外行学空分(115)一一一点心得(8)

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   深冷空分装置可以分为空气开式热泵一膨胀制冷液化系统，开式热泵供冷供热系统和空气精馏系统三个分系统，这三个分系统又可以组成两个相对独立具有特定功能的分系统，一是空气开式热泵精馏分系统，二是空气开式热泵一膨胀制冷液化分系统。三个分系统都有一个核心，如空气开式热泵一膨胀制冷液化系统是膨胀机，空气精馏系统是双塔流程的上塔和单塔专利流程的空分塔，供冷供热开式热泵系统核心在双塔流程中是空气压缩机和下塔及单塔专利流程的氮压机。
' }: D8 b8 E( [; D9 T    深冷空分流程中的精馏塔当然是一个完整的精馏塔，理论上应该包括再沸器和冷凝器，但由于采用开式热泵供冷供热精馏流程，再沸器和冷凝器合二而一而成为主冷凝器，主冷凝器既是精馏塔的再沸器又是精馏塔的冷凝器，当把深冷空分分为空气开式热泵一膨胀制冷液化系统，开式热泵供冷供热系统及空气精馏系统的时候，主冷凝器归于热泵供冷供热系统。因此精馏塔剩下的就是精馏塔本体了，与其有关的问题就是产品数量产品纯度理论塔板数回流比了。
   在讨论深冷空分流程精馏塔问题的时候，首先要明确一个问题，精馏塔是氧氩氮三元物系分离还是氧氮二元物系或近似氧氮二元物系精馏分离？大家都知道空气是一个近似氧氮二元物系的氧氮氩三元物系，而单级精馏塔理论上只能一分为二而不能做到一分为三，这是一个大问题，很多无谓的争论都是因此而引发！
+ x& |5 O5 n- h; z0 U2 }     目前真实空气组成（氧氩氮）三元物系精馏共有三个不同的精馏组织方案，一是氮一氩氧精馏近似氧氮精馏工艺方案，适宜于制取高纯度氮气产品和纯度95%（含氩约4.5%，含氮0.5%以下）的氧气产品。二是经隔板模型优化后的氧氩氮三元物系依次精馏组织方案，适宜于制取高纯度氧氩氮气产品。三是氮氩一氧精馏近似氧氩精馏工艺方案，适宜于制取高纯度氧氮气产品但不提氩的情况，通过污氮气引出，虽然可以制取高纯度氮气产品，但氮气产品提取率较低！实际上经隔板模型优化后的氧氩氮三元物系依次精馏组织方案的简化版！真中依次精馏第一精馏塔是氮氩一氧精馏塔近似氧氩精馏塔。污氮气引出口以上是依次精馏第二精馏塔氮一氩氧精馏塔的精馏段！
   目前基于所谓双塔流程（实际上是以空气为循环工质的的一拖二开式热泵供冷供热精馏工艺方案）的氧氩氮三元物系精馏工艺方案，实际上根据提氩和不提氩分为两个精馏工艺方案，一是经隔板模型优化后的氧氩氮三元物系依次精馏组织方案，其中上塔氩馏分引出口以上是氮一氩氧精馏塔近似氧氮精馏塔，粗氩冷凝塔加上氩馏分引出口以下的上塔是氮氩一氧精馏塔近似氧氩精馏塔，精氩塔则是氮一氩氧精馏塔近似氮氩精馏塔。二是经隔板模型优化后的氧氩氮三元物系依次精馏组织方案的简化版，其中上塔污氮气引出口以下是氮氩一氧精馏塔近似氧氩精馏塔，污氮气引出口以上是氮一氩氧精馏塔精馏段！两个精馏组织方案除了由于产品方案不同（提氩和不提氩）而有繁简区别外，依次精馏组织的顺序也是不同的！基于双塔流程的氧氩氮三元物系精馏工艺方案均采用以空气为循环工质的一拖二（多）开式热泵供冷供热方案！
+ d2 h! W( z# w% L; G    基于新单塔流程的空气（氧氩氮三元物系）精馏根据产品方案的不同也有三个精馏组织方案，就精馏组织方案而言和基于双塔流程的精馏组织方案完全一致！但基于新单塔流程的三个不同精馏组织方案分别对应不同的开式热泵供冷供热方案。
    其中适宜于制取高纯度氮气产品和纯度95%（含氩4.5%，含氮0.5%以下）氧气产品的氮一氩氧精馏近似氧氮精馏工艺方案，采用以空气，氮气为循环工质的双开式热泵供冷供热方案。适宜于制取高纯度氧氮氩产品的精馏组织方案采用以空气，氮气，工艺氩气为循环工质的三开式热泵供冷供热方案。不提氩但要求氧气产品纯度大于99.5%（含氩0.5%以下）的空气精馏组织方案采用以空气，氮气，氩馏分（含氩10%）为循环工质的三开式热泵供冷供热方案！

Yb2021

同样的道理要制取高纯氧，最合理的办是提高粗氩塔的回流比而不是在主精馏塔增回流比和塔板数，其间的能耗差距很大。

学无止境_d7S3X

感谢分享！！！！！！！！

Yb2021

  氧氮二元物系的精馏是基础，而氧氮氩三元物系的精馏分离是深化，两者讨论的问题是不同的。

macao

看看，学习学习

Yb2021

  目前基于双塔流程的空气精馏工艺方案虽然可以同时制取高纯度氧氮气产品，但单纯以制取高纯度氮气产品空气精馏工艺方案并不采用所谓的双塔流程，而是采用空气冷凝塔工艺方案！其原因在于采用冷凝塔工艺方案可以得到压力氮气产品，而采用所谓双塔流程只能得到常压氮气，而且双塔流程也无法采用氮气内压缩工艺方案！这些问题在基于新单塔流程的制氮工艺方案（新单塔流程氮一氩氧精馏工艺方案）中完全不存在。不但氮气提取率可以达到接近100%！精馏能耗也低于采用冷凝塔工艺方案的制氮工艺方案！