外行学空分(36)一一新单塔流程和双塔流程的比较(4)膨胀机

& s7 D+ e* [* v   基于 双塔流程的空分装置标准工艺方案（空分塔按照氮氩一氧进行精馏组织，实际上是近似氧氩精馏分离，空分塔底部的氧气纯度可以达到99.5%以上），空压机的出口压力5.6bar，空压机压缩量的15%左右纯化后压力5.5bar经涡轮增压后在主换热器换热后膨胀制冷，膨胀制冷后的空气进入上塔参与精馏。这种情况下空分装置的液体产品数量接近于零。若要制取少量液体产品（氧气产量10%左右的液体产品），则需要通过提高空压机出口压力实现，如果要制取数量更大的液体产品，则需要增设空气增压机和所谓高温膨胀机形成所谓的双膨胀制冷工艺方案，所谓高温膨胀机膨胀制冷后的空气进入双塔流程的下塔。与双塔流程一样，新单塔流程只能选择空气作为膨胀制冷的循环工质。与双塔流程相比，新单塔流程中膨胀机的变化较大，在采用新单塔流程基本工艺方案时，所有的压力空气全部通过膨胀机膨胀制冷后进入空分塔参与精馏，空分装置的液体产品数量只能通过调整空压机出口压力或改变开式热泵供冷供热精馏工艺方案（如压力氮气冷凝器设置在空分塔入口处的工艺方案）而实现。采用标准空气氮气双热泵工艺方案及其比选工艺方案时，空压机出口压力固定在4.3bar（这是空气冷凝终末温度计算而得出，如果用空气冷凝平均温度计算则是3.9bar），但根据空分塔精馏组织方案的不同，通过膨胀机膨胀制冷的空气数量也有一个从占空气总量15%-80%的变化范围。
    以上的叙述，都是从空气开式热泵精馏的角度考虑，而没有考虑开式热泵一膨胀制冷液化效率的影响因素和工艺方案工艺参数的优化，实际上在这样的工艺方案及工艺参数下，空气开式热泵一膨胀制冷液化效率很低，所以压力空气增压机是所有深冷空分流程的标配，关于这个问题将在后面详细讨论。
   

新单塔流程的精馏部分相对于双塔流程的主要改变是开式热泵的形式。制冷（液化）部分只是需要进行适宜性调整而已！