關于空分裝置氧提取率的分析

(1.陜煤榆林化學有限責任公司 陜西 榆林 719000)(2.陜西精益化工有限公司 陜西 榆林 719000)

一、引言

空分裝置是石化、煤化工業(yè)等的重要配套裝置，主要是通過壓縮循環(huán)制冷的方法將空氣變成液態(tài)，再經(jīng)過精餾將液態(tài)空氣逐步分離成高純度的氧、氮、氬產(chǎn)品，用于石化、化工、冶金等生產(chǎn)使用。將空氣中的主要成分氧、氮、氬有效的分離開，變成高純度單一產(chǎn)品，是較困難的。況且將空氣中僅有的20.93%的氧全部分離出來成為所需的氧產(chǎn)品，那更是困難重重。本文就影響空分氧提取率的因素做一討論。

二、氧的提取率

(一)氧提取率的定義

氧提取率是產(chǎn)品氧中的總氧量與進塔加工空氣中的總氧量的比值

式中：φ——氧提取率

Vo2，Vk——氧氣產(chǎn)量和加工空氣里，單位Nm3/h

yo2，yk——產(chǎn)品氧和加工空氣中所含氧的體積分數(shù)，單位%

(二)氧提取率的分析

由定義得：對于一定的地點，空氣中的含氧量基本不變。當進塔空氣量和產(chǎn)品氧純度一定時，氧提取率的高低取決于氧產(chǎn)量的多少。而氧產(chǎn)量的多少，對于全低壓制氧工藝在進氣量一定的條件下，主要取決于污氮氣中含氧的高低。所以，應該努力降低污氮氣中的含氧量，這樣可以多產(chǎn)氧，提高氧提取率。

三、影響空分氧提取率的因素

(一)影響空分氧提取率的因素

由氧提取率的定義得，影響氧提取率主要是污氮氣中的含氧量，及就是氧損。想要提高氧提取率就要降低氧損，那么就要提高分離效率和降低污氮氣中的含氧量。

(二)影響氧提取率因素的分析

1.工況調整

要降低氧損，在污氮氣抽量和裝置分離效率一定的前提下，就要降低污氮氣中的氧，那么就要將氣相中的氧作為重組分更充分地冷凝下來，那么就要增加上塔的下流液及其過冷度。

(1)在V3閥正常工況下開度一定，要增加上塔精餾段的回流比，就要相應的開大污液氮進上塔V2閥，但不能開的過大，以免影響上塔氮氣。

(2)要增加上塔下流液的過冷度，所以設置了過冷器，顧名思義增加液體的過冷度。同時，冷箱里的液體控制閥為角閥，其具有節(jié)流作用，節(jié)流降壓后，局部有汽化，要吸熱，降低液體溫度，也增加過冷度。

2.精餾塔安裝

在污氮氣中氧損一定的前提下，想要提高氧提取率，就要提高裝置的分離效率，那么就要考慮主塔的垂直度和塔體內(nèi)的結構

(1)安裝主塔時只有保證塔體垂直，才能保證各塊塔板有良好的水平度。如果塔體歪斜，塔板就不能保持水平，則塔內(nèi)填料上的液層薄厚不均。液層厚的地方，阻力大，通過的氣體減少；液層薄的地方阻力就小，氣體通過就增多。這樣一來，輕則造成鼓泡不均勻，也就是說有的地方鼓泡，有點地方不鼓泡。在氣體大量通過的地方氣體流速快，氣體接觸時間少，不鼓泡的地方?jīng)]有熱質交換。由于氣、液接觸面積和時間都減少，即傳熱傳質減少，則精餾分離率下降。

(2)篩板塔雖然結構簡單，適應性強，在空分設備中廣泛應用。但是，隨著氣液傳熱傳質技術的發(fā)展，規(guī)整填料效率高、壓降小、持液量小而取代篩板塔。填料塔傳熱傳質交換充分，分離效率高，使產(chǎn)品的提取率提高。

3.精餾原理

由二元溶液的相平衡圖可以看出，壓力愈高，液相飽和線和干飽和蒸汽線之間的距離越窄，即液相與氣相的濃度差越小，兩組分分離愈不容易。因為壓力低時，液體中某一組分的含量與其上方處于相平衡的蒸汽之間同一組分的含量差值大，氣液相濃度差值越大，則氧、氮越易分離，間接可以提高氧提取率。

四、總結

在空分裝置中，影響氧提取率的因素眾多，在此也不一一列舉。在實際操作和運行過程中對各個因素合理調節(jié)，以達到更好的提取較多的產(chǎn)品氣體。由于個人能力有限，有分析不到的地方，請以指導，再細心學習，以達到更好。