龙源期刊网http://www.qikan.co；浅析空分制氧技术中内压缩流程与外压缩流程优缺点；作者：吴平；来源：《城市建设理论研究》2013年第14期；中图分类号：G267文献标识码：A文章编号：；一、现在空分设备技术的发展；近年来国内外空分设备技术发展迅速，气体应用技术及；国外的空分技术，发展更快，在流程及单元机组上不断；作为空分技术工艺流程上开发的新
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浅析空分制氧技术中内压缩流程与外压缩流程优缺点
作者：吴平
来源：《城市建设理论研究》2013年第14期
中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：
一、现在空分设备技术的发展
近年来国内外空分设备技术发展迅速，气体应用技术及市场发展也很快，空分设备新技术能使气体成本降低，质量提高，因而促进了气体的应用，而气体应用市场的发展也促进了空分技术发展。国内的空分行业，一方面立足自力更生、不断进取，另一方面借鉴国外的先进技术，吸收消化，已有了长足的进步。已从第一代的高低压流程，铝带盘蓄冷器的空分设备发展到第6代规整填料上塔，全精馏制氩的空分设备。
国外的空分技术，发展更快，在流程及单元机组上不断开发新技术，从用户要求（设备规模、气体及液体产品的要求，操作弹性等）及制约因数（电费、资金、可用空间、安全性等）为基础来开发新的流程及机组，对单机及单元设备也不断提高，从而使空分设备的技术经济指标不断提高，氧提取率可达99%以上。
作为空分技术工艺流程上开发的新技术，内压缩工艺流程自1978年问世以来，开始应用于化工系统。发展很快，冶金系统新上和即将建设的制氧机组，如国内宝钢60000m3/h空分即为双泵（氧氮）内增压流程，鞍钢2台35000m3/h，本钢20000m3/h首钢35000m3/h，马钢40000m3/h等项目均采用内压缩流程，目前，空分工艺流程已由单一的外压缩流程，发展到现今的外压缩流程与内压缩流程并存的局面。
二、空分内压缩流程和外压缩流程比较
空分内压缩流程与外压缩流程的区别主要是：产品氧、氮输出的压缩方式不同，以单氧泵内压缩为例：其低压塔液氧由泵压缩至所需压力在主换热器中汽化成气氧送出冷箱至用户管网。而外压缩则是塔内低压氧液体由主换热器汽化后送出冷箱，再由氧压机压至所需压力，送入用户管网。内压缩流程和外压缩流程应取长补短，同时发展，成为更加完善的空分技术。为达到这个目的，将两者进行比较对比是必要的，下面以马钢40000m3/h空分制氧机组为例，从安全性、投资、产液体能力、能耗、占地面积、供氧连续性、操作维护等几个主要环节上对这两种工艺流程进行比较。
1、空分设备的可靠性、安全性
三亿文库包含各类专业文献、行业资料、高等教育、应用写作文书、各类资格考试、生活休闲娱乐、浅析空分制氧技术中内压缩流程与外压缩流程优缺点49等内容。　
　(PsA)和膜分离法是新兴的制氧(氮)方法,其技术 日臻成熟,适用于氧(氮)气...目前空分设备流程主要分为外压缩流程和内压缩流程。 外压缩流程就是空分设备生产... 　因此,空分设备在流程上有外压缩流程和内压缩流程两种形式。 在国内冶金企业有采用外压缩流程的大型制氧机, 也有采用内压缩流程的大型制氧机。 近几 年,随着科学... 　空分制氧技术研究_能源/化工_工程科技_专业资料。分离...一是外压缩流程,即将低温精 馏生产出常压气态氧,...二 是内压缩流程, 通过液氧泵将冷凝器中的液氧抽出... 　摘要:简介了煤化工有限公司三套 51000Nm3/h 内压缩流程空分设备的技术 参数和...外压缩流程与内压缩流程的制氧原理基本是一致的, 其区别在于两种流程的 工艺... 　15000m3/h 内压缩流程空分设备的技术特性和操作 发布时间:6 个月前 广西柳钢 ...(1)分析表 2 中参数,可明确的是:第六代外压缩流程制 氧能耗一般在 0.4... 　万等级空分设备上加大产品技术开发力度,力争在这一...事实上,许多工艺流程在空分设备制出的氧气里面,还会...由于内压缩流程相对于外压缩流程具有操作简便、安全... 　天对制氧技术深入而系统的学习, 使我们对从事的...结构、工作原 理、优缺点等进行对比做了较详细的...3)空分流程:通过外压缩流程和内压缩流程的对比,引... 　空分设备内压缩流程与外... 4页 免费 首套国产化大型中高压内... 4页 免费...天钢28000m^3/h内压缩流... 4页 免费喜欢此文档的还喜欢 空分制氧教材★,... 　低温空气分离装置近十年内在技术上取得了长足进步和...的外压缩流程要高于膨胀空气进下塔的内 压缩流程;...单位制氧+压氧 (P=3.0MPa)能耗≤0.568kwh/m3...煤化＿ｚ－ｆ５套大型空分设备技术交流会论文集
杭氧特大型空分设备的技术现状及进展
（杭州杭氧股份有限公司。杭州东新路９０号，３１０００４）
摘要：文章全面介绍了国内外特大型空分的概况和发展技术水平，分析了杭氧设计制造特大型空分设备在成套技术，流程计算，静态关键设备设计制造技术和对关键转动机械解决方案的现状，最后指出杭氧已在６万等级特大型空分设备上实现了国产化，并且有能力将８—９万等级的特大型空分设备实现国产化。
关键词：特大型空分；ＩＧＣＣ；国内外特大型空分；技术现状；冶金型空分；化工型空分；国产化
随着冶金、化工（石化）和绿色煤电工业（ＩＧＣＣ）的迅速发展，空分设备的需求量越来越大。由于需求的推动，许多新技术应用于空分设备中，使得空分设备的技术发展日新月异，其趋势正朝着产量规模大型化、气体产品压力等级高、液体产品多、产品纯度高、运行成本低、设备操作稳定可靠等方向发展。
我国空分设备行业经过“七五”、“八五”、“九五”这十五年的快速发展，以及与国外著名公司的技术交流与合作，为６万等级空分的国产化打下了良好的基础。杭氧是国内空分行业的龙头企业，通过引进技术，吸收消化，自主创新，国产化攻关，相继开发了２万，３万，４万，５万，６万等级的不同流程型式的空分设备并投入使用，继２００３年１２月与中石化签订两套４万８内压缩流程空分设备后，又在２００４年８月与中原大化签订了５万２内压缩流程空分设备，２００５年１月签订了两套出口的６万内压缩流程空分设备，２００６年３年，杭氧与大唐国际发电股份有限公司签订了三套５万８内压缩流程空分设备，２００６年７月与上海宝钢集团公司签订了６万自增压型外压缩流程空分设备，２００７年３月与神华包头煤化工有限公司签订了四套６万内压缩流程空分设备。这些成绩的取得与我们广大用户的支持是分不开的，今天我们把杭氧在特大型空分设备技术方面所做的工作给大家做个汇报，让我们一起来分享成功的喜悦。
２国内外空分发展概况
２．１国外相关产品与技术发展水平
国外大型空分设备的发展始于５０代初，其发展也经历了一个不断完善的过程，目前其技术已日趋完善，技术经济指标也相当先进。现今能设计、制造３万以上等级空分设备的公司有：法国空气液化公司、德国林德公司、美国空气化工产品公司、日本酸素等。据不完全统计，上述公司已生产了３万等级以上空分设备１００多套，单套最大容量已达每小时１０万立方米（氧）。对于大型化工国产化项目配套的３—６万高压内压缩流程空分设备，在国际上只有法国空气液化公司，德国林德公司，美国空气化工产品公司等少数几家公司有能力生产。
国外３—６万等级空分设备的工艺流程，在七十年代中期，主要采用板翅式切换流程；Ｊｋ十年代中期，主要采用带增压透平膨胀机的常温分子筛净化空分流程，化工用的空分设备主要采用液氧内压缩流程，另外还有调峰型流程等，其设备的容量也不断大型化。进入九十年代，国外３～６万等级的空分设备技术水平又有很大的提高，采用了规整填料塔技术、全精馏制氩技术和变负荷智能型ＤＣＳ集散控制技术等。而内压缩流程以其安全性和可靠性高等优点越来越被客６２
空分设备技术篇
户所接受。装置的成套技术与成套水平也有了长足的发展，同时成套的思路也发生了变化，国外一些著名空分设备制造商对配套部机的要求越来越高，也越来越专业化，如：高效离心透平压缩机、高压多级离心低温液体泵、高压板式换热器、高效中高压带液透平膨胀机等，这些部机技术性能的提高使成套设备的技术性能指标达到了一个新的水平，装置的氧、氮、氩的提取率更高，能耗更低而运行的安全性与可靠性同时得到很大的提高，运转周期延长至二年以上。
目前，国外一些著名空分设备制造商在成套空分设备流程设计计算与优化上采用了各种先进的流程计算软件及流程优化软件，如ＡＳＰＥＮ软件，同时也有各种自行开发的空分专用设计软件。单机设备也采用了先进的性能与结构设计软件，可以说，成套空分的流程设计与优化已经实现了计算机化。
２．２国内相关产品与技术发展水平
国内大型空分设备流程的发展走过了采用高低压铝带蓄冷器流程、全低压石头蓄冷器切换流程、板翅式换热器切换流程、常温分子筛吸附器流程、直到现在采用带增压膨胀机的分子筛净化流程、采用规整填料上塔与全精馏制氩流程、液氧内压缩流程等的发展道路。装置的规模也已发展到了６万等级。
我国的流程设计水平，由于引进了林德技术，购买了先进的流程模拟计算软件，同时通过“七五”、“八五”、“九五”的技术攻关自行开发了一批设计计算软件，因而流程设计技术已由原来的模仿设计发展到目前能根据用户需要，自主开发各种流程的崭新境界。在“九五”末期，杭氧凭借先进的流程开发软件，已开发成功近２０多种不同流程型式的空分设备，这些设备包括：
采用规整填料上塔与全精馏制氩技术的新一代常规外压缩空分设备，其最大规模已达到了６万等级。
采用规整填料上塔与全精馏制氩技术的大型内压缩流程空分设备，其最大规模达到了６万矗，ｈ等级，最高工作压力达到９．７ＭＰａ。
采用规整填料上塔与全精馏制氩技术的大型液体设备，其最大规模达到了８０００Ｎｍ３／ｈ（ＬＯＩＸ）和同时生产７０００Ｎｍ３，ｈ（Ⅲ）。
现在，我们不仅向国内用户提供各种流程的空分设备，同时我们还向国外客户及国内一些外资企业提供设备，如出口印度ＭＥＳＳＥＲ的１．２万三泵内压缩空分设备、出口塞尔维亚的２．１万（两套）空分设备、出口西班牙和波斯尼亚的１．６万空分设备、供南钢ＢＯＣ气体有限公司与云南昆钢ＭＥＳＳＥＲ的１万空分设备、供天津ＢＯＣ的高纯氮与辅助氧内压缩组合式流程空分设备等，而所有这些设备均具有１００％的成功率。由于目前国内空分流程设计技术水平与国外的技术水平基本接近，因而德国ＭＥＳＳＥＲ、英国ＢＯＣ等公司在国内和国际投资项目中已大量采用杭氧设备，这充分证明国内像杭氧这样的空分设备制造商其产品的设计制造技术已经得到了国外著名气体公司的认可。同时我们对近几年从国外引进的大型内压缩空分设备进行了核算，结果证明我们的设计软件是完全可以信赖的，这为我们下一步实现６～８万大型内压缩空分设备的国产化奠定了基础。
４—６万等级特大型成套空分设备的设计制造
２００３年１月１８日，杭州杭氧股份有限公司正式与辽宁北台钢铁有限公司签订了５万（氧）２．３空分设备的订货合同。该成套空分设备采用常温分子筛吸附、增压透平膨胀机、规整填料上下塔和全精馏制氩等先进空分技术，具有液体产品多（是氧产量的１２％）、产品负荷变化范围大（可在５０％～１０５％调节）、能耗低、产品提取率高等特点。该项目已于２００４年６月１４日竣工投产。
２００３年１２月４日，杭氧与中石化湖北化肥和安庆石化签订了两套４万８（氧）内压缩流程空６３
煤化工配套大型空分设备技术交流会论文集
分设备。采用分子筛净化空气，氮气循环增压、氧气产品内压缩、带中压透平膨胀机、氮膨胀循环、规整填料和全精馏制氩工艺流程，两个项目的空分目前已产出合格的氧、氮、氩产品。
２００４年９月２８日，在河南中原大化５万２内压缩空分设备项目的招标中，杭氧与国际品牌公司同台竞争。我们经过大量流程计算和技术方案的优化设计后，最后推荐的流程方案与国外著名公司提供的主体方案完全一致，在经过性能价格比较后，用户毫不犹豫地选择了杭氧。
２００５年３月３１日，杭氧与包头钢铁公司签订了４万冶金型外压缩流程空分设备。采用分子筛净化空气、氧气外压缩、部分氩气内压缩、膨胀空气进上塔流程、采用规整填料上塔和全精馏制氩的工艺流程。该项目目前已经调试出氧，各项指标均达到或超过设计指标。
大唐国际５万８空分设备（三套）是为多伦年产４６万吨煤基烯烃项目配套而建的大型内压缩空分设备项目，煤气化装置对空分装置的可靠性和安全性方面要求非常高。２００６年３月，在大唐国际三套５万８的投标中，杭氧与国际品牌公司同台竞争，我们经过大量流程计算和技术方案的优化设计，并在最后的方案中选择了采用了特殊的节能工艺，推荐的流程方案除主体方案与国外著名公司提供的基本一致外，能耗还比国外公司略低。在经过性能价格比较后，用户毫不犹豫地选择了杭氧。该项目目前正在详细设计中。
宝钢从２００５年初开始了８。制氧机的前期交流和招标活动，宝钢原有５。、６’、７。制氧机均为６万等级空分，均采用了国外公司制造的产品。在历时两年的交流和招标过程中，宝钢通过对杭氧在设计、制造和成套能力上的深入论证，认为杭氧已完全有能力在６万等级空分上与国外公司竞争，最终将８’制氧机的合同交给了杭氧。这是目前在冶金行业上最大的国产化空分项目，也是空分行业的又一个新的里程碑。该成套空分设备采用常温分子筛吸附、氧气自增压流程、增压透平膨胀机、规整填料上塔和全精馏制氩等先进空分技术，具有液体比例大、能耗低、产品提取率高等特点。
神华包头煤制烯烃项目是中国煤炭化工第一个特大型的示范性项目，也是神华集团实现煤炭资源集约化增加产业链具有开拓性的项目之一，该项目将对中国能源安全战略有着重要影响。本项目总配套２４００００Ｎ０／ｈ（０２）空分装置。设置四套空分装置，生产氧气、氮气、工厂空气、仪表空气，同时副产液氮和液氧。项目现场的地址在内蒙古自治区包头市九原区哈林格尔镇工业园区。该项目由于总的制氧量为２４００００Ｎｍ３／ｈ，按照目前世界上可行的方案可以是三套八万空分或四套六万空分。杭氧在充分研究后续煤气化工艺的特点并从装置的互为备用性出发，最终推荐了四套六万空分。而竞争对手则均选择了三套八万空分。这样就使得在相同配置的情况下，杭氧比竞争对手要多一套设备的（主要是空压机、增压机、汽轮机）的投资（当然单套投资稍比八万少）。由于我们的方案正好对应了用户后续汽化炉的特点，最终用户在进行安全性、可靠性和性能价格比较后，毫不犹豫地选择了杭氧。该项目目前正在设计中。
表２列出了了杭氧自行设计制造的拥有独立知识产权的特大型空分设备业绩。
２。３国内大型空分流程和成套技术与国外的主要差距
＞流程的优化设计技术有待进一步研究。目前国内在流程计算方面已有了先进的Ａｓｐｅｎ软件、经典精馏设计软件及自行开发的一批软件，同时也对引进的大型装置作过详细的流程分析，而这也是空分变负荷控制方案的基础，因此流程的优化设计技术需要进一步提高。
＞空分装置的自动化程度需进一步提高。目前国内的空分装置自动变负荷的研究还处于起步阶段，特别是实现自动变负荷相关控制方案和工艺软件包的研究。国内以杭氧为主的空分厂家虽然已列项展开大型空分装置自动变负荷的研究，而且已经找到依托工程，但与国外的差距还是比较大。６４
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