低液体高提取率低压正流膨胀大型内压缩空分系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种低液体高提取率低压正流膨胀大型内压缩空分系统，具有能耗低、提取率高，经济性好等优点，生产大量气体产品的同时能生产少量的液体产品，很好地满足化工行业所需气体产品多、气体产品压力等级高的要求。增压机、主换热器、下塔依次连通；膨胀机、主换热器、上塔依次连通；下塔、过冷器、上塔依次连通；下塔顶部、主冷凝蒸发器高压侧、液氮泵、主换热器依次连通；上塔底部、主冷凝蒸发器低压侧、液氧泵、主换热器依次连通；上塔下部与增效塔连通；增效塔顶部分别与上塔、主换热器连通。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种低液体高提取率低压正流膨胀大型内压缩空分系统，属于低温精馏空气分离领域。
技术介绍
经济的发展使得煤化工行业逐渐呈现出了新的发展趋势，对于空分设备的要求也就逐渐的提高。大型空分设备是煤气化工行业重要的配套设备，为了能够适应煤化工行业的发展趋势，无论是工艺的流程还是系统的性能，都要求依据形势的发展做出改进与升级，这也就为大型的空分设备的流程的选择与优化技术研究提供了条件。由于需求的推动，许多新技术应用于空分设备中，使得空分设备的技术发展日新月异，其趋势正朝着产量规模大型化、气体产品压力等级高、液体产品多、产品纯度高、运行成本低、设备操作稳定可靠等方向发展。目前小型空分流程可以完全实现国产化，而大型空分则主要由国外公司垄断，这是国内空分厂家面临的一个新挑战。因此，如何实现空分设备与煤化工装置之间协调安全的配合，研发新的工艺流程，提高煤化工的效率与水平将成为今后空分设备的研究重点。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构合理的低液体高提取率低压正流膨胀大型内压缩空分系统，可满足化工行业的气体产品压力等级高的要求，同时也可生产少量液体产品，并且流程简单，能耗低，提取率高。本技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种低液体高提取率低压正流膨胀大型内压缩空分系统，其特征在于：包括增压机、低压膨胀机、主换热器、下塔、上塔、主冷凝蒸发器、过冷器、增效塔、液氮泵和液氧泵；主换热器具有第一换热流道、第二换热流道、第三换热流道、第四换热流道、第五换热流道、第六换热流道和第七换热流道；第一换热流道与下塔原料入口连接；增压机出口、第六换热流道、下塔原料入口依次连接；低压膨胀机增压端出口、第七换热流道、低压膨胀机膨胀端入口依次连接；低压膨胀机膨胀端出口与上塔原料入口连接；下塔氮气出口与主冷凝蒸发器氮气入口连接；主冷凝蒸发器液氮出口与过冷器液氮入口连接；过冷器液氮出口与上塔原料入口连接；主冷凝蒸发器液氮出口、液氮泵、第二换热流道依次连接；下塔污液空出口与过冷器的污液空入口连接，过冷器的污液空出口与上塔回流液入口连接；下塔污液氮出口与过冷器的污液氮入口连接，过冷器的污液氮出口与上塔回流液入口连接；下塔富氧液空出口与过冷器的富氧液空入口连接，过冷器的富氧液空出口与上塔回流液入口和增效塔的冷凝器入口连接；增效塔气相液空出口和液相液空出口分别与上塔的原料入口连接；上塔的污氮气出口与过冷器的污氮气入口连接，过冷器的污氮气出口与第三换热流道连接；上塔的液氧出口与主冷凝蒸发器低压侧连接，主冷凝蒸发器液氧出口分别与过冷器的液氧入口和液氧泵入口连接，液氧泵出口分别与第四换热流道和第五换热流道连接；上塔的氩馏分出口与增效塔的氩馏分入口连接，增效塔的氩馏分出口与上塔的氩馏分入口连接。本技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、本技术采用正流膨胀，净化后原料空气直接进入膨胀机增压端增压后膨胀，无需经过增压机增压，大大降低了能耗；膨胀后的低压空气进入上塔参与精馏，以调节上塔的上升气量,提高上塔的精馏潜力,提高氧、氮提取率。2、本技术采用氧氮双泵内压缩流程，即液氧泵、液氮泵取代了氧压机、氮压机，大大减少投资，且增加了装置的安全性和可靠性。3、本技术增压机一压到底,增压空气全部去液化，低压空气膨胀去上塔。此流程的显著优点是能耗低，增压机结构简单，投资省。膨胀后过热度10-20K，不会带液，适合产液体量是氧气5%以下。4、本技术设置一增效塔，提高装置氧提取率，从而实现减少空气量约2%-3%，能耗也可减少2-3%。增效塔制取的粗氩气纯度低，实际需要的塔板数少，增效塔高度低，减少了附加增效塔的投资成本，可以做到以有限的投资换取较大节能的效果，制取的粗氩气排放到污氮气管道，回收冷量。5、本技术采用高低压混合换热器流程组织形式，可国产化，能耗省，投资低。6、本技术主冷凝蒸发器外置，大大降低精馏塔的高度，降低冷箱高度，节省投资。7、本技术可根据用户要求在生产气氧、气氮产品的同时提取少量液体产品，经济性好。因此，本大型内压缩空分流程具有能耗低、提取率高，经济性好等优点，生产大量气体产品的同时能生产少量的液体产品，很好地满足化工行业所需气体产品多、气体产品压力等级高的要求。附图说明图1为本技术实施例系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本技术的解释而本技术并不局限于以下实施例。参见图1，本技术实施例包括增压机1、低压膨胀机2、主换热器3、下塔4、上塔5、主冷凝蒸发器6、过冷器7、增效塔8、液氮泵9和液氧泵10。主换热器3具有第一换热流道、第二换热流道、第三换热流道、第四换热流道、第五换热流道、第六换热流道和第七换热流道。第一换热流道与下塔4原料入口连接。增压机1出口、第六换热流道、下塔4原料入口依次连接。低压膨胀机2增压端出口、第七换热流道、低压膨胀机2膨胀端入口依次连接；低压膨胀机2膨胀端出口与上塔5原料入口连接。下塔4的顶部氮气出口与主冷凝蒸发器6氮气入口连接。主冷凝蒸发器6液氮出口与过冷器7液氮入口连接；过冷器7液氮出口与上塔5原料入口连接。主冷凝蒸发器6液氮出口、液氮泵9、第二换热流道依次连接。下塔4的下部的污液空出口与过冷器7的污液空入口连接，过冷器7的污液空出口与上塔5回流液入口连接。下塔4的上部的污液氮出口与过冷器7的污液氮入口连接，过冷器7的污液氮出口与上塔5回流液入口连接。下塔4底部的富氧液空出口与过冷器7的富氧液空入口连接，过冷器7的富氧液空出口与上塔5回流液入口和增效塔8的冷凝器入口连接。增效塔8气相液空出口和液相液空出口分别与上塔5的原料入口连接。上塔5的污氮气出口与过冷器7的污氮气入口连接，过冷器7的污氮气出口与第三换热流道连接。上塔5的液氧出口与主冷凝蒸发器6低压侧连接，主冷凝蒸发器6液氧出口分别与过冷器7的液氧入口和液氧泵10入口连接，液氧泵10出口分别与第四换热流道和第五换热流道连接。上塔5的氩馏分出口与增效塔8的氩馏分入口连接，增效塔8的氩馏分出口与上塔5的氩馏分入口连接。本技术工作过程如下：换热和冷量的制取流程：原料空气经过滤、压缩后进入空冷塔和分子筛纯化系统除去水分及二氧化碳等杂质，分子筛后的干燥洁净工艺气（压力584Kpa.A、温度20℃、流量368230Nm3/h）分为三部分：一部分空气（压力584Kpa.A、温度20℃、流量209931Nm3/h）经主换热器3换热至-170℃后进入下塔4参与精馏；一部分空气（压力584Kpa.A、温度20℃、流量120075Nm3/h）进入增压机1增压、冷却后进入主换热器3，被返流内压缩产品和废气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低液体高提取率低压正流膨胀大型内压缩空分系统，其特征在于：包括增压机、低压膨胀机、主换热器、下塔、上塔、主冷凝蒸发器、过冷器、增效塔、液氮泵和液氧泵；主换热器具有第一换热流道、第二换热流道、第三换热流道、第四换热流道、第五换热流道、第六换热流道和第七换热流道；第一换热流道与下塔原料入口连接；增压机出口、第六换热流道、下塔原料入口依次连接；低压膨胀机增压端出口、第七换热流道、低压膨胀机膨胀端入口依次连接；低压膨胀机膨胀端出口与上塔原料入口连接；下塔氮气出口与主冷凝蒸发器氮气入口连接；主冷凝蒸发器液氮出口与过冷器液氮入口连接；过冷器液氮出口与上塔原料入口连接；主冷凝蒸发器液氮出口、液氮泵、第二换热流道依次连接；下塔污液空出口与过冷器的污液空入口连接，过冷器的污液空出口与上塔回流液入口连接；下塔污液氮出口与过冷器的污液氮入口连接，过冷器的污液氮出口与上塔回流液入口连接；下塔富氧液空出口与过冷器的富氧液空入口连接，过冷器的富氧液空出口与上塔回流液入口和增效塔的冷凝器入口连接；增效塔气相液空出口和液相液空出口分别与上塔的原料入口连接；上塔的污氮气出口与过冷器的污氮气入口连接，过冷器的污氮气出口与第三换热流道连接；上塔的液氧出口与主冷凝蒸发器低压侧连接，主冷凝蒸发器液氧出口分别与过冷器的液氧入口和液氧泵入口连接，液氧泵出口分别与第四换热流道和第五换热流道连接；上塔的氩馏分出口与增效塔的氩馏分入口连接，增效塔的氩馏分出口与上塔的氩馏分入口连接。...

【技术特征摘要】
1.一种低液体高提取率低压正流膨胀大型内压缩空分系统，其特征在于：包括增压机、低压膨胀机、主换热器、下塔、上塔、主冷凝蒸发器、过冷器、增效塔、液氮泵和液氧泵；
主换热器具有第一换热流道、第二换热流道、第三换热流道、第四换热流道、第五换热流道、第六换热流道和第七换热流道；
第一换热流道与下塔原料入口连接；
增压机出口、第六换热流道、下塔原料入口依次连接；
低压膨胀机增压端出口、第七换热流道、低压膨胀机膨胀端入口依次连接；低压膨胀机膨胀端出口与上塔原料入口连接；
下塔氮气出口与主冷凝蒸发器氮气入口连接；
主冷凝蒸发器液氮出口与过冷器液氮入口连接；过冷器液氮出口与上塔原料入口连接；
主冷凝蒸发器液氮出口、液氮泵、第二换热流道依次连接；
下塔污...

【专利技术属性】
技术研发人员：缪越，张行东，王丹，
申请(专利权)人：中国空分设备有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33