空分设备精馏塔各段液气比的影响因素分析

空分设备精馏塔的各段作用

空气首先在下塔初步精馏，在下塔顶部得到纯氮气，塔底产生富氧液空。

下塔顶部的纯氮气进入主冷 冷凝成液氮后，部分作为下塔回流液，部分经过过冷器与返流氮气换热后被送至上塔 ，为上塔精馏提供回流液体；

下塔底部的富氧液空 经过冷器后，部分直接进入上塔，部分先进入粗氩冷凝器为粗氩塔精馏提供回流液后再进入上塔继续参与精馏

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经过上塔的精馏，上塔底部得到纯液氧，塔顶获得纯氮气。上塔进料气体较多

1.来自主冷的蒸发氧气

2.来自粗氩塔的回流液体

3.来自粗氩冷凝器的液空

4.来自下塔底过冷后的富氧液空

5.来自下塔顶过冷后的液氮

6.拉赫曼空气进上塔中部

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粗氩塔原料气来自于上塔中下部，经粗氩塔精馏后，在塔顶产生氧含量较少的粗氩气

粗氩气进入粗氩冷凝器冷凝成液体后，为粗氩塔精馏提供回流液。少量粗氩气由粗氩冷凝器引出，送入精馏塔除氮后成为液氩产品

（粗氩I 和II 塔 相当于精馏塔下部）一分为二

（精氩I塔 相当于精馏塔上部）

各塔段的主要作用：

下塔（I 段）看作精馏段，其作用是除去塔内上升气体中的氧组分和氩组分，从而在下塔顶部得到纯氮气。

下塔液气比越大，或理论塔板数越多，则下塔顶部 氮纯度越好。

上塔下部（II段，上塔氩馏分抽口以下）看作提馏段，其作用除去液相中的氩组分，从而在上塔底部得到纯氧。

上塔下部液气比越小，或者理论塔板数越多（精馏效果更好）则上塔底部氧纯度越高。

上塔中部（III段，上塔氩馏分抽口以上至粗氩冷凝器液空回上塔处）看作提馏段，其作用主要是除去液相中的氮组分，从而在氩馏分抽口处产生氮含量满足粗氩塔要求的气液相。

此段液气比越小，理论塔板数越多，则氩馏分中的氮含量越低。

粗氩塔（IV段）看作精馏段，其作用是除去气相中的氧组分，从而在粗氩塔顶部得到几乎不含氧的粗氩气。

粗氩塔液气比越大，理论塔板数越多，则粗氩塔顶部的粗氩气中的氧含量越低。

上塔上部（V段 上塔液空/空气进料口以上）看作精馏段，其作用是除去气相中的氧和氩从而既保证上塔顶部氮气纯度，又防止过多的氩组分从上塔氮气中散失。

此段液气比越大，理论塔板数越多，则上塔氮气中的氧和氩含量越低，空分设备的氧和氩提取率越高———————————————————

下塔（I 段）和上塔上部（V 段）液气比根据送入上塔液氮量V₂调节

增加送入上塔液氮量上塔上部的液气比增大，而下塔液气比减小

在理论塔板数量一定时，精馏段（下塔/上塔上部/粗氩塔）液气比越大；提馏段（上塔下部和中部）液气比越小则精馏分离效果越好，氩和氧提取率越高。

因氩和氧之间相对挥发度较小，精馏分离氩和氧比较困难，一般来说上塔下部氩和氧分离段的液气比小一点总是好的

对于下塔和上塔上部来说，因氮与氩、氧之间的相对挥发度越大，精馏分离较容易。

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液气比过大/不利于气液相平衡 能耗增大

液气比过小/所需理论塔板数增加 分离不佳

一般控制在最小液气比1.10—1.25倍 较好