【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种利用混合冷剂供冷的空分装置。
技术介绍
1、空气的主要成分是氮和氧，另有部分co2、ar等气体，它们以分子状态存在于空气中，采用低温法将空气进行液化分离提纯，则是利用各组分蒸发温度的不同将空气混合物中的各组分分离，从而获得高纯氮气、高纯氧气、液氮、液氧或一些稀有气体产品。
2、大中型全液体空分装置一般采用高低温双膨胀制冷流程，动设备多，流程复杂。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术中存在的问题，本技术提供一种全新的混合制冷剂提供冷量的全液体空分工艺及装置，流程简单，大幅降低能耗。
2、根据本技术的第一个方面，提供一种利用混合冷剂供冷的空分装置，包括第一压缩机、第二压缩机、三级压缩机、水冷塔、高压精馏塔、低压精馏塔、第一脱水塔、第二脱水塔，主换热器、过冷器，第二换热器、低压精馏塔底部内置换热器、制冷剂缓冲罐、第一气液分离器、第二气液分离器；
3、空气进气管道连接第一压缩机的进口，第一压缩机的出口管道连接水冷塔的下部进口，循环水管道分为两个支路，循环水管道第一支路连接水冷塔的下塔进口（即塔下段进口），循环水管道第二支路连接第二换热器的第一换热通道（与从主换热器引出的污氮进行换热），第二换热器第一换热通道出口管道连接水冷塔的上塔进口（即塔上段进口）；
4、水冷塔顶部出口管道经阀门可切换地连接于第一脱水塔和第二脱水塔的气体入口，第一脱水塔和第二脱水塔为间歇操作吸附塔，其中一个塔在对空气中的杂质进行吸附时，另一个塔由来自精馏系统的
5、第一脱水塔和第二脱水塔的出口管道（设有相应的阀门）汇合成净化空气管路，净化空气管路分支为第一净化空气支路和第二净化空气支路，第一净化空气支路连接主换热器第一换热通道，第一换热通道的出口管路，即低温低压空气管路，连接低压精馏塔的进料口（低压精馏塔t2的进料口位于低压精馏塔的中上部，例如第25-32块塔板位置），第二净化空气支路上设置第二压缩机，第二净化空气支路连接主换热器第二换热通道，第二换热通道的出口管道，即低温高压空气管路，连接高压精馏塔的下部进口；
6、高压精馏塔的底部出口经富氧液空管道连接过冷器第一换热通道，过热器第一换热通道出口管道经第一节流阀后连接于低压精馏塔的一个进口（低压精馏塔的进口位于低压精馏塔的上部，例如第10-20块塔板位置），高压精馏塔上部出口经高纯氮气管道连接位于低压精馏塔底部内置换热器的进口，低压精馏塔底部内置换热器出口管道从低压精馏塔引出后分为第一液氮支路返回高压精馏塔顶部，第二液氮支路连接过冷器第二换热通道，过冷器第二换热通道出口管道分为两路，第一过冷液氮管路经第二节流阀后连接低压精馏塔另一进口（顶部进口），第二过冷液氮管路连接液氮储罐；
7、低压精馏塔从不同塔板位置（例如依次为顶部、上部、中上部、中部、底部）分别引出第一高纯氮气管路、污氮气管路、液氩管路、高纯氧气管路、液氧管路；o2、n2、ar、co2等组分沸点存在差异，沸点不同的物质组成的混合液体在吸收热量而部分蒸发时，低沸点组分将较多的蒸发，而混合蒸汽在放出热量部分冷凝时，高沸点组分将较多的冷凝，通过在多层塔板上不停的蒸发冷凝，达到分离效果，本申请中高纯氮气的氮气纯度通常为＞99.99%，液氩中氩含量通常＞99.999%，液氧中氧含量通常＞99.99%，污氮中氮含量通常84~88%，高纯氧气中氧含量通常＞99.95%，按体积计。
8、进一步地，顶部为第1-3塔板处，优选第1塔板，上部为第12~17塔板处、中上部为第28~36塔板处，中部为第40~50塔板处，底部为第80~85塔板处，优选第82塔板，塔板总数为80~85，优选82。
9、进一步地，第一高纯氮气管路连接过冷器第三换热通道，过冷器第三换热通道出口管路连接主换热器第三换热通道，主换热器第三换热通道出口管道，即第二高纯氮气管路，连接高纯氮气储罐或高纯氮气用户；液氩管路连接液氩储罐或液氩用户；液氧管路送往液氧储罐或液氧用户；污氮气管路连接过冷器第四换热通道，过冷器第四换热通道出口管路连接主换热器第四换热通道，主换热器第四换热通道出口管路分为两路，第一污氮气支路可切换连接第一脱水塔和第二脱水塔的再生气进口（第一脱水塔和第二脱水塔的再生气出口管路连接至厂区放空总管直接放空），第二污氮气支路连接第二换热器第二换热通道（第二换热器第二换热通道出口管路连接至厂区放空总管直接放空），高纯氧气管路连接至主换热器第八换热通道，主换热器第八换热通道出口即高纯氧气管路连接至氧气储罐或氧气用户。
10、进一步地，制冷剂缓冲罐的制冷剂出口管道连接三级压缩机的进口，从压缩机二级（二级是压缩至0.5~1.8mpa压力）引出气液混合制冷剂管路连接第一气液分离器进口，第一气液分离器气相出口管道连接三级压缩机的三级进口，三级压缩机的三级出口通过气液混合物流管道连接第二气液分离器的进口，第二气液分离器气相出口管道连接主换热器第五换热通道，主换热器第五换热通道通过第一冷剂物流管道经第三节流阀连接至主换热器第六换热通道，主换热器第六换热通道出口引出第一混合冷剂物流管道，从第一气液分离器底部引出的第一液相管道和从第二气液分离器底部引出的第二液相管道汇合成混合冷剂总管后连接主换热器第七换热通道，从主换热器第七换热通道的出口引出第二冷剂物流管道，第二冷剂物流管道经第四节流阀后连接至主换热器第八换热通道，主换热器第八换热通道出口引出第二混合冷剂物流管道，第二混合冷剂物流管道与第一混合冷剂物流管道汇合后连接制冷剂缓冲罐进口。制冷剂缓冲罐液相出口管道去往界区外的制冷剂储罐，用于供给冷剂补充物流。
11、进一步地，冷剂补充物流管道与第二混合冷剂物流管道与第一混合冷剂物流管道的汇合管汇合成制冷剂缓冲罐的进料总管。
12、进一步地，第一脱水塔和第二脱水塔的再生气出口管路连接至厂区放空总管直接放空，第二污氮气支路连接第二换热器第二换热通道，第二换热器第二换热通道出口管路连接至厂区放空总管直接放空。
13、根据本技术的第二个方面，提供一种利用混合冷剂供冷的空分工艺，该工艺包括如下步骤：
14、空气净化部分：
15、 空气首先经原料气压缩机压缩至0.05~0.3mpa，进入水冷塔，在下塔与循环水（循环水温度约28~32℃，循环水是由喷头喷射，循环水与空气的体积流量比可为1：80~160（nm³/h）/t）逆流接触，除去大部分的水溶性有害物质如nh3、hcl、so2、no2等，然后在上塔与冷冻水（冷冻水温度约6~30℃，冷冻水由喷头喷射，冷冻水与空气的体积流量比可为1：500~600（nm³/h）/t）进行逆流接触而进行传热传质被冷却至7~30℃，然后进入脱水塔（脱水塔内可装填有市场采购脱水分子筛（3a、4a、5a、13x型等的任意一种或多种）），脱除空气中的水分、co2等；
16、循环水（可来自厂区循环水系统）分为两路，一路直接进入水冷塔下塔，另一路在换热器内与来自低压蒸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用混合冷剂供冷的空分装置，其特征在于，其包括第一压缩机（C1）、第二压缩机（C2）、三级压缩机（C3）、高压精馏塔（T1）、低压精馏塔（T2）、水冷塔（T3）、第一脱水塔（T4）、第二脱水塔（T5），主换热器（E1）、过冷器（E2），第二换热器（E3）、低压精馏塔底部内置换热器（E4）、制冷剂缓冲罐（V1）、第一气液分离器（V2）、第二气液分离器（V3）；
2.根据权利要求1所述的利用混合冷剂供冷的空分装置，其特征在于，第一高纯氮气管路（L16）连接过冷器第三换热通道，过冷器第三换热通道出口管路（L17）连接主换热器（E1）第三换热通道，主换热器第三换热通道出口管道，即第二高纯氮气管路（L18）连接高纯氮气储罐或高纯氮气用户；液氩管路（L19）连接液氩储罐或液氩用户；液氧管路（L20）送往液氧储罐或液氧用户；污氮气管路（L21）连接过冷器（E2）第四换热通道，过冷器第四换热通道出口管路（L22）连接主换热器（E1）第四换热通道，主换热器第四换热通道出口管路（L23）分为两路，第一污氮气支路（L24）可切换连接第一脱水塔（T4）和第二脱水塔（T5）的再生气进口
3.根据权利要求1或2所述的利用混合冷剂供冷的空分装置，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的利用混合冷剂供冷的空分装置，其特征在于，冷剂补充物流管道（L34）与第二混合冷剂物流管道（L46）与第一混合冷剂物流管道（L45）的汇合管（L48）汇合成制冷剂缓冲罐（V1）的进料总管（L35）。
5.根据权利要求1或2所述的利用混合冷剂供冷的空分装置，其特征在于，第一脱水塔（T4）和第二脱水塔（T5）的再生气出口管路（L27）连接至厂区放空总管直接放空，第二污氮气支路（L25）连接第二换热器第二换热通道，第二换热器第二换热通道出口管路（L26）连接至厂区放空总管直接放空。
6.根据权利要求1或2所述的利用混合冷剂供冷的空分装置，其特征在于，依次从顶部、上部、中上部、中部、底部分别引出第一高纯氮气管路（L16）、污氮气管路（L21）、液氩管路（L19）、高纯氧气管路（L51）、液氧管路（L20）。
7.根据权利要求6所述的利用混合冷剂供冷的空分装置，其特征在于，顶部为第1-3塔板处、上部为第12~17塔板处、中上部为第28~36塔板处、中部为第40~50塔板处、底部为第80~85塔板处，塔板总数为80~85。
...【技术特征摘要】
1.一种利用混合冷剂供冷的空分装置，其特征在于，其包括第一压缩机（c1）、第二压缩机（c2）、三级压缩机（c3）、高压精馏塔（t1）、低压精馏塔（t2）、水冷塔（t3）、第一脱水塔（t4）、第二脱水塔（t5），主换热器（e1）、过冷器（e2），第二换热器（e3）、低压精馏塔底部内置换热器（e4）、制冷剂缓冲罐（v1）、第一气液分离器（v2）、第二气液分离器（v3）；
2.根据权利要求1所述的利用混合冷剂供冷的空分装置，其特征在于，第一高纯氮气管路（l16）连接过冷器第三换热通道，过冷器第三换热通道出口管路（l17）连接主换热器（e1）第三换热通道，主换热器第三换热通道出口管道，即第二高纯氮气管路（l18）连接高纯氮气储罐或高纯氮气用户；液氩管路（l19）连接液氩储罐或液氩用户；液氧管路（l20）送往液氧储罐或液氧用户；污氮气管路（l21）连接过冷器（e2）第四换热通道，过冷器第四换热通道出口管路（l22）连接主换热器（e1）第四换热通道，主换热器第四换热通道出口管路（l23）分为两路，第一污氮气支路（l24）可切换连接第一脱水塔（t4）和第二脱水塔（t5）的再生气进口，第二污氮气支路（l25）连接换热器（e3）另一换热通道，高纯氧气管路（l51）连接至主换热器（e1）第八换热通道，主换热器（e1）第八换热通...
【专利技术属性】
技术研发人员：史立杰，于建涛，刘莹，段妮丽，何振勇，堵俊俊，
申请(专利权)人：新地能源工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：
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