汤德昌
（中盐安徽红四方股份有限公司，安徽 合肥230022）
［摘 要］中盐安徽红四方股份有限公司300 kt/a煤制乙二醇装置精馏系统有2台脱醇塔（并联运行），单塔塔顶工艺气实流量约57 t/h、温度约134 ℃，此工艺气需经脱醇塔一冷和脱醇塔二冷用循环水冷却、再在脱醇塔深冷器用冷冻液冷却，不仅耗费循环水，而且造成工艺气低位余热浪费。经现状分析与调查研究，脱醇塔气相低位余热利用具备可行性，其工艺方案为，在脱醇塔一冷前增上2台高效废锅副产0.1 MPa低压蒸汽，一部分0.1 MPa低压蒸汽加压成0.5 MPa低压饱和蒸汽（30 t/h）后并入厂区低压蒸汽管网，另一部分0.1 MPa低压蒸汽利用ORC机组进行发电（小时发电量2 225 kW·h）后并入厂区高压电网。目前本项目已完成可研等前期工作，计划2024年完成建设，预期可取得良好的节能减排效益。
［关键词］乙二醇精馏系统；脱醇塔气相余热回收利用；可行性分析；蒸汽压缩机；ORC发电机组；效益分析；风险分析
［中图分类号］TQ223.16+2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2024）04-0005-04
0 引 言
中盐安徽红四方股份有限公司（简称中盐红四方）300 kt/a煤制乙二醇装置（合成气制乙二醇装置）采用CTEG技术,装置于2018年9月投产，总体运行情况较好，投产半年后即实现达标达产。近年来，为实现节能减排、降本增效，对乙二醇装置进行了一系列优化改进，如乙二醇中间产品DMO（草酸二甲酯）重组分优化技改、DMO汽包低压蒸汽ORC（有机朗肯循环）发电技改、乙二醇装置蒸汽冷凝液ORC发电技改、杂醇油回收及乙醇综合利用技改等，取得了一定的成效。而系统低位余热利用是下一阶段优化改进的主要方向之一，其中，乙二醇精馏系统有2台脱醇塔（并联运行），单塔塔顶工艺气实际流量约57 t/h、温度约134 ℃，此工艺气先在脱醇塔一冷与脱醇塔二冷用循环水冷却、再在脱醇塔深冷器用冷冻液冷却，不仅耗费循环水，而且造成工艺气低位余热浪费。为进一步降低装置整体能耗，缓解企业能源供需紧张局面，减少碳排放，经现状分析与调查研究，中盐红四方拟利用此部分低位余热——在脱醇塔一冷前增上2台高效废锅副产0.1 MPa低压蒸汽，并综合考虑厂区蒸汽供需平衡和电力供需平衡情况，将高效废锅副产的0.1 MPa低压蒸汽一部分加压成0.5 MPa低压饱和蒸汽（30 t/h）送厂区低压蒸汽管网供全厂生产装置使用，以减少锅炉燃料煤消耗；另一部分0.1 MPa低压蒸汽利用ORC机组进行发电（小时发电量2 225 kW·h）并入厂区高压电网供内部使用，以降低外供电负荷。以下对有关情况作一介绍。
1 低位余热利用背景及项目可行性分析
1.1 低位余热利用背景
当前，低位余热由于其温度低而回收比较困难，其利用难点主要在于：① 大部分低品位余热资源含有腐蚀性物质，对设备长期安全运行构成不小的影响；② 有的低品位余热资源具有间歇性的特点，余热利用系统难以实现连续运行；③ 低位余热品位较低，通常难以在现场附近找到合适的供热（冷）负荷；④ 用于发电效率较低且技术尚未成熟，经济效益偏低。若将这些低位余热直接向外界排放，形成热污染的同时，还会增加冷却水泵、冷却塔或空冷器的能耗，不利于节能减排。据测算，仅我国建材水泥、钢铁、冶金、化工、电力行业250 ℃以下的余热资源折合标煤达1×108 t，以15%予以回收计，低位余热利用技术推广后可实现装机23 000 MW，至少可拉动1 200亿元的固定资产投资，年发电量可达1 100×108 kW·h，年可减少CO2排放36 900 kt。
1.2 脱醇塔气相余热利用项目可行性分析
1）助力企业提质增效。脱醇塔气相余热回收利用项目，基本上无需新建配套的公辅工程，可大大缩短建设周期和节约投资费用，降低现有生产装置的综合能耗，完全符合中盐红四方“十四五”发展规划要求——“十四五”期间通过提质增效措施的实施，进一步降低产品生产成本，带动企业效益提升。
2）投资省，建设快。本项目在现有装置框架空间即可完成建设，无需新增用地，充分利用现有装置进行节能改造，投资省，建设快。
3）节能环保。本项目无三废排放，符合国家环保政策，属于《产业结构调整指导目录（2019年本）》鼓励项目；综合能耗低，盈利能力强，经济效益好。
2 工艺方案与产品方案
本项目拟在中盐红四方厂区内进行建设，基于乙二醇装置的现状实施脱醇塔气相（下文若无特别说明，均指2台脱醇塔气相流量及温度等工艺参数）余热回收利用，现有装置生产规模和产品方案不变，改造后可增加小时发电量约2 225 kW·h、增加0.5 MPa饱和蒸汽约30 t/h，减少锅炉产汽量和外购电量，全年脱醇塔气相余热回收节能量折标煤约16 197 t。具体工艺方案与产品方案如下。
2.1 工艺方案的选择
实际生产中，中盐红四方乙二醇装置精馏系统脱醇塔顶气相流量（单塔）约57 t/h、温度约134 ℃，现工艺流程为，先用循环水冷却（循环水消耗约2 400 m3/h）、再用乙二醇冷冻液两级冷凝。为充分回收利用脱醇塔气相的冷凝潜热，在2台高效水冷器——脱醇塔一冷前增设2台脱醇塔废锅，脱醇塔顶气相与废锅给水换热副产0.1 MPa低压饱和蒸汽共约60 t/h，脱醇塔顶气相降温至125 ℃后再进脱醇塔一冷用循环水冷却，后续工艺流程不变。
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