外行学空分(154)一一新单塔流程的提氩(四)

Yb2021

- w: `& x. l' m3 |+ q7 w     新单塔流程的提氩目前我们主要讨论了含氩10%的氩馏分引出在粗氩冷凝塔中进行精馏冷凝分离的情况，这样情况下空分塔氩馏分引出口至空分塔底部实际上是氧氩精馏分离提馏段，粗氩冷凝塔则是近似氧氩精馏塔（氮氩一氧精馏塔）的精馏段。这样的做法和现在空分的做法比较一致，同时开式热泵精馏提氩流程也比较简单能耗较低，能不能将氧气纯度95%含氩4,5%含氮少许的氧氩混合物直接在开式热泵精馏提氩流程中进行精馏分离呢？当然可以，其实这就是常规的三元物系标准常规依次精馏组织方案。
    95%纯度的氧气作为精馏原料进行提氩，毫无疑问其能耗要比用含氩10%的氩馏分作为精馏原料进行氧氩分离的能耗要高，但是对于空分塔来讲其好处是巨大的。一是可以腾出25块左右的理论塔板数，有利于降低空分塔精馏能耗及制取高纯氮气产品。二是提高氩提取率。
   以氧氩混合物(含氩4,5%含氧95%含氮0,5%)作为精馏原料进入开式热泵粗氩精馏塔中过行精馏分离，采用单热泵工艺方案时，粗氩循环压缩量是氧气产量的3,2倍，其能耗是以含氩10%的氩馏分作为精馏原料的开式热泵精馏提氩流程的260%，这个能耗明显偏高。
    当然也可以采用双热泵工艺方案，但由于氧氩精馏分离的特殊性，在氧气含量小于10%的情况下，氧氩分离系数从1.5降低至1.1，这就形成了精馏瓶颈，在粗氩精馏塔精馏段理论塔板数200块，粗氩气中的氧含量指标1PPm约束条件下，以粗氩气为循环工质的开式热泵粗氩气压缩量必须达到氧气产量的1.4倍。另一个以含氩10%氩馏分为循环工质的开式热泵氩馏分压缩量要达到氧气产量的2.倍，当热泵冷凝器换热温差为2K时，其精馏能耗相当于以氩含量10%的氩馏分精馏能耗的200%！依然严重偏高！如果热泵冷凝器的换热温差为0.5K，则相当于150%！
; ~9 a) K/ y7 Z0 q* z( x+ {, X   总而言之，采用常规依次精馏的组织方案相对于三元物系精馏优化组织方案在能耗上都有很大的差距。只有在特殊情况下才能采用！经隔板模型优化的氧氩氮三元物系依次精馏组织方案更加合理。

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  这帖子里的内容是有问题的，没有考虑到氧氩分离系数随着氩纯度提高而大幅下降及塔板数有限的情况。没有注意到氧氩分离存在瓶颈区的问题，