空分装置产能优化措施

空分装置产能优化措施

郑龙

内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司

内蒙古 赤峰 025350

摘要：我国的医疗卫生事业、工业生产发展过程中，氮气、氧气等产品都发挥了巨大的作用。高质量、高效率地生产氮气、氧气对于社会的发展可起到十分重要的正向作用。对空分装置的工艺路线、设备选型进行深入研究，对于空分技术的水平提升有良好的督促作用，为将来提供更为优质的产品打下坚实基础，推动我国经济建设大踏步前进。

关键词：空分装置；产能；优化措施

前言

工行业安全发展规划的确定为化工园区产业定位提供了明确方向，化工集中区域发展也是发展趋势。某化工企业积极响应国家号召，将新项目建设在新石化产业聚集区，并最大限度地与原厂区资源互相进行补充，以便提升产值以及综合竞争力。新项目建设中空分装置是不可或缺的重要生产设备，其工艺及选型的工作要慎重对待。

1空分装置工艺分析

1.1膜分离工艺

膜分离技术所利用的原理是气体在膜中溶解及系数存在差异，渗透的速度不同，通过膜时，有快有慢，最后气体出现分离现象。在这种工艺中，影响空气分离效果的是分离膜本身，其质量的好坏决定着最终产品的质量。当有气体通过分离膜时，受到膜的作用，气体会被分离。在膜两侧，分离快的气体与分离慢的气体可自然分离。自然分离的效率较低，在实际应用中，多会增加催化剂工序，提高分离速度，并且净化预处理系统也要经过才可。与气体空分工艺相比，膜分离工艺的优势在于灵活性强。针对不同的应用场景，会使用不同的纤维材质膜，获得不同纯度、不同类的气体产品。实践证明，在膜分离工艺使用过程中，压力与产出率成正比。

1.2变压吸附工艺

变压吸附工艺难度较低。在变压吸附工艺中，使用分子筛作为吸附剂。空气中所包含的氮分子、氧分子在分子筛中的吸附能力不同。利用这种不同，在空气经过分子筛的过程中实现分离。分离之后，对氧分子、氮分子进行卸压程序。卸压程序之后，分子筛可被重新使用。在实际的生产过程中，因为分子筛可被重复使用，所以该种工艺降低了生产成本。

1.3低温精馏工艺

低温精馏工艺是在低温深冷空气分离工艺的基础上发展起来的，是对其的进一步改进与完善。低温精馏工艺利用的是空气中氮氧分子自身物理特性不同而实现分离。氮分子、氧分子沸点不同，在高压低温的条件下，首先将空气进行液化处理，之后进行精馏工序，传热对液体空气进行分离，使得氧分子、氮分子最终实现分离。与膜分离工艺相比，低温精馏工艺的优势更为明显，其最终产成品的纯度也更高，但是工艺流程相对较为复杂，而且该工艺所使用的装置启动时间较长，使用并不便捷，成本较高，这些都制约了低温精馏工艺进一步的发展应用。

2空分装置工艺流程的选择分析

2.1气态产品

如果所需要的最终产品是气态的，那么在选择空分装置的工艺流程时相对困难。在实际的使用情况中，使用分子筛以及分离膜的情况较多。这两种工艺可降低生产成本，也能实现循环生产，但是这些工艺所获得的产品纯度不如低温精馏工艺。如果想获得气态产品，那么其纯度要求较高，选择低压空分低温双塔精馏工艺是最优的。因为采用这种工艺可获得99．99％纯度的成品气体，膜分离工艺、吸附工艺都无法与其相比。

2.2液态产品

如果所需要的最终产品是液态的，那么选择低温精馏工艺也可获得较高纯度的产品。对于要求不太高的，可选择其他方式。空分装置的主要原料是气态的，要实现向液态的转换需要借助低温、高压等外界条件。在非低温状态下，即使能利用分离膜、分子筛进行气体的分离，但是氧气、氮气由于沸点分别为90．17K、77．35K，因此在大气压力下，无法完成向液态的转换。为了最终获得液态产品，一定要做好温度把控、压力把控，综合运用好，另外还要把存储环节做好。

2.3操作方式的工艺要求

小型的空分装置对于吸附法、膜分离法、低温法的工艺都能满足。对于非低温精馏工艺的设备来讲，其启动所需时间不长，负荷调整范围宽，操作起来更为简单、灵活，如果想快速产出产品，那么这种设备非常适合。可是它不具备连续生产的条件。如果使用小型的空分装置，无论是使用哪种工艺，都无法达到连续陛较高的产出条件。所以，遇到连续性强的工作要求时，设备启动时间长、操作难度较大的低温精馏工艺更加合适。对于大型的空分装置产品的工艺要求来说，选择全低压空分工艺更适宜，因为它技术成熟，运行起来更为稳定，可靠性更高。产品质量也优于其他工艺，其产品为双高产品，即高质量、高产出。其在质量、数量上都远超小型的空分装置。在化工行业、石油行业中，全低压空分工艺技术应用得尤其广泛。

3煤化工空分装置运行建议

3.1强化员工管理与培训

在煤化工空分装置的运行过程中，员工作为参与的主体，员工的专业素质与操作能力、安全意识都是直接影响空分装置安全性的重要因素。在社会生产环节中，任何工业活动与社会活动都无法脱离员工的参与和干涉。所以，做好员工的管理，强化安全意识是实现煤化工空分装置安全管理的必要条件。在工业生产中，如果无法实现智能化的控制，就要做好人员的管理。一方面，操作人员的管理需要从完善科学的制度角度上来实现，通过制度化、规范化，能够有效降低误操作出现的问题，同时也可以帮助员工形成一定的管理规范化习惯，更好地完成管理任务。另一方面，强化员工的培训，通过完善培训体系，做好职业培训、安全意识培训等工作可以有效提升员工的专业素质。可以通过对员工进行专业技能训练，或者定期对员工的相关安全知识进行培训，以此来考察员工的知识能力与岗位工作水平。

3.2重视现场生产管理与过程管理

保证煤化工空分装置安全稳定运行的核心环节，就是对现场生产管理与过程管理予以高度重视。在管理过程中，不仅要求生产工作人员自身拥有较高的管理意识，还应该在实际工作中牢记工作任务与工作职责，并且应保证管理工作的最终执行效果。在全面落实安全管理的过程中，需要构建较科学的巡检网络，对昼夜巡检进行全方位的监控，还应该对过程控制工作与检查工作予以配合，通过加强安全防护、练习核心环节等方式，从根本上实现对危险的控制。不仅如此，还应针对监控任务制定较详细的监控计划，对监控人员、监控设备、监控范围与监控功能时间提出明确的要求，以此全面保证煤化工生产过程的控制环节不会发生纰漏现象。

3.3促进空分装置与气化炉的相互匹配

在空分装置的设计和要求中，对空气分离装置与气化炉等二者之间存在着较清晰的规定，要保证二者的配合度。氧气主要使用的装置和用户为气化炉，所以对于空气分离设备与气化炉间匹配程度的确定，不管是空气分离设备的系列和套数，还是为了保证它对气化炉之间的协调程度，都具有着不容小觑的现实意义。如果对单套空分装置的最大制氧量进行分析，则将会出现比较小的系列数问题，所与之对应的投入资金也较小，而如果对单套的最大总氧量出现相当大的数量问题时，再加上在操作时并没有操作的业绩或者技能欠缺，那么，就需要在完成空分设备作出的业绩后，与气化炉的系列数予以充分结合以促进二者之间的相互配合，其程序将相当复杂，同时，还会在一定程度上减少产品和企业收益，同时作业的错误率也大大增加。因此，唯有保证气化炉和空分装置的匹配性，方能确保煤化工发展中空气分离装置的安全平稳工作。

结束语

总而言之，在开展煤化工生产工作时，要想保证空分装置可以安全稳定地进行作业，就应全面地研究并掌握空气分离装置的实际工作过程，尤其是对内外挤压过程中的安全因素予以严格把控，进一步达到空气分离。同时，积极应用先进的工艺流程与科技方法，持续升级改进设备，这样才能促进在项目执行过程中安全使用设备，以便于确定煤化工在实际生产中使用最合适的压缩方法，从而实现空分装置运行的安全性与稳定性，并提高我国煤化工企业的生产效益。
参考文献：
[1]侯海坡.探讨煤化工空分装置安全运行要点[J].化工管理，2020(26):126-127.
[2]姜永,王琦,赵建龙,刘吉平.大型煤化工项目空分装置低能耗运行模式探讨[J].石化技术,2018,25(12):19-20.