给大家看看中远化工有限公司一万带粗氩空分改造前后流程图

KDON(Ar)-10300/20000/320型

（新增无氢制氩及高纯氧）

空气分离设备使用说明书

前言......................................................................................................3

1概述.....................................................................................................4

2空分装置的启动操作......................................................................... 5

3设备的正常操作与维护...................................................................... 8

4 正常生产时的主要控制参数..............................................................8

5 停车与再启动......................................................................................9

6 设备的加温吹扫与裸体冷冻..............................................................9

7 安全技术...........……..........................................................................9

前言

本说明书是KDON(Ar)-10300/20000/320型空分设备运转及使用方面的说明书，设备在实际运转时会产生一些差异，可根据实际情况对本说明书进行修正和补充。

本流程是在原14079LC基础上做的更改，现增加无氢制氩系统及高纯氧系统。运行中请参考原14079SM的说明书。

有关机组的运行请参照原机组各自使用说明书

1 概述

1.1 工作原理

KDON(Ar)-10300/20000/320型空分设备的工作原理是根据空气中各组分沸点不同，经加压、预冷、纯化并利用大部分由透平膨胀机提供的冷量使之液化再进行精馏，从而获得所需的氧、氮产品。

1.2 主要技术参数和经济指标

产品产量和纯度

氧气 10300Nm³/h 99.6%O₂

液氧 50Nm³/h (折合标态) 99.6%O₂

氮气 20000Nm³/h 99.6%O₂

液氩 320Nm³/h (折合标态) ≤1ppmO₂ ≤2ppmN₂

高纯液： 50Nm³/h(折合气态) 总杂质≤5ppm

加工空气量 ~55000m³/h(标准状态，下同)

空压机排压 0.52MPa(表压、下同)

启动时间～36h

运转周期 ≥2年

1.3 成套机组

利旧原机组。

FON(Ar)-10300/20000/320型分馏塔系统

14085 YK 仪控系统

1.4 流程说明：

1.4.15#10000空分设备系2007年由原切换流程改分子筛流程，现增加无氢制氩系统及增加高纯氧系统：

1.4.2冷箱外设备利旧。

1.4.3取消原增效塔。

1.4.4冷箱内上塔，下塔，主换热器，过冷器利旧。

增加设备：粗氩塔Ⅰ，粗氩塔II, 精氩塔, 液体量筒2台, 粗氩泵，高纯氧塔。

1.4.5原透平膨胀机利旧。

1.4.6原主冷箱利旧，部分修改；原吸附器冷箱改为液氩泵冷箱。

1.4.7主冷箱内原配管修改、增加配管一套。

1.4.8新增设备支架、管架、阀架各一套。

1.4.9新增无氢制氩、制高纯氧系统阀门一套。

1.5 流程简述

1.5.1氧气和氮气的生产

参考14079SM。

1.5.2氩气的生产

液氩是采用低温全精馏法制取的。

从上塔相应部位抽出气态氩馏份约12300m³/h，含氩量为8～12%（体积），含氮量小于0.01%（体积）。氩馏份直接从粗氩塔Ⅱ的底部导入，粗氩塔Ⅱ上部采用粗氩塔Ⅰ底部排出的粗液氩作回流液，作为回流液的粗液氩经液氩泵加压后直接进入粗氩塔Ⅱ上部。粗氩自粗氩塔Ⅱ顶部排出，经粗氩塔Ⅰ底部导入，粗氩冷凝器采用过冷后的液空作冷源，上升气体在粗氩冷凝器中液化，得到粗液氩和约325m³/h的粗氩气（其组成为98%～99%Ar，≤1ppmO₂）。粗氩气进入精氩塔中，继续精馏；粗液氩作为回流液入粗氩塔Ⅰ、Ⅱ。粗氩塔冷凝器中蒸发后的液空蒸汽和相当于2%总液空量的液空同时返回上塔。

粗氩气从精氩塔中部进入，精氩塔蒸发器氮侧利用下塔顶部来的压力氮气作为热源，促使精氩塔底部的液氩蒸发成上升蒸汽，而氮气被冷凝成液氮、节流后进入上塔，来自过冷器并经节流的液氮进入精氩塔冷凝器作为精氩塔冷源，使精氩塔顶部产生回流液，以保证塔内的精馏，使氩氮分离，从而在精氩塔底部得到纯液氩。

液氩经量筒进入液氩储槽贮存，槽内蒸发的气体返回精氩塔。

1.5.3高纯氧的生产

从粗氩塔Ⅱ的底部筛板上导出高纯液氧原料约680m³/h，含氧量为~90.8%（体积），含氩量~9.2%（体积）。进入高纯氧塔上部，进一步分馏后，在底部得到高纯液氧，高纯氧蒸发器采用下塔压力氮气作热源，促使高纯氧塔底部的液氧蒸发成上升蒸汽。

高纯液氧经过液体量筒后，进入贮槽。

2 空分设备的启动操作

2.1 启动前必须具备的条件

2.1.1KDON(Ar)-10300/20000/320型空分设备全部安装施工完毕，安装记录核实无误，分馏塔系统吹除、试压、裸冷，保温材料填充完毕、干燥合格。

2.1.2空气过滤器、空压机、预冷系统、纯化系统具备单机开车条件。

2.1.3仪控调试工作全部结束，符合要求，安装记录核实无误。

2.1.4保证水、电、气供给。

2.1.5操作现场畅通、安全设施齐全、标志醒目，并具备必要的通讯设施。

2.2 设备启动前的准备

参考14079SM。

当氧，氮产品合格且系统稳定运行一段时间后，开始氩系统及高纯氧系统的调试。

2.3操作粗氩塔

A. 缓慢开V3使回上塔的液空蒸发量增加，促使进粗氩冷凝的工作，待粗氩塔液空出现液面时，密切注视粗氩塔阻力计PdI-702的变化，使其缓慢升高到额定值。

B. 调整氩馏份纯度AI-701在8～12%Ar，这时主塔已达正常工况，渐开V3，使液空液面缓慢升高到额定值，工况稳定后液面计LIC-3投入自动。

C. 当粗氩塔Ⅰ液面LIC-701缓慢升到1800mm时，启动粗氩泵AP1（或AP2）将粗氩塔Ⅰ的粗液氩送入粗氩塔Ⅱ，此时V701投入自动，使LIC-701保持在1500～1800mm。

D.从分析仪A-704取样，定期分析液空中乙炔含量，其值不得高于0.01PPm。

2.4粗氩塔的调整

由于粗氩塔与主塔有着紧密联系，只有在保持主塔工况稳定于设计工况的前提下，才能开始粗氩塔正常工况调整工作。

影响粗氩塔正常工况建立的主要因素，是氩馏份的组成及热负荷发生变化，因此，粗氩塔正常工况的调整目的，就是要建立最佳的氩馏份组成及冷凝器热负荷，从而保证粗氩纯度及产量。

⑴氩馏份含氧量的调整

氩馏份组成的稳定性是粗氩塔正常工况建立的基础。

若氩馏份含氧量太高，将导致粗氩含氧量上升，塔板阻力会升高，且氩提取率会下降，产量减少。若含氧太低，则含氮量往往会升高，含氮量过高，会导致粗氩塔精馏工况恶化（例如产生“氮塞”）。过多的氮带入精氩塔又会增加精氩塔的精馏热负荷，并影响产品纯度。

氩馏份含氧量是通过调整主塔的正常工况来达到的，调整时一定要把主塔和粗氩塔视为一个整体来考虑，二者中有任一参数偏离正常工况往往都会引起氩馏份组成的变化，因此操作调整一定要谨慎小心，且要缓慢而行。最通用的调整方法是，在允许范围内适当增加产品氧抽出量，这样可降低氩馏份的氧含量，反之会增加氩馏份的氧含量。

特别应当指出，氮气产量，入塔空气量和压力及膨胀空气量的改变，空气纯化系统的切换，都会引起氩馏份组份的变化。在调整时，应周密考虑各种因素之间的相互影响，尽量把不可避免的干扰因素错开发生。

⑵液空液面的调整

粗氩塔冷凝器热负荷是根据粗氩塔阻力PdI-702指示，通过调整液空液面来实现，它将影响粗氩的产量及纯度。开大V3阀，液空液面升高，冷凝器的热负荷增加，反之减少。

⑶粗氩纯度的调整

粗氩纯度主要调整氩馏份来达到，适当增加冷凝器热负荷，有助于粗氩的纯度提高。

2.5 精氩塔的操作与调整

⑴操作前应具备的条件

A.主塔及粗氩塔的工况稳定在设计工况。

B. 精氩塔已进行彻底的吹刷冷却。

C. 粗氩含氧量分析AIA-705≤1PPmO₂。

D. 计器仪表和安全阀均已校好，并可随时投入使用。

E. 检查所有阀门是否灵活好用，并全部处于关闭状态。

F. 贮存系统的液氩贮槽，液氩泵及汽化器已准备就绪。

⑵精氩塔的操作

A. 当AIA-705≤1PPmO₂时，缓慢开大V9将粗氩导入精氩塔。

B.粗氩进入精氩塔，同时打开V703,V7。

C. 在蒸发器液面LIC-708初达~300mm，开V708、V755或V756排放积液以确保精氩纯度，看情况决定是否全部排放或再排。

D. 在蒸发器液面LIC-708达到设计额定值时，由AIA-703分析氩纯度，若含氮量超过2PPm，则适当开大V760，直到合格为止。若氩中含氧大于1PPm，则打开V755，排放掉一部分液氩后再重新积液。

E. 当纯氩中的氧、氮含量达到要求且液面达到1800mm时，可打开V708、V709，送液氩去贮槽。

注：正常开车后，保证V703、V707处于全开状态。避免因V4、V7阀门全关后，误操作关闭V703、V707阀门，从而造成封闭管道内因低温液体的蒸发而引起管道超压。

⑶精氩塔的调整

A. 塔内阻力稳定是精氩塔工作稳定的标志，开大V4，增加上升蒸汽量，塔内阻力增加。

B. 当塔内压力PI-760、超过正常值时，V5开大，使液氮液面上升，冷凝液回流量增加，塔内压力恢复正常。

C. 定期开关或经常微开V760，排除不凝性气体（氖氦气）。

D. 氩纯度可通过调节不凝气气量来达到。开大V760，可降低液氩中含氮量，若液氩中含氧量过高，只有打开V755排放部分液体，重新积液。

E. 应防止精氩塔出现负压，因负压会使大气中水份吸入管内使管道堵塞。

2.6高纯氧塔的操作与调整

高纯氧塔与粗氩塔有着紧密联系，只有在保持粗氩塔工况稳定于设计工况的前提下，才能开始高纯氧塔正常工况调整工作。

缓慢开V10使原料液氧进入高纯氧塔，使塔冷却并在塔底得到液氧，当有液面显示，缓慢开V25和V15阀门，导入压力氮气，使液氧蒸发，建立精馏工况。

密切注视塔阻力计PdI-4的变化，使其缓慢升高到额定值。

高纯氧塔的调整是根据高纯氧的纯度及高纯氧塔的阻力进行调节，通过调节进入纯氧塔的液体量（V10阀开度）及蒸发器的热负荷（V15阀的开度）来实现。开大V15，则蒸发器热负荷增加，蒸发汽量加大，阻力升高，反之减少。

3 设备的正常操作和维护

3.1 正常操作

空分装置启动后经冷却、液体积累及工况调节后基本趋于正常，但由于在设备运转的初期，绝热材料尚未达到应有的温度以及外界因素的变化，对工况都有所影响。为了以最小的消耗，获取最多的合格产品，必须对设备经常进行综合调节，使设备始终处于最佳工况。

3.2 其余参考14079SM.

4 正常生产时的主要控制参数

控制下列参数稳定是本空分设备运转正常及达到最佳设计工况的标志，在操作中应尽量达到下述值。但由于制造、安装、季节性气温、水温变化，将使实际运转参数偏离设计值，这是正常现象。此时，应在保证氧产量和氮气产量的前提下，可适当修正其它参数。

预冷系统、纯化系统及分馏塔中氧，氮产品主要控制参数参考14079SM，氩系统及高纯氧系统主要控制参数如下：

4.1 温度控制

TI-701粗氩塔冷凝器液空侧温度-185.7℃

TI-702粗氩塔冷凝器氩侧温度-183℃

4.2 压力控制

PI-5 纯氧塔压力指示0.042 Mpa

PIC-6精氩塔冷凝器氮侧压力指示调节0.045 Mpa

PI-701粗氩塔液空侧压力0.045 Mpa

PIC-760精氩塔C4上部压力0.018Mpa

PI-708液氩泵出口压力～0.9MPa

4.3 阻力控制

PdI-701粗氩塔C5阻力 4～6KPa

PdI-702粗氩塔C3阻力 6～8KPa

PdI-703精氩塔C4阻力～2KPa

PdI-4 纯氧塔C6阻力～2KPa

4.4 液面控制(单位：mm)

LIC-3粗氩塔冷凝器液空液位300～800 mmH₂O

LIC-701粗氩塔I底部液位 1500～1800 mmH₂O

LIC-5 精氩塔冷凝器液位 200～600 mmH₂O

LIC-708精氩塔蒸发器液位 1500～1800mmH₂O

LIC-12 纯氧塔液氧液面指示 1500～1700mmH₂O

4.5 流量控制

FI-701工艺氩流量 325m³/h

FI-702精氩塔废气放空流量 5～10m³/h

FI-710氩馏分流量指示 12300m³/h

4.6 纯度控制

AI-701氩馏份气含氩量分析 7 %~12 %Ar

AI-707粗氩分析 0.6~1%O₂

AIA-705工艺氩含氧量分析 ≤1×10^-6 O₂

AIA-703液氩含氮分析 ≤2×10^-6N₂

A-704 粗氩塔冷凝器液空分析 68%O₂

A-11 高纯液氧分析 ≤5×10^-6（氩等杂质）

5 停车与再启动

参考14079SM.

6 设备的(加温)吹扫与裸体冷冻

参考14079SM.

7 安全技术

参考14079SM.