Описание технологического процесса азотно-кислородной станции

4.3. Описание технологического процесса получения азота и

кислорода на установках разделения воздуха АК-1,5

(технологическая схема № 1)

4.3.1. Описание схемы  процесса дается по одной установке разделения воздуха АК-1,5.

4.3.2. Технологический процесс получения азота и кислорода из атмосферного воздуха состоит из следующих стадий:

·  Очистка воздуха от механических примесей в фильтре Ф-1.

·  Сжатие воздуха в компрессоре К-401.

·  Охлаждение воздуха в предварительном теплообменнике-ожижителе Е-311.

·  Комплексная очистка воздуха методом адсорбции в блоке очистки от влаги, двуокиси углерода, углеводородов и ацетилена.

·  Охлаждение, сжижение и ректификация воздуха в блоке разделения.

·  Компримирование отходящего продукционного азота и подача его потребителю.

·  Сжатие жидкого кислорода в насосе сжиженных газов Р-311 с последующей газификацией (испарением) в теплообменниках.

·  Наполнение баллонов кислородом.

4.3.3. Основные технологические параметры, влияющие на обеспечение качества азота и кислорода и безопасность процесса:

-  давление кислорода после насоса жидкого кислорода Р-311 –

   не более 20,0 МПа (200 кгс/см²);

- давление в нижней колонне С-311 – не более 0,6 МПа (6,0 кгс/см²);

-   давление в верхней колонне С-312 – не более 0,07 МПа

  (0,7 кгс/см²);

-   содержание кислорода в азоте продукционном

  не более 0,2 % объемных;

-   влажность азота после компрессоров К-501÷К-506 – содержание         водяных паров не более 0,001 % об. (10 ррm);

-    влажность азота после компрессоров К-601, К-602 – содержание водяных паров не более 0,001 % об. (10 ррm);

4.3.4. Воздух, очищенный от механических примесей в фильтре Ф-1

(Ф-2), сжимается в 4-х ступенчатом поршневом компрессоре К-401, производительностью 2400 м³/ч, до давления 4,5÷7,0 МПа (45÷70 кгс/см²). Контроль давления осуществляется по техническому манометру РI-31401, установленному на щите установки АК-1,5.

Воздух на установки АК-1,5 подается компрессорами К-401, К-402, К-403, К-404 марки 4М10-40/70. Схемой предусмотрена подача воздуха на установку воздухоразделения с любого компрессора.

После концевого холодильника компрессора Е-414 воздух с температурой не выше 35⁰С, контроль по прибору ТR-31601, установленному на  щите установки АК-1,5; проходит влагомаслоотделитель V-311, где за счет резкого изменения направления и скорости потока освобождается от капельной влаги и масла. Затем воздух подается в теплообменник-ожижитель Е-311, где охлаждается обратными потоками азота и кислорода до температуры 5-12⁰С, контролируемой по прибору ТR-31602.

  Теплообменник-ожижитель Е-311 представляет собой витой двухсекционный аппарат, причем верхняя секция является трехпоточной с параллельной навивкой кислородных и воздушных труб, а нижняя – двухпоточная с навивкой только воздушных труб. При работе аппарата внутри труб диаметром 10х1 проходит охлаждаемый воздух, внутри труб диаметром 10х2 – кислород  высокого давления, а в межтрубном пространстве – продукционный азот.

Сконденсировавшаяся в ожижителе Е-311 влага, отделяется от воздуха во влагоотделителе V-312, а затем воздух поступает в блок очистки, в нижнюю часть одного из двух попеременно работающих адсорберов L-311 L-312 (L-313, L-314), где происходит комплексная очистка от влаги, углекислоты, ацетилена и углеводородов цеолитом NаХ.

Адсорбер представляет собой два, соединенных параллельно двухгорловых баллона с навернутыми фланцами, заполненных адсорбентом NаХ, емкость одного баллона 3,99 м³.

При работе одного адсорбера в режиме очистки во втором последовательно производятся операции десорбции и охлаждения адсорбента. Регенерирующий газ (аргонная фракция, с содержанием кислорода не более 93 % об.) объемным расходом не менее 350 м³/ч, контроль по прибору FISA-31203 с сигнализацией минимального значения и отключением подогревателя Е-312 при 350 м³/ч, подается в электроподогреватель Е-312. Регенерирующий газ (фракция) с температурой 380÷400⁰С проходит адсорбер сверху вниз. Температура нагревания регенерирующего газа контролируется прибором ТRSА-31609, при 370⁰С подогреватель Е-312 включается, при 400⁰С  подогреватель Е-312 отключается. При температуре регенерирующего газа на выходе из адсорбера 220⁰С, контроль по прибору

ТRSА-31610, – электроподогреватель отключается, и адсорбер охлаждается тем же газом. Длительность цикла не более 9 часов.

После адсорбера воздух проходит через фильтр Ф-313 (Ф-314), где очищается от пыли адсорбента, делится на два потока и при температуре 7÷25⁰С, контроль по прибору ТR-31603, поступает в теплообменники блока разделения.

Фильтр Ф-313 (Ф-314) представляет собой стальной баллон со съемной крышкой, внутри которого расположен фильтрующий элемент в виде перфорированного стакана, обернутого пористой металлической лентой.

Большая часть воздуха (≈ 2/3) охлаждается в азотном теплообменнике Е-314 продукционным азотом. Остальная часть охлаждается в кислородно-фракционном теплообменнике Е-315 сжатым кислородом и фракцией.

Из середины азотного теплообменника Е-314, отбирается часть воздуха, смешивается с воздухом, прошедшим кислородно-фракционный теплообменник Е-315 и при температуре от минус 70 до минус 120⁰С, контроль по прибору ТR-31607, и давлении 4,0-6,4 МПа (40-64 кгс/см²), контроль по приборам РI-31415,  РI-31409,  поступает в турбодетандер ТД-1, где расширяется до давления 0,35÷0,6 МПа (3,5÷6 кгс/см²), контроль по прибору РISА-31418 с сигнализацией минимального значения и остановкой электродвигателя маслонасоса при давлении 0,3 МПа (3,0 кгс/см²), для предотвращения попадания масла в аппараты блока разделения (ректификационные колонны,  теплообменники), с понижением температуры от минус 120⁰С до минус 180⁰С, контроль по прибору ТR-31608 .