田强
黔希煤化工投资有限责任公司 贵州 551500
摘要：介绍了煤制乙二醇生产装置的工艺流程，以某煤制乙二醇装置为例，重点介绍了该装置的节能措施，如合理选择生产工艺、优化工艺设计、科学利用蒸汽凝液、加快新技术应用等，通过节能措施的实施，在资源的综合利用和循环利用方面有所改进，收到了较好的经济效益和社会效益。
关键词：煤制乙二醇，优化设计，蒸汽利用，硝酸还原系统
当前，国内乙二醇市场缺口很大，进口依存度依然较高，国内煤制乙二醇装置的建设如火如荼，可以说煤制乙二醇已进入快速发展阶段。因此，作为“十二五”期间现代煤化工五大示范工程之一的煤制乙二醇技术，如何更好地优化节能措施，不仅是各企业自身发展的需要，更是国内煤化工实现科学发展、永续发展、走新型工业化的必由之路。以下就以某煤制乙二醇装置为例，对其节能措施进行探讨。
1 煤制乙二醇工艺流程简介
乙二醇生产装置接收的一氧化碳气体，经过脱氢处理后，与循环气中的亚硝酸甲酯反应生成草酸酯，草酸酯与界外送来的氢气反应，生成粗乙二醇，然后经过脱醇、脱酯、精制等精馏工艺，最终得到聚酯级乙二醇。循环气中的一氧化氮和氧气以及甲醇经过酯化反应，生成亚硝酸甲酯，为羰化反应提供所需的有效气体。主要反应如下：
2 生产过程节能措施的探讨
2.1 因地制宜，合理选择生产工艺
当前，国家大力倡导区域节能减排设计。如何使同一区域的化工企业之间的能量和物质相互转移及利用，形成一个优化组合设计的产品网，得到多种具有高附加值的化工产品、工业气体，充分利用工艺过程的热能，达到能源的最大利用率、规模经济效益的最大化，是一项值得探索的课题。
某煤制乙二醇生产装置嫁接在原甲醇装置上，合成气及蒸汽、循环水等公用工程物料全部来自上游甲醇装置，废水、废气等再返回甲醇装置处理，不仅为煤制乙二醇生产装置节省了巨大的投资，也为合理利用现有能源找到了出路，走出了一条转化甲醇过剩产能、合理利用现有资源的成功之路。
2.2 优化设计，从源头抓好节能
2.2.1 回收氢气弛放气
该装置中加氢回路因发生副反应而产生二氧化碳等杂质气体。为了既保证循环回路氢气的纯度、将这些杂质气体排出系统，又避免将含氢气量较高的气体放空，设计时设置变压吸附装置，采用变压吸附技术，从加氢循环气中提取氢气，利用吸附剂对不同吸附质的选择和吸附能力随压力变化而呈现差异的特性，实现气体混合物的分离，既保证循环氢气的纯度，满足生产需要，又减少氢气放空量，避免了浪费。
2.2.2 回收反应热
该装置中草酸酯合成反应及乙二醇合成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中的夹套水加热，产生0.2MPa蒸汽和0.5MPa蒸汽。设计时，充分利用工艺反应过程产生的热量，将副产的0.2MPa蒸汽和0.5MPa蒸汽并入相应压力等级的蒸汽管网，用于工艺过程的加热或预热，节约了能量。
2.2.3 回收氮氧化物
该装置中的氮氧化物是反应中重要的有效物质之一。设计之初设置有尾气吸收系统，利用各组分气体在甲醇中溶解度不同的性质，将其中的一氧化氮转化成易溶于甲醇的亚硝酸甲酯，并通过喷淋甲醇，将其吸收送回合成系统中，而难溶于甲醇的惰性气相组分如氮气、甲烷、二氧化碳等外送至火炬燃烧，最终控制合成系统中惰性组分的含量，保持各组分的平衡。尾气吸收系统既通过回收该系统亟需的氮氧化物，维持了合成气相组分的动态平衡，节约了资源，又避免了污染环境。
2.3 科学利用蒸汽凝液
该装置后续进行的技术改造，使得蒸汽凝液实际总量大于原始设计量，造成凝液外排不畅，不利于系统的安全稳定运行。另外，由于各等级蒸汽用户的冷凝液品质存在差异，当温度较高的凝液并入凝液管网时，极易出现水击现象，给系统的安全运行带来隐患。
为解决上述问题，消除隐患，在该装置凝液外送总管出口处，增加一闪蒸罐，将高品质冷凝液引入罐内进行闪蒸，闪蒸出的蒸汽并入相应管网回收利用，凝液作为除氧水返回至除氧槽，供前系统汽包上水使用，多余的部分凝液提压外送。如此，不仅使各用户冷凝液排放顺畅，而且节约了除氧水的用量，还降低了蒸汽的消耗。
2.4 加快新技术的应用
该装置采用的生产技术，在理论上，一氧化氮可在系统中循环使用，无需额外补充。但实际在正常生产中，由于系统中副反应的发生，不得不通过亚硝酸钠与甲醇和硝酸反应来补充损失的亚硝酸甲酯，以维持生产正常运行，浪费人力物力财力。
通过技术攻关，新增一套硝酸还原系统，用催化转化的方法，直接将副产物重新转化成亚硝酸甲酯，大大减少了通过亚硝酸钠与甲醇和硝酸反应来补充亚硝酸甲酯的量，既降低了亚硝酸钠等原材料成本，又基本消除了副反应物稀硝酸对相应设备的腐蚀，还大大降低了治理废水的费用，为煤制乙二醇项目实现满负荷生产提供必要的条件。
2.5 结合实际工况，通过后续技改进一步实现能量利用最优化
2.5.1 回收原料气
该装置在开、停车期间和工况异常时，不可避免地会有原料气放空去火炬系统燃烧的现象，造成能源的浪费。根据本单位的实际情况，在原放空去火炬系统的管线上进行改造，将原需放空的原料气输送到上游甲醇装置相应工段进行提纯分离，回收利用，实现原料气零排放，既避免了资源浪费，又降低了生产成本。
2.5.2 蒸汽管网梯级利用
由于后期的技术改造较多，加上工艺参数的调整，致使中、低压蒸汽经常因过剩而放空。该装置经过改造，合理安排全厂蒸汽用能，充分利用各等级蒸汽间的压力能，同时对全厂各系统蒸汽用量加以优化。具体改造为：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的蒸汽管网，1.7MPa的蒸汽管网与1.0MPa的蒸汽管网间增加减温减压器，1.7MPa的蒸汽管网与0.5MPa的蒸汽管网间增加减温减压器，0.5MPa的蒸汽管网与0.2MPa的蒸汽管网间增加减温减压器，按照能量品位的高低，串联使用，做到了一能多用，既使能源得到综合利用，实现了蒸汽的零排放，同时又增加了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、蒸汽管网的运行更加合理、高效。
2.6 加强管理
一是严格控制产品质量是装置生产运营的最终目标，若产品质量指标不合要求，一切的节能措施都将毫无意义。二是提高装置的运行负荷生产负荷越高，装置的各生产物料的单耗越低，对应的耗能量就越低，生产成本就越低。三是保持装置负荷率平稳。这就要求日常巡检中认真、及时排除隐患，将各种管理体系落实到位，保证装置负荷率平稳，做好上下游装置间的物料平衡，尽量减少非计划开停车次数，降低人为造成的能量浪费。四是加强培训，提高节能意识。在日常操作中，强化操作人员的技能水平、提高节能意识，优化各单元操作、保证设备长周期满负荷运行、加强装置电气节能关键技术及应用等，避免造成能源的浪费。
结语
当前,国内乙二醇市场缺口很大,进口依存度依然较高,国内煤制乙二醇装置的建设如火如荼,可以说煤制乙二醇已进入快速发展阶段.因此,作为"十二五"期间现代煤化工五大示范工程之一的煤制乙二醇技术,如何更好地优化节能措施,不仅是各企业自身发展的需要,更是国内煤化工实现科学发展,永续发展,走新型工业化的必由之路.总之，在化工生产中探索节能的道路永无止境。随着生产装置的优化和稳定运行，对装置节能降耗技术的研究深度、广度也将逐步扩大。通过对目前某乙二醇装置的节能技术的研究可以发现，该装置在降低能耗方面还有很大的改进空间。或优化设计、或加强管理、或采取技术改造，只要潜心研究，终有可节能之处。节能就意味降耗，降耗就意味着增效。增效是企业经营的目的，只有增效，企业才会有更美好的明天。
参考文献：
[1]朱统良，郭海滨，张辉，等.煤制乙二醇技术节能措施简述[J].当代化工研究，2016（8）：20-21.
[2]张向凯，曹洪刚.煤制乙二醇装置羰化合成气相组分优化探讨[J].化肥设计，2016，54（1）：45-47.