【正文】 接采用不銹鋼，多路切換閥采用 SWAGELOK，調(diào)節(jié)閥采用 GO 或 SWAGELOK 的產(chǎn)品。 （ 3）所有聯(lián)鎖回路按 ISA 標(biāo)準(zhǔn)，采用失電及斷線安全的原則進行設(shè)計，以保證在失電及斷線狀態(tài)下的安全停機。 （ 6）精氬塔（ C4） 氣體沿塔上升到精氬塔并在冷凝器中冷凝，不凝氣被送出，冷凝液體向塔底，在精氬塔蒸發(fā)器中蒸發(fā)，液氬產(chǎn)品從塔底部抽出排出冷箱。 切換式換熱器流程與增壓分子篩流程洋細比較見表 41。而分子篩純化器用吸附法凈除水分 \二氧化碳、乙炔及其它碳氫化合物，幾乎能夠完全清除二氧化碳，即使臨近純化器切換時，空氣中二氧化碳含量小于 1 106，因而運轉(zhuǎn)周期可達兩年以上。 目前，黑龍江省營業(yè)性質(zhì)的 氣 體 公司只有哈爾濱市黎明水氣公司與依蘭達連河水氣公司兩家，生產(chǎn)能力為 3000 立方米 /小時氣體；非專營性質(zhì)（供本單位使用，有余時外賣）的有齊齊哈爾的黑化、大慶石化水氣公司，生產(chǎn)能力 10000 立方米 /小時氣體。許多氣體有很大的利用價值，能夠產(chǎn)生很高的經(jīng)濟效益和社會效益。 解放初期，我國的氣體工業(yè)規(guī)模很小，我國空氣分離設(shè)備的制造和工業(yè)氣體的生產(chǎn)發(fā)展很快，已形成相當(dāng)?shù)囊?guī)模，品種質(zhì)量基本滿足國民經(jīng)濟 發(fā)展的需要，部分空氣設(shè)備的制造技術(shù)已達到或接近國際先進水平。 （ 3） 水、電設(shè) 施。 第一章 總 論 概述 項目名稱、主辦單位名稱及企業(yè)性質(zhì) 項目名稱： 4500 立方米 /小時 空氣分離設(shè)備生產(chǎn)液氧、液氮、液氬項目 主辦單位： 開封 市 **制氧機成套 公司 企業(yè)性質(zhì)：股份制企業(yè) 擬建設(shè)地點：黑龍江省綏化市 經(jīng)濟開發(fā) 區(qū) 編制依據(jù)和原則 （ 1）原化工部《化工建設(shè)項目可行性研究報告內(nèi)容與深度的規(guī)定》（修訂本） （ 2）《投資項目可行性研究指南》（試用本），國家計委， 20xx 年 1 月 （ 3） 開封 市 **制氧機成套 公司提供的有關(guān)技術(shù)資料 （ 1）根據(jù) 開封 市 **制氧機成套 公司提供的有關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)資料，結(jié)合該公司周邊環(huán)境和現(xiàn)場實際情況，以求實、科學(xué)的態(tài)度進行細致的論證和比較，做到技術(shù)先進、可靠，經(jīng)濟合理，為投資決策提供可靠的依據(jù)。 （ 2） 成品庫。廣泛應(yīng)用于化驗室、石油、石化、機械、電子、輕工、紡織以及航空、航天、核工業(yè)等諸多領(lǐng)域，在國防建設(shè)和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域中的作用也十分突出。氣體的應(yīng)用技術(shù)在發(fā)達國家已經(jīng)達到相當(dāng)高的水平，但在我國還處一起步階段。據(jù)不完全統(tǒng)計， 20xx 年全省僅氧氣的需求量就為 15 萬立方米 /年，而且每年以 10%以上的速度遞增；液 氮除工業(yè)應(yīng)用外，各大藥廠均大量消耗，僅哈藥集團制藥三廠每年的用量就達 3 萬立方米，完全從省外購進；液氬主要應(yīng)用于工業(yè)氬弧焊接，市場需求日益增加。 （三）運轉(zhuǎn)周期延長 切換式換熱器流程，出切換式換熱器加工空氣中的二氧化碳含量為 12 106，運轉(zhuǎn)周期為一年。 （十）設(shè)備費用降低 冷箱內(nèi)設(shè)備減少，主換熱器傳熱面積縮小了 1/3，閥門、管路等也相應(yīng)減少，使分子篩凈化流程的設(shè)備費用比切換式換熱器流程的設(shè)備費用降低23%，相應(yīng)的設(shè)計費、安裝費都下降，因而總工程費用大為下降。 （ 5）粗氬塔（ C3）及（ C5） 氬餾分從上塔中部送入粗氬塔 C5，經(jīng)過 C5，再送 入粗氬塔 C3，上升氣體在粗氬塔 C3 上部分為兩路，大部分氣體在粗氬塔冷凝器中和液空進行換熱而冷凝并作為粗氬塔的回流液，返回粗氬塔，另一部分作為工業(yè)氬送入精氬塔（ C4），粗氬塔 C3 的回流液經(jīng)液氬泵送入粗氬塔 C5 的上部作為 C5的回流液，并最終返回上塔。 （ 2）儀表和 DCS 系統(tǒng)必須是可靠和先進的，在考慮先進性的同時，以可靠性為主。 （ 3）在線分析儀采用成套供貨，組裝在分析儀表柜內(nèi)，電、氣路以柜內(nèi)端子和截止閥為界，配備標(biāo)準(zhǔn)氣和預(yù)處理裝置，分析儀采用國產(chǎn)或進口的產(chǎn)品。二人一周培訓(xùn)。 （ 10）機旁柜溫度顯示 采用數(shù)顯表 。分析儀均帶 420mA 輸出信號，其中參與連鎖的分析儀帶有“測量”、“校對”開關(guān)，此開關(guān)帶干觸點送給中控 DCS，以避免校對儀表時人為 聯(lián)鎖停車。 加工空氣的壓力，在可逆式換熱器流程是由輔塔頂純氮氣推算的，純氮氣出保冷箱的余壓最少為 。 （ 3）下塔（ C1） 已冷卻的空氣，液 氮進入下塔初步分離，利用上升氣體和下流液體的濃度差和組分差進行熱質(zhì)交換，高沸點的氮被蒸發(fā)，低沸點的氧被冷凝，經(jīng)過多級塔板的冷凝和蒸發(fā)在塔釜形成富氧液空。經(jīng)過對比得知，安裝周期可縮短 46 個月，并節(jié)省了安裝費用。 空分裝置的流程組織需要根據(jù)經(jīng)濟安全的原則來選擇和設(shè)計，既要保證產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，又 要低電耗、省投資，還要保證安全運轉(zhuǎn)及便于維修。 1997 年全球工業(yè)氣體銷售額達到 300 億美元。每個鋼廠都有自己的氧氣廠，生產(chǎn)氧氣 用于煉鋼。 存在的主要問題和建議 由于當(dāng)前化工產(chǎn)品市場變化較大，京、津、唐一帶氣體產(chǎn)品生產(chǎn)廠家較多，應(yīng)該注意到同行業(yè)的競爭。 開封 市 汴杭制氧機成套 公司 這一項目，填補了綏化 市空分設(shè)備的空白，為綏化市乃至黑龍江省的經(jīng)濟騰飛起到了加力的作用。 目前氣體行業(yè)是基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟中 有著重要的地位和作用，如同水、電一樣廣泛。建議企業(yè)要充分利用自身的優(yōu)勢和特點，繼續(xù)搞好技術(shù)和新產(chǎn)品的開發(fā)，完善和優(yōu)化現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝，加強企業(yè)管理，降低生產(chǎn)成本。以往生產(chǎn)氧氣的同時，產(chǎn)生的氮氣全部放 空，現(xiàn)在作為鋼鐵企業(yè)動力部分的氣體廠開始意識到這個問題，有的已 經(jīng)開始轉(zhuǎn)變機制，走向市場，如上海第三鋼鐵公司與梅塞爾合資成立的三鋼梅塞爾。主要跨國公司（ 9 家）占 %，達到 236 億美元。綏化市天成特種氣體 有限公司在長期的生產(chǎn)實踐中積累了豐富的實際經(jīng)驗，該公司的核心競爭力就是從技術(shù)上不斷改進并完善工藝流程，采用標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計，使之運行更加穩(wěn)定成熟，大力推廣使用新技 術(shù) 、新工藝，加快關(guān)鍵設(shè)備的開發(fā)，進一步加大投入與開發(fā)力度，繼續(xù)向超大規(guī)模邁進，并進一步提高裝置的穩(wěn)定可靠性，為此，該公司空分裝置的主要工藝流程就是采用了增壓分子篩凈化流程。 （七）簡化操作、維修 增 壓分子篩流程啟動制氧操作，沒有建立自清除工況的約束，一次冷卻直至出氧，啟動操作簡化而且縮短了啟動時間，減少了消耗。 在塔 項 形成高純度氮氣，大部分氮蒸汽經(jīng)過冷凝蒸發(fā)器（ K），與上塔底部液氧進行熱交換，液氧被蒸發(fā)，而氮蒸氣被冷凝，部分冷凝的液 氮再回到下塔作回流液。對于分子篩凈化流 程，由于污氮氣要作為純化器再生的加熱氣體，至少具有 10Kpa 的余壓，因而加工空氣的壓力時是 污氮所決定的。設(shè)置手工分析閥架。 （ 11）就地溫度顯示采用雙金屬溫度計。 儀表供貨范圍（具體數(shù)量以最終設(shè)計資料為準(zhǔn)） 儀表清單所列的各種儀表，其中主要的儀表有：具體數(shù)量按最終設(shè)計資料為準(zhǔn)） （ 1） 壓力、壓差變送器 ～ 60 臺 （ 2） 分析儀（包括機柜及預(yù)處理裝置、標(biāo)準(zhǔn)氣等） 序號 分析儀 分析點 范圍 廠家 1 產(chǎn)品氧純度 產(chǎn)品氧管道 9810%O2 ABB:Magnosa 或 EasylineO2 Teiedyne:3000DA 2 產(chǎn)品氮純度 產(chǎn)品氮管道 010/50PPm Tieidyne:3000TA 3 純化后 CO2 分 子 篩純化器后 05PPmCO2 ABB:Uras14 或 Teledyne:II7000 或 Servomex:Xentra4200 4 氬餾 分中氬 氬餾分 05%Ar ABB:Calados17 或 EasylineAR Teledyne:20xxA 5 精氬中氬 氬餾分 80100%Ar ABB:Calados17 或 EasylineAR Teledyne:20xxA 6 粗氬含氧 粗氬 05%O2 ABB:Magnos106 或 EasylineO2 Teledyne:3000DA 7 精氬含氧 精氬管道 010PPm Teledyne:3000TA 8 精氬含氮 精氬管道 010PPmN2 Delphi:Model 9 總炭分析 液氧中總烴 0100PPm’ CnHm Teledyne:402REU 10 微量水分析 增壓空氣含水分量 H2O 國產(chǎn) 注：分析儀成套商成套提供：分析儀表、標(biāo)氣（包括零氣、量程氣）、預(yù)處理裝置、分析儀柜等；同時提供易損件（如流量計、截止閥、切換閥、接頭等）備件。 （ 2） UPS 不間斷電源 10KVA， 30 分鐘后備。 自動化水平 (1)儀控系統(tǒng)應(yīng)能有效地監(jiān)控成套空分設(shè)備生產(chǎn)過程 ,確保設(shè)備長期穩(wěn)定可靠運行 ,操作維護方便。 從上塔抽出來的純氮氣在過冷器中與液氮和富氧液空進行熱交換后，經(jīng)主換熱器復(fù)熱，純氮氣作為低壓氮產(chǎn)品送出。在短期或較長時間停車后，在冷態(tài)下再啟動，也不必顧及乙炔的積聚威脅，也可以采用自動控制操作；此外，能夠用自動控制，迅速地進行負 荷調(diào)節(jié)，因為不用考慮像可逆式換熱器那樣的溫度梯度要求，受自清除工況的約束。通常切換式換熱器流程切換損失為 %,而增壓分子篩凈化流程的切換損失小于 %,進下塔的加工空氣量相對增加 ,又由于增壓膨脹 ,膨脹量減少 ,拉赫曼進氧量減少 ,精餾的氧提取率上升 ,氧產(chǎn)量增加 ,單位能耗降低 ,即便 扣除出污氮作為再生氣而使上精餾塔操作壓力稍有升高 (約 20Pa)的因素 ,增壓分子篩純化器流程比切換式換熱器流程的能耗低 %。特別是近年來隨著產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，“工業(yè)強省”的宏觀戰(zhàn)略目標(biāo)已經(jīng)確立，未來幾年內(nèi)工業(yè)經(jīng)濟將有大幅增長，在這樣的背景下，勢必為氣體行業(yè)提供無限商機。 氣體工業(yè)是朝陽產(chǎn)業(yè)，有著非常廣闊的前景。 我國氣體工業(yè) 的發(fā)展現(xiàn)狀與特點 氣體行業(yè)是基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟中有著重要的地位和作用，如同水、電一樣。 研究范圍 本項目具體包括以下內(nèi)容： （ 1） 氧、氮、氬氣體生產(chǎn)裝置，蒸餾裝置，灌裝車間。 （ 2）遵循國家有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，深入進行市場調(diào)查，緊密跟蹤產(chǎn)品市場走勢，確保項目具有良好的經(jīng)濟效益和發(fā)展前景。 本報告對該工程項目的市場、工藝技術(shù)、生產(chǎn)條件、公用工程及輔助設(shè)施、環(huán)保、消防、勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生等方面進行論證和研究， 并 進行投資估算及財務(wù)分析，從而做出可行性研究結(jié)論。截至1997 年年底，我國累計設(shè)計制造 8021 套氣體分離設(shè)備，制氧能力已達 206萬立方米 /h，而且設(shè)備技術(shù)水 平也在不斷提高，同時，引進和上馬大型機組推動了行業(yè)發(fā)展。如天津梅塞爾凱德氣體系統(tǒng)有限公司與石 油科學(xué)院合作，成功地將膜分離制氮設(shè)備生產(chǎn)的氮氣用于油田的二三次采油，取得巨大經(jīng)濟效益。以上氣體供應(yīng)廠家只能滿足我省三分之一的需求，其它大部分需從省外購進，供貨渠道主要有遼寧的鞍鋼、河北和天津一帶國際氣體公司，由于路途較遠，運 輸成本大增，造成了產(chǎn)品價格的急劇上漲或斷液情況，嚴(yán)重影響了正常的工業(yè)生產(chǎn)活動。 （四）提高設(shè)備安全性 由于分子篩對乙炔及碳氫化合物有極強的吸附能力，可以有效地避免主冷凝蒸發(fā)器 的“微爆”故障發(fā)生。 表 41 切換式換熱器流程與增壓分子篩流程詳細比較 序號 流程 項目 切換式換熱器流程 增壓 分子篩凈化流程 1 產(chǎn)品氧氣與氮氣之比 1: 2 所需加工空氣量的相對值 1 3 消耗同樣能量時其產(chǎn)品產(chǎn)量的相對值 O2 1 N2 1 Ar 1 4 加工空氣壓力凈增值mX105 0 150 5 空壓機能耗相對值 1 6 分子篩再生功 率消耗 K/wm3 0 () 103 7 冷凍機功率消耗 0 103 8 消除水分、 CO2及有害烴 良好 徹底 類物質(zhì)的能力 9 熱交換器工作條件 壓力交變易被空氣中水分 腐蝕 ,為保證不凍結(jié)性 ,冷 端要有精確的溫度控制 無壓力交變 ,空氣干燥 ,冷端溫差不需嚴(yán)格控制 10 對提氬影響 精餾塔隨壓力交變而頻繁波動 ,影響氬的提取 精餾塔隨 壓力交變 ,工作穩(wěn)定 ,有利于氬的提取 11 啟動時間 考慮通過水分和 CO2凍結(jié)區(qū)問題 ,操作需謹(jǐn)慎 ,膨脹機負荷需慢慢增加 ,啟動時間較長 ,約 48小時 無須考慮凍結(jié)問題 ,操作簡便 ,膨脹機滿負荷運轉(zhuǎn) ,啟動時間較短 ,約 1830小時 12 實現(xiàn)自動化的難易 由于啟動四個階段 ,實現(xiàn)安全自動化相對困難和復(fù)雜一些 可以相當(dāng)簡單地實現(xiàn)安全的自動化 ,甚至空分從冷態(tài)或熱態(tài)的啟動 13 對空分 變負荷調(diào)節(jié)的適應(yīng)速率 需要有一定的溫度梯率 ,以解決自清除問題 ,調(diào)節(jié)速度較慢 較迅速 工藝流程概述 （ 1）空氣壓縮 空氣在進入空氣壓縮機（ TC）前，經(jīng)空氣過濾器（