[实用新型]分馏塔冷量回收装置

说明书

技术领域

本实用新型属于空分装置技术领域，具体来讲是涉及一种分馏塔冷量回收装置。 

背景技术

空分装置运行中，过程中为保证设备运行的安全性，规定每天必须保证主冷液氧的安全排放量，每天排放不低于氧气产量的1％。其中液氧排放量不低于氧气产量的1％，排放量的多少取决于主冷液氧总碳分析数据，一般控制在80ppm以下，如过高则应加大每天的液氧排放量直至总碳含量降至80ppm以下；以2万空分为例，每天需排放液氧6m³，这部分液氧作为液态产品进行销售。 

液氧每天对外排放，会消耗大量的冷量，为保持空分装置的冷量平衡，则需加大膨胀量以补充装置冷量，这部分增加的膨胀量如通过污氮旁通放空则空分氧提取率下降，空分氧能耗指标上升；若进入上塔参加精馏，上塔精馏工况将受到影响，产品氮纯度控制困难，同时，氩馏份抽口处含氮量上升，粗氩塔易发生氮塞，严重制约氩系统的正常稳定生产。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是为了提供一种稳定性好、安全性高，有效提高产量的分馏塔冷量回收装置。 

本实用新型所提出的技术问题是这样解决的：一种分馏塔冷量回收装置，主要包括分馏塔主塔、主换热器、增压机和膨胀机，其中分馏塔主塔的上部为分馏塔上塔、下部为分馏塔下塔，分馏塔主塔为主冷液氧； 

所述主换热器上由管道分别连接有产品氧出塔口、污氮出塔口、产品氮出塔口和正流空气进塔口，其中与产品氮出塔口、污氮出塔口和产品氧出塔口相连接的管道经主换热器后分别与分馏塔上塔的顶部、中部、下部三个部位相连 通； 

所述正流空气进塔口分别由两根管道与分馏塔上塔的中上部位以及分馏塔下塔的下部相连通，其中正流空气进塔口与分馏塔下塔的连通管道还连接于主换热器上。 

所述增压机和膨胀机设置于正流空气进塔口与分馏塔上塔相连通的管道上。 

膨胀机制冷是为了保证装置正常运行所需的冷量，膨胀量的大小取决于装置冷损的多少，膨胀量越小上塔精馏工况越稳定，产品单耗越低，氩系统的稳定性越高。 

膨胀机膨胀后的空气进入上塔后是作为热源参加精馏，而最终是通过主换热器进行热交换使冷量通过正流空气进塔参加精馏。 

所述增压机上还设有与主换热器相连通的另一管道，该管道经主换热器后与膨胀机相连通。 

将主冷应对外排放的液氧，在空分装置内部复热后作为产品出塔，减小空分装置的冷量损失，同时，主冷液氧能有效排放，用总碳分析仪进行在线监控。 

本实用新型将液氧改为冷端排放后，液氧冷量被回收，空分装置冷损减小，空分系统膨胀制冷量得以有效降低(机组膨胀量随气温变化可减小10％-20％)，上塔工况进一步稳定，因膨胀量下降，氩系统生产稳定性提高，产量自然上升，以5#机组为例改造后液氩产量由之前的3m³/天提升到5.5m³/天，而且运行稳定可靠。主冷液氧中总碳分析结果显示，含量在40-50ppm之间波动，处于安全运行范围以内。 

附图说明

图1是本实用新型结构示意图； 

其中：1-分馏塔主塔、2-主换热器、3-产品氧出塔口、4-污氮出塔口、5-产品氮出塔口、6-正流空气进塔口、7-增压机、8-膨胀机、9-分馏塔上塔、10-主冷 液氧、11-分馏塔下塔。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。 

如图1所示，一种分馏塔冷量回收装置，主要包括分馏塔主塔1、主换热器2、增压机7和膨胀机8，其中分馏塔主塔1的上部为分馏塔上塔9、下部为分馏塔下塔11，分馏塔主塔1为主冷液氧10；所述主换热器2上由管道分别连接有产品氧出塔口3、污氮出塔口4、产品氮出塔口5和正流空气进塔口6，其中与产品氮出塔口5、污氮出塔口4和产品氧出塔口3相连接的管道经主换热器2后分别与分馏塔上塔9的顶部、中部、下部三个部位相连通；所述正流空气进塔口6分别由两根管道与分馏塔上塔9的中上部位以及分馏塔下塔11的下部相连通，其中正流空气进塔口6与分馏塔下塔11的连通管道还连接于主换热器2上。 

如图1所示，所述增压机7和膨胀机8设置于正流空气进塔口6与分馏塔上塔9相连通的管道上。所述增压机7上还设有与主换热器2相连通的另一管道，该管道经主换热器2后与膨胀机8相连通。 

本实用新型具体实施的工作原理是：利用主冷液氧和产品气氧的温差，将液氧引入产品氧进主换热器之前的总管内进行汽化作为产品气体，经主换热器回收冷量后送出塔外。主冷液氧和产品氧之间存在的压差为主冷液氧液面高度产生的静压力与产品氧抽口压力之间所形成的压差；主冷安装位置在塔内标高为15米，而产品氧进主换热器水平管道塔内标高为0.8米，故主冷液氧与产品氧通道进换热器前存在高度所形成的压差。根据主冷液氧高度和主冷标高计算出主冷液氧底部压力，进而得到主冷底部液氧与产品氧通道压差，根据压差确定液氧进入产品氧进主换热器管道垂直部分最高点点，尽量远离水平管道，利于液氧在产品氧管道中汽化。液氧进入住换热器流量控制应根据产品氧出塔稳定进行判断，主换热器换热效率的好坏决定液氧排放量的大小，故液氧接入管 道通径应为最大通过量(主冷液氧每天安全排放量)的3倍以上，并在液氧管道上加装调节阀，根据产品氧出塔温度来控制液氧排放量的大小，原则上在进塔空气与产品氧出塔温差不扩大的基础上尽量加大液氧排放量。