煤制乙二醇装置长周期运行分析与总结

第 １期 ２０１９年 １月
中 氮 肥 ＭＳｉｚｅｄＮｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＰｒｏｇｒｅｓｓ
Ｎｏ１ Ｊａｎ．２０１９
煤制乙二醇装置长周期运行分析与总结
陈 帅
（河南能源化工集团安阳永金化工有限公司，河南 安阳 ４５５１３３）
［摘 要］近年来煤制乙二醇产业发展迅猛，随着各技术流派煤制乙二醇装置的陆续开车投运及逐步实 现达标达产，如何实现煤制乙二醇装置的长周期运行成为业内亟需攻关的重要课题。简介安阳永金化工有 限公司 ２００ｋｔ／ａ煤制乙二醇装置的运行情况，从技术与管理两方面对确保乙二醇装置的长周期运行所采取 的措施进行阐述与总结，并指出上游煤气化系统设置备用气化炉的必要性以及气化炉选型时应着重考虑其 与原料煤的匹配性，以期为业内提供一些参考，促进煤制乙二醇行业的技术进步和发展。
酯化再 生 过 程 中， 伴 随 着 生 成 硝 酸 的 副 反 应，会造成氮元素损失，因此，氮元素的及时补 充是煤制乙二醇装置长周期运行的必要条件。氮 元素补充，可以通过硝酸还原装置将副产物硝酸 还原，并与甲醇反应生成 ＭＮ，实现硝酸的转化 利用，一方面可以节约成本，另一方面可以提高 装置运行的稳定性。据生产经验，如果没有硝酸 还原装置，现有的 ＭＮ补入装置是无法适应煤制
在气相偶联合成草酸酯的工艺中，ＭＮ再生 是极其重要的，其与偶联反应的有效匹配是实现 整个系统绿色生产的关键，也是影响煤制乙二醇 装置长周期、安全、稳定运行的关键一步。酯化 再生工序的安全风险较大，且存在 “飞温” 隐 患，因此生产中首先必须严格控制酯化塔的温 度。当然，不同专利技术其酯化再生系统有不同 的配置，但核心要点至少有两个：一是要强化移 热，以免酯化再生时发生 “飞温”；二是要防止 生成过多的副产物———硝酸，以免加大后工序的 处理难度。
１ 安阳永金煤制乙二醇装置运行概况
安阳永金 ２００ｋｔ／ａ煤制乙二醇装置之公用工 程依托安化集团现有资源，采用的原料气也由安 化集团提供 （安化集团造气系统以无烟块煤为 原料，采用固定床造气炉生产水煤气及半水煤 气），上游系统主要工艺流程为：多台固定床造 气炉生产的粗煤气经常压脱硫、变换、变脱及气
［收稿日期］２０１８０５１７ ［作者简介］陈 帅（１９８６—），男，河南长葛人，工程师，安阳 化学工业集团有限公司乙二醇分公司常务副总经理、安阳永金化 工有限公司总经理助理兼生产技术部部长。
［关键词］煤制乙二醇装置；长周期运行；羰化合成；酯化再生；加氢反应；操作措施；管理措施；煤 气化系统配置
［中图分类号］ＴＱ２２３１６＋２ ［文献标志码］Ｂ ［文章编号］１００４－９９３２（２０１９）０１－００７２－０３
０，而随着 各技术流派煤制乙二醇装置陆续开车投运及逐步 实现达标达产，如何实现煤制乙二醇装置的长周 期运行成为业内亟需攻关的重要课题。现实地 说，煤制乙二醇装置的长周期运行意味着稳定的 客户和良好的效益，因此，对企业而言，从技术 和管理方面分析、制定有关的操作措施和管理措 施并予以落实，是确保煤制乙二醇装置长周期、 稳定运行的重要举措。以下对安阳永金化工有限 公司 （简称安阳永金）２００ｋｔ／ａ煤制乙二醇装置 的长周期运行经验作一总结，以期为业内提供一 些参考，共同促进煤制乙二醇行业的技术进步和 发展。
２ 装置长周期运行的技术分析及操作措施
２１ 羰化合成系统 草酸酯羰基化合成 （简称羰化合成） 是煤
制乙二醇装置的核心工序，直接影响装置的长周 期、安全、稳定 运 行， 并 影 响 后 工 序 产 品 的 质 量。不同专利商对羰化合成催化剂使用寿命有不 同的承诺，一般均承诺其使用寿命大于 ２ａ，但 在实际使用过程中因催化剂本身质量、工艺技术 成熟度不一和操作运行稳定程度不同，有的羰化 合成催化剂使用短短几个月就需更换。因此，延 长羰化合成催化剂的使用寿命不仅关系着乙二醇
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陈 帅：煤制乙二醇装置长周期运行分析与总结
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产品的生产成本，而且关系着装置的长周期、高 负荷运行。
首先，合成循环气中的有害组分对羰化合成 催化剂使用寿命的影响很大，生产中必须严控羰 化反应器入口气体的有害组分含量，特别是硝酸 ／水的含量，各专利技术的具体指标和控制要点 可能会有所不同；其次，在羰化合成催化剂活性 良好的状态下，生产中还须尽可能降低羰化合成 反应器 入 口 亚 硝 酸 甲 酯 （ＭＮ） 的 含 量，防 止 ＭＮ含量过高或负荷波动状态下羰化反应器的飞 温现象；再者，要确保羰化反应器的热量有效、 顺畅移出，避免因热点温度过高而造成催化剂失 活，影响催化剂的使用寿命。 ２２ 酯化再生系统
体分离等工序，制得达到乙二醇生产要求的原料 气 ＣＯ及 Ｈ２，再送往下游乙二醇装置。
安阳永金乙二醇装置于 ２０１２年 １２月开车投 运，经过几年来持续的技术改造和优化运行，装 置运转率和负荷率不断提升，生产运行水平不断 跃上新的台阶。２０１８年 ３月，煤制乙二醇装置 产量 突 破 ６１８ｔ／ｄ，产 品 优 等 品 率 持 续 保 持 在 １００％，吨乙二醇产品的蒸汽消耗降至 ５４ｔ、电 耗降至 ２４０ｋＷ·ｈ以内，主要技术经济指标处 于我国大型煤制乙二醇装置的先进水平。在运草 酸酯羰基化合成催化剂高负荷运行 ８７０ｄ，折合 生产乙二醇 ４６０ｋｔ；在运加氢催化剂高负荷运行 ４４０ｄ，累计生产乙二醇 ２３０ｋｔ。２０１７年安阳永 金煤制乙二醇装置运行天数为 ３４３ｄ，装置年运 转率达 ９４％，年产乙二醇 １８１８ｋｔ，基本上实现 了长周期、稳定运行。
对并流塔型来讲，酯化再生塔温度一般控制 在 ６０～６５℃为宜，塔温过高易造成超温联锁停 车或 “飞温” 事故，过低则副产物硝酸生成量 增大。控制酯化再生塔塔温要重点关注以下几个 因素：一是酯化塔加氧量要稳，提升负荷要坚持 “稳提慢加” 的原则；二是确保酯化再生塔甲醇 液体和氧气的均匀分布；三是确保酯化再生塔有 足够的、稳定的循环甲醇量，以满足系统反应及 移热需求；四是要保持甲醇液体温度和组分的稳 定，避免出现大幅波动。