煤制甲醇、乙二醇聯(lián)合生產(chǎn)裝置優(yōu)質(zhì)運(yùn)行技術(shù)探討

申曌

摘 ?要：河南能源化工集團(tuán)新鄉(xiāng)中新化工有限責(zé)任公司煤制甲醇、乙二醇項(xiàng)目，項(xiàng)目原設(shè)計(jì)為200 kt/a煤制甲醇，后期在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上增加200 kt/a煤制乙二醇裝置，項(xiàng)目與2011年9月試車(chē)投產(chǎn)，運(yùn)行至今裝置暴露出因前期設(shè)計(jì)缺陷及后期運(yùn)行能耗高等未諸多問(wèn)題，主要包括精餾系統(tǒng)蒸汽使單耗高、循環(huán)水電機(jī)泵功耗高、現(xiàn)場(chǎng)除氧器乏汽就地放空等問(wèn)題，影響裝置高效運(yùn)行。通過(guò)實(shí)施技術(shù)改造，將兩套裝置能效降低。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)缺陷;單耗;能耗

1 裝置概況

河南能源新鄉(xiāng)化工園區(qū)是河南能源化工集團(tuán)的全資二級(jí)子公司，該園區(qū)擁有年產(chǎn)20萬(wàn)噸甲醇及20萬(wàn)噸乙二醇兩套主生產(chǎn)裝置，項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)單一生產(chǎn)甲醇，甲醇項(xiàng)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(tǒng)導(dǎo)致裝置在能耗方面考慮不夠裝置投產(chǎn)運(yùn)行后問(wèn)題較多，后期經(jīng)過(guò)技術(shù)改造引進(jìn)新技術(shù)將能耗偏高的設(shè)備進(jìn)行技改長(zhǎng)期收益大幅增加。

新鄉(xiāng)化工園區(qū)為兩套主產(chǎn)品生產(chǎn)裝置配套建設(shè)有2臺(tái)750t/d粉煤加壓航天氣化爐、4臺(tái)150t/h循環(huán)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(shù)低溫甲醇洗裝置以及79200Nm3/h變壓吸附制備高純度的CO、H2產(chǎn)品氣裝置等，整套生產(chǎn)系統(tǒng)全部工藝設(shè)計(jì)國(guó)產(chǎn)化、設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到90%以上，屬綜合性現(xiàn)代煤化工企業(yè)。

2 生產(chǎn)運(yùn)行能耗偏高裝置優(yōu)化改造方案

2.1循環(huán)水電機(jī)泵節(jié)能改造

現(xiàn)狀：中新化工二期循環(huán)冷卻水為乙二醇裝置配套，循環(huán)水量：25000-30000m3/h，共有5臺(tái)循環(huán)水泵，兩開(kāi)三備，水泵功率：1～4# 2240kW，5#1250kW，正常2臺(tái)2240KW運(yùn)行，日耗電量為10萬(wàn)KW左右。

改造內(nèi)容：因正常運(yùn)行只需開(kāi)2臺(tái)循環(huán)水泵，考慮到改造費(fèi)用問(wèn)題暫對(duì)2臺(tái)循環(huán)水泵實(shí)施節(jié)能改造。通過(guò)對(duì)二期循環(huán)水系統(tǒng)能源消耗現(xiàn)狀進(jìn)行分析，現(xiàn)有水泵效率僅70%左右，根據(jù)現(xiàn)有高效流體輸送技術(shù)對(duì)二期水泵進(jìn)行改造，同時(shí)進(jìn)行局部管網(wǎng)和水力優(yōu)化，可大幅度降低二期循環(huán)水系統(tǒng)能耗，使系統(tǒng)重新達(dá)到水力平衡，實(shí)現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)高效率運(yùn)行。經(jīng)與技術(shù)廠家溝通采購(gòu)兩套高效運(yùn)行泵，保留原水泵電機(jī)，降低改造費(fèi)用。

改造與2019年5月投入運(yùn)行，在循環(huán)水壓力流量基本保持原運(yùn)行工況的前提下，每天節(jié)能水泵電耗由2240kW降低至1500kW，每小時(shí)電量降低1480kW，日耗電量降低3.55萬(wàn)kW，節(jié)能效果超出預(yù)期效果。

2.2兩套裝置精餾系統(tǒng)節(jié)能改造

現(xiàn)狀：甲醇精餾蒸汽系統(tǒng)用汽設(shè)備使用蒸汽等級(jí)為0.55MPa，用汽量約50t/h。乙二醇裝置各用汽設(shè)備使用蒸汽等級(jí)分別為1.7MPa、1.0MPa和0.5MPa，共計(jì)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(dǎo)致熱電鍋爐崗位運(yùn)行負(fù)荷較高。

改造內(nèi)容：首先對(duì)檢測(cè)資料進(jìn)行系統(tǒng)分析和研究，針對(duì)裝置運(yùn)行使用蒸汽能耗高的原因進(jìn)行分析，結(jié)合該系統(tǒng)管路流體力學(xué)特性設(shè)計(jì)節(jié)能方案。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)管網(wǎng)、蒸汽壓力、流量、熱交換設(shè)備等統(tǒng)籌分析，整改其中存在的不利因素，增加先進(jìn)工藝和設(shè)備，降低系統(tǒng)“無(wú)效能耗”，提高蒸汽使用效率，達(dá)到最佳節(jié)能效果。

最終采用先進(jìn)蒸汽節(jié)能技術(shù)，對(duì)甲醇裝置和乙二醇裝置精餾蒸汽系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，提高蒸汽熱利用率，節(jié)省蒸汽用量，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

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

2.3除氧器乏汽回收綜合利用

現(xiàn)狀：在甲醇裝置和乙二醇裝置日常生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)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(xiàn)象，大量閃蒸汽排空，不僅浪費(fèi)了能源而且對(duì)環(huán)境造成影響，特別是在冬季，“汽霧”現(xiàn)象明顯，這不僅影響周?chē)h(huán)境美觀，而且造成了一定的能源損失及浪費(fèi)。

改造方向：乏汽主要回收方式有三種，一是由抽吸乏汽動(dòng)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(jīng)收能換熱器收能冷卻后再利用;三是乏汽進(jìn)入汽液混合收能除氧裝置后，混合液重新利用，隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能降耗的日益重視，各種乏汽將會(huì)被作為熱源逐步有效利用。

改造優(yōu)勢(shì)：一是改善環(huán)境，避免乏汽現(xiàn)場(chǎng)排放對(duì)周?chē)O(shè)備造成影響;二是節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率，降低生產(chǎn)運(yùn)行成本;三是響應(yīng)國(guó)家政策要求，推動(dòng)企業(yè)科學(xué)用能。

改造內(nèi)容：經(jīng)過(guò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)組討論研究，采用乏汽經(jīng)收能換熱器收能冷卻后再利用方式，一方面運(yùn)行成本較低，另一方面部分改造設(shè)備可利舊節(jié)省開(kāi)支。改造過(guò)程難點(diǎn)在與改造裝置冷卻水來(lái)源問(wèn)題，經(jīng)過(guò)前期資料收集及后期研究探討，各改造點(diǎn)冷卻水來(lái)源確定為以下幾部分：

1、鍋爐除氧器冷渣機(jī)來(lái)脫鹽水可以作為冷卻介質(zhì)（兩臺(tái)爐運(yùn)行時(shí)流量約38t/h），加上4#除氧器位置有冷脫鹽水管線，同時(shí)有機(jī)組55℃的透平冷凝液，可以作為冷卻水進(jìn)行統(tǒng)籌考慮;熱電除氧器平臺(tái)位置充足，能夠安裝乏汽回收設(shè)備;

2、變換除氧器位置用變換現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)，第二蒸汽閃蒸槽、RP9103等的乏汽均采用現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)水冷卻后送合適位置進(jìn)行利用。

改造后效果：

1、完全消滅了原來(lái)在除氧器上的“白龍”，現(xiàn)場(chǎng)不再有二次蒸汽的排放。

2、乏汽回收裝置運(yùn)行過(guò)程中無(wú)震動(dòng)、無(wú)噪音;消除了廠區(qū)熱污染、噪音，凈化廠區(qū)的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，消除安全隱患。

3、乏汽回收為除氧器提供高品質(zhì)補(bǔ)水，從而可以極大降低除氧器的補(bǔ)水量。

4、系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)人值守，免維護(hù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

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(shè)計(jì)存在能耗偏高，設(shè)備選購(gòu)過(guò)程存在采購(gòu)部分能耗偏高設(shè)備，投產(chǎn)運(yùn)行后基本不影響裝置整體穩(wěn)定運(yùn)行，但從長(zhǎng)期運(yùn)行能耗考慮成本居高不下降低產(chǎn)品自身競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。只有更經(jīng)濟(jì)、更節(jié)能、更環(huán)保的裝置才能適應(yīng)國(guó)內(nèi)煤制甲醇和乙二醇生存、發(fā)展的要求，在國(guó)家對(duì)綠色節(jié)能環(huán)保技術(shù)的大力推廣下更是涌現(xiàn)出一大批優(yōu)秀的節(jié)能改造廠家參與各化工裝置的節(jié)能技改項(xiàng)目上來(lái)，作為企業(yè)節(jié)能項(xiàng)目短期投資較高，但從長(zhǎng)期收益率來(lái)看非常可觀，沒(méi)有運(yùn)行不下去的企業(yè)，只有固守不變導(dǎo)致淘汰的企業(yè)。

參考文獻(xiàn)

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