空分气体安全操作规程.doc

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1、空分生产安全操作规程一、空分分离常用方法空气中的主要成分是氧气和氮，它们分别以分子状态存在。分子是保持它原有属性的最小颗粒，直径在10-8cm,而分子的数目非常多，并且不停地在作无规则运动，因此，空气中的氧、氮等分子是均匀地相互混合在一起的，要将它们分离开始较困难的。目前主要有三种分离方法：（1）低温法（2）吸附法（3）膜分离法二、工艺流程2.1基本原理和过程空气分离的基本原理，是利用液化空气中各组份沸点的不同而将各组份分离出来，要达到这个目的，空分装置的工作包括下列过程： (1)空气的过滤和压缩 (2)空气中水份和二氧化碳的清除 (3)空气被冷却到

2、液化温度 (4)冷量的制取 (5)液化 (6)精馏 (7)危险杂质的排除2.1.1空气的过滤和压缩:大气中的空气先经过空气自洁式过滤器过滤其灰尘等机械杂质，然后在空气透平压缩机中被压缩到所需的压力。压缩产生的热量被冷却水带走。2.1.2空气中水份和二氧化碳碳氢化合物的清除:加工空气中的水份和二氧化碳若进入空分设备的低温区后，会形成冰和干冰，就会阻塞换热器的通道和塔板上的小孔。因而配用分子筛吸附器来预先清除空气中的水份和二氧化碳，进入分子筛吸附器的空气温度约为～21℃。分子筛吸附器成对切换使用，一只工作时另一只在再生。2.1.3空气被冷却到液化温度:空

3、气的冷却是在中压换热器I、中压换热器II中进行的，在其中循环空气被来自膨胀后的返流空气和返流气体冷却、增压空气被来自膨胀后的返流空气和返流气体冷却到超临界状态。与此同时，冷的返流气体被复热。2.1.4冷量的制取:由于绝热损失、换热器的复热不足损失和冷箱中向外直接排放低温流体，分馏塔所需的冷量是由空气在高、低温膨胀机中等熵膨胀和等温节流效应而获得的。2.1.5液化在起动阶段，加工空气在中压换热器I、中压换热器II和过冷器中与返流冷气流换热而被部分液化。在正常运行中，氮气和液氧的热交换是在冷凝蒸发器中进行的，由于两种流体压力的不同，氮气被液化而液氧被蒸发

4、，氮气和液氧分别由下塔和上塔供给，这是保证上、下塔精馏过程的进行所必需具备的条件。(注:起动时，大部分气体也是在主冷中被冷却至液化温度而被液化的)。2.1.6精馏空气中主要组份的物理特性如下表1.1和表1.2 表1.1名  称化学符号体积百分比重量百分比氮N278.0975.5氧Ｏ220.9523.1氩Ar0.9321.29二氧化碳ＣＯ20.030.05氦He0.000460.00006氖Ne0.00160.0011氪Kr0.000110.00032氙Xe0.0000080.00004 表1.2名称化学符号气化温度℃熔化温度℃比  重临 界 点Kg/

5、m3Kg/l℃10-1MPa(G)氮N2-195.8-209.861.250.81-14734.5氧O2-183-218.41.431.14-11951.3氩Ar-185.7-189.21.7821.4-12249.59氦He-268.9-272.550.180.125-267.72.335氖Ne-246.1-248.60.7481.204-228.728.13氪Kr-153.2-157.21.7352.155-63.756氙Xe-108.0-111.81.6643.52+16.660.1空气中99.04%是氧气和氮气，0.932%是氩气,它们基本不

6、变。氢、二氧化碳和碳氢化合物视地区和环境在一定范围内变化。空气中的水蒸汽含量随着饱和温度和地理环境条件影响而变化较大。水蒸汽和二氧化碳具有和空气大不相同的性质，在大气压力下,水蒸汽达到0℃和二氧化碳达到-79℃时,就分别变成冰和干冰,就会阻塞板式换热器的通道和筛板上的小孔。因此这些组份必须在空气进冷箱前除去。空气中的危险杂质是碳氢化合物，特别是乙炔。在精馏过程中如乙炔在液空和液氧中浓缩到一定程度就有发生爆炸的可能，因此乙炔在液氧中含量规定不得超过0.1PPm，这必须予以充分的注意。稀有气体中的不凝性气体如氖氦气，由于其冷凝温度很低，总以气态集聚在冷凝

7、蒸发器中，侵占了换热面积，而影响换热效果，因此也要经常排放。分离过程可获得相当产量的高纯度产品。空气的精馏是在氧—氮混合物的气相与液相接触之间的热质交换过程中进行的，气体自下而上流动，而液体自上而下流动,该过程由筛板(填料)来完成。由于氧、氮组份沸点的不同，氮比氧易蒸发，氧比氮易冷凝，气体逐(段)板通过时，氮浓度不断增加，只要有足够多的塔板(填料)，在下塔顶部可获得高纯的液氮，反之液体逐板(段)通过时,氧浓度不断增加，在下塔底部可获得富氧液空，在上塔底部可获得高纯度液氧。上升气体和下流液体在塔板(填料)上的热质交换过程可从图1.1中理解：进入某一段塔

8、板(填料)上的上升气体在A点的温度T2比在相同成份下的液体的B点的温度T1高，随后的平衡将发生在T1与T2间