本实用新型专利技术属于气体分离技术领域，具体涉及一种高液体产量的氧气外压缩空分装置。该空分装置包括空气压缩系统、空气预冷系统、分子筛纯化系统、增压透平膨胀机，空气压缩系统通过管道依次连通空气预冷系统和分子筛纯化系统，该空分装置还包括增压风机和冷箱；冷箱内设置有主换热器、精馏塔、过冷器和全精馏制氩系统；增压透平膨胀机的膨胀端也位于冷箱内；精馏塔包括上塔、下塔和位于上塔、下塔之间的主冷凝蒸发器。采用本实用新型专利技术装置生产氮气、氧气、液氩的同时，也可以大量生产液氧，可以有效提高膨胀机制冷能力，从而减少旁通空气废气流量，节省原料空气消耗，相对于传统氧气外压缩空分装置可获得更好的经济效益。缩空分装置可获得更好的经济效益。缩空分装置可获得更好的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
一种高液体产量的氧气外压缩空分装置
[0001]本技术属于气体分离
，具体涉及一种高液体产量的氧气外压缩空分装置。
技术介绍
[0002]常规氧气外压缩空分装置以生产气体产品为主，液体产量很少，特别是带有制氩系统的空分装置，氩以液体生产，消耗了大部分液体产能。当需要进一步增加液体产量时，只能增加空气压缩机和膨胀机的流量。由于膨胀空气对空分精馏塔系统有较大影响，所以能够进入精馏塔的空气量有限。所以增加的这部分制冷的空气一般不能进入精馏塔参与精馏，从而造成了原料空气的浪费，降低了装置的提取率，并增加了能耗。
[0003]随着近年来的发展，空分装置空压机的排气压力不断下降，常规空分装置的空气压缩机排压已从0.52MPa下降至0.45MPa左右，膨胀机的制冷能力进一步恶化，使得常规带有制氩系统的空分装置的液氧产量进一步减少。
技术实现思路
[0004]本技术为解决现有低空压机排压的低能耗空分装置无法生产大量液氧的问题，提供一种高液体产量的氧气外压缩空分装置。本技术在可以大量液氧生产，可以有效提高膨胀机制冷能力，从而减少旁通空气废气流量，节省原料空气消耗，相对于传统氧气外压缩空分装置可获得更好的经济效益。
[0005]为了实现上述目的，本技术的技术方案是：
[0006]一种高液体产量的氧气外压缩空分装置，包括空气压缩系统、空气预冷系统、分子筛纯化系统、增压透平膨胀机，所述空气压缩系统通过管道依次连通空气预冷系统和分子筛纯化系统，该空分装置还包括增压风机和冷箱；所述冷箱内设置有主换热器、精馏塔、过冷器和全精馏制氩系统；增压透平膨胀机的膨胀端也位于冷箱内；所述精馏塔包括上塔、下塔和位于上塔、下塔之间的主冷凝蒸发器；
[0007]所述分子筛纯化系统通过101管道连接增压风机，增压风机通过管道依次连接增压透平膨胀机的增压端、主换热器、增压透平膨胀机的膨胀端和精馏塔的上塔；所述分子筛纯化系统还通过104管道连接主换热器，主换热器通过管道连接精馏塔的下塔；
[0008]下塔上部的高纯氮气出口通过管道与精馏塔中部的主冷凝蒸发器连通，主冷凝蒸发器的液氮出口通过管道依次连接过冷器和上塔；
[0009]下塔底部的富氧液空出口通过管道依次连接过冷器和上塔；
[0010]上塔顶部的高纯氮气出口和上塔上部的污氮出口均通过管道依次连接过冷器、主换热器；
[0011]上塔的氧气出口通过管道与主换热器相连；主换热器连接高纯氮气排放管、污氮气排放管和氧气排放管。
[0012]主冷凝蒸发器的液氧出口与液氧排放管相连。
[0013]在进一步的方案中，所述分子筛纯化系统的出口一路通过101管道与增压风机进口连接，增压风机的出口通过102管道与增压透平膨胀机的增压端空气进口连通，增压透平膨胀机的增压端空气出口通过103管道与主换热器的增压空气进口连通，主换热器的增压空气出口通过201管道与增压透平膨胀机的膨胀端空气进口连通，增压透平膨胀机的膨胀端空气出口通过202管道与精馏塔的上塔的膨胀空气进口连通；
[0014]所述分子筛纯化系统的出口另一路通过104管道与主换热器的空气进口连通，主换热器的空气出口通过203管道与精馏塔的下塔的空气侧进口连通。
[0015]在进一步的方案中，所述主冷凝蒸发器的液氮出口还通过管道与下塔的液氮进口连通。
[0016]在进一步的方案中，所述下塔上部的高纯氮气出口通过401管道与精馏塔中部的主冷凝蒸发器的氮气侧进口连通，主冷凝蒸发器的液氮出口经303管道后分为两路，一路进入303A管道与下塔的液氮进口连通，另一路进入303B管道与过冷器的液氮进口连通，过冷器的液氮出口通过501管道与上塔上部的液氮进口连通。
[0017]在进一步的方案中，所述下塔底部的富氧液空出口通过403管道与过冷器的富氧液空进口连通，过冷器的富氧液空出口通过503管道与上塔的富氧液空进口连通。
[0018]在进一步的方案中，所述上塔顶部的高纯氮气出口通过601管道与过冷器的高纯氮气进口连通，过冷器的高纯氮气出口通过603管道与主换热器的高纯氮气进口连通，主换热器的高纯氮气出口连接有高纯氮气排放管；
[0019]所述上塔上部的污氮出口通过602管道与过冷器的污氮进口连通，过冷器的污氮出口通过604管道与主换热器的污氮进口连通，主换热器的污氮出口连接有污氮气排放管。
[0020]所述上塔中部的氩馏份出口通过701管道与全精馏制氩系统连通，全精馏制氩系统液氩出口有液氩排放管。
[0021]在进一步的方案中，所述上塔的氧气出口通过302管道与主换热器的氧气进口相连，主换热器的氧气出口连接有氧气排放管；主冷凝蒸发器的液氧出口与301液氧排放管道相连。
[0022]在进一步的方案中，所述主换热器和过冷器均为铝制板翅式换热器。所述上塔和下塔均为规整填料塔或筛板塔。所述的增压透平膨胀机为一台或两台串联。
[0023]本技术的有益效果为：
[0024]采用本技术装置生产氮气、氧气、液氩的同时，也可以大量生产液氧，可以有效提高膨胀机制冷能力，从而减少旁通空气废气流量，节省原料空气消耗，相对于传统氧气外压缩空分装置可获得更好的经济效益。
[0025]在减小空压机负荷的情况下(减小5000Nm3/h排气量，即节能工况)，在生产液氩产品1050Nm3/h时，所述高液氧产品的产量仍可达600Nm3/h。原料气进气量为148000Nm3/h，比原来153000Nm3/h少了5000Nm3/h。
[0026]在不额外增加空压机负荷的情况下(即增产液氧工况)，可生产液氩产品1080Nm3/h时，所述高液氧产品的产量可增加至900Nm3/h。原料气同为153000Nm3/h时，高液氧产品的产量增加至900Nm3/h。
附图说明
[0027]图1为本技术的一种高液体产量的氧气外压缩空分装置的结构示意图。
[0028]附图中标号，1为空气压缩系统，2为空气预冷系统，3为分子筛纯化系统，4为增压风机，5为增压透平膨胀机，6为冷箱，7为主换热器，8为主冷凝蒸发器，9为上塔，10为全精馏制氩系统，11为过冷器，12为下塔。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明：
[0030]如图1所示，本实施例的高液体产量的氧气外压缩空分装置，包括空气压缩系统1、空气预冷系统2、分子筛纯化系统3、增压风机4、增压透平膨胀机5和冷箱6。所述冷箱6内设置有主换热器7、精馏塔、过冷器11和全精馏制氩系统10。所述精馏塔包括上塔9、下塔12和位于上塔9、下塔12之间的主冷凝蒸发器8。
[0031]所述空气压缩系统1与空气预冷系统2、分子筛纯化系统3通过管道依次连通，分子筛纯化系统3的出口分为两路：
[0032]一路通过101管道与增压风机4进口连接，增压风机4的出口通过102管道与增压透平膨胀机5的增压端空气进口连通，通过使用增压风机4可本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高液体产量的氧气外压缩空分装置，包括空气压缩系统（1）、空气预冷系统（2）、分子筛纯化系统（3）、增压透平膨胀机（5），所述空气压缩系统（1）通过管道依次连通空气预冷系统（2）和分子筛纯化系统（3），其特征在于，还包括增压风机（4）和冷箱（6）；所述冷箱（6）内设置有主换热器（7）、精馏塔、过冷器（11）和全精馏制氩系统（10）；增压透平膨胀机（5）的膨胀端也位于冷箱（6）内；所述精馏塔包括上塔（9）、下塔（12）和位于上塔（9）、下塔（12）之间的主冷凝蒸发器（8）；所述分子筛纯化系统（3）通过管道连接增压风机（4），增压风机（4）通过管道依次连接增压透平膨胀机（5）的增压端、主换热器（7）、增压透平膨胀机（5）的膨胀端和精馏塔的上塔（9）；所述分子筛纯化系统（3）还通过管道连接主换热器（7），主换热器（7）通过管道连接精馏塔的下塔（12）；下塔（12）上部的高纯氮气出口通过管道与精馏塔中部的主冷凝蒸发器（8）连通，主冷凝蒸发器（8）的液氮出口通过管道依次连接过冷器（11）和上塔（9）；下塔（12）底部的富氧液空出口通过管道依次连接过冷器（11）和上塔（9）；上塔（9）顶部的高纯氮气出口和上塔（9）上部的污氮出口均通过管道依次连接过冷器（11）、主换热器（7）；上塔（9）的氧气出口通过管道与主换热器（7）相连；主换热器（7）连接高纯氮气排放管、污氮气排放管和氧气排放管；主冷凝蒸发器（8）的液氧出口与液氧排放管相连；上塔（9）的氩馏份出口通过管道与全精馏制氩系统（10）相连；全精馏制氩系统（10）连接液氩排放管。2.根据权利要求1所述的一种高液体产量的氧气外压缩空分装置，其特征在于，所述分子筛纯化系统（3）的出口一路通过101管道与增压风机（4）进口连接，增压风机（4）的出口通过102管道与增压透平膨胀机（5）的增压端空气进口连通，增压透平膨胀机（5）的增压端空气出口通过103管道与主换热器（7）的增压空气进口连通，主换热器（7）的增压空气出口通过201管道与增压透平膨胀机（5）的膨胀端空气进口连通，增压透平膨胀机（5）的膨胀端空气出口通过202管道与精馏塔的上塔（9）的膨胀空气进口连通；所述分子筛纯化系统（3）的出口另一路通过104管道与主换热器（7）的空气进口连通，主换热器（7）的空气出...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙兴力，胡聪聪，贾军，
申请(专利权)人：河南开元空分集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
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