林德工程（杭州）有限公司 0100 PMC 1001.001011524.09.20081110 E03208 Hami 011 of 12 文件名文件名版本版本日期日期项目号项目号章节章节页码页码 第第 1 章章综述综述 1.前言 2 1.1装置性能参数 2 1.2流程描述. 44 1.2.1 概述 44 1.2.2 详细流程描述 44 1.3原理 66 1.3.1 空气组份. 66 1.3.2 空气各组份的化学性质 66 1.3.3 精馏 1010 林德工程（杭州）有限公司 0100 PMC 1001.001011524.09.20081110 E03208 Hami 012 of 12 文件名文件名版本版本日期日期项目号项目号章节章节页码页码 1.前言前言 本操作手册各部分的叙述，是基于 H 状态的第六版工艺流程图而编制的 本装置生产下列产品： 压缩气体：氧气、氮气、仪表空气、工厂空气 液体：液氮、液氧 本装置在性能和设计方面具有如下特征： 产品氧内压缩、产品氮外压缩流程，能耗降至最低 采用高效、多级气体压缩机，并设有级间冷却器，以尽可能接近等温压缩过程 分子筛吸附器采用立式、径向流结构，按最新技术装有高强度分子筛，以吸附空气中 H2O、CO2、C2H2、N2O 等杂质。
主冷凝蒸发器采用浴式结构，温差较小，可有效降低能耗及保证装置的安全运行 低压塔和压力塔迭加，简化了流程，减少了冷箱占地面积，降低了总投资 1.1装置性能参数装置性能参数 工况工况 A：设计工况：设计工况 操作压力 [MPpa] 纯度流量 [Nm3/hr] 产品 1) 操作温度 [℃] 正常 氧气5.303.80~25.63 99.86% O26049,00250 液氧 2) 0.15~0.35-1835 99.86% O27500 液氮 2) 0.13~0.45~-194 ≤10 ppm O2, 99.99% N2 01000 HP-GAN8.20~8810 ppm O2, 99.99% N226,400 MP-GAN5.4~9410 ppm O2, 99.99% N215,000 LP1-GAN1.0~3210 ppm O2, 99.99% N24730 LP2-GAN0.56025.6~101 ≤10 ppm O2, 99.99% N2 340,0600 工况工况 B：最大氧气产量工况：最大氧气产量工况 操作压力 [MPpa] 纯度流量 [Nm3/hr] 产品 1) 操作温度 [℃] 正常 氧气5.303.80~262.14 99.86% O26650,000 液氧 2) 0.15~0.35-1835 99.86% O20 液氮 2) 0.13~0.45~-194 ≤10 ppm O2, 99.99% N2 10000 HP-GAN8.20~8810 ppm O2, 99.99% N226,400 MP-GAN5.4~9410 ppm O2, 99.99% N215,000 林德工程（杭州）有限公司 0100 PMC 1001.001011524.09.20081110 E03208 Hami 013 of 12 文件名文件名版本版本日期日期项目号项目号章节章节页码页码 LP1-GAN1.0~3210 ppm O2, 99.99% N24730 LP2-GAN0.50160~10126.1 ≤10 ppm O2, 99.99% N2 4033,0600 工况工况 C：：70%工况工况 操作压力 [MPpa] 纯度流量 [Nm3/hr] 产品 1) 操作温度 [℃] 正常 氧气5.303.80~25.14 99.68% O23442,000475 液氧 2) ~0.350.15-1835 99.86% O20525 液氮 2) ~0.450.13~-1945 ≤10 ppm O2, 99.99% N2 0700 HP-GAN8.20~9010 ppm O2, 99.99% N218,480 MP-GAN5.4~9610 ppm O2, 99.99% N210,500 LP1-GAN1.0~3210 ppm O2, 99.99% N23,060 LP2-GAN0.6050525.1~108 ≤10 ppm O2, 99.99% N2 128,042000 注： 1） 出空分界区压力(绝压)。
2） 液氧、液氮压力基于冷箱零标高，产量不包括蒸发损失 3） 低压氮产量(设计工况)不包括 300Nm3密封气 林德工程（杭州）有限公司 0100 PMC 1001.001011524.09.20081110 E03208 Hami 014 of 12 文件名文件名版本版本日期日期项目号项目号章节章节页码页码 1.2流程描述流程描述 1.2.1 概述概述 基本原理：根据大气中各种组份沸点的不同，将空气液化后，分离成各种形式的产品其中液 氧产品一部分经由低温液体泵加压至所需压力，并在主换热器中复热后出冷箱，进入氧气管网 如需液氧或液氮用于灌装贮存，在减产的情况下，调整工况，另一部分液氧或液氮经过冷器进 一步冷却后进入液氧或液氮贮槽压力塔顶部气氮分成三部分：一小部分至主换热器复热出冷 箱作为本装置用的密封气，另一部分~0.54MPa(A)低压氮气经另外的换热器复热出冷箱，出冷箱 后有分两股，一股作为低压氮产品送至低压氮管网；另一股经控制阀节流至 0.01MPa(G)作为常 压氮产品由蒸汽轮机驱动的产品氮气压缩机压缩至所需要的压力从冷箱出来的压力氮气经 主换热器冷却后送往循环氮气压缩机入口，在增压之前抽取一部分气体作为密封气。
氮气压缩 机三段出口气体经冷却后抽取一部分作为 LP1GAN 产品送出界区，四段出口气体作为 MPGAN 产品 送出界区，末级出口气体作为 HPGAN 产品送出界区 原料空气主压缩机(MAC)和增压空气压缩氮气循环压缩机(NRC)共同由一台蒸汽轮机驱动主机 是进口用一台大的蒸汽轮机替代两台小蒸汽轮机既可以降低投资费用，也可以节省空间开 车之前，液氮贮槽里的液氮经汽化复温后充入氮气循环压缩机系统 空分装置由以下部分组成： -空气压缩和预冷却系统 -分子筛吸附系统，以去除空气中的水分、二氧化碳以及大部分碳氢化合物 -主换热器，将加工空气冷却至露点附近，同时复热其余产品 -增压空氮气循环压缩机，提供各种规格的氮气产品量，并为高压液氧的汽化提供热源提供工 厂空气及压缩净化后的部分加工空气 制冷设备（增压，包括透平膨胀机），产冷和氨换热器 -精馏系统 内压缩液氧泵 产品氮气压缩机 -液氮贮存、后备系统 -液氧贮存、后备系统 林德供货范围内的各机组（系统）详见本手册第二章 1.2.2 详细流程描述详细流程描述 空气压缩系统空气压缩系统 空气经空气过滤器 09-S1146 过滤，清除掉其中的灰尘及机械杂质。
过滤后的空气由离心式多级 空气压缩机(09-C1161)压缩到所需压力 空气预冷系统和前端净化系统空气预冷系统和前端净化系统 压缩后的空气通过空气冷却塔(09-E2416)直接接触洗涤并冷却，冷却水分两段注入冷却塔在 较低段空气由循环水预冷，在较高段，冷却空气的冷冻水来自蒸发冷却塔(09-E2417)，并经过 冷冻机(09-K2476)进一步冷却 冷却水下降过程中同时也将空气中的可溶性杂质洗涤掉 林德工程（杭州）有限公司 0100 PMC 1001.001011524.09.20081110 E03208 Hami 015 of 12 文件名文件名版本版本日期日期项目号项目号章节章节页码页码 当空气经过两个填满分子筛(LMS K1825)的立式、径向流吸附器(A09-A2626A/B)时，其他的有 害物质如水蒸气、CO2、N2O 以及碳氢化合物被吸附掉吸附器再生气为来自分馏塔的污氮气， 经由蒸汽加热器(09-E2617)加热到再生所需的温度 从分子筛吸附器出来后抽取部分空气作为仪表空气和空气过滤器的反吹用气 换热和产冷换热和产冷 干燥、纯净的空气经过分子筛吸附器(A09-A2626A/B)进入到换热器系列(09-E3116 A-D、09- E3117 A-D、09-E3119)。
主换热器09-E3116A-D 中空气分别和高压液氧、产品压力氮气和污 氮气换热，压力氮气复热出冷箱后由氮气循环压缩机 09-C1461 压缩至所需压力，然后返回至 主换热器蒸发高压液氧 空气分离所需要的绝大多数冷量是由膨胀机得到的氮气循环系统提供的部分净化后的空气送 入空气增压机(C1261)进一步压缩空气增压机分为 2 段：第 1 段的第 1 级出口处抽取 5000Nm3/h 作为气化炉开车用气，其余送给第二级从第二级出来的空气分为两股，一股经膨 胀机增压端(C3420)增压后送入主换热器(E3116 A-D)，冷却后从中部抽出送入膨胀机(X3471)； 另一股经空气增压机的高压段压缩后进入主换热器(E3116 A-D)被压力塔(T3211)来的产品氮气 和高压液氧冷却和冷凝后经节流进入压力塔来自下塔(09-T3211)顶部和膨胀机出口的气氮先 由主换热器复温，然后由氮气循环压缩机(09-C1461)加压，末级出口再由后冷却器(09-E1421) 冷却氮气循环压缩机一段出口(冷却器 09-E1418 后)引一股支流进入膨胀机增压端(09-C3420) 进一步压缩，经冷却器(09-E3421)冷却后进入主换热器(09-E3116A-D)中继续冷却，然后经透平 膨胀机(09-X3471)膨胀后进入分离器(09-D3432)。
在分离器顶部，氮气和来自下塔的压力氮气 汇合，进入主换热器(09-E3116A-D)复热，返回氮气循环压缩机(09-C1461)入口；分离器底部的 液氮被送至上塔(09-T3212)顶部 在污氮气换热器 09-E3117A-D 中，来自上塔的污氮气和空气进行换热污氮气复温后出冷箱， 一部分用来再生分子筛，另一部分则作为冷源送入蒸发冷却塔 09-E2417 中E3116A-D 中的污 氮经复热后也送入 E2417 由于绝热冷损、换热器复热不足损失等的存在，以及部分液体产品的抽取，都需要向空分装置 提供大量的冷量装置的所有冷量，均由阀门的等焓节流以及透平膨胀机 X3471 的等熵膨胀来 提供透平膨胀机 X3471 与增压机 C3420 组装成一体，后者既是前者的制动装置，又可回收能 量用来压缩空气 在换热器 09-E3119 中，来自上塔顶部的低压氮气与空气进行换热氮气复温后出冷箱，一部分 由产品氮气压缩 机 09-C1761 进一步压缩，另一部分进入蒸发冷却塔 09-E2417 冷却循环水 空气分离空气分离 从主换热器底部出来的空气进入下塔(09-T3211)中进行预分离在下塔顶部得到纯氮气，底部 得到富氧液空。
来自下塔(09-T3211)顶部的氮气在冷凝蒸发器(09-E3216)中冷凝成液氮，同时加热蒸发来自上 塔(09-T3212)的液氧来自冷凝蒸发器的液氮为下塔(T3211)提供回流液 来自冷凝蒸发器的液氮一部分为下塔(09-T3211)提供回流液，另一部分经由过冷器(09-E3316) 过冷后作为液氮产品去贮槽(D7331)上塔(09-T3212)的回流液冷凝蒸发器中蒸发的氧气则返回 上塔 分别从下塔（T3211）上部和下部抽取含氧量约为 1.32％的液氮和液空经过冷器（E3316）过 冷后分别送入上塔（T3212）顶部和上部 来自下塔(09-T3211)的富氧液空经由过冷器(09-E3316)冷却后作为氧气的来源进入上塔(09- T3212) 经过最终分离，在上塔(09-T3212)底部得到液氧，顶部得到污氮气 从上塔(09-T3212)出来的污氮气经过过冷器(09-E3316)，交换冷量后经由主换热器(E3116A-D 和 09-E3117A-D)复热离开冷箱部分污氮气用于分子筛再生。