我公司的合成氨装置采用俄罗斯自热式转化工艺、意大利双塔再生技术，几经改造，合成氨生产能力由450 t/d提升到610 t/d以上。为满足后系统生产的需要，2006年上了1套KDON6000/6000空分装置，装置设计制氧量6000 m3/h（纯度≥99.6%）、制氮量6000m3/h（纯度≥99.99%），由预冷系统、纯化系统、制冷系统、精馏系统、安全防护系统等组成。流程具有以下特点：①采用全低温精馏原理（即深度冷冻法）将空气分离为氧气和氮气；②全低压双高流程；③预冷系统采用散堆填料塔，传质、传热效率高，阻力小；④采用分子筛预净化工艺，立式、单床层；⑤采用高效增压膨胀机，单位制冷量大；⑥精馏塔下塔为筛板塔，上塔为规整填料塔，阻力小，能耗低；⑦DCS控制系统。运行中出现了一些问题，通过改进达到了预期的效果。
1.加温吹除存在的问题及改进
装置运行1 a后，由于循环水水质问题，造成装置带水，设备阻力增大，换热效果差，产品纯度及产量满足不了生产需要，被迫停车大加温吹除。但由于本套空分设计吹除阀只有6只（DN40），装置大量带水后，主换热器中部温度回升很慢，仅靠6只排放阀达不到把带进设备内的水分彻底吹干净的目的，又进行了二次加温。二次加温时，吸取前一次的教训，在膨胀机入口增加了DN150排放口，使进主换热器的吹除气量加大，温度回升到0 ℃后再延长吹除时间4 h，从各排放口取样分析，水分含量在0.2 g/m3，吹除合格。本套空分按设计要求2 a进行1次加温吹除，2009年8月系统停车大修时采用上述方法进行了加温吹除，吹除比较彻底，时间也缩短了8 h，吹除后产品纯度和产量都有所提高。
2.上塔压力存在的问题及改进
设计入装置压力为0.52 MPa，上塔最高压力为80 kPa。原始开车时，入装置压力只有0.5 MPa，上塔压力却一直在75～80 kPa，降不下来，很不安全。运行1 a后，上塔工况不稳，液面波动，产品氮气纯度波动。根据流程，上塔有3股气体引出，产品氧气、氮气根据设计流量管径通过量有余；上塔污氮没有放空，一股引入水冷塔降低预冷系统水温来冷却空气，另一股作为分子筛再生气用后排大气。正常操作中把通往这两路的污氮阀开大，上塔压力仍然居高不下。于是利用停车机会在出冷箱污氮总管（DN400）上引出一管线通往仪表空气干燥站，将污氮作为再生气源，这样既解决了上塔压力高、操作不稳定的问题，又节约了空气，还避免了仪表空气干燥站用空气再生造成入KDON6000/6000空分装置压力低的问题。改进后，目前上塔压力维持在40～45 kPa，上塔工况稳定，产品氧气、氮气纯度都可达到设计要求，遇大检修后序工段置换需大量氮气时，氮气取出量可达10000～12000 m3/h。
3.生产中的主要危险因素及防范措施
空分装置在生产过程中存在火灾、爆炸、中毒窒息、冷冻伤害等危险因素，而且随着装置的运行，又暴露出一些问题，主冷液氧中总烃含量高（最高达300×10-6，指标为小于100×10-6），严重威胁着装置的安全生产。为此，从以下几方面加强了防范。
（1）抓好空气来源关。建立了大气质量监测系统，不定期进行分析并做好记录，根据风向的变化及时调整液氧的排放量。
（2）把好压缩空气质量关。进入分馏塔系统的空气来源于空压机系统，此过程中不可避免地存在润滑脂，液氧中的油脂附着在主冷的翅片上会形成油膜，当油膜达到一定厚度时，与不饱和烃、氮氧化物和氧气的混合物在低温下起化学反应会产生灵敏度较高的可燃物，这些可燃物一旦遇火源就会发生爆炸；另外，空气中的灰尘等杂质被带入分馏塔，分馏塔中的固体悬浮在液氧液面上摩擦产生静电打火，形成引火源，也是危险的。于是在空气吸入口增加了滤筒式过滤器。
（3）加强空气净化关。压缩后送来的无油、干净的空气中含有大量的水、乙炔、甲烷、二氧化碳、乙烷、乙烯、丙烯等物质，水分和二氧化碳带入冷箱就会造成冻堵，不饱和烃在分子筛中能大部分被吸附，饱和烃不易被吸附就会带入分馏塔内。为了使这些物质含量降到最低，采取了如下措施：空冷塔设置了高、低液位报警，防止在除沫器损坏或空压机异常时空冷塔液位失控而使空气中带水；由于空冷塔中脱盐水直接与空气接触，为防止总厂脱盐水出现问题影响空分装置的正常运行，增设了独立的循环系统，专供空冷塔使用；增设了1台冷冻机组，确保空气出塔温度降到8～12 ℃，使空气中含水量大大下降，有效提高分子筛对烃类和二氧化碳的吸附能力，使出分子筛的空气中二氧化碳含量基本趋零；为防止因二氧化碳超标引起设备冻堵，分子筛出口设置了二氧化碳在线监测仪，以便随时监测空气中的二氧化碳含量。
（4）加强深冷分离关。空分装置最危险点是分馏塔，由于分子筛对饱和烃几乎不吸附，烃类物质不可避免地会被带入分馏塔中，对安全生产造成极大威胁。为确保主冷的安全运行，采取了以下措施：增设1%液氧连续排放，使主冷液氧始终保持部分更新，防止烃类物质积聚；增设1台液氧吸附器，增加其脱炔和脱极性有机物的能力，并定期按规程进行再生。
（5）强化人员培训关。随着装置运行条件的变化，不定期修订《岗位工艺操作规程》，使操作有章可循；定期对人员进行培训；坚持每月进行操作技能和岗位安全知识的考试，使操作人员对空分装置存在的各种危险因素牢记在心，做到按规程悉心操作。
（新疆新化 藏建红）