國(guó)能榆林化工乙二醇裝置節(jié)能降碳改造升級(jí)
節(jié)能降碳改造案例之一
國(guó)家能源集團(tuán)榆林化工乙二醇裝置于2018年7月開工建設(shè),到2021年11月順利產(chǎn)出合格乙二醇產(chǎn)品。該裝置采用國(guó)家能源集團(tuán)自主技術(shù),由化工工程自主設(shè)計(jì)、自主建設(shè),且裝備全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,其中核心裝置10萬(wàn)噸/年羰化反應(yīng)器為國(guó)內(nèi)在運(yùn)最大乙二醇羰化反應(yīng)器。與傳統(tǒng)煤制乙二醇項(xiàng)目相比,榆林化工充分發(fā)揮規(guī)模化投資、集約化布局優(yōu)勢(shì),依托已建成投產(chǎn)的180萬(wàn)噸/年煤制甲醇項(xiàng)目富余的合成氣及公用工程實(shí)現(xiàn)聯(lián)產(chǎn),并將乙二醇裝置排放的尾氣作為煤制甲醇項(xiàng)目的原料進(jìn)行回收利用,實(shí)現(xiàn)煤炭循環(huán)清潔利用,經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保效應(yīng)顯著提升。與同規(guī)模煤制乙二醇裝置相比,投資降低約30%,產(chǎn)品完全成本降低了約20%。乙二醇裝置的順利投產(chǎn),為下一步轉(zhuǎn)產(chǎn)聚乙醇酸可降解塑料奠定了基礎(chǔ),對(duì)促進(jìn)國(guó)家煤化工產(chǎn)業(yè)向“高端化、多元化、低碳化”轉(zhuǎn)型發(fā)展有著重要示范意義。
榆林化工乙二醇裝置節(jié)能降碳改造升級(jí)主要措施:
一是羰化反應(yīng)器副產(chǎn)低品味蒸汽應(yīng)用。乙二醇裝置酯化羰化單元,羰化反應(yīng)器汽包副產(chǎn)蒸汽壓力等級(jí)為0.076MpA,壓力較低,常規(guī)設(shè)計(jì)采用循環(huán)水或者空氣冷卻,能耗高、水耗大。該公司采取將羰化副產(chǎn)的低品位蒸汽在單元內(nèi)部作為加熱蒸汽使用,提升了節(jié)能降耗水平。甲醇回收塔用于回收酯化單元含酸廢水中的甲醇,塔底再沸器需要的加熱蒸汽溫度較低,為了充分利用羰化反應(yīng)器汽包副產(chǎn)蒸汽,優(yōu)化甲醇回收塔操作條件,將原89.6KPaA(常壓)/120℃(塔釜溫度)的設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化為50KPaA/83℃(塔釜溫度),同時(shí)將板式塔變更為孔板波紋規(guī)整填料,提高了精餾塔的操作彈性,低低壓蒸汽(0.46Mpa)使用量降低約30噸/小時(shí)。
二是工藝流程優(yōu)化改造。經(jīng)技術(shù)人員調(diào)查分析,認(rèn)為其他運(yùn)行裝置催化劑存在結(jié)焦、壓差等問題,影響裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行。將吸收甲醇回收塔的操作壓力由89.6KPaA(常壓)降低至60KPaA,提高草酸酯的純度,提出通過提高草酸二甲酯的純度減緩加氫催化劑結(jié)焦速率(具體數(shù)據(jù)需在催化劑全生命周期統(tǒng)計(jì))。
三是合理利用加氫汽包副產(chǎn)蒸汽。工藝包設(shè)計(jì)中,加氫反應(yīng)器汽包副產(chǎn)的蒸汽等級(jí)為1.1M Pa;但在實(shí)際催化劑運(yùn)行前期,活性較高,催化劑床層溫度控制較低(190℃),此工況下副產(chǎn)的蒸汽壓力為1.0MPa左右,無(wú)法并入1.1MPa蒸汽管網(wǎng)。如果采用短時(shí)間內(nèi)提升催化劑床層溫度,提高副產(chǎn)蒸汽壓力并入1.1MPa蒸汽管網(wǎng),將降低催化劑使用壽命。故選擇降低1.1MPa蒸汽局部管網(wǎng)壓力,將加氫汽包副產(chǎn)蒸汽直接供給吸收甲醇回收塔再沸器使用。
下一步將深入挖掘乙二醇裝置節(jié)能降低耗潛力,2022年力爭(zhēng)將噸乙二醇能耗較2021年降低3%;將裝置平均負(fù)荷提升5個(gè)百分點(diǎn)。
(楊曉宇)