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1、冷能空分项目介绍1、冷能空分装置构成及原料来源本装置主要由空气过滤及压缩系统、空气纯化系统、氧氮氮精储系统、LNG-氮换热系统、低温液体贮存汽化系统、乙二醇循环冷却系统、仪表空气系统、加温解冻置换系统、残液排放系统、槽车快速分析系统等构成。本装置原料为空气,来源于大气。空气经过入口过滤器除去灰尘和机械杂质,通过入口管线进入空压机压缩。2、冷能空分装置特点A、采用乙二醇水溶液作为冷却剂,乙二醇水溶液在LNG-乙二醇换热器(E5001)中被LNG冷却并作为压缩机级间及末级冷却器、润滑油系统、低温氮压机电机及润滑油系统的冷源,充分利用了LNG的高温段冷量。B、采用氮作为与LNG换热的介质,空分系统与
2、LNG-氮液化系统采用压力氮循环传送冷量,循环氮不参与精像,空分系统的安全性能可靠。C、低温氮压机采用中低压分开的配置,即单独设置一台低温低压氮压机(NC4001)将空分系统来的原料氮气压缩到适当压力,再汇合其余压力氮后进入低温中压氮压机(NC4101)的入口,启动及正常操作更加容易,调节范围更大,运行更加稳定。在LNG进料温度偏高而需要降低液氮产量时,可停运低温低压氮压机(NC4001)而只运行低温中压氮压机(NC4101),从而降低了能耗。D、空压机(TClOOl)末级预冷采用间壁式换热,空压机(TClOOl)级间、末级冷却器采用多重疏水装置,避免带水现象,确保后续系统安全,设备数量减少提
3、高了装置可靠性。E、常规液体空分压缩机功率大,采用凉水塔风机空冷换热,循环冷却水在降温的过程中大量蒸发,补充水量32.5Th,循环水排污3Th,并需用添加药剂,增大了对环境的污染,花费水处理药剂费;冷能空分乙二醇水溶液封闭循环,几乎不消耗工艺水,检修通过收集、过滤回收,几乎无工艺排污。2、冷能空分装置节能措施A、乙二醇水溶液循环冷却系统取代传统的循环水系统,可使压缩机级间及末级冷却器的排气温度更低,能耗更低。同时,乙二醇水溶液还具有配兑容易、溶液不易挥发、使用安全可靠、防腐和防垢等优点。B、采用低温低压氮压机(NC4001),显著增加上塔液氮回流量,氧、氮的提取率升高,原料空气压缩机气量减小,
4、能耗降低。C、LNG液化冷箱板式换热采用两级节流过冷,改善板式换热器温差,LNG利用效率高,能耗比常规流程低。D、LNG液化板式换热器采用高低温分开,过冷段采用国产板式,LNG板式换热器采用进口,大大降低了成本。F、冷能空分采用乙二醇水溶液封闭循环,几乎不消耗工艺水,检修通过收集、过滤回收,几乎无工艺排污。3、冷能空分装置自动控制水平A、根据工艺要求和装置的特点全厂设置一个集中控制室,采用一套DCS对装置内各工艺生产设备的主要工艺参数如温度、压力、流量、液位及气体成分等进行集中控制、监视、操作和管理。原料空压机、低温低压氮压机、低温中压氮压机的仪表和控制系统由设备供货商成套提供,成套控制系统通
5、过通讯接口与DCS通讯。B、为便于操作人员对全厂进行集中监控,各装置不再设就地操作室,所有集中检测信号均引入DCS。C、为保证产品质量,采用在线分析仪表系统对生产中的关键部分的氧气、氮气、氨气等含量进行采样分析,在线分析的工艺参数引入DCS系统,进行显示、记录、报警等处理。4、工艺原理1.NG冷能空分装置是一套利用LNG冷能与空分系统相结合的装置,即充分利用LNG气化时所释放的巨大冷量,再根据空气中各组分的沸点的不同,将液化空气以精微的方式分离从而生产出液氮、液氧、液氮等空分液体产品,是本工艺的基本原理。5、工艺流程说明冷能空分是一套利用LNG冷能,采用常温分子筛吸附纯化、规整填料塔无氢制氧的
6、液体空分装置,该装置工艺流程如下所述:原料工艺空气经吸入口吸入,进入空气过滤器(AFlOOl),滤去尘埃和机械杂质,并经入口消音器,进入离心式空气压缩机(TClOOl)进行压缩,压缩后的空气经过末级冷却器冷却后送至空气纯化系统,压缩机级间及末级冷却的冷却介质为乙二醇水溶液。空气纯化系统作用是吸附水分、二氧化碳及部分碳氢化合物,纯化系统中的吸附器(MS120A/B)由两台立式容器组成,两台吸附容器采用双层床结构,底部为活性氧化铝,上部为分子筛,当一台运行时,另一台再生;再生气源为冷箱送出并经加热器加热后的污氮。加热器采用电加热器(EH1201),总放空消音器(SL1201)采用混凝土结构,中间放
7、置消音元件。出空气纯化系统的洁净工艺空气进入冷箱内的主换热器(E0001),被返流出来的气体冷却至接近液化温度后进入下塔的底部,参与下塔精储。在下塔(COOOI)中,上升气体与下流液体充分接触,经过传热传质后,上升气体中氮的浓度逐渐增加,下降液体中的氧含量逐渐增加。在下塔(CoOOl)顶部获得压力氮气,小部分压力氮气抽出作为纯氧蒸发器(K0703)热源;一部分压力氮气抽出进入液氮-氮换热器(EOO03)中与来自LNG冷箱的压力液氮换热并被液化后返回下塔(COOOI)顶部,从而完成冷量的传递;其余氮气进入冷凝蒸发器(KOOOI)被冷凝成液氮,液氮除部分作为下塔(COOOI)回流液外,其余全部经液
8、空液氮过冷器(EOOO2)过冷并节流后送入上塔(COO02)顶部作为上塔(COoo2)回流液,参与上塔(Cooo2)精储。在氮气冷凝的同时,冷凝蒸发器(KOOOI)中的液氧得到汽化,作为上塔(COo02)精馈的上升气。在下塔(CoO(三)底部产生的富氧液空也经过液空液氮过冷器(EOOO2)过冷并节流后送入上塔(COoO2)中部参与上塔(COOo2)精微。经过上塔(C0002)的精储,在上塔(C0002)中可获得低压氮气、污氮、氧。由上塔(Cooo2)顶部抽出少量液氮,作为产品液氮送出冷箱。由冷凝蒸发器(KOO(三)底部抽出液氧,经液空液氮过冷器(EOoo2)过冷后作为产品液氧送出冷箱。由上塔(COO02)顶部获得低压纯氮气,经液空液氮过冷器(EOOO2)及主换热器(EOOoI)复热到一定温度后送入低温低压氮压机(NC4001)作为液氮产品的原料氮气,其余低压氮气继续复热到常温去放空。在上塔(CoO02)上部,获得污氮,经液空液氮过冷器(EOoo2)及主换热器(EOOOl)复热后送出冷箱,一部分作为纯化系统的再生用气,其余放空。由LNG-氮换热器(E3001)来的中压液氮经节流并经液空液氮过冷器(Eooo2)过冷,作为产品液氮送出冷箱。