2024年9月29日发(作者：德俊远)
深冷制氮设备富氧空气的回收利用
朱银在
,
孟庆超
,
潘地培
(
中国石化股份公司洛阳分公司空压车间
,
河南省洛阳市
471012
)
摘要
:
针对石油化工企业污水处理、富氧助燃和
PTA
氧化等工艺对富氧空气的需求
,
分析
了回收深冷制氮设备所产生富氧空气的可行性。以
KDN
2
3000
型制氮设备为例对回收方案进行了
探讨
,
提出了工艺控制路线
,
进行了效益分析
,
最后提出石化企业对富氧空气回收利用的意义。
关键词
:
制氮设备
;
富氧空气
;
回收利用
中图分类号
:TQ116
1
11
文献标识码
:B
Recoveryofoxygen
2
richairincryogenicnitrogen
2
producingdevice
ZhuYin
2
zai,MengQing
2
chao,PanDi
2
pei
(
AirCompressionFactory,LuoyangFilialeofChinaPetrochemicalCorporation,Luoyang471012,Henan,
P
1
R
1
China
)
Abstract:Tomeettherequirementsfromsewagetreatment,oxygen
2
richcombustionandPTAoxidationinpetrochemical
enterprises,thefeasibilityofrecoveringoxygen
2
richairfromcryogenicnitrogen
2
projectofKDN
2
3000typenitrogen
2
producingdeviceisdiscussedtoproposetechniquecontrolscheme,followedbybenefit
nificanceofrecoveringoxygen
2
richairforpetrochemicalenterpriseisalsosummarized.
Keywords:Nitrogen
2
producingdevice;Oxygen
2
richair;Recovery
随着中国石化股份公司洛阳分公司的发展和科
学技术的进步
,
对能源的充分利用及提高经济效益
显得十分重要。作为公用工程之一的制氮设备向炼
油和化纤生产提供保安氮气
,
伴随产生的副产品
———富氧空气
,
除部分用作分子筛再生气外
,
其余
作为废气放掉。如果能有效利用这部分富氧空气用
于污水处理或者作为其他装置工艺用气
,
将会产生
很好的经济和社会效益。文章以
KDN
2
3000
型制氮
设备为例
,
提出回收富氧空气的两种方案。
投入生产
,
运行情况良好。
1
1
1
分子筛纯化系统流程
分子筛纯化系统由
2
台分子筛吸附器和
2
台加
热炉组成
,
吸附器内装填
13X
型分子筛。分子筛
吸附器工作
8
小时后
,
需要加热再生。将制氮设备
的一部分富氧空气作为再生气
,
把分子筛内的杂质
带出
;
另一部分富氧空气直接排空。
KDN
2
3000
型
制氮设备分子筛纯化系统部分工艺流程如图
1
所
示。再生气量的大小由
V1215
阀调节。
1
1
2
分子筛纯化系统运行分析
制氮设备分子筛纯化系统为有热再生
,
每
8
小
时分子筛吸附器就需要切换
1
次
,
加热再生。
KDN
2
3000
型制氮设备分子筛纯化系统运行
1
个周
期再生气量与温度随时间的变化曲线如图
2
所示。
1
KDN
2
3000
型制氮设备运行情况
33
[1]
KDN
2
3000
型制氮设备加工空气量为
10000
～
12000m/h,
氮产量为
3000
～
3500m/h,
同时产生
约
8500m
/h
的富氧空气。所产生的富氧空气中氧
含量在
33%
～
36%
。该套制氮设备于
2000
年
3
月
3
收稿日期
:2006
2
06
2
08;
修回日期
:2006
2
08
2
13
)
,
男
,
工程师
,
现任中石化洛阳分公司空压车间生产副主任
,
从事生产技术管理工作。作者简介
:
朱银在
(
1970
—
・
4
・
图
1
KDN
2
3000
型制氮设备分子筛纯化系统部分工艺流程图
图
2
分子筛吸附器再生气量与温度随时间变化曲线图
图
2
中再生气量在流程中对应的由
FI
2
1201
计
量
,
出加热器温度由
TIS
2
1204
(
或
TIS
2
1205
)
测量
,
分子筛吸附器出口温度由
TI
2
1203
测量。从图
2
可
以看出
,
用来再生分子筛的富氧空气量为
4700
～
3
5000m/h,
再生气出加热器温度在
0
—
4
小时时间
段内为
165
℃左右
,
在
4
—
8
小时时间段内加热器停
止工作
,
温度降为
10
℃。分子筛吸附器出口空气
温度在
0
—
5
小时时间段内由
-12
℃逐渐上升至
150
℃
,
在
5
—
8
小时时间段内逐渐降至
12
℃。在
8
小时内
,
其中的一台分子筛吸附器加热再生好转入
到工作状态
,
另一台开始再生
,
再生气量和温度的
变化与前半周期相同。从以上分析来看
,
用于分子
筛吸附器加热再生的富氧空气温度呈周期性变化
,
在分子筛吸附器切换时富氧空气量也会有较大幅度
的波动。
・
5
・
2
富氧空气集输方案
富氧空气的压力只有
0
1
015
～
0
1
02MPa
(
G,
下
同
)
,
由于制氮设备与用户相距较远
,
需要采取相
应的集输设施。集输设施有提压、新增气柜和集气
包等。从投资、占地面积、经济性及不影响制氮设
备正常生产等方面考虑
,
认为采用集气包方案较为
合适。该方案先将富氧空气引入一集气包
,
然后由
压缩机输送到用户。
3
KDN
2
3000
型制氮设备富氧空气约
8500m/h,
3
其中约
5000m
/h
用于给分子筛吸附器加热再生
,
温度在
-12
℃～
150
℃之间呈周期性变化
,
另外
3
3500m/h
的富氧空气温度在
10
℃左右。根据实际
需求量提出两个富氧空气的集输方案
:
①只收集温
度稳定的
3500m
/h
富氧空气
;
②收集全部
8500m/h
富氧空气。
2
1
1
回收温度稳定的富氧空气
(
方案一
)
把不用来再生分子筛的富氧空气与用来再生的
3
富氧空气分开
,
只回收
3500m
/h
的富氧空气。富
氧空气在膨胀机做功后排放压力为
0
1
015
～
0
1
02MPa,
收集富氧空气将造成该压力的升高或降
低
,
升高会影响制氮设备的正常运行
,
降低可能会
使再生气量减少
,
使电加热器烧毁
,
同时也会影响
分子筛的再生效果。为了保证制氮设备的稳定运
行
,
需要设计一套完善的自控方案。回收流程如图
3
所示。
33
图
3
回收温度稳定富氧空气集输控制图
V1215
—原再生气流量调节阀
(
压力高放空
)
V1216
—再生气流量调节阀
(
压力低关小
)
V1217
—集气包低压自保阀
(
压力低打开
)
V1218
—压缩机出口压力高放空阀
图
3
中把原流程中的
V1214
阀设为常闭状态
,
在正常生产过程中用
V1215
阀和
V1216
阀自动控制
富氧空气出制氮设备的压力
,
使其稳定在
0
1
015
～
0
1
02MPa
。控制过程如下
:
把
PIC
2
1216
压力设定值
气包压力过低。当集气包压力低时
,V1217
阀打
开
;
压缩机出口压力过高时
,
由
V1218
阀自动控制
放空量。
2
1
2
全部回收富氧空气
(
方案二
)
据现场所测
,
用于再生的富氧空气与放空的富
氧空气混合后
,
最高温度可以达到
50
℃～
60
℃。
也就是说
,
混合后的富氧空气温度在
10
℃～
60
℃
之间波动
,
这对集输设施的要求更高
,
需要把混合
后的温度降至压缩机能够承受的温度
,
回收流程如
图
4
所示。控制过程如下
:
仍利用
V1215
阀和
V1216
阀自动控制富氧空气出制氮设备的压力在
0
1
015
～
0
1
02MPa
。用于再生的富氧空气在
V1216
阀
之后并入
,
与放空的富氧空气混合后
,
进入到冷却
器
,
温度降低到常温再进入集气包
,
经压缩机加压
后送用户。为了防止集输后路出现故障
,
增设出分
子筛吸附器富氧空气放空调节阀
V1219,
用此阀保
证分子筛吸附器后路畅通。
设为
0
1
015
～
0
1
02MPa,PIC
2
1215
压力设定值略高于
PIC
2
1216
。在分子筛吸附器正常工作过程中再生气
量比较稳定
,
用
V1216
阀控制再生气量
,
压力低时
关小。当分子筛吸附器切换时
,
去分子筛吸附器的
富氧空气会切断
,
用
V1215
阀来调节放空量
,
压力
高打开
,
防止后路不畅通
,
造成憋压。这样既不影
响制氮设备的正常运行
,
又保证了进分子筛吸附器
再生气流量
,
也不影响分子筛吸附器的正常工作和
再生。
把收集起来的富氧空气用压缩机加压后送往用
户
,
当富氧空气不足时
,
会使集气包气量不足
,
入
口形成负压。所以集气包应设计为耐压真空罐
,
防
止被抽瘪
;
同时用
V1217
阀控制自循环量以避免集
・
6
・
图
4
全部回收富氧空气集输控制图
V1219
—分子筛吸附器富氧空气放空调节阀
(
压力高打开
)
2
1
3
两种集输方案的比较
库进行了升级。所以新增的集输控制部分可以组态
到变压吸附制氮设备控制系统中
,
无需增上新的控
制系统。
方案一是部分回收
,
放空的富氧空气温度稳
定
,
重视自控系统就可以达到集输的目的
,
但是回
收的量只占总富氧空气的
1/3
。方案二是全部回
收
,
是在方案一的基础上进行了改进
,
对制氮设备
和分子筛纯化系统的安全运行不会产生较大的影
响
,
但是因为所集输的富氧空气温度周期性变化
,
为了使压缩机有一个良好的工作状态
,
增加了
1
台
冷却器
,
投资比方案一大
,
但是从能源利用角度来
看
,
其价值更高。另外方案二所回收的富氧空气中
水分、二氧化碳和乙炔含量增加
,
使用时需要考虑
用户对富氧空气的工艺要求。
利用方案一回收的富氧空气可以用于化工行业
各用户。利用方案二回收的富氧空气可以用于对氧
含量有要求而对其中水分、二氧化碳和乙炔含量无
要求的用户
,
如洛阳分公司的污水处理、富氧助燃
场所
(
如锅炉、热电站等
)
。
4
运行过程中的注意事项
两种集输方案均可行
,
都可以保证不影响膨胀
机出口压力和分子筛纯化系统的正常工作。但是因
为分子筛纯化系统每
8
小时切换
1
次
,
在切换过程
中
V1214
阀要打开
10
分钟
,
这样富氧空气就会在
没进入集输设施前而全部放掉
,
会影响压缩机的正
常工作
,
同时也会影响下游装置的运行。如果后路
畅通
,
可以使
V1214
阀一直处于手动全关位置。
异常情况的处理
:
分子筛纯化系统曾经出现过
加热器烧毁、电磁阀漏气球阀切换不到位等情况。
当出现这些情况时
,
把保证分子筛纯化系统和空分
设备安全运行作为首要事情来处理
,
可暂时停止富
氧空气的集输
,
与下游装置做好联系。
5
效益分析
以方案一为例进行效益分析。
总投资
:
选择往复式压缩机
,
进气压力为微正
压
,
处理量为
4000m
/h,
出口压力
0
1
6MPa,
加上
施工
,
总投资约为
30
～
40
万元。
年运行费用
(
电机功率
110kW
)
:1
年按运行
8000
小时计算
,
电内部交易价
0
1
38
元
/
(
kW
・
h
)
,
则年运行费用为
110
×
8000
×
0
1
38=33
1
44
万元。
年产生的效益
:
(
1
)
用于污水处理。洛阳分公司污水处理生化
过程用空气中的氧气进行生化曝气
,
去除有机物。
用于曝气的空气量为
20000m
/h,
其所需的压力为
0
1
05MPa
。而富氧空气的氧含量是空气的
1
1
7
倍
,
3
3
3
控制系统的改进
KDN
2
3000
型制氮设备控制系统采用的是
Honey
Well
公司的
PlantScapeSCADA/S9000
集散控制系
统。由
PlantScapeSCADA
监控与网络系统软件包和
可靠的
S9000
回路逻辑控制器构成。服务器数据库
可提供
2000
个集成点
,
包括状态点、模拟点和累
集点
,
可实时采集各种过程装置实时数据。
仪控系统共有
4
个控制柜
,
其中
:2
个用来控
制
4
台离心式压缩机
,1
个用来控制
KDN
2
3000
型
制氮设备
,1
个控制变压吸附制氮设备。因变压吸
附制氮设备控制较为简单
,
冗余量较大
,
有备用的
输出、输入卡件
,
另外在
2005
年检修期间对数据
・
7
・
利用富氧空气后可以降低空气的用量
,
停运
1
台风
3
机
(
功率为
220kW,
处理气量为
7000m
/h
)
,
降低
运行成本约
30
万元。
(
2
)
用于锅炉助燃。洛阳分公司锅炉助燃用风
机送风
,
通常空气中含有
20
1
9%
的氧气及少量惰
性气体
,
真正参与燃烧的是只占空气总量
1/5
左右
的氧气。用氧含量大于
20
1
9%
的富氧空气参与燃
烧
,
将具有明显的节能效果。据有关资料介绍
,
节
能率与富氧空气中的氧含量成正比
,
即在同一燃烧
温度下
,
氧含量越高
,
炉温越高
,
利用富氧助燃技
术的节能效果就越明显。例如炉温在
1600
℃时
,
用氧含量为
23%
的富氧空气助燃
,
可节能
25%
。
(
3
)
用于化工生产过程。中石油沧州分公司
2002
年对深冷制氮设备富氧空气进行了回收
,
用
行
,
投资不多但效益显著。
(
2
)
富氧空气的利用已引起石化企业的重视。
PTA
生产改用富氧作为氧化剂是发展方向
[3]
。上海
石化富氧氧化制
PTA
工艺试验成功
,
上海石化化
工事业部在生产氮气过程中副产大量氧气
,
若将富
余氧气及富氧氧化工艺技术用在该公司正在扩建的
[4]
PTA
装置上
,
则可节约投资近
1
亿元人民币
。
目前我国新建炼油装置所配套的深冷制氮设备
越来越大
,
富产的富氧空气相应也多
,
结合企业特
点
,
如果能有效地利用这部分能源
,
会带来良好的
经济效益和社会效益。
2024年9月29日发(作者：德俊远)
深冷制氮设备富氧空气的回收利用
朱银在
,
孟庆超
,
潘地培
(
中国石化股份公司洛阳分公司空压车间
,
河南省洛阳市
471012
)
摘要
:
针对石油化工企业污水处理、富氧助燃和
PTA
氧化等工艺对富氧空气的需求
,
分析
了回收深冷制氮设备所产生富氧空气的可行性。以
KDN
2
3000
型制氮设备为例对回收方案进行了
探讨
,
提出了工艺控制路线
,
进行了效益分析
,
最后提出石化企业对富氧空气回收利用的意义。
关键词
:
制氮设备
;
富氧空气
;
回收利用
中图分类号
:TQ116
1
11
文献标识码
:B
Recoveryofoxygen
2
richairincryogenicnitrogen
2
producingdevice
ZhuYin
2
zai,MengQing
2
chao,PanDi
2
pei
(
AirCompressionFactory,LuoyangFilialeofChinaPetrochemicalCorporation,Luoyang471012,Henan,
P
1
R
1
China
)
Abstract:Tomeettherequirementsfromsewagetreatment,oxygen
2
richcombustionandPTAoxidationinpetrochemical
enterprises,thefeasibilityofrecoveringoxygen
2
richairfromcryogenicnitrogen
2
projectofKDN
2
3000typenitrogen
2
producingdeviceisdiscussedtoproposetechniquecontrolscheme,followedbybenefit
nificanceofrecoveringoxygen
2
richairforpetrochemicalenterpriseisalsosummarized.
Keywords:Nitrogen
2
producingdevice;Oxygen
2
richair;Recovery
随着中国石化股份公司洛阳分公司的发展和科
学技术的进步
,
对能源的充分利用及提高经济效益
显得十分重要。作为公用工程之一的制氮设备向炼
油和化纤生产提供保安氮气
,
伴随产生的副产品
———富氧空气
,
除部分用作分子筛再生气外
,
其余
作为废气放掉。如果能有效利用这部分富氧空气用
于污水处理或者作为其他装置工艺用气
,
将会产生
很好的经济和社会效益。文章以
KDN
2
3000
型制氮
设备为例
,
提出回收富氧空气的两种方案。
投入生产
,
运行情况良好。
1
1
1
分子筛纯化系统流程
分子筛纯化系统由
2
台分子筛吸附器和
2
台加
热炉组成
,
吸附器内装填
13X
型分子筛。分子筛
吸附器工作
8
小时后
,
需要加热再生。将制氮设备
的一部分富氧空气作为再生气
,
把分子筛内的杂质
带出
;
另一部分富氧空气直接排空。
KDN
2
3000
型
制氮设备分子筛纯化系统部分工艺流程如图
1
所
示。再生气量的大小由
V1215
阀调节。
1
1
2
分子筛纯化系统运行分析
制氮设备分子筛纯化系统为有热再生
,
每
8
小
时分子筛吸附器就需要切换
1
次
,
加热再生。
KDN
2
3000
型制氮设备分子筛纯化系统运行
1
个周
期再生气量与温度随时间的变化曲线如图
2
所示。
1
KDN
2
3000
型制氮设备运行情况
33
[1]
KDN
2
3000
型制氮设备加工空气量为
10000
～
12000m/h,
氮产量为
3000
～
3500m/h,
同时产生
约
8500m
/h
的富氧空气。所产生的富氧空气中氧
含量在
33%
～
36%
。该套制氮设备于
2000
年
3
月
3
收稿日期
:2006
2
06
2
08;
修回日期
:2006
2
08
2
13
)
,
男
,
工程师
,
现任中石化洛阳分公司空压车间生产副主任
,
从事生产技术管理工作。作者简介
:
朱银在
(
1970
—
・
4
・
图
1
KDN
2
3000
型制氮设备分子筛纯化系统部分工艺流程图
图
2
分子筛吸附器再生气量与温度随时间变化曲线图
图
2
中再生气量在流程中对应的由
FI
2
1201
计
量
,
出加热器温度由
TIS
2
1204
(
或
TIS
2
1205
)
测量
,
分子筛吸附器出口温度由
TI
2
1203
测量。从图
2
可
以看出
,
用来再生分子筛的富氧空气量为
4700
～
3
5000m/h,
再生气出加热器温度在
0
—
4
小时时间
段内为
165
℃左右
,
在
4
—
8
小时时间段内加热器停
止工作
,
温度降为
10
℃。分子筛吸附器出口空气
温度在
0
—
5
小时时间段内由
-12
℃逐渐上升至
150
℃
,
在
5
—
8
小时时间段内逐渐降至
12
℃。在
8
小时内
,
其中的一台分子筛吸附器加热再生好转入
到工作状态
,
另一台开始再生
,
再生气量和温度的
变化与前半周期相同。从以上分析来看
,
用于分子
筛吸附器加热再生的富氧空气温度呈周期性变化
,
在分子筛吸附器切换时富氧空气量也会有较大幅度
的波动。
・
5
・
2
富氧空气集输方案
富氧空气的压力只有
0
1
015
～
0
1
02MPa
(
G,
下
同
)
,
由于制氮设备与用户相距较远
,
需要采取相
应的集输设施。集输设施有提压、新增气柜和集气
包等。从投资、占地面积、经济性及不影响制氮设
备正常生产等方面考虑
,
认为采用集气包方案较为
合适。该方案先将富氧空气引入一集气包
,
然后由
压缩机输送到用户。
3
KDN
2
3000
型制氮设备富氧空气约
8500m/h,
3
其中约
5000m
/h
用于给分子筛吸附器加热再生
,
温度在
-12
℃～
150
℃之间呈周期性变化
,
另外
3
3500m/h
的富氧空气温度在
10
℃左右。根据实际
需求量提出两个富氧空气的集输方案
:
①只收集温
度稳定的
3500m
/h
富氧空气
;
②收集全部
8500m/h
富氧空气。
2
1
1
回收温度稳定的富氧空气
(
方案一
)
把不用来再生分子筛的富氧空气与用来再生的
3
富氧空气分开
,
只回收
3500m
/h
的富氧空气。富
氧空气在膨胀机做功后排放压力为
0
1
015
～
0
1
02MPa,
收集富氧空气将造成该压力的升高或降
低
,
升高会影响制氮设备的正常运行
,
降低可能会
使再生气量减少
,
使电加热器烧毁
,
同时也会影响
分子筛的再生效果。为了保证制氮设备的稳定运
行
,
需要设计一套完善的自控方案。回收流程如图
3
所示。
33
图
3
回收温度稳定富氧空气集输控制图
V1215
—原再生气流量调节阀
(
压力高放空
)
V1216
—再生气流量调节阀
(
压力低关小
)
V1217
—集气包低压自保阀
(
压力低打开
)
V1218
—压缩机出口压力高放空阀
图
3
中把原流程中的
V1214
阀设为常闭状态
,
在正常生产过程中用
V1215
阀和
V1216
阀自动控制
富氧空气出制氮设备的压力
,
使其稳定在
0
1
015
～
0
1
02MPa
。控制过程如下
:
把
PIC
2
1216
压力设定值
气包压力过低。当集气包压力低时
,V1217
阀打
开
;
压缩机出口压力过高时
,
由
V1218
阀自动控制
放空量。
2
1
2
全部回收富氧空气
(
方案二
)
据现场所测
,
用于再生的富氧空气与放空的富
氧空气混合后
,
最高温度可以达到
50
℃～
60
℃。
也就是说
,
混合后的富氧空气温度在
10
℃～
60
℃
之间波动
,
这对集输设施的要求更高
,
需要把混合
后的温度降至压缩机能够承受的温度
,
回收流程如
图
4
所示。控制过程如下
:
仍利用
V1215
阀和
V1216
阀自动控制富氧空气出制氮设备的压力在
0
1
015
～
0
1
02MPa
。用于再生的富氧空气在
V1216
阀
之后并入
,
与放空的富氧空气混合后
,
进入到冷却
器
,
温度降低到常温再进入集气包
,
经压缩机加压
后送用户。为了防止集输后路出现故障
,
增设出分
子筛吸附器富氧空气放空调节阀
V1219,
用此阀保
证分子筛吸附器后路畅通。
设为
0
1
015
～
0
1
02MPa,PIC
2
1215
压力设定值略高于
PIC
2
1216
。在分子筛吸附器正常工作过程中再生气
量比较稳定
,
用
V1216
阀控制再生气量
,
压力低时
关小。当分子筛吸附器切换时
,
去分子筛吸附器的
富氧空气会切断
,
用
V1215
阀来调节放空量
,
压力
高打开
,
防止后路不畅通
,
造成憋压。这样既不影
响制氮设备的正常运行
,
又保证了进分子筛吸附器
再生气流量
,
也不影响分子筛吸附器的正常工作和
再生。
把收集起来的富氧空气用压缩机加压后送往用
户
,
当富氧空气不足时
,
会使集气包气量不足
,
入
口形成负压。所以集气包应设计为耐压真空罐
,
防
止被抽瘪
;
同时用
V1217
阀控制自循环量以避免集
・
6
・
图
4
全部回收富氧空气集输控制图
V1219
—分子筛吸附器富氧空气放空调节阀
(
压力高打开
)
2
1
3
两种集输方案的比较
库进行了升级。所以新增的集输控制部分可以组态
到变压吸附制氮设备控制系统中
,
无需增上新的控
制系统。
方案一是部分回收
,
放空的富氧空气温度稳
定
,
重视自控系统就可以达到集输的目的
,
但是回
收的量只占总富氧空气的
1/3
。方案二是全部回
收
,
是在方案一的基础上进行了改进
,
对制氮设备
和分子筛纯化系统的安全运行不会产生较大的影
响
,
但是因为所集输的富氧空气温度周期性变化
,
为了使压缩机有一个良好的工作状态
,
增加了
1
台
冷却器
,
投资比方案一大
,
但是从能源利用角度来
看
,
其价值更高。另外方案二所回收的富氧空气中
水分、二氧化碳和乙炔含量增加
,
使用时需要考虑
用户对富氧空气的工艺要求。
利用方案一回收的富氧空气可以用于化工行业
各用户。利用方案二回收的富氧空气可以用于对氧
含量有要求而对其中水分、二氧化碳和乙炔含量无
要求的用户
,
如洛阳分公司的污水处理、富氧助燃
场所
(
如锅炉、热电站等
)
。
4
运行过程中的注意事项
两种集输方案均可行
,
都可以保证不影响膨胀
机出口压力和分子筛纯化系统的正常工作。但是因
为分子筛纯化系统每
8
小时切换
1
次
,
在切换过程
中
V1214
阀要打开
10
分钟
,
这样富氧空气就会在
没进入集输设施前而全部放掉
,
会影响压缩机的正
常工作
,
同时也会影响下游装置的运行。如果后路
畅通
,
可以使
V1214
阀一直处于手动全关位置。
异常情况的处理
:
分子筛纯化系统曾经出现过
加热器烧毁、电磁阀漏气球阀切换不到位等情况。
当出现这些情况时
,
把保证分子筛纯化系统和空分
设备安全运行作为首要事情来处理
,
可暂时停止富
氧空气的集输
,
与下游装置做好联系。
5
效益分析
以方案一为例进行效益分析。
总投资
:
选择往复式压缩机
,
进气压力为微正
压
,
处理量为
4000m
/h,
出口压力
0
1
6MPa,
加上
施工
,
总投资约为
30
～
40
万元。
年运行费用
(
电机功率
110kW
)
:1
年按运行
8000
小时计算
,
电内部交易价
0
1
38
元
/
(
kW
・
h
)
,
则年运行费用为
110
×
8000
×
0
1
38=33
1
44
万元。
年产生的效益
:
(
1
)
用于污水处理。洛阳分公司污水处理生化
过程用空气中的氧气进行生化曝气
,
去除有机物。
用于曝气的空气量为
20000m
/h,
其所需的压力为
0
1
05MPa
。而富氧空气的氧含量是空气的
1
1
7
倍
,
3
3
3
控制系统的改进
KDN
2
3000
型制氮设备控制系统采用的是
Honey
Well
公司的
PlantScapeSCADA/S9000
集散控制系
统。由
PlantScapeSCADA
监控与网络系统软件包和
可靠的
S9000
回路逻辑控制器构成。服务器数据库
可提供
2000
个集成点
,
包括状态点、模拟点和累
集点
,
可实时采集各种过程装置实时数据。
仪控系统共有
4
个控制柜
,
其中
:2
个用来控
制
4
台离心式压缩机
,1
个用来控制
KDN
2
3000
型
制氮设备
,1
个控制变压吸附制氮设备。因变压吸
附制氮设备控制较为简单
,
冗余量较大
,
有备用的
输出、输入卡件
,
另外在
2005
年检修期间对数据
・
7
・
利用富氧空气后可以降低空气的用量
,
停运
1
台风
3
机
(
功率为
220kW,
处理气量为
7000m
/h
)
,
降低
运行成本约
30
万元。
(
2
)
用于锅炉助燃。洛阳分公司锅炉助燃用风
机送风
,
通常空气中含有
20
1
9%
的氧气及少量惰
性气体
,
真正参与燃烧的是只占空气总量
1/5
左右
的氧气。用氧含量大于
20
1
9%
的富氧空气参与燃
烧
,
将具有明显的节能效果。据有关资料介绍
,
节
能率与富氧空气中的氧含量成正比
,
即在同一燃烧
温度下
,
氧含量越高
,
炉温越高
,
利用富氧助燃技
术的节能效果就越明显。例如炉温在
1600
℃时
,
用氧含量为
23%
的富氧空气助燃
,
可节能
25%
。
(
3
)
用于化工生产过程。中石油沧州分公司
2002
年对深冷制氮设备富氧空气进行了回收
,
用
行
,
投资不多但效益显著。
(
2
)
富氧空气的利用已引起石化企业的重视。
PTA
生产改用富氧作为氧化剂是发展方向
[3]
。上海
石化富氧氧化制
PTA
工艺试验成功
,
上海石化化
工事业部在生产氮气过程中副产大量氧气
,
若将富
余氧气及富氧氧化工艺技术用在该公司正在扩建的
[4]
PTA
装置上
,
则可节约投资近
1
亿元人民币
。
目前我国新建炼油装置所配套的深冷制氮设备
越来越大
,
富产的富氧空气相应也多
,
结合企业特
点
,
如果能有效地利用这部分能源
,
会带来良好的
经济效益和社会效益。