李乐伦1，李娜2
(1.兖矿新疆煤化工有限公司，新疆 乌鲁木齐830011；2.新疆大学，新疆 乌鲁木齐830046)
［摘 要］ 结合兖矿新疆煤化工有限公司600 kt/a醇氨联产项目的实际情况与大型煤化工项目空分-气化装置常规开停车的经验，分析与探讨一种在空分装置停车时用其后备氧系统供气化炉投料的新式开车法的可行性，详细介绍此种新式开车法操作的时间节点、关键操作步骤，以及针对特殊情况所采取的应对措施，并对常规开车与新式开车2种方法之经济效益进行比较。
［关键词］ 空分装置；后备氧系统；气化炉；投料；关键步骤；经济效益
［中图分类号］ TQ544［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2018）04-0008-02
兖矿新疆煤化工有限公司600 kt/a醇氨联产项目包括300 kt/a甲醇装置、300 kt/a合成氨装置、520 kt/a CO2汽提法尿素装置，是兖矿集团在新疆煤电化基地布局的第一个工程，利用新疆本地丰富的煤炭资源（就地转化），采用兖矿集团与华东理工大学共同研发的具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术生产合成气，作为尿素和甲醇生产装置的原料气，具有很好的社会效益和经济效益。
项目配备3台气化炉，运行方式为两开一备，单炉日处理原煤量约1 500 t。装置于2010年5月开工建设，2012年9月正式投料生产，目前已实现安全、稳定、长周期、满负荷运行。项目配套了1套80 000 m3/h空分装置，采用林德公司的双内压缩全低压流程；同时还配备了1套液氧后备汽化系统（简称后备氧系统），由1台1 500 m3低压液氧贮槽、3台内压缩液氧泵、1台水浴式汽化器及其附件组成，液氧汽化输送能力为8 000 m3/h，设计上作为空分装置跳车时备用。
1 空分装置及后备氧系统流程简述
利用热电车间提供的9.8 MPa蒸汽驱动汽轮机带动空气压缩机压缩经空气过滤器除去灰尘及机械杂质后的空气，再经预冷和纯化等一系列流程将空气变成液态，液空进入精馏塔，采用低温精馏的方法从液空中逐步分离出液氧、液氮、液氩等低温液体产品，为后系统提供纯度为99.6%的氧气和99.99%的氮气。其中，液氧产品从空分主冷取出，出冷箱进入液氧贮槽，需要使用时，液氧通过液氧泵加压重新返回空分冷箱主换热器换热，复温后变成气体，作为高压氧气产品送至气化装置，并与提前磨制好的一定量的水煤浆在多喷嘴对置式气化炉中发生化学反应，最终生成合成气（CO+H2）供后系统使用。
所谓后备氧系统，即当空分装置跳车时通过对其联锁启动满足气化炉的用氧需求。联锁启动后备氧系统后，液氧贮槽中的液氧经液氧泵压缩后不再经过冷箱中主冷换热器进行换热复温，而是通过液氧调节阀切换进入液氧水浴式汽化器（水浴式汽化器由1.2 MPa蒸汽加热），通过汽化得到气态氧气，气态氧气经氧气管网送至气化炉使用。
2 开车模式
煤化工装置从停车到开车，要先进行降温、降压、减少进料一直到切断原料供应，然后进行设备倒空、吹扫、置换等工作，再经历升温、升压、投料、出料等过程，期间操作变化频繁，各工序和各岗位之间联系密切，如果组织不好、指挥不当或联系不周、操作失误，均很容易酿成事故。600 kt/a醇氨联产项目工序众多、工艺复杂、公用工程系统庞杂，每次停车、开车都会耗费大量的人力、物力、财力。
2.1 常规开车模式
一般情况下，在系统短停后组织恢复生产时，空分装置需热电车间供9.8 MPa高压蒸汽进行暖管、汽轮机冲转、空压机加载、增压机加载、气膨/液膨投用等主要操作步骤，完成空分装置的开车，最终产出合格的氮气和高压氧气外供气化装置，随即气化炉投料、升压查漏及完成并气。其中，空分汽轮机启动分为冷态启动、温态启动、热态启动3种状态，所需时间分别为5 h、3 h、1 h。通常情况下，系统短停后，从气膨投用至产出合格气体产品耗时约36 h；若为空分装置跳车，从气膨投用至外供合格气体产品耗时则为7 h。
2.2 新式开车模式
所谓新式开车模式就是区别于常规开车模式的一种新思路新方法，即在配套的空分装置停车时或空分装置跳车时，人为操作启用后备氧系统直接向气化工段供应氧气，以确保气化炉的开车投料，与此同时完成空分装置的开车，从而缩短系统恢复正常生产的时间，实现节能减排、增产创效。截至目前，尚无化工企业空分装置停车后用后备氧系统供气化炉投料的相关文献报道。
2.3 2种开车模式的比较
更多内容详见《中氮肥》2018年第4期