日处理65500Nm3（以O2计）空分项目设计(2)

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5.1 操作压强选择 17

5.2 操作温度计算 17

5.3 平均摩尔质量与平均密度计算 18

5.4 液体表面张力计算 19

5.5 液体平均黏度计算 19

6 65500 Nm3/d（以O2计）空分项目精馏塔塔体工艺条件计算 20

6.1 精馏段塔径计算 20

6.2 提馏段塔径计算 20

6.3 精馏塔有效高度计算 21

7 65500 Nm3/d（以O2计）空分项目精馏塔塔板工艺尺寸计算 21

7.1 溢流装置 21

7.2 塔板布置及筛孔数目与排列 23

8 65500 Nm3/d（以O2计）空分项目精馏塔筛板流体力学验算 23

8.1 塔板压降 23

8.2 液沫夹带 24

8.3 漏液 24

8.4 液泛 25

9 设计计算结果汇总及精馏塔设计简图 25

10 工艺设备选择 26

10.1 生产工艺流程选择 28

10.2 精馏塔选择 29

10.3 空气压缩机、空气增压机、汽轮机选择 29

10.4 液氧泵、液氮泵、增压透平膨胀机选择 29

10.5 高压换热器选择 29

10.6 分子筛及切换阀选择 29

结论 30

参考文献 31

致谢 32

1 前言

以取之不尽用之不竭的空气为原料，用低温法、吸附法、膜分离法等方法生产高纯度氧气、氮气和氩气的过程叫做空气分离，简称空分。航空航天，生物生命等高新技术领域、化工，冶金，电子等工业行业都需要大量空分产品。此外，空分产品也大量应用于医疗、食品保鲜、机械制造和个人保健等方面。空气分离技术是现代化工业的基础工业技术，空分的发展和国计民生息息相关。

目前，世界科技与经济飞速发展,各行各业对氧、氮、氩的需求量急剧增加，用量也越来越大，这就促使了空分设备越造越大。巨型化、长周期、高自动化、高可靠、低能耗已成为国外空分设备的主要特点，而我国正实现大型内压缩空分流程的变革。空分装置是化工企业的重要配套装置，主要通过压缩循环、深度冷冻的方法把空气变成液态，再经过精馏从液态空气中逐步分离出氧、氮及氩等惰性气体，用于石化、化工、冶金生产[1]。

1.1 空分技术基本原理

空气是由约21%的氧气（体积）和约79%的氮气（体积）混合而成的，在大气压力下，将空气冷却至81.15K时，可使其液化成液空，其液化温度随压力的升高而升高。在标准大气压力下氧气沸点为90.25K，而氮气的沸点为77.35K。利用氧和氮沸点的差异，采用多级精馏塔进行气液相热质交换的方法进行分离，可以将空气分离成氧气、氮气和氩气等[2]。