2 工艺流程
2 工艺流程总体概述 2.1 空气过滤及压缩
来自大气中的空气经自洁式过滤器 S01101,将空气中大于1卩m的尘埃和机械杂质清除后， 送离心式空气压缩机 K01101，自洁式空气过滤器采用 PLC控制，带自动反吹系统，反吹系统 有时间、压差、时间和压差三种控制程序。
流量约168000Nm/h、常温常压的空气在由电机驱动的单轴离心式空气压缩机 经四级压缩，压力被提升到
3
K01101中,
0.632MPa (A)。温度v 105C后进入空气预冷系统。空气流量由
空压机入口导叶 B011101 的开度来调节， 空压机 K01101 采用 3组内置段间冷却器冷却压缩空 气；并在末级出口还设有一放空阀 BV011121 ，在开车、停车期间，部分空气将由 BV011121 放空，以防止压缩机喘振。
润滑油系统：空压机和增压机共用一个润滑油站
T011101，油系统包括润滑油系统、事故
油系统( 2 个高位油箱和 4 个蓄能器，空压机组和增压机组各 1 个高位油箱， 2 个蓄能器)。 润滑油主要对机组各轴承起润滑、冷却及清洗杂质等作用。
油箱内的润滑油经润滑油泵加压后后送入润滑油冷却器
E-011101A/B 中冷却，经温度调
节阀控制好油温后进入润滑油过滤器 S-011101A/B ，过滤掉油中杂质后进入润滑油总管， 然后 送到各润滑点经机组润滑后返回油箱；润滑油泵出口有一总管压力调节阀，用于调节润滑油 过滤器 S-
011101A/B 出口总管油压。
该油路同时为增压机提供润滑油，在空压机供油总管和增压机供油总管上分别设置有蓄 能器和高位油箱。以保证在主、辅油泵出现故障情况下向空压机、增压机供油，保证压缩机 组的安全。
2.2 空气预冷系统
经空压机压缩后的压力为 0.632MPa( A)、温度v 105C的空气由底部进入空冷塔 内；空冷塔的水分循环冷却水和循环冷冻水两路，进入空冷塔的空气首先经循环冷却水泵
C01201
P01201A/B送至下塔顶部，流量为
452t/h、32C的冷却水洗涤冷却，再经过循环冷冻水泵
温度被降
P01202A/B送至上塔上部流量为 100t/h、8C的冷冻水进行洗涤冷却后由塔顶出来，
至10C送进入分子筛纯化系统。
循环冷却水流量由 V012004 (FIC012002 )控制，空冷塔 C01201下塔的液位由 V012038 (LIC012001 )控制，循环冷却水流量设有高、低流量连锁，当循环冷却水达到联锁值时将自 动启停泵用循环冷却水泵。正常情况下，空冷塔下塔的循环冷却水来自凉水塔，经与空气换 热后再回到凉水塔。但是，在凉水塔加药期间，空冷塔发生液泛、拦液情况下，为防止空气 将大量带水到分子筛纯化系统，此时，必须将循环冷却水的供水切换至新鲜水补水(新鲜水 为补入凉水塔的生产水，来自生产水总管) 。另外，在空冷塔 C01202 的底部有个排污阀
V012043，为确保空冷塔的水质良好，可以定期打开排污阀
空冷塔上部的冷冻水为闭式回路，循环冷冻水流量由
V012043，将部分污水排入地沟。 V012028(FIC012001 )控制，空
冷塔 C01201 上塔的液位由 V012030 (LIC012003 )控制，循环冷冻水流量设有高、低流量连 锁，当循环冷冻水达到联锁值时将自动启停泵用循环冷冻水泵。空冷塔上塔的循环冷冻水来 自水冷塔C01202,经与空气换热后回到水冷塔
C01202。在水冷塔C01202中，循环冷冻水从 顶部向
下喷淋，由冷箱来的污氮、纯低压氮气进行冷却，污氮的量由 V015105(FIC015105) 控 制；水冷塔
C01202 的液位由 LIC012004 控制调节阀 V012033 的补水量来实现的。在水冷塔 C01202 的底部有个
排污阀 V012051 ，为确保水冷塔的水质良好， 可以定期打开排污阀 V012051 ， 将部分污水排入地沟。
由于大部分污氮气用作分子筛纯化器的再生气，且纯低压氮气也是间断送入水冷塔；为 确保出空冷塔的空气温度w
10 C,因此，在循环冷冻水泵出口管路上设置了冰水机组
TI012006在8C左右。
RU01201 ，用以冷冻来自水冷塔的水。冰水机组 RU01201 属离心式高效冷水机组，由烟台美 日提供，
采用环保型制冷剂
R-134a，控制冷冻水进空冷塔的温度
2.3 空气净化
从空冷塔来的温度为 10C的工艺空气自下而上通过吸附器
R01301A/R01301B，除去水
-40C,二氧化
份、二氧化碳及大部分碳氢化合物，要求出分子筛纯化器的工艺空气露点低于
碳含量低于1PPm。工艺空气出分子筛纯化器后分成两股；一股约 62300m3/h的工艺空气经低 压板式换热器 E01502A/B/C/D化热后，温度降至-168C后进入冷箱分馏塔 C01501下塔；另一 股约 102900m3/h 的空气送入空气增压机增压，从增压机的一段出口抽取流量约 压力为1.42Mpa，温度为40C的净化空气送入仪表空气缓冲罐 总管和工厂空气总管。从增压机的二段出口抽取流量约 为40C的净化空气送入透平膨胀机
6000 Nm/h，
T01701，经减压后送仪表空气
3
3
34900 Nm/h，压力为2.87Mpa，温度
0.59Mpa ,
MT01401A/B进行增压膨胀制冷；出膨胀机的
-173 C的冷空气与来自低压板式换热器的低温空气一同进入下塔
3
C01501。增压机末端出口流
量约62000 Nm/h，压力为 7.36Mpa ,温度为 40 C的高压空气直接进入高压板式换热器
E01501A/B/C，与来自冷箱的冷物流换热后，经 C01501 。
V015015阀节流降温至-163 C后送入下塔
纯化系统由两台吸附器 R01301A/R01301B、蒸汽加热器E0301、电加热器E01302等组成； 其中
R01301A/R01301B属卧式筒型三层床径向流吸附器，底层和顶层装填的是① 3?5mm氧
化铝球，装填量为 14.185\台，目的在于除去空气当中的水分；中层装填的是 13X-APG分子 筛，装填量为51.8t/台，目的在于除去空气当中的 CO2、C2H2及其他碳氢化合物。
蒸汽加热器 E01301 属管板式换热器，用于正常操作期间纯化器的再生，它采用
1.0MPa、
3
200 C的低压蒸汽将来自冷箱 0.1MPa、14 C的污氮气加热到165C后作为再生气体，低压蒸汽 的量由 V013051(TIC013008) 控制，再生污氮气量由 V013026(FIC-013001) 控制在 39000Nm/h 左右。一般情
况下，1248KW的电加热器E01302只用于原始开车分子筛高温活化、长期停车 后开车分子筛活化和吸附器带水时的特殊再生，但在系统蒸汽中断或蒸汽加热器出现故障时， 也可以用电加热器 E01302对分子筛纯化器进行再生。在此阶段污氮可加热到
230C。
2.4空气液化及精馏
纯化系统出口的合格空气在低压主换热器 E0502A/B/C/D 中，被从精馏塔下塔 C01501 顶部来的压力氮气和精馏塔上塔 C01502上部来的污氮气对流换热后冷却到 -168 C左右，温度 检测点是 TI-
01501 ，低压板式换热器的热端温差可以通过 V015121A/B/C/D (HIC015121
C01501 底部进
A/B/C/D )进行调节，出低压板式换热器处于临界状态的空气送入精馏塔下塔
行精馏分离。
增压机的二段出口抽取流量约 34900 Nm/h,压力为2.87Mpa，温度为40C的净化空气
3
经透平膨胀机膨胀做功后，出膨胀机的
0.59Mpa , -173C的冷空气与来自低压板式换热器的低 温空
3
气一同进入下塔 C01501。增压机末端出口流量约 62000 Nm/h , 7.36Mpa , 40C的高压空 气直接进入
高压板式换热器 E01501A/B/C ，与来自冷箱的高压液氧、 高压液氮、 低压氮气及部 分污氮气对流换热后，经 V015015阀节流降温至-163C, 0.6MPa后送也入下塔 C01501。
在下塔 C01501 中，空气被初步分离成氮气和富氧液空，氮气沿下塔 C01501 塔体上升， 氧量约为36%，流量约72384 Nm/h , 0.59MPa, -173 C的富氧液空则从分馏塔下塔
3
C01501
底部抽出，依靠自身压力进入冷器 E01503 中，与来自上塔 C01502 的低压氮气和污氮气对流 换热后，温度降至-177 C后分两路；一路约为36048 Nm/h的富氧液空经 V015001调节后，进 入汽液分离器
3
S01503 进行分离，然后以气相及液相的形式分别进入分馏塔上塔 C01502 中部
第三层、第四层填料参与精馏；进入高度不同，其目的是为了提高精馏塔上塔的精馏效率。 液空蒸汽（气相）沿上塔
3
C01502塔体上升，液空（液相）则作为上塔的回流液，参与上塔精
E01505中，为粗氩n C01504的上升
馏。一路约为36335.4 Nm/h的富氧液空进入粗氩冷凝器 蒸汽提供冷源。
中间冷凝蒸发器 E01504位于下塔C01501与上塔C01502之间，是精馏系统的枢纽， 它将
上塔底部的液氧部分蒸发，为上塔提供上升气体；同时将下塔顶部的纯氮气部分冷凝，给下 塔提供回流液体；维持整个精馏过程能顺利进行。下塔为筛板塔，沿下塔
气与下塔 C01501 顶部来的液氮回流液逆向接触，上升的氮气在主冷凝蒸发器
C01501 塔壁上的氮
E01504 中被上
塔的液氧冷凝，最终在下塔 C01501 的顶部得到纯度为 99.99%的液氮；在下塔不断精馏的过 程中， 从下塔上部可获取纯度为 99.99%的压力氮气；从下塔抽取的
20000 Nm/h， 0.45MPa 的
3
压力氮气进入低压板式换热器 E01502A/B/C/D 中，与来自纯化器的空气对流换热，被复热至 37C后作为产品气送出界区。
从下塔 C01501 顶部抽取流量约为 13500 Nm/h 的液氮， 经低温液氮泵 P01502A/B 加压至
3
8.2MPa 后，进入高压板式换热器 E01501A/B/C 中，与来自膨胀机增压端和增压机末级的高压 空气对流
换热，被复热至37 C后作为产品气送出界区。
3
同时，从下塔C01501顶部抽取流量约
为1000 Nm/h的液氮，经过冷器E01503过冷后，作为液氮产品送至低温液氮储槽 T01602中。
冷凝得到的液氮除一部分作为下塔回流液和产品采出外，另一部分由下塔中出来流量约
为35500 Nm3/h , 0.587MPa , -175C的污液氮进入过冷器 E01503中，与与来自上塔 C01502 的低压氮气和污氮气对流换热，
温度降至-177 C后经V015002调节后，进入汽液分离器 S01504
进行分离；然后，同样以气相及液相的形式分别进入分馏塔上塔 C01502中上部第四层、第五
层填料参与精馏； 进入高度不同， 其目的是为了提高精馏塔上塔的精馏效率。 污液氮蒸汽 （气 相）沿上塔 C01502 塔体上升，污液氮（液相）则作为上塔的回流液，参与上塔精馏。
在液氮进上塔 C01502 管线中设置液氮倒灌管线，其目的是为了在开车前，由液氮储槽 T01602提供液氮通过液氮充车泵
P01606加压后送入上塔 C01502作为快速启动冷源，此管线
在平时必须脱开，以避免充车泵 P01606工作时把压力波动传递到上塔。
利用氧气、 氩气、 氮气的液化温度点的不同的特性， 存在于上塔 C01502 底部的液氧中的 氮、氩组分及少许的氧组分的在主冷凝蒸发器
E01504中被蒸发，与来自下塔的液空、污液氮、
液氮逆流接触，在上塔 C01502 完成精馏，通过不断的精馏，在上塔 C01502 底部得到含氧量 > 99.6%的液氧。从上塔
C01502底部抽取流量约为 28660 Nm/h的液氧，经低温液氧泵
3
P01501A/B加压至5.2MPa后，进入高压板式换热器 E01501A/B/C中，与来自膨胀机增压端和 增压机末
级的高压空气对流换热，被复热至
3
37 C后，送至氧气缓冲罐 T01501中。同时，从上 塔
C01502 底部抽取流量约为 500Nm/h 的液氧，经过冷器 E01503 过冷后，作为液氧产品送至 低温液氮
储槽 T01601 中。液氧产品管线设置一支路作为不过冷液氧通道，其目的是为了方便 调节液氧出冷箱温度，防止过冷度过大，在贮槽形成负压，造成事故。
经过进一步的精馏，被主冷凝蒸发器 E01504 蒸发出来的氮、氩组分及少许的氧组分作为 上塔
C01502 的上升气，与来自下塔的富氧液空、污液氮、液氮回流液逆流接触，易被冷凝的 氧、氩组分随回
流液向提馏段移动，不易被冷凝的氮组分就随上升蒸汽汇集到上塔 C01502 塔 顶，得到纯度为 99.99%的氮气。从上塔顶抽取 22000 Nm/h, 0.13Mpa , -194C的低低压氮气 通过过冷器 E01503 与下塔来的富
3
氧液空、污液氮对流换热后，进入高压板式换热器 E01501A/B/C 中，与来自增压机 K1102 和透平膨胀机 MT01401 增压端的高压空气对流换热， 回收冷量后被复热至 37C出冷箱； 送氮气压缩机 K01801压缩至8.2MPa后，作为煤气化的 开车氮气送出空分界区。
未被采出的流量约为 72440 Nm/h , 0.13Mpa , -192 C的污氮气，从上塔 C01502上部抽出 经过
3
冷器E01503，与下塔C01501来的富氧液空、污液氮对流换热后分两路，一路流量约为 30400 Nm/h ,
3
0.12Mpa , -175C进入高压板式换热器
E01501A/B/C 中，与来自增压机 K1102
37 C出冷箱； 送
和透平膨胀机 MT01401增压端的高压空气对流换热，回收冷量后被复热至 水冷塔C01202冷却循环冷冻水。另一路流量约为
3
42040 Nm/h, 0.12Mpa , -175 C进入低压板
回收冷量后被复热至 14C
式换热器E01502A/B/C/D中，与来自分子筛纯化器的空气对流换热， 出冷箱后又分为两路，一路流量约为
3
3
39000 Nm/h的污氮气作为分子筛纯化器的再生气气源；
一路流量约为3040 Nm/h的污氮气送水冷塔 C01202冷却循环冷冻水。
2.5 冷量的制取
冷量平衡对空分生产至关重要，而冷损又必然存在，它包括有液体产品的输出、跑冷以 及主换热器热端温差带来的冷量损失等等，这就要求我们在生产过程中应不断的制取冷量， 以保证空分装置的正常运行；本装置的制冷方式有：膨胀制冷、节流制冷及冰水水机组制冷。
透平膨胀机 MT01401A 为进口膨胀机，由 ACD 公司提供；透平膨胀机 MT01401B 为国 产膨胀机，由杭氧股份有限公司提供。配置方式为一开一备，单台的制冷量约占整个制冷量 的80%;从增压机的二段出口抽取流量约
34900 Nm/h , 2.87Mpa , 40C的净化空气经透平膨
3
胀机入口过滤器 S01401A/B 过滤杂质后，进入透平膨胀机 MT01401A/B 增压端，压缩至 3.99MPa后经增压机后冷却器 E01401A/B冷却至40C后，进入高压板式换热器 E01501A/B/C , 与来自冷箱的高压液氧、高压液氮、低压氮气及部分污氮气进行对流换热，换热后温度降至 -108 C进行透平膨胀机
MT01401A/B膨胀端膨胀制冷；空气膨胀做功后，出膨胀机的0.59Mpa , -173 C的冷空气与来自低压板
式换热器的低温空气一同进入下塔
C01501。
国产透平膨胀机的油系统： 通过润滑油油泵 P01402A/B 将润滑油从油箱 T01401B 中抽出， 经油冷器 E01402B 冷却后进入油过滤器 S01402B 除去油中杂质后送入润滑油总管；油温通过 油冷器
E01402B 冷却水量大小来调节， 总管油压由阀门 V014425A/V014424A 控制在 0.48MPa 以上。润滑油
油泵 P01402A/B出口总管上设有一台囊式蓄油器
T01402B，其目的是为了防止
在润滑油泵出现故障或机组跳车后，向机组内、外轴承短期供油，以防止机组因润滑油中断 而损坏。润滑油油箱内设置了电加热器
E01403B ,目的是在开车期间，对润滑油进行加热。
进口膨胀机的油系统：通过润滑油油泵 P01401A/B 将润滑油从油箱中抽出，经油冷器 E01402A 冷却后进入油过滤器 S01402A 除去油中杂质后送入润滑油总管；油温通过油冷器
E01402B 冷却水量大小来调节， 总管油压由自力式调节阀 PCV014417A 控制在 0.48MPa 以上。 润滑油
油泵 P01401A/B 出口管上各设有一台蓄压器 M01401A/M01402A ，其目的是为了防止在 润滑油泵出现故障或机组跳车后，向机组内、外轴承短期供油，以防止机组因润滑油中断而 损坏。润滑油油箱内也设置了电加热器
E01403A ，目的是在开车期间，对润滑油进行加热。
2.6 氩的精馏
本装置采用先进的无氢制氩流程。从上塔 C01502 提馏段氩富集区(第二层填料与第三 层填料之间)抽取28800Nm/h,0.13MPa,181C,氩含量为9.2%的氩馏分送入粗氩塔I
3
C01501
P01503A/B 的含氩为
底部，首先进行汽液分离；氩馏分蒸汽沿塔壁上升，与来自循环液氩泵
3
99.1%粗液氩逆流接触精馏， 流量约为2981.6 Nm/h , 0.13MPa , -183 C的氩馏分蒸汽从塔顶出
来，进入粗氩塔n C01504 ;上升的氩馏分蒸汽被粗氩冷凝蒸发器
E01505中的富氧液空冷凝，
P01503A/B送
并回流至粗氩塔n C01504塔底，粗氩塔n C01504塔底的粗液氩经循环液氩泵
至粗氩塔I C01501，作为粗氩塔I C01501的回流液；粗氩塔n C01504液位由循环液氩泵 P01503A/B 的回流阀 V015723A/B 调节控制。
从粗氩塔n C01504上部抽取流量约为 900 Nm/h, 0.12MPa, -184C,含氩量》99.6%, 氧含量W
3
0.0001%的粗氩气进入纯氩塔 C01505中继续精馏提纯，流量由阀门 V015705和
V015702 分程调节控制；粗氩气沿塔壁上升，被精氩冷凝器 E01506 中的来自过冷器 E01503 的液氮冷
凝，精氩冷凝器
E01506中液氮被汽化后，送至污氮气总管；被液氮冷凝下来的液氩
又被精氩蒸发器 E01507 中的压力氮气蒸发，精氩蒸发器 E01507 中的压力氮气被冷凝成液氮 回到精馏塔上塔 C01502 ;通过不断的精馏，从纯氩塔C01505中获得纯度为99.999%的纯氩(02 w 1ppm , N2W
2ppm),流量约为850 Nm/h , 0.2MPa , -183 C纯液氩产品作为空分装置的副产 品，送至低温液体真空
3
液氩储槽 T01603 中。在精氩塔 C01505 的顶部，积聚的不凝性气体通 过空浴式换热器 E01508 复热至常温后排放至大气。
2.7产品的输出 2.7.1氧气产品
从氧气缓冲罐出来的高压氧气经过减压阀 V015102 减压至 4.6MPa 后，一部分约为 26860 Nm/h 的氧气送煤气化装置使用；一部分约为
3
1800 Nm/h 的氧气再经过减压阀 V015141 减压
3
至 3.2MPa 后，送老甲醇装置使用。煤气化装置和老甲醇装置故障停车情况下，氧气则通过氧 气放空阀
V015103 减压后送至放空消声塔 SL01501 放空。
2.7.2 事故液氧 在空分装置故障停车或液氧泵故障情况下，为保证老甲醇装置的稳定运行，来自液氧储
槽 T01601 的液氧经过事故液氧泵 P01601 加压至 4.0MPa 后，经水浴式汽化器 E01601 加热至 常温后送至氧气缓冲罐
T01501,经V015102和V015141减压后送出界区。氧气的温度可以通
过调节阀 V016859 控制蒸汽流量，或通过变频器改变事故液氧泵的转速来实现的。
2.7.3 超高压氮气 8.2MPa
冷箱分馏塔来到液氮经液氮泵加压至 空分界区。
8.2MPa后，经过高压板式换热器复热至
37 C后送出
2.7.4 压力氮气 0.45MPa
从分馏塔下塔抽取的 区。
0.45MPa压力氮气，经低压板式换热器复热至
14C后送出空分界
2.7.5 事故液氮 在空分装置故障停车或液氮泵故障情况下，为确保煤气化装置、甲醇装置安全停车，同
时保证向老厂正常供氮， 来自液氮储槽 T01602 的液氮经过事故液氮泵 P01605 加压至 8.20MPa 后经
空分工艺流程描述
