关于空分装置变氧气量生产的探讨

李忠 崔艳

摘 要 空分装置变氧气量生产对于提升空分装置的应用范围，以及技术的先进行都起到了重要的意义与价值。根据现今技术发展的现状，对空分装置变氧气量生产的原理进行分析，再对空分装置变氧气量生产的可能性进行分析与探究，最终则是针对空分装置变氧气量所产生的负荷调整范围进行了解，从而更好地促使生产的适应性得以提升，保障空分装置的投资回报价值，减少对氧气放散率的技术支持。

关键词 空分装置;氧气量生产;探讨

前言

使用氧气量生产的方式，能够促使空分装置实现较大幅度的负荷调节，从而有效的提升装置对氧气的利用效率，将氧气的分散率有效减少，最终能够达到节能增效的目的。变氧气量生产的工作原理为，在交替的活动中向精馏塔内输入一定数量的液氧或液氮，在精馏塔内进行能量的转换之后，能够产出相应数量的液氮与液氧，从而实现空分装置的变负荷生产。

1空分装置变氧气量生产原理

在对空分装置进行使用时，就是不断交替的向精馏塔内输送液氧，在能量转换之后可以得到相同冷量的液氧，以此来完成空分装置的变负荷生产。在这个发展的过程中，空分装置储存的液氧槽需要作为缓冲，当高峰区域或者是不足时，可以将液氮在泵中注入蒸发器，随后气化增加了氧气的体积。液氮能够将一部分的冷量带入其中，塔内也会相应地使用同量饱和氮气转换成为液态，在此时就会将部分的液氮存储在储存罐中，就会导致顶部的氮气量不断减少。相应的当氧气使用过剩时，所储存的液氮就会由原来的状态转变成为新的状态，就会将相应数量的氧气转换成为液态，可以将液氧储存在主冷凝器中，尽可能减少对氧气的消耗量，这样一来就可以实现空分装置变氧气量的生产[1]。

2空分装置变氧气量生产可行性分析

2.1 减量生产工况

将液氮输入精馏塔时，相应的氧气也会被转化成为液氧，就能够实现减量生产。从生产技术的角度来讲，在液氧使用的周期内液氮的含量充足，就可以有效实现对氧气的减量生产。根据实际的理论结果推算来看，从外界将液氮冷量生产的液氧进行输入，可以有效降低氧气产量有着一定的可行性。但这是在制冷系统相对而言工况比较明确的情况下，对负荷的调整范围与液氮的含量之间有着正比例的关系，所以对于液氮输入量比较明确的情况下，想要对液氧的生产量进行调整，就需要先对负荷进行调整。当生产工况中的氧气量减少后，液氮就会通过上塔回流进入到系统中去，所以使用精馏系统的工况是需要对其进行优化的。当氧气的产量在不断减少，空分装置的性能就可以得到明显的提升，也促使产品提取率得到了提升，如果氮产量在不变的情况之下，氮气中的氧含量就会相应的减少，所以可以保障所得到的氧气产量与纯度[2]。

2.2 增量生产工况

当主冷凝器将输入的部分液氧进行气化之后，就会将带入进去的冷量转换成为相应的氮气，就能够实现氧气的增量生产。在这样的一个生产过程中，氧气的负荷调整范围需要与液氧之间的输入量保持着一定的正相关关系。在增量生产的工况过程中，液氮出现气化主要是通过主冷凝器蒸发所实现的，就会减少对上塔的回流液，但是在一定的程度上也影响了最终的精馏部分，对于上塔回流与氧气负荷都产生了不同程度的影响，最终导致空分装置出现性能下滑。当产品提取的效率发生变化时，对于氩气的提取率也是会受到影响的。将设备的膨胀率调节降低，在一定的程度之上能够降低对液氮的产出，并且同时减小氧气的增量生产工况，对于装置的系统运行会产生一定的影响。为了防止连续的注入液氧导致出现碳氢化合物浓缩的现象，就需要在对进行生产的过程中适当地对液氧进行调整，可以有效避免问题的出现。

3空分装置变氧气量生产负荷的调整范围

在使用空分装置变氧气的生产过程中，对于符合的调整范围怎样确定以及确定的准确性等，都会影响到设备的运行的安全性、稳定性。在对范围进行调整时，需要对用氧量的周期变化特征进行考虑，使用合适的设备提升工作开展的效率，并将其调节在合理的负荷范围之内，降低生产工况中存在的环境压力。当上塔的适应能力在比较确定的情况之下，对膨胀机的调节范围进行提升，就需要对整个设备的负荷调整范围增加。当膨胀机使用的负荷已经确定时，在对负荷范围进行调整时就与上塔的适应能力之间有着直接的关联。从整体的发展来看，当膨胀机实现120%的负荷时，上塔就需要适应110%的负荷变化能力，而此时空分装置需要实现75%的氧气生产需求，在对整体进行负荷调整时需要参照该比例关系进行[3]。

在增量生产的过程中，装置使用的氧气负荷与膨胀机负荷的变化范围、设备本身的适应能力等都有着一定的关系。在对主冷凝器进行使用时，的适应能力往往与设备的性能之间有着密切的关系，可以随着负荷的调整变化将基础的适应能力进行提升。根据相关的研究显示，在施工中膨胀机需要满足80%的负荷时，主冷蒸发器就必须要适应105%的符合要求，而总体的装置在此时就需要承载120%的负荷。通过对研究结论的分析，当使用中膨胀机与主冷蒸发器的设计能够满足相应的要求时，性能出现下降就不再是影响因素，氧气的增量负荷变化范围会进一步的得到扩大。综上所述，在变氧气量的生产过程中，空分装置中的冷量是处在平衡的状态。当减量生产时，液氮的输入主要是从氧气量增加获取的。所以在对空分装置的使用中，调节范围实际上与用氧的周期之间也存在着一定的关联，在定期的时间之内进行增量与减量的工况调换，就能够保障整体的负荷调整范围得以补充[4]。

4结束语

综上所述，经过空分装置变氧气量进行生产的分析论证以及基本原理来看，空分装置变氧气量的生产实际上是切实可行的，但是在使用的时候需要将其调节在合适的范围之内进行适应，避免在使用的过程中出现超负荷运转，保障系统整体的运行稳定性。在对其进行操作的过程中，要对一些变负荷处理过程中出现的比例影响因素进行克服，尤其是在氧气的增量生产环节，要及时地对参数进行调整避免影响设备使用性能。

参考文献

[1] 林阳.一起空分装置主冷碳氢化合物含量超标的分析和处理[J].气体分离，2020（2）：72-73.

[2] 冯光.浅析空分装置高压氧气管道选材原则[J].化工设计，2020， 30（2）：29-30，34.

[3] 侯明霞.空分裝置氧气管道设计问题剖析与优化[J].上海化工， 2018，43（10）：41-44.

[4] 郭艳，武丽娜，陈睿谦，等.煤化工空分装置氧气管道的质量控制要点[J].化工设计通讯，2017，43（11）：10-11，18.