大型内压缩空分新流程的开发

第28卷第4期制冷与空调Vol 28 No 42014年8月Refrigeration and Air ConditioningAug.2014437~438文章编号:1671-6612(2014)04437-02大型内压缩空分新流程的开发李成旭周勇四川空分设备(集团)有限责任公司简阳641400)【摘要】简介了4500Nm3h空分装置在新流程选择和优化计算上的创新点,分析了该种流程的特点及推广使用的情况。【关键词】大型内压缩空分设备:流程创新;优化计算中图分类号TB6577文献标识码BDevelopment of New Process for Large-sized Internal Compression Air Separation PlantLi Chengxu Zhou YongSichuan Air Separation Plant( Group)Co, Ltd, Jianyang, 641400)(Abstract Brief introduce the innovation in new process selection and optimization calculation in 45000Nm/h air separationplant, analyze the characteristic and popularization of this process(Keywords] Large-sized internal compression air separation plant; Process innovation; Optimization calculation0引言项目高度重视,对每一项创新设计都细致分析、反2006年6月,四川空分设备(集团)有限公复论证,以确保装置万无一失。司承接了两套45000Nm3/hO2空分装置。该套空分该装置的性能指标见下表1。设备是我公司当时承接的最大空分设备,公司对该表1装置性能指标Table 1 Plant Performance Index产品纯度流量(Nm3/h)冷箱出口压力备注996%0450008.5MPa(G)内压缩中压氮气≤10PPmO230002.1MPa(G)间断使用,液氮贮存系统提供低压氮气≤10PPmO2120000. 45MPa (G)下塔顶部抽出液氬O2≤2PPmN2≤3PPml50050 kPa液氧99.6%02可互换生产液氮仪表空气露点-65℃2000≥0.7MPa(G)增压机中抽出,最大可提高至400装置空气2000≥0.5MPa(G)纯化器后抽出注:(1)所有流量单位Nm3h,是在0℃和01013MPa(A)条件下测的体积流量,称为标态流量。(2)送入买方管网前,在空分界区出口处测量。1流程创新设计介绍针对该装置的性能指标(见表1),对我们当11流程设计创新点时有的30000等级内压缩产品流程(神木28000、作者(通讯作者)简介:李成旭(19642-),男,大学,高级工程师,E-mail: LCX(OSASPGCOM收稿日期:2013-0925438·制冷与空调2014年兖矿300·煤3000等年),在初步设计时完全塔蒸发器热源由下塔气氮改为液空,纯氩塔冷凝器按照以前的3000等级内压模式进行精馏计算。计冷源由液氮改为液空。经此改进,下塔的理论塔板算结果如下:下塔塔板取42块,上塔取76块。氩可由原42块减少到32块,上塔的理论塔板可由原系统的精氩蒸发器热源仍为下塔的压力氮气,氬系76块减少到70块。仅此两项改进,填料、塔体及统的冷凝器冷源仍为过冷后液氮。这样计算虽然能冷箱成本(冷箱高度降低~5m)可以降低成本100满足产品设计的要求,但是上塔和下塔的理论板数万以上。比较多,这样势必造成冷箱高度过高,就有可能造(2)将下塔抽取的压力氮气1200Nm3/h,在成下塔的污液氮不能正常送入上塔的相应进料口。换热系统的流程组织上将压力氮气由初步设计的针对这一问题在与流程设计人员深入交流讨论后进高压板式调整到低压板式。这样高压板式的通道提出以下改进措施:数可以减少,进口高压板式的采购价格可以降低。(1)因为该空分设备上塔不需低压氮气,将(3)增大膨胀机的膨胀量,可以相应减少高下塔抽取液氮入上塔改为抽取液污氮。同时将纯氩压空气量:具体数据见表2表2膨胀量调整对高压空气量的影响Table2 The Effect of Adjusting Expansion Capacity to High Pressure Air Capacity膨胀量(Nmh)高压空气量(Nm/h)高压板式热负荷(KcaH)*增压空压机功率(kW)调整前720001121421211000调整后650006500010838927注:*增压空压机功率为 ASPEN计算的功率。通过上表可以看出调整后的增压机能耗可以机参数的调整,如果按此参数调整势必会影响压缩减少;在同等对数平均温差(LMTD)条件下高压机组(主空压机+增压机+汽轮机)的交货期以及板式的热负荷减少~3.5%。应该说调整后的参数很设计院的设计进度;同时膨胀机机型将由TC200好的改善了系统工艺参数指标。变为TC30,价格增加~12万欧元;所以该项改12改进措施的具体实施进措施未最终实施。但是对我们后续项目的投标工(1)下塔抽取液氮入上塔改为抽取液污氮后,作有指导意义,我们在后续的投标工作中在膨胀机下塔顶部的回流液由9280Nmh增大为16000机型不跳档的情况下均按此原则进行流程优化计Nm3/h,增加幅度达70%。所以下塔顶部到污液氮算。这样既保证了先进性又很好的降低了用户的投的抽口这一段溢流强度加大,仍采用四溢流塔板则资成本。必须加大塔径;这样需用锥体来过渡,同时也带来超限的问题。为了解决这一问题,设计人员大胆的2结束语提出用填料来代替四溢流塔板,下塔最终设计的以上针对4500m0hO2内压缩空分装置的改上、下段塔径一致为:Φ4000mm。这样既解决了设进措施,在我公司后续的40000等级以上内压缩空备的运输问题,同时也解决了下塔的精馏问题。分的设计上得到进一步推广。以上改进措施也运用(2)将下塔抽取的压力氮气1200Nm3h调整在6000等级以上的内压缩空分的技术储备上,使到进低压主换热器复热。当时进口板式的最终合同我公司在大型空分的设计上了一个新台阶,同时也还未签订,所以按新参数订货后也不影响交货进为我公司进入国内大型空分的市场提供坚实的技度:而我公司自制的低压主换热器才刚开始进行最术基础。终设计,将调整后的参数提给板式厂也未影响自制部分的周期。参考文献:(3)增大膨胀机的膨胀量(增压机的中抽量),[]李占军内压缩流程的选择深冷技术2004)2628相应减少增压机的末级高压空气量,可以节能~(2]阁振贵内压缩空分流程的技术分析深冷技术130kW(见表2)。由于该项改进措施影响到增压20001):1-5