大型国产化空分装置的优化与应用讲解.doc

大型国产化空分装置的优化与应用 鉴 定 资 料 世林化工有限责任公司 二 O 一三年五月 目 录 一、课题背景…………………………………………………1 二、研发的主要内容和目标………………………………..3 三、研发的过程……………………………………………..3 四、技术创新点……………………………………………..4 工 作 报 告 一、课题背景 ? 近年来，随着中国经济持续稳定地增长，冶金行业和化工行业对氧气的需求量大幅度增加，除了需要鼓风即吹入空气之外，还需要供应大量纯度为99%以上的氧气。工业对高纯度氧气的需求，无法直接从自然界直接汲取，在电解法和分离法等制取氧气的方法中，用廉价的空气作为原料气制取高纯度氧气的深度分离法，越来越得到人们的重视和发展。 鄂尔多斯市乌审旗世林化工有限责任公司4×30万吨/年煤制甲醇项目（一期），利用巴彦高勒煤矿的资源，采用西安热工研究院自主开发的两段式干煤粉加压气化技术，利用纯度99.6%以上的氧气与干煤粉发生化学反应生产甲醇原料气。世林化工空分装置的设计生产能力为正常24000N.m3/h，最大28000N.m3/h的氧气，生产26000N.m3/h的低压氮气，满足年产30万吨甲醇的生产能力需要。该空分装置采用深冷法空气分离技术，通过过滤、压缩、冷却、纯化（净化）、热交换、精馏等过程，利用氧气、氮气沸点的不同，把氧气从空气中分离出来，同时副产液氧、液氮等副产品。自2011年10月开始压缩机组试车，2012年5月产出合格的氧氮产品以来，我们发现设计、制造和安装方面存在如下缺陷： 空压机的推力轴承温度设计指标为＜105℃，实际达到109℃， 压力越高导致温度越高，使压缩机不能达到设计负荷。 2、空压机密封气排气管线漏油严重，影响空压机的进气量和运行安全，制约空分装置的氧气产量。 3、增压机机间串气严重，减低了增压机的做功效率，且增压机轴振动过大，末级压力远不能到设计值，使得增压机负荷受到很大的影响。 4、由于纯化器内分子筛吸附效果不好，造成纯化器出口CO2含 量偏高，换热器堵塞，换热效果变差，制约系统高负荷生产。 为提高空分装置的生产能力，促进系统高负荷稳定生产，必须提高空压机打气量，解决增压机机间串气，增大增压机负荷，提高纯化器分子筛吸附效果，才能给分馏系统稳定满负荷运行提供必要的保证，提高企业的经济效益。 二、研发的主要内容和目标 确定研发的内容 降低空压机推力轴承温度，提高空压机的打气量。 解决空压机密封气漏油问题。 解决增压机机间串气严重和轴振动过大的问题。 4、纯化器的优化设计。 5、工艺系统核算与设计。 确定研发的工艺技术指标 1、空压机的推力轴承温度＜105℃，进一步提高空压机打气量。 2、空压机密封气排气管线无漏油。 3、增压机进气量提高，轴振动明显减小，末级压力达到设计值。 4、纯化器出口CO2含量≤0.5ppm。 5、装置氧气生产能力接近或者达到最大设计值28000N.m3/h。 三、研发的过程 本项目改造的目的是利用现有压缩机组、纯化器等设备，通过检修和改造，满足生产需要。改造的内容为空压机各级叶轮级间数据测试和检修，增压机机间密封改造和增压机一级叶轮修复，纯化器内部结构的计算和设计，分子筛的装填，明确分工，分清责任。 1、2012年2月，对空压机推力瓦温度高、密封气管线漏油、增压机机间串气严重等联系沈鼓厂家进行技术交流，讨论解决方案。 2、2012年3月，确定空压机密封气漏油检修方案，利用停车机会进行改造实施。 3、2012年5月，组织车间技术人员，确定分子筛纯化器末期CO2超标的原因，核对纯化器填料填装数量、再生气量、程序时间等。 4、2012年6月，对纯化器程序进行优化，利用停车机会进行程序调试，检查纯化器填料填装情况。 5、2012年7月确定空压机推力瓦温度高技术改造方案并利用停车机会进行改造。 6、2013年3月，联系沈鼓技术人员对增压机机间密封进行改造，同时检查修复增压机一级叶轮。 7、2013年5月，对压缩机组、分馏运行情况等进行检测，完成空分装置考核测试工作。 四、技术创新点 1、空压机级间优化和推力瓦温度高的处理改造。 2、密封气排气漏油的处理改造。 3、增压机机间密封的改造。 4、纯化器的优化和设计。 大型国产化空分装置的优化与应用 技 术 研 究 报 告 世林化工有限责任公司 二 O 一三年五月 目 录 一、项目研究的意义………………………………………..5 二、工艺技术方案研发………………………………………5