液体空分装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种液体空分装置，包括精馏塔、空气制冷循环系统和氮循环系统；空气制冷循环系统包括通过管道依次连接后再连接至精馏塔的原料空压机、循环空气增压机、空气增压透平膨胀机，还包括用于实现空气热交换的空气循环换热器；氮循环系统包括通过管道连接的氮压机、通入精馏塔产生的富氧液空的再沸器，精馏塔的氮气出口所连接管道的至少一个分支经氮压机后连接至再沸器，再沸器的液氮出口通过管道连接至精馏塔、气液分离器、精氩塔系统三者中的至少一个。本实用新型专利技术起动过程简单、起动时气体通道置换吹除时间短，设备投资较少，液体产品产量得以保证，运行稳定性好，且液体产品的单位电耗有所降低。

Liquid air separation unit

【技术实现步骤摘要】
液体空分装置
本技术涉及一种上规格（液体产品总量大于3000Nm3/h）且液氮产量多的液体空分装置。
技术介绍
现有技术中，上规格的液体空分装置一般采用带有高、低温增压透平膨胀机的装置和工艺流程。这种装置和工艺流程有两种制冷循环。一种是空气循环，主要配套机器包括原料空压机、循环空气增压机、高温空气增压透平膨胀机和低温空气增压透平膨胀机。另一种是氮气循环，主要配套机器包括原料空压机、低压氮压机、循环氮气增压机、高温氮气增压透平膨胀机和低温氮气增压透平膨胀机。空气循环液体空分装置的优点是配套机器少、起动简单方便，投资较省，缺点是液氮产量受限，一般要少于液氧产量，且在液氮产量较多时氩提取率较低，液氩产量减少。氮气循环液体空分装置则液氮产量不受限制，可大于液氧产量，甚至可达液氧产量的2.3~2.5倍或更多，且液氩提取率及液氩产量基本不受影响，缺点是装置起动过程较为复杂，起动时氮气通道气体置换吹除时间长，且装置投资较多，设备运行稳定性较差。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种兼具空气循环和氮气循环二者的优点、避免二者缺点，即消除起动过程复杂、起动时氮气通道置换吹除时间长、装置投资多的缺点，且保证产品产量的上规格的、液氮产量较多、运行稳定性好的液体空分装置。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是：一种液体空分装置，包括精馏塔、空气制冷循环系统和氮循环系统；所述空气制冷循环系统包括通过管道依次连接后再连接至所述精馏塔的原料空压机、循环空气增压机、空气增压透平膨胀机，还包括用于实现空气热交换的空气循环换热器；所述氮循环系统包括通过管道连接的氮压机、通入所述精馏塔产生的富氧液空的再沸器，所述精馏塔的氮气出口所连接管道的至少一个分支经所述氮压机后连接至所述再沸器，所述再沸器的液氮出口通过管道连接至所述精馏塔、气液分离器、精氩塔系统三者中的至少一个。优选的，所述液体空分装置还包括若干个用于实现所述氮循环系统中氮气热交换的氮循环换热器。优选的，所述空气循环换热器和所述氮循环换热器集成为一个主换热器。优选的，所述精馏塔的上塔和下塔之间设置有主冷凝蒸发器，所述主冷凝蒸发器的液氮出口通过管道连接至所述精馏塔、气液分离器、精氩塔系统三者中的至少一个。优选的，所述液体空分装置还包括若干个用于实现所述氮循环系统中液氮过冷的主过冷器。优选的，所述再沸器的液氮出口所连接的管道均经过所述主过冷器后再连接至所述精馏塔、气液分离器、精氩塔系统三者中的至少一个。优选的，所述氮压机为低压氮压机或中压氮压机。优选的，所述再沸器设置于所述精馏塔的下塔底部或通过管道与所述精馏塔的下塔相连接。优选的，所述空气增压透平膨胀机为单膨胀机，或者所述空气增压透平膨胀机为带预冷装置的单膨胀机，或者所述空气增压透平膨胀机为包括高温空气增压透平膨胀机和低温空气增压透平膨胀机的双膨胀机。所述循环空气增压机与所述空气增压透平膨胀机之间、所述空气增压透平膨胀机与所述精馏塔之间均设置有冷却器。由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：本技术保留了现有的空气循环和氮气循环的优点，解决了二者的缺点，其起动过程简单、起动时气体通道置换吹除时间短，设备投资较少，液体产品产量得以保证、运行稳定，且液体产品的单位电耗有所降低，是一种新的上规格的、液氮产量较多的液体空分装置。附图说明附图1为本技术的液体空分装置的示意图。以上附图中：1、氮压机；2、循环空气增压机；3、冷却器；4、高温空气增压透平膨胀机；5、冷却器；6、低温空气增压透平膨胀机；7、冷却器；8、主换热器；9、过冷器；10、气液分离器；11、主过冷器；12、上塔；13、主冷凝蒸发器；14、下塔；15、再沸器；16、粗氩塔冷凝器；17、粗氩塔。具体实施方式下面结合附图所示的实施例对本技术作进一步描述。实施例一：如附图1所示，一种液体空分装置，包括精馏塔、空气制冷循环系统和氮循环系统。精馏塔包括上塔12和下塔14，且上塔12和下塔14之间设置有主冷凝蒸发器13。精馏塔可以连接精氩塔系统、粗氩塔系统等。例如图1中示出的粗氩塔系统，它包括粗氩塔17，粗氩塔17的顶部设置有粗氩塔冷凝器16，其与精氩塔系统（图1中未示出）相连接。空气制冷循环系统包括通过管道依次连接的原料空压机（图中未示出）、循环空气增压机2、空气增压透平膨胀机，然后再连接至精馏塔，空气制冷循环系统还包括用于实现空气热交换的空气循环换热器，空气循环换热器是主换热器8的一部分。具体的，空气增压透平膨胀机为单膨胀机，或者空气增压透平膨胀机为带预冷装置的单膨胀机，或者空气增压透平膨胀机为包括高温空气增压透平膨胀4机和低温空气增压透平膨胀机6的双膨胀机。本实施例中采用第三种方案，即空气增压透平膨胀机包括相串联的高温空气增压透平膨胀机4和低温空气增压透平膨胀机6。循环空气增压机2与空气增压透平膨胀机之间、空气增压透平膨胀机与精馏塔之间（包括高温空气增压透平膨胀机4和低温空气增压透平膨胀机6之间）均设置有冷却器，分别为冷却器3、冷却器5、冷却器7。原料空气来自原料空压机、经氮—水预冷系统及纯化系统处理后，送入循环空气增压机2进行增压。出循环空气增压机2的空气依次经过冷却器3后分为两路，一路依次经高温空气增压透平膨胀机4的增压端、冷却器5、低温空气增压透平膨胀机6的增压端、冷却器7、空气循环换热器（即主换热器8），另一路经空气循环换热器（即主换热器8）、高温空气增压透平膨胀机4的膨胀端后，与原料空气一起送入循环空气增压机2。出冷却器7的空气在空气循环换热器（即主换热器8）中再分为两路，一路经低温空气增压透平膨胀机6的膨胀端后再经空气循环换热器（即主换热器8）后与原料空气一起送入循环空气增压机2，另一路直接送入下塔14进行精馏。氮循环系统包括通过管道连接的氮压机1、再沸器15，还包括若干个用于实现氮循环系统中氮气热交换的氮循环换热器、若干个用于实现氮循环系统中液氮过冷的主过冷器11。空气循环换热器和氮循环换热器可以各自独立，也可以相集成。本实施例中，空气循环换热器和氮循环换热器集成为一个主换热器8。则精馏塔的氮气出口所连接管道的至少一个分支经氮压机1后连接至再沸器15，即精馏塔的氮气出口所连接管道经主过冷器11、主换热器8后，分为两个分支，一个分支输出低压氮气，另一个分支则经过氮压机1后，再经过主换热器8或主过冷器11而连接至再沸器15，从而一部分氮气在氮压机1中加压到一定压力后，在主换热器8中冷到一定温度后被送入再沸器15中。再沸器15中通入精馏塔产生的富氧液空，在再沸器15中，该部分氮气与富氧液空换热，使富氧液空蒸发成气体后再回下塔14参与精馏，氮气则冷凝成液氮。再沸器15的液氮出口所连接的管道均经过主过冷器11后再连接至精馏塔、气液分离器10、精氩塔系统三者中的至少一个。主冷凝蒸发器13也具有液氮出口，其也通过管道连接至精馏塔、气液分离器10、精氩塔系统三者中的至少一个。在本实施例中，再沸器15的液氮出口经过主过冷器11后连接至液氮气液分离器10，从而这部分氮气在主过冷器11中过冷后进入气液分离器10；而主冷凝蒸发器13的液氮出口经过主过冷器11后分为三路，一路经节流送至精馏塔的上塔12顶部去参与精馏，一路经节流后送至精氩塔系统，一路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体空分装置，包括精馏塔，其特征在于：所述液体空分装置还包括空气制冷循环系统和氮循环系统；所述空气制冷循环系统包括通过管道依次连接后再连接至所述精馏塔的原料空压机、循环空气增压机、空气增压透平膨胀机，还包括用于实现空气热交换的空气循环换热器；所述氮循环系统包括通过管道连接的氮压机、通入所述精馏塔产生的富氧液空的再沸器，所述精馏塔的氮气出口所连接管道的至少一个分支经所述氮压机后连接至所述再沸器，所述再沸器的液氮出口通过管道连接至所述精馏塔、气液分离器、精氩塔系统三者中的至少一个。

【技术特征摘要】
1.一种液体空分装置，包括精馏塔，其特征在于：所述液体空分装置还包括空气制冷循环系统和氮循环系统；所述空气制冷循环系统包括通过管道依次连接后再连接至所述精馏塔的原料空压机、循环空气增压机、空气增压透平膨胀机，还包括用于实现空气热交换的空气循环换热器；所述氮循环系统包括通过管道连接的氮压机、通入所述精馏塔产生的富氧液空的再沸器，所述精馏塔的氮气出口所连接管道的至少一个分支经所述氮压机后连接至所述再沸器，所述再沸器的液氮出口通过管道连接至所述精馏塔、气液分离器、精氩塔系统三者中的至少一个。2.根据权利要求1所述的液体空分装置，其特征在于：所述液体空分装置还包括若干个用于实现所述氮循环系统中氮气热交换的氮循环换热器。3.根据权利要求2所述的液体空分装置，其特征在于：所述空气循环换热器和所述氮循环换热器集成为一个主换热器。4.根据权利要求1所述的液体空分装置，其特征在于：所述精馏塔的上塔和下塔之间设置有主冷凝蒸发器，所述主冷凝蒸发器的液氮出口通过管道连接至所述精馏塔、气液分离器、精氩塔...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛鲁，
申请(专利权)人：薛鲁，
类型：新型
国别省市：江苏,32