摘 ?要：河南能源化工集團新鄉(xiāng)中新化工有限責任公司煤制甲醇、乙二醇項目，項目原設計為200 kt/a煤制甲醇，后期在原設計基礎上增加200 kt/a煤制乙二醇裝置，因前期設計未考慮到乙二醇項目，兩套裝置在聯(lián)合生產(chǎn)過程中存在諸多問題，主要包括公用工程蒸汽、氧氣、氮氣和煤氣調(diào)配等方面優(yōu)化磨合，通過實施技術(shù)改造，將兩套裝置產(chǎn)能和效能達到最優(yōu)運行狀態(tài)。

關鍵詞：高負荷;瓶頸;收率;能耗

1 裝置概況

河南能源新鄉(xiāng)化工園區(qū)是河南能源化工集團的全資二級子公司，該園區(qū)擁有年產(chǎn)20萬噸甲醇及20萬噸乙二醇兩套主生產(chǎn)裝置，其中甲醇裝置于2011年9月投產(chǎn)、乙二醇裝置于2012年3月投產(chǎn)。乙二醇裝置為河南能源的首套投入生產(chǎn)運行的項目，為集團其他四套乙二醇項目的開車運行有很大的示范作用，同時作為河南能源化工產(chǎn)業(yè)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重點項目，一時間備受業(yè)界關注。

新鄉(xiāng)化工園區(qū)為兩套主產(chǎn)品生產(chǎn)裝置配套建設有2臺750t/d粉煤加壓航天氣化爐、4臺150t/h循環(huán)流化床鍋爐、40000Nm3/h空分裝置、低水氣比變換裝置、大連理工技術(shù)低溫甲醇洗裝置以及79200Nm3/h變壓吸附制備高純度的CO、H2產(chǎn)品氣裝置等，整套生產(chǎn)系統(tǒng)全部工藝設計國產(chǎn)化、設備國產(chǎn)化率達到90%以上，屬綜合性現(xiàn)代煤化工企業(yè)。

2 生產(chǎn)運行瓶頸和優(yōu)化方案

兩臺航天粉煤加壓氣化爐為該技術(shù)的工業(yè)化生產(chǎn)首套推廣裝置，設計單臺投氧量15500Nm3/h，出系統(tǒng)干基氣量只有95000Nm3/h左右，后系統(tǒng)產(chǎn)能利用率不高。此情況，氣化爐的負荷提升就顯得尤為迫切。匹配到相關的氧量、氮氣量等物料也需相應優(yōu)化提升，最終最大限度的釋放裝置產(chǎn)能，實現(xiàn)效益最大化。

2.1氣化爐的負荷提升

現(xiàn)狀：氣化雙爐達到110%高負荷穩(wěn)定運行，單爐干基煤氣量最高達到65000Nm3/h，最低62000Nm3/h，出氣化干基氣量總和在125000Nm3/h以上，比設計值增加20%。本系統(tǒng)兩臺氣化爐運行配備一套渣水處理系統(tǒng)，在高負荷運行下水質(zhì)問題一直困擾長周期運行，在2018年之前氣化雙爐A級運行最高不超過70天，運行到60天以后氣化爐下降管與上升管之間積灰嚴重，氣化爐激冷室液位偏低，渣口壓差最高到達200KPa，出口溫度最高達220℃以上（正常運行210℃以內(nèi)）。

目標：最終目標實現(xiàn)氣化雙爐負荷提升至113%，干基總量提升至130000Nm3/h，長周期穩(wěn)定運行。

存在問題：配套渣水系統(tǒng)處理能力偏低，水質(zhì)指標不合格，導致氣化爐不能實現(xiàn)長周期、高負荷運行。

解決辦法：2018年開始針對灰水硬度偏高增設了一套灰水除硬裝置，投運后灰水硬度由2000mg/l以上降低至500mg/l以內(nèi)，達到預期效果，另一方面嚴格水質(zhì)管控，針對絮凝劑和分散劑的添加量制定完善的管理制度，降低了加藥成本，改善了水質(zhì)。

穩(wěn)定煤質(zhì)，因前期煤炭采購困難，2018年上半年以前氣化爐入爐煤種最少需要3種煤種進行摻配，常用煤種更是達到15種之多，經(jīng)常兩三天更換一次煤種，煤質(zhì)變化非常不利于氣化爐工況穩(wěn)定運行，渣口壓差最高上漲到200kpa以上，通過長期合同穩(wěn)定煤炭采購，目前基本上保存兩個煤礦為主力煤種，煤質(zhì)的穩(wěn)定大大降低了爐況的波動。

經(jīng)過各方面的努力在2019年2月裝置開車后氣化雙爐110%高負荷A級運行達到103天。（氣化爐況停車前工況非常穩(wěn)定，因后系統(tǒng)問題被迫短停檢修）

2.2氮氣的負荷提升瓶頸及改造方案

瓶頸：目前空分中壓氮氣流量達到17500Nm3/h以上，原設計在12000Nm3/h，實際使用量已經(jīng)遠超設計值，由于中壓氮氣產(chǎn)出量遠超設計值導致低壓板式換熱器溫差增大超出設計值4℃，長期運行有可能導致低板因溫差產(chǎn)生應力導致板換泄漏。

改造方案：新增一臺低壓氮氣壓縮機，計劃從空分上塔頂部低低壓氮氣管線（50KPA）抽出一股氮氣8000Nm3/h左右，經(jīng)過氮壓機加壓至0.8MPa并入0.44MPa、0.7MPa管網(wǎng)降低中壓氮氣采出量。（低低氮總量在20000Nm3/h左右，正常送水冷塔，抽出量不影響水冷塔減溫）

2.3氧氣負荷優(yōu)化提升

現(xiàn)狀：因氣化負荷提升和乙二醇用氧影響，氧量需要維持在39500Nm3/h以上，空分裝置設計氧負荷為40000Nm3/h，目前已經(jīng)基本達到滿負荷運行。

目標：氣化氧負荷提升至17500Nm3/h、乙二醇氧量提升至5000Nm3/h。空分至少需要達到40000Nm3/h氧氣外送才能滿足兩套裝置高負荷生產(chǎn)需要?？紤]到管網(wǎng)消耗和氧負荷變化需要提供41000Nm3/h外送氧氣才能確保裝置穩(wěn)定生產(chǎn)。

存在問題：增壓機負荷提升后機組主推溫度和軸承位移逐步增大，負荷提升困難，難以滿足41000Nm3/h氧氣需要。

解決措施：

1、更換增壓機軸瓦及干氣密封。

2、增加一臺低壓氧泵（因乙二醇使用氧氣壓力為0.5MPa）從液氧儲罐直接加壓后供給乙二醇使用，大大降低了空分裝置的運行難度，使兩種產(chǎn)品的產(chǎn)能達到最大。

2.4氨冰機負荷再平衡

現(xiàn)狀：因裝置改造后系統(tǒng)擴能等原因，導致冰機負荷能力不足，設計最大制冷量為4400KW，實際運行時在夏季最高冷量需求約為4700KW，制約了裝置在高溫天氣下的運行負荷，為此需要對系統(tǒng)的冷量進行再平衡。

解決措施：首先，定期對機組水冷器進行徹底物理清洗，保證最佳運行效果;其次，對低溫甲醇洗裝置的四臺氨冷器冷量重新調(diào)配，優(yōu)先保證吸收塔主洗段和硫化氫吸收段的兩臺氨冷器的冷量需求，適當降低甲醇中壓閃蒸段的氨冷器負荷，在不增加冷量需求的基礎上進行冷量優(yōu)化，使吸收塔進塔甲醇溫度下降近1.5℃。

空分裝置預冷系統(tǒng)使用氨冰機來4℃液氨提供冷量，將脫鹽水多介質(zhì)產(chǎn)水由22℃降低至7℃，裝置生產(chǎn)進入夏季后系統(tǒng)冷量不足一直困擾負荷提升，增加溴化鋰制冷機組后將氨冷器停用，氨冰機負荷明顯降低，且溴化鋰能滿足空分降溫需要。

3 結(jié)束語

隨著近幾年乙二醇工藝的不斷升級改造，更趨于適應工業(yè)化生產(chǎn)需要，但煤制乙二醇裝置的大量上馬，成本優(yōu)勢更加凸顯出來，只有更經(jīng)濟、更節(jié)能、更環(huán)保的裝置才能適應國內(nèi)煤制乙二醇生存、發(fā)展的要求，新鄉(xiāng)中新化工有限責任公司200 kt/a煤制甲醇、乙二醇裝置經(jīng)歷八年左右的時間沉淀，從系統(tǒng)穩(wěn)定性和節(jié)能優(yōu)化改造上敢于嘗試，通過不斷探索和努力，兩套系統(tǒng)更加安全、高效運行，提高了裝置整體競爭力。

參考文獻

[1] ?李建峰.煤制乙二醇項目變壓吸附裝置綜合改造總結(jié)[J].中氮肥，2019（03）：72-75.

[2] ?張愛民，趙韻.煤制乙二醇變壓吸附CO產(chǎn)品氣產(chǎn)量提升的探索與實踐[J].化工管理，2018（33）：216-217.

作者簡介：申曌，河南信陽，助理工程師，畢業(yè)于河南工業(yè)大學應用化工工藝專業(yè)，現(xiàn)任新鄉(xiāng)中新化工有限責任公司甲醇分廠工藝副廠長，長期從事化工生產(chǎn)工作。