2000萬噸/年煉化一體化項目煤制氫聯(lián)產(chǎn)醋酸裝置負荷分析

陳美玲　王雷

摘 要：本文介紹了2000萬噸/年煉化一體化項目煤制氫聯(lián)產(chǎn)醋酸裝置根據(jù)市場需求、負荷及煉油工段對氫氣的需求，分析煤制氫聯(lián)產(chǎn)醋酸裝置的物料平衡及工況調(diào)整。

關(guān)鍵詞：2000萬噸/年煉化一體化項目;煤制氫聯(lián)產(chǎn)醋酸裝置;工藝流程;物料平衡

我司2000萬噸/年煉化一體化項目原油加工能力為2000萬噸/年，煉油工程采用全加氫流程，生產(chǎn)國Ⅴ汽柴油等清潔產(chǎn)品，其中主體裝置共計14套，包括常減壓裝置、輕烴回收裝置、煤油加氫精制裝置、柴油加氫裂化裝置、重油加氫裂化裝置、潤滑油異構(gòu)脫蠟裝置、芳烴聯(lián)合裝置（含對二甲苯（PX）裝置）、異構(gòu)化裝置、C3/IC4混合脫氫裝置、聚丙烯裝置、MTBE裝置等。為了滿足重油加氫的需求，另需建設(shè)最大能力為45萬Nm3/h的煤制氫裝置，以港口來的原煤為原料，生產(chǎn)氫氣，并制備一部分本項目所需的甲醇、醋酸等產(chǎn)品。

1 煤制氫聯(lián)產(chǎn)醋酸裝置工藝簡介

煤制氫聯(lián)產(chǎn)醋酸裝置以煤為原料，生產(chǎn)氫氣、甲醇、醋酸及燃料氣。依照工藝先進、節(jié)能、技術(shù)成熟可靠、生產(chǎn)成本低、經(jīng)濟效益好的原則，采用多噴嘴水煤漿加壓氣化技術(shù)，水煤漿經(jīng)高壓煤漿泵加壓進入氣化爐后在6.5MPa（G）、1320℃左右的條件下與空分來的高壓氧氣發(fā)生劇烈的氣化反應，生成以CO、CO2、H2為主的粗煤氣，激冷和洗滌后，粗煤氣除去了灰渣，進入變換工段。變換采用耐硫變換，包括2套制氫變換，1套甲醇變換和1套熱回收，制氫變換中CO最大限度的轉(zhuǎn)化為H2;甲醇變換中調(diào)節(jié)CO、H2至甲醇合成要求的比例（氫碳比約為2.05）;未變換氣系統(tǒng)直接進行熱量回收。出變換及熱回收單元的變換氣中的CO2、H2S等酸性氣體在低溫甲醇洗工段被脫除，得到合格的合成氣，然后再分別送至PSA制氫、甲醇合成、CO分離及壓縮單元，最終得到產(chǎn)品氫氣、甲醇、醋酸及燃料氣。建設(shè)冷凍站為低溫甲醇洗裝置提供冷量，冷凍站采用丙烯壓縮制冷工藝。建設(shè)食品級CO2裝置，原料氣來自于低溫甲醇洗單元的放空尾氣。

2 煤制氫聯(lián)產(chǎn)醋酸裝置工況分析及物料平衡

根據(jù)市場需求、負荷及后續(xù)煉油工段對氫氣的需求，全廠總流程及物料平衡表共分為如下幾種不同的工況：①工況1：系列1最大負荷工況，系列1：處理制氫變換氣量（100%負荷）199099Nm3/h（H2+CO）+56t/h甲醇（100%負荷）;系列2：處理制氫變換氣量134904Nm3/h（H2+CO），未變換氣系列負荷為0。

注：系列1的有效氣量對應產(chǎn)出182000的氫氣。

②工況2：系列2最大負荷工況，系列1：處理制氫變換氣量（50%負荷）+甲醇（50%負荷）;系列2：處理制氫變換氣量（100%負荷）199099Nm3/h（H2+CO）+熱回收（未變換氣）118000Nm3/h（H2+CO）

注：系列1甲醇合成氣的負荷為低溫甲醇洗40%負荷氣量，甲醇產(chǎn)量與醋酸裝置甲醇需求量一致。

③工況3：生產(chǎn)56t/h甲醇，詳見工況1的甲醇系列。

④工況4：熱回收（未變換氣）118000Nm3/h（H2+CO），詳見工況2的熱回收系列。

⑤最大制氫工況：氫氣最大用量為450000Nm3/h，此時對應兩個制氫系列110%負荷。本工況暫按照100%負荷制氫能力為410000Nm3/h進行設(shè)計。按此最大工況需要氣化裝置出口總有效氣量為582924Nm3/h（H2+CO），各系列運行情況如下：

a系列1處理制氫變換氣量（100%負荷）199099Nm3/h（H2+CO）+甲醇變換氣73794Nm3/h（H2+CO）：

說明：甲醇變換系列對應變換爐側(cè)100%負荷，而變換爐旁路為零，為了使得甲醇凈化氣中CO含量最低。甲醇凈化氣的產(chǎn)量為73589Nm3/h（H2+CO）：其中，甲醇凈化氣有14646Nm3/h（CO+H2）與系列1的制氫變換氣合并后再送去系列1的PSA制氫，此工況對應制氫系列1設(shè)計100%負荷工況;其余甲醇凈化氣與熱回收（未變換氣）41064Nm3/h（CO+H2）進入甲醇合成裝置，生產(chǎn)44.67t/h甲醇。

系列2（100%負荷）：處理制氫變換氣量199099Nm3/h（H2+CO）+熱回收（未變換氣）118000Nm3/h（H2+CO）

3 總結(jié)

煉化一體化項目工藝路線長、一體化程度高、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越優(yōu)，煤制氫聯(lián)產(chǎn)醋酸裝置在煉化一體化項目中不同于以往獨立煤制氫裝置，有如下特點：

①作為附屬裝置系統(tǒng)工況復雜，各工段負荷要根據(jù)市場需求、煉油工段對氫氣的要求進行多工況調(diào)整負荷，尤其是甲醇裝置，為了保證氫氣及燃料氣裝置的需求，物料調(diào)整頻繁，操作難度較大;

②煤制氫聯(lián)產(chǎn)醋酸裝置為煉化一體化項目提供充足的中間原材料及氫氣，降低了原料的采購價格，可以保證競爭優(yōu)勢和持續(xù)穩(wěn)定的盈利能力。