本实用新型专利技术涉及一种制取高纯氧气的空分装置，包括主精馏塔，主精馏塔包括上塔、主冷凝蒸发器以及下塔，上塔连通有成品氧气输送总管和副精馏塔，成品氧气输送总管设有第一在线色谱仪和第一调节阀，成品氧气输送总管上设有成品氧气输送支管，成品氧气输送支管上设有第二调节阀，副精馏塔包括冷凝器、塔身和蒸发器，主冷凝蒸发器和冷凝器通过第一液氮输送支管相连通，蒸发器的热源通道和下塔通过高压氮气输送支管相连通，塔身上设有高纯氧气输送管，高纯氧气输送管上设有第二在线色谱仪。能够同时供给一般工业氧气和高纯氧气并且利用主精馏塔产出的氧气作为高纯氧气精馏的原料从而节省能耗。本实用新型专利技术调节、使用方便，具有广泛的市场前景。市场前景。市场前景。
【技术实现步骤摘要】
一种制取高纯氧气的空分装置
[0001]本技术涉及制取氧气的空分设备领域，具体涉及一种制取高纯氧气的空分装置。
技术介绍
[0002]高纯氧用于二氧化硅的化学气相沉积；作为氧化源与产生高纯水的反应剂；干法氧化；与四氟化碳混合，用于等离子刻蚀。氧的主要用途源于它能维持生命和助燃性质；在冶金工业中有广泛应用。还可用于水质处理。所有的氧化反应和燃烧过程都需要氧，例如炼钢时除硫、磷等杂质，氧和乙炔混合气燃烧时温度高达3500℃，用于钢铁的焊接和切割。玻璃制造、水泥生产、矿物焙烧、烃类加工都需要氧。液氧还用作火箭燃料，它比其他燃料更便宜。大部分商品氧都是由空气分离制造的，即将空气液化后经精馏提纯。也可采用低温全精馏法。少量氧采用电解氧为原料，经催化脱氢可制取纯度为99.99％以上的高纯氧。其他纯化方法有变压吸附法和膜分离法。
[0003]现有的常规的空分装置是可以满足一类工业氧气的供给需求的，根据GB/T3863
‑
2008《工业氧》中的要求，一类工业氧气的氧含量要求大于99.5％。现有的空分精馏装置的氧氮分离的精馏过程主要是由空分精馏装置中的主精馏塔进行实现的，主精馏塔包括从上至下依次设置的上塔、主冷凝蒸发器和下塔，在在上塔塔顶产出工业用氮气，分离空气所产生的杂质气体则通过上塔上的污氮管进行输送，上塔塔底则产出工业氧气气。对于同时具备一般工业氧气和高纯氧气的目标客户群体。因为以现在的工艺条件产出的工业氧气通常是大于99.9％的，但是这种工业氧气中会附带有微量的甲烷和二氧化碳，并且该微量的甲烷和二氧化碳是能够伴随大量氧气的相态变化而进行相应的相态变化的从而形成99.9％的工业氧气或者99.9％工业液氧，99.9％的工业氧气或者99.9％工业液氧去除该部分杂质只能考虑增加理论塔板数通过精馏的方式才能得到99.99％的高纯氧，但是高纯氧的一般用途工业氧气一般是可以替代的，除非是特殊工艺需求要求是大于99.99％的高纯氧气才可实施，一般工业氧气才不可替代高纯氧，这也导致了高纯氧气通常相对于一般工业氧气需求量小而且呈现间歇性需求，而对于一般工业氧气的需求是大量的持续性需求。
[0004]现有的工艺中提供氧氮分离功能空分装置是空分系统中的主精馏塔，所述的主精馏塔包括上塔、主冷凝蒸发器以及下塔，通过增加上塔高度进而增加上塔的理论塔板数是可以实现同时向目标用户供给一般工业氧气和高纯氧气的需求的，但是这无疑会增加企业前期投资并且由于上塔增高后给前期设备安装带来更多困难，并且增加上塔高度后，会改变氮氧分离主体体系的工艺，在不需求高纯氧的阶段中依然需要通过上塔的所有理论塔板，在不需求高纯氧中依然需求相应的能量供给。现有工艺中是有利用普通成品液氧进行精馏将其内含有的微量甲烷和二氧化碳去除从而产出高纯氧气，并且在精馏过程中不会引起氮氧分离的主工艺的进行，并且现实工艺中有大范围应用，但是液氧毕竟是高价值产物，其原因则是在液氧液化过程中耗能是巨大的并且在主工艺中已经支付了一次能量成本，而在液氧的精馏过程中需要将液氧从新汽化完成精馏，在精馏过程中则需要第二次支付能量
成本，因此，现有工艺中针对于产出高纯氧气仍存在改进空间。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的不足，本技术提供一种能够同时供给一般工业氧气和高纯氧气并且利用主精馏塔产出的氧气作为高纯氧气精馏的原料从而节省能耗的制取高纯氧气的空分装置，用于克服现有技术中缺陷。
[0006]本技术采用的技术方案为：一种制取高纯氧气的空分装置，包括主精馏塔，所述的主精馏塔从上至下依次包括上塔、主冷凝蒸发器以及下塔，所述的上塔上依次连通有成品氧气输送总管和副精馏塔，成品氧气输送总管沿着靠近上塔至远离上塔的方向依次设置有第一在线色谱仪和第一调节阀，第一在线色谱仪和第一调节阀之间的成品氧气输送总管上设置有成品氧气输送支管，成品氧气输送支管上设置有第二调节阀，所述的副精馏塔从上至下依次包括冷凝器、塔身和蒸发器，主冷凝蒸发器和冷凝器的冷源通道通过第一液氮输送支管相连通，蒸发器的热源通道和下塔通过高压氮气输送支管相连通，塔身上设置有高纯氧气输送管，高纯氧气输送管上设置有第二在线色谱仪。
[0007]优选的，所述的主冷凝蒸发器的出口端上设置有液氮输送总管，液氮输送总管上设置有第三调节阀，第三调节阀和主冷凝蒸发器之间的液氮输送总管和下塔之间通过第二液氮输送支管相连通，第二液氮输送支管上设置有第四调节阀，第四调节阀和液氮输送总管之间的第二液氮输送支管和第一液氮输送支管相连通，第一液氮输送支管上设置有第五调节阀。
[0008]优选的，所述的主冷凝蒸发器的进口端和下塔之间设置有高压氮气输送总管，高压氮气输送总管上设置有第六调节阀，第六调节阀和下塔之间设置有高压氮气输送总管和高压氮气输送支管相连通。
[0009]优选的，所述的蒸发器冷源通道的出口端上设置有成品液氧输送管，成品液氧输送管和高纯氧气输送管均分别设置有第七调节阀，成品液氧输送管上设置有第三在线色谱仪。
[0010]优选的，所述的蒸发器的热源通道上以及下塔的底部均分别设置有液位传感器。
[0011]优选的，所述的上塔和下塔之间通过富氧液空输送管相连通，上塔的顶部设置有成品氮气输送总管，成品氮气输送总管和液氮输送总管均分别设置有第四在线色谱仪，第三调节阀和第二液氮输送支管之间的液氮输送总管、成品氮气输送总管以及富氧液空输送管上设置有过冷器，过冷器与第三调节阀之间的液氮输送总管和上塔之间通过第三液氮输送支管相连通，过冷器与上塔之间成品氮气输送总管以及冷凝器冷源通道之间通过成品氮气输送支管相连通，富氧液空输送管、成品氮气输送支管和第三液氮输送支管上均分别设置有第八调节阀。
[0012]优选的，所述的蒸发器热源通道的出口端和上塔之间通过回收氧气输送管相连通，回收氧气输送管和高压氮气输送支管上均分别设置有压力传感器，蒸发器热源通道和上塔之间通过第四液氮输送支管相连通，高压氮气输送支管上安装的压力传感器和下塔之间的高压氮气输送支管上、压力传感器和上塔之间的回收氧气输送管以及第四液氮输送支管上均分别设置有第九调节阀。
[0013]本技术有益效果是：首先，本技术在所述的副精馏塔启动过程中并未过
多的改变所述的主精馏塔的工艺流程，而且作为所述的副精馏塔的原料气为从成品氧气输送总管向外输送的工业氧气，相对于利用液态工业氧作为原料进行精馏产出高纯氧气的模式减少了氧气的相态变化从而降低了能耗。并且本产品能够同时向目标用于输送高纯氧气直接使用而且能够向目标用户输送相对于主精馏塔含量更高的液氧，提高了产品的多样性。并且在向外产出高纯氧的同时仍能够通过成品氧气输送支管向外产出一般工业氧气。
[0014]其次，本技术成品氧气输送总管上设置有第一在线色谱仪便于反馈向外输送的工业氧气的纯度以及便于反馈向所述的副精馏塔输送的作为原料气的组分含量。
[0015]最后，本技术回收氧气输送管和高压氮气输送支管上均分别设置有压力传感器，安装压力传感器便于反馈压力参数。
[0本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制取高纯氧气的空分装置，包括主精馏塔，所述的主精馏塔从上至下依次包括上塔(1)、主冷凝蒸发器(2)以及下塔(3)，其特征在于：所述的上塔(1)上依次连通有成品氧气输送总管(4)和副精馏塔，成品氧气输送总管(4)沿着靠近上塔(1)至远离上塔(1)的方向依次设置有第一在线色谱仪(5)和第一调节阀(6)，第一在线色谱仪(5)和第一调节阀(6)之间的成品氧气输送总管(4)上设置有成品氧气输送支管(7)，成品氧气输送支管(7)上设置有第二调节阀(8)，所述的副精馏塔从上至下依次包括冷凝器(9)、塔身(10)和蒸发器(11)，主冷凝蒸发器(2)和冷凝器(9)的冷源通道通过第一液氮输送支管(12)相连通，蒸发器(11)的热源通道和下塔(3)通过高压氮气输送支管(13)相连通，塔身(10)上设置有高纯氧气输送管(14)，高纯氧气输送管(14)上设置有第二在线色谱仪(15)。2.根据权利要求1所述的制取高纯氧气的空分装置，其特征在于：所述的主冷凝蒸发器(2)的出口端上设置有液氮输送总管(16)，液氮输送总管(16)上设置有第三调节阀(17)，第三调节阀(17)和主冷凝蒸发器(2)之间的液氮输送总管(16)和下塔(3)之间通过第二液氮输送支管(18)相连通，第二液氮输送支管(18)上设置有第四调节阀(19)，第四调节阀(19)和液氮输送总管(16)之间的第二液氮输送支管(18)和第一液氮输送支管(12)相连通，第一液氮输送支管(12)上设置有第五调节阀(20)。3.根据权利要求1所述的制取高纯氧气的空分装置，其特征在于：所述的主冷凝蒸发器(2)的进口端和下塔(3)之间设置有高压氮气输送总管(21)，高压氮气输送总管(21)上设置有第六调节阀(22)，第六调节阀(22)和下塔(3)之间设置有高压氮气输送总管(21)和高压氮气输送支管(13)相连通。4.根据权利要求1所述的制取高纯氧气的空分装置，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙记章，谷春征，司莉粉，
申请(专利权)人：开封黄河空分集团有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。