[发明专利]一种空气分离氧氮气快速增加压力氮气负荷的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于深冷空气分离氧气、氮气领域的一种全低压外压缩空气分离的装置及方法，具体涉及一种空气分离氧氮气快速增加压力氮气负荷的装置及方法。

背景技术

在大型石油化工联合企业中，众多生产装置要用氮气作为保护性气体，起到机器密封、罐体置换、输送物料、加温再生、设备吹扫等用途；特别是生产装置突发险情，为避免事故扩大，需要紧急喷氮气，起到隔离、阻燃、稀释物料等作用。目前空分装置通常是通过全低压低温分离空气中的氧氮气，提供给下游装置使用，空气分离装置的产量负荷一般是固定不变的，即使有负荷变化也需要一定的时间调整；为了适应外部不稳定的氮气需求，目前一般采取的方法有：一是新建空气分离装置时设计生产负荷加大，正常生产情况下留有一定的氮气放空量，以备应急之需；二是采用外部液氮储罐汽化系统，需要时进行液氮汽化投入使用。

上述方法基本满足了生产装置对氮气的需求，但是我们也从中不难看出，第一种方法要加大空气分离装置氧氮气产量的设计规模，加大设备的投资，同时平时有很大一部分放空量（毕竟生产装置大部分时间处于正常运行状态），自然运行成本增高。第二种方法需要除空气分离装置外，需要再配置一套液氮储罐及液氮汽化系统，也是很大的设备投入以及占用一定的场地，关键是目前的液氮汽化系统的投用操作繁琐，应对设备突发事故时有一定差距，液氮汽化从操作开始到氮气送出一般要在20分钟以上。如何减少氮气放散量，缩短应急氮气供应时间，减少设备投资，达到空气分离装置经济运行的问题备受关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空气分离氧氮气快速增加压力氮气负荷的装置及方法。

本发明提供的一种空气分离氧氮气快速增加压力氮气负荷的装置，包括：

过滤器（1）、压缩机（2）、常温水泵（3）、空冷塔（4）、第1个分子筛吸附器（501）、第2个分子筛吸附器（502）、加热器（6）、低温水泵（7）、水冷塔（8）、增压膨胀机（9）、换热器（10）、主换热器（11）、下塔（12）、主冷凝蒸发器（14）、过冷液化器（15）、上塔（16）、冷箱（17）、氮压机（18）、液氮裸罐（13）、第1液氮汽化器、第2液氮汽化器；和

液氮进入或排出液氮裸罐阀门（V0）、水冷塔液氮汽化出口控制阀门（V1）、液氮进入水冷塔控制阀门（V2）、液氮进入空冷塔控制阀门（V3）、下塔顶部氮气去液氮裸罐阀门（V4）、液氮裸罐顶部汽化氮气去氮气取出管道阀门（V5）、过冷液氮进入液氮裸罐阀门（V6）；空冷塔液氮汽化出口控制阀门（V7）、出空冷塔空气管道（K1）、分子筛净化后空气经主换热器去下塔的空气管道（K2）、分子筛净化空气去增压膨胀机增压端的空气管道（K3）、膨胀空气去上塔的管道（K4）、出下塔底部液态空气管道（K5）、出过冷液化器液态空气去上塔的管道（K6）；和

下塔顶部氮气管道（D1）、出冷凝蒸发器液氮回下塔管道（D2）、出过冷器后液氮节流去上塔管道（D3）、出过冷器后液氮去液氮裸罐管道（D4）、出上塔顶部氮气管道（D5）、出主换热器氮气管道（D6）、压力氮气管网（D7）、液氮裸罐顶部氮气管道（D8）、液氮裸罐汽化氮气去氮气取出管道（D9）、下塔顶部氮气去液氮裸罐顶部管道（D10）、液氮裸罐底部取出（或进入）管道（D11）、液氮进水冷塔管道（D12）、液氮进空冷塔管道（D13）、水冷塔8液氮汽化出口管道（D14）、空冷塔4液氮汽化出口管道（D15）；和

出上塔上部污氮气管道（W1）、出主换热器去冷水塔的管道（W2）、出主换热器污氮气去分子筛加热器的管道（W3）、出主换热器污氮气去冷吹分子筛的管道（W4）、加温或冷吹污氮气出分子筛放大气的管道（W5）；和

上塔底部氧气取出管道（Y1）、氧气出主换热器的管道（Y2）；和

出过滤器去压缩机的空气管道（G1）、出压缩机去空冷塔的空气管道（G2）、出增压膨胀机的增压端去换热器的管道（G3）、出主换热器中部去增压膨胀机的膨胀端的管道（G4）；和

第1个分子筛吸附器进口控制阀门（F1）、第2个分子筛吸附器进口控制阀门（F2）、第1个分子筛吸附器出口控制阀门（F3）、第2个分子筛吸附器出口控制阀门（F4）、下塔底端引出管道经冷液化器后进入上塔之前的控制阀门（F5）、主冷凝蒸发器引出管道经过冷液化器后进入上塔之前的控制阀门（F6）、主换热器出口引出管道进入水冷塔底部之前的控制阀门（F7）、上塔底部引出管道经主换热器进入装置外部压缩机之前的控制阀门（F8）。

其中，过滤器（1）的作用是对空气进行过滤；