CN208516948U - 一种变压吸附制粗氮系统 - Google Patents
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Abstract
一种变压吸附制粗氮系统，空气经压缩空气管线进入到预冷器内进行降温，以脱出其内的水气，而后再送入到过滤器内去除其中的粉尘，再经空气稳压缓冲器缓冲通过进气总管送入到制氮单元中制取氮气，制取的氮气经排气总管送入到缓冲罐中，进而由氮气管线排出。本实用新型通过将两个碳分子筛吸附器并列与若干个控制阀组合形成一个制氮单元，并通过控制这两个碳分子筛吸附器处于不同的流程，而后再将若干个制氮单元并联设置，这样当经过冷却除湿、粉尘过滤的压缩空气进入到这些不同的制氮单元中时，会连续不断的制造出氮气，提高了制氮效率，而且产生的氮气更加平稳，从而满足PTA装置的使用需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及到石油化工领域所用氮气的制取，具体的说是一种变压吸附制粗氮系统。
背景技术
石油化工领域中的对二甲苯氧化生成对苯二甲酸装置，也就是俗称的PTA装置，该装置在事故状态和停开工状态时需要使用大量的氮气。为了满足该装置对氮气的需求，一般都利用变压吸附装置来制备粗氮，即氮气纯度为95%的氮气，变压吸附装置的核心是碳分子筛吸附器，能够吸收压缩空气，然后使压缩空气在碳分子筛吸附器依次完成的吸附制气和放气的过程，最终得到纯净的氮气，由于压缩空气在碳分子筛吸附器内需要完成上述制气和放气过程，因此，单一的碳分子筛吸附器在制取氮气时是断断续续的，不能连续制氮。
实用新型内容
为解决现有的变压吸附制备氮气时不能连续制氮的问题，本实用新型提供了一种变压吸附制粗氮系统，该系统通过设置若干组制氮单元，而且每组制氮单元中包含两个并列设置的碳分子筛吸附器，通过PLC控制这两个碳分子筛吸附器一个处于吸附制气状态时，另一个处于放气状态，从而实现了连续制氮的效果。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种变压吸附制粗氮系统，包括预冷器、过滤器、空气稳压缓冲器、缓冲罐和若干组制氮单元，其中，空气经压缩空气管线进入到预冷器内进行降温，以脱出其内的水气，而后再送入到过滤器内去除其中的粉尘，再经空气稳压缓冲器缓冲通过进气总管送入到制氮单元中制取氮气，制取的氮气经排气总管送入到缓冲罐中，进而由氮气管线排出，所述的若干组制氮单元并列设置，每组制氮单元包括两个并列设置的碳分子筛吸附器，每个碳分子筛吸附器上均设置有进气管和排气管，且在进气管和排气管上分别设置有控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ，两个碳分子筛吸附器的进气管均通过同一根进气支管与进气总管连通，两个碳分子筛吸附器的排气管均通过同一根排气支管与排气总管连通；在两个碳分子筛吸附器的进气管上均设置有带控制阀Ⅲ的排空管。
本实用新型中，所述每组制氮单元中两个碳分子筛吸附器上的进气管之间连通有带控制阀Ⅳ的切换管线Ⅰ，且切换管线Ⅰ的两端连接在两根进气管上控制阀Ⅰ与碳分子筛吸附器之间的位置上；所述每组制氮单元中两个碳分子筛吸附器上的排气管之间连通有带控制阀Ⅴ的切换管线Ⅱ，且切换管线Ⅱ的两端连接在两根排气管上控制阀Ⅱ与碳分子筛吸附器之间的位置上。
本实用新型中，所述排空管连接在进气管上控制阀Ⅰ与碳分子筛吸附器之间的位置上。
本实用新型中，所述排气支管和进气支管上均设置有控制阀。
本实用新型中，所述氮气管线上设置有压力控制阀，从而在超出设定压力后打开阀门进行放气。
本实用新型中，所述制氮单元的数量至少为4组，当然也可以为8组或6组等偶数组。
本实用新型中的各阀门由PLC统一进行远程控制，从而使不同制氮单元中的不同碳分子筛吸附器处于不同的状态，这样使得整个系统能够连续产生氮气。
有益效果：本实用新型通过将两个碳分子筛吸附器并列与若干个控制阀组合形成一个制氮单元，并通过控制这两个碳分子筛吸附器处于不同的流程，而后再将若干个制氮单元并联设置，从而形成了吸附制氮系统的主体，这样当经过冷却除湿、粉尘过滤的压缩空气进入到这些不同的制氮单元中时，会连续不断的制造出氮气，提高了制氮效率，而且产生的氮气更加平稳，从而满足PTA装置的使用需求。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为一组制氮单元的结构示意图；
附图标记：1、压缩空气管线，2、预冷器，3、过滤器，4、空气稳压缓冲器，5、进气总管，6、制氮单元，7、排气总管，8、缓冲罐，9、压力控制阀，10、氮气管线，11、排气支管，12、碳分子筛吸附器，1201、排气管，1202、控制阀Ⅱ，1203、进气管，1204、控制阀Ⅰ，1205、排空管，1206、控制阀Ⅲ，13、进气支管，14、切换管线Ⅰ，1401、控制阀Ⅳ，15、切换管线Ⅱ，1501、控制阀Ⅴ。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的阐述。
如图1和2所示，一种变压吸附制粗氮系统，包括预冷器2、过滤器3、空气稳压缓冲器4、缓冲罐8和若干组制氮单元6，其中，空气经压缩空气管线1进入到预冷器2内进行降温，以脱出其内的水气，而后再送入到过滤器3内去除其中的粉尘，再经空气稳压缓冲器4缓冲通过进气总管5送入到制氮单元6中制取氮气，制取的氮气经排气总管7送入到缓冲罐8中，进而由氮气管线10排出，所述的若干组制氮单元6并列设置，每组制氮单元6包括两个并列设置的碳分子筛吸附器12，每个碳分子筛吸附器12上均设置有进气管1203和排气管1201，且在进气管1203和排气管1201上分别设置有控制阀Ⅰ1204和控制阀Ⅱ1202，两个碳分子筛吸附器12的进气管1203均通过同一根进气支管13与进气总管5连通，两个碳分子筛吸附器12的排气管1201均通过同一根排气支管11与排气总管7连通；在两个碳分子筛吸附器12的进气管1203上均设置有带控制阀Ⅲ1206的排空管1205。
本实用新型中，所述每组制氮单元6中两个碳分子筛吸附器12上的进气管1203之间连通有带控制阀Ⅳ1401的切换管线Ⅰ14，且切换管线Ⅰ14的两端连接在两根进气管1203上控制阀Ⅰ1204与碳分子筛吸附器12之间的位置上；所述每组制氮单元6中两个碳分子筛吸附器12上的排气管1201之间连通有带控制阀Ⅴ1501的切换管线Ⅱ15，且切换管线Ⅱ15的两端连接在两根排气管1201上控制阀Ⅱ1202与碳分子筛吸附器12之间的位置上。
本实用新型中，所述排空管1205连接在进气管1203上控制阀Ⅰ1204与碳分子筛吸附器12之间的位置上。
本实用新型中，所述排气支管11和进气支管13上均设置有控制阀。
本实用新型中，所述氮气管线10上设置有压力控制阀9，从而在超出设定压力后打开阀门进行放气。
本实用新型中，所述制氮单元6的数量至少为4组，当然也可以为8组或6组等偶数组。
本实用新型的工作流程为：压缩空气首先经压缩空气管线1进入预冷器2，压缩空气进入预冷器后，预冷器的工作原理为：先在热交热器内与被干燥排出的空气进行热交换，再进入蒸发器，被降温至10℃左右，空气中大部分水分被冷凝，由水分离器分离游离水，由自动排除器排出，除水后的空气由热交换管间排出到预冷器2外部，而后经过滤器3进一步除油、除尘，再进入空气稳压缓冲器4中（实际上可以用缓冲罐来代替，其作用是将空气稳压缓冲），作为变压吸附制氮的原料气，满足变压吸附长期运行的需要。
本实用新型中的各阀门由PLC统一进行远程控制，从而使不同制氮单元中的不同碳分子筛吸附器处于不同的状态，这样使得整个系统能够连续产生氮气。
为了便于PLC统一控制，本实用新型中的控制阀均采用快速气动切断阀；本实用新型的制氮单元6为多组，这些制氮单元6可以同时生产，也可以根据用气需要分别开启其中几组。每组制氮单元6的二个碳分子筛吸附器12由若干快速气动切断阀按设定的时间顺序启闭，使压缩空气在碳分子筛床内依次完成的吸附制气、放气、冲洗、均压、二次均压、充气等过程，从而连续生产制得粗氮。快速气动切断阀的启闭，由配套的电磁阀根据PLC设定的时间程序控制快速切断气缸气源的通断来完成，多组制氮单元6同时运行时，其切换程序相互错开，使总管的氮气压力、流量更为稳定，供PX、PTA装置事故状态下用氮。
Claims (6)
1.一种变压吸附制粗氮系统，包括预冷器（2）、过滤器（3）、空气稳压缓冲器（4）、缓冲罐（8）和若干组制氮单元（6），其中，空气经压缩空气管线（1）进入到预冷器（2）内进行降温，以脱出其内的水气，而后再送入到过滤器（3）内去除其中的粉尘，再经空气稳压缓冲器（4）缓冲通过进气总管（5）送入到制氮单元（6）中制取氮气，制取的氮气经排气总管（7）送入到缓冲罐（8）中，进而由氮气管线（10）排出，其特征在于：所述的若干组制氮单元（6）并列设置，每组制氮单元（6）包括两个并列设置的碳分子筛吸附器（12），每个碳分子筛吸附器（12）上均设置有进气管（1203）和排气管（1201），且在进气管（1203）和排气管（1201）上分别设置有控制阀Ⅰ（1204）和控制阀Ⅱ（1202），两个碳分子筛吸附器（12）的进气管（1203）均通过同一根进气支管（13）与进气总管（5）连通，两个碳分子筛吸附器（12）的排气管（1201）均通过同一根排气支管（11）与排气总管（7）连通；在两个碳分子筛吸附器（12）的进气管（1203）上均设置有带控制阀Ⅲ（1206）的排空管（1205）。
2.根据权利要求1所述的一种变压吸附制粗氮系统，其特征在于：所述每组制氮单元（6）中两个碳分子筛吸附器（12）上的进气管（1203）之间连通有带控制阀Ⅳ（1401）的切换管线Ⅰ（14），且切换管线Ⅰ（14）的两端连接在两根进气管（1203）上控制阀Ⅰ（1204）与碳分子筛吸附器（12）之间的位置上；所述每组制氮单元（6）中两个碳分子筛吸附器（12）上的排气管（1201）之间连通有带控制阀Ⅴ（1501）的切换管线Ⅱ（15），且切换管线Ⅱ（15）的两端连接在两根排气管（1201）上控制阀Ⅱ（1202）与碳分子筛吸附器（12）之间的位置上。
3.根据权利要求1所述的一种变压吸附制粗氮系统，其特征在于：所述排空管（1205）连接在进气管（1203）上控制阀Ⅰ（1204）与碳分子筛吸附器（12）之间的位置上。
4.根据权利要求1所述的一种变压吸附制粗氮系统，其特征在于：所述排气支管（11）和进气支管（13）上均设置有控制阀。
5.根据权利要求1所述的一种变压吸附制粗氮系统，其特征在于：所述氮气管线（10）上设置有压力控制阀（9）。
6.根据权利要求1所述的一种变压吸附制粗氮系统，其特征在于：所述制氮单元（6）的数量至少为4组。
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