CN106196886A - 一种新型低能耗氧内压缩氮膨胀无空气膨胀机的空分流程 - Google Patents

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Abstract

一种空分新流程，本流程为内压缩流程,无空气膨胀机***,从下塔中抽取压力氮气经换热器复热后送入氮气膨胀增压机提供空分所需冷量。同时可提供8公斤左右的氮气供下游使用。主要优点是利用了精馏塔的生产潜能，有效降低了能耗和设备投资，比传统内压缩空分单位产品的能耗低5%并且节约了空气膨胀***。同时提供了更丰富的产品结构，减少了设备投资。本发明具有能耗低、节能、增效,减排效果好的特点。能有效地减少空分设备投资,提高生产效率,降低生产成本,有效的提高了经济效益,有利于环境保护。

Description

一种新型低能耗氧内压缩氮膨胀无空气膨胀机的空分流程
技术领域
本发明涉及一种空分的装置及流程方法,特别是一种低能耗的内压缩空分装置及流程,它适用于空气的分离。
背景技术
当今世界经济随科技进步而飞速发展,各行各业都向大型化装备发展,大钢铁、大化肥、大石化、大化纤、大乙烯、大芳烃、大炼油、大发电工、大电子、大注氮采油、大煤气
化、大煤化工等等,它们都需要大型、超大型空分设备为之服务。这样的大型空分装置,毫无疑问只能是深冷法继续独霸天下,而且都普遍使用带增压机的内压缩流程的空分装置。
内压缩是用泵压缩液态产品,再经复热、气化后送至装置外。相对来说氧气内压缩较为安全,尤其是大型化装备领域的高压力、大流量优势更突出。
空分行业属高耗能行业,空分厂属耗能大户,空分设备的原料是空气,其主要消耗的是能源,能源消耗占生产成本的。
随着市场经济的不断完善,空分设备的节能增效已越来越被重视。降低生产成本的主要措施就是降低能耗,节能降耗是企业安全环保、提高效益、增强活力的重要方面。
现在用一种低能耗的内压缩空分装置及流程,改进了现在大量使用的内压缩流程空分装置，其节能、增效,潜力非常大。而且符合现在节能、减排、环保的政策。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低能耗的内压缩空分装置及流程,它能够克服已有技术的不足,能在相同产品参数下降低空分设备的综合单位能耗,降低生产成本,且节能、减排、环保效果好,从而,可有效地提高生产效率及经济效益。
本装置为分子筛净化空气，空气增压，氧泵内压缩，带氮气增压透平膨胀机制冷的工艺流程。
原料空气自吸入口吸入，经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。过滤后的空气进入离心式空压机，经压缩机压缩后进入空气冷却塔冷却清洗。
经空冷塔2冷却后的空气进入切换使用的分子筛纯化器，空气中的二氧化碳、乙炔和水分被吸附。分子筛纯化器为两只切换使用，其中一只工作时，另一只再生。
净化后的加工空气分为两股：一股去空气增压机继续增压；剩下的空气直接进入板式换热器，被返流气体冷却至低温，出板式换热器冷端直接进入下塔进行精馏。
由增压机增压后的空气进入板式与液氧换热，换热后的高压液空经节流阀节流后送入下塔。
空气经下塔初步精馏后，获得富氧液空、纯液氮和贫液氮，并经过冷器过冷后节流进入上塔。经上塔进一步精馏后，在上塔底部获得液氧，经液氧泵压缩后进入板式换热器，复热后出冷箱，进入氧气管网。另抽取部分液氧过冷后作为液氧产品送入液氧贮槽。
从下塔顶部抽出液氮，经过冷器过冷后作为产品进入贮槽。
下塔顶部抽出一定量的压力氮气，经板式换热器复热后出冷箱，送入氮膨胀机增压端，增压后进入后冷器和主换热器冷却，而后部分进入膨胀端膨胀至常压，进入换热器复热后送入低压氮气管网。部分作为氮气产品送出。
从上塔上部引出污氮气经过冷器、板式换热器复热出冷箱后分成两部分：一部分进入分子筛***的加热器，作为分子筛再生气体，其余污氮气去水冷塔。
在上塔中部抽取一定量的氩馏份送入粗氩塔，氩馏份经粗氩塔精馏后得到粗液氩，并送入纯氩塔中部，经纯氩塔精馏后在塔底部得到纯液氩。
本流程在下塔顶部抽出一定量的压力氮气，不会影响精馏效率，同时可以提供给空分所需的冷量，部分增压冷却后氮气可作为氮气产品送出。同时，本流程取消了空气膨胀机***有效的减少了投资成本，节约了能耗。总之,本发明具有投资省，能耗低、节能、增效,减排效果好的特点。它能有效地提高生产效率,降低生产成本和投资成本,而且,还能提高经济效益,有利于环境保护。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
图1中, 原料空气自吸入口吸入，经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。过滤后的空气进入空压机，然后进入预冷***冷却，冷却水为经冷冻机冷却后的水。空气自下而上穿过空气冷却塔，在冷却的同时，又得到清洗。
经空冷塔冷却后的空气进入切换使用的分子筛纯化器，空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分被吸附。分子筛纯化器为两只切换使用，其中一只工作时，另一只再生。
净化后的加工空气分为两股：一股去空气增压机继续增压；剩下的大部分空气直接进入板式换热器，被返流气体冷却，出板式换热器冷端直接进入下塔进行精馏。
由增压机增压的空气进入板式与高压液氧换热，换热后的高压液空经节流阀节流后送入下塔。
空气经下塔初步精馏后，获得液空、纯液氮和污液氮，并经过冷器过冷后节流进入上塔。经上塔进一步精馏后，在上塔底部获得液氧，经液氧泵压缩后进入板式换热器，复热后出冷箱，进入氧气管网。另抽取部分液氧过冷后作为液氧产品送入液氧贮槽。
从下塔顶部抽出液氮，经过冷器过冷后作为产品进入贮槽。
下塔顶部抽出压力氮气，经板式换热器复热后出冷箱，而后送入氮气膨胀机增压端增压，得到8公斤得氮气，其中小部分可作为产品送出，大部分送入板式换热器冷却至低温后进入氮气膨胀挤膨胀端膨胀，得到得低温常压气体作为冷流体送入板式换热器复热后，作为常压氮气产品，当有需要时送往用户氮气管网，不需要时送往水冷塔。
从上塔上部引出污氮气经过冷器、板式换热器复热出冷箱后分成两部分：一部分进入分子筛***的加热器，作为分子筛再生气体，其余污氮气去水冷塔。
从上塔顶部抽出常压氮气，经过冷器、板式换热器复热出冷箱作为预留氮气产品，当有需要时送往用户氮气管网，不需要时送往水冷塔。
在上塔中部抽取一定量的氩馏份送入粗氩塔，粗氩塔在结构上分为二段，第二段粗氩塔底部的回流液体经液氩泵加压后送入第一段顶部作为回流液；氩馏份经粗氩塔精馏后得到粗液氩，并送入纯氩塔中部，经纯氩塔精馏后在塔底部得到纯液氩。

Claims (4)

1.一种新的空分流程，主要特征是在原内压缩空分流程的基础上，抽取下塔压力氮气送入换热器复热后，进入氮气膨胀机增压端增压，再进入后冷器和换热器冷却后送入氮膨胀机膨胀端，膨胀后得到的低温常压氮气再送入换热器给空分提供冷量。
2.根据权利要求1所述的空分流程，其特征在于氮气膨胀机增压端可以抽出部分增压后氮气作为产品送出。
3.根据权利要求2所述的空分流程，其特征在于无空气膨胀机***。
4.根据权利要求3所述的空分流程，其特征在于氧产品由液氧经过氧泵加压至所需压力后经过换热器复热后作为产品送出。
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