一种空分装置的快速启动方法与流程

本发明涉及空分装置，特别是一种空分装置的快速启动方法。

背景技术：

1、空气分离装置(简称空分)是利用空气中各组分沸点不同，把空气中的各组分气体分离，生产氧气、氮气等气体的工业设备。图1示出一种典型空分系统结构，其基本工作过程为：原料空气经过自洁式空气过滤器过滤掉空气中的灰尘及机械杂质后，通过管道进入空压机中进行压缩，压缩空气进入空冷塔中进行洗涤并冷却，冷却后的空气进入分子筛纯化系统(由分子筛a及分子筛b、分子筛加热器等构成)中进行净化，在吸附掉空气中的水分、二氧化碳及大部分碳氢化合物后分为两部分，其中一部分通过低压板式换热器换热后进入精馏塔下塔，另一部分进入增压机进行加压，部分空气依次加压后利用透平式膨胀机组产生的冷量使之部分液化后进入精馏塔进行精馏，部分空气二次加压后与外送液氧液氮换热后节流进入精馏塔进行精馏，复热后的氧气和氮气出高压板式换热器后送至用户，污氮气则用作纯化系统的再生气，水冷塔的降温气。

2、空分装置受自身或者外部原因造成装置停车后，后工段用氧用氮装置需在最短时间内恢复使用，减少氧氮中断造成的损失。空分装置开车中需用2小时对系统用干燥低水分空气进行露点置换分析合格（露点≤-65℃），合格后进行冷箱空气导气，导气的顺序是先导低压空气需要约0.5小时，再导中压空气启膨胀机约0.5小时，主冷液位合格后启动液氧泵外送氧气同时导入高压空气约2小时，开始调整氧气、氮气纯度，直至合格。

3、为克服现有空分启动开车技术的不足，本发明的目的是提供一种空分快速启动的方法，解决深冷空分装置冷态开车速度慢，消耗高，加快启动速度节约成本为后工段提供合格氧氮。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是空分装置停机后启动时间长，影响后续生产。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种空分装置的快速启动方法。为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、1、将增压机进气口补气在空分装置停车期间由压缩空气改为充入露点低的纯氮气。

4、2、膨胀机加温气和置换气源为露点低的纯氮气，减少压缩空气中水分进入系统，并可以在停车期间对系统进行加温置换，减少了系统置换露点合格需要的时间。

5、3、低温液氧泵液氮泵加温用低压常温氮气进行加温，并且向精馏塔导气前已预冷合格到达启动条件。

6、4、空压机启动后依次投用预冷、纯化系统对增压机进行吹扫置换，增压机出口露点分析合格对精馏塔下塔进行导气充压。

7、5、低压导气的同时加载增压机，启动膨胀机，三段出口高压空气节流阀开10%，低压、中压、高压同时对精馏塔下塔导气。通过液空调节阀、污液氮ⅰ节流阀和污液氮ⅱ节流阀和低板污氮外送阀、高板污氮外送阀控制精馏塔上下塔压力。上塔压力上涨时优先开大高板污氮流量控制阀，高板板式温度下降加大膨胀机流量和开大高压空气节流阀，增加制冷量，加快精馏塔冷塔积液防止板式温度降为负值，减少启动时间。

8、7、主冷液位上升至2/3启动氧氮泵，加大氧氮泵负荷至氧氮放空达到额定负荷70%，同时加大膨胀量和增压机末级气量，进行积液调纯。。

9、本发明提供一种空分装置的快速启动方法，通过停车机组补气和系统加温置换气源为低露点纯氮气。改变开车过程的操作方式，将导气过程中低压、中压、高压导气进行同时合并操作，特别在开车中尽早的提高高压板式换热器负荷，既降低了精馏塔上塔超压的风险，又降低了低板污氮出口温度过低导致管道损坏的风险，还可以尽量多的回收冷量，给调纯打下基础。

10、改变调纯方式，由中低负荷调纯，改为中高负荷调纯，高压氧、中压氮的放空量不低于额定负荷的70%，有利于精馏塔形成良好的精馏工况。

11、空分装置更短的启动时间，将原启动时间6小时压缩至3-4小时，大幅度降低了空分装置的开车时间，保证了后工段的快速开车，极大地提高了安全效益及经济效益。

技术特征：

1.一种空分装置的快速启动方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、在空分装置启动前采用增压机补入低露点的纯氮气，膨胀机加温气和置换气的气源采用低露点的纯氮气；s2、在停车期间低温液氧泵和液氮泵采用低压常温氮气进行加温，并向在向精馏塔导气之前，精馏塔已预冷且达到启动条件；s3、空压机启动后，依次投用预冷系统和纯化系统，增压机中、末级出口露点分析合格后对下塔进行导气扫吹，开启增压机和膨胀机，开增压机末级高压空气节流阀，对下塔增压；s4、下塔增压过程中，开启下塔内的液空节流阀和污液氮节流阀对上塔增压，开启低板污氮外送阀和高板污氮外送阀控制下塔和上塔的压力；s5、提前启动液氧泵和液氮泵并提升负荷，提高中压和高压空气的导入量进行调纯。

2.如权利要求1所述一种空分装置的快速启动方法，其特征在于：在所述步骤s3中，所述增压机末级高压空气节流阀开度为10%。

3.如权利要求1所述一种空分装置的快速启动方法，其特征在于：在所述步骤s4中，在下塔压力升高过程中，维持下塔压力在0.4-0.43mpa，且在下塔压力高于0.4mpa时开始对上塔进行导气。

4.如权利要求3所述一种空分装置的快速启动方法，其特征在于：在所述步骤s4中，所述液空节流阀和污液氮节流阀逐步开到100%，且控制上塔压力低于50kpa。

5.如权利要求4所述一种空分装置的快速启动方法，其特征在于：在所述步骤s4中，在上塔压力上涨时，控制低压板式换热器污氮压力控制阀逐步开大，控制低压板式换热器出口污氮气温度在0℃以上。

6.如权利要求5所述一种空分装置的快速启动方法，其特征在于：在所述步骤s4中，逐步将高压板式换热器污氮流量控制阀开度增大，同时加大膨胀机和增压机末级气量，使得高压板式换热气温度下降，加大膨胀机流量和开大高压空气节流阀，增加正流气和膨胀机制冷，加快精馏塔冷塔积液。

7.如权利要求1所述一种空分装置的快速启动方法，其特征在于：在所述步骤s5中，在液氧泵和液氮泵启动后，液氧和液氮经过高压换热放空，高压换热器冷端温度逐渐降低至-170℃以下，精馏塔内部积液并在液位上升后，打开主冷液氮回流阀，增加空压机打气量，维持下塔压力0.45mpa，在氮氧放空量达到额定流量的70%以上后，逐步关小污液氮节流阀。

技术总结
本发明提供一种空分装置的快速启动方法，通过控制停车后进入空分系统压缩空气的水分，采用更加科学、高效的快速启动方案，将空分装置冷启动过程从汽轮机冲转到氧氮合格时间从约6小时降低到3‑4小时，大幅度降低空分装置的开车时间，保证了后工段的快速开车，安全效益及经济效益显著。

技术研发人员：冯艳兴,李涛,李圣斌,曹海波,杨玮孝
受保护的技术使用者：宜都兴发化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21