蘇禮勇，周程
（靖遠煤業集團劉化化工有限公司，甘肅 白銀730900）
［摘 要］近年來，甘肅劉化（集團）有限責任公司不斷創新空分裝置啟動模式，探索22 000 m3/h空分裝置（采用內壓縮流程）“同步積液調純”操作法。簡介常規“分步積液調純”操作法并剖析其特點，著重闡述“同步積液調純”操作法的操作步驟及其優劣、同步積液調純過程主要設備操作要點等。經測算，22 000 m3/h空分裝置采用同步積液調純操作法啟動一次，節電效益可達30.38萬元。此舉使空分裝置的啟動操作變得更加簡便，可有效降低冷箱內設備和管線冷熱溫差變化產生的交變應力破壞，化解各系統頻繁操作帶來的各類風險，降低操作人員的勞動強度、縮短啟動時間，裝置啟動后氧氣、氮氣產品質量穩定，不需要作進一步的工況考核便可盡早并入生產系統，促進了企業的安全生產、節能降耗，可為同類型空分裝置的優化操作起到一定的示范作用。
［關鍵詞］空分裝置；啟動操作；分步積液調純；同步積液調純；全過程操作優化；操作要點；節電效益
［中圖分類號］TB657.7 ［文獻標志碼］B ［文章編號］1004-9932（2021）03-0069-05
0 引 言
甘肅劉化（集團）有限責任公司（簡稱甘肅劉化）KDONAr-22000/24000/700空分裝置是配套400 kt/a合成氨裝置天然氣轉化系統的節能技改關鍵項目之一。22 000 m3/h空分裝置采用常溫分子篩凈化、空氣增壓循環、中壓膨脹空氣進下塔、氧氮雙泵內壓縮、全精餾無氫制氬工藝，主要為合成氨生產供應合格的氧氣、氮氣，并生產一定量的液氧、液氮、液氬產品；本裝置由杭州杭氧股份有限公司成套設計制造，于2012年1月8日建成投產。
在空分裝置加溫吹除、冷態/熱態啟動不同操作狀態下，據空分理論知識并結合工藝流程的特點，借鑒以往空分裝置管理的經驗，近年來甘肅劉化以風險管理、系統管理為指導思想，對22 000 m3/h空分裝置開車進行同步積液調純操作技術攻關，研究應用同步積液調純操作法，達到了預期目的�？偨Y22 000 m3/h空分裝置同步積液調純啟動全過程優化操作方法并提出若干建議，旨在提高管理人員、操作人員業務技術素養及操作過程的安全可控性，從而避免事故對操作人員、動靜設備造成的傷害，降低操作人員的勞動強度。
1 原空分裝置啟動操作簡況
空分裝置啟動，常規操作采用“分步積液調純”操作法，其核心是液氮調節閥的“開—關—開”操作，實際上是通過恰當地分配冷量，使主冷盡快冷透積累起液體，從而啟動空分裝置的一種操作方法。其操作要領為：① 在空分裝置啟動的第四階段一開始，全開液氮調節閥和上塔吹除閥，以便從主冷中壓通道和低壓側導走熱量，將主冷冷透，當液氧出現、液面上漲時，液氮調節閥繼續保持開啟狀態，吹除閥可緩慢關閉；② 當膨脹機滿負荷運轉而主冷液位上漲開始停滯時，逐漸關小液氮調節閥，直至關死［要掌握好關閥的時機及速度，液氮調節閥關得太慢或太晚，板式換熱器中部溫度太低，會出現過冷（此時需停1臺膨脹機，以減少分配給板式換熱器的冷量），使膨脹機前溫度過低而難以調節；液氮調節閥過早關死，則可能減少入塔空氣量；若調節得當，膨脹機可保持全開，主冷液位不斷上漲］；③ 當主冷液位上漲至80%時，再將液氮調節閥逐漸打開，以調節下塔液空純度和上塔液氧純度，改善上、下塔精餾工況。
自2008年以來，甘肅劉化對原6 000 m3/h空分裝置、7 000 m3/h空分裝置（此2套空分裝置均采用常規外壓縮流程）啟動操作進行專項調研，發現裝置在積液階段液氮去上塔節流閥不開不投運主冷、減少主冷液體蒸發，從表面上看，由于減少主冷蒸發量、塔板上不產生精餾工況，冷量集中在主冷氧側、液位上升較快，可一旦調純開始，就會引起主冷液位快速下降，導致上塔壓力迅速上漲、精餾系統溫度紊亂。
2 分步積液調純操作法剖析
“分步積液調純”操作法的特點是，空分裝置主塔積液與調純分步實施。在空分裝置冷態、熱態啟動過程中，首先對冷箱內單元設備如氧氮精餾塔、板式換熱器、過冷器、主冷、管線及閥門等集中進行冷卻；當主冷積液至正常運行值3 000～3 200 mm后，再進行氧氣、氮氣、污氮氣純度調節，從而使精餾系統達到物料平衡、組分平衡、冷量平衡。這樣一來，空分裝置啟動過程可分為3個步驟，即“不穩定狀態→穩定狀態”積液環節、“不穩定狀態→穩定狀態”調純環節、工況穩定性考核環節（甘肅劉化合成氨裝置甲烷化系統、氨合成系統等對氮氣的質量要求高，空分裝置啟動分步積液調純操作完成后，習慣上還有8 h工況穩定性考核過程）。分步積液調純操作法的優劣分析如下。
（1）由于高壓節流閥（40HV0015）節流開啟滯后，不能盡早充分發揮其高壓高焓降優勢，高壓板式換熱器（E4002A/B）中部溫度高、中壓膨脹機轉速高而流量小，空分裝置冷卻、積液階段處于冷損大、制冷量低、工況紊亂的不穩定狀態，導致空分裝置冷卻和主冷積液時間較長。
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