每天读书《空分技术读本》王丽丽、刘勃安等编

五、制氧流程介绍:
      空气分离是利用液化空气中的氧、氮等各组分沸点的不同，采用精馏的方法，将各组分分离开来。为达到此目的，空分装置的工作应包括一下几个过程。
' u0 f1 y/ E, N) }     （1）空气的压缩    将经原料空气过滤器清除了灰尘和其他机械杂质的原料空气，在空气压缩机中被压缩到工艺流程所需的压力，其中一小部分空气在纯化后再经与膨胀机同轴异端的匹配增压到更高的压力。空气由于压缩而产生的热量由空气冷却器中的冷却水带走。
     （2）空气中水分和二氧化碳的清除   加工空气中的水分和二氧化碳由于凝固点较高，在进入空分装置低温设备后将会形成冰和干冰，堵塞低温设备的通道，而影响空分装置的正常工作。为此需要利用分子筛纯化器预先把空气中的水分和二氧化碳清除掉。进入分子筛纯化器的空气温度约为8℃，出纯化器的空气温度由于分子筛吸附而产生的吸附热约上升到14℃左右。
     （3）空气被冷却到液化温度    空气的冷却是在主换热器中进行的，在主换热器中，空气被来自精馏后的返流产品气体和污氮气冷却到接近液化温度，产品气体及污氮气则被复热到接近常温。
; s9 A) X2 s7 w  |3 o3 A  |" h$ l     （4）冷量的制取    为了确保和维持装置正常生产运行所需要的热平衡，克服由于绝热跑冷、换热器复热不足及直接从冷箱中向外排放低温液体等引起的冷量损失，需要不断地向装置补充冷量，装置所需的补充冷量是由等温节流效应和压缩空气在膨胀机中绝热膨胀对外做功而制取的。
     （5）空气的液化    空气的液化是进行氧、氮分离的首要条件，空气在主热交换器中被返流气冷却到接近液化温度，并在下塔实现空气的液化。
             对于同一种物质，在不同的压力下，其对应的饱和温度不同，压力高，其饱和温度也高，亦即压力越高，蒸汽越容易液化，反之亦然。
            氮气和液氧的热交换是在冷凝蒸发器中进行的。由于氮气和液氧两种流体所处在的压力不同。所以在氮气和液氧的热交换过程中，氮气被液化而液氧被蒸发。氮气和液氧分别由下塔和上塔供给，这是保证上、下塔精馏过程的进行所必须具备的条件。
    （6）精馏   空气的精馏是在精馏塔亦即上、下塔中进行的。在下塔中空气被初次分离成富氧液空和氮气，液空由下塔底部抽出后，经节流送入与液空组分相近的上塔塔板上，一部分液氮由下塔底部抽出后经节流送入上塔副塔顶部。液空和液氮在节流前先在过冷器中过冷。减少节流汽化，在下塔中部另又抽出部分污液氮经节流送入上塔副塔底部。
5 |7 q# G+ n) `- |# N0 R/ _            空气的最终分离是在上塔进行的。产品氧气由上塔底部抽出，而产品氮气则是在上塔副塔顶部抽出，并通过主换热器与进塔的加工空气进行热交换，复热到常温后 送出冷箱。上塔在塔底部抽出的污氮气在主换热器内复热后出冷箱。
    （7）危险杂质的清除    采用分子筛纯化流程，大部分碳氢化合物等危险杂质已在纯化器内部清除，残留部分仍然要进入塔内，并积储在冷凝蒸发器中。其间由于液氧的不断蒸发，将会有使碳氢化合物浓缩的危险，但只要从冷凝蒸发器中连续排放部分液氧就可以防止碳氢化合物的浓缩。而当在冷凝蒸发器中提取液氧产品，就可不用另外排放液氧来防止碳氢化合物浓缩了。


下一期：六、全低压大型分子筛流程的特点

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