CN104034123B - 一种空气分离装置积液调纯一体化作业方法 - Google Patents
一种空气分离装置积液调纯一体化作业方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种空气分离装置积液调纯一体化作业方法,包括:在空气分离装置开车初期,将空气分离装置内的液空节流阀V1、液氮节流阀V3全开,截止阀V201全开,回流阀V11全关;在过冷器E2内、液空节流阀V1与液氮节流阀V3后的管路内出现少量液体,分馏塔内阻力出现波动,将回流阀V11全开;当空压机空气量不能满足空分系统的需求时,逐渐关小液氮节流阀V3、液空节流阀V1,使分馏塔内包括阻力、压力在内的参数逐渐达到正常,氧气、氮气产品纯度随着液位的上升也会达到正常,最后根据液位的上涨,逐渐地将所述氧气、氮气产品送入管网。
Description
技术领域
本发明涉及空气分离领域,特别涉及一种空气分离装置积液调纯一体化作业方法。
背景技术
空气分离装置(简称空分设备)用于氧、氮、氩组分的分离,提取后的产品可用于炼钢、炼铁、航天、化工、农业等各个领域。
正常情况下,加工空气通过空压机系统、预冷系统、净化系统、换热系统以后,原料空气为干燥气体,其露点约为-65℃左右,但由于游离水、二氧化碳、碳氢化合物的存在,在分馏塔内长期集聚,被冻结下来的水分和二氧化碳沉积在低温换热器、透平膨胀机或精馏塔内就会堵塞通道、管道和阀门;乙炔集聚在液氧中有爆炸的危险,所以空分装置就必须定期进行排液、加温工作,以彻底清除带入系统中的杂质,恢复设备的生产性能。一般情况下,大型空分设备每2-3年停车加温一次,各吹出口露点温度低于-45℃左右即可。
参考图1,在现有技术中,空气分离装置做积液、调纯的过程如下:
在空气分离装置开车初期,分馏塔内节流阀V1、V3全开,截止阀V201全开,关闭回流阀V11,随着分馏塔内温度的降低,温度逐渐达到空气的液化温度,在过冷器E2内,节流阀后可出现少量液体,分馏塔内阻力出现波动,随着冷量的集聚,塔内填料上的液体逐渐增多,阻力上升,分馏塔上塔C2内的主冷底部出现液体(此时的液体为含氧较高的液空),当分馏塔上塔C2内的主冷氧侧液位液到正常液位继续有上升趋势时,逐渐打开回流阀V11,使分馏塔的上塔C2与下塔C1通过主冷凝蒸发器E3进行换热,分馏塔内开始进行热质交换,低沸点组分氮气上升,高沸点组分氧气被冷凝,分馏塔上塔C2的主冷内液体中含氧逐渐升高,随着回流阀V11阀门逐渐全开,调整节流阀V3、V1的开度达到正常,主塔的精馏工况基本建立,主冷氧侧液体中的氧浓度达到了工艺要求。调整氧气、氮气产品产量,向外部管网送出产品。
在现有的上述操作过程中,当回流阀V11逐渐打开时,为下塔C1提供了回流液体,回流液体与进塔的空气进行换热,由于换热过程较为激烈,将会造成进塔空气波动,为系统提供原料气的空气压缩机出口压力波动较大,同时制冷系统机前压力波动,甚至造成超压现象。上塔C2底部主冷氧侧液位波动,分馏塔内上升蒸汽,回流液体出现反复,促使工况调整困难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的积液、调纯作业过程中的间断性,避免因V11开启过程中的不稳定性而带来的工况波动,实现了安全、稳定、连续的开车作业,从而一种能够有效缩短开车时间、降低能耗的积液调纯一体化作业方法。
为了实现上述目的,本发明提供了一种空气分离装置积液调纯一体化作业方法,包括:
步骤1)、在空气分离装置开车初期,将空气分离装置内的液空节流阀V1、液氮节流阀V3全开,截止阀V201全开,回流阀V11全关;
步骤2)、随着分馏塔内温度的降低,温度逐渐达到空气的液化温度,在过冷器E2内、液空节流阀V1与液氮节流阀V3后的管路内出现少量液体,分馏塔内阻力出现波动,将回流阀V11全开;
步骤3)、随着冷量的集聚,分馏塔上塔C2内填料上的液体逐渐下流,阻力上升,主冷氧侧出现液体,其氮侧也逐渐有液体出现,所出现的液体由回流阀V11导入分馏塔下塔C1,使进分馏塔上塔C2与分馏塔下塔C1的空气量逐渐增多;当空压机空气量不能满足空分系统的需求时,逐渐关小液氮节流阀V3、液空节流阀V1,使分馏塔内包括阻力、压力在内的参数逐渐达到正常,氧气、氮气产品纯度随着液位的上升也会达到正常,最后根据液位的上涨,逐渐地将所述氧气、氮气产品送入管网。
本发明的优点在于:
本发明通过对系统回流阀V11开启时间的控制,加快了主冷凝蒸发器液位的集聚,同时促使分馏塔内各组分的分离在较短的时间就能趋于完善,达到了机组开车过程节能降耗的目的。
附图说明
图1是空气分离装置的结构示意图。
图面说明
分馏塔下塔C1分馏塔上塔C2
主冷凝蒸发器E3过冷器E2
回流阀V11液空节流阀V1
液氮节流阀V3启动管线截止阀V201
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步的描述。
图1为空气分离装置的结构示意图,如图所示,该空气分离装置包括:分馏塔下塔C1、分馏塔上塔C2、主冷凝蒸发器E3、过冷器E2、回流阀V11、液空节流阀V1、液氮节流阀V3、截止阀V201;其中,分馏塔下塔C1与分馏塔上塔C2之间通过主冷凝蒸发器E3连通;所述分馏塔下塔C1底部的开口连接有管路,该管路穿过过冷器E2后连接到分馏塔上塔C2的一个入口,在该管路上还安装有液空节流阀V1;所述分馏塔下塔C1顶部的开口连接有管路,该管路上依次安装有回流阀V11、截止阀V201,该管路还与分馏塔上塔C2的用于输出氧气的管路相连通;主冷凝蒸发器E3底部的开口连接有一管路,该管路与分馏塔下塔C1顶部开口所连接的管路互通,该管路通过过冷器E2后与分馏塔上塔C2上部的一个开口连通,且该管路在靠近分馏塔上塔C2上部处还安装有液氮节流阀V3;所述分馏塔上塔C2上部的另一个开口所连接的管路用于传输污氮气,该管路穿过所述过冷器E2;所述分馏塔上塔C2顶部开口所连接的管路用于传输氮气,该管路穿过所述过冷器E2;所述分馏塔上塔C2中部的一个开口所连接的管路用于传输氧气,该管路穿过所述过冷器E2;所述分馏塔上塔C2中部的另一个开口所连接的管路用于传输氩馏分。
以图1所示的空气分离装置为基础,对本发明的方法加以说明。
步骤1)、在空气分离装置开车初期,液空节流阀V1、液氮节流阀V3全开,截止阀V201全开,回流阀V11全关;
步骤2)、随着分馏塔内温度的降低,温度逐渐达到空气的液化温度,在过冷器E2内、液空节流阀V1与液氮节流阀V3后的管路内可出现少量液体,分馏塔内阻力出现波动,此时将回流阀V11全开;
步骤3)、随着冷量的集聚,分馏塔上塔C2内填料上的液体逐渐下流,阻力上升,主冷氧侧出现液体,其氮侧也逐渐有液体出现,所出现的液体由回流阀V11导入下塔C1,使进分馏塔上塔C2与分馏塔下塔C1的空气量逐渐增多;当空压机空气量不能满足空分系统的需求是,应逐渐关小节流阀V3、V1,使分馏塔内阻力、压力等参数逐渐达到正常,氧气、氮气产品纯度随着液位的上升也会达到正常,可以根据液位的上涨,逐渐地将产品送入管网。
以上是对本发明方法的步骤描述。在现有技术中,当上塔C2底部液位达到正常继续上升时(一般为淹没主冷凝蒸发器E3),逐渐将回流阀V11打开,促进分馏塔开始精馏,在此阶段压缩空气大量放空,造成冷量的浪费。而在本发明的方法中,当分馏塔内出现液体时就及时地将回流阀V11打开,增加了进塔空气量,等温节流制冷量得以有效利用,并促使氧氮浓度提高,缩小了主冷凝蒸发器E3氮侧、氧侧温差,加速了液体的积累。
在现有技术中,随着V11的开启,进塔空气量波动较大,分馏塔内阻力、液位、压力、空气压缩机出口压力等参数波动剧烈,工况难以得到稳定;且氧氮气纯度调整滞后,不能够及时的产品送入管网,致使开车过程中的能耗增加。而在本发明的方法中,当回流阀V11打开后,通过逐渐调整节流阀V3、V1开度,使分馏塔内各浓度分析参数共同稳定上升,产品氧氮纯度达到正常,此时产量可循序渐进的进行调整,根据外部需要将产品送至用户。
最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.一种空气分离装置积液调纯一体化作业方法,包括:
步骤1)、在空气分离装置开车初期,将空气分离装置内的液空节流阀(V1)、液氮节流阀(V3)全开,截止阀(V201)全开,回流阀(V11)全关;
步骤2)、随着分馏塔内温度的降低,温度逐渐达到空气的液化温度,在过冷器(E2)内、液空节流阀(V1)与液氮节流阀(V3)后的管路内出现少量液体,分馏塔内阻力出现波动,将回流阀(V11)全开;
步骤3)、随着冷量的集聚,分馏塔上塔(C2)内填料上的液体逐渐下流,阻力上升,主冷氧侧出现液体,其氮侧也逐渐有液体出现,所出现的液体由回流阀(V11)导入分馏塔下塔(C1),使进分馏塔上塔(C2)与分馏塔下塔(C1)的空气量逐渐增多;当空压机空气量不能满足空分系统的需求时,逐渐关小液氮节流阀(V3)、液空节流阀(V1),使分馏塔内包括阻力、压力在内的参数逐渐达到正常,氧气、氮气产品纯度随着液位的上升也会达到正常,最后根据液位的上涨,逐渐地将所述氧气、氮气产品送入管网。
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