煤制甲醇、乙二醇聯合生產裝置優質運行技術探討

申曌

摘 ?要：河南能源化工集團新鄉中新化工有限責任公司煤制甲醇、乙二醇項目，項目原設計為200 kt/a煤制甲醇，后期在原設計基礎上增加200 kt/a煤制乙二醇裝置，項目與2011年9月試車投產，運行至今裝置暴露出因前期設計缺陷及后期運行能耗高等未諸多問題，主要包括精餾系統蒸汽使單耗高、循環水電機泵功耗高、現場除氧器乏汽就地放空等問題，影響裝置高效運行。通過實施技術改造，將兩套裝置能效降低。

關鍵詞：設計缺陷;單耗;能耗

1 裝置概況

河南能源新鄉化工園區是河南能源化工集團的全資二級子公司，該園區擁有年產20萬噸甲醇及20萬噸乙二醇兩套主生產裝置，項目前期設計單一生產甲醇，甲醇項目土建期間增加乙二醇裝置，由于乙二醇裝置公用工程依托為甲醇系統導致裝置在能耗方面考慮不夠裝置投產運行后問題較多，后期經過技術改造引進新技術將能耗偏高的設備進行技改長期收益大幅增加。

新鄉化工園區為兩套主產品生產裝置配套建設有2臺750t/d粉煤加壓航天氣化爐、4臺150t/h循環流化床鍋爐、40000Nm3/h空分裝置、低水氣比變換裝置、大連理工技術低溫甲醇洗裝置以及79200Nm3/h變壓吸附制備高純度的CO、H2產品氣裝置等，整套生產系統全部工藝設計國產化、設備國產化率達到90%以上，屬綜合性現代煤化工企業。

2 生產運行能耗偏高裝置優化改造方案

2.1循環水電機泵節能改造

現狀：中新化工二期循環冷卻水為乙二醇裝置配套，循環水量：25000-30000m3/h，共有5臺循環水泵，兩開三備，水泵功率：1～4# 2240kW，5#1250kW，正常2臺2240KW運行，日耗電量為10萬KW左右。

改造內容：因正常運行只需開2臺循環水泵，考慮到改造費用問題暫對2臺循環水泵實施節能改造。通過對二期循環水系統能源消耗現狀進行分析，現有水泵效率僅70%左右，根據現有高效流體輸送技術對二期水泵進行改造，同時進行局部管網和水力優化，可大幅度降低二期循環水系統能耗，使系統重新達到水力平衡，實現循環水系統高效率運行。經與技術廠家溝通采購兩套高效運行泵，保留原水泵電機，降低改造費用。

改造與2019年5月投入運行，在循環水壓力流量基本保持原運行工況的前提下，每天節能水泵電耗由2240kW降低至1500kW，每小時電量降低1480kW，日耗電量降低3.55萬kW，節能效果超出預期效果。

2.2兩套裝置精餾系統節能改造

現狀：甲醇精餾蒸汽系統用汽設備使用蒸汽等級為0.55MPa，用汽量約50t/h。乙二醇裝置各用汽設備使用蒸汽等級分別為1.7MPa、1.0MPa和0.5MPa，共計用汽量約100t/h。兩套裝置日用蒸汽量約3600噸左右。蒸汽消耗量較大，間接導致熱電鍋爐崗位運行負荷較高。

改造內容：首先對檢測資料進行系統分析和研究，針對裝置運行使用蒸汽能耗高的原因進行分析，結合該系統管路流體力學特性設計節能方案。通過對系統管網、蒸汽壓力、流量、熱交換設備等統籌分析，整改其中存在的不利因素，增加先進工藝和設備，降低系統“無效能耗”，提高蒸汽使用效率，達到最佳節能效果。

最終采用先進蒸汽節能技術，對甲醇裝置和乙二醇裝置精餾蒸汽系統進行節能改造，提高蒸汽熱利用率，節省蒸汽用量，從而達到節能減排的目的。

改造與2019年8月試投用后乙二醇精餾系統蒸汽綜合節汽率基本保持在10%左右，甲醇精餾系統改造后蒸汽綜合節汽率基本保持在4%左右，日綜合節汽量在280噸左右。

2.3除氧器乏汽回收綜合利用

現狀：在甲醇裝置和乙二醇裝置日常生產運行過程中，鍋爐除氧器、變換除氧器、二閃冷凝液槽、RP9103冷凝液罐等由于工藝原因均有不同程度的乏汽外排現象，大量閃蒸汽排空，不僅浪費了能源而且對環境造成影響，特別是在冬季，“汽霧”現象明顯，這不僅影響周圍環境美觀，而且造成了一定的能源損失及浪費。

改造方向：乏汽主要回收方式有三種，一是由抽吸乏汽動力頭、氣液分離罐、排水裝置及排氣裝置組成的乏汽回收裝置;二是乏汽經收能換熱器收能冷卻后再利用;三是乏汽進入汽液混合收能除氧裝置后，混合液重新利用，隨著國家對節能降耗的日益重視，各種乏汽將會被作為熱源逐步有效利用。

改造優勢：一是改善環境，避免乏汽現場排放對周圍設備造成影響;二是節能降耗，提高經濟運行效率，降低生產運行成本;三是響應國家政策要求，推動企業科學用能。

改造內容：經過技術專業組討論研究，采用乏汽經收能換熱器收能冷卻后再利用方式，一方面運行成本較低，另一方面部分改造設備可利舊節省開支。改造過程難點在與改造裝置冷卻水來源問題，經過前期資料收集及后期研究探討，各改造點冷卻水來源確定為以下幾部分：

1、鍋爐除氧器冷渣機來脫鹽水可以作為冷卻介質（兩臺爐運行時流量約38t/h），加上4#除氧器位置有冷脫鹽水管線，同時有機組55℃的透平冷凝液，可以作為冷卻水進行統籌考慮;熱電除氧器平臺位置充足，能夠安裝乏汽回收設備;

2、變換除氧器位置用變換現場循環水作為冷卻介質，第二蒸汽閃蒸槽、RP9103等的乏汽均采用現場循環水冷卻后送合適位置進行利用。

改造后效果：

1、完全消滅了原來在除氧器上的“白龍”，現場不再有二次蒸汽的排放。

2、乏汽回收裝置運行過程中無震動、無噪音;消除了廠區熱污染、噪音，凈化廠區的環境，實現清潔生產，消除安全隱患。

3、乏汽回收為除氧器提供高品質補水，從而可以極大降低除氧器的補水量。

4、系統自動運行，無人值守，免維護。

3 結束語

隨著近幾年甲醇裝置和乙二醇裝置不斷上馬，裝置在前期設計存在能耗偏高，設備選購過程存在采購部分能耗偏高設備，投產運行后基本不影響裝置整體穩定運行，但從長期運行能耗考慮成本居高不下降低產品自身競爭優勢。只有更經濟、更節能、更環保的裝置才能適應國內煤制甲醇和乙二醇生存、發展的要求，在國家對綠色節能環保技術的大力推廣下更是涌現出一大批優秀的節能改造廠家參與各化工裝置的節能技改項目上來，作為企業節能項目短期投資較高，但從長期收益率來看非?？捎^，沒有運行不下去的企業，只有固守不變導致淘汰的企業。

參考文獻

[1] 李建峰.煤制乙二醇項目變壓吸附裝置綜合改造總結[J].中氮肥，2019（03）：72-75.

[2] 張愛民，趙韻.煤制乙二醇變壓吸附CO產品氣產量提升的探索與實踐[J].化工管理，2018（33）：216-217.