外行学空分（285）一一空气的氧氮氩三元物系的精馏工艺方案（四）

Yb2021

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   前帖介绍了目前实际运用的基于双塔流程的氧氮氩三元物系的精馏工艺方案，并对其进行了简单的分析。现在先对基于新单塔流程（其实是氧氮二元物系的标准开式热泵热泵精馏流程）制氩工艺方案（氧氮氩三元物系精馏工艺方案）进行一下叙述。
    标准状态干空气50000NM3两段压缩至4.3bar纯化后其中5000立方米增压至38bar，在主换热器与返流气换热后全部液化节流减压（也可以采用液体膨胀机但相差不大）进入设置在空分塔底部的空气冷凝器中，5000NM3未增压的压力空气在主换热器与返流气换热后部分带液进入设置在空分塔底部的空气冷凝器中全部液化为液空，空气冷凝器中冷凝的液空经与污氮气，氮气换热过冷后送至空分塔精馏段中部作为回流液。其余40000NM3压力空气经涡轮增压后进入主换热器与返流气换热后进入膨胀机膨胀制冷，膨胀制冷后的空气进入空分塔参与精馏。从空分塔顶部引出42000NM3氮气在过冷器，主换热器换热复热至常温后，其中20000NM3作为产品氮气，其余22000NM3经两段压缩至5.4bar在主换热器与返流气换热后部分带液进入设置在空分塔底部的氮气冷凝器中全部液化为液氮，其中21900立方米液氮（另外100立方米压力氮气去精氩塔底部的氮气冷凝器）与污氮气，氮换热过冷器送至空分塔顶部作为回流液。从空分塔底部以上约25块理论塔板数处引出含氩10%，含氮0.2%的氩馏分14000NM3进入粗氩冷凝塔中进行氮氩一氧冷凝分离，在粗氩冷凝塔顶部得到含氧0.9PPM，含氮4%的工艺氩气。从粗氩冷凝塔顶部引出工艺氩气14000立方米在主换热器换热复热至常温压缩至2.3bar在主换热器与返流气换热后分为两个部分，其中约13580NM3进入设置在空分塔底部的工艺氩气冷凝器中冷凝为工艺液氩经过冷后送至粗氩冷凝塔顶部作为回流液。另外约420NM3进入设置粗氩精氩塔底部的压力工艺氩气冷凝器中冷凝为工艺液氩送至精氩塔中部作为回流液，精氩塔底部另外设置氮气冷凝器，压力氮气100NM3在其中冷凝为液氮送至精氩塔顶部作为回流液。精氩塔顶部未冷凝气体（含有少量氩的污氮气）与污氮气汇合在主换热器回收冷量。从精氩塔底部引出精氩气体约400立方米在主换热器换热复热至常温后作为精氩产品。如果制取精氩液体产品，那么压缩后的工艺氩气全部在设置在空分塔底部的工艺氩气冷凝器中全部液化为工艺氩气液体，其中13580送粗氩冷凝塔顶部作为回流液，另外420立方米送精氩塔中部作为回流液，相应取消设置在精氩塔底部的工艺氩气冷凝器，进入精氩塔底部压力氮气冷凝器的压力氮气数量从100NM3相应增加至约300NM3这样就可以在精氩塔底部得到400NM3精氩液体。相应空分塔底部液氧数量减少约400NM3，气氧数量相应增加400NM3
    从空分塔底部引出液氧4000NM3，引出气氧6050NM3在主换热器换热复热至常温后作为产品氧气，氧气纯度99.5%含氩0.5%，从空分塔精馏塔引出污氮气约19950NM3在过冷器，主换热器换热复热至常温后作为纯化器再生气及空冷塔之用！
    氧氮氩三元物系的依次精馏共有两个不同的工艺方案，第一个依次精馏工艺方案是第一个精馏塔（空分塔）按照氮一氩氧进行精馏组织，从第一个精馏塔顶部得到合格氮气产品，从第一个精馏塔底部得到粗氧气，纯度95%，含氩约4.5%，含氮约0.2%，然后粗氧气再在第二个精馏塔进行氮氩一氧精馏分离（近似氧氩精馏分离），得到合格的氧气产品（纯度99.5%，含氩0.5%）及工艺氩气产品（含氮约4%，氧含量1PPM）。第二个依次精馏工艺方案是第一个精馏塔（空分塔）按照氮氩一氧进行精馏组织，从第一个精馏塔底部得到合格的氧气产品（纯度99.5%，含氩0.5%），从第一个精馏塔顶部得到粗氮气（含氩约1.25%），然后含有大比例氮气的氩馏分（也可以称之工艺氩气）再在第二个精馏塔进行氮一氩氧精馏分离（近似氮氩精馏分离），得到合格的氮气产品和工艺氩气，氧含量较高的工艺氩气，同样需要在一个精氩塔一一脱氧塔中脱氧得到合格的氩气（精氩）产品。无论是采用第一个氧氮氩三元物系的依次精馏组织方案还是采用第二个氧氮氩三元物系的依次精馏组织方案，由于实际的精馏塔理论塔板数总是有限的，粗氧气中总是含有少量的氧和氮。在第二个精馏塔中只能得到合格的氧气产品或氮气产品，而工艺氩气中含有数量较大的氧氮气（粗氧气氧氩精馏分离时，工艺氩气中氮含量是粗氧气中的氮含量的22倍！粗氮气氮氩精馏分离时，工艺氩气中的氧含量是粗氮气中的氧含量的100倍）。工艺氩气都需要在精氩塔中脱氮或脱氧得到合格的精氩产品。毫无疑问上述两个氧氮氩三元物系依次精馏工艺方案理论上都是可行的。基于双塔流程的氧氮氩三元物系精馏工艺方案和基于新单塔流程氧氮氩三元物系精馏工艺方案一样，和两个氧氮氩三元物系的依次精馏组织方案有所不同，从形式上看，更接近于氧氮氩三元物系依次精馏的第一个方案（那第一个精馏塔空分塔按照氮一氩氧进行精馏组织），但进入第二个精馏塔的氩馏分中的氩含量却从4.5%提高至10%，这是氧氮氩三元物系的隔板模型优化精馏组织方案，是经过很长时间才摸索出来的优化氧氮氩三元物系精馏工艺方案。现在有了三元物系的隔板模型优化理论，可以迅速地找出三元物系的优化精馏组织工艺方案，有关这方面的内容可以参阅前面相关的帖子。
    从开式热泵精馏的角度而言，基于双塔流程的氧氮氩三元物系的精馏工艺方案采用的是以空气为循环工质的一拖三开式热泵精馏工艺方案，其中一个是以氮气为循环工质的开式热泵，两个是以富氧空气为循环工质的开式热泵，下塔是一拖三热泵转换塔。而基于新单塔流程的氧氮氩三元物系的精馏工艺方案采用的是以空气，氮气，工艺氩气为循环工质的三热泵开式热泵精馏工艺方案。从三元物系精馏组织方案而言，它们都是优化的氧氮氩三元物系依次精馏工艺方案，都是氮一氩氧精馏塔和氮氩一氧精馏塔组合而成再加上一个工艺氩气精制塔（脱氮塔）。它们之间的不同在于供冷供热方案（开式热泵）的不同！
   

Yb2021

基于双塔流程的氧氮氩三元物系精馏工艺方案和基于新单塔流程（标准二元物系开式热泵精馏流程）的精馏工艺方案是完全一致的，它们之间的区别在开式热泵（供热供冷）方案的不同，基于双塔流程的氧氮氩三元物系精馏工艺方案，采用的是以空气为循环工质的一拖三开式热泵供热供冷，而基于新单塔流程的氧氮氩三元物系精馏工艺方案采用的是以空气，氮气，工艺氩气为循环工质的开式热泵供热供冷工艺方案。

Sunqh

* Q0 v' p9 N) G8 O4 w" Q8 \9 W尤总只需3个帖子就能证明自己是民科了，何须长篇累牍300个帖子？西安交大的空分权威教授在10年前就认定尤总是民科了，但教授显然不是认定尤总民科的第一人，因为尤总第一次见教授时，尤总还没开始介绍自己的“成果”，教授就断定尤总是民科了，显然事前有人跟他说了：这人是个民科。

不过尤总也不像是个完全的民科，至少比“诺贝尔哥”要好一点，在我看来，尤总这几年还是稍有进步，还是接受了部分空分常识，只是错误认识还很多。
! @5 y" x5 b& p2 x4 K$ K. Y
如果尤总中科大毕业就从事空分工作，有执着的钻研精神，或许能做出点成绩。45岁后还想到一个陌生行业搞“发明”，一点不现实。现在社会已经是高度分工高度专业化，“他山之石”不过是痴人说梦。

Yb2021

  东拉西扯有意思吗？