煤制油空分基础知识培训

空分项目部杨健2015.11.30神宁煤制油空分基础知识培训2培训主要内容总目录什么是空分？空分分离的方法；空分设备工艺过程简论;空分压缩机组工艺流程3什么是空分？什么是空分？

空分就是空气分离的简称。空分的原料：空气

空气的成分：主要成分是O2、N2和Ar；

体积比：O2：N2：Ar=20.95%

：78.09%

：0.932%；

还含有微量的氢及氖、氦、氪、氙等稀有气体；根据地区条件不同，还含有不定量的二氧化碳、水蒸及乙炔等碳氢化合物。

4空气分离有哪几种方法空气中的主要成分是氧和氮，它们分别以分子状态存在。分子是保持它原有性质的最小颗粒，直径的数量级在10-8cm，而分子的数目非常多，并巨不停地在作无规则运动，因此，空气中的氧、氮等分子是均匀地相互搀混在，起的，要将它们分离开是较困难的。目前主要有3种分离方法。

一，膜分离法

它是利用一些有机聚合膜的渗透选择性，当空气通过薄膜(0.lμm)或中空纤维膜时，氧气的穿透过薄膜的速度约为氮的4一5倍，从而实现氧、氮的分离‘这种方法装置简单，操作方便，启动快，投资少，但富氧浓度一般适宜在28一3S肠,规模也只宜中、小型，所以只适用于富氧燃烧和庆疗保健等方面。目前在玻璃窑炉巾已得到实际应用

5空气分离有哪几种方法

二吸附法

它是让空气通过充填有某种多孔性物质一分于筛的吸，利用分子筛对不同的分子具有选择性吸附的特点，有的分子筛(如5A，I3X等)对氮具有较强的吸附性能，让氧分子通过，因而可得到纯度较高的氧气;有的分子筛(碳分子筛等)对氧具有较强的吸附性能，让氮分子通过，因而可得到纯度较高的氮气。由于吸附剂的吸附容量有限、当吸附某种分子达到饱和时，就没有继续吸附的能力，需要将被吸附的物质驱赶掉，才能恢复吸附的能力。这一过程叫“再生”。因此，为了保证连续供气，需要有两个以上的吸附塔交替使用。再生的方法可采用加热提高温度的方法(TSA)，或降低压力的方法((PSA。这种方法流程简单，操作方便，运行成本较低，但要获得高纯度的产品较为因难，产品氧纯度在93%左右。并且，它只适宜于容量不太大〔小于4000m3/h)的分离装置。

6空分分离的方法三，低温法

先将空气通过压缩、膨胀降温.直至空气液化，再利用氧、氮的气化温度(沸点)不同(在大气压力下，氧的沸点为90K,氮的沸点为77K）.沸点低的氮相对于氧要容易气化这个特性，在精馏塔内让温度较高的蒸气与温度较低的液体不断相互接触，液体中的氮较多地蒸发，气体中的氧较多地冷凝.使上升蒸气中的含氮量不断提高，下流液体中的含氧量不断增大，以此实现将空气分离。要将空气液化，需将空气冷却到100K以下的温度，这种制冷叫深度冷冻;而利用沸点差将液空分离的过程叫精馏过程.低温法实现空气分离是深冷与精馏的组合，是目前应用最为广泛的空气分离方法

沸点：在一定压力下，液体温度达到沸腾时的温度。压力越高，沸点越高；压力越低，沸点越低。

1）O2沸点：

-183℃（90K）2）N沸点-196℃(77K)

3）Ar沸点：-186℃（87K）

4）液空的沸点：

-191℃（82K）

5）液空的冷凝点：-194℃（79K）7空分设备工艺过程简论工作原理空气是多种物质混合在一起的混合物；空分设备是用空气作为原料，制取氧、氮等产品的系统组合式工业装置；是根据空气中各组分沸点不同，经加压、预冷、纯化、换热、液化，并利用透平膨胀机提供的冷量使之液化，而后在多级精馏塔中进行精馏，从而获得所需的氧、氮、氩产品。空分设备根据产品要求的不同，工艺流程的系统分为空气压缩系统，预冷系统，纯化系统，分馏塔系统，产品压缩系统，液体加压输送系统、仪控电控计算机程序控制等。是由很多机器、设备、阀门、仪表电器等有序结合成的系统性成套装置。8空分设备工艺过程简论流程特点：预冷系统中，水先在水冷却塔内第一次冷却，再经冷水机组冷却至要求温度，节约了能耗，空冷塔、水冷塔采用填料塔,换热效率好,空气阻力小,设备可靠性高。纯化系统采用分子筛吸附法净化空气，工艺流程简单，吸附器自动切换，加热再生，启动容易，操作方便，运行安全，切换损失小，精馏工况稳定，产品提取率高。分馏塔系统的精馏塔采用规整填料塔,传热传质性能好,阻力小,空压机排压降低,使操作可靠,并大大降低能耗。采用增压膨胀机，单位制冷量大，膨胀量较小，改善并提高塔精馏工况。9空分设备工艺过程简论流程简述：原料空气经自洁式空气过滤器去除灰尘和机械杂质，在离心式空压机中被压缩后并升温，压缩空气经空气冷却塔洗涤冷却，然后进入自动切换使用的分子筛吸附器，以清除H2O、CO2、C2H2和CnHm，出分子筛的空气为4.9℃，且分成三路；一路进入分馏塔中,空气经过主换热器与返流气体换热，被冷却至液化温度(-173℃)，并有少量气体液化，这些气液混合物一起进入下塔。10空分设备工艺过程简论另一路空气作为膨胀气体，经增压机增压并经冷却器冷却后也进入主换热器与返流气体换热。这部分空气被冷却至-105℃左右，从主换热器中部抽出去膨胀机，经膨胀机冷却进去下塔。第三路回到增压机做功升压至7.0左右经节流阀或者（液体膨胀机）进入下塔。少量空气去仪表空气系统，作为仪表气，加温气等11空分压缩机组流程气路系统从大气吸入的496422Nm3/h的原料空气通过经空气过滤系统（1104.46.BS1），去除灰尘和机械杂质，之后空气由带中间冷却器的多级透平压缩机（1101）压缩至0.458MPa后去空气预冷系统。疏水系统（1）高压蒸汽：11.5MPa、525℃、208t/h的高压蒸汽通过两侧速关阀双向进入全凝式汽轮机做功。蒸汽首先流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度，然后高流速的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功，带动汽轮机转子转动。做功后的乏汽排到空气冷凝器系统进行冷却，冷却后的冷凝液汇集进入凝结水箱，由冷凝液泵将其送到两级抽汽器换热器作为冷却水，换热后冷凝液分为两路，一路作为回流液回流至凝结水箱，另一路送出至冷凝液管网。（2）中压蒸汽：2.2MPa、340℃、1.2t/h的中压蒸汽先进入两级抽汽器一级蒸汽阀门，经过喷嘴形成负压，抽取空冷器不凝气后进入一级换热器换热，不凝气冷凝成冷凝液后回收至凝结水箱。同时另一路中压蒸汽进入两级抽汽器二级蒸汽阀门，经过喷嘴形成负压，抽取一级换热器未完全冷凝的不凝气进入二级换热器中换热，换热后的冷凝液回收至凝结水箱。12空分压缩机组流程（3）低压蒸汽：1.0MPa、185℃、1.7t/h低压密封蒸汽通过压力调节阀进入汽轮机高低压缸两段轴封进行密封，密封气排气进入汽封冷凝器进行冷却，最后进入疏水箱进行回收。油系统（1）控制油油箱内润滑油经过控制油泵压缩后去油冷却器进行冷却，控制油压力调节阀使油压保持在工艺要求压力范围内，保持去供给调节系统和保护装置具有稳定充足的油压，使它们正常工作。为使控制油压波动最小，在控制油管线上装有储能器也称蓄油器。13空分压缩机组流程（2）润滑油a)正常工况供应油箱润滑油经过润滑油泵压缩后去油冷器进行冷却，冷却后的润滑油进入油滤器进行过滤，油压靠润滑油自力式调节阀进行调节，一定压力的润滑油向机组各轴承供油，以便润滑和冷却轴承，同时供应各传动机构润滑用油。b)事故状态下供应油箱润滑油经过事故油泵压缩后去进入油滤器进行过滤，过滤后的润滑油去润滑油总管，向机组各轴承供油，以便润滑和冷却轴承，同时向各传动机构供应润滑油。高位油箱是机组安全保护设施之一，机组正常运行时，润滑油由底部进入，高位油箱到一定液位后，从顶部溢流口排出直接回