●第七代：内压缩流程。

      2．2 膨胀空气进上塔的常规空分流程
      此空分流程是采用分子筛净化、增雇钙脚蛘突评洹⑴蛘涂掌

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?，所示其工艺流程

特点：
      

●装置输出的氧气为常压（P=15～20Kpa），需采用氧气透平压缩机将出冷

箱的常压
      氧气压缩到所需要的压力。
      

●氩的提取率取决于进上塔的膨胀空气量。进上塔的膨胀空气量少，氩的提

取率高；进上塔的膨胀空气量增大，氩的提取率随之下降；进上塔的膨胀空气
量达到某一限制时，氩的提取率将大幅度降低。
      

●液体产量受到限制。为了多生产液体，膨胀空气量势必增大，氩的提取率

就会降低，这是一对矛盾。当液体产量超过某一界限时会影响氩的提取率，更会
使氩的提取率大幅度降低。另外由于上塔对膨胀空气量的限制，膨胀空气要采取
旁通，液体产量依靠低压空气膨胀制冷循环获得，能耗很高。
      

●   氧气提取率可达 99%以上，在控制液体产量使进上塔的膨胀空气量小于

加 工 空 气 量 的

10% 以 内 时 ， 氩 的 提 取 率 可 大 于 80% ， 单 位 制 氧 + 压 氧

（

P=3.0MPa）能耗

≤0.568kwh/m3。

         图 1 膨胀空气进上塔的常规空分流程
      2．3 膨胀空气进下塔的空分流程
      原料空气经预冷后进入纯化器组，在其中除去水分、二氧化碳、乙炔和某些有
害组分，然后到膨胀机增压机进行全量增压。增压气经水冷却后进入冷箱内主换
热器，被返流气体冷却到一定温度后，大部分正流空气进入膨胀机膨胀，提供
装置所需要的冷量，少部分在主换热器下部继续冷却，出主换热器后与膨胀后
空气汇合，进入下塔参与精馏过程。膨胀空气进下塔的空分流程如图

2，其所示

其工艺流程特点：
      

● 原料空气的压力要比常规流程高。根据需生产液体量的多少及膨胀机的效

率和增压机的增压比，空气出空透的压力约在

8.5～10bar 之间变化。

      

●  原料空气中的氩基本上都进入液空，然后被送入上塔，因此可以得到很

高的氩提取率。根据氧纯度和氧提取率的不同（现代空分装置，氧纯度均在
99.6%及以上，氧提取率均在 99%左右，因此变化不大），这种流程氩的提取
率可以达到

90～92%，这是膨胀空气进上塔的流程不可能达到的。

      

●  以 30000Nm3/h 空分装置为例，对膨胀空气进上塔和膨胀空气进下塔两种

不同流程进行了详细的流程计算、精馏计算及技术经济比较。对于

30000Nm3/h

空分装置：膨胀空气进上塔流程，氩提取率按

72%计算，氩产量为 1100m3/h；

膨胀空气进下塔流程，氩提取率按

90%计算，氩产量为 1290m3/h，后者比前者

氩产量增多

190 Nm3/h。然而，膨胀空气进上塔流程与膨胀空气进下塔流程相比，

由 于 后 者 空 压 机 排 压 比 前 者 高 ， 后 者 每 小 时 要 多 消 耗 ～

2100KW 的 电 能

（

0.9Mpa 排压比 0.64Mpa 排压，空压机轴功率高～2100KW）

      

●  膨胀空气进下塔的流程比膨胀空气进上塔的流程更容易取消冷冻机。这是

因为膨胀空气进下塔的流程加工空气压力高，进纯化器空气压力也高，所以空
气中含水少，分子筛对二氧化碳的动吸附值也会提高，可减少分子筛量及再生
气量，这为取消冷冻机无疑提供了更好的条件。
       图 2  膨胀空气进下塔流程示意图

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