一种双泵内压并带增效塔的空分装置的制作方法

本实用新型涉及深冷空气分离技术领域，具体涉及一种双泵内压并带增效塔的空分装置。

背景技术：

目前的第六代空分工艺流程，主要分内压缩和外压缩两大种类的流程，而内压缩工艺流程又分为带氩与不带氩两种流程，也可分为单泵内压或者双泵内压两种流程。而双泵内压不带氩的流程由于从下塔抽出液氮，被液氮泵增压后经主换热器汽化复热后作为产品送出冷箱，这样导致去上塔的回流液氮减少，上塔的回流比减少，降低了上塔的精馏效果，从而导致整个空分项目的提取降低。

技术实现要素：

为了解决采用双泵内压缩不带氩的空分提取率降低的问题，本实用新型一种双泵内压并带增效塔的空分装置，该装置可以提取上塔中的氩杂质，从而提高整个上塔的提取率。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种双泵内压并带增效塔的空分装置，包括空冷塔、水冷塔、分子筛净化系统、主换热器系统、过冷器、下塔和上塔，还包括增效塔，所述增效塔的顶部设置有粗氩冷凝器，

所述空冷塔下部的进气口通过管线连接自洁式过滤器，空冷塔上部的进水口通过管线连接水冷塔，空冷塔顶部的出气口通过管线连接分子筛净化系统的进气端，分子筛净化系统的出气端通过管线依次连接主换热器系统的进气口和下塔的进气口，

所述下塔的顶部设置有冷凝蒸发器，冷凝蒸发器的液氮出口的管线分为三路，第一路依次连接过冷器的液氮进口和上塔的液氮进口、第二路依次连接主换热器系统的液氮进口并出冷箱、第三路直接连接下塔上部的液氮进口，下塔下部的贫液空出口依次连接过冷器的贫液空进口和上塔的贫液空进口，下塔底部的富氧液空出口连接过冷器的富氧液空进口，过冷器的富氧液空出口的管线分两路分别连接粗氩冷凝器的富氧液空进口和上塔的富氧液空进口；

上塔中下部的氩馏分气出口连接增效塔的氩馏分气进口，上塔顶部的污氮气出口依次连接过冷器的污氮气进口和主换热器系统的污氮气进口，主换热器系统的污氮气出口分别连接分子筛净化系统的污氮气进气口和水冷塔的污氮气进气口；

粗氩冷凝器的污氩气出气口连接主换热器系统的污氩气进气口，然后与水冷塔的污氮气进气管线汇合后进入水冷塔。

进一步的，所述分子筛净化系统包括第一分子筛吸附器、第二分子筛吸附器和电加热器，空冷塔顶部的出气口分别与第一分子筛吸附器底部的进气口和第二分子筛吸附器底部的进气口连接，污氮气出冷箱后到电加热器进口的管线，然后通过电加热器出口到第一分子筛吸附器或者第二分子筛吸附器的出口管线，进入第一分子筛吸附器或第二分子筛吸附器内将其内的分子筛再生，然后通过第一分子筛吸附器或第二分子筛吸附器的进口到消音器的进口管线，将再生气放空。

进一步的，所述主换热器系统包括低压主换热器和高压主换热器。

进一步的，分子筛净化系统出气端管线分两路，一路依次与低压主换热器的进气口和下塔的进气口连接、另一路与空气增压机的进气口连接，空气增压机的出气端分两路，一路依次与高压主换热器的进气口和下塔的进气口连接、另一路依次与膨胀机增压端的进气口、增压机后冷却器的进气口、高压主换热器的进气口、膨胀机膨胀端的进气口和下塔的进气口连接。

进一步的，所述冷凝蒸发器的液氮出口的管线的其中一路依次连接高压主换热器的液氮进口并出冷箱，所述下塔顶部的液氧出口还依次连接液氧泵和高压主换热器的液氧进口。

进一步的，所述过冷器的污氮气出口的管线分两路，其中一路依次连接低压主换热器的污氮气进口和电加热器的污氮气进口，另一路与高压主换热器的污氮气进口和水冷塔的污氮气进口连接。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型在不增加能耗的情况下提高了双泵内压缩空分约3%的提取率。

2、使用本实用新型在上塔中段氩富集的地方抽取气态的氩馏份，通过一台由下塔液空提供冷量的增效塔，将氩馏份中的氩提取出来，这部分氩为污氩气，从而提高上塔氧的提取率。另外，为了不浪费污氩气的低温冷量，在空分的主换热器通道中增加一股通道，将污氩气复热，冷量被主换空气带进冷箱内，复热后的污氩气再进入空分预冷系统的水冷塔，利用污氩气的干燥度降低水温。

附图说明

图1为本实用新型一种双泵内压并带增效塔的空分装置的示意图。

附图中标号为：1为自洁式过滤器，2为空冷塔，3为水冷塔，4为过冷器，5为下塔，6为上塔，7为增效塔，8为粗氩冷凝器，9为空气压缩机组，10为冷却水泵，11为冷水机组，12为第一分子筛吸附器，13为第二分子筛吸附器，14为电加热器，15为低压主换热器，16为高压主换热器，17为空气增压机，18为膨胀机增压端，19为增压机后冷却器，20为膨胀机膨胀端，21为冷凝蒸发器，22为液氧泵，23为消音器，24为液氮泵,25为冷箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种双泵内压并带增效塔的空分装置，包括空冷塔2、水冷塔3、分子筛净化系统、主换热器系统、过冷器4、下塔5和上塔6，还包括增效塔7，所述增效塔7的顶部设置有粗氩冷凝器8，

所述空冷塔2下部的进气口通过管线连接自洁式过滤器1，空冷塔2和自洁式过滤器1之间还设置有空气压缩机组9，空冷塔2上部的进水口通过管线连接水冷塔3，具体的，水冷塔3的出水口依次连接冷却水泵10的进水口、冷水机组11的进水口和空冷塔2的进水口。空冷塔2顶部的出气口通过管线连接分子筛净化系统的进气端，分子筛净化系统的出气端通过管线依次连接主换热器系统的进气口和下塔5的进气口，作为一种具体的实施方式，所述分子筛净化系统包括第一分子筛吸附器12和第二分子筛吸附器13，空冷塔顶部2的出气口分别与第一分子筛吸附器12底部的进气口和第二分子筛吸附器13底部的进气口连接。所述空冷塔2还连接有冷却水泵10，循环水管线分两路，一路连接冷却水泵10进水口，另一路连接水冷塔3的进水口。空冷塔2底部还设置有循环水出口。

所述主换热器系统包括低压主换热器15和高压主换热器16。第一分子筛吸附器12顶部的出气口管线和第二分子筛吸附器13顶部的出气口管线汇合后又分两路，一路依次与低压主换热器15的进气口和下塔5的进气口连接、另一路与空气增压机17的进气口连接，空气增压机17的出气端分两路，一路依次与高压主换热器16的进气口和下塔5的进气口连接、另一路依次与膨胀机增压端18的进气口、增压机后冷却器19的进气口、高压主换热器16的进气口、膨胀机膨胀端20的进气口和下塔5的进气口连接。

所述下塔5的顶部设置有冷凝蒸发器21，即冷凝蒸发器21位于下塔5和上塔6的中间，减少了冷箱25基础的占地面积和冷箱25的大小，另外还减少了冷箱25中的连接管线和焊接接口，进一步降低了泄漏的风险。冷凝蒸发器21的液氮出口的管线分为三路，第一路依次连接过冷器4的液氮进口和上塔6的液氮进口、第二路依次连接主换热器系统的液氮进口并出冷箱25、第三路直接连接下塔5上部的液氮进口。下塔5顶部的液氧出口还依次连接液氧泵22和高压主换热器16的液氧进口。下塔5下部的贫液空出口依次连接过冷器4的贫液空进口和上塔6的贫液空进口，下塔5底部的富氧液空出口连接过冷器4的富氧液空进口，过冷器4的富氧液空出口的管线分两路分别连接粗氩冷凝器8的富氧液空进口和上塔6的富氧液空进口；

上塔6中下部的氩馏分气出口连接增效塔7的氩馏分气进口，上塔6顶部的污氮气出口依次连接过冷器4的污氮气进口和主换热器系统的污氮气进口，所述过冷器4的污氮气出口的管线分两路，其中一路依次连接低压主换热器15的污氮气进口和电加热器14的污氮气进口，另一路与高压主换热器16的污氮气进口和水冷塔3的污氮气进口连接。

粗氩冷凝器8的污氩气出气口连接主换热器系统的污氩气进气口，然后与水冷塔3的污氮气进气管线汇合后进入水冷塔3。在污氮气出冷箱25后污氩气与其汇合，压差大，容易将污氩气排出。

本实施例使用的中压膨胀，液氧和液氮的总产量可以多达10%～20%。

增效塔的顶部是液空被蒸发后的空气出口，增效塔底部为回流氩馏分出口，增效塔中上部的管线是将污氩气送入污氩冷凝器，冷凝下来的污液氩通过管线回流到增效塔，污氩气去主换热器系统复热。

本实用新型工作时，空气首先进入自洁式空气过滤器1，空气在自洁式空气过滤器1中除去灰尘和其它颗粒杂质，然后进入空气压缩机组9，增压后进入空冷塔2。

空气在空冷塔2中冷却，以尽可能降低空气温度减少空气中水含量从而降低分子筛纯化系统的工作负荷，并对空气进行洗涤。循环水管线分为两路，一路的循环水经冷却水泵10增压后送进空冷塔2，将空气冷却到40℃左右，另一路输送的循环水首先在水冷塔3中利用干燥的出分馏塔的污氮气和污氩气进行冷却后被冷却水泵10增压后再进一步由冷水机组11冷却后进入空冷塔2上部，用以进一步将空气冷却到10℃左右。

分子筛纯化系统包括两台分子筛吸附器和一台电加热器14，分子筛吸附器吸附空气中的水份、二氧化碳和一些碳氢化合物，两台分子筛吸附器一台工作，另一台再生。再生气的加热由电加热器14来完成，再生气被消音器23消音后送入大气。来自冷箱25内的常温污氮气作为再生气，首先污氮气出冷箱25到电加热器14进口的管线，进入电加热器14被加热，然后通过电加热器14出口到第一分子筛吸附器12或者第二分子筛吸附器13的出口管线，进入分子筛吸附器内将分子筛吸附器内的分子筛再生，然后通过第一分子筛吸附器12或者第二分子筛吸附器13的进口到消音器23的进口管线，将再生气放空。

出分子筛吸附器的空气分为两股，一部分直接进入低压主换热器15冷却后进入下塔5；另一部分通过空气增压机17进一步压缩，经空气增压机17压缩后的空气又分为两股，一股从空气增压机17适合位置抽出，经过膨胀机增压端18的压缩及增压机后冷却器19的冷却后，再进入高压主换热器16被冷却，然后经膨胀机膨胀端20后进入下塔5，另一股从空气增压机17末级抽出的增压空气送入冷箱25经高压主换热器16冷却后节流进入下塔5。

下塔5中的上升气体通过与回流液氮接触含氮量增加。所需的回流液氮来自下塔5顶部的冷凝蒸发器21，在这里液氧得到蒸发，而气氮得到冷凝。

下塔5从上到下依次产生以下产品：

纯氮气、纯液氮、贫液空和富氧液空。

冷凝蒸发器21的液氮出口排出的纯液氮经过冷器4过冷后分成三股，一股进入上塔6上部作为下塔5中上升气体的回流液，一股节流进入上塔6作为其回流液，一股液氮被液氮泵24增压后经高压主换热器16汽化复热后送出冷箱25。

下塔5底部排出的富氧液空经过冷器4过冷后分成两部分：一部分节流后进入上塔6作为其回流液；其余部分节流后送入增效塔7的粗氩冷凝器8去冷却粗氩。

下塔5下部排出的贫液空经过冷器4过冷节流后进入上塔6作为其回流液。

常压污氮气从上塔6顶部抽出后经过冷器4和高压主换热器16、低压主换热器15复热至设计温度出冷箱25，一股去分子筛纯化系统作为再生气，另一股送到水冷塔3对循环水进行冷却。

从上塔6的中下部抽出氩馏分气送入增效塔7，经增效塔7的精馏可获得含氩95%的污氩气，然后污氩气被低压主换热器15复热后与污氮气汇合后进入水冷塔3对水进行冷却。

以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。