一种分馏塔短暂停车快速恢复氮气纯度的方法与流程

本发明属于空气分离，具体涉及一种分馏塔短暂停车快速恢复氮气纯度的方法。

背景技术：

1、空气分离简称空分，是利用空气中各组分物理性质的不同，从空气中分离出氧气和氮气，或同时提取氦气、氩气等稀有气体的过程，广泛应用于冶金、化工、石油、机械、采矿、食品、军事等工业部门。空分设备主要利用空气中氮氧沸点不同进行分离，广泛用于化工，玻璃，冶金等行业。

2、空分设备在使用过程中会因为某些原因造成短暂停车，停车后分馏塔内工况会变乱，氮气纯度偏离目标值。当再次运行空分设备时，需要快速恢复氮气纯度至达标值，运行时，通常以下塔液位为主，下塔液位至达标值，才开大液空节流阀，加大氮塔回流比，这种方法的缺点是下塔液位不参与精馏，等待下塔液位至达标值会浪费大量时间。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决分馏塔短暂停车后氮气纯度恢复较慢的问题，提供一种分馏塔短暂停车快速恢复氮气纯度的方法。

2、它采用了如下技术方案：

3、一种分馏塔短暂停车快速恢复氮气纯度的方法，应用分馏塔结构如下：分馏塔包括下塔、氮塔以及设置于氮塔内底部的冷凝蒸发器，所述冷凝蒸发器的进、出口端分别通过第一管路和第二管路与下塔顶部连接形成回路，所述氮塔顶部通过第三管路与第二管路连接，所述氮塔中部与下塔中下部通过带液空节流阀的第四管路连接，所述氮塔顶部还设有氮气出口，所述下塔下部设有空气进口；

4、快速恢复氮气纯度的方法包括以下步骤：

5、分馏塔短暂停车，此时氮气和液氮纯度偏离标准值，再重新投入运行后，空气进口开启，压缩空气进入下塔建立精馏工况：压缩空气作为上升气体，下塔顶部的不纯氮气通过第一管路进入冷凝蒸发器放热冷凝成不纯液氮为下塔提供第一回流液，上升气体与第一回流液进行精馏，使下塔顶部的不纯氮气和不纯液氮的纯度开始回升、下塔中液空液位下降并低于标准液位值，同时不纯液氮经过第三管路为氮塔提供第二回流液，下塔液空通过第四管路进入氮塔中部提供第三回流液；氮塔底部的富氧液空吸热蒸发为氮塔提供上升气体，上升气体与第二、第三回流液进行精馏，使氮塔的顶部产品氮气纯度开始回升；

6、下塔精馏工况稳定后，下塔中液空液位开始回升并超过第四管路的液空抽取节点，然后增加液空节流阀开度，增大抽取至氮塔中的液空量，增大氮塔回流比，并保持下塔液空液位稳定，加速氮气纯度恢复速度；

7、当氮气纯度及液氮纯度恢复到标准值后，缓慢减小液空节流阀开度，直至下塔液空液位缓慢上升至标准液位值。

8、进一步地，所述冷凝蒸发器为列管式换热器，其管内为氮气冷凝，管外为富氧液空蒸发。

9、进一步地，所述第三管路上设有液氮节流阀。

10、本发明相比现有技术具的有益效果：

11、通过采用本发明的方法，在下塔液位超过第四管路的液空抽取节点时，增加液空节流阀开度，增大抽取至氮塔中的液空量，以增大下流液体（第二、第三回流液）与上升气体比值（回流比），由于空气中氮气和氧气的沸点不同，氮气更易挥发，当回流比变大时，氮塔顶部的氮气纯度也越高，实现加速氮气纯度恢复速度的目的；而下塔液空不参与下塔精馏，在上述过程中无需第一时间进行正常工况的恢复，只需保证液空节流阀内没有较多气体通过即可。采用本方法可以大大缩短氮气纯度的恢复时间，减少因氮气纯度变化导致的生产损失。

技术特征：

1.一种分馏塔短暂停车快速恢复氮气纯度的方法，其特征在于，应用分馏塔结构如下：分馏塔包括下塔（1）、氮塔（2）以及设置于氮塔（2）内底部的冷凝蒸发器（3），所述冷凝蒸发器（3）的进、出口端分别通过第一管路（4）和第二管路（5）与下塔（1）顶部连接形成回路，所述氮塔（2）顶部通过第三管路（6）与第二管路（5）连接，所述氮塔（2）中部与下塔（1）中下部通过带液空节流阀（9）的第四管路（8）连接，所述氮塔（2）顶部还设有氮气出口（10），所述下塔（1）下部设有空气进口（11）；

2.根据权利要求1所述的一种分馏塔短暂停车快速恢复氮气纯度的方法，其特征在于：所述冷凝蒸发器（3）为列管式换热器，其管内为氮气冷凝，管外为富氧液空蒸发。

3.根据权利要求1或2所述的一种分馏塔短暂停车快速恢复氮气纯度的方法，其特征在于：所述第三管路（6）上设有液氮节流阀（7）。

技术总结
本发明涉及一种分馏塔短暂停车快速恢复氮气纯度的方法，属于空气分离技术领域。本发明在下塔液位超过第四管路的液空抽取节点时，增加液空节流阀开度，增大抽取至氮塔中的液空量，以增大下流液体与上升气体比值，由于空气中氮气和氧气的沸点不同，氮气更易挥发，当回流比变大时，氮塔顶部的氮气纯度也越高，实现加速氮气纯度恢复速度的目的；而下塔夜空不参与下塔精馏，在上述过程中无需第一时间进行正常工况的恢复，只需保证液空节流阀内没有较多气体通过即可。采用本发明可以大大缩短氮气纯度的恢复时间，减少因氮气纯度变化导致的生产损失。

技术研发人员：金磊,高瑜,吴鸿,宋家峰
受保护的技术使用者：中建材（蚌埠）光电材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17