川维厂空分装置实习总结

川维厂空分装置实习总结本人进入川维厂空分装置实习，学习化工工艺流程技术。空分装置是属于深冷分离专业，将空气在低温状态下，利用空气中各个物质的沸点不同，通过低温精馏分离得到氧、氮、氩等产品，提供给下游化工装置使用。川维厂空分装置共有两套外压缩流程装置，本人实习期间在空分装置一单元学习。本人在该套空分装置了解到深冷分离的知识，空气是一种混合气体，空气分离的作用是：清除掉空气中的灰尘、水份、二氧化碳和乙炔等碳氢化合物，提取氧、氮及各种稀有气体。目前，氧的获得方法有：化学法、电解水、空气分子筛吸附法和空气低温精馏法。而大规模用于工业生产的是空气低温精馏和分子筛吸附法。空气低温精馏法根据操作压力又有高压、中压、低压之分，大容量装置都为全低压。根据换热工艺所采用的设备不同又可分为管式、管板式和全板式。随着上塔精馏潜力和利用方式不同，在工艺上有空气膨胀进上塔（称为拉赫曼进气）和从下塔顶部抽氮膨胀（同样利用拉赫曼原理）的流程，目前又发展有膨胀空气进下塔的新流程。我在实习期间学习的空分装置16250m3/h制氧机是全低压、全板式、氮水预冷分子筛前端净化、抽氮膨胀的流程．其生产工艺原理如下：1.空气的压缩从吸风塔Y108吸入的含有各种有害杂质(C2H2≤0.000004%)的空气通过100米长的隧道进入空气过滤室S109，使3μm以上的尘埃清除掉99%以上。然后,空气进入五级内冷却式离心压缩机C110，最终排气压力可调到0.55～0.62MPa,温度约85℃,流量在设计条件下为82000～85000m3/h。压缩空气经过消音器U118后进入空冷塔AC1101,它先后与33℃水和从水冷塔来的冷冻水逆流接触换热,本身被冷却到10℃左右，同时洗涤掉空气中的固体杂质及NOx、CO2、Cl-有害物质。空气然后进入分子筛纯化器，在分子筛纯化器中吸附掉水份、CO2及部分碳氢化合物后进入冷箱。2.预冷系统从空压机C110来的大约85℃的热空气进入空冷塔AC1101,在AC1101里热空气经过两级冷却,温度降到10℃左右,同时将空气中含有的固体杂质及NO、CO2、Cl等有害物质进行洗涤。从空冷塔出来的10℃左右的湿空气送入分子筛纯化器系统。3.分子筛纯化系统从空冷塔AC1101来的82000m3/h、0.55MPa(表压)、10℃左右的空气进入其中一台纯化器,从下向上依次经过活性氧化铝和分子筛,其中的水份、CO2及部分碳氢化合物被吸附,由于吸附热的作用,出纯化器的空气温度上升到15℃左右,吸附一个周期后,两台纯化器切换,空气进入另一台纯化器进行吸附。纯化后的空气进入板式换热器，然后去下塔参与精馏。吸附结束的纯化器再生过程：先逆向泄压,使纯化器压力降至大气压,然后用分馏塔来的污氮经蒸汽加热至170℃左右进入纯化器对吸附剂进行加热再生,加热完毕后用冷污氮(未经加热)对吸附剂进行冷吹,以备下次切换使用，冷吹峰值温度必须保证在100℃以上。吸附器切换周期可根据具体工况而定。4.空气的第一次分离从主换热器冷端来的压力约0.52MPa(表压)、温度约－169℃的空气进入双级精馏塔的中压塔D210底部第一层塔盘下。在D210中从冷凝蒸发器E212中冷凝的液氮逐板向下回流,底部上升的蒸汽在塔中的43层塔盘上根据汽液相平衡的原理与液相接触,逐层进行热质交换。这样汽相每经过一层塔盘后,氮浓度升高一次,而回流的液相每经过一层塔盘,则氧组份得到一次增浓。最终,在D210塔顶得到含氮99.99%(含氧小于0.01%)的纯氮,在塔釜得到含氧约38.29%的富氧液空。5.液空的提升从D210底部取出的含氧38.29%(含氩1.41%,含氮60.40%)的液空经过吸附器S213(或S214)吸附液空中的乙炔等碳氢化合物。然后,液空上升到过冷器E237中与低压塔D211顶部返回的污氮进行换热后被过冷,以减少节流后的汽化率。液空通过节流阀W2370.10节流减压、降温后送到低压塔D211中部第26层塔盘上。其中液相作为D211提馏段回流液参加精馏,汽相上升参加精馏段精馏。6.贫液的提升从中压塔D210中部20层塔盘上引出的贫液经过过冷器E238与返流污氮换热后被过冷。然后,它经贫液节流阀W2380.50节流入D211塔顶第50层塔盘上,作为低压塔D211精馏段的回流液。7.空气的第二次分离来自中压塔的贫液、液空与冷凝蒸发器E212蒸发上升的氧气在经过50层塔盘反复进行热质交换,最终得到如下产品:在D211顶部排出含氧约1%的污氮;在E212低压侧得到含氧约98.5%的液氧;从E212蒸发上升的气氧一部分经液滴分离器S217后作为产品氧取出。8.污氮从低压塔D211顶部排出的污氮,压力约为0.036MPa(表压)、温度－193℃。它在过冷器E238、E237和机后换热器E236中先后与贫液、液空、低压纯氮进行热交换,本身复热到约－173℃后进入主换热器。污氮与正流空气换热后被复热到13℃左右,然后一部分污氮去水冷塔WC1101,另一部分污氮则作为分子筛纯化器的再生气。9.气氧从低压塔底部液滴分离器S217引出的气氧,氧纯度≥98%,压力约为0.056MPa(表压),温度为－179℃。它进入液化器E239与空气换热,本身复热到约－173℃，然后进入主换热器的氧气固定通道与正流空气换热。从冷箱出来的氧气,温度为13℃左右,压力为0.01MPa(表压),它被分别送到离心氧压机C130、往复氧压机C150、C570。10.中压氮和环流从中压塔D210顶部抽出的中压纯氮,温度约为－177℃,压力为0.5MPa(表压),它被送到主换热器的中压纯氮通道。在冷段第一次复热后,温度回升到大约－90℃。然后,其中一部分(约2500m3/h)在热段再次复热,并以0.49MPa(表压)、13℃左右出冷箱。这部分中压氮作为产品通过调节阀V2307.60送出装置界区。在主换热器冷段复热后的大部分中压纯氮,压力0.49MPa(表压),温度－90℃,它从中部抽出,这部分氮气称作环流,其作用在于调节主换热器温差。同时,环流气进入透平膨胀机N240(或N250)膨胀制冷,以维持装置的冷量平衡。11.低压纯氮从膨胀机出来的压力为0.03MPa(表压),温度为－144℃的氮气称作低压纯氮。它在机后换热器E236中被返流污氮冷却到－172℃再进入主换热器的低压纯氮通道。从冷箱出来的低压纯氮温度为13℃左右。为缓解我厂近年来生产用氮气供需矛盾,新建了一套低压氮回收装置,它抽取低压氮经C670加压至0.5MPa后送入中压氮管网。12.氧气的压缩来自冷箱的产品氧,在C130离心氧压机中,氧气被压缩到0.25MPa(表压),温度被冷却到43℃以下,它通过V1352.40阀送到乙炔装置。C570往复氧压机将氧气经两级压缩和冷却后，压力约为1.1Mpa（表压），送往脱硫。附简易工艺流程图：我在实习中了解到，该套空分装置是目前国内较大容量的装置，它由法国斯贝西姆公司承包、并从法国空气液化公司引进。在设计条件下装置的生产能力为:产品氧气16250m3/h,纯度≥98%、产品氮气2500m3/h,含氧量≤0.01%。在主要设备中,蒸汽透平N120、N140由法国窝兴顿工厂制造；离心空压机C110、离心氧压机C130；氮膨胀机N240、N250由美国罗托福罗公司瑞士支公司制造；冷箱中设备、贮槽等由空液公司制造或购买配套。该套空分装置于1978年4月28日50用户污氮回IW33低压氮IW33放空IW33纯氮空气过滤室透平空压机组空冷塔分子筛吸附器水冷塔主换热器膨胀机液化器液氧贮存与蒸发液氧吸附器氧压机液氮贮存与蒸发液空吸附器过冷器放空氧气空气2614320321开始预试车,同年12月1日送出合格氧、氮产品。2001年实施DCS控制系统改造后，空分运行的主要参数和压机运行少数工艺参数在DCS上显示。装置的紧急停车步骤在DCS上进行。其余所有转动、静止设备的操作均在机房或露天作业。2001年装置进行了分子筛流程改造的技术升级，采用氮水预冷系统和分子筛吸附净化系统，工程由四川空分厂承包。装置于2001年7月6日开车，7月8日产出合格产品。在实习期间本人感觉到:凝汽式蒸汽透平驱动压缩机给操作带来一定的复杂性，操作人员水平要求高。氧压机的运行应从安全上特别谨慎、细心。空分的主要设备保温于冷箱之中,不可见,设备操作冷、热温差变化大(+150℃～－195℃),DCS控制要求职工具有较高的素质。各工序紧密联系又相互制约。装置的启动具有很强的连续性。这就要求操作人员和技术人员要具备有把握全过程变化的预见性。由此,操作人员必须经过严格的考核,并确实胜任、称职才能独立操作。操作人员必须具备一定理论知识、操作经验、各种事故的判断能力和应变措施,并能准确、及时地处理各种故障。特别是处于化工系统单机组运行中的制氧操作人员,这就显得更为重要。在实习期间我意识到,虽然各人操作的经验,方法不尽相同,运行情况的变化又难于预见,但是,每个操作者都应熟知操作法、工艺规程等叙述的操作方法、步骤,并严格遵守才能将自己的业务技能水平得到较大的提高。