空分问答一共70题，分为以下几篇文章：
本文导读（点击问题跳到答案）
31． 精馏塔内的空气是怎样被分离成氧和氮的?
32． 为什么空分塔一般都用双级精馏塔?用单级精馏塔行不行?
33． 在冷凝蒸发器中为什么可以用液氧来冷却气氮?
34．主冷凝蒸发器温差的大小受什么因素的影响?
35． 什么叫精馏?
36． 什么叫回流比?它对精馏有什么影响?
37． 怎样控制液空、液氧纯度?
38．压力低对精馏有什么好处?
39． 为什么要在冷凝蒸发器中设置氖氦吹除管?
40． 为什么要设置过冷器?
31． 精馏塔内的空气是怎样被分离成氧和氮的?
答：精馏塔是一种采用精馏的方法，使各组份分离。从而得到高纯度组份的设备。
空气被冷却至接近液化温度后送入精馏塔的下塔，空气自下向上与温度较低的回流液体充分接触进行传热，使部分空气冷凝为液体。由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，在冷凝过程中，氧比氮较多的冷凝下来，使气体中氮的纯度提高。同时，气体冷凝时要放出冷凝潜热，使回流液体一部分汽化。由于氮是易挥发组份。
因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体中氧纯度提高。就这样，气体由下向上与每一块塔板上的回流液体进行传热传质，而每经过一块塔板，气相中的氮纯度就提高一次，当气体到达下塔顶部时，绝大部分氧已被冷凝到液体中，使气相中的氮纯度达到99.999％。一部分氮气进入冷凝蒸发器中，冷凝成液氮．作为下塔回流液。同时上塔底部的液氧汽化，作为上塔的上升气体，参与上塔的精馏。
将下塔底部得到的含氧38～40％的富氧液空节流后送入上塔，作为上塔的一部分回流液与上升气体接触传热，部分富氧液空汽化。由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体氧纯度提高。液体由上向下与上升气体多次传热传质，液相中的氧纯度不断提高，当液体到达上塔底部时就可得到 99.6％的液氧。
32． 为什么空分塔一般都用双级精馏塔?用单级精馏塔行不行?
答：一般的空分塔是在下塔(压力塔)中将空气进行初次精馏，分离成富氧液空和纯氮，然后在上塔(低压塔)中将下塔提供来的物料进一步精馏得到高纯度的氧和氮气。联系上、下塔的纽带是冷凝蒸发器，它是用下塔的压力氮来加热上塔的液氧，使液氧蒸发同时气氮被冷凝。采用双级精馏塔的优点是使产品有较高的提取率，同时可以制取氧和氮两种双高产品，产品能耗低。
采用单级精馏塔，也能制取氧、氮产品，但只能分别制取其中一种高纯产品，而且氧、氮损耗大提取率差，能耗高，作为分离空气设备是不完善的，因此实际采用较少。
33． 在冷凝蒸发器中为什么可以用液氧来冷却气氮?
答：在冷凝蒸发器中，上塔的液氧吸收热量而蒸发成气氧，下塔的气氮放出热量而冷凝成液氮。即液氧的温度比气氮的温度要低。我们知道，在l大气压下，氧的液化温度比氮要高13℃左右，在这种情况下，液氧要冷却气氮，并使之液化是不可能的。
由于液化温度与压力有关，随着压力的升高，液化温度升高。如氮在1个大气压时，液化温度为一195．8℃，而在6个大气压下的液化温度为一177℃升高了18℃，这样使液氧冷却气氮，使之液化成为可能。
34．主冷凝蒸发器温差的大小受什么因素的影响?
答：主冷凝蒸发器温差的大小受氧氮的纯度和上、下塔压力的影响。
首先：对液氧的蒸发过程：在氧纯度不变的情况下，提高压力，其蒸发温度提高，主冷温差缩小，在压力不变的情况下，纯度提高。其蒸发温度提高，主冷温差变小。
对氮气的冷凝过程：在氮纯度不变的情况下，提高下塔压力可使其冷凝温度提高，增大了主冷温差。
在压力不变的情况下，提高氮纯度，其冷凝温度下洚，缩小了主冷温差。由此可见：上、下塔压力一定时，提高液氧的纯度，可缩小主冷温差。提高气氮的纯度可缩小主冷温差。若气氮的压力、纯度不变，在液氧纯度一定的情况下，提高上塔压力可使主冷温差变小。
35． 什么叫精馏?
答：精馏是利用两种物质的沸点不同，多次地进行混合蒸汽的部份冷凝和混合液体的部份蒸发过程，来实现物质分离的目的。
对于两种不同沸点的物质组成的混和物液体，沸点低的物质称为易挥发组份，即在混合液体部份蒸发时，易挥发组份能较多地被蒸发出来，例如：液空含氮61％在 O．5MPa时，其蒸汽中氮含量为81％，相反，沸点高的物质称为难挥发级份，当混合蒸汽部份冷凝时难挥发组份能较多地被冷凝出来。
对于两种沸点不同的物质组成的混合液体在吸收热量而部份蒸发时，易挥发组份将较多地蒸发，而混合蒸汽在放出热量部分冷凝时，难挥发组份将较多地冷凝，如果将温度较高的饱和蒸汽与温度较低的饱和液体互相接触，则蒸汽放出热量给饱和液体，蒸汽放出热量，将部分冷凝，液体吸收热量将部分蒸发，在精馏塔的塔板上进行的上述过程，通过许多块塔板的传质、传热过程。就可以使两组份分离，在塔顶得到易挥发组份，在塔底得到难挥发组份。
36． 什么叫回流比?它对精馏有什么影响?
答：回流比一般是指塔内下流液体量与上升蒸汽量之比，它又称液气比。
精馏产品的纯度，在塔板数一定的情况下，取决于回流比的大小。回流大时所得到的气相氮纯度高，液相氧纯度就低，回流比小时得到的气相氮纯度低，液相氧纯度高，这是因为，温度较高的上升气与温度较低的下流液体在塔板上混合进行热质交换后，在理想情况下，它们的温度可趋于一致。即达到同一温度。这个温度介于气液温度之间。
如果回流比大，即下流的液体多，或上升的气少时则汽液混合温度必偏向低温液体一边，于是上升蒸汽的温降就大，蒸汽冷凝的就多。因氧是难挥发组份，故氧组份冷凝下来相应也多一些，这样上升气体的氮浓度也提高得快。每块塔板如此，因此塔顶的氮纯度就高。另一方面，因为气液混物温度偏低于液体一边，于是下流液体的温升就小，液体蒸发少，因此液体中氮组份蒸发出来相应也少一点，这样下流液体氧浓度提高就慢，每块塔板如此。因而塔底液体氧浓度就低。回流比小时，则与上述相反。
精馏工况的调整，实际上主要改变塔内各部位的回流比的大小，如塔温高，说明回流比偏小，塔温低，说明回流比偏大。
37． 怎样控制液空、液氧纯度?
答：下塔的液空，污液氮是提供给上塔作为原料液。因此，下塔精馏是上塔精馏的基础。
下塔的操作要点在予妥善控制污液氮节流阀(FV8513)的开度。具体说，就是要在液氮纯度能够达到要求的前提下，尽量开大污液氮节流阀。这样可使上塔精馏段回流比增大，使上塔污氮气中的氧损减小装置氧提取率增大。同时，液空纯度增加，使液氧纯度也可提高。但是，污液氮节流阀并不是开的越大越好。因为污液氮节流阀开大到一定程后，污液氮中氧含量增加，使污液氮节流后气相中的氧含量反而高于上塔顶部污氮气中的氧含量，使上塔排出的污氮气中的氧损增加，装置氧提取率降低。
38．压力低对精馏有什么好处?
答：压力降低，就会改善塔的精馏工况。因为压力越低，气液平衡就越接近理想状态，即压力低时液体中某一组分的含量与其上方和它平衡的蒸汽中同一组分的含量的差值要大些，而压力高时此差值要小一些。例如：在0.05MPa（G）时，液体中氮浓度为50%，则平衡蒸汽中氮的浓度为83%；如果压力升高到0.1 MPa（G）时，液体中氮浓度仍为50%，则平衡蒸汽中氮的浓度减少到81%。平衡气、液相浓度差值越大，氧、氮分离效果就越好，即在塔板数量不变的情况下，压力低些可以提高氧、氮的纯度。
39． 为什么要在冷凝蒸发器中设置氖氦吹除管?
答：氖氦气在空气中虽然所占比例很小。但由于它们液化温度很低，所以在下塔氦氖气上升至主冷凝器冷凝侧上部时冷凝不下来，随着进塔空气一起，氖氦气不断进入系统，并在冷凝侧越聚越多，占据主冷凝器部分有效的换热空间使冷凝受到影响，导致传热效果变差，最后影响主冷负荷。因此需将不凝的氖、氦气从主冷凝器中定期排出，这就是在主冷器中设置氖氦吹除管的原因。
40． 为什么要设置过冷器？
答：下塔的富氧液空、污液氮和液氮是通过节流阀节流后提供给上塔作为回流液的。饱和液体经节流后，压力降低，其相应的饱和温度也降低，这样节流后的液体将产生部分汽化，这就使得上塔回流液减少，对精馏不利，所以设置了过冷器，富液、污液氮和液氮经回收上塔污氮气的冷量。变成过冷液体，过冷液体再经过节流时，汽化率降低，从而保证供给上塔足够的回流液，从而强化精馏效果，提高氧的回收效率。同理，液氧、液氮经过冷后进入储槽，气化率也降低，减少了入槽时的损失。
