一種空分工藝方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于空氣分離領域，具體涉及一種高氧氣提取率的空分工藝方法。
【背景技術】
[0002]空氣中的主要成分為氧和氮，它們以分子狀態存在于空氣中。空分工藝則是利用低溫精餾法將空氣冷凝成液體，然后按各組分蒸發溫度的不同將空氣混合物中的各組分分離，從而獲得高純氧氣和高純氮氣以及一些稀有氣體的過程。
[0003]現有工業上空氣分離主要有吸附法、膜分離法和低溫法三種，其中吸附法是利用分子篩對不同分子的選擇吸附性能來使空氣中各組分分離，吸附法工藝流程簡單，操作方便，運行成本低，但不易獲得高純度氧氣和氮氣產品。膜分離法是利用膜滲透技術，利用氧、氮通過膜的速率的不同，實現氧、氮兩種組分的粗分離，這種方法的空分裝置一般簡單，但僅適用于中小型化工藝生產中。低溫法，又稱深冷法，利用空氣中各組分沸點的不同，通過壓縮、膨脹和降溫等工藝將空氣液化，然后利用沸點差將液態空氣中氧和氮精餾分離。低溫法與精餾的組合是目前應用最廣泛的方法。但是現有空分方法生產得到的氧氣純度一般為99.5%左右，氧氣純度有待進一步提尚。
【發明內容】
[0004]本發明目的是為了解決現有空分工藝方法生產的氧氣純度不高的問題，而提供一種空分工藝方法。
[0005]本發明空分工藝方法按以下步驟進行:
[0006]—、原料空氣自吸入口吸入，經空氣過濾器除去空氣中的灰塵和機械雜質，過濾后的空氣進入空壓機壓縮，壓縮后的空氣自下而上穿過空氣預冷系統中的空氣冷卻塔，在空氣冷卻塔中冷卻的同時進行洗滌，得到洗滌后的空氣；
[0007]二、洗滌后的空氣進入分子篩純化裝置，吸附除去空氣中的二氧化碳、碳氫化合物和水分，一部分純化空氣直接進入冷箱內的低壓板式換熱器，冷卻至露點的空氣進入精餾塔的下塔底部，在下塔塔板上反復冷凝和蒸發，另一部分純化空氣流入增壓壓縮機增壓，經增壓機第一段增壓后的空氣分成二路，一路空氣經過冷卻器冷卻后進入膨脹機的增壓風機中增壓，然后被冷卻器冷卻至常溫后流入高壓板式換熱器，再從高壓板式換熱器中抽出進入膨脹機膨脹制冷，膨脹制冷后的空氣送入精餾塔的上塔，二路空氣在增壓機的第二段繼續增壓并經過冷器冷卻至常溫后進入高壓板式換熱器，從高壓板式換熱器底部抽出經節流流入精餾塔的下塔；
[0008]三、空氣在精餾塔的下塔中初步精餾，獲得液空和污液氮，液空經過冷器過冷后節流進入精餾塔的上塔，在上塔中進行精餾，在上塔底部得到液氧，抽取部分液氧送入液氧貯存系統，另一部分液氧經液氧栗后流入高壓板式換熱器復熱，出冷箱后進入氧氣管網，下塔頂部獲得的純液氮送入液氮貯存系統，在下塔頂部抽取壓力氮氣，壓力氮氣再經低壓板式換熱器復熱，復熱后出冷箱進入氮氣管網；
[0009]四、從精餾塔的上塔中部抽取氬餾份送入粗氬塔，氬餾份在粗氬塔中精餾后得到粗氬氣，粗氬氣經過低壓板式換熱器復熱后出冷箱，與污氮氣一起進入水冷塔，從精餾塔的上塔頂部抽取的純氮氣經過冷器后進入低壓板式換熱器復熱送入水冷塔和用戶管網，從精餾塔的上塔抽取的污氮氣經過冷器后進入低壓板式換熱器和高壓板式換熱器復熱，一部分復熱后的污氮氣進入分子篩純化器作為再生氣體，其余復熱后的污氮氣流入水冷塔。
[0010]本發明空分工藝系統包括空氣過濾裝置、空氣壓縮裝置、空氣預冷裝置、分子篩純化裝置、分餾塔、液氧貯存氣化裝置、液氮貯存氣化裝置和氮氣貯存氣化裝置。本發明空分工藝中采用透平膨脹機提高單位制冷量，有效降低工藝能耗。同時通過增效粗氬塔對精餾塔提純后的氧氣再進行提純，有效降低氧氣中氬氣等成分的含量，最終使此空分工藝產出的氧氣純度達到99.8%左右。
【具體實施方式】
[0011 ]【具體實施方式】一:本實施方式空分工藝方法按以下步驟進行:
[0012]—、原料空氣自吸入口吸入，經空氣過濾器除去空氣中的灰塵和機械雜質，過濾后的空氣進入空壓機壓縮，壓縮后的空氣自下而上穿過空氣預冷系統中的空氣冷卻塔，在空氣冷卻塔中冷卻的同時進行洗滌，得到洗滌后的空氣；
[0013]二、洗滌后的空氣進入分子篩純化裝置，吸附除去空氣中的二氧化碳、碳氫化合物和水分，一部分純化空氣直接進入冷箱內的低壓板式換熱器，冷卻至露點的空氣進入精餾塔的下塔底部，在下塔塔板上反復冷凝和蒸發，另一部分純化空氣流入增壓壓縮機增壓，經增壓機第一段增壓后的空氣分成二路，一路空氣經過冷卻器冷卻后進入膨脹機的增壓風機中增壓，然后被冷卻器冷卻至常溫后流入高壓板式換熱器，再從高壓板式換熱器中抽出進入膨脹機膨脹制冷，膨脹制冷后的空氣送入精餾塔的上塔，二路空氣在增壓機的第二段繼續增壓并經過冷器冷卻至常溫后進入高壓板式換熱器，從高壓板式換熱器底部抽出經節流流入精餾塔的下塔；
[0014]三、空氣在精餾塔的下塔中初步精餾，獲得液空和污液氮，液空經過冷器過冷后節流進入精餾塔的上塔，在上塔中進行精餾，在上塔底部得到液氧，抽取部分液氧送入液氧貯存系統，另一部分液氧經液氧栗后流入高壓板式換熱器復熱，出冷箱后進入氧氣管網，下塔頂部獲得的純液氮送入液氮貯存系統，在下塔頂部抽取壓力氮氣，壓力氮氣再經低壓板式換熱器復熱，復熱后出冷箱進入氮氣管網；
[0015]四、從精餾塔的上塔中部抽取氬餾份送入粗氬塔，氬餾份在粗氬塔中精餾后得到粗氬氣，粗氬氣經過低壓板式換熱器復熱后出冷箱，與污氮氣一起進入水冷塔，從精餾塔的上塔頂部抽取的純氮氣經過冷器后進入低壓板式換熱器復熱送入水冷塔和用戶管網，從精餾塔的上塔抽取的污氮氣經過冷器后進入低壓板式換熱器和高壓板式換熱器復熱，一部分復熱后的污氮氣進入分子篩純化器作為再生氣體，其余復熱后的污氮氣流入水冷塔。
[0016]本實施方式空分工藝采用分子篩吸附凈化、空氣增壓、空氣增壓透平膨脹機制冷、膨脹空氣進上塔，上塔采用規整填料、帶有增效氬塔，產品氧采用液氧栗內壓縮的工藝流程。制冷后的空氣在下塔初步精餾為氣氮、污液氮和液空，減壓降溫后送至上塔作為上塔的回流液，在上塔中進一步精餾，在上塔頂部得到純氮氣，下部得到液氧。
[0017]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是步驟一所述的空壓機為離心式空壓機。其它步驟及參數與【具體實施方式】一相同。
[0018]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是步驟二所述的分子篩純化裝置由兩臺臥式雙層床結構的吸附器組成。其它步驟及參數與【具體實施方式】一或二相同。
[0019]本實施方式當一臺吸附器運行時，另一臺則由來自冷箱中的污氮氣進行再生，再生氣的加熱通過蒸汽加熱器完成。
[0020]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是步驟二經增壓機第一段增壓后的空氣再分出一路空氣用于儀表空氣。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至三之一相同。
[0021]【具體實施方式】五:本實施方式與【具