采用斯特林制冷机的低温精馏制氮系统

针对分布式液氮供应系统相关技术仍不成熟的问题,提出采用大冷量斯特林制冷机的低温精馏制氮系统.根据不同的系统运行条件,基于Aspen HYSYS搭建3种精馏制氮流程;对每个流程在不同的空气入口温度、压缩空气初步预冷温度、制冷机输入冷量条件下进行数值模拟分析.对液氮产率、氮提取率、单位产量能耗等进行优化计算,结果表明,采用低压进气,应用冷冻干燥法纯化原料气,之后进行常压精馏是最优流程;在入口温度为10℃,初步预冷温度为25℃,输入冷量为1 kW的运行工况下,系统液氮产率可达10.38 L/h,氮提取率高达62.19%,比功耗为1.105 kW·h/L.相对于其他小型液氮生产系统,新系统具有产率大、氮提取率高、比功耗低等显著优点.

两床变压吸附空分制氧过程的模拟

通过动态柱穿透法测定空气中氮/氧吸附平衡数据,并应用于实验室规模的两床变压吸附(PSA)空分制氧过程的模拟;在PSA过程模拟中探讨了吸附压力、吸附时间、充压时间、进料流量和冲洗比等过程操作条件对产品气氧的纯度、收率和产率的影响,为PSA空分制氧过程提供一定设计依据。

LNG冷能用于空分工艺的研究与优化

针对LNG冷能空分工艺存在单位液态产品能耗高、工艺流程可优化空间大等现状,对空分工艺中制冷方式的适应性进行了深入研究,并基于能级理论对制冷循环进行了结构优选,提出了能耗、循环量相对较低的双级氮膨胀制冷循环。同时以大连LNG接收站的运行数据为基础,对工艺中的关键参数进行了敏感性分析,并以单位液态产品能耗为目标函数,基于HYSYS软件自带的优化器对敏感度大的参数进行了优化,得到单位液态产品能耗为0.475k Wh/kg,比类似工艺(日本知多基地)的单位液态产品能耗减少了约10.98%,且远小于传统低温空分工艺的单位液态产品能耗(1.05~1.25k Wh/kg),表明该工艺有较好的节能效果,这为实际工程中空分工艺的优化开辟了新思路。

PSA变压吸附制氮技术与低温法制氮技术比较

介绍了PSA变压吸附制氮技术和低温法制氮技术的原理、工艺流程及技术特点,并根据工程经验对2种制氮技术从技术特点、投资、占地等多方面综合比较分析,指出具体工程中2种技术的适用原则。

真空变压吸附空分制氧等温与非等温过程模拟比较

应用动态柱穿透法测定的空气中氮-氧吸附平衡数据模拟两床真空变压吸附(VSA)空分制氧中等温与非等温过程;在VSA过程模拟中探讨了吸附压力、进料流量和冲洗比等过程操作条件以及吸附过程中温度的变化对产品气氧的纯度、收率和产率的影响,为VSA空分制氧过程提供一定的设计依据。

膜法／深冷法联合空分的理论研究

利用硅橡胶膜分离器将空气的氧气、氩气、氪气和氙气等浓度提高，使氮气、氦气和氖气的浓度降低．再借助于深冷法提高空分过程中的氧气、氩气、氪气和氙气等的产量和浓度．此外，还获得了不抽氩馏份工作的空分设备的上塔塔板上的蒸汽和液体的计算浓度及温度分布等，并和法斯托夫斯基（豪森）的数据进行了对比．同时得到了温度与氧、氩和氮的饱和蒸汽压及焓等的关系的回归方程．并用Ｂａｓｉｏ语言编写了求解液空和液氮节流气化率的通用程序，能方便、快速。

空分装置工艺路线选择及设备选型

通过比较化工区域内空分装置运行的安全性,确定了空分装置的工艺路线;进一步比较设备投资及运行成本,确定了空分装置设备的选型。

液氮洗联产LNG工艺模拟与改良

针对某厂对液氮洗工艺进行改造以尽可能达到回收甲烷、合成气中CO摩尔分数小于1×10-6、LNG产品中的CH4摩尔分数大于95%的工艺要求,采用Aspen Plus软件对工艺进行模拟优化,并提出了两段低压闪蒸连用的改造方案。模拟结果显示,合成气中CO摩尔分数符合要求,LNG产品中CH4的摩尔分数为95. 05%,除此之外氮气循环系统的氮气使用量减少了12. 79%。

某油田深冷空分制氮工艺比选及优化研究

选取了4种深冷空分制氮工艺,运用HYSYS模拟软件进行计算,综合评价比选各工艺。结果表明,双塔双冷凝器正流膨胀工艺较优,具有氮气产品含氧量低、比功耗最低的优势;对工艺中的关键运行参数进行单因素分析,得出关键参数的取值范围,为采用响应面多因素优化提供了编码水平;采用响应面优化后的关键参数,双塔双冷凝器正流膨胀工艺氮气中氧含量降低了7.7%、氮收率提高了9.63%、比功耗降低了7.69%,其中氮气中氧含量降低对降低注氮开采石油过程中氮气对井筒的腐蚀具有重要的作用。

深冷空分装置不同产品纯度下的产品能耗

利用Aspen Plus软件对深冷空分工艺流程建立了模拟模型,通过改变工况进行模拟分析,得到产品能耗与氧气体积分数的关系。能耗随氧气体积分数的降低而降低,二者之间的关系式可以拟合为一个4次多项式,为合成氨生产过程的整体优化节能奠定了基础。

海上平台移动式制氮系统温度控制算法研究

海上平台设备日常维护保养以及维修改造时,需要频繁使用氮气。采用移动式膜分离制氮系统具有使用效率高的特点,但需要分析入膜压力和入膜温度对中空纤维膜分离性能的影响。针对膜分离制氮对温度控制的要求,通过能量守恒定律和实验方法建立空气加热器的数学模型,在Matlab的Simulink中搭建常规PID温度控制器模型并对常规PID温度控制器进行改进,分析常规PID和模糊PID控制器的仿真曲线,模糊PID具有超调量小,调节时间短、稳定性好等优点,完全满足了膜分离制氮系统的要求。

联产乙烷的天然气提氦工艺研究

为了解决单一的天然气深冷分离提氦工艺中设备能耗大、投资大、效率低的问题,将天然气深冷分离提氦工艺与膜分离提氦工艺结合以提高氦体积分数与回收率,同时结合天然气乙烷回收工艺实现冷能的最大化利用,建立了联产乙烷的天然气深冷-膜分离提氦工艺。利用HYSYS软件对联产乙烷的天然气深冷-膜分离提氦工艺与单一的天然气乙烷回收工艺和深冷-膜分离提氦工艺进行流程模拟。模拟结果表明,4种典型乙烷回收工艺中气体过冷工艺的乙烷回收率最高,可达90.13%;将天然气深冷分离提氦工艺与膜分离提氦工艺结合后氦体积分数由66.77%提高到了99.6%;联产乙烷的天然气深冷-膜分离提氦工艺可以有效地集成回收和利用冷量,相较天然气深冷-膜分离提氦工艺+部分干气循环工艺,总压缩能耗低23.10%,单位综合能耗低20.46%。

深冷空分工艺的模拟与优化

利用Aspen Plus软件,搭建了深冷空分工艺流程,物性方法选取空分过程常用的Peng-Robinson方程,精馏塔操作复杂,通过灵敏度分析,对上塔和下塔的操作参数进行优化,挖掘生产潜力,得到高纯度的产品气。探究了进料位置、进料量、采出位置与采出量等因素对产品纯度的影响,在最优的工艺条件下,可得到摩尔分数为99.9%的O_(2)、摩尔分数为99.9%的N_(2)和液氮、摩尔分数为99.6%的Ar,产品纯度较高,对实际工厂中精馏塔的参数调节具有一定的指导意义。

氮气流雾化制铜合金粉供气方案的选择

综述了空气深冷和变压吸附分离制氮技术。建立了液氮气化及空气变压吸附分离制氮供气方案运行成本的核算关系式,为使用氮气选择合理的供气方案提供了依据。结合本单位的具体用气需求并根据供气运行成本的核算结果,得出:高压氮气流雾化工艺制备铜合金粉末时,采用液氮气化供应氮气的技术方案较为经济合理。

空分产品的应用领域及其发展

论述了空分产品氧氮在钢铁、化工、煤气化中的典型应用,重点从保护环境、安全生产、提高生活质量和前沿产业四个方面论述了氧氮开拓中的应用领域,并对空分产品的应用进行了总结和展望。

空分制氮设备的选择

阐述了空分制氮的3种方法(深冷分离方法、变压吸附分离技术、膜分离技术)及其各自特点,通过数据对比得出结论。

浅谈变压吸附与深冷制氮工艺的选择

对于某项目的制氮工艺技术的选择,本文提供两种工艺流程进行比较,即变压吸附技术和深冷分离技术。从而选择更经济合理的方案。

降低分子筛空分流程能耗的研究

回顾空气分离技术百年的发展史和对近数十年发展起来的分子筛空分流程分析，指出空分流程虽然已有局部的改进，但是流程的发展尚未摆脱传统理论的模式。文章从理论上分析了传统流程的不足，指出了分子筛空分流程存在着进一步降低能耗的可能性。

变压吸附制氮机组运行总结

变压吸附空分制氮技术以洁净的压缩空气为原料,利用焦炭分子筛吸附其中的氧气成分,从而制得高纯度的氮气。介绍了变压吸附制氮机组的工作原理、影响氮气纯度的因素以及运行状况。

深冷空分制氮工艺的设计

介绍了氮气产能为5600m^(3)/h的深冷空分制氮装置的工艺流程、设计要求和设备配置。该装置具有良好的运行性能,具备高度的安全性和可靠性。