外行学空分(63)一一新单塔流程的提氩

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" G4 r( z9 {4 x0 k   从空气中提取的氩气是深冷空分一个重要课题，也是深冷空分设计和操作的一大难点，曾经有一个空分企业的大老板告诉我目前深冷空分技术除了提氩和高纯气体外已经毫无秘密可言，虽然事实并不是如此，但也基本反映了深冷空分技术的现状。
) Y  ^$ c7 ?8 g" }" y3 t% m4 {    为什么提氩会成为了深冷空分设计和操作的一个难题呢？这必须从提氩流程的现状说起，前帖已经说过目前所有实际运用的深冷空分流程都是开式热泵供冷供热精馏流程，双塔流程当然也不可能例外，但是目前的提氩流程就精馏而言却是常规冷凝塔流程，用下塔来的富氧液空作为粗氩冷凝器的冷源，蒸发气化后的富氧空气从上塔富氧液空入口处以下返回上塔参与精馏，实现为粗氩冷凝塔供冷。
   目前提氩流程和深冷空分主装置之间共有近十个连接点，深冷空分主装置的微小波动就可能引起提氩装置的大幅度波动，反之也是如此！这给设计和操作都带来了很大的困难。
    新单塔流程的提氩既可以采用和双塔流程一样常规布局的提氩工艺方案（以液氮或者液空作为粗氩冷凝器的冷源）也可以采用以工艺氩气为循环工质的开式热泵供冷供热精馏工艺方案（双塔流程同样也可以采用以工艺氩气为循环工质的开式热泵精馏提氩工艺方案），压力粗氩冷凝器设置在空分塔的底部，冷凝后的粗氩液体送至粗氩冷凝塔顶部作为回流液。精氩塔采用以氮气，工艺氩气为循环工质的双开式热泵供冷供热精馏工艺方案！这样提氩装置和主装置只有两个连接点，其中一个是富氩馏分引出口及粗氩冷凝器下降液体回流口（同一个位置），一个是氮气返回，主装置的设计和操作基本上和提氩装置关联很少，而且主装置的波动在提氩装置的影响也是收敛而不是发散的，反之亦然。
! [7 m# o; W6 P: O- M   在后面我们还会对提氩进行详细的讨论，现在先简要地说明一下！

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你咋不来个流程图呢？

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可惜本人是电脑盲不会作图，自己参照前边的内容去领悟肥，很简单的。

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简单叙述一下粗氩塔热泵精馏流程供焦参考，由主装置引出的富氩馏分进入粗氩塔某塔板处，粗氩塔顶部出来的粗氩一部分去精氩塔，一部经压缩(或者经复热压缩再复冷)后，进入设置在粗氩塔底部再沸器，一方面加热粗氩塔内的液氧使其气化，气化的氧气一部分作为上升气，一部分作为产品气引出与主装置的氧气汇合。加压的粗氩自身液化经减压后进入粗氩塔顶部作为精馏回流液。

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空分上塔精馏，上塔中部主要是氮与氧氩之间的精馏，这相对容易一些，所需回流液体量较少；上塔下部是氩与氧之间精馏，氩与氧精馏分离困难，所需回流液多。粗氩塔的精馏分离，正是利用了上塔中部的多余回流液。

$ C& ]; G. m! V* `) Q9 C3 t如果增设循环氩压缩机，因粗氩塔上部氩-氧相对挥发度很小，仅1.1左右，精馏分离很困难，粗氩塔需要很多理论塔板数，同时需要很大的回流比，循环氩压缩机的流量也就很大，这样投资能耗都上去了。另氩压缩机低温压缩同样不可行，只好先升温，压缩后再降温，换热损失比循环氮气更大。氩压缩机出口压力要满足2个条件，一是能将塔底液氧蒸发，二是液化氩压力足以送到粗氩塔顶部(或增设氩输送泵)。

空分知识主要由化工和能耗两方面知识组成，化工知识告诉你能不能得到这个产品，能源知识告诉你怎样经济地得到这种产品。

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   空分塔或上塔就其精馏过程而言，实际上分为三个部分，一是氩馏分引出口以下至空分塔底部，这是氮氩一氧提馏段，也可称为氧一氩提馏段，它的最小回流气液比为0.65左右，它和粗氩冷凝塔构成一个完整的氮氩一氧精馏塔。氩馏分引出口以上至富氧液空入口是氮一氩氧提馏段，富氧液空入口处以上为氮一氩氧精馏段，两者构成一个完整的氮一氩氧精馏塔。