煤制乙二醇技術節能措施簡述

O 朱統良 郭海濱 張輝 王紀超（河南能源化工集團新鄉永金化工有限公司 河南 453800）

煤制乙二醇技術節能措施簡述

O 朱統良 郭海濱 張輝 王紀超
（河南能源化工集團新鄉永金化工有限公司 河南 453800）

當前，我國經濟快速增長，各項建設取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環境被破壞的代價，實現節能降耗目標面臨的形勢十分嚴峻。煤制乙二醇技術作為一項新興技術，理應走在節能降耗行動的前列，本文重點講述了煤制乙二醇生產過程中，在工藝上通過流程的優化、設備的合理改進和選擇，以及加強保溫等措施來提高裝置的能量利用率，如原料氣的回收利用、蒸汽管網的優化、轉機設備的更新等。通過以上節能措施有效降低了生產成本,增加了企業的競爭力。

煤制乙二醇；節能；工藝流程優化

乙二醇是一種重要的有機原料，可以衍生出100多種化工產品和化學品,可用于生產聚酯纖維、防凍劑、不飽和聚酯樹脂、潤滑劑、增塑劑、非離子表面活性劑、特種溶劑以及炸藥、涂料、油墨等行業，用途十分廣泛。雖然我國乙二醇的產能和產量增長較快，但仍不能滿足國內市場日益增長的需求，每年都需大量進口。2015年我國乙二醇的產量約為722萬噸，進口量為872萬噸，市場潛力巨大。

煤炭作為我國儲量最豐富的能源，其替代石油、天然氣成為開發利用的熱點能源將成為必然的發展趨勢。煤制乙二醇技術煤炭開發利用的一項新技術，是我國重點科技攻關項目，符合我國缺油、少氣、煤炭資源豐富的資源特點，將有效緩解我國乙二醇產品供需矛盾，對國家的能源需求結構的調整及煤化工產業的發展和壯大產生積極影響，具有重要的科學意義和顯著的社會經效益。

新鄉永金化工有限公司年產20萬噸乙二醇項目，依托新鄉中新化工有限責任公司建設，采用的是擁有自主知識產權的“兩步間接合成法生產工藝”，利用中新化工35萬噸/年甲醇項目提供新鮮水、循環水供應、蒸汽、壓縮空氣和氮氣、一氧化碳、氫氣、氧氣等生產乙二醇。這個集成創新和消化吸收再創新的項目以煤為原料，工藝技術先進，具有自主知識產權，成本優勢明顯，節能環保，綜合盈利能力強。2012年3月，打通全流程，成功產出合格產品，是河南省首套打通全流程的煤制乙二醇裝置。

1.技術簡介

煤制乙二醇工藝包括CO偶聯制備草酸二甲酯（DMO）和草酸二甲酯加氫反應生成乙二醇（EG）兩個方面。

(1)CO催化偶聯制備DMO主要涉及兩個步驟:第一步為CO在負載型Pa-A12O3催化劑作用下，與亞硝酸甲酯(MN)偶聯反應生成DMO和NO，反應式為:

2CH3ONO+2CO=(COOCH3)2+2NO

第二步為MN的再生反應，第一步生成的NO與產品分離后進入再生反應器與甲醇(ME)和氧氣反應生成MN，反應式為:

2CH3OH+2NO+1/2O2= 2CH3ONO+H2O

(2)DMO與氫氣在催化劑Cu-SiO2的作用下生成乙二醇，反應式為：

（COOCH3)2+ 4H2= (CH2OH)2+ 2CH3OH

2.節能原則

(1)采用節能型工藝技術和工藝設備。

(2)優化工藝過程，按能量品位高低，串聯使用，做到一能多用，使能源得到綜合利用。

(3)選擇節能型傳動設備，提高能源利用率。

(4)正確選用傳動設備，防止“大馬拉小車”現象，減少能源浪費。

(5)采取有效措施，減少能量損失。如有效的隔熱保溫、保冷以及閉路循環等。

(6)積極貫徹執行國家關于行業節能和工程節能的有關規范和規定。

3.節能措施綜述

(1)原料氣的回收

充分回收合成反應工段的一氧化碳氣體和加氫反應工段的氫氣，降低噸乙二醇原料氣消耗。在裝置開車階段和系統異常情況期間，不可避免會有一氧化碳、氫氣放空去火炬系統燃燒的現象，在高負荷下，放空量將達到40000Nm3/h。增加原料氣回收措施有效的減少了資源的浪費，降低了生產成本。同時，羰化合成氣路循環設置了尾氣排放系統，有效回收了系統中的氮氧化物，將不參與反應的CO2、CH4排出系統，有利于氣體組分的調整（如圖1）。加氫氣路循環設置變壓吸附裝置（簡稱PSA），將草酸酯加氫過程中副反應產生的CO、CO2等排出系統，保證循環H2純度，減少H2放空量（如圖2）。

圖1 合成反應工段氣路簡圖

圖2 加氫反應工段氣路簡圖

(2)反應熱的回收

充分利用工藝反應過程產生的熱量，將副產0．2MPa蒸汽和0．5MPa蒸汽并入相應壓力等級蒸汽管網，用于工藝過程的加熱或預熱。由于羰化合成反應及草酸酯加氫反應均屬于放熱反應，在反應過程中所釋放的熱量將反應器夾套水加熱，產生0．2MPa蒸汽和0．5MPa蒸汽，經過汽包并入0．2MPa蒸汽和0．5MPa蒸汽管網。此外，羰化反應器出口氣還為熱水冷卻系統提供熱源，加氫反應器出口氣為加氫反應器入口氣提供熱源。

(3)蒸汽管網的優化

合理安排全廠蒸汽平衡和蒸汽管網等級，充分利用各等級蒸汽間的壓力能，同時對全廠各系統用蒸汽加以優化。利用8．8MPa汽輪機裝置產生的背壓蒸汽（1．7MPa），經減溫器后并入1．7MPa蒸汽管網，1．7MPa蒸汽管網與1．0MPa蒸汽管網間增加減溫減壓器，1．7MPa蒸汽管網與0．5MPa蒸汽管網間增加減溫減壓器，0．5MPa蒸汽管網與0．2MPa蒸汽管網間增加減溫減壓器，按能量品位高低，串聯使用，做到一能多用，使能源得到綜合利用，實現了蒸汽的零排放。同時增加蒸汽管網的操作彈性，使各等級蒸汽管網壓力更加穩定易控，使得公司蒸汽管網的運行更加合理、高效。

(4)蒸汽冷凝液的回收利用

凝液系統綜合利用，以提高工藝余熱的利用效率。加氫系統預熱器E305A/B4．2MPa蒸汽經換熱后產生的1．7MPa蒸汽凝液通過汽水分離器R9303(閃蒸罐)產生0．5MPa蒸汽和0．38MPa蒸汽凝液，加氫系統預熱器E307A/B 1．7MPa蒸汽經換熱后產生的1．0MPa蒸汽凝液通過汽水分離器R9304(閃蒸罐)產生0．5MPa蒸汽和0．38MPa蒸汽凝液，所產生的0．5MPa蒸汽并入0．5MPa蒸汽管網，0．38MPa蒸汽凝液送至界外用作鍋爐給水。同時，對各個換熱平臺加熱器蒸汽導淋等管線，凝液現場排放進行回收改造,通過增加凝液回收管線，凝液回收罐、凝液回收泵等構成一套簡易的凝液回收系統，對原經過疏水閥后就地排放的凝液回收，送至界外作為鍋爐補水使用,減少凝液就地排放，“跑冒滴漏”現象明顯減少。

(5)轉機設備的更新與優化

機泵選用高效機泵，提高設備效率。采用先進的自動控制系統，使得各系統在優化條件下操作，提高全廠的用能水平。加強設備及管道隔熱和保溫等措施，對所有高溫設備及管線均選用優質保溫材料，減少散熱，提高裝置及系統的熱回收率。此外，在電氣節能方面，選用低損耗節能型變壓器，電動機選用節能電動機，回路控制設備采用節能型元件，對負荷變動大的風機、泵均采用變頻裝置。

4.經濟效益評估

(1)原料氣的節約效益

回收節約原料氣CO量

120×24×300=86．4萬Nm3/a

回收節約原料氣H2量

240×24×300=172．8萬Nm3/a

原料氣按1．5元/Nm3計算，則全年節約費用為

259．2×1．5=388．8萬元

(2)蒸汽的節約效益

節約0．5MPa蒸汽量

14．5×24×300=10．4萬t/a

原料氣按1．5元/t計算，則全年節約費用為

10．4×150=1560萬元

(3)水的節約效益

節約回收水量（按脫鹽水計）

3×24×300=2．16萬t/a

脫鹽水按8元/t計算，則全年節約費用為

2．16×8=17．2萬元

(4)節約電費及維修費用

節約電費及維修費用約為350萬元

結論

通過以上節能措施，降低了企業的物耗、能耗和產品成本，減少污染，實現公司經營利潤最大化，使企業成為真正意義的“能源節約型企業”。實現了煤炭資源綜合利用，節約能源，堅持循環經濟，堅持可持續發展，對煤制乙二醇技術的推廣應用具有深遠意義。

[1]劉雨虹.我國煤制乙二醇現狀及面臨的問題[J].化學工業,2011,29 (1):13-14．

[2]孫蘭濤.化工廠節能研究[J].中國氯堿,2014,(12):41-43．

[3]王喻飛.化工廠蒸汽及凝液系統的優化改造[D].西安:西安石油大學，2015．

Energy Conservation Measures of Coal Derived Ethanediol Technology

Zhu Tongliang, Guo Haibin, Zhang Hui,Wang Jichao
(Xinxiang Yongjin Chemical co., LTD,He’nan Energy Chemical Group, Henan,453800)

At present, China's economy gets a rapid growth and various construction achieve great achievements, at the same time, it also pays the price of huge number of resources and environmental destruction,so the situation that achieving saving energy and reducing consumption very grim. Coal derived ethanediol technology, as one new-emerging technology, should walk in the forefront of the saving energy and reducing consumption action. In this paper, it focuses on introducing the process of coal derived ethanediol,the optimization of technological process, reasonable improv ement and choice of equipment, and the measures of strengthening the heat preservation to raise the energy utilization ratio of equipment, such as the recycling of feed gas, optimization of steam pipe network, update of connecting equipment etc., the coal in the production of ethylene glycol,. Through the above energy-saving measures, we effectively reduce the production cost and increase the competitiveness of the enterprises.

coal derived ethanediol；energy conservation；process fl ow optimization

TQ

A

朱統良（1987～），男，河南能源化工集團新鄉永金化工有限公司，研究方向：從事煤制乙二醇技術工作。