一种氧气生产装置的制作方法

1.本实用新型涉及的是一种氧气产品的生产方法及装置，属于低温精馏法分离制氧领域，适用于具有一定压力需求的氧气产品的制取。


背景技术：

2.在钢铁、化工行业经常需要用到1.0mpag和3.0mpag甚至更高压力等级的氧气。在传统的空分工艺中，这股氧气产品通过液氧泵内压缩流程制取，或者是外压缩流程经氧气压缩机制取。
3.对于全内压缩流程，增压机末级排压根据所需氧气产品的压力设定，通常在7.0mpa以上，需要4
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5级压缩，甚至更高的级数，冷箱系统的设计压力提高，板式、阀门、管道等设备成本增加。在实际运行中，如果下游用气参数偏离设计点，增压机的运行效率也将偏离最佳点，运行效率下降运行能耗增加。对于全外压缩流程，由于液体产量受到限制，经济性也随之下降。在这种背景下，需要开发出一种更加灵活，经济性更好，但成本更低的工艺路线。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，通过优化工艺路线，实现不同压力等级的氧气产品的制取。通过本实用新型制取的氧气，由于换热流股的压力匹配性好，主换热器的积分温差从传统4.5
°
c降低到3
°
c，冷损大大降低，因此低压氧气单耗能降低5%以上，且由于设置了增压机，可根据市场需要制取液体，相比外压缩流程而言经济性大大提高。
5.本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：一种氧气生产装置，它包括依次连接的原料空气压缩机、空气冷却塔、纯化器；空分冷箱，所述纯化器与空分冷箱之间通过三路管线连接，其中第一路管线直接连接至空分冷箱，第二路管线通过空气增压机后在通入空分冷箱，第三路管线通过空气增压机后在通过设置在空气增压机后方的膨胀机后通入空分冷箱，并在空分冷箱后方分别设有3管路管线，其中2路管线上分别设有第一氧气增压机和第二氧气增压机，其中第二氧气增压机的压强大于第一氧气增压机。
6.作为优选：所述空分冷箱内设有空分塔、精馏塔，液体泵，其中空分塔内由上塔、板式换热器、下塔组成，通过上塔抽取的氧气直接通向后方管道中，所述精馏塔上塔底部产出的液氧通过液氧泵加压后通入板式换热器中复热。
7.本实用新型是在现有技术基础上进行的改进，通过设计合适的增压机排压，匹配较低压力的氧气，再通过氧气增压机进一步增压至所需压力。此工艺方法可降低冷箱系统的设计压力，增压机的排压降低，运行稳定性提高。同时工艺中可根据需要设置多台膨胀机制冷，液体量具有较宽的调节范围，具有灵活性高，成本低，经济性好等优点。
附图说明
8.图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
9.下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍，如图1所示一种氧气生产装置，它包括依次连接的原料空气压缩机1、空气冷却塔2、纯化器3；空分冷箱5，所述纯化器3与空分冷箱5之间通过三路管线连接，其中第一路管线直接连接至空分冷箱5，第二路管线通过空气增压机4后在通入空分冷箱5，第三路管线通过空气增压机4后在通过设置在空气增压机4后方的膨胀机7后通入空分冷箱5，并在空分冷箱5后方分别设有3管路管线，其中2路管线上分别设有第一氧气增压机6和第二氧气增压机8，其中第二氧气增压机的压强大于第一氧气增压机。
10.所述空分冷箱5内设有空分塔、精馏塔，液体泵，其中空分塔内由上塔、板式换热器、下塔组成，通过上塔抽取的氧气直接通向后方管道中，所述精馏塔上塔底部产出的液氧通过液氧泵加压后通入板式换热器中复热。
11.一种氧气生产方法为：
12.步骤1:原料空气10经过过滤后被原料空气压缩机1压缩到0.45mpa；
13.步骤2:进入空气冷却塔2冷却到10度，后经纯化器3净化；
14.步骤3:一部分直接进入主空分冷箱5，其余空气经空气增压机4增压后分为两股。一股增压空气经主空分冷箱5中的板式换热器冷却后，进入主冷箱5中，一股增压空气经膨胀增压机进一步增压后进入板式换热器，冷却到一定温度后经膨胀机膨胀后进入主空分冷箱5中，获得低压氧气11。步骤4: 低压氧气11在经过主空分冷箱精馏上塔低部产出液氧产品，经液氧泵加压后送入板式换热器复热。可以部分或全部进入氧气增压机6增压后制取中压氧气12或高压氧气13。
15.本实用新型设有一空气增压机和一主空分冷箱，从纯化器来的洁净空气一股直接进入主空分冷箱；一股洁净空气经所述空气增压机增压后分为两股；一股洁净空气直接进入相连的主空分冷箱的板式换热器中，经冷却后节流送入所述的主空分冷箱精馏塔；一股洁净空气经膨胀增压机进一步增压冷却后进入主空分冷箱的板式换热器中，经冷却到一定温度后中抽进入膨胀机制冷，膨胀后的空气送入所述的主空分冷箱精馏塔。
16.在该所述的主空分冷箱精馏塔的上塔底部抽出液氧产品，经液氧泵加压至一定压力后送入板式换热器，与所述的增压机后的一定压力的空气进行匹配换热，复热后的氧气再根据需求进入氧气增压机增压，得到所需的中压或高压氧气产品，所述的低压氧气产品压力为0.8mpa，中压氧气压力为2.5mpa，所述的中压氧气样例为从出冷箱的低压氧气经氧气增压机增压后送出。
17.本实用新型的工艺路线能同时生产不同压力等级的氧气。低压氧气由空分冷箱直接制取，其他压力等级的中压或高压氧气由低压氧气增压后制取，采用该氧气生产方法及装置的空分工艺中增压机的排压较传统工艺显著降低，同时流量增加，增压机性能和效率明显提升，通过设置高低温并联膨胀机，增加液体产量，同时降低空分装置的能耗。采用该氧气生产方法及装置的空分工艺中设置了氧气增压机，通过调节氧气增压机的负荷来匹配氧气用量，减少放空。


技术特征：
1.一种氧气生产装置，它包括依次连接的原料空气压缩机（1）、空气冷却塔（2）、纯化器（3）；空分冷箱（5），其特征在于所述纯化器(3)与空分冷箱(5)之间通过三路管线连接，其中第一路管线直接连接至空分冷箱（5），第二路管线通过空气增压机（4）后在通入空分冷箱（5），第三路管线通过空气增压机（4）后在通过设置在空气增压机（4）后方的膨胀机（7）后通入空分冷箱(5)，并在空分冷箱（5）后方分别设有3管路管线，其中2路管线上分别设有第一氧气增压机（6）和第二氧气增压机（8），其中第二氧气增压机的压强大于第一氧气增压机。2.根据权利要求1所述的氧气生产装置，其特征在于所述空分冷箱(5)内设有空分塔、精馏塔，液体泵，其中空分塔内由上塔、板式换热器、下塔组成，通过上塔抽取的氧气直接通向后方管道中，所述精馏塔上塔底部产出的液氧通过液氧泵加压后通入板式换热器中复热。

技术总结
一种氧气生产装置，它包括依次连接的原料空气压缩机、空气冷却塔、纯化器；空分冷箱，所述纯化器与空分冷箱之间通过三路管线连接，其中第一路管线直接连接至空分冷箱，第二路管线通过空气增压机后在通入空分冷箱，第三路管线通过空气增压机后在通过设置在空气增压机后方的膨胀机后通入空分冷箱，并在空分冷箱后方分别设有3管路管线，其中2路管线上分别设有第一氧气增压机和第二氧气增压机，其中第二氧气增压机的压强大于第一氧气增压机，本实用新型可降低冷箱系统的设计压力，增压机的排压降低，运行稳定性提高。运行稳定性提高。运行稳定性提高。


技术研发人员：侯新刚 王继超 徐小芹 袁拥强 薛凤杰 张菁菁 郝少华 刘金伟 梁泰航
受保护的技术使用者：浙江智海化工设备工程有限公司
技术研发日：2020.10.29
技术公布日：2021/9/21