上海申弘閥門有限公司
1 引 言
當今，世界科技與經濟飛速發展，各行各業對氧、氮、氬的需求急增，用量越來越大，也就促使空分設備(制氧機)越造越大?，F國外空分設備特點是：巨型化、填料塔、無氫制氬、內壓縮、氣液并產、高自動化、高可靠、低能耗、長周期等。投運的大空分設備是：法國液化空氣公司3200t/dO2(2002年3月已拿到3550t/dO2的訂單)；美國空氣制品與化學品公司的3100t/dO2；德國林德公司的335000m3/hN2(一處4臺)；美國普萊克斯實用氣體有限公司的1700t/dO2；英國氧氣公司的2400t/dO2；德國梅塞爾集團的1700t/dO2；俄羅斯深冷機械公司(前蘇聯)的70000m3/hO2等。投運的大制氧站是南非煤-油-氣公司，＞100萬m3/hO2；大制氮站是墨西哥坎塔雷爾，134萬m3/hN2?，F國外大型空分設備，氧提取率＞99%(達到99.8%)，氬提取率(膨脹空氣進下塔)可達92%～94%，能耗＜0.565kWh/m3O2(包括壓氧，＜3Mpa）。
隨著國民經濟的發展，我國空分設備制造業從1999年下半年開始，走出低谷，三年來行業形勢一直趨好，杭州制氧機集團有限公司、開封空分集團有限公司、四川空分設備集團有限公司訂貨均出現歷史新高，鋼鐵、石化、化肥等工業均競上新的大型空分設備。在此形勢下，筆者近年常接到行業有關領導與同仁的問詢；國外大型制氧機發展情況如何?大到多大?總不能老是以老的信息相告問詢者。為此，筆者前段時間向國外有關空分設備公司駐華辦事處的老朋友作了寫信與的調查問詢，得到了他們的大力支持。有些回復資料經老同事翻譯后已在氣體總網網訊《氣體分離動態》上絡續登出?，F結合筆者從事《深冷技術》主編工作與行業情報工作所搜集累積的信息，一并作一，供行業同仁參考供領導參閱。1903年，德國林德發明世界上*臺10m3/h制氧機，到明年(2003年)正好100周年，謹亦以此文作為紀念。
2 國外各大空分設備公司的發展情況
1、世界*
法液空
世界上大的工業氣體和醫療氣體以及相關服務的供應商之一。法液空集團向眾多的行業提供大中型空分設備及氧氣、氮氣、氫氣和其他氣體及相關服務。
林德
提供大中型空分設備及種類廣泛的壓縮和液化氣體以及各種化學產品，氣體運用領域涉及鋼鐵生產、提煉、化學加工、環境保護、焊接、食品加工、玻璃生產和電子行業。如今在大力發展快速增長的醫療業務(如醫用氣體)和生態氫技術的研發。
美國空氣
提供大中型空分設備，氣體產品包括普通空氣氣體產品，特種和加工氣體，以及化學中間體產品，在范圍內為科技，能源，醫療護理和工業制造等領域的客戶提供*的產品，服務和解決方案。是大的電子特氣，氫氣和氦氣的供應商。
梅塞爾
提供大中型空分設備，生產銷售氧氣、氮氣、氬氣、二氧化碳、氫氣、氦氣、焊接保護氣、特種氣體、醫療氣體和各種混合氣。
空分閥門介質要求有氣態和液態耐。低溫是空分閥門的一個要求，低溫的低度數，與介質有關，一般液氮為-196攝氏度。主要用于鋼鐵和冶煉（富氧煉鋼）、煤化工、造紙、半導體（新興行業）等原料空氣經空氣過濾器除去空氣中的灰塵及機械雜質后，在無油空壓機壓縮至<0.7MPa，壓縮產生的熱量通過水冷卻器換熱被冷卻水帶走，然后進入預冷機組進行預冷，至（2~10）℃。在此階段部分游離水被析出，再進入切換式使用的分子篩純化器（MS1201或MS1202），空氣中的殘留水蒸氣、二氧化碳、乙炔等碳氫化合物被吸附。分子篩純化器兩只吸附筒輪換使用，其中一只工作，另一只再生。兩組純化器吸附筒由程控器控制定時自動切換。 上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調節閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。
經過純化器凈化后的純凈干燥空氣溫度升至~15℃，分為兩路：大部分空氣進入空分冷箱，在主板翅式換熱器中與返流的冷氣流（純氧、純氮、污氮、壓力氮）換熱，溫度降至接近液化溫度，再經過V1閥節流后進入下塔。
另一部分空氣進入增壓機增壓后，約100m3/h的氣作為增壓透平膨脹機組氣體軸承用氣,其余氣則進入冷箱,在主板翅式換熱器內與返流的冷氣流(純氧、純氮、污氮等)換熱冷卻后再經中抽V5閥或底抽V6閥抽出進入膨脹機膨脹制冷，膨脹后的空氣經過V12閥送入上塔或經過V11閥旁通進入污氮管道，再經過主換熱器復熱后排出冷箱放空。 在下塔中，空氣被初步分離為液氮和富氧液空。上升氮氣在冷凝蒸發器中與上塔底部低壓液氧換熱被液化，同時液氧被汽化。液氮分為兩路，一路經過V4閥進入下塔作為下塔回流液，另一路經過冷器與純氮、污氮換熱后再經過V3閥節流進入上塔上部。下塔中的富氧液空由底部抽出經過冷器與純氮、污氮換熱過冷后再經過V2閥節流送入上塔作為回流液。 經過上塔的進一步精餾 ，在上塔頂部得到純度較高的氮氣，在上塔底部得到氧氣。純氮從上塔頂部抽出后經過過冷器及主換熱器復熱后送出冷箱進行壓縮充裝或液化；污氮從上塔上部抽出經過過冷器及主換熱器復熱后送出冷箱，其中一部分作為純化器再生用氣，另一部分放空；氧氣經過主換熱器復熱后送出冷箱壓縮充裝或液化，壓力氮經過主換熱器復熱后送出冷箱。
美國普萊克斯
提供大中型空分設備，是世界上大的二氧化碳供應商。公司主要生產、銷售和配送大氣氣體產品、工藝氣體產品以及高性能表面涂料。服務于食品飲料、醫療保健、化工、鋼鐵及金屬制造、有色金屬冶煉、電子、能源、航天等各種不同的工業領域。
2.1 法國液化空氣公司
法國液化空氣公司(以下簡稱法液空或L′air)建于1902年(克勞特發明活塞式膨脹機，建立“克勞特液化循環”之年)。1910年制成*臺中壓帶膨脹機的10m3/h制氧機，開始生產空分設備。1917年制成125m3/h制氧機。1925年法液空在意大利建成世界上*家以管道來供應氧氣。1945年制成800m3/hO2、3300m3/hN2同時制取的空分設備。1957年制造10750m3/h空分設備。隨后法液空制造過16250、20800、25900、43700、50400、66900、74000等m3/h大型空分設備。
法液空設計制造的大型空分設備集中的為供南非的SasolSecunda公司，這家以煤轉化生產合成燃料的煤-油-氣公司，就建有法液空提供的66900m3/h、98.5%O2的空分設備12套；*期工程，1977年供6套；第二期工程，1979年供5套，1981年又供1套；其氧、氮產量與純度為：氧669000m3/h、98.5%O2，氮21600m3/h、＜100×10-6O2。后又上74000m3/h空分設備1套。這樣共為13套，1998年ICCR會論文集、BOC專家文也為13套。但法液空樣本介紹為14套。
據《低溫氣體》2002年第5期和法液空公司通訊2002年3月19日報道，法液空又從南非SASOL手中拿到3350t/d(約10366m3/h)空分設備的訂單，計劃2003年底開車，這就意味著法液空將建造世界上大的空分設備。該特大型空分設備將安裝在南非SasolSecunda公司下屬的石化聯合企業里，離南非約翰內斯堡170公里之處。一旦此新空分設備投產，SASOL將成為法液空服務于這家單一用戶的世界上大的空分設備擁有者、世界上大的制氧站，建成后該處的總氧產量將超過38500t/d(112.4萬m3/h)。法液空稱，自1980年以來，法液空已向南非SASOLSecunda提供2500t/d(73250m3/h)等級空分設備14套。第15套為3550t/d等級的特大型空分設備的建造，表明法液空有能力向世界上對氧、氮有特大需求的用戶提供設備和服務。南非SASOL合成燃料公司和法國液空公司之間的合作關系已有30多年，雙方都獲得了利益(雙贏效果)。
法液空是法國*生產空分設備的廠家，是世界上資格老的空分設備制造公司之一，是世界*大氣體公司。法液空2000年銷售額7289.6百萬美元，同比增長23.9%，排世界七大氣體公司?，F法液空在65個國家有130家子公司，2001年銷售額8328百萬歐元，法國境外收入達77%。
據1993年資料，法液空在本國與世界各地已擁有450個氣體生產企業。在歐洲建立起世界上大的氧、氮、氬供應網絡，管路總長達3000公里，在法國北部以管路溝通比利時、荷蘭、盧森堡、德國等國家。在美洲也有2300公里的供氣管網。那時空分設備大生產能力為90000m3/h。
據1998年資料，法液空自1970年以來，已向各行業提供了1400多套空分設備，遍布140多個國家。氧產量大于60000m3/h的大型空分設備，法液空*達55%。
目前世界上投運大的空分設備為3200t/d(93440m3/h)，就是法液空制造的，已制造投運兩套。*套3200t/d空分設備，1998年4月投產，安裝于比利時安特惠普港的巴斯夫公司現場，其管網與法液空長達2600公里、從敦克爾克至鹿特丹的北歐管網相連。該套空分設備采用部分內壓縮(泵壓)流程，其前端凈化器閥門直徑達ф1.6m，精餾塔分四段運輸，每段重達140噸，采用規整填料塔。該套新空分設備由法液空歐洲氣體部投資興建，用于取代原先那套產量不足、效率不高的舊空分設備。法液空第二套3200t/d空分設備，2000年5月投產，就是取代1997年12月25日爆炸掉的在馬來西亞賓突魯殼牌石油公司中間蒸餾合成公司的1993年投產的2500t/d(73000m3/h)、99.8%O2空分設備。新上3200t/d空分設備，對安全防爆作了新的設計，不再用膜式主冷，而全部采用浴式主冷，增強對碳氫化合物的監控，增加液氧吸附過濾器。
2.2 德國林德冷凍機械制造公司
德國林德冷凍機械制造公司(以下簡稱林德公司或Linde)創建于1879年6月。1895年5月29日，林德利用焦耳—湯姆遜效應制成世界上*臺3L/h高壓空氣液化裝置，液化空氣獲得成功，并投入工業生產，建立了“林德節流液化循環”，隨之林德公司設立氣體液化部，開始設計和研制氣體液化和氣體分離設備。1896年，林德通過液化空氣的部分蒸發獲得氧量為50%的混合物。1900年，林德制成用氨預冷的實用化的空氣液化裝置，并在博覽會上展出。1902年，林德設計*臺單級精餾的制氧機。1903年由卡爾·林德設計制成世界上*臺工業性10m3/h制氧機，采用高壓節流單塔流程，制氧機從此誕生。1907年制成50m3/h制氧機。1911年制成80m3/h和150m3/h制氧機。1930年試制成功*臺工業規模林德-法蘭克爾(蓄冷器)型255m3/h、99%～99.5%O2的制氧機。1939年制成3350m3/h、98%O2的制氧機。1947年林德公司開始開發全低壓工藝氧設備。1957年制成10000m3/h空分設備。20世紀60年代后，林德公司制造過11000、12000、12500、20000、26000、28000、30000、37250、40000、44600、55000、70000m3/h等空分設備。
林德公司為德國BASF公司設計制造的66000m3/h空分設備，1992年2月投產，采用常溫分子篩凈化流程，填料塔制取粗氬，再用加氫除氧生產108t/d(2527m3/h)、99.9995%高純氬。林德公司自用的34000m3/h空分設備，1993年12月建成投產，采用常溫分子篩凈化流程，設有17500m3/h氧量調節系統，用三塔填料塔低溫精餾制取高純氬，提氬系統與主塔都在同一冷箱內。林德公司提供馬來西亞石油工業的72200m3/h空分設備，1993年投產。
當前世界空分設備制造業中，林德公司與法液空、美國空氣制品公司不斷互相競爭，使得空分設備的規模不斷攀升，其產量已從1000t/d上升到3500t/d。林德公司曾繪制Linde、AL、APCI三家公司大型空分設備產量攀升圖，見圖。這張圖設計得好，三家業績包括進去了，從時間，規模、地點、照片反映實績(實線)與訂貨(虛線)。
■德國林德公司,△法國法液空公司,●美國空氣制品公司;箭頭所指為空分設備安裝地。
林德公司現制造得大的制氮設備是安裝在墨西哥坎塔雷爾的33.5萬m3/h制氮設備，共4套，總氮產量為134萬m3/h，已于2000年9月試運轉投產，氮氣被壓縮到120bar，經過海底管道送到80公里外的海上油田與墨西哥GULF油田，用于注氮強化采油。這個工程項目是墨西哥石油集團與英國BOC、日本丸紅株式會社、加拿大西海岸能源公司、德國林德公司以及ICAFiuorDaniel公司共同簽約的為期15年的氮氣供應合同，項目建設總投資近10億美元
2、中國三杰
杭氧股份
大的空分設備和石化設備開發、設計、制造成套企業，以設計、制造、銷售成套大中型空分設備和石化設備為核心業務，產品覆蓋全國各地和世界30多個國家和地區。公司現有控股和參股企業26家。具有年設計、生產50套以上大中型空分設備的能力，年產空分設備制氧量總和達到100萬立方米/小時以上。
開封空分
是我國自行設計與制造大、中型空氣分離設備的重點骨干企業。1965年建成投產，為我國冶金、石化、化肥、煤化工以及建材、輕紡等工業部門提供大、中型空分設備，并向東南亞、中東、西歐世界西歐等許多國家出口大、中型空分設備。
四川空分
主要從事大、中、小型空氣分離設備，低溫液體貯槽、集裝槽、槽車及汽化設備，超級絕熱氣瓶和輸液管道，天然氣(油田氣)液化分離設備，各類透平膨脹機、低溫液體泵、中小型活塞壓縮機，低溫閥門和常溫閥門，醫用集中供氧裝置和中心吸引裝置，潔凈手術室系統，溶解乙炔設備、環保設備等上千個品種、規格的產品設計、制造、銷售和安裝以及工業氣體生產和銷售。
等許多國家出口大、中型空分設備。
3、綜述
中國的空分市場呈現出巨大的潛力，給了空分設備和工業氣體足夠的發展空間，相較于2000年以前，如今的中國空分產業已經可以和世界空分*叫板，在技術上雖然仍有差距，但中國的空分產業已經占有了明顯的競爭優勢，同等質量的產品，價格低30%，主要是緣于中國勞動力和原材料較市場便宜很多。世界上的空分企業主要有五家：法國液化空氣集團、林德集團、美國空氣動力(集團)有限公司、梅塞爾集團、美國普萊克斯公司(以下簡稱為法液空、林德、美國空氣、梅塞爾、普萊克斯)。很長時間以來，他們穩占了世界市場70%的空分份額。尤其是法液空，在歐洲和亞洲市場都很有影響力。中國在發展空分產業時，基本上拷貝了這幾家國外空分*的發展模式，因此如今中國也有了自己的優勢空分企業，杭氧、開空、川空，被譽為中國的三大空分企業，他們不僅占有中國50%以上的空分市場，而且在出口上也是占據較強優勢。與本文相關的論文有：油氣改革拉升閥門行業
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