大型空分装置在煤化工中的应用与发展
煤化工空分装置工艺特点及应用发展
常 力 鹏
（ 黑龙 江北大荒农业股份有 限公 司浩 良河化肥分公 司生产部 ， 黑龙江 伊春 １ ５ ３ ０ ０ ０ ） 摘 要： 随着我 国社会的快速进 步以及科技 的高速发展 ， 我 国的工业也在不 断地进行 着创新 与完善 。我 国工业如今的发展 规模在世 界上也屈指可数 ， 尤其 是 利 用 自身 资 源优 势 所 开展 的煤 化 工 更是 国 际驰 名 。 煤 化 工 虽 然 听起 来 陌生 实际 上 却 与 我 们 的 生活 息 息相 关 ， 无 论是 医药业还是 日化业都 离不开煤化 工的 支持 。煤化工的快速发展也 自然会使得其配套设施也随之发展 ， 在煤， Ｉ ｔ ＿ ｒ － 当中应 用范围最广的 应当是 空分装置 ， 空分装置是煤化工 当中必不可少的一种设备 ， 其 工艺的特点及 因应用的发展 时刻牵动 着整个煤化工行业。 关键词 ： 煤化工； 空分装置； 工艺特点； 应 用 发展
１ 煤 化 工 空分 装 置 的 特 点 加合理 。 煤化工 当中空分装置对 于煤 化工而言具有着极为重要的意义 ， １ ． ２ ． ２成套设备机组 的特点 而我们分析煤化工空 分装 置的特点也是 为了可 以对煤 化工的空分 首先来看空气过滤器系统特点 ， 空气过 滤器 系统 有具 有 自动控 装置有着更多 的了解并且为了将其更好 的应用 。 对于煤化工空分装 制 系统 能够对过滤器 内的空气在一定 时间后进行反 吹减少 了清理 置的了解应 当先从其工艺流程开始 ， 只有先对其工艺 流程有 了充分 难度 ， 并且 空气设备过滤器本身还能对其 阻力进 行大小调整。其次 的了解才能真正地将其应用好。 是 预冷系统 ， 预冷系统采用 的是 搞笑低阻散堆填 料塔 ， 可 以保 证其 １ ． １空 分 装 置 工 艺 流 程 拥有 良好 的换热性能和减少阻力的效果 ， 并且对 于空压机的负荷也 空分装置本身采用 了多种不 同的工 艺其 中有分 子筛吸与 预净 能够起到减轻 的效果 。接着是纯化系统 ， 空分装 置的分子纯化系统 其每 一个 单独 的吸附器吸附时间都能高达 化工艺 、 增压透平膨胀机 以及液体泵压缩工艺 。空气装置 整套设备 采用 的是长期使用设计 ， 由空气过 滤压缩 系统 、 空气 预冷 系统 、 分子筛 纯化 系统 、 分馏塔 系 ４小 时 ， 这使得分 子筛和 阀门的使用 寿命 被延长 ， 而切 换损失 会减 统、 液体贮存及汽化系统 、 仪控系统 、 电控 系统等组成 。空分装 置的 小从而可 以减少再生污氮量。 组成虽然 十分复杂但是其所要达到的 目的却十分简单 ， 其 主要 的工 ２ 空 分 装 置 的应 用发 展 作 目的就是将空气 中的各个成分分离开来从而为煤化工设备服务 。 空分装置在煤化工企业 已经被广泛 的应用 ， 并且这种应用还会 下面我们来分析其工艺流程 。 越来越深入且规模也会越来越大 ，关于未来空分装置 的应 用发展 ， １ ． １ ． １空气过滤和压缩 从 如今 的发展现状就能得 以管窥 ， 下面笔者就来谈一谈关 于空分装 首先 ， 自洁式空气 吸入 过滤器将空气 吸人 器内部 ， 然后空 气在 置 的应 用 发 展 问题 。 空气过滤器的作用下将里面 的灰尘和其他悬浮颗粒物等杂质去 除。 ２ ． １空分装置 的应用发展规模越来越大 去除杂质的空气将进入主空压机 ， 在主空压机的多重压缩后空气再 随着我 国煤化 工发展 的规模扩 大以及其产 能的扩 大器装置 大 进入空冷塔 ， 压缩器在空气压缩 的过程 中会 产生大量的热量而这些 型化已经是一种必然趋势 。 煤化工 的装置大型化也必然会 使得 其对 热量都会被中间冷却设备 内的冷却水冷却 。 这个过程是空分装置将 氧气 的需求量也 变得更加 巨大 ， 因此在这 样的情况下 ， 空 分装置 的 空气吸入的第 一过程也是相对而言精密度较差 的一道工序 。 大型化也成 为了势在必行 的事情 。 １ ． １ ． ２空气 的冷却和纯化 ２ ． ２空分装置应用从单一的制氧功能 向多元化发展 在空气进 人冷却塔 内就会被冷却塔进行 降温处理 ， 空气的降温 空 分 装 置 在 以 往 其 最 主 要 的作 用 就 是 制 造 氧 气 从 而 满 足 煤 化 处理其最主要 的 目的在 于让空气 中的水分尽可 能的降低从 而 使得 工 的需求 ， 而如今尤其 是在煤化工合 成氨的制取过 程中 ， 其对 于其 空气在进入分子附吸器 时能够减少水分给分子 附吸器所带来 负荷 。 他种类 其他 的要求更加大 ， 例如空气 中的氮气就是合成氨 生产 的主 冷冻水进入空冷塔后首先利用分馏塔 内的氮气进行冷却 ， 在经历 了 要原料气之一 ， 因此空分装置除 了满足于现代煤化工所需要 的氧气 冷水机冷却后才能进入空冷塔上部。 从空气预冷系统 中出来 的空气 之外 ， 还需要满足更 加多样化 的例如 氮气 、 氢气 、 氦气、 氩气等不 同 再进入空气纯化系统进行水分 、 二 氧化碳与碳氢化合物的去除。 气体的供给工作 。因此未来在 空分装 置的应用发展中 ， 应该会 更多 １ ． １ ． ３ 空 气 的精 馏 的将精力放在空分装置 ， 对于其他不 同气体 的提取方 面以满足煤化 从 吸附器内出来 的空气分 为了两部分一部 分进入 了低 压主换 工生产过程中对 其他稀有气体 的需求 。 热器冷却后进人下塔 ， 另一部分则瞳孔空气增压机进行进一步 的压 ２ ． ３ 空 分 装 置 的 可 靠 性 与 安 全 性 是 未 来 其 应 用 发 展 的 另 一 主 缩工作 ， 最终抽 出一步经过膨胀剂增压断的压缩机及后冷却器 的冷 要 方 向 却， 再进入 主换热器被冷却 ， 经膨胀机膨胀后进入下塌 ， 增压机末级 无论是 任何 的工业生产或 是装置 的发 展都需要 可靠性与安 全 空气送入冷箱经主换热器冷却后节流进入下塔 。 精馏 塔下塔 中的上 性 的支 持 ， 对 于这 点而言空分装 置的发展也不会例 外 ， 空分装 置作 升气体通过与回流液体接触含氮量增加。 这些其他会 流人下塔顶部 为煤化 工的空头装置其本 身的可靠性和安 全性直接 影响着煤 化工 的冷凝蒸发器。在冷凝蒸发器 中氧气会被蒸发 而氮气则 会被 冷凝 。 整个生产流程的可靠性 与安全性 ， 除此之外空分装置 本身所制取的 上塔顶部产生的污氮气 ，会进入上塔顶部 的冷却器 和主换热器 ， 然 各类气体是煤化工的原料 气的主要 来源之一 ， 一旦这些气 体的纯净 后一部分出冷箱一 部分则进入 纯化系统进行再生气 ，一部分则进 性 不 够 那 么 很 可 能会 造成 生产 事 故 的发 生 。 入水冷塔。上塔中的液态氧则从上塔底部被抽 出 ， 在液氧泵 中被压 结 束 语 缩最终送 到高压换热器 中与高压空气进行热 交换从而变 为高压氧 煤化 工空分装置 的工艺特 点与应用 发展对 于我 国工 业而 言有 气。 着极为重要的意义 ， 我们必须在充分 了解 了空分装置 的各 类特点之 １ ． ２空分装置 的特点 后才能在最大程度上将空 分装 置更 好的应用 ， 而对于应用的发展问 空分装置其主要功 能就是对 空气进行处理 ， 其 同样具有着 自身 题 ， 这是一个 与时俱进 的问题 ， 任何工业想 要持续性 发展就必 须与 的特点 ， 这些特点从流程 、 设备两个方 面凸显出来 ， 下面我们就来介 时俱进适应时代的要 求和社会 的需求 。 绍一下空分装置的特点 。 参 考 文献 １ ． ２ ． １流 程 特 点 【 １ 】 孙洪波． 空分 装 置 后 备 储 存 系统 的 设 计 （ 一） 『 Ｊ １ ． 石 油化 工 设 计 ， ２ ０ １ ２ 空分装置中由于有液态 氧泵 和压缩机 ， 以及空气膨胀机 的存在 （ ０ ２ ） ． 使得其具有其他设 备所不具备 的安全性 与可靠 性。除此之外 ， 其操 『 ２ １ 张晓亮， 李江龙． 谈变 电二次设计过程 中的细节问题『 Ｊ １ ． 科技情报 开 作也非 常方便 而且其本身 的操 作内容也易 于理解并不是 十分抽象 发 与 经 济。 ２ ０ ０ ６ （ ２ ４ ） ． 的， 并且 由于空分装置 目前 已经全面 国产化 因此其在价格方面也 十 【 ３ 】 黎洪斌． 空 分 装 置 安 全要 素 分析 『 Ｊ １ ． 通 用机 械 ， ２ ０ ０ ９ （ １ ２ ） ． 分低廉对很多企业 而言其在投资方 面的成本也会 降低 ， 并且 由于空 『 ４ １ 胡 志 强， 沈庆春． 煤 化 工 空 分 装 置 论坛 ｆ Ｊ １ ． 通 用 机械 ， ２ ０ ０ ９ （ ９ ） ． 分装置 的这 些设备都是一个 系列的缺一不可 因此在配置 方面也更
空分设备在煤化工中的应用 周屹峰
空分设备在煤化工中的应用周屹峰摘要：煤炭是当前世界的重要能源，我国煤炭蕴藏丰富，应用广泛，煤气化、煤液化等相对于直接燃烧煤炭能够提供更为清洁的能源，在其中空分设备起着重要的作用，其能够提供煤气化、液化过程中所需要的氧气、氮气等气体，从而保障整个工艺的顺利进行。
文章介绍了煤化工技术并对空分设备进行了阐述，并重点介绍了空分设备在煤化工行业中的应用。
关键词：空分设备；煤化工行业；应用途径空分设备在煤化工领域中的应用十分普遍，其不但能够通过物理、化学的技术方法实现气体的快速分离，同时也可以为工业流程提供所需要的各种原料气体，完成一些精密的化学成品的制备。
随着近些年来我国化工行业的平稳快速发展，其对于空分设备的技术水平要求也在不断提升。
为了进一步阐述空分设备在煤化工领域中的应用效果，现就煤化工领域技术发展的现状简要分析如下。
一、煤化工领域技术发展现状1、煤化工联产在煤化工领域当中，煤化工联产可以说是现阶段重要的发展方向之一。
其基本构建原则就是通过不同的技术途径对技术进行整合，实现优势上的相互补充，可以实现工艺的集成优化，从而实现资源、能源等多个方面的协调，以此来降低工程投资总额，提升成本控制水平，同时也可以减少生产的成本、周期，提升污染物的控制排放能力，更好的完善自身的发展。
在这一些详细的生产环节中也会有煤化工联产技术的身影，这些技术可以在很大程度上实现多点发展，也不容易由于某个技术问题导致整个项目陷入瘫痪。
采用煤气化为基础的多联产系统是最为先进的联产系统之一，其特征在于多点同时推进，选择煤、石油等作为气化原材料，通过合成液体燃料或者合成一些特殊化工产品的方式来进行优化、使用。
通过多种产品的优化与协调发展，可以在相对较少的投资周期、成本条件下就获得多种副产品，有效提升了投资建设的效率，降低了云溪维护成本，更是实现了多联产系统的集成化，这不单是目前煤化工领域技术革新的主要目标，同样也是合成模拟软件、提升企业工作效率的关键技术构成要素。
空分设备行业下游应用及发展方向分析
空分设备行业下游应用及发展方向分析空分设备是国家重大装置之一，其能够分离生产出多种工业气体，广泛应用于机械、冶金、石化、新型煤化工、建材、航天与医疗等各个重要的国民经济领域。
——空分设备是以空气为原料，通过压缩循环、深度冷冻的方法将空气变为液态，再经过精馏从中分离生产出氧气、氮气及Z气等工业气体的气体分离设备。
空分设备主要由压缩系统、净化系统、制冷系统、热交换系统、精馏系统、产品输送系统、液体贮存系统和控制系统构成。
此外，由于气体易燃易爆的特性，对密封件质量提出了更高的要求。
空分设备工艺流程图资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心——空分设备广泛应用于多个国民经济重要领域，遍布冶金、石化、新型煤化工、建材、航天与医疗等多个行业。
目前，空分设备应用领域主要为冶金与化工行业，两大领域对其生产的工业气体的需求占比约为60%。
同时，新型煤化工、医疗、电子等新兴产业对工业气体的需求亦日益增加。
空分设备广泛应用于多个国民经济重要领域资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心中国空分气体市场需求分布资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心——伴随着下游煤化工、炼化与钢铁产业的产能升级，空分设备正朝着产量规模大型化、气体产品压力等级高、产品纯度高、液体产品多等方向发展。
1、空分设备按氧气产量，可分为特大型(> 80000m3/h )2、大型(》1000m3/h)、中型(》1000m3/h)和小型(<1000m3/h) 。
其中，大型、特大型空分设备是冶金、石化及煤化工项目中不可缺失的组成部分。
以煤化工项目为例，180万吨甲醇/60万吨烯烃项目配备24万m3/h设备，即需要2套12万m3/h或3套8万m3/h规格的特大型空分设备。
各行业工艺与装置对气体消耗量及空分设备规格要求资料来源：公开资料，立鼎产业研究中心-全文完-。
大型空分装置在煤化工中的应用与发展
向， 国际上 在空分 领域领 先且 占据 主导地 位 的供应 商均有大型 的空 分装置 ， Ｐ Ｉ ４套 １００ ０ｍ ／ ＡＣ有 ０ ０ ｈ （ 态） 标 以上 的空分装置 在运行 ； 空气 产 品公 司 的单 套空分装置 最大设 计 、 造 能力 已达 １０００ ｍ ／ 制 ５ ０ ３ｈ （ 标态 ） 目前 该 公 司 在 运 行 的 最 大 生 产 装 置 为 ， １００ ０ Ｉ ／ （ 态 ） 法 液 空在 运 行 空分 装 置 的 １ ０ Ｉ ｈ 标 Ｔ 。 ；
装 置大 型化 是煤 化 工行 业发 展 的一个 显 著特 点 。随着 煤 化工 装 置 规 模 的不 断 扩 大 ， 气 化 对 煤 氧气 的需 求 量 不 断 增 大 。无 论 采 用 固定 床 、 化 流
床 还 是气 流 床气 化技 术 ， 为获 得理 想 的碳转 化率 ，
８
第３ ８卷
均需 要 大 量 的 氧 气 。典 型 气 化 技 术 的氧 煤 比见 表 １不 同产 品 规模 的 煤 化 工 装 置 采 用 典 型 煤 气 ，
化 技术 的氧耗 量见 表 ２ 。
表 １ 典型气化技术 的氧煤 比／ ・ ｇ （ ｋ ）
煤 气 化技 术
ＢＧＬ ＨＴ Ｗ Ｕ— ｓ Ｇａ ＫＲＷ ＫＢ Ｒ
最 大规模 为 １０００Ｉ ／ （ 态 ） 林 德公 司单套 ２ ０ Ｉ ｈ 标 Ｔ ；
空分 装 置 的 最 大 能 力 为 １ ０ ０ ０ ｍ ／ 标 态 ） １ ０ ｈ（ 。
ｋ中压 Ｎ ， 压 １Ｎ ， 压 ２Ｎ ， 氮 ， 氮 ）各 ：低 低 ：液 污 ， 产 品需求 量变 化范 围 大 ， 大超 过 １０ ， 对 氮 最 ５％ 这
关于空分装置在煤化工生产中的节能降耗和安全运行
关于空分装置在煤化工生产中的节能降耗和安全运行摘要：空分装置在煤化工生产中有着非常重要的作用，它可以对原料气进行有效的纯化处理，然后将净化后的原料气送入空分装置内，空分装置的生产能力和质量直接影响着煤化工生产效率和质量，所以应该重视并做好空分装置在煤化工生产中的节能降耗和安全运行工作。
文章针对煤化工生产中空分装置在节能降耗和安全运行方面存在的问题进行了分析，希望能够给相关工作人员提供一些参考和借鉴。
关键词：空分装置；煤化工；按群运行；参考随着经济的发展和科技的进步，人们对能源的需求也越来越大，传统的能源已经不能满足人们日益增长的能源需求，所以对煤制气资源的研究和利用成为了我国未来发展的主要方向，这也为空分装置在煤化工生产中节能降耗和安全运行提供了良好的条件。
空分装置作为煤化工企业生产过程中的重要设备，对原料气进行纯化处理，然后将净化后的原料气送入精馏装置内，是煤化工企业生产过程中非常重要的一环。
在煤化工企业生产过程中，由于空分装置在节能降耗和安全运行方面存在问题，导致了生产效率和质量得不到有效保障。
一、空分装置在煤化工生产中的节能降耗（一）采用指标控制和互用系统煤化工企业可采用指标的合理控制和可利用系统的使用降低能源消耗，如：氧气纯度设计指标为99.6%，每次开车纯度要达到指标才开始外送，现将氧气纯度指标下调至98%，预计开车时间节省1小时，节约蒸汽120t,蒸汽75元/t,按每年两套按1次开车计算，预计节省费用120*2*75=18000元；利用液氧储罐储存液氮，大修期间空分装置利用液氮汽化向管网供氮气，并通过每天购买液氮，持续向全厂供应氮气。
大修前空分装置利用液氧储槽储存液氮约64吨，大修期间将液氧储槽的液氮导入液氮储罐，减少了公司液氮采购量，为公司大修安全提供了有力保障。
每年大修减少液氮采购约60.82吨，每吨830元共节省费用5.05万元。
（二）采用填料上塔在空分装置中，运用填料上塔技术，不仅可以有效地避免空分装置出现液位过高、液位波动、液位压力异常等现象，而且还可以在一定程度上增加空分内的气液接触面积，从而提升空分装置的分离效率。
空分设备在煤化工中的应用
空分设备在煤化工中的应用摘要：近年来，随着"十一五"规划和"油改煤"等国家能源战略的不断实施,新型煤化工得到了快速发展，基于此本就探讨了空分设备在煤化工中的应用。
关键词：空分设备；煤化工；煤气化；煤液化；应用我国的工业发展在逐步增速，而作为曾经是工业龙头代表的煤化工也不甘落后持续发力继续引领着我国的工业领域。
我国的能源消耗结构中煤炭资源的消耗占所有能源消耗的70%左右，如此之大的消耗比重造成我国的煤化工行业一直是我国的工业的发动机。
煤化工行业随着我国工业的进步也在逐步扩大的规模而在这样的前提下，在煤化工行业内应用最为广泛的空分设备也在被更加广泛的应用。
空分设备在煤化工行业的内的应用越来越广泛就使得越来越多的目光为之聚焦。
近年来对于空分设备在煤化工的应用一直是一个较为热门的话题。
1.煤化工技术分析1.1大型先进煤气化煤气化是发展新型煤化工的重要单元技术。
煤气化工艺可分为移动床(固定床)、流化床、气流床和熔融床四种，有鲁奇(Lu呼)气化、德士古(Texaco)气化、谢尔(Shell)气化和流化床气化技术。
国内大型先进煤气化技术与国外相比虽有一定差距，但近年来加快了开发速度。
“十五”期间，分别对具有自主知识产权的多喷嘴水煤浆气化、干煤粉气流床气化技术进行工业示范开发和放大研究。
1.2煤液化煤液化分为煤的直接液化和间接液化。
煤直接液化是煤化工领域的高新技术。
该技术将煤制成油煤浆，在450℃左右和10-30MPa压力下催化加氢，获得液化油，并进一步加工成汽油、柴油及其它化工产品。
该技术的开发始于20世纪20年代，30--40年代曾在德国实现工业化;70年代国外又进行新工艺、新技术开发，2000年后开发工作基本结束，但没有大规模工业化应用实例。
国内神华集团正在引进国外核心技术建设示范工厂;国内有关研发机构跟踪研究已有20多年，目前正在开发具有自主知识产权的煤炭直接液化新工艺以及专用高效催化剂等关键技术。
空分设备在煤化工中的应用
我 国的工业 发展 在逐 步增 速 ，而作 为曾经 是 工业龙 头 代表 的煤 化 特点 。 工也不甘落后持续发力继续引领着我国的工业领域 。我国的能源消耗 ２ ． １ 空分设备随着煤化工的扩大而大型化。目前随着煤化工行业的 结构中煤炭资源的消耗占所有能源消耗 的 ７ ０ ％左右 ，如此之大的消耗 快速发展其产能在不断提高 ，对于能源的消耗也不断增强其设备的体 比重造成我国的煤化工行业一直是我国的工业 的发动机。煤化工行业 积与在生产过程中所需要的供氧及其他气体 的输入也变得越来越多 ， 随着我国工业的进步也在逐步扩大的规模而在这样 的前提下 ，在煤化 因此空分设备为了适应煤化工发展的这一特点其本身也在 向大型化迈 工行业内应用最为广泛 的空分设备也在被更加广泛的应用 。空分设备 进。在 目前的煤化工生产中仅以一种 ４ ０ ０ 万 煤制油装置为例 ， 其一 在煤化 工行业 的内的应用越来越广泛就使得越来越多 的目光为之聚 小时所需要消耗 的氧气量就高达 ６ ０ ３ ０ ０立方米，这样可怕的消耗如果 焦。 近年来对于空分设备在煤化工的应用一直是—个较为热 门的话题。 是传统的小型空分设备是根本无法满足的因此，目前空分设备正向大 今天笔者就通过本文为大家分析空分设备在煤化工 中的应用。 型化迈进 ， 其也具有了大型化的特点。 １空分设备在煤化工空分工业气体的应用 ２ ． ２ 空分装置的供给物在呈现多样化 。空分装置在以往其最主要的 １ ． １ 空分设备在煤制油过程中的应用。 空分设备在煤制油生产系统 作用就是制造氧气从而满足煤化工的需求 ，而如今尤其是在煤化工合 中的应用主要表现在其提供氧气从而保证成品油的出产 。煤制油装置 成氨的制取过程 中， 其对于其他种类其他的要求更加大 ， 例如空气 中的 基本 由空分装置 、 煤气化装置 、 油品合成装置 、 尾气制氢装置和产品加 氮 气就 是 合成氨 生产 的 主要原 料气 之一 ，因此 空分 装置 除 了满 足于 现 工 装置 构成 。来 自界 区外 的原 料 煤与来 自空分 装置 的氧 气进 人煤 气 化 代 煤 化工 所 需要 的氧气 之外 ，还需 要 满足 更 加 多样 化 的例 如 氮 气 、 氢 装置 ， 经气化＿ ［ 艺生产粗合成气 ， 然后送往一氧化碳变换装置采用高水 气 、 氦气 、 氩气等不同气体的供给工作。因此未来在空分装置的应用发 气 比部分变换工艺调节粗合成气中的一氧化碳和氢气 比例 ，经过合 展中应该会更多 的将精力放在空分装置对于其他不同气体的提取方面 成、 制氢生产出成品油。空分装置为煤气化装置 、 硫 回收装置和尾气制 以满足煤化工生产过程中对其他稀有气体的需求 。 氢装置提供所需的氧气 ， 副产的氮气主要供煤气化装置使用。在煤制油 ２ ３空分设备具有的可靠 『 生 正在不断提高。由于目前我国的煤， ｆ － Ｌ ￣ 的流程内空分设备得 以多次应用 ，其从开始将空气通过分子筛进行净 的生产量在不断提高，其在每一次的生产过程 中所需要生产的产品数 化去除杂质到最终提纯出氧气参与煤制油的合成过程这一系列的动作 量也在不断提高， 而煤化工在此期间所需要的供氧量也在成倍增加。 空 都与空分设备有着极大的关系。 分装备是保证煤化工供氧量 的最大前提 ，如果空分设备的可靠性无法 １ ． ２ 空分设备在煤制气过程中的应用。 空分装置在煤制气领域的应 得到保证那么很可能造成空分设备在煤化工生产的过程中停止运转或 用就显得 比煤制油领域要直接一些但也相对的比较复杂一些。首先煤 者运转的速度变慢从而无法保证煤化工生产所需要的供氧量从而使得 制气的过程中空分装置的最大作用还是为其提供足够的氧气来作为供 煤化工的生产无法正常进行 。因此 目前我国的空分设备在应用方面较 应煤制气系统的需要 。统煤制气工艺装置主要有 ： 空分装置 、 煤气化装 为注重其可靠性即稳定 性， 因为这是保证煤化工产品生产的必要前提。 置、 粗煤气耐油耐硫变换 、 冷却 、 低温 甲醇洗净化 、 低压蒸汽吸收制冷 、 ２ ． ４ 空分设备具有的安全『 生 在不断加强。空分设备在煤化工生产中 Ｃ ｌ ａ ｕ ｓ －Ｓ ｃ ｏ ｔ 硫回收工艺及 甲烷化等。在整个煤制气的过程中空分设备 必须具有绝对的安全 陛，否则其极可能引起破坏力极 为巨大的化工爆 除了为系统提供足够的氧气之外 ，其提纯出的其他气体例如氮气和仪 炸。空分设备的主要作用是供氧和对空气进行必要的提纯和输送 ， 一旦 表空气还可以用于低温甲醇洗涤工艺等等 ，并且还能够对整个煤制气 这些环节任何一个环节出现错误 ，例如其他气体进入了供养通道里就 系统 的稳定 『 生以及 连续 Ｉ 生 提 供必 要 的支持 作用 。 很可能造成锅炉爆炸的可能 ， 除此之外 ， 空分设备还影响着煤化工生产 １ ． ３ 空分设备应用于煤制烯烃系统。 烯烃在植物精油、 香料 、 橡胶制 产品的质量 ，尤其是在合成氨的生产过程 中如果空分设备将过多的硫 品中被广泛的应用而其生产的过程也离不开空分设备的支持 。烯烃工 化物保留在了合成氨的原料气 当中很可能造成硫化物中毒严重威胁生 艺装置主要包括空分装置 、 气化装置 、 净化装置、 甲醇合成及精馏装置 、 命安全。 Ｍ Ｔ Ｏ装置 、 烯烃 回收 、 聚丙烯装置和聚乙烯装置等。空分设备在煤制烯 结束语 空分设备在煤化工的应用已经朝着范围越来越广功能越来越多样 烃系统中的主要应用还是供氧作用 ， 还能够提供一定的氢气、 甲烷以及 硫化物。 高压氧气出空分装置后连 同空分送来 的高压氧进人气化炉， 气 化的趋势发展 ， 这样的发展本身是一个我们乐见其成的事情， 但是空分 化反 应在 ６ ． ５ ＭＰ ａ（ Ｇ ） 、 １ ３ ５ ０ ～１ ４ ０ ０ ￣ Ｃ 下进行 ，反 应生 成 Ｃ Ｏ、 Ｃ Ｏ 、 Ｈ： 、 设备如果想在煤化工领域的应用更加普遍还必须加强其本身的工艺和 Ｈ ２ 【 】 及少量 Ｃ Ｈ 、 Ｈ ： Ｓ等气体； 送到甲醇合成系统 ； 经甲醇洗脱硫脱碳净 适用性。 我们相信在不久的将来空分设备与煤化工的结合会更加契合 ， 化后的合成气经甲醇合成气压缩机增压与来 自甲醇合成回路的循环气 为我 国的工业 发展带 来更 大 的贡献 号 晾喜 。 参 考文献 被压缩至合成需要的压力 ，送人甲醇合成 回路进行 甲醇合成， Ｃ Ｏ 、 Ｃ Ｏ 和Ｈ 在ｃ ｕ —ｚ ｎ 催化剂作用下 ， 合成粗甲醇。ＭＴ Ｏ装置包括甲醇转化 『 １ １ 樊志伟 ， 陈薇薇． 碎煤加压气化炉床层控制叨． 氮肥技术， ２ ０ １ ３ （ ３ ） ． 和烯烃 回收两部分 ， 丙烯 、 乙烯等产品送至聚丙烯 、 聚乙烯系统进行 聚 王文富，程更新．壳牌炉化工工艺技术的应用情况 叽．氮肥技术， 合反应。 在神华包头煤化工生产系统中空分采用杭氧的 ４ 套６ ０ ０ ０ ０ ｍ ， ２ ０ １ ０ ， ３ １ （ ５ ） ． ／ ｌ １ 空分装置，副产氮气主要供全系统吹扫置换 、 保护气体 ， 空分增压机 『 ３ １ 孙洪波． 空分装置后备储存 系统的设计（ 一） 啊石 油化工设计 ， ２ ０ １ ２ （ ２ ） ． 后空气供全厂仪表空气和工厂空气使用 。 『 ４ ］ 张晓亮， 李江龙． 谈 变电二次设计过程中的细节问题［ Ｊ １ ． 科技情报 开发 ２ 空分设 备在 煤化 工 中的应 用特点 与经 济． 随着空分设备在煤化 工中的不断应用 ，其应用特点也随着煤化工 的发展而在变化 ，下面我们就来看看空分设备 目前在煤化工
现代空分装置在煤化工领域的应用探究
现代空分装置在煤化工领域的应用探究摘要：中国是一个煤炭资源丰富但石油和天然气短缺的国家。
长期以来，煤炭消费一直占据中国能源消费的主要地位。
空分装置一直是化工、炼钢等行业的核心工艺装置。
随着我国煤化工行业的快速发展，装置规模化、先进化、自动化程度越来越高，空分技术进步也是突飞猛进，10万Km3/h以上空分装置陆续上马，引领整个化工行业向集约化、节能化、高效率方向不断发展。
Abstract: China is a country rich in coal but short of oil and natural gas. Coal consumption has long dominated China's energy consumption. Air separation unit has always been the core process unit in chemical and steelmaking industries. With the rapid development of China's coal chemical industry, the scale, advanced and automation of the device is getting higher and higher, and the progress of air separation technology is advancing by leaps and leaps. Air separation devices of more than 100,000 Km3/h have been mounted successively, leading the whole chemical industry to the direction of intensive, energy saving and high efficiency.关键词：煤炭；化工；空分Key words: Coal; Chemical industry; Air separation引言中国是全球煤炭产能以及消费最多的国家，2021年我国煤炭产量达到41.3亿吨，占据能源消费56%，较10年前增长了近两倍。
大型空分装置在煤化工中的应用与发展
大型空分装置在煤化工中的应用与发展随着人们对环境保护和可持续发展意识的增强，煤化工行业的发展也面临着巨大的挑战。
大型空分装置作为常见的装置之一，在煤化工中有着广泛的应用与发展。
首先，大型空分装置在煤化工中主要用于气体分离和纯化。
空分装置可以将煤炭气化的产物（包括一氧化碳、二氧化碳、氮气等）进行高效分离和纯化，得到纯净的气体产品。
这些纯净气体可以用于合成气、氢气等工艺的煤化工生产过程中，提高生产效率和产品质量。
其次，大型空分装置还可以用于制取液态氧、液态氮和液态氩等工艺气体。
这些制品气体在煤化工生产过程中有着重要的应用。
液态氧可以用于燃烧炉的燃烧和煤化工催化剂的再生等；液态氮可以用于气体净化、反应器的氮气充填等；液态氩则可以用于电子工业、金属加工等领域。
此外，随着煤化工行业的高效低碳转型，大型空分装置在煤化工中的应用与发展也面临着新的挑战与机遇。
一方面，空分装置需要不断改进技术，提高分离效率，减少能耗和排放，满足煤化工行业对节能减排的要求。
另一方面，空分装置也可以通过与其他装置的结合利用，实现资源的循环利用。
例如，联合利用空分装置和煤制气技术，将煤转化为洁净燃料气，同时产生纯净的气体产品；联合利用空分装置和化工装置，将煤化工废气进行分离和纯化，实现废气的资源化利用。
最后，大型空分装置在煤化工中的发展将受益于技术创新和政策支持。
随着新材料、新工艺和新设备的不断引入，空分装置的效率和可靠性将得到进一步提高。
同时，政府也在加大对煤化工行业的支持力度，通过减税、补贴和配套政策等方式，促进大型空分装置在煤化工中的应用与发展。
总之，大型空分装置在煤化工中的应用与发展具有广阔的前景。
通过提高气体分离和纯化效率，制取液态氧、液态氮和液态氩等工艺气体，实现节能减排和资源循环利用，大型空分装置将为煤化工带来更加可持续的发展。
大型空分设备在煤化工中的应用研究
我国空分设备的发展是从20世纪50年代开始，1953年，哈尔滨第一机械厂成功制造出第一台空分设备。
在空分设备60多年的发展历史中，主要分为仿制、引进技术、自主研发、快速发展四个阶段，到目前为止，空分技术已经发展到第六代空分设备装置，空分设备的研发为我国工业发展做出了巨大的贡献。
一、大型空分设备在煤化工中的发展现状大型空分设备在煤化工中主要是运用空分技术来帮助煤化工企业工作的一项设备。
空分技术就是分离空气，主要是将空气中的氧气和氮气进行分离，并提取氩气、氦气等稀有气体。
在煤化工企业的工作当中，氮气十分重要，是进行吹扫、爆破以及其气密等一系列工作的主要气体，没有氮气，煤化工企业将无法进行正常工作，氧气则是作为原料或气化剂的存在。
我国目前煤化工企业的大型空分设备主要有三种技术，即低温蒸馏技术、变压吸附技术和薄膜渗透技术。
随着我国科学技术的不断提高，我国煤化工行业的空分技术也有了很大的提高，但与国际上的先进空分技术相比，我国的空分技术还存在很多不足之处，还有很大的进步空间。
大型空分设备的空分技术对煤化工企业的发展来说非常关键，因此，加大对空分技术的创新与突破在目前来看非常重要。
二、大型空分设备在煤化工中的应用技术1.低温蒸馏技术低温蒸馏技术是分离氮和氧液体的技术，主要是依据氮和氧液体的气化温度不同将其分离。
在分离的过程当中首先将空气液化成液体，再通过蒸馏法实现氮和氧的分离，在煤化工企业中被广泛应用。
在使用这一技术时要注意能源的消耗问题，尽量降低液体的沸点，并在较低温度下进行分离。
2.变压吸附技术吸附技术按照其使用物质的性质不同可以分为化学吸附、物理吸附、活性吸附以及毛细管凝缩。
变压吸附技术分离气体的过程当中，主要运用物理吸附，其吸附没有化学反应，吸附过程也相对快速。
主要原理是在特定的压力下，利用氧分子和氮分子表面的分子筛能力不同进行分离。
变压吸附技术可以直接把新鲜空气作为原料，在氮氧分离完成以后，使用泄压的方式将分子筛复原再生，可循环使用。
大型煤化工空分技术与设备发展探究
．
如何选择大型煤化其空分设备的流程组织
对于大 型煤 化工的 空分其设 备而 言其流程 组织 的形式有 很多 中 ， 而合 适 的 组 织流程 ， 不 但可 以节约部 分性投 资费用 ， 而 且还 可以降低 其运营 的能 耗 ， 这对 于 投资 生产气 体的公 司来说 是至 关重要 的。 那 么如何选 择适 宜的 空分设备 流程 组 织呢 ， 我们 要遵循 以下 几点原则 ： 第一， 要 全方 位的考 察项 目的用 气体具 体 的 情况， 包含 有 氧氮气 体之 比 、 氧氮 气之 和 、 氧氮 气标 准 、 氧氮 气温 度范 围及 液体 产量 等 ； 第二 ， 针对 与不 同组织 形式分 别精准 性计 算 ， 计 算其 能耗量及 保证 其所
效益的前提下降低其生产能耗量是发展其空分设备的技术的关键性方向。 因此
就 要求设 计 的时候尽可 能提高 其核 心部机运 行的效率 ， 应预 先对 其设备能 耗进
行准确技术； 应采用先进的自动化控制系统， 对整个生产过程实现 自动花控制，
可 以有效 的提 高生 产 的效率 ， 降低事 故 的风 险 ， 提高 整个 装置 运作 的可靠 性 。 结 语 通过 以上 的叙 述得 出 ， 我国大 型煤 化工其 空分 设备在 不断革 新 ， 自动 化的 程度 也在 提高 ， 但 是与 国外的先 进 ｌ 生 技 术相 比还是有一 定的差 距。 因此 ， 我们应 该加大对 大型 煤花工其 空分设 备及 自动化控 制技术 的关注 ， 国家 应加大对 其研 究 的资金投 入 ， 开 发更适 合现 代煤 化工 类行也 需要 的新型 技术 空分设 备 ，Байду номын сангаас是其 设 备及 自动化控 制 技术 更加 完善 。
空分设备在煤化工中的应用研究
空分设备在煤化工中的应用研究摘要：本文对煤化工中空分设备具备的特点进行了分析，通过将空分设备应用到煤化工中煤制烯烃系统、煤制油、煤制气以及整体煤气化联合循环发电的四个方面做出了研究阐述。
关键词：空分设备；煤化工；应用研究引言：我国工业进程随着时代发展不断进步，煤炭资源一直处于能源消耗中的主体地位，煤化工行业也因此成为了工业领域中的引领者，伴随着煤化工行业的规模逐渐扩大，行业中常见的空分设备也加大了生产批量，应用频率也越来越高。
1煤化工中空分设备的特点1.1随着煤化工的扩大而大型化煤化工行业的飞速发展带动产能不断上涨的同时能源消耗量也跟着节节攀升。
例如：煤化工生产过程中会用到的400万t/a煤制油装置，这种煤制油装置是煤化工行业中最为常见的一种装置，它在作业期间对于氧气的需求量是巨大的，运作一小时所需要消耗的氧气量达到了60300立方米，由此可见连续不断地运作多小时将会消耗更多的氧气。
小型空分设备无法满足煤制油装置对于氧气的需求，为了能够保证煤化工行业可以持续稳定的发展，空分设备也从最初的传统小型设备开始转型，经过研发制作变为大型的空分设备投入到生产作业中。
1.2具有可靠性空分设备在煤化工生产的过程中起到了极大作用。
煤化工规模扩大，执行生产任务时，产品数量也会随之增多，大规模的生产对于供氧量的要求也越来越高。
因为供氧量和空分设备的运作息息相关，若空分设备规模不够，不能保证稳定性，便无法给煤化工生产提供足够的氧气能源，氧气能源不足或者缺少氧气能源则会导致煤化工生产速度变慢，甚至停止生产，影响工作整体进度。
为了保证煤化工的正常生产，我国在研发空分设备的过程中着重提高了设备的可靠性，保证空分设备稳定运行。
1.3安全性高空分设备必须具备绝对的安全性，保证供氧通道中的气体纯粹和稳定才能正常维持煤化工生产的运转，若是在空气提纯的步骤里出了差错，混入了其他气体，非常容易出现爆炸的情况，在煤化工生产产品的过程中，空分设备供氧过程中保留过多的硫化物还会导致硫化物中毒的情况出现，情况严重时甚至会危及到工作人员的生命安全。
试论大型煤化工空分技术与设备发展现状薛博杰袁卫
试论大型煤化工空分技术与设备发展现状薛博杰袁卫发布时间：2021-11-04T02:24:41.870Z 来源：《中国科技人才》2021年第20期作者：薛博杰袁卫[导读] 煤化工生产过程中，对于空分设备的应用是必需的，这也是保障煤化工产品质量的关键设备。
陕西延长石油榆神能源化工有限责任公司陕西省榆林 719000摘要：煤化工生产过程中，对于空分设备的应用是必需的，这也是保障煤化工产品质量的关键设备。
当前的煤化工实际生产的规模在不断的扩大化，大型煤化工空分技术设备的应用需求就在不断的加大，提高空分技术设备发展水平就显得比较重要。
基于此，本文将对大型煤化工空分技术与设备发展现状进行分析。
关键词：大型煤化工；空分技术；设备发展；现状分析总的来看，空分技术已经有100多年的发展历史了，目前处于大型低压流程阶段。
到现在为止，空分技术已经发展到第六代空分装置设备了，空分技术不断向着更加低能耗、高效率的方向发展。
概括地来讲，空分装置主要是提供氧气高压氮气或低压氮气，以满足煤气化装置和一些公用工程的需要。
煤气化技术早已经得到了普遍的应用，但随着人们生活质量的提高以及国家对节能减排的要求，空分技术和设备都应该有更大水平的改革和进步。
1 大型煤化工空分技术现状分析空分技术顾名思义即将空气分开，也就是把空气分成主要的两部分，氮气和氧气。
氮气一般来讲是作为保护气、原料或者用于气力输送；氧气充当原料或气化剂。
目前来看，空分技术有三种：变压吸附法，低温蒸馏法和薄膜渗透法。
变压吸附是指在特定压力下，利用氮氧分子在分子筛表面的吸附差异进行分离的方法。
这种方式把新鲜的空气当作原料，氮养分离完成后，可以用泄压解吸的方法实现分子筛的再生，循环使用。
在工业领域，主要通过双塔操作即吸收和解吸交叉进行的方式进行连续化生产。
低温蒸馏法是利用氧和氮液体气化温度的不同进行分离。
先将空气压缩液化再利用气化温度的差异实现分离，在工业中得到了普遍的应用。
空分设备在煤化工中的应用
空分设备在煤化工中的应用摘要：煤化学工程（煤化工）的基本技术要点涉及转化与利用煤炭，煤化工的现有技术流程集中体现在煤炭原料的气化转化、加工转化与煤炭原料液化。
煤化工的原料转化加工实现过程不能缺少空分设备的保障，煤化工的空分设备系统应当能够运用于化工企业的整个生产加工环节。
因此，本文探讨了煤化工中的空分设备核心技术要点，促进煤化工的空分设备装置实现综合效能的优化。
关键词：空分设备；煤化工；应用技术煤化工的生产实施过程必须要配置大规模的化工生产设备，煤化工技术目前应当划分为煤液化、煤气化与煤化工的联产技术等。
在当前时期的化工产业创新发展背景下，煤化工领域的全新技术增长点已经表现得十分突出，化工企业正在全面着眼于清洁以及高效的煤炭原料加工转化工艺。
煤化工的良好效益指标实现不能缺少企业设备装置的重要保障因素，化工企业人员应当能够经常维护企业空分设备，促进煤化工的空分设备安全使用效能得到提升。
一、煤化工技术的基本要点（一）煤液化的技术要点在煤化工的实践技术中，煤液化属于核心的技术要点，间接与直接的煤液化转化工艺手段目前都已获得了较广范围的采纳运用。
具体对于油煤浆的化学工程原料在进行规模化的制作生产时，应当保证限定在20MPa左右的催化加氢压强以及400℃以上的系统反应温度，进而得到品质纯净的液化油。
近些年以来，化工技术人员正在重点针对于直接性的煤液化工艺流程进行深入的研究探索，通过直接进行液化油煤浆的加工转化过程来达到控制煤化工能耗以及降低煤化工生态污染的良好实施效果。
间接性的煤液化工艺首先在于合成氢气以及二氧化碳，进而运用专业技术方法来制作形成最终的化工产品[1]。
例如在大规模制作与合成发动机的燃料油过程中，应当能够严格控制在间接液化的最佳反应压力以及空间温度条件。
间接液化的煤化工生产技术需要用到专门催化剂，同时借助于低温合成的浆态床作为重要的反应辅助设施。
（二）煤气化的技术要点煤气化的本质体现在借助气化剂（通常为氧气）来促进化学反应的产生过程，并且将合成气作为中间的化学反应产物，进而合成得到甲醇或者氨的化工原料。
空分设备在煤化工中的应用研究
空分设备在煤化工中的应用研究文章首先简要分析了空分设备的特点，在此基础上从煤制油、煤制天然气、煤制烯烃三个方面对空分设备在煤化工生产过程中的应用进行论述。
标签：空分设备；煤化工；应用1 空分设备的特点分析近年来，煤化工逐步呈现出大型化的趋势，为了保证煤化工生产的稳定性与连续性，与之相配套的空分设备等级也必须随之增大。
对于大型空分设备而言，并不是简单地对配套设备和机组进行放大即可，而是需要解决诸多关键性的技术问题，如塔器等静设备需要重点解决的问题是运输，一方面要限制塔器的直径，同时塔身的高度也不能过高，在这一前提下，需要加强单元截面的传热性能，上下塔需要采用新型规整填料，筛板塔则需要对开孔率进行加大等等。
另一方面还应解决气体和液体分配的换热器问题，需要加快新型塔内组件的研发速度。
对于动设备而言，亟待解决的关键问题是大型高效机组的研发，如高效中压透平膨胀机、大型空压机等等。
目前，这些大型、高效的机组设备都以进口为主，如果想要从根本上降低煤化工的生产成本，就必须加快国产化的进程。
2 空分设备在煤化工生产过程的应用空分设备是煤化工生产过程中不可或缺的重要组成部分之一，其在煤化工相关生产系统中的应用主要体现如下几个方面：2.1 在煤制油生产中的应用煤制油在煤化工中具有重要的地位，常规的煤制油生产系统主要是由以下装置组成：空分设备、煤气化设备、油品合成设备、尾气制氢设备以及产品加工设备等等。
在具体的生产过程中，来自于界区之外的原料煤会与来自于空分设备中的氧气一并进入到煤气化装置当中，经由气化工艺处理之后，便可得到粗合成气，这部分气体会被送入到一氧化碳变换装置中，再以高水气比部分变换工艺，对其中的一氧化碳与氢气的比例进行调节，通过合成及制氢工艺，便可生产出成品油。
在上述生产过程当中，空分设备的主要作用是为以下装置提供所需的氧气，如煤气化装置、硫回收装置以及尾气制氢装置等等。
此外，在生产时还会伴生副产物氮气，这部分气体主要供给煤气化装置使用。
试论大型煤化工空分技术与设备发展现状
试论大型煤化工空分技术与设备发展现状空分技术已经有一百多年的发展历史了，目前处于大型低压流程阶段。
到现在为止，空分技术已经发展到第六代空分装置设备了，空分技术不断向着更加低能耗、高效率的方向发展。
概括地来讲，空分装置主要是提供高低压氧气、高低压氮气，以满足煤气化工装置和一些公用工程的需要。
煤气化技术早已经得到了普遍的应用，但随着人们生活质量的提高以及国家对节能减排的要求，空分技术和设备都应该有更大水平的改革和进步。
基于此，本文主要就大型煤化工空分技术与设备发展现状展开了讨论。
标签：大型煤化工；空分技术；制冷设备；大型空分发展现状1、空分技术现状在现代煤化工中，空分设备主要是用来提供高压氧气和氮气。
其中，氧气用作气化剂和反应原料，不同压力等级的氮气则被用作原料氮气、气力输送气、惰性保护气和吹扫气。
目前，煤气化工艺已经向着高压化和大型化的趋势发展，为更好的实现能量的高效回收和利用，从而有效的降低了合成气的压缩能耗，实现了等压合成，更有利于实现自动控制和优化操作，从而降低生产成本和能源消耗。
在煤化工领域，空分设备所提供的氧气和氮气产品的规格比较多。
例如中石化安庆分公司煤化工项目中，其空分设备就是根据合成氨及全厂用气的需要提供8.2Mpa超高压氮气用于输送煤粉气，4.52Mpa的高压氧气作为气化剂，0.7Mpa 的低压氮气作为惰性保护气和干燥气等等。
总之，当前大型煤化工型空分设备具有产气规模大、气体产品压力等级高、气体产品规格多、气体产品使用连续性高和压力波动范围小的优点。
近些年，我国在大型煤化工空分设备的设计制造上取得了一定的成绩。
目前，杭州杭氧股份有限公司是国内最大的空分设备开发、设计、制造、成套的企业，其中神华宁煤6套10万空分的成功开车，标志着国产空分能与国际空分巨头能一争高下。
尽管如此，我国在空分关键设备的研发能力上还比较薄弱，相对于国际先进水平还有很大的差距，一些关键设备还依赖进口，因此，加大大型煤化工空分技术与设备的研究与开发工作还是未来我国空分设备发展的重中之重。
煤化工空分技术发展现状与趋势研究
煤化工空分技术发展现状与趋势研究摘要：空分装置是煤炭化工的一个重要组成部分。
本文是对空分技术及设备发展现状的总结，以及对未来发展方向的分析，把空分技术在中国发展的特点进一步夯实，以促进空分技术更好的发展。
关键词：煤化工；空分技术；发展现状；趋势一、引言煤化工的不断发展和产业链的延伸，应用空分装置生产的煤化工业越来越普遍，它已逐渐成为产业链中的核心和主要设备，空分技术是空气分离技术，目前工业空分主要有三种方法：低温法、吸附法和膜分离法。
首先是低温法。
林德在1902年开创了这项技术。
一般来说，低温蒸馏下选择空气分离是一种较为机械化的手段，对空气中的混合气体进行有效的液化，借助气体之间的沸点差异来实施精馏，然后得到相应的气体组成。
低温技术与精馏技术相结合是目前应用最广泛的空分方法。
其次，吸附法。
该技术最初是在20世纪60年代发展起来的，但在20世纪70年代才真正应用于工业。
该技术的原理是：吸附溶剂对氮气、氧气等气体的吸附能力不同，可以隔离空气。
最后，膜分离。
这项技术是后来发展起来的，大约在1970年首次出现。
膜分离方法是以膜渗透技术为基础，利用氧气和氮气通过膜的不同速率，实现两种组分的粗分离。
现代空分技术正朝着大型化、专业化、规模化、标准化的方向发展。
在保证利润最大化的前提下，努力降低能耗是目前空分装置的主要改进方向。
二、煤化工空分技术发展现状2.1我国空分设备的发展现状空分设备是投入使用的关键设备，其根本目的是提供氧气和氮气。
氧主要用作反应材料，氮气主要用作原料氮气、惰性保护气体、洗涤气体。
在各种因素的综合推动下，煤气化工艺的发展趋势是高压、大规模，这为能源的高效回收利用提供了重要的便利条件。
不仅大大降低了合成气的压缩能耗，而且实现了等压合成的目的。
特别是空分技术的应用，使我国煤化工项目的自动化控制和优化运行逐步实现，生产成本和能耗也显著降低。
空分设备在煤化工领域的应用中，所提供的氧、氮产品占规格产品的很大比例，为煤化工的发展提供了重要的技术资源。
大型空分装置在煤化工中的应用与发展
大型空分装置在煤化工中的应用与发展摘要：随着社会的进步和科学技术的快速发展，中国的产业不断创新和改进。
中国的工业发展规模的今天，尤其是利用自身优势资源开展煤化工产业在国际上也有一定的知名度。
煤化工，虽然听起来奇怪，但实际上与我们的生活息息相关，无论是制药工业还是化工工业都离不开煤化工的支持。
煤化工产业的快速发展，自然会使其配套设施也将在煤化工行业应该是空气分离装置中应用最为广泛的发展，空分设备是一个不可缺少的煤化工设备，其工艺的特点及因应用的发展时刻牵动着整个煤化工行业。
关键词：煤化工；空分装置；工艺特点；应用发展空气分离技术是最典型的公共工程技术，广泛应用于化工、钢铁、水产养殖、高效燃烧和污染物管理等行业和领域。
空分制氧技术一般分为吸附分离法、吸附分离法、膜分离法和低温分离法四类。
近年来，随着煤化工产业的快速发展，空分技术的快速分离得到了快速的发展，单套装置的规模不断增长，能源消耗、材料消耗、投资继续减少，自动化水平和运行可靠性的增加随着煤化工产业链的延伸和发展，行业的空气分离厂产品规格、能耗、投资、运行可靠性等提出了更高的要求。
1 煤化工空分装置的特点煤化工产业在空气分离厂煤化工产业具有非常重要的意义，而我们分析煤化工空分装置的特点也是为了可以对煤化工的空分装置有着更多的了解并且为了将其更好的应用。
对于煤化工空分设备的认识应从其流程入手，只有对其流程有了充分的了解，应用才能真正将其应用好。
1.1 空分装置工艺流程空气分离装置本身具有多种不同的过程，有分子筛吸和预净化过程中，增压透平膨胀机、液体泵的压缩过程。
空气设备全设备由空气过滤压缩系统、空气预冷系统、分子筛净化系统、分馏塔系统、储液汽化系统、仪表控制系统、电控系统等组成。
空分设备的组成非常复杂，但其目的很简单，其主要目的是分离空气中的各种成分，为煤化工设备服务。
下面我们来分析其工艺流程。
1.1.1 空气过滤和压缩首先，将自吸空气吸入过滤器内的空气吸入，然后空气中的空气过滤器内的灰尘和其他悬浮颗粒物和其他杂质去除。
现代空分装置在煤化工领域的应用
现代空分装置在煤化工领域的应用摘要：本文首先简要阐述了煤基化工生产系统中空分装置的应用情况，进而分别从流化床技术、气流床技术、固定床间歇气化技术几个方面分析现代空分装置在气化装置设备的具体应用情况，旨在充分借助空分装置的应用优势，推动煤化工行业的高质量可持续发展。
关键词：现代空分装置；煤化工领域；煤制油生产系统引言：伴随着现代信息技术的应用和普及，社会生活出现了方方面面的变化，煤化工行业也开始进入快速发展时期。
空分装置作为一种应用较为广泛的设备类别，无论是产能，还是规模都处于不断增强状态。
我国煤炭资源丰富，加大煤炭资源的利用和开发，也能够在一定程度上保障国家能源安全。
1.现代空分装置在不同的煤化工生产系统1.煤制油生产系统在煤化工行业不断发展的今天，空分装置的应用范围更加广泛，应用功能更加全面，不仅能够将其应用于各种型号气化炉氧气，还可以实现不同装置、不同生产系统工业气体的综合使用。
对于煤制油生产系统，整个系统装置不仅包含油品合成装置、空分装置，而且还会应用到尾气制氢装置、产品加工装置、煤气化装置。
对于处于界区外的原料煤，能够将其一同放置到煤气化装置当中，促使原料煤能够和空分装置中的氧气进行充分反应，最终制备形成粗合成气。
完成上述处理工序后，便能够将产物直接运送到一氧化碳变换装置，合理调节一氧化碳和氢气的成分配比，经过一系列操作，最终生产制备形成成品油[1]。
需要注意的是，对于煤制油生产系统，应用到的空分装置则为三个装置共同形成，借助硫回收装置、煤气化装置、尾气制氢装置的共同作用，实现氧气供给，与此同时，借助煤气化装置实现氮气供给。
1.煤制气生产系统在我国，煤炭资源丰富、煤炭能源消耗也相对较大，为了强化煤炭资源的重视程度，通过应用现代空分装置，能够起到良好的应用效果。
对于煤制气生产系统，整个系统装置不仅包含低压蒸汽吸收式制冷装置、空分装置，而且还会应用到原油和耐硫转化装置、煤气化装置。
事实上，对于空气分离装置，整个工艺生产流程将会应用到大量气体，而氮气将会直接应用到低温甲醇洗的工艺生产流程，能够促使整个工艺生产更加稳定和顺利，也能够切实推动煤化工行业的建设和发展。
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１０
万方数据
第３８卷第５期
化肥工业
２０１１年１０月 随着大型空分装置数量的增加，空分装置的
４
节能降耗是提高空分产品竞争力的重
要途径 在煤化工产业链中，空分装置耗能最大。在
美国的Ｃｃｏｏｌｗａｔｅｒ，Ｗａｂａｓｈ和Ｔａｍｐａ电站中， ＩＧＣＣ装置自用电率分别为２０．００％，１２．２５％和 ２１．２９％；而在自用电中，主要是空分装置耗电， ３套装置空分耗电量分别占自用电的７０．１０％，
升，从原料到出产品的周期更长，开车消耗也随着
注：１）２００７年，装置投入运行；２）２００９年，停车改造。
表７
Ｄ装置由于空分装置故障引起的气化装置停车情况
装置规模的增大而成倍增加；④空分装置与下游
装置的高度集成，在获得较好运行效率的同时，制
约了空分装置可靠性的进一步提高。
但目前空分装置运行的可靠性与煤化工全流
Байду номын сангаас２２４
表８
年份
２００４ ２００５ ２００６ ２００７ ２００８
Ｅ装置空分装置停车情况统计
停车时间／ｄ
Ｏ．５０ ４．０５ １．１５
ｄ，年运转率仅为６１．４％；空分装置年运转
ｄ，年运转率７０．８％。另一配套国产空分装
２５８．４
置的煤气化装置在２００９年停车９次，因空分装置 原因停车２次。还有一煤气化装置在２００９年停 车１５次，因空分装置原因停车４次。几套煤气化
１５
气质量变差而导致分子筛切换频繁；空气过滤器压
差大等。
ＧＪ／ｍ３（标态）。在空分装置的能耗中，压缩机
蒸汽能耗占９０％以上，制冷剂能耗近３％。今后 空分技术的发展将体现在压缩机效率的提高、冷 箱内物流循环的改进、新型换热设备的采用、新型 分子筛的采用等方面。
通常引起空分系统停车的主要因素包括压缩
机故障停车（空压机结垢、空压机导叶故障、空压 机防喘振阀故障、轴振动或轴位移超标、压缩机控
装置停车因素统计分别见表４一表８。
表４ Ａ装置停车原因汇总
６．６５
从表４～表８看出：Ａ，Ｂ和Ｃ ３套装置因开车
时间短，空分装置的可靠性表现很脆弱；Ｄ和Ｅ装 置的空分装置可靠性有了很大提高。目前报道国 外空分装置的可靠性最好数据为＞９９．２％，因此 提高空分装置的可靠性仍是空分产业发展的重要 课题。提高空分装置可靠性首先是要保证投入， 确保关键设备和部件的质量和性能；其次是空分 装置制造商要严格设计，采用软件进行可靠性分
ｈｉｇｈｅｒ
ｒｅｃｅｎｔ
ｄｅｍａｎｄｓ ｆｏｒ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｎｔｓ ｂｙ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｉｎ ｙｅａｒｓ，ａｉｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｌａｎｔｓ ｈａｖｅ ｍａｄｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
０００ ｍ３／ｈ
装置中，除巴陵采用引进林德的的空分装置外，其 余均为国产化空分装置。国产化空分装置的特点： ①氧气提取率高，正常操作工况（４８ ０００ ｍ３／ｈ，标
态）下氧气提取率达９３％以上，最大操作工况 （５２
０００
（标态）以上的空分装置在运行；空气产品公司的单
套空分装置最大设计、制造能力已达１５０
低；冷箱管道应力缺陷，造成管系破坏；珠光砂装 填不均或者不实，造成冷箱结霜和冷损增大；压缩 机噪声超标；分子筛吸附能力设计不足或因吸入空
７５．５０％和８２．１９％。在煤制合成气成本中，氧气
成本占合成气成本的３５％以上。通常，空分装置 的副产品较多，难以准确计算单位氧气的能耗，如 不考虑副产品的因素，氧气的能耗一般均＞
操作水平显著提高，快速开车、无液氨开车等操作
技巧不断涌现。空分系统在操作中常见的问题包
括：能耗高、蒸汽耗量大；二氧化碳穿透造成板式
热交换器通道堵塞；操作数据偏离设计指标，造成 换热器冷端或热端温差增大；精馏塔设计不合理 或上下塔能力不匹配，造成产品产量不达标或产
品品质下降；循环水设备结垢，造成压缩机能力降
置的可靠性要求更高：①空分装置作为煤化工的 龙头装置，已成为重要的生产装置，其可靠性、开 车周期等对全系统的影响越来越大；②围绕空 分一气化装置的公用工程岛使空分装置成为核心 装置，空分装置提供的氧气、氮气、仪表空气以及 工厂空气等是整个装置安全、稳定运行的重要前 提；③随着产业链的延伸，装置的开车成本迅速上
ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ
ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
空气分离技术是最典型的公用工程技术，被
广泛应用于化工、钢铁、养殖、高效燃烧和污染物
均需要大量的氧气。典型气化技术的氧煤比见 表ｌ，不同产品规模的煤化工装置采用典型煤气
化技术的氧耗量见表２。
表１典型气化技术的氧煤比／（ｋｇ・ｋ９４）
煤气化技术
各种不可逆损失，其能耗最高的部分依次是精馏、
压缩、换热和节流膨胀，其中精馏与压缩的烟损失 为４ｌ％，换热的娴损失为２３％，因此降低精馏塔 压降、提高压缩机效率、减小换热温差是降低能耗 的重要方向和途径。
品氮气压缩机首次共轴采用１台汽轮机驱动，通 过变速箱满足不同压缩机组的转速要求，驱动机 轴功率达４３
０００
内最大的在建空分装置。２００９年，杭州制氧机集 团完成了２６套大型空分装置的制造，实现了
６０ ０００
ｍ３／ｈ（标态）空分装置的制造开发；
０００
ｋＷ，这要求各机组的设计、制造
２０１０年１０月，通过了８０
ｐｒｏｇｒｅｓｓ
ｉｎ
ｔｅｒｍｓ
ｏｆ
ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ，ｐｒｏｄｕｃｔ
ｄｉｖｅｒｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｐｌａｎｔｓ ｈａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ａｉｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ
ｄｅｓｉｇｎ
ａｎｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｉｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ
国家新的产业指导要求国内新建空分装置单套最
小能力为６０
２
ｍ’／ｈ（标态）。
冻时间、装置启动时间均提出了严格的要求；⑥空
分装置在生产氧氮产品（包括液氮）的同时，还需
空分装置从单纯制氧向副产多种产品
和集成化发展
空分产品日趋复杂和多样化是空分装置发展 的又一特点。
表３
２ ０００ ｔ／ｄ
提供仪表空气、工厂空气和最大１
ｍ３／ｈ（标态）空分装
与冷箱部分高度集成；⑤稳定的氮气供给对于迅
速建立粉煤循环、准确计量入炉煤量、缩短开车时 间、降低开车成本至关重要，这要求空分装置除稳 定供给氧氮产品外，应能快速启动，因此对加温解
置的技术方案论证。开封空分集团新基地已具备
８０ ０００
ｍ３／ｈ（标态）等级空分装置的制造能力。
０００
点。随着煤化工装置规模的不断扩大，煤气化对 氧气的需求量不断增大。无论采用固定床、流化 床还是气流床气化技术，为获得理想的碳转化率，
８
ｋｔ／ａ合成氨 ｋｔ／ａ甲醇制烯烃（ＭＴＯ）
２０亿ｍ３／ａ天然气
万方数据
第３８卷第５期
化肥工业
２０１
１年１０月
从表ｌ可看出：各种煤气化装置的氧煤比均
在０．５２—０．９０。从表２可看出，达到国家产业政 策所要求的规模下限的单套装置的氧耗至少要达 到６５
Ｕｓｅ ａｎｄ
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｌａｒｇｅ－Ｓｃａｌｅ Ａｉｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ
Ｐｌａｎｔｓ ｉｎ Ｃｏａｌ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｌｉ Ｘｉａｏｌｉ，Ｋａｎｇ Ｗａｎｚｈｏｎｇ
（ＳＩＮＯＰＥＣ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ
Ｎｉｎｇｂｏ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． ｏｆ ｏｆ ｃｏａｌ
况下达４６．６％；③氮气有６种产品规格（高压Ｎ：， ｋ中压Ｎ２，低压１ Ｎ：，低压２ Ｎ：，液氮，污氮），各
产品需求量变化范围大，最大超过１５０％，这对氮 气循环系统的设计和产品压缩机性能提出了更高
林德一ＢＯＣ与陕西煤化能源有限公司签订了
９０ ０００
ｍ３／ｈ（标态）的设备合作协议，成为目前国
的要求；④空气压缩机、循环氮气压缩机、高压产
２０１１年１０月
Ｂ装置开车以来气化炉停车原因汇总
合的空分设备、与氮气和空气同时结合的空分设 备，尤其是空压机与燃气轮机的共轴、氮气和空气 系统与燃机系统的集成对于提高整套ＩＧＣＣ装置
的效率、降低投资具有重要的意义。
３
随着产业链的不断发展。对空分装置
表６ Ｃ装置空分运转率和运行负荷
的可靠性要求更高
随着煤化工产业链的延伸和发展，对空分装
煤气化配套空分装置规模大
装置大型化是煤化工行业发展的一个显著特
煤气化技术 （ｍ３氧．耗ｈ－Ｉ量，／际／态） ＧＥ水煤浆气化 Ｓｈｅｌｌ粉煤气化 Ｓｈｅｌｌ粉煤气化 Ｓｈｅｌｌ粉煤气化 ＢＧＬ碎煤气化
１２０ ０００ ２５０ ０００ ６５ ０００ ２３０ ０００ １６０ ０００
ｋｔ／ａ甲醇 ｋｔ／ａ合成油
态）的液氩产品。
２ ０００ ｔ／ｄ
３５０
ｍ３／ｈ（标
Ｓｈｅｌｌ粉煤气化装置要求的空分产
品见表３。
Ｓｈｅｌｌ粉煤气化装置要求的空分产品
此外，空分装置与系统的集成度越来越高。
在煤气化联合循环发电（ＩＧＣＣ）中，空分装置有
９
万方数据
第３８卷第５期 ３种基本的设置模式，即独立空分设备、与氮气结
化肥工业
表５
ＢＧＬ
治理等行业和领域。空分制氧技术通常分为吸收 分离、吸附分离、膜分离和深冷分离４种。近年 来，随着煤化工的快速发展，以深冷分离为主的空 气分离技术得到迅速发展，单套装置的规模不断 增大，能耗、物耗、投资不断降低，自动化水平和运