国能榆林化工乙二醇装置节能降碳改造升级
节能降碳改造案例之一
国家能源集团榆林化工乙二醇装置于2018年7月开工建设,到2021年11月顺利产出合格乙二醇产品。该装置采用国家能源集团自主技术,由化工工程自主设计、自主建设,且装备全部实现国产化,其中核心装置10万吨/年羰化反应器为国内在运最大乙二醇羰化反应器。与传统煤制乙二醇项目相比,榆林化工充分发挥规模化投资、集约化布局优势,依托已建成投产的180万吨/年煤制甲醇项目富余的合成气及公用工程实现联产,并将乙二醇装置排放的尾气作为煤制甲醇项目的原料进行回收利用,实现煤炭循环清洁利用,经济效益及环保效应显著提升。与同规模煤制乙二醇装置相比,投资降低约30%,产品完全成本降低了约20%。乙二醇装置的顺利投产,为下一步转产聚乙醇酸可降解塑料奠定了基础,对促进国家煤化工产业向“高端化、多元化、低碳化”转型发展有着重要示范意义。
榆林化工乙二醇装置节能降碳改造升级主要措施:
一是羰化反应器副产低品味蒸汽应用。乙二醇装置酯化羰化单元,羰化反应器汽包副产蒸汽压力等级为0.076MpA,压力较低,常规设计采用循环水或者空气冷却,能耗高、水耗大。该公司采取将羰化副产的低品位蒸汽在单元内部作为加热蒸汽使用,提升了节能降耗水平。甲醇回收塔用于回收酯化单元含酸废水中的甲醇,塔底再沸器需要的加热蒸汽温度较低,为了充分利用羰化反应器汽包副产蒸汽,优化甲醇回收塔操作条件,将原89.6KPaA(常压)/120℃(塔釜温度)的设计参数优化为50KPaA/83℃(塔釜温度),同时将板式塔变更为孔板波纹规整填料,提高了精馏塔的操作弹性,低低压蒸汽(0.46Mpa)使用量降低约30吨/小时。
二是工艺流程优化改造。经技术人员调查分析,认为其他运行装置催化剂存在结焦、压差等问题,影响装置长周期运行。将吸收甲醇回收塔的操作压力由89.6KPaA(常压)降低至60KPaA,提高草酸酯的纯度,提出通过提高草酸二甲酯的纯度减缓加氢催化剂结焦速率(具体数据需在催化剂全生命周期统计)。
三是合理利用加氢汽包副产蒸汽。工艺包设计中,加氢反应器汽包副产的蒸汽等级为1.1M Pa;但在实际催化剂运行前期,活性较高,催化剂床层温度控制较低(190℃),此工况下副产的蒸汽压力为1.0MPa左右,无法并入1.1MPa蒸汽管网。如果采用短时间内提升催化剂床层温度,提高副产蒸汽压力并入1.1MPa蒸汽管网,将降低催化剂使用寿命。故选择降低1.1MPa蒸汽局部管网压力,将加氢汽包副产蒸汽直接供给吸收甲醇回收塔再沸器使用。
下一步将深入挖掘乙二醇装置节能降低耗潜力,2022年力争将吨乙二醇能耗较2021年降低3%;将装置平均负荷提升5个百分点。
(杨晓宇)