煤制乙二醇技术节能措施简述

O 朱统良 郭海滨 张辉 王纪超（河南能源化工集团新乡永金化工有限公司 河南 453800）

煤制乙二醇技术节能措施简述

O 朱统良 郭海滨 张辉 王纪超
（河南能源化工集团新乡永金化工有限公司 河南 453800）

当前，我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价，实现节能降耗目标面临的形势十分严峻。煤制乙二醇技术作为一项新兴技术，理应走在节能降耗行动的前列，本文重点讲述了煤制乙二醇生产过程中，在工艺上通过流程的优化、设备的合理改进和选择，以及加强保温等措施来提高装置的能量利用率，如原料气的回收利用、蒸汽管网的优化、转机设备的更新等。通过以上节能措施有效降低了生产成本,增加了企业的竞争力。

煤制乙二醇；节能；工艺流程优化

乙二醇是一种重要的有机原料，可以衍生出100多种化工产品和化学品,可用于生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂、特种溶剂以及炸药、涂料、油墨等行业，用途十分广泛。虽然我国乙二醇的产能和产量增长较快，但仍不能满足国内市场日益增长的需求，每年都需大量进口。2015年我国乙二醇的产量约为722万吨，进口量为872万吨，市场潜力巨大。

煤炭作为我国储量最丰富的能源，其替代石油、天然气成为开发利用的热点能源将成为必然的发展趋势。煤制乙二醇技术煤炭开发利用的一项新技术，是我国重点科技攻关项目，符合我国缺油、少气、煤炭资源丰富的资源特点，将有效缓解我国乙二醇产品供需矛盾，对国家的能源需求结构的调整及煤化工产业的发展和壮大产生积极影响，具有重要的科学意义和显著的社会经效益。

新乡永金化工有限公司年产20万吨乙二醇项目，依托新乡中新化工有限责任公司建设，采用的是拥有自主知识产权的“两步间接合成法生产工艺”，利用中新化工35万吨/年甲醇项目提供新鲜水、循环水供应、蒸汽、压缩空气和氮气、一氧化碳、氢气、氧气等生产乙二醇。这个集成创新和消化吸收再创新的项目以煤为原料，工艺技术先进，具有自主知识产权，成本优势明显，节能环保，综合盈利能力强。2012年3月，打通全流程，成功产出合格产品，是河南省首套打通全流程的煤制乙二醇装置。

1.技术简介

煤制乙二醇工艺包括CO偶联制备草酸二甲酯（DMO）和草酸二甲酯加氢反应生成乙二醇（EG）两个方面。

(1)CO催化偶联制备DMO主要涉及两个步骤:第一步为CO在负载型Pa-A12O3催化剂作用下，与亚硝酸甲酯(MN)偶联反应生成DMO和NO，反应式为:

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

第二步为MN的再生反应，第一步生成的NO与产品分离后进入再生反应器与甲醇(ME)和氧气反应生成MN，反应式为:

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

(2)DMO与氢气在催化剂Cu-SiO2的作用下生成乙二醇，反应式为：

（COOCH3)2+ 4H2= (CH2OH)2+ 2CH3OH

2.节能原则

(1)采用节能型工艺技术和工艺设备。

(2)优化工艺过程，按能量品位高低，串联使用，做到一能多用，使能源得到综合利用。

(3)选择节能型传动设备，提高能源利用率。

(4)正确选用传动设备，防止“大马拉小车”现象，减少能源浪费。

(5)采取有效措施，减少能量损失。如有效的隔热保温、保冷以及闭路循环等。

(6)积极贯彻执行国家关于行业节能和工程节能的有关规范和规定。

3.节能措施综述

(1)原料气的回收

充分回收合成反应工段的一氧化碳气体和加氢反应工段的氢气，降低吨乙二醇原料气消耗。在装置开车阶段和系统异常情况期间，不可避免会有一氧化碳、氢气放空去火炬系统燃烧的现象，在高负荷下，放空量将达到40000Nm3/h。增加原料气回收措施有效的减少了资源的浪费，降低了生产成本。同时，羰化合成气路循环设置了尾气排放系统，有效回收了系统中的氮氧化物，将不参与反应的CO2、CH4排出系统，有利于气体组分的调整（如图1）。加氢气路循环设置变压吸附装置（简称PSA），将草酸酯加氢过程中副反应产生的CO、CO2等排出系统，保证循环H2纯度，减少H2放空量（如图2）。

图1 合成反应工段气路简图

图2 加氢反应工段气路简图

(2)反应热的回收

充分利用工艺反应过程产生的热量，将副产0．2MPa蒸汽和0．5MPa蒸汽并入相应压力等级蒸汽管网，用于工艺过程的加热或预热。由于羰化合成反应及草酸酯加氢反应均属于放热反应，在反应过程中所释放的热量将反应器夹套水加热，产生0．2MPa蒸汽和0．5MPa蒸汽，经过汽包并入0．2MPa蒸汽和0．5MPa蒸汽管网。此外，羰化反应器出口气还为热水冷却系统提供热源，加氢反应器出口气为加氢反应器入口气提供热源。

(3)蒸汽管网的优化

合理安排全厂蒸汽平衡和蒸汽管网等级，充分利用各等级蒸汽间的压力能，同时对全厂各系统用蒸汽加以优化。利用8．8MPa汽轮机装置产生的背压蒸汽（1．7MPa），经减温器后并入1．7MPa蒸汽管网，1．7MPa蒸汽管网与1．0MPa蒸汽管网间增加减温减压器，1．7MPa蒸汽管网与0．5MPa蒸汽管网间增加减温减压器，0．5MPa蒸汽管网与0．2MPa蒸汽管网间增加减温减压器，按能量品位高低，串联使用，做到一能多用，使能源得到综合利用，实现了蒸汽的零排放。同时增加蒸汽管网的操作弹性，使各等级蒸汽管网压力更加稳定易控，使得公司蒸汽管网的运行更加合理、高效。

(4)蒸汽冷凝液的回收利用

凝液系统综合利用，以提高工艺余热的利用效率。加氢系统预热器E305A/B4．2MPa蒸汽经换热后产生的1．7MPa蒸汽凝液通过汽水分离器R9303(闪蒸罐)产生0．5MPa蒸汽和0．38MPa蒸汽凝液，加氢系统预热器E307A/B 1．7MPa蒸汽经换热后产生的1．0MPa蒸汽凝液通过汽水分离器R9304(闪蒸罐)产生0．5MPa蒸汽和0．38MPa蒸汽凝液，所产生的0．5MPa蒸汽并入0．5MPa蒸汽管网，0．38MPa蒸汽凝液送至界外用作锅炉给水。同时，对各个换热平台加热器蒸汽导淋等管线，凝液现场排放进行回收改造,通过增加凝液回收管线，凝液回收罐、凝液回收泵等构成一套简易的凝液回收系统，对原经过疏水阀后就地排放的凝液回收，送至界外作为锅炉补水使用,减少凝液就地排放，“跑冒滴漏”现象明显减少。

(5)转机设备的更新与优化

机泵选用高效机泵，提高设备效率。采用先进的自动控制系统，使得各系统在优化条件下操作，提高全厂的用能水平。加强设备及管道隔热和保温等措施，对所有高温设备及管线均选用优质保温材料，减少散热，提高装置及系统的热回收率。此外，在电气节能方面，选用低损耗节能型变压器，电动机选用节能电动机，回路控制设备采用节能型元件，对负荷变动大的风机、泵均采用变频装置。

4.经济效益评估

(1)原料气的节约效益

回收节约原料气CO量

120×24×300=86．4万Nm3/a

回收节约原料气H2量

240×24×300=172．8万Nm3/a

原料气按1．5元/Nm3计算，则全年节约费用为

259．2×1．5=388．8万元

(2)蒸汽的节约效益

节约0．5MPa蒸汽量

14．5×24×300=10．4万t/a

原料气按1．5元/t计算，则全年节约费用为

10．4×150=1560万元

(3)水的节约效益

节约回收水量（按脱盐水计）

3×24×300=2．16万t/a

脱盐水按8元/t计算，则全年节约费用为

2．16×8=17．2万元

(4)节约电费及维修费用

节约电费及维修费用约为350万元

结论

通过以上节能措施，降低了企业的物耗、能耗和产品成本，减少污染，实现公司经营利润最大化，使企业成为真正意义的“能源节约型企业”。实现了煤炭资源综合利用，节约能源，坚持循环经济，坚持可持续发展，对煤制乙二醇技术的推广应用具有深远意义。

[1]刘雨虹.我国煤制乙二醇现状及面临的问题[J].化学工业,2011,29 (1):13-14．

[2]孙兰涛.化工厂节能研究[J].中国氯碱,2014,(12):41-43．

[3]王喻飞.化工厂蒸汽及凝液系统的优化改造[D].西安:西安石油大学，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

朱统良（1987～），男，河南能源化工集团新乡永金化工有限公司，研究方向：从事煤制乙二醇技术工作。