膨胀空气进上塔和膨胀空气进下塔内压缩流程的比较分析

内压缩流程的比较分析李蔚,范燕萍(杭州杭氧股份有限公司,浙江省杭州市东新路388号310004)摘要:介绍化工型40000m3/h内压缩流程空分设备的产品指标和流程特点,从流程组织、设备配置和能耗以及投资成本等方面,对膨胀空气进上塔和膨胀空气进下塔两种内压缩流程方案进行分析比较,得出满足需求的空分设备流程形式。关键词:大型空分设备;内压缩流程;投资成本;比较:TB65717文献标识码:BComparisonandanalysisofinternalcompressionprocessofexpandedairenteringtheuppercolumnandexpandedairenteringthelowercolumnLiWei,FanYanping(HangzhouHangyangCo.,Ltd.,388DongxinRoad,Hangzhou310004,Zhe激ang,P.R.China)Abstract:Theindexesandprocessfeaturesofchemicaltype40000m3/hinternalcompressionprocessairseparationplantareintroduced,andtwointernalcompressionprocessschemes(expandedairenteringtheuppercolumnandexpandedairenteringthelowercolumn)areanalyzedandcomparedfromthefloworganization,equipmentallocation,energyconsumptionandinvestmentcostandthusaflowtype21世纪我国经济保持了迅猛发展的势头,化工行业也得到了长足的进步。以前,空分设备基本是为钢铁行业生产配套,如今,化工行业已经和钢铁行业一样成为空分行业的大客户。因为钢铁企业用氧压力低,绝大部分空分设备采用外压缩流程就能满足需求,流程简单。而化工企业用氧压力相对较高,从空分设备的运行安全性和降低投资成本考虑,内压缩流程空分设备更能满足化工企业的需求。而化工企业对氮、氩产品的需求相差很大,因此内压缩流程的组织方式多种多样。下面笔者以为采用航天炉煤气化技术的某化工项目配套的1套对内压缩流程空分设备中膨胀空气进下塔和膨胀空气进上塔流程进行比较和分析。1产品指标和流程特点40000m3/h空分设备产品指标见表1。(1)氧气的供气方式:液氧由液氧泵加压,再经高压板翅式换热器复热后出空分设备冷箱,进入买方(煤气化装置)管网。氧气出冷箱压力为5MPa,流量为40000m3/h。(2)氮气的供气方式:从压力塔(下塔)抽取氮气,经板翅式换热器复热后出空分设备冷箱,进入买方(甲醇洗装置)管网。氮气出冷箱压30144MPa,流量为11000m/h。收稿日期:2009212231;修回日期:2010201227作者简介:李蔚,男,1980年生,助理工程师,2003年毕业于浙江大学制冷与低温工程专业,曾在杭州杭氧股份有限公司设计研究院从事流程设计,现在杭州杭氧股份有限公司气体投资中心从事气体投资管理。·36·表140000m3/h空分设备产品指标注:空分设备按照带增效氩塔配置。(3)中压氮气的供气方式:从下塔抽取氮气,经板翅式换热器复热后出冷箱,进入氮气压缩机,被压缩至4MPa进入买方(合成氨装置)管网。中压氮气流量为30000m3/h。(4)常压氮气2的供气方式:由上塔抽取氮气,经高压板翅式换热器复热后出冷箱,此时氮气压力为01007MPa,流量为12000+4600m3/h,然第一级叶轮增压后的干燥、净化空气,量为2800m3/h,压力约为112MPa;量为850m3/h,压力约为112MPa。仪表空气流工厂空气流因为40000m3/h空分设备不带制氩系统,故总的液体量比较少,所需的冷量也较少,采用膨胀空气进上塔内压缩流程和膨胀空气进下塔内压缩流程都可以实现产品指标。后进入用户自备氮压机被压缩至018MPa,单元、全厂公用工程(氮气量4600m3/h)新建项目(氮气量12000m3/h)使用。2流程组织比较40000m3/h空分设备采用膨胀空气进下塔内供磨煤和其他压缩流程和膨胀空气进上塔内压缩流程的工艺流程如图1、2所示。由图1、2可知,两种流程的区别就在于进入膨胀机增压端的空气压力以及膨胀空气的抽取位置:(1)在膨胀空气进上塔流程中,膨胀机增压端入口的空气由分子筛纯化系统直接抽出,压力为016MPa(A),增压后压力升高至0189MPa(A),膨胀后压力为0115MPa(A),膨胀后空气进入上塔。(2)在膨胀空气进下塔流程中,膨胀机增压端入口的空气从空气增压机一段抽出,压力218MPa(A),增压后压力升高至3199MPa(A),膨胀后压力为01584MPa(A),膨胀后空气进入下塔。(5)常压氮气1和常压氮气3的供气方式:由上塔抽取氮气,经高压板翅式换热器复热后出冷箱,此时压力01007MPa,流量13000m3/h的常压氮气1由二氧化碳压缩机压缩至811MPa后,...

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