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摘要：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。
关键词：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。
2、大型煤化工空分设备国产化的难点与要求
随着我国工业的不断发展，大型煤化工产业也提高了對空分制氧量的需求。由于空分的原理并没有得到开拓，那么就需要从空分设备的设计和制造上做出革新。而工艺和产品的多样性就要求空分的步骤流程是多种多样的，有针对性地进行空分设备的设计开发也是一项很大的挑战。就目前情况而言，煤化工装置要求氧气的压力在4-9Mpa，所以，内压缩流程是煤化工设备采用的主要方法。由于煤化技术的多样性，对氧气和氮气的数量和压力的要求也就不同，因此还需要使用不同型的汽化炉。其次，在煤化工产业中，空分设备需要进行高压氮气、中压氮气、低压氮气和高压氧气以及液氧、液氮、液氩等，这就使得空分设备要有多种分离性能。特别是氮气产品，氮气产品的要求和规格有很多种，对氮气的气量要求也不是一成不变的，如果气量不满足要求有可能会引起停机，这些问题都要求空分设备的设计和制造要更加具有创造性和适应性。另外，单一的离心方式已经没法应用到高于每小时8万立方米等级的空分空压机了，使用轴流加离心方式才可以。除此之外，单纯的电机拖动已经无法满足要求，需要使用汽轮机拖动的方法推动工艺流程的进行。再有就是大型空分设备的动力系统的核心配置也是需要重点关注的部分。国产空分设备的可靠性在很大程度上受到核心机组的影响，所以，我国需要在大型高效核心组件方面加大资金投入和科研投入，在提高核心配置工作效率的同时，还要尽可能地降低能耗，这就又是一项巨大的挑战。最后，大型空分设备的运输也有着比较大的难度，这也就对运输工具，运输组装过程中工作人员的技术和素质有着更高的要求。目前杭氧完成了全球最大的整体冷箱（浙石化4套83000m3/h）的安装及出厂，标志着杭氧又一次超越了国外空分巨头。由于冷箱体积较大，主冷箱与副冷箱分开组装，所以只能走航运，在长江边的工厂进行组装完成后从港口出发至目的地，现大部分煤化工企业都在内陆，所以整体冷箱不适合现今实际情况。
3、大型煤化工空分技术与设备的发展方向
降低设备投资和运行成本、降低设备维护费用是未来空分技术工艺发展的主要方向。因此，我国空分设备应该向着大型化和新型化方向发展，从而满足提升经济性的目标。目前，我国大型煤化工空分技术的革新还存在一定的困难，但设备的制造可以进行优化方案和改进方法。例如，可以通过分开运输和现场组装的方式解决大型设备的运输困难问题。另外，设备的运行能耗是煤化工空分技术发展的又一重要指标，企业设备的能耗降低可以显著提升整体运行经济性。对于降耗问题，企业可以进行核心部件的优化设计及升级，提升机组的运行效率。同时，企业应该加强自动化控制的研发能力，提升设备的自动控制能力，降低事故的发生频率，提升运行安全性和可靠性。为了进一步降低投资成本及设备的维护量，空分设备的主要方向应该是逐渐向大型化不断发展。目前，我国完全实现大型关键设备的设计和制造国产化难度较大，但是我国应该积极对设计方案进行优化，更好地与实际企业运行的特点相配合。对于大型设备的运输和安装的难度，可以更多地采取分开运输，现场组装的方式来实现工艺设备的构建。能耗的降低和控制也是未来空分技术和设备发展的一大方向，因此需要对设备运行的效率进行分析研究，从而降低运行成本，并且预先对设备运行的总能耗进行精准的计算。同时，还要加大煤化工空分设备的自动化控制系统的研发，从而实现对生产自动控制，有效地提高生产效率，降低事故风险，提高装置可靠性。
4、结束语
综上所述，我国的煤化工企业在未来还有很大的发展空间，因此对于煤化工空分设备的研究和开发具有非常广阔的应用前景。本文概述了空分技术现状及大型煤化工空分设备国产化的难点与要求，最后提出了大型煤化工空分技术与设备的发展方向，总的来说大型化将是未来我国煤化工空分技术与设备发展的主要方向，空分设备生产企业应该大力打造一支高素质的研发团队，不断的在研发道路上努力前进，逐渐完善我国大型煤化工空分设备的性能，从而创造更多的经济效益和社会效益，进而促进煤化工行业更好的发展。
参考文献：
[1]浅谈大型煤化工型空分设备的自动控制特点及发展方向[J].苏建伟.化工管理.2013（06）.
[2]基于循环经济理念的大型煤化工装置探讨[J].赵云莉，罗俊韬，孙嫩霞.氮肥技术.2011（02）.
[3]煤制天然气项目空分装置规模等级及配套数量的确定[J].毛向禹，任岩.化肥设计.2017（02）.
[4]大型煤化工项目节水技术进展和应用前景分析[J].林长喜.煤炭加工与综合利用.2014（06）.
（作者单位：杭州杭氧股份有限公司）
关键词：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。
2、大型煤化工空分设备国产化的难点与要求
随着我国工业的不断发展，大型煤化工产业也提高了對空分制氧量的需求。由于空分的原理并没有得到开拓，那么就需要从空分设备的设计和制造上做出革新。而工艺和产品的多样性就要求空分的步骤流程是多种多样的，有针对性地进行空分设备的设计开发也是一项很大的挑战。就目前情况而言，煤化工装置要求氧气的压力在4-9Mpa，所以，内压缩流程是煤化工设备采用的主要方法。由于煤化技术的多样性，对氧气和氮气的数量和压力的要求也就不同，因此还需要使用不同型的汽化炉。其次，在煤化工产业中，空分设备需要进行高压氮气、中压氮气、低压氮气和高压氧气以及液氧、液氮、液氩等，这就使得空分设备要有多种分离性能。特别是氮气产品，氮气产品的要求和规格有很多种，对氮气的气量要求也不是一成不变的，如果气量不满足要求有可能会引起停机，这些问题都要求空分设备的设计和制造要更加具有创造性和适应性。另外，单一的离心方式已经没法应用到高于每小时8万立方米等级的空分空压机了，使用轴流加离心方式才可以。除此之外，单纯的电机拖动已经无法满足要求，需要使用汽轮机拖动的方法推动工艺流程的进行。再有就是大型空分设备的动力系统的核心配置也是需要重点关注的部分。国产空分设备的可靠性在很大程度上受到核心机组的影响，所以，我国需要在大型高效核心组件方面加大资金投入和科研投入，在提高核心配置工作效率的同时，还要尽可能地降低能耗，这就又是一项巨大的挑战。最后，大型空分设备的运输也有着比较大的难度，这也就对运输工具，运输组装过程中工作人员的技术和素质有着更高的要求。目前杭氧完成了全球最大的整体冷箱（浙石化4套83000m3/h）的安装及出厂，标志着杭氧又一次超越了国外空分巨头。由于冷箱体积较大，主冷箱与副冷箱分开组装，所以只能走航运，在长江边的工厂进行组装完成后从港口出发至目的地，现大部分煤化工企业都在内陆，所以整体冷箱不适合现今实际情况。
3、大型煤化工空分技术与设备的发展方向
降低设备投资和运行成本、降低设备维护费用是未来空分技术工艺发展的主要方向。因此，我国空分设备应该向着大型化和新型化方向发展，从而满足提升经济性的目标。目前，我国大型煤化工空分技术的革新还存在一定的困难，但设备的制造可以进行优化方案和改进方法。例如，可以通过分开运输和现场组装的方式解决大型设备的运输困难问题。另外，设备的运行能耗是煤化工空分技术发展的又一重要指标，企业设备的能耗降低可以显著提升整体运行经济性。对于降耗问题，企业可以进行核心部件的优化设计及升级，提升机组的运行效率。同时，企业应该加强自动化控制的研发能力，提升设备的自动控制能力，降低事故的发生频率，提升运行安全性和可靠性。为了进一步降低投资成本及设备的维护量，空分设备的主要方向应该是逐渐向大型化不断发展。目前，我国完全实现大型关键设备的设计和制造国产化难度较大，但是我国应该积极对设计方案进行优化，更好地与实际企业运行的特点相配合。对于大型设备的运输和安装的难度，可以更多地采取分开运输，现场组装的方式来实现工艺设备的构建。能耗的降低和控制也是未来空分技术和设备发展的一大方向，因此需要对设备运行的效率进行分析研究，从而降低运行成本，并且预先对设备运行的总能耗进行精准的计算。同时，还要加大煤化工空分设备的自动化控制系统的研发，从而实现对生产自动控制，有效地提高生产效率，降低事故风险，提高装置可靠性。
4、结束语
综上所述，我国的煤化工企业在未来还有很大的发展空间，因此对于煤化工空分设备的研究和开发具有非常广阔的应用前景。本文概述了空分技术现状及大型煤化工空分设备国产化的难点与要求，最后提出了大型煤化工空分技术与设备的发展方向，总的来说大型化将是未来我国煤化工空分技术与设备发展的主要方向，空分设备生产企业应该大力打造一支高素质的研发团队，不断的在研发道路上努力前进，逐渐完善我国大型煤化工空分设备的性能，从而创造更多的经济效益和社会效益，进而促进煤化工行业更好的发展。
参考文献：
[1]浅谈大型煤化工型空分设备的自动控制特点及发展方向[J].苏建伟.化工管理.2013（06）.
[2]基于循环经济理念的大型煤化工装置探讨[J].赵云莉，罗俊韬，孙嫩霞.氮肥技术.2011（02）.
[3]煤制天然气项目空分装置规模等级及配套数量的确定[J].毛向禹，任岩.化肥设计.2017（02）.
[4]大型煤化工项目节水技术进展和应用前景分析[J].林长喜.煤炭加工与综合利用.2014（06）.
（作者单位：杭州杭氧股份有限公司）