空分制氧工艺流程模板.docx

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空分制氧工艺流程模板

第一章　空分设备工艺步骤

第一节　空气分离设备术语

在学习空分设备基础知识之前，我们先来了解空分设备上使用部分术语。

一、空气分离设备术语基础术语

1、空气

存在于地球表面气体混合物。

靠近于地面空气在标准状态下密度为1.29kg/m3。

关键成份是氧、氮和氩；以体积含量计，氧约占20.95%，氮约占78.09%，氩约占0.932%，另外还含有微量氢及氖、氦、氪、氙等稀有气体。

依据地域条件不一样，还含有不定量二氧化碳、水蒸气及乙炔等碳氢化合物。

2、加工空气

指用来分离气体和制取液体原料气。

3、氧气

分子式O2，分子量31.9988（按1979年国际原子量），无色、无臭气体。

在标准状态下密度为1.429kg/m3，熔点为54.75K,在101.325kPa压力下沸点为90.17K。

化学性质极活泼，是强氧经剂。

不能燃烧，能助燃。

4、工业用工艺氧

用空气分离设备制取工业用工艺氧，其含氧量（体积比）通常小于98%。

5、工业用气态氧

用空气分离设备制取工业用气态氧，其氧含量（体积比）大于或等于99.2%。

6、高纯氧

用空气分离设备制取氧气，其氧含量（体积比）大于或等于99.995%。

7、氮气

分子式N2，分子量28.0134（按1979年国际原子量），无色、无臭、惰性气体。

在标准状态下密度为1.251kg/m3,熔点为63.29K,在101.325kPa威力下沸点为77.35K。

化学性质不活泼，不能燃烧，是一个窒息性气体。

8、工业用气态氮

用空气分离设备制取工业用气态氮，其氮含量（体积比）大于或等于98.5%。

9、纯氮

用空气分离设备制取氮气，其氮含蓄量（体积比）大于或等于99.995%。

10、高纯氮

用空气分离设备制取氮气，其氮含蓄量（体积比）大于或等于99.9995%。

11、液氧（液态氧）

液体状态氧，为天蓝色、透明、易流动液体。

在101.325kPa压力下沸点为90.17K，密度为1140kg/m3。

可采取低温法用空气分离设备制取液态或用气态氧加以液化。

12、液氮（液态氮）

液体状态氮，为透明、易流动液体。

在101.325kPa压力下沸点为77.35K，密度为810kg/m3。

可采取低温法用空气分离设备制取液态氮或用气态氮加以液化。

13、液空（液态空气）

液体状态空气，为浅蓝色、易流动液体。

在101.325kPa压力下沸点为78.8K，密度为873kg/m3。

液空是空气分离过程中中间产物。

14、富氧液空

指氧含量（体积比）超出20.95%液态空气。

15、馏分液氮（污液氮）

在下塔适宜位置抽出、氮含量（体积比）通常为95%~96%液体。

16、污氮

由上塔上部抽出、氮含量（体积比）通常为95%~96%液态体。

17、标准状态

指温度为0°C、压力为101.325kPa时气体状态。

18、空气分离

从空气中分离其组分以制取氧、氮和提取氩、氖、氦、氪、氙等气体过程。

19、节流

流体经过锐孔膨胀而不作功来降低压力。

20、节流效应（焦耳—汤姆逊效应）

气体膨胀不作功产生温度改变。

21、膨胀：

流体压力降低，同时体积增加。

22、等熵膨胀效应：

气体在等熵膨胀时，因为压力改变产生温度改变。

23、空气膨胀：

空气在膨胀机内绝热膨胀，同时对外作功过程。

24、氮气膨胀：

氮气在膨胀机内绝热膨胀，同时对外作功过程。

25、一次节流液化知循环（林德循环）

以高压节流膨胀为基础气体液化循环，其特点是循环气体既被液化又起冷冻作用。

26、带膨胀机高压液化循环（海兰德循环）

对外作功绝执膨胀和节流膨胀配合使用气体液化循环，其特点是膨胀机进口气体状态为高压常温。

27、带膨胀机中压液化循环（克劳特循环）

对外作功绝执膨胀和节流膨胀配合使用气体液化循环，其特点是膨胀机进口气体状态为中压低温。

28、带膨胀机低压液化循环（卡皮查循环）

对外作功绝热膨胀和节流膨胀配合使用气体液化循环，其特点是膨胀机进口气体状态为低压低温。

29、斯特林循环：

由两个等温过程和两个等容过程组成理论热力循环。

整个循环经过等温压缩、等容冷却、等温膨胀、等容加热等四个过程来完成。

30、升华：

从固相直接转变为汽相相变过程。

31、温差：

指冷热流体两表面或两环境之间有热量传输时温度差异。

32、热端温差：

指冷热流体间在换热器热端温度差。

33、中部温差：

指冷热流体间在换热器中部温度差。

34、冷端温差：

指冷热流体间在换热器冷端温度差。

35、液氧循环量

由冷凝蒸发器底部抽出部分液氧流经吸附器，在清除这部分液氧中碳氢化合物后再回入冷凝蒸发器液氧量。

36、入上塔膨胀空气（拉赫曼空气）

由下塔底部抽出部分空气、经切换式换热器冷段复热，进入透平膨胀机构热膨胀后直接送入上塔参与精馏空气。

37液汽比（回流比）：

在精馏塔中下流液体量和上升蒸汽量之比。

38液泛：

在精馏塔中上升蒸汽速度过高，阻止了液体正常往下溢流工况。

39、漏液：

在筛孔板精馏塔中因上升蒸汽速度过低，使液体从筛孔泄漏工况。

40、变压吸附

利用压力效应吸附工艺在吸附—再生操作周期中，较高压力下吸附，较低压力下（或负压）下再生过程。

41、跑冷损失

在低于环境温度下工作设备和周围介质存在温差所产生冷量损失。

42、复热不足损失

在换热器热端冷热流体间存在温差而造成冷量回收不完全损失。

43、冷量损失

指空气分离设备冷箱因为跑冷损失和复热不足损失冷量损失。

44、提取率：

产品气体组分总含量和加工空气中该组分总含量之比。

45、单位能耗：

指空气分离设备生产单位产品气体所消耗电能。

46、低压步骤：

正常操作压力大于至小于或等于1.0MPa工艺步骤。

47、中压步骤：

正常操作压力大于1.0MPa至小于或等于5.0MPa工艺步骤。

48、高压步骤：

正常操作压力大于5.0MPa工艺步骤

49、高低压步骤：

高压步骤和低压步骤相结合步骤。

50、带分子筛吸附器低压步骤

采取分子筛吸附器来清除空气中水分和二氧化碳及碳氢化合物低压步骤。

51、空气分离设备

以空气为原料，用低温技术把空气分离成氧氮氩及其它稀有气体成套设备。

52、大型空气分离设备

指生产氧气产量大于或等于10000m3/h（标准状态）成套空气分离设备。

53、中型空气分离设备

指生产氧气产量大于或等于1000m3/h至小于10000m3/h（标准状态）成套空气分离设备。

54、小型空气分离设备

指生产氧气产量小于1000m3/h（标准状态）成套空气分离设备

二、稀有气体提取设备

1、稀有气体提取设备

用以提取纯氩、纯氖、纯氦、纯氪、纯氙等气体产品设备。

通常需和空气分离设备配用。

2、稀有气体

指氩、氖、氦、氪、氙五种气体。

无色，无臭气体。

空气中体积含量为0.932%。

在标准状态下密度为1.874kg/m3,熔点为84K,在101.325kPa压力下沸点为87.291K。

不活泼，不能燃烧，也不助燃。

关键用于金属焊接、冶炼等。

2.3氩气分子式Ar，原子量39.948（按1983年国际原子量），是一个无色、无臭气体。

空气中体积含量为0.932%。

在标准状态下密度为1.784kg/m3,熔点为84K。

在101.325压力下沸点为87.291K。

不活泼，不能燃烧，也不能助燃。

关键用于焊接、冶炼等。

4、纯氩：

用空气分离设备提取纯氩，其氩含量（体积比）大于或等于99.99%。

5、液氩：

液体状态氩，是一个无色、无臭、呈透明液体。

6、氖气

分子式Ne，原子量20.179（按1983年国际原子量），是一个无色、无臭气体。

空气中体积含量为1.8×10-3%。

在标准状态下密度为0.8713kg/m3，熔点为24.57K。

在101.325kPa压力下沸点为27.09K。

不活泼，不能燃烧，也不助燃。

关键应用于照明技术等。

7、纯氖：

用空气分离设备提取纯氖，其氖含量（体积比）大于或等于99.99%。

8、液氖：

液体状态氖阳一个无色、无臭呈透明液体。

液氖常见作低温源。

9、氦气

分子式He，原子量4.0026（按1983年国际原子量），是一个无色、无臭气体。

空气中体积含为5.24×10-4%。

在标准状态下密度为0.1769kg/m3。

在101.325kPa压力下沸点为4.215K。

不活泼，不能燃烧，也不助燃。

关键用于检漏、焊接、低温研究、特种重金属冶炼、色谱分析载气、潜水呼吸气等。

10、纯氦：

用空气分离设备提取纯氦，其氦含量（体积比）大于或等于99.99%。

11、液氦

液体状态氦，为无色透明液体，沸点最低，是一个最关键低温源。

12、氪气

分子式Kr。

原子量83.80（按1983年国际原子量）是一个无色、无臭气体。

空气中体积含量为1.0×10-4%。

在标准状态下密度为3.6431kg/m3。

熔点116.2K。

在101.325kPa压力下沸点为119.79K。

不活泼，不能燃烧，也不助燃。

关键用于电真空及电光源等工业。

13、纯氪：

用空气分离设备提取纯氪，其氪含量（体积比）大于或等于99.95%。

14、氙气

分子式Xe。

原子量131.80（按1983年国际原子量）是一个无色、无臭气体。

空气中体积含量为8.0×10-6%。

在标准状态下密度为5.89kg/m3。

熔点161.65K。

在压力下沸点为165.02K。

不活泼，不能燃烧，也不助燃。

关键用于电光源工业，也用于医疗、电真空、激光等领域。

15、纯氙：

用空气分离设备提取纯氙，其氙含量（体积比）大于或等于99.95%。

16、氩馏分

从上塔适宜部位提取一股氧、氩、氮混合气作为氩提取设备原料气体。

其组分（体积含量）氩为7%~10%，氮通常小于0.06%，其它为氧。

17、氩回流液

在粗氩塔中精馏洗涤下来氧、氩、氮混合液，其组分和氩馏分气体成相平衡。

18、粗氩

由粗氩塔塔顶取得氩含量（体积比）大于或等于96%，其它为氧和氮混合气体。

19、富氧液空蒸汽：

由粗氩塔冷凝器蒸发侧富氧液空蒸发形成蒸汽。

20、富氧液空回流液

为避免粗氩冷凝器蒸发侧富氧液空中碳氢化合物浓缩，排放一部分富氧液空返回上塔。

21、氖氦馏分：

从冷凝蒸发器顶部抽取氖、氦、氮混合气体，作为氖氦提取设备原料气。

22、粗氖馏分

氖氦馏分经粗氖氦塔分离而取得氖氦浓缩物。

其氖和氦总含量（体积比）为30%~50%，其它为氮及少许氢混合气体。

23、氖氦混合气

经除氢和氮后所取得氖氦混合气体，其组分含量（体积比）氖约为75%，氦约为25%。

24、贫氪

指贫氪塔塔底蒸发器中取得浓缩物。

其氪和氙总含量（体积比）为0.1~0.3%，其它为氧（甲烷含量0.1～0.3%，）混合气体。

25、粗氪

指粗氪塔塔底蒸发器中取得浓缩物。

其氪、氙总含量（体积比）约为50%，其它为氧混合气体（含有少许甲烷）。

26、工艺氙

指粗氪气体经过纯氪塔深入分离后取得氙气，其氙含量（体积比）为99%左右。

三、基础概念

1、液化：

气体变成液体过程。

2、汽化：

液体变成蒸气过程。

3、蒸发：

在某种温度下，液体外露界面上进行汽化过程。

4沸腾：

液体内部发生汽化过程，即液体内部不停产生汽泡而上升，变成蒸汽而跑到上部空间去。

5、饱和蒸汽压

空间中蒸气分子数目不再增加，蒸汽压力维持一定，达成平衡。

6饱和温度：

饱和蒸汽压所对应液化温度。

7、易挥发组份

在同一压力下所对应饱和温度越低，表示该物质越轻易被汽化。

8、临界温度

只有低于这个温度才可能采取提升压力方法使它液化，这个液化最高温度。

9、临界压力：

在临界温度下，所需要液化压力。

10、汽化潜热：

在饱和温度下，使液体分子变成蒸汽分子所需热量。

11、过热蒸汽：

超出饱和温度蒸气，亦叫未饱和蒸气。

12、