申曌

摘  要：河南能源化工集团新乡中新化工有限责任公司煤制甲醇、乙二醇项目，项目原设计为200 kt/a煤制甲醇，后期在原设计基础上增加200 kt/a煤制乙二醇装置，项目与2011年9月试车投产，运行至今装置暴露出因前期设计缺陷及后期运行能耗高等未诸多问题，主要包括精馏系统蒸汽使单耗高、循环水电机泵功耗高、现场除氧器乏汽就地放空等问题，影响装置高效运行。通过实施技术改造，将两套装置能效降低。

关键词：设计缺陷;单耗;能耗

1 装置概况

河南能源新乡化工园区是河南能源化工集团的全资二级子公司，该园区拥有年产20万吨甲醇及20万吨乙二醇两套主生产装置，项目前期设计单一生产甲醇，甲醇项目土建期间增加乙二醇装置，由于乙二醇装置公用工程依托为甲醇系统导致装置在能耗方面考虑不够装置投产运行后问题较多，后期经过技术改造引进新技术将能耗偏高的设备进行技改长期收益大幅增加。

新乡化工园区为两套主产品生产装置配套建设有2台750t/d粉煤加压航天气化炉、4台150t/h循环流化床锅炉、40000Nm3/h空分装置、低水气比变换装置、大连理工技术低温甲醇洗装置以及79200Nm3/h变压吸附制备高纯度的CO、H2产品气装置等，整套生产系统全部工艺设计国产化、设备国产化率达到90%以上，属综合性现代煤化工企业。

2 生产运行能耗偏高装置优化改造方案

2.1循环水电机泵节能改造

现状：中新化工二期循环冷却水为乙二醇装置配套，循环水量：25000-30000m3/h，共有5台循环水泵，两开三备，水泵功率：1～4# 2240kW，5#1250kW，正常2台2240KW运行，日耗电量为10万KW左右。

改造内容：因正常运行只需开2台循环水泵，考虑到改造费用问题暂对2台循环水泵实施节能改造。通过对二期循环水系统能源消耗现状进行分析，现有水泵效率仅70%左右，根据现有高效流体输送技术对二期水泵进行改造，同时进行局部管网和水力优化，可大幅度降低二期循环水系统能耗，使系统重新达到水力平衡，实现循环水系统高效率运行。经与技术厂家沟通采购两套高效运行泵，保留原水泵电机，降低改造费用。

改造与2019年5月投入运行，在循环水压力流量基本保持原运行工况的前提下，每天节能水泵电耗由2240kW降低至1500kW，每小时电量降低1480kW，日耗电量降低3.55万kW，节能效果超出预期效果。

2.2两套装置精馏系统节能改造

现状：甲醇精馏蒸汽系统用汽设备使用蒸汽等级为0.55MPa，用汽量约50t/h。乙二醇装置各用汽设备使用蒸汽等级分别为1.7MPa、1.0MPa和0.5MPa，共计用汽量约100t/h。两套装置日用蒸汽量约3600吨左右。蒸汽消耗量较大，间接导致热电锅炉岗位运行负荷较高。

改造内容：首先对检测资料进行系统分析和研究，针对装置运行使用蒸汽能耗高的原因进行分析，结合该系统管路流体力学特性设计节能方案。通过对系统管网、蒸汽压力、流量、热交换设备等统筹分析，整改其中存在的不利因素，增加先進工艺和设备，降低系统“无效能耗”，提高蒸汽使用效率，达到最佳节能效果。

最终采用先进蒸汽节能技术，对甲醇装置和乙二醇装置精馏蒸汽系统进行节能改造，提高蒸汽热利用率，节省蒸汽用量，从而达到节能减排的目的。

改造与2019年8月试投用后乙二醇精馏系统蒸汽综合节汽率基本保持在10%左右，甲醇精馏系统改造后蒸汽综合节汽率基本保持在4%左右，日综合节汽量在280吨左右。

2.3除氧器乏汽回收综合利用

现状：在甲醇装置和乙二醇装置日常生产运行过程中，锅炉除氧器、变换除氧器、二闪冷凝液槽、RP9103冷凝液罐等由于工艺原因均有不同程度的乏汽外排现象，大量闪蒸汽排空，不仅浪费了能源而且对环境造成影响，特别是在冬季，“汽雾”现象明显，这不仅影响周围环境美观，而且造成了一定的能源损失及浪费。

改造方向：乏汽主要回收方式有三种，一是由抽吸乏汽动力头、气液分离罐、排水装置及排气装置组成的乏汽回收装置;二是乏汽经收能换热器收能冷却后再利用;三是乏汽进入汽液混合收能除氧装置后，混合液重新利用，随着国家对节能降耗的日益重视，各种乏汽将会被作为热源逐步有效利用。

改造优势：一是改善环境，避免乏汽现场排放对周围设备造成影响;二是节能降耗，提高经济运行效率，降低生产运行成本;三是响应国家政策要求，推动企业科学用能。

改造内容：经过技术专业组讨论研究，采用乏汽经收能换热器收能冷却后再利用方式，一方面运行成本较低，另一方面部分改造设备可利旧节省开支。改造过程难点在与改造装置冷却水来源问题，经过前期资料收集及后期研究探讨，各改造点冷却水来源确定为以下几部分：

1、锅炉除氧器冷渣机来脱盐水可以作为冷却介质（两台炉运行时流量约38t/h），加上4#除氧器位置有冷脱盐水管线，同时有机组55℃的透平冷凝液，可以作为冷却水进行统筹考虑;热电除氧器平台位置充足，能够安装乏汽回收设备;

2、变换除氧器位置用变换现场循环水作为冷却介质，第二蒸汽闪蒸槽、RP9103等的乏汽均采用现场循环水冷却后送合适位置进行利用。

改造后效果：

1、完全消灭了原来在除氧器上的“白龙”，现场不再有二次蒸汽的排放。

2、乏汽回收装置运行过程中无震动、无噪音;消除了厂区热污染、噪音，净化厂区的环境，实现清洁生产，消除安全隐患。

3、乏汽回收为除氧器提供高品质补水，从而可以极大降低除氧器的补水量。

4、系统自动运行，无人值守，免维护。

3 结束语

随着近几年甲醇装置和乙二醇装置不断上马，装置在前期设计存在能耗偏高，设备选购过程存在采购部分能耗偏高设备，投产运行后基本不影响装置整体稳定运行，但从长期运行能耗考虑成本居高不下降低产品自身竞争优势。只有更经济、更节能、更环保的装置才能适应国内煤制甲醇和乙二醇生存、发展的要求，在国家对绿色节能环保技术的大力推广下更是涌现出一大批优秀的节能改造厂家参与各化工装置的节能技改项目上来，作为企业节能项目短期投资较高，但从长期收益率来看非常可观，没有运行不下去的企业，只有固守不变导致淘汰的企业。

参考文献

[1] 李建峰.煤制乙二醇项目变压吸附装置综合改造总结[J].中氮肥，2019（03）：72-75.

[2] 张爱民，赵韵.煤制乙二醇变压吸附CO产品气产量提升的探索与实践[J].化工管理，2018（33）：216-217.