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（空分装置） 合成氨二厂空分车间 2008.10 1
目 录
1 化工基础知识 .................................................................................... 5
1.1 1.1.1
1.1.2 1.1.3 1.1.4
热力学基础 ................................................................................................................................. 5 气体的基本状态参数 ......................................................................................................................... 5
气体基本定律 ..................................................................................................................................... 6 热力学两大定律 ................................................................................................................................. 7 获得低温的方法 ................................................................................................................................. 9
1.2 1.2.1
1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5
精馏 ........................................................................................................................................... 12 气体分离方法 ................................................................................................................................... 12
空气的组成及空气分离的基本原理 ............................................................................................... 12 精馏原理 ........................................................................................................................................... 15 空气的精馏 ....................................................................................................................................... 17 回流比与拉赫曼原理 ....................................................................................................................... 18
1.3
1.3.1
1.3.2 1.3.3 1.3.4
吸附 ........................................................................................................................................... 19 吸附的定义 ....................................................................................................................................... 19
吸附的基本原理 ............................................................................................................................... 19 吸附剂的再生 ................................................................................................................................... 20 吸附剂 ............................................................................................................................................... 20
1.4
1.4.1
1.4.2 1.4.3 1.4.4 1.4.5
传热 ........................................................................................................................................... 22 概述 ................................................................................................................................................... 22
传热基本原理 ................................................................................................................................... 23 传热方程和传热系数 ....................................................................................................................... 26 冷凝与蒸发 ....................................................................................................................................... 27 板翅式换热器 ................................................................................................................................... 29
2 流程描述 .......................................................................................... 32
2.1
2.1.1
2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6
空气压缩系统 ........................................................................................................................... 33 驱动汽轮机D-01 .............................................................................................................................. 33
压缩机C-01 ...................................................................................................................................... 35 增压机C-02 ...................................................................................................................................... 36 空气过滤器 ....................................................................................................................................... 37 齿轮箱 ............................................................................................................................................... 37 公用油站 ........................................................................................................................................... 37
2.2
2.2.1 空气预冷、净化系统 ............................................................................................................... 37 空冷塔 E-07 ..................................................................................................................................... 38
2
2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6
水冷塔 E-60 ..................................................................................................................................... 39 氨冷器 E-61 ..................................................................................................................................... 39 分子筛吸附器 R01/R02 ................................................................................................................ 40 蒸汽加热器 E-08 ............................................................................................................................. 40 放空消音器 F-02 ............................................................................................................................. 41
2.3 2.3.1
2.3.2
制冷系统 ................................................................................................................................... 41 制动增压机 C-20/C21 ..................................................................................................................... 41
透平膨胀机 D-01/D-02 ................................................................................................................... 41
2.4 2.4.1
2.4.2 2.4.3
空气换热系统 ........................................................................................................................... 42 低压板式换热器E-01-1 ................................................................................................................... 42
高压板式换热器 E-01-2 ................................................................................................................ 43 过冷器E-04 ...................................................................................................................................... 43
2.5 2.5.1
2.5.2 2.5.3 2.5.4
精馏系统 ................................................................................................................................... 43 精馏塔下塔 K-01 ............................................................................................................................. 44
下塔主冷凝蒸发器 E-02 ............................................................................................................... 45 上塔和纯氮塔 K-02/K-03 ............................................................................................................... 45 气液分分离器 B-01/B-02/B-03 ....................................................................................................... 45
2.6
2.6.1
2.6.2
产品输送系统 ........................................................................................................................... 45 液氧泵P-01/P-02 .............................................................................................................................. 46
液氮泵 P-03/P-04 ........................................................................................................................... 46
2.7
2.7.1 2.8
提氩系统 ................................................................................................................................... 47 液氩泵 ............................................................................................................................................... 47 仪器和仪表系统 ....................................................................................................................... 47
3 安全篇............................................................................................... 48 安全总则 ................................................................................................ 48
3.1
3.2 3.3 3.3.1
3.3.2 3.3.3
空分装置加温周期 ................................................................................................................... 48 空气及其主要组分的性质 ....................................................................................................... 49 安全预防措施 ........................................................................................................................... 49 火灾和爆炸危险 ............................................................................................................................... 49
窒息死亡的危险 ............................................................................................................................... 51 低温危险 ........................................................................................................................................... 51
3.4
3.4.1
3.4.2 3.4.3 3.4.4
安全设备 ................................................................................................................................... 51 建筑物和设施 ................................................................................................................................... 51
消防设备 ........................................................................................................................................... 52 过压保护安全设备 ........................................................................................................................... 53 安全设备的安全功能 ....................................................................................................................... 53
3.5
3.5.1 冷箱密封气 ............................................................................................................................... 53 处理冷箱内作为绝热材料的珠光砂 ............................................................................................... 54
3
3.5.2 工作区域潜在危险气体(O2N2Ar)聚集的监测和维持 ................................................................... 55
附录一 .................................................................................................... 85
装置重大爆炸，环境污染紧急处理预案 ............................................................................................... 85
附录二 .................................................................................................... 96
操作规程应知应会问答题 ....................................................................................................................... 96
附录三 .................................................................................................. 108
空分装置操作规程 ................................................................................................................................. 108
附录四 .................................................................................................. 126
汽轮机概述 ............................................................................................................................................. 126
4