空分装置操作201166

　 空分装置操作中对人身安全应注意什么?

　答：一是要注意氮气窒息，氮气无色、无味，很容易使人窒息，因此在操作中要防止进入高氮气区域，尤其注意进入氮气泄漏的房间，区域及氮气置换过的设备。在室内发生泄漏后要及时通风，在空气不易流通的地方要做好标，防止误入。二是注意氧气剧烈燃烧及爆炸。在检修接触氧气设备时不准带油脂。在富氧区工作后，要将衣服上夹带的氧用空气吹除。总之，对高纯氧要特别注意，许多在空气中不燃烧的物质在氧气中会发生剧烈的燃烧。二是要注意低温液体冻伤，要尽量避免与低温液体接触，不要将低温液体倾泄在地上。

　怎样判断主冷凝蒸发器泄漏?

　答：主冷严重泄漏时，压力较高的氮气将大量漏入低压氧侧，上、下塔压力，产品纯度将发生显著的变化，直至无法维持生产而停车。

　主冷轻微泄漏时，往往不会引起上、下塔压力的显著变化，也不会引起主冷内液氧纯度的显著降低。普遍现象是主冷气氧和液氧纯度相差较大，气相浓度低于与液氧相平衡的浓度值。

　产生泄漏的原因主要有主冷轻微的局部爆炸；积水而冻裂；焊缝泄漏等。

　膨胀机轴承温度过高是什么原因造成的？

　答：膨胀机在高速旋转时，轴颈在轴承处产生摩擦热。这部分热量需要靠润滑油及时带走，才能使轴承温度保持在允许范围之内。

　造成轴承温度过高的原因来自两方面：一方面是由于产生的摩擦热过多，这通常是由轴承间隙不当或转子振动过大引起的。通常发生在安装或检修后；另一方面是由于润滑油的问题，来不及将热量带走。这可能是因油压过低；润滑油量不足；或润滑油不干净，造成管道堵塞或润滑油变质，粘度不合要求。以及油冷器冷却效果不良等原因导致的。

　膨胀机轴承温度过低是什么原因造成的?

　答：由于膨胀机是在很低的温度下工作，如果冷气外漏过多，将造成工作轮侧的轴承温度过低。这将引起润滑油温度过低，使油的粘度增加，难以形成油膜，甚至会使轴承咬坏。

　气体外漏增多的原因可能是由于未通压力密封气。这时应检查密封气的压力，如果是由于密封磨损，间隙增大，这时应更换密封套。

　膨胀机在停车时，发生轴承温度过低，可能是由于膨胀机侧冷量传递过来引起的，它会使转子转动不灵活，甚至启动不起来。这时可通过循环的润滑油来提高轴承温度。

　氧的提取率？

　答：氧的提取率是以产品氧的总氧量与进塔加工空总氧量之比来表示．

　氧提取率=（氧产量*氧纯度）/（进塔空气量*空气中的氧含量）。

　当进塔空气量和产品氧纯度一定时，氧提取率的高低取决于氧产量的多少，而氧产量的多少在进气量一定的条件下，主要取决于污氮气中含氧量的高低，只有降低污氮中的含氧量才可提高氧提取率。

　为什么要向冷箱内充保护气?

　答：冷箱中充填的保冷材料中充满了干燥的气体，在低温下，保冷材料间气体的压力下降使冷箱内形成负压，如果冷箱密封很严，就很容易把冷箱吸瘪，如果不严，外界湿空气很容易浸入，使保冷材料受潮，结冰，因水和冰的导热系数远比保冷材料大得多，所以装置的保冷效果下降，冷损增加，因此要向冷箱内充加保护气，保证冷箱内为微正压。我厂二期空分装置的保护气为污氮气。

　什么叫喘振?

　答：当压缩机进气量减小到一定程度时，就会出现旋转脱离，如果进一步减小流量，在叶片背面将形成很大的涡流区气流分离层扩及整个通道。以致充满整个叶道而把通道阻塞，气流不能顺利地流过叶道，这时流动严重恶化，使压缩机出口压力突然大大下降。由于压缩机总是和管网系统联合工作的，这时管网中的压力并不马上降低，于是管网中的压力就反而大于压缩机出口处的压力，因而管网中的气体就倒流向压缩机，一直到管网中压力下降至低于压缩机的出口压力为止。这时倒流停止，压缩机又开始向管网供气，经过压缩机的流量又增大。压缩机又恢复正常工作。但当管网中的压力又恢复到原来的压力时，压缩机的流量又减小，系统中的气体又产生倒流，如此周而复始，就在整个系统产生了周期性的气流振荡现象，称为“喘振”。

　氧化亚氮对空分设备有何危害？

　答：氧化亚氮的分子式为N2O，也叫一氧化二氮，俗称“笑气”。大气中的氧化亚氮浓度约为３×１０－９。随着生态环境的恶化，它的含量以每年０．２％～０．３％的速度增加。

　土壤微生物在土壤及海洋中的氧化和脱氮活动生成的氧化亚氮占大气中氧化亚氮含量的三分之一，另外三分之二的是人为生成的。例如：矿物燃料、生物体、废弃物的燃烧、污水处理、发酵源、汽车废气等都会导致N2O的生成。在N2O生成源附近，大气中N2O的含量可达到3PPm以上。虽然N2O的化学性质不活泼，既不会产生腐蚀，也不会发生爆炸，但是它的物理性质对空气分离具有危害。它的临界温度为309.7k，临界压力为7.27MPa，其三相点是 182.3k、0.088MPa。在空气分离装置的压力和温度的条件下，它具有升华性质。在常压下，其沸点为185k，比N2、O2、Ar的沸点都高，因而，在氧、氮分离过程中，它将浓缩于液氧中。

　稀有气体在空分塔中是如何分布的？

　答：稀有气体是指氩、氖、氦、氪、氙气。由于它们的沸点不同，在空气中的含量又相差悬殊，所以各组分汇集在精馏塔中的不同部位，分布情况见图６２。氪、氙的沸点最高（在标准大气压下，氪的沸点为：-152.9摄氏度、氙的沸点为：-108.1摄氏度），随加工空气进入下塔后，氪、氙均冷凝在下塔液空中。再随液空经节流阀进入上塔，逐板下流汇集于上塔底部的液氧及气氧中。因此，若想从空分装置提取氪、氙，通常是将产品氧引入氪塔，用精馏法制取贫氪、氙原料气。

　氖的沸点（-245.9摄氏度），氦的沸点（-268.9摄氏度）相对氦组分要低得多。所以，加工空气中的氖、氦组分总和低沸点的氮组分在一起。加工空气进入下塔后，氖、氦组分随氮组分一起上升到主冷凝蒸发器的氮侧，气氮被冷凝，而氖、氦由于沸点低，尚不能冷凝，在主冷中成为“不凝性气体”。因此，可从主冷氮侧的顶部引出，作为提取氖、氦的原料气。

　氩的沸点为-185.7摄氏度，介于氧、氮沸点之间，且接近于氧。进入下塔空气中的氩大部分随液空进入上塔，小部分随液氮进入上塔，在上塔的精馏段和提馏均有氩组分的富集区。精馏段的上部主要是氮、氩分离。提馏段的下部主要是氧、氩分离。

　氩在精馏塔内分布在什么部位，它的分布受什么因素影响？

　答：空气中氩的体积分数为0.932％，它的沸点介于氧、氮之间。当它进入下塔并沿塔板逐块上升时，由于氩、氧相对氮来说难挥发组分，它们要比氮更多地冷凝到液相中去。通常，气相中的氩浓度应逐渐降低，但是，由于空气中含氧量比氩大的多，而且氧与氩相比又是难挥发组分，因此，氧比氩更多地冷凝到液相中去，所以在最初的几块塔板上，气相含氩浓度相对地有所提高。但随着氧的大量冷凝，气相含氧量减少，氩冷凝相对逐渐增减，因此，气相含氩量逐渐减少，到塔顶后只有百分之零点几的含量。由于氧、氩对氮来说是难挥发组分，它们比氮更多地冷凝到液相中去，所以液相的含氧、氩浓度大于气相的含量。由于液空中氮还占６０％左右，因此，氩大部分冷凝在液空中。一般来说，下塔液空中含氩在1.3％~1.6％，液氮中含氩才百分之零点几。

　上塔中在液空进料口上、下分别有两个富氩区。原因是含氩1.3％~1.6％的液空从液空进料口下流时，在塔板上遇到上升的蒸汽，有部分液体要蒸发出来。其中，易挥发组分氮要比氧、氩更多地蒸发到气相中去，所以液相的氧、氩浓度逐渐提高。但是，经过一定数量的塔板，液相中的氮基本蒸发完了，剩下的仅有氧、氩组分，液体再往下流实际上是进行氧、氩分离了。由于氩对氧来说是易挥发组分，在下流过程中氩比氧蒸发的多，因此液体中含氩量又逐渐减少，这样就形成液空进料口以下的富氩区。

　提馏段的上升蒸汽和液空节流后的蒸汽中都含有一定数量的氩。蒸汽在上升过程中遇到下流的冷液体后，就有部分蒸汽要冷凝成液体。其中难挥发组分氧、氩要比氮更多地冷凝到液相中去，因此气相中氩含量本应逐渐减少，但因为气相中的氧的含量大于氩，而且氧对氩来说是难挥发组分，所以氧比氩更多地冷凝到液相中去，因而在最初的几块塔板处氩的浓度相对有所提高。随着氧的大量冷凝，氩冷凝量相对增加，气相中氩的含量逐渐减少。这样就形成了液空进料口以上的富氩区。

　氩在上塔的分布是随氧、氮产品和浓度的变化而变化。氧产量减少，氧的纯度就要提高，此时富氩区就往上移，即精馏段的富氩区的含氩量要增高，而提馏段富氩区的含氩量减少。这是因为在同一块塔板上气相中的氧、氩、氮含量的总和应该是100％，液相中氧、氩、氮含量的总和也是100％。如果产品氧的纯度提高了，也就是说提馏段每块塔板上气相和液相的含氧浓度增加，而氧、氩、氮三者之和是100％，因此氩、氮含量必然减少。有由于空气中的含氩量是一定的，提馏段的含氩量减少，精馏段的含氩量必然相应增加。如果氮产量减少，氮的浓度就要提高，此时富氩段要下移。即精馏段的富氩区含氩量要减少，提馏段富氩区的含氩量要增加。

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