深冷制氮与变压吸附制氮的 技术 经济比较

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1、深冷制氮与变压吸附制氮的技术经济比较深冷制氮与变压吸附制氮的技术经济比较汪红(中国石化集团洛阳石化工程公司)一、前言随着工业的迅速发展，氮气在化工、电子、冶金、食品、机械等领域获得了广泛的应用，我国对氮气的需求量每年以大于8%的速度增加。氮气的化学性质不活泼，在平常的状态下表现为很大的惰性，不易与其他物质发生化学反应。因此，氮气在冶金工业、电子工业、化工工业中广泛的用来作为保护气和密封气，一般保护气的纯度要求为99.99%，有的要求99.998%以上的高纯氮。液氮是一个较方便的冷源，在食品工业、医疗事业以及畜牧业的精液贮藏等方面得到越来越普遍的应用。在化肥工业生产合成氨时，合成氨的原料气-氢、

2、氮混合气若用纯液氮洗涤精制，可使惰性气体的含量极微小，一氧化硫和氧的含量不超过20ppm。氮气在石油化工装置中也有广泛的应用，主要应用及要求见下表:深冷制氮与变压吸附制氮的技术经济比较深冷制氮与变压吸附制氮的技术经济比较汪红(中国石化集团洛阳石化工程公司)一、前言随着工业的迅速发展，氮气在化工、电子、冶金、食品、机械等领域获得了广泛的应用，我国对氮气的需求量每年以大于8%的速度增加。氮气的化学性质不活泼，在平常的状态下表现为很大的惰性，不易与其他物质发生化学反应。因此，氮气在冶金工业、电子工业、化工工业中广泛的用来作为保护气和密封气，一般保护气的纯度要求为99.99%，有的要求99.998%以

3、上的高纯氮。液氮是一个较方便的冷源，在食品工业、医疗事业以及畜牧业的精液贮藏等方面得到越来越普遍的应用。在化肥工业生产合成氨时，合成氨的原料气-氢、氮混合气若用纯液氮洗涤精制，可使惰性气体的含量极微小，一氧化硫和氧的含量不超过20ppm。氮气在石油化工装置中也有广泛的应用，主要应用及要求见下表:深冷制氮与变压吸附制氮的技术经济比较深冷制氮与变压吸附制氮的技术经济比较汪红(中国石化集团洛阳石化工程公司)一、前言随着工业的迅速发展，氮气在化工、电子、冶金、食品、机械等领域获得了广泛的应用，我国对氮气的需求量每年以大于8%的速度增加。氮气的化学性质不活泼，在平常的状态下表现为很大的惰性，不易与其他物

4、质发生化学反应。因此，氮气在冶金工业、电子工业、化工工业中广泛的用来作为保护气和密封气，一般保护气的纯度要求为99.99%，有的要求99.998%以上的高纯氮。液氮是一个较方便的冷源，在食品工业、医疗事业以及畜牧业的精液贮藏等方面得到越来越普遍的应用。在化肥工业生产合成氨时，合成氨的原料气-氢、氮混合气若用纯液氮洗涤精制，可使惰性气体的含量极微小，一氧化硫和氧的含量不超过20ppm。氮气在石油化工装置中也有广泛的应用，主要应用及要求见下表:装置名称用途负荷特点纯度压力等级加氢装置连续用量:用于气封用量小99.9%0.7MPa间断用量:开工用于气密;停工用于吹扫用量较大99.9%0.7MPa重整

5、装置间断用量:用于吹扫、干燥等用量较大99.9%0.7MPaPTA装置连续用量:用于气封用量较小99.99%0.7MPa间断用量:反应器保护一次用量大99.99%4.0MPa间断用量:输送用量大95%0.7MPaPX装置连续用量:用于气封用量较小99.9%0.7MPa间断用量:用于吹扫、干燥、气密用量大99.9%0.7MPa芳烃抽提装置连续用量:抽提塔分层控制用量小99.9%0.7MPa间断用量:吹扫、稳压用量大99.9%0.7MPa储运连续用量:气封用量较小99.9%0.7MPa间断用量:吹扫、气密用量大99.9%0.7MPa纯净的氮气无法从自然界直接汲取，主要采用空气分离法。空气分离法中包

6、括:深冷法、变压吸附法、膜分离法。1、深冷法:此法是先将空气压缩、冷却，并使空气液化，利用氧、氮组分的沸点的不同(在大气压下氧的沸点为90K，氮的沸点为77K)，在精馏塔的塔盘上使气、液接触，进行质、热交换，高沸点的氧不断从蒸汽中冷凝成液体，低沸点的氮不断的转入蒸汽中，使上升的蒸汽中含氮量不断提高，而下流液体中含氧量越来越高，从而使氧、氮分离，得到氮气或氧气。此法是在120K以下的温度条件下进行的，故称为深冷法空气分离。2、变压吸附法:变压吸附法即PSA法(PressureSwingAdsorption)，基于吸附剂对空气中的氧、氮组分选择性吸附而使空气分离得到氮气。当空气经过压缩，通过吸附塔

7、的吸附层时，氧分子优先被吸附，氮分子留在气相中，而成为氮气。吸附达到平衡时，利用减压将分子筛表面所吸附的氧分子驱除，恢复分子筛的吸附能力即吸附剂解析。为了能够连续提供氮气，装置通常设置两个或两个以上的吸附塔，一个塔吸附，另一个塔解析，按适当的时间切换使用。3、膜分离法:膜分离法是利用有机聚合膜的渗透选择性，从气体混合物中分离出富氮气体。理想的薄膜材料应具有很高的选择率和渗透性。为了得到经济的流程，