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本帖最后由 Yb2021 于 2024-1-2 06:42 编辑
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% _$ q: Q+ l- a8 j 古典单塔制氮流程氮气提取率只能达到70%，是因为古典单塔制氮流程采用冷凝塔工艺方案，目前已经有氮提取率达到75%的古典单塔流程制氮工艺方案，但核心的一点是利用加压富氧空气进入制氮塔底部，使制氮塔空气入口至制氮塔底部（富氧空气入口处）之间形成提馏段，从而使制氮塔底部的富氧液空中的氧含量升高提高氮提取率，这其实已经带有精馏塔的性质，两路空气入口处之间是提馏段，带液压力空气入口处以上才是冷凝塔。. L# r8 w& A# c* w
采用粗氩冷凝塔的提氩装置从表面上看，和古典单塔制氮流程一样都是冷凝塔工艺方案，形式上相似本质上却不同，粗氩冷凝塔提氩工艺方案是由氮一氩氧精馏塔近似氧氮精馏塔和氮氩一氧精馏塔经隔板模型优化而来（具体参阅关于双塔流程提氩的帖子），和古典单塔制氮工艺方案有本质上的不同！所以空分装置的氩提取率可以达到75%-90%，如果提氩装置是一个完全的冷凝塔工艺方案，前面已经计算过了，最大氩提取率只能达到33%（氧氩分离系数相对于氧氮分离系数小多了）！现在空分装置氩提取率75%-90%相比古典单塔制氮流程要高得多，但和一般精馏塔相比75%-90%的提取率又似乎偏低了。这又是为什么呢？
m: j1 J/ t/ C 空分装置的氩提取率（和粗氩冷凝塔氩提取率不是一回事）决定于三个因素，一是氩馏分中的氩含量，二是进入粗氩冷凝塔的氩馏分数量，三是粗氩冷凝塔实际氩提取率。其中粗氩冷凝塔最大氩提取率33%，实际氩提取率30%左右是无法改变的！能改变的只有只有氩馏分中的氩含量和进入粗氩冷凝塔的氩馏分数量！这两个因素决定了空分装置的氩提取率！) A$ h2 N/ u% J) l5 {
氩馏分中的氩含量决定于氩馏分引出口以下至上塔底部的理论塔板数和实际回流比及氧气产品纯度。氩馏分引出口以下至上塔底部一般设置理论塔板数25-30块左右，这是综合考虑后的结果，是很难再增加的。氩馏分引出口以下至上塔底部的实际回流气液比由进入下塔的空气比例决定，87%空气进入下塔则实际回流气液比0.7，全部空气进入下塔则实际回流气液比0.74！也是无法轻易改变的！因此当空气进入下塔的比例为87%时，氧气纯度99.5%，当空气全部进入下塔时，氧气纯度99.8%，氩馏分中的氩含量范围在6%-12%之间。5 K4 m' R9 |. {9 q: t- N' _5 K
进入粗氩冷凝塔的氩馏分数量实际上决定于氩馏分中的氮气含量，目前合理的氩馏分中的氮气含量是0.2%-0.5%！降低则以降低氩提取率为代价，提高则需要增加粗氩冷凝器换热面积都是不可取的。目前双塔流程提氩装置富氧空气从氩馏分引出口以上一块理论塔板数处返回上塔参与提馏，当空气87%进入下塔时，进入粗氩冷凝塔的氩馏分数量（以10000NM3制氧装置为例）达到12000-13000NM3之间，取中间值12500立方米，工艺氩气产量325立方米（折纯），氩提取率72.2%！当空气全部进入下塔时，进入粗氩冷凝塔的氩馏分数量达到15000-16000立方米时，取中间值15500立方米，工艺氩气（折纯）产量403立方米，氩提取率不到90%！
) w. z1 a, x8 N' D; |9 G5 i 如果富氧空气返回口从氩馏分引出口以上一块理论塔板数处上移至富氧液空入口处以下3块理论塔板数处，氩馏分中的氮气含量仍控制原指标，则无论是进入下塔空气比例87%还是全部进入下塔，进入粗氩冷凝器的氩馏分数量都可以增加1000立方米左右，氩提取率提高5%以上！ |
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发表于 2022-10-14 09:05:45
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