大型空分装置低温管道的设计与运用

周博博 华陆工程科技有限责任公司 西安 710065

某70000m3/h空分装置采用低温精馏法分离空气，即通过压缩、膨胀和降温，直至空气液化。因为氧、氮、氩汽化温度(沸点)不同(在标准大气压下，氧的沸点为-183℃，氮的沸点为-196℃，氩的沸点为-186℃)，所以可利用沸点低的介质更容易汽化这个特性，实现氧、氮、氩的分离。空分装置为超低温环境，相关管道需要采取保冷措施。

珠光砂是一种多孔结构、白色、粒状松散的材料，具有容量小、导热系数低、化学稳定性好、不燃、无毒、无味、吸音等特性，具有良好的超低温保冷性能，上述装置冷箱内的低温管道采用珠光砂作为保冷材料。

真空绝热管道于1951年由彼得逊(Peterson)发明，其绝热空间抽到低于1×10-3Pa的负压下，它是目前效率最高的一种绝热形式。自20世纪50年代以来，真空绝热管道在真空隔热和超导技术上开始应用，而后广泛用于各种低温液体储存和运输等低温领域中[1]，上述装置冷箱外管道采用真空绝热管道保冷。

1 某70000m3/h空分装置的工艺流程

1.1 冷箱内空气的精馏流程

该装置流程示意图见图1。经分子筛净化后的干燥洁净空气进入空气压缩机增压后进入冷箱，随后分为两股，第一股进入气体膨胀机增压端进一步增压，后经过高压板式换热器冷凝为-196℃的液化空气，再通过液体膨胀机进入氮塔。另一股经气体膨胀机进行膨胀，进入高压板式换热器，而后进入氮塔，经氮塔精馏后，富氧液化空气进入下塔，氮塔顶部的高纯液氮通过管路引入到主……