马海悦
青海盐湖海纳化工有限公司 ，青海 西宁 811600
摘要：空分装置可以说一直以来都是我国重点发展的行业，并且随着我国煤化工行业的不断发展，煤化工行业对工业气体的需求在不断的增加，而空分装置的大型化发展对煤化工行业中工业气体的需求提供了非常大的便利，并且随着自动化水平以及安全运行要求不断的提高，现代空分装置将会取得更好的发展。我国是一个煤炭资源比较丰富，油能源以及气能源比较贫乏的国家，一直以来，煤炭能源的消耗一直都在我国能源消耗中占据很大的比例，所以在我国煤炭资源的应用受到了非常大的重视，并且煤炭资源也成为了我国弥补油气资源短缺的重要能源之一，对我国的能源安全做出了非常重要贡献。
关键词：现代；空分装置；煤化工；应用
1导言
我国作为一个煤多、油少的国家，长期以来，煤资源一直占能源消耗的百分之七十，和油气资源比较，我国的煤资源就显得较为丰富了，因此，我国对煤资源的使用十分的重视，将其作为石油资源的代替部分，为我国的资源进行了安全保障措施。由于煤化工行业的迅速发展，使空分装置在煤化工领域的应用变得非常广泛。
2现代的煤化工空分装置合作方式
如今，中国空分装置的管理形式逐步普及，我国引进了国外先进的运作模式。主要采用BOO合作模式，采用BOO合作模式的煤化工空分设备具有以下的特点：利于对设计、建设、管理和经营方面的事前控制，确保设备的稳定运行，保持对BOO模型的整合、管理和操作的良好理解以及意识；运营BOO模式时，投资，产权和运营责任应归于供气单位，便于管理，BOO模式可以对材料的质量、耗量以及利用方面进行全面的管理，对设备使用、能源消耗以及运营情况进行有效的监控，使成本控制在合理的范围之内。
3煤化工连续生产空分装置存在问题
现代煤化工日趋大型化，各单元装置与整个系统生产线有极强的连续要求，生产安全性及稳定性要求高，开停车成本极大，在化工行业如何避免不必要的停车是极为重要的。空分装置是现代煤化工生产的龙头装置，既直接向气化装置提供工业氧气，又向整个化工系统提供原料氮气、生产氮气、保安氮气及仪表空气，在化工生产系统中扮演了重要角色，如果遇到特殊情况，空分装置紧急停车势必中断向整个系统供应工业气体，届时会造成全系统停车甚至发生安全事故，从而造成企业的极大损失，因此，空分装置后备生产保障系统的完善显得极为重要。
4现代空分装置在煤化工领域的应用
4.1在煤基化工生产系统中空分装置的应用
4.1.1煤制油生产系统中的应用
煤制油生产系统装置主要是由空分装置、油品合成装置、煤气化装置以及尾气制氢装置和产品加工装置构成的，在煤原材料和空分装置中的氧气进入到煤气化装置中，气化工艺和生产促合成气，之后再通过一氧化碳装置，并在此装置中通过高水气比部分变换工艺调节粗合成气体中的一氧化碳和氢气的比例，之后再经过不断的合成、制氢技术来制出成品油。其中空分装置为煤气化装置、尾气制氢装置以及硫回收装置提供其运行中需要的氧气，而制出的少部分氮气可以让煤气化装置使用。
4.1.2煤制气生产系统中的应用
煤气生产系统的运行主要是依靠空分装置、原油和耐硫转化装置、煤气化装置以及低压蒸汽吸收式制冷装置等在共同作用下构成的。其中空气分离装置中的气体在整个工作中的使用都会需要，氧气主要是在气化工艺中使用、而氮气、工具以及空气等则是需要在低温的甲醇洗工艺中应用，这些气体和装置在整个过程中相互促进、相互维护彼此作用等。
4.1.3煤制烯烃生产系统中的应用
煤制烯烃的生产系统主要是由空气分离工艺、煤气化工艺、净化工艺、甲醇合成工艺以及精馏工艺、聚乙烯工艺以及MTO工艺共同作用构成的。
在煤制烯烃生产系统中的工作中，高压氧气会从空气分离设备中分离出来，之后和空气分离设备中的高压氧气一起流入到气化炉中，并在气化炉中产生反应，反应在6.5MPa（G）、1350~1400℃之下进行反应；之后再送入到甲醇合成系统中进行脱硫醇化和合成，通过甲醇合成气压缩机来进行压缩，其中甲醇合成回路中的循环气体会被压缩成其需要的压力，并在甲醇合成器中进行甲醇的合成，一氧化碳和CMTO装置主要是甲醇转化和烯烃回收，之后丙烯和乙烯就会被送到聚丙烯和聚乙烯中来进行聚合反应，这个过程就是煤制烯烃生产系统的主要工作过程。
4.1.4合成氨系统中的应用
一般来说，合成氨的生产系统主要是由空气分离装置、合成气装置及净化装置、合成装置共同构成。氨气的合成中现代空分装置有着非常重要的作用，空分装置设备中的气体会向气化炉进行高压氧的排放，而这种方式是和其他的煤气化工的空分装置设备的使用不同的，第一个不同之处是在于液氮是疏导液氮洗装置中，之后主要对合成的气体进行精制。需要先把液氮气输送到液氮洗装置中，之后再通过净化，把原材料气体输入到板式换热器中，和氮气洗塔中的冷流进行逆向换热冷却，之后再通过热交换冷却的气体形成之后进入到达氮洗塔中的底端。氮洗塔中的原材料气体经过液氮的清洗之后，让气体中的一氧化碳和氩气以及甲烷等气体在液氮中进行溶解。第二就是氮气在输入合成装置中有着一定的作用，其主要是和原材料气体一起形成氨气。但是如果净化装置中使用的是聚乙二醇甲醚技术，那么就应该添加氮气来合成NHD溶液，这样就会消耗比较多的氮气。但是如果把空分装置在其他煤化工系统中进行应用，那么就会涉及到煤制甲醇、醋酸以及乙二醇等技术工艺。
4.2空分装置在各种气化装置设备中的应用
4.2.1固定床间歇气化技术中的应用
固定床间歇气化技术一般情况下，其气化率是非常低的，并且单炉的产气量是非常少的，此外对环境的污染比较大，因此此项工艺技术正在逐渐的被淘汰，但是我国现在还有一些合成氨气厂在使用固定床间歇气化技术装置。
4.2.2流化床技术中的应用
流化床技术研发的时间相对比较长，但是在一些化工行业企业中，此项装置的使用率并不高，并且越来越少，其主要的原因是因为流化床技术中的放大技术并没有达到相应的标准。
4.2.3气流床技术中的应用
流气床技术的种类比较多，其中包括了壳牌气化技术、德士古水煤浆气化技术、航天路粉煤加压化技术以及华东理工大学多喷嘴水煤浆加压气化技术和第二代清华炉水煤浆加压技术、鲁奇碎煤加压连续气化技术等，其中壳牌气化技术主要是对氧气进行蒸汽气化，之后以干粉为进料，把温度提升到1400~1500℃之间，这样就会让碳实现99%的转化，一氧化碳和氢气实现90%的转化率。
另外，在德士古水煤浆气化技术中，主要是由原德士古公司在汽油化技术的工作原理上研发出来的。在这一技术的运行中首先把煤磨成水煤浆，并且在这个过程中还需要添加一些添加剂和助溶剂等，从而让其黏度提高到800~1000cP，这时候煤浆的浓度就能达到60%以上，之后再把煤浆放入到气化炉中，这样就可以硬气进行氧化燃烧，让气化的温度达到1300~1400℃。和粉煤气化路不同的是，这种技术主要是由氧气和煤浆在喷嘴中混合和反应之后形成的。其进料是水煤浆，所以需要比较多的水分才可以实现气化反应，因此，煤和氧气的消耗都非常的高。
5结束语
总之，在现代化工行业，工业气体的需求量从某种方面反映了一个国家经济发展的水平，而空分的发展和需求也是国家经济发展的方向标。相信不远的将来，随着国民经济的发展，空分工业气体的应用将会越来越广泛，将会给化工行业提供更多、更可靠的基础保障。
参考文献
[1]肖锋.JH公司空分装置整合改造项目研究[D].上海师范大学，2017.
[2]王升.浅析大型煤化工空分的安全运行措施与管理[J].化工设计通讯，2017,43(01):6+8.
[3]常力鹏.空分设备在煤化工中的应用[J].黑龙江科技信息，2016(31):34.