[發明專利]一種空氣分離氧氮氣快速增加壓力氮氣負荷的裝置及方法

有效

• 申請號: 201210255254.9
• 申請日: 2012-07-23
• 公開（公告）號: CN103575064A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 常興路
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 北京宇生知識產權代理事務所(普通合伙) 11116
• 代理人: 倪駿

技術領域

本發明屬于深冷空氣分離氧氣、氮氣領域的一種全低壓外壓縮空氣分離的裝置及方法，具體涉及一種空氣分離氧氮氣快速增加壓力氮氣負荷的裝置及方法。

背景技術

在大型石油化工聯合企業中，眾多生產裝置要用氮氣作為保護性氣體，起到機器密封、罐體置換、輸送物料、加溫再生、設備吹掃等用途；特別是生產裝置突發險情，為避免事故擴大，需要緊急噴氮氣，起到隔離、阻燃、稀釋物料等作用。目前空分裝置通常是通過全低壓低溫分離空氣中的氧氮氣，提供給下游裝置使用，空氣分離裝置的產量負荷一般是固定不變的，即使有負荷變化也需要一定的時間調整；為了適應外部不穩定的氮氣需求，目前一般采取的方法有：一是新建空氣分離裝置時設計生產負荷加大，正常生產情況下留有一定的氮氣放空量，以備應急之需；二是采用外部液氮儲罐汽化系統，需要時進行液氮汽化投入使用。

上述方法基本滿足了生產裝置對氮氣的需求，但是我們也從中不難看出，第一種方法要加大空氣分離裝置氧氮氣產量的設計規模，加大設備的投資，同時平時有很大一部分放空量（畢竟生產裝置大部分時間處于正常運行狀態），自然運行成本增高。第二種方法需要除空氣分離裝置外，需要再配置一套液氮儲罐及液氮汽化系統，也是很大的設備投入以及占用一定的場地，關鍵是目前的液氮汽化系統的投用操作繁瑣，應對設備突發事故時有一定差距，液氮汽化從操作開始到氮氣送出一般要在20分鐘以上。如何減少氮氣放散量，縮短應急氮氣供應時間，減少設備投資，達到空氣分離裝置經濟運行的問題備受關注。

發明內容

本發明的目的在于提供一種空氣分離氧氮氣快速增加壓力氮氣負荷的裝置及方法。

本發明提供的一種空氣分離氧氮氣快速增加壓力氮氣負荷的裝置，包括：

過濾器（1）、壓縮機（2）、常溫水泵（3）、空冷塔（4）、第1個分子篩吸附器（501）、第2個分子篩吸附器（502）、加熱器（6）、低溫水泵（7）、水冷塔（8）、增壓膨脹機（9）、換熱器（10）、主換熱器（11）、下塔（12）、主冷凝蒸發器（14）、過冷液化器（15）、上塔（16）、冷箱（17）、氮壓機（18）、液氮裸罐（13）、第1液氮汽化器、第2液氮汽化器；和

液氮進入或排出液氮裸罐閥門（V0）、水冷塔液氮汽化出口控制閥門（V1）、液氮進入水冷塔控制閥門（V2）、液氮進入空冷塔控制閥門（V3）、下塔頂部氮氣去液氮裸罐閥門（V4）、液氮裸罐頂部汽化氮氣去氮氣取出管道閥門（V5）、過冷液氮進入液氮裸罐閥門（V6）；空冷塔液氮汽化出口控制閥門（V7）、出空冷塔空氣管道（K1）、分子篩凈化后空氣經主換熱器去下塔的空氣管道（K2）、分子篩凈化空氣去增壓膨脹機增壓端的空氣管道（K3）、膨脹空氣去上塔的管道（K4）、出下塔底部液態空氣管道（K5）、出過冷液化器液態空氣去上塔的管道（K6）；和

下塔頂部氮氣管道（D1）、出冷凝蒸發器液氮回下塔管道（D2）、出過冷器后液氮節流去上塔管道（D3）、出過冷器后液氮去液氮裸罐管道（D4）、出上塔頂部氮氣管道（D5）、出主換熱器氮氣管道（D6）、壓力氮氣管網（D7）、液氮裸罐頂部氮氣管道（D8）、液氮裸罐汽化氮氣去氮氣取出管道（D9）、下塔頂部氮氣去液氮裸罐頂部管道（D10）、液氮裸罐底部取出（或進入）管道（D11）、液氮進水冷塔管道（D12）、液氮進空冷塔管道（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

出上塔上部污氮氣管道（W1）、出主換熱器去冷水塔的管道（W2）、出主換熱器污氮氣去分子篩加熱器的管道（W3）、出主換熱器污氮氣去冷吹分子篩的管道（W4）、加溫或冷吹污氮氣出分子篩放大氣的管道（W5）；和

上塔底部氧氣取出管道（Y1）、氧氣出主換熱器的管道（Y2）；和

出過濾器去壓縮機的空氣管道（G1）、出壓縮機去空冷塔的空氣管道（G2）、出增壓膨脹機的增壓端去換熱器的管道（G3）、出主換熱器中部去增壓膨脹機的膨脹端的管道（G4）；和

第1個分子篩吸附器進口控制閥門（F1）、第2個分子篩吸附器進口控制閥門（F2）、第1個分子篩吸附器出口控制閥門（F3）、第2個分子篩吸附器出口控制閥門（F4）、下塔底端引出管道經冷液化器后進入上塔之前的控制閥門（F5）、主冷凝蒸發器引出管道經過冷液化器后進入上塔之前的控制閥門（F6）、主換熱器出口引出管道進入水冷塔底部之前的控制閥門（F7）、上塔底部引出管道經主換熱器進入裝置外部壓縮機之前的控制閥門（F8）。

其中，過濾器（1）的作用是對空氣進行過濾；