外行学空分(99)一一氧氮二元物系和氧氮氩三元物系问题(二)

到此为止。这里不少人看杭氧所编的《深冷技术》，没人会看美国的《化学工程》。我心态平和，与尤总无利害冲突，与这个论坛的所有人都没有利害冲突。

“措手不及”主要指杭氧销售人员和西安交大教授这些人，尤总即兴提出单塔流程，杭氧销售人员没能当时就说出尤总方法不可行的理由，那是由于他们没做准备。事实是，不是单塔不能生产氧氮气产品，只是能耗不利。西安交大教授也是，可能当时没看出问题来，还与尤总“相见恨晚”了，但这不能算数，几天甚至几个月后，深思熟虑后的结论，那才算数。

交流学习希望在融洽的氛围中进行，完全没必要带情绪、带节奏
% Q7 ?: _  o0 S- C1 ?5 ^* ?$ ?分享《单塔制氧专利工程化论证报告》供参考
单塔制氧专利工程化论证报告 2011-11-11-ZH.pdf (1.77 MB, 下载次数: 13)

2021-8-26 11:21 上传

点击文件名下载附件

- E; o: B/ n5 G
  z* l2 `& Z. w  V, t) @. G好的，谢谢！先要看一下，几天后才发表意见。
- ^' `% A. V3 D$ i# U; m$ n
先看到下塔塔板数12块，上塔33块，有点离谱了。现双塔流程空分下塔理论板数38块左右，上塔理论塔板数75~80块左右。即使按氧—氮二元计算，上塔理论塔板数会减少一些，但下塔不会减少，下塔本来就跟二元精馏分离很接近。
1 H9 t5 c$ ]0 t6 \$ U
空气三元计算时，下塔能耗最低时的理论塔板数是40块左右；空气氧氮二元计算时，下塔45块理论塔板数能耗最低。都是指筛板塔，实际塔板数还要除以0.7

, v. ~/ Y& z4 P. D% b1 s  W$ j& A上塔二元计算时的理论塔板数大约是三元计算的60%，因此上塔二元计算时，45块左右比较合适，33块少了。

很期待与先生就厦大的论证报告进行深入交流。

$ t. N% w' Y1 I$ @9 c
应该说，厦大做这个论证报告是认真的，格式很好，值得学习和借鉴。但如果作者对空分了解更多一点，报告应当能做得更好。以下谈一点我个人看法。
' I( }7 `: m9 q$ i' t3 e
" ^$ N# ]6 c7 x2 t0 j4 S1、        氧气液化单耗。报告中氧气液化单耗取1.3kWh/Nm3，这个取值太大了，目前一般是0.5左右。氧气最小液化功0.25kWh/Nm3，液化流程效率50%，实际液化功0.5。改为0.5后，气体工况与液体工况单耗没有太明显差别。
3 j7 {: p) X! w$ u/ T& J
2、        图中有开空10000和Praxair20000与单塔的比较，图中将液氩当作液氧了，而且假定空压机和增压机等的效率与单塔4空压机相同。应当注意到，单塔实际是生产95%氧气，开空生产99.6%氧气，Praxiar是99.8%氧气。如果单塔也生产99.6%以上，单耗还要增加15%~20%。

3、        作为对照的双塔流程下塔12块塔板，上塔33块，这不是典型流程。一般下塔理论塔板数38块，上塔75。氧氮二元精馏时，上塔45合适。塔板数太少，精馏塔不可逆损失大，适当增加塔板数后损失减少。

. C3 o3 g) A6 w7 l% @3 n4、        将空气当作氧氮二元，实际生产的是95%氧气。如果双塔也是生产95%氧气，那么在下塔38块时，膨胀空气量可以大增，10000空分的液氧产量可达到1400Nm3/h左右，双塔单耗不会比单塔高。
+ [$ Y0 I5 U& y, v
5、        机器效率。脱离机器效率的单耗并无意义，所以要比较双塔和单塔哪个更好时，应该用相同效率的机器才能说明问题。一般氮压机效率不会比空压机更高。正如低温泵效率通常低于水泵，低温空气增压机和氮压机的效率也低于常温压缩机，我见过唯一的一台低温空气增压机的绝热效率是71%，还是进口设备。厦大选取低温空气增压机效率85%和低温氮压机效率83.4%太高了。
; l2 h0 [" M& Q  m; `3 v7 o
6、        单塔的主换热器损失比双塔大，而对照双塔的精馏塔损失更大，主要原因是塔板数太少。另外生产95%低纯氧时，普通的双塔流程确实不是最好，所以开空和川空都开发了低纯氧三塔流程。普通双塔回流液氮量占比45%，液空回流55%。二元计算时，因空气中氮比氧多，所以精馏段回流液是瓶颈，液氮多一些液空少一些较好。但三元精馏时，氩氧精馏的提馏段才是瓶颈，液空回流多一些合适。
( y- m5 I! o3 u" Z
7、        单耗对照表中，34有少量液空回流，12只有液氮回流，34精馏塔损失明显小一些，所以液氮和液空回流配合才是最好。

单耗比较机器效率损失比较

单塔流程的氮气常温压缩与低温压缩比较，低温压缩单耗高11%。如果考虑到低温氮压机效率选取太高，低温增压更不可行。
( F* P# Y+ k! p0 i
- n% x( ?2 _# I  \9 e& h2 B5 }" w单塔1单耗高，单塔4单耗低，主要是机器效率相差较大引起的。

开空10000数据

机器效率相同时，开空10000单耗反而比Praxair低，外压缩流程比内压缩能耗低

这个氧气液化单耗有问题，目前先进水平是0.5kWh/Nm3左右，氧气分离单耗0.35kWh/Nm3左右。电价0.60元/kWh，加上水费，折算0.65，1吨液氧700Nm3，水电成本(0.5+0.35)*700*0.65=387元/吨，还有液氧损耗、税费、管理费、机器折旧等，成本400多一点。实际价格500~600元/吨左右，小赚一点，最低时液氧价格低至接近400，但很少低于400
$ N1 w: O$ k# y& B/ l. l8 o4 Q
如果液化单耗1.3，仅水电成本就是(1.3+0.35)*700*0.65=751元/吨，销售价500~600，根本没法生存。