缩机）则是单纯的热泵循环工质压缩机。二是循环工质复热换热器，其作用是实现热泵循环工质压缩机常温压缩，当供冷供热开式热泵选用精馏原料空气作为循环工质时，它可以和精馏系统中的精馏原料(空气)和精馏产品氧氩氮气，污氮气换热器合并，在供冷供热开式热泵循环工质选用低沸点产品(氮气或其它氧氩氮混合气体的时候，如果氮气或者氧氩氮混合气体选择深冷条件下压缩，则这个复热换热器就可以取消，如果选择复热常温压缩则这个复热换热器则是必须的，当然一般都是和主换热器一体的，但也可以分开设置。三是压力循环工质冷凝器，热泵循环工质(空气或氮气及氧氮氩混合气体）在压力循环工质冷凝器中放热冷凝，一方面给精馏塔底部提供热量便精馏塔底部的液氧，液氩气化，从而起到精馏塔再沸器的作用。另一方面自身冷凝成为为液空和液氮或氧氮混合液体，液空和液氮或氧氮混合液体经过冷节减压后作为精馏塔顶部，中部回流液，这样它又起着塔顶塔中蒸发一冷凝器（冷却水冷凝器）的作用。四是循环工质液体减压阀（当然也可以采用液体膨胀机，但大多数情况下采用节流阀）。深冷空分装置的第三个必不可少的部分是空气开式热泵一膨胀制冷液化系统，这里的制冷不是常见的热泵制冷（热泵制冷是开式热泵一膨胀制冷液化的一个重要组成部分，但并不是空分术语中的制冷）而是等温焓差和膨胀制冷和开式热泵制冷结合的一个液化装置！它的作用是为空气开式热泵精馏系统服务的，无论是供冷供热开式热泵系统还是空气精馏系统都需要在气液共存状态时才有可能启动，否则是无法启动的！而要实现气液共存的深冷条件，就需要空气开式热泵一膨胀制冷液化系统。空气开式热泵一膨胀制冷液化系统的第二个作用是实现深冷空分装置的所谓冷量平衡（本质上是深冷液体的平衡。空气开式热泵一膨胀制冷液化系统的第三个作用是制取液体产品。空气开式热泵一膨胀制冷液化系统包括以下几个部分，一是膨胀制冷循环工质压缩机，一般情况下就是精馏原料空气压缩机！二是膨胀制冷循环工质复热换热器，一般情况下和精馏原料(空气)与精馏产品换热器共用，当膨胀制冷循环工质循环量大于精馏原料空气数量时就会出现复热换热器。三是膨胀循环工质膨胀机，四是液体减压阀或液体膨胀机，最后是液化原料空气压缩机。根据优化后的空气开式热泵一膨胀制冷液化工艺方案及工艺参数，液化原料空气压力为空气临界压力38bar，液化原料空气压缩机，由空压机和压力空气增压机共同完成！
$ y9 k* _/ E) f# X6 f7 f6 [* T  深冷空分装置中的三个系统毫无疑问精馏系统处于核心的地位，但其和一般的常规精馏并无任何不同之处，不存在什么深冷空分精馏和化工精馏之分，它们都是纯粹的物理过程，在深冷空分中运用则是深冷空分精馏过程，在化工中运用则是化工精馏过程。所以当认识到深冷空分装置是空气开式热泵精馏和空气开式热泵一膨胀制冷液化联合装置后，从原理上说就毫无神秘之处。

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  精馏过程不是一个循环过程，而膨胀制冷和开式热泵供冷供热则是一个循环过程。

Yb2021

  空分基本内容应该是空分装置的结构分析，如果连空分装置是空气开式热泵供冷供热精馏工艺方案和空气开式热泵一膨胀制冷液化工艺方案的联合装置都没有清楚的认识，不能把空分装置分解为空气精馏本体部分，开式热泵供冷供热部分，空气开式热泵一膨胀制冷液化部分，并分别进行分析讨论，对空分原理基本上就是一知半解！