陈帅
（安阳化学工业集团有限责任公司，河南 安阳455133）
［摘 要］煤制乙二醇装置中，蒸汽消耗占物料消耗成本的25%左右。安阳永金化工有限公司200 kt/a煤制乙二醇装置（于2012年底建成投产）蒸汽系统分为9.8 MPa、3.8 MPa、1.7 MPa、1.0 MPa、0.5 MPa、0.2 MPa等压力等级，针对其精馏系统蒸汽冷凝液余热未得到有效回收利用而装置整体蒸汽消耗较高的情况，通过节能优化研究，找到了节能优化改进的途径并予以了实践——利旧换热器回收蒸汽冷凝液的热量用以提高脱醇塔A、甲醇精馏塔A进料温度；增设冷凝器回收产品精馏塔塔顶气相热量以降低脱醇塔再沸器蒸汽用量的同时减少产品精馏塔塔顶水冷器循环水用量。一系列的节能优化改进有效回收了煤制乙二醇精馏系统蒸汽冷凝液余热，实现了精馏系统热量的合理利用和蒸汽消耗的大幅下降，取得了显著的降本增效成果。
［关键词］煤制乙二醇装置；乙二醇产品精馏系统；甲醇回收（精馏）系统；蒸汽冷凝液；余热回收利用；优化改进；效益分析
［中图分类号］TQ223.16+2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）04-0067-03
0 引 言
随着煤制乙二醇工艺技术的持续优化升级，如今，高效、低耗、优质运行成为业内主要研究的方向。其中，蒸汽消耗占物料消耗成本的25%左右，研究节能技术、降低蒸汽消耗对于煤制乙二醇装置降本增效意义重大。煤（或合成气）制乙二醇装置采用羰化、加氢两步法，主要生产系统有脱氢、酯化、合成、加氢、精馏［精馏系统又分为产品精馏系统和甲醇回收（精馏）系统］、压缩及氮氧化物制备。针对煤制乙二醇装置精馏系统存在的蒸汽冷凝液热量浪费问题（通常其蒸汽冷凝液余热未得到有效的回收利用），以安阳永金化工有限公司（简称安阳永金）200 kt/a煤制乙二醇装置（2012年底建成投产）为例，通过对其精馏系统节能优化进行研究，找到了节能优化改进的途径并予以了实践，实现了精馏系统热量的合理利用，取得了显著的降本增效成果。以下对有关情况作一介绍。
1 产品精馏及甲醇回收（精馏）系统流程简介
1.1 乙二醇产品精馏系统工艺流程
加氢系统来的粗乙二醇进入脱醇塔A精馏脱除甲醇，脱醇塔A塔顶气相经冷凝并由回流泵加压后，一部分返回脱醇塔A上部作为回流液，一部分送至甲醇回收槽循环使用，脱醇塔A塔釜物料则经釜液泵加压送入脱醇塔B进一步脱除甲醇。脱醇塔B塔顶物料冷凝后送至甲醇回收槽循环使用，塔釜物料送至脱醇塔C进一步精馏；脱醇塔C塔顶物料送至脱水塔精馏脱除水分，脱水塔塔釜物料进入脱酯塔进一步精馏脱除酯类物、多元醇等；脱酯塔塔顶物料送至回收塔，脱酯塔塔釜物料送入产品精馏塔；产品精馏塔塔顶物料经循环水冷却器冷却后由回流泵加压返回脱酯塔，塔釜物料则送至脱重塔精馏脱除重组分，产品精馏塔侧线采出乙二醇产品送至产品储罐。
1.2 甲醇回收（精馏）系统工艺流程
煤制乙二醇酯化合成系统来的甲醇、DMC（碳酸二甲酯）溶液进入废甲醇储罐，经甲醇精馏进料泵加压后送至甲醇回收（精馏）系统，经常压甲醇精馏塔A精馏后，塔顶气相（甲醇）冷凝后去中间原料甲醇槽循环使用或送DMC装置进一步提纯甲醇和DMC，常压甲醇精馏塔A塔釜物料送至加压甲醇精馏塔B，加压甲醇精馏塔B塔釜废水外排至污水处理系统，塔顶气相（甲醇）冷凝后回收至废甲醇储罐。
2 蒸汽冷凝液余热回收的必要性分析
以安阳永金200 kt/a煤制乙二醇装置为例，其蒸汽用量约120 t/h，各系统利用完蒸汽热能后，各压力等级的蒸汽释放出汽化潜热，变为近乎同流量同温度同压力等级的蒸汽冷凝液[1]。蒸汽冷凝液焓值一般在400～800 kJ/kg，占低压蒸汽全热值的15%～30%，且蒸汽冷凝液水质好，不需要软化处理，具有很高的回收价值与节能潜力（余热利用）[2]。一般情况下，化工装置中温度、压力相对较高的蒸汽冷凝液可以通过闪蒸的方式回收较低压力等级的蒸汽，用于较低压力等级蒸汽用户，从而部分回收蒸汽冷凝液余热[3]。如果装置中没有低压力等级蒸汽用户，温度、压力相对较低的蒸汽冷凝液一般很难再通过闪蒸的方式回收利用，此种情况下蒸汽冷凝液通常直接送至锅炉除氧器或水处理装置。由于蒸汽冷凝液温度较高，容易在管网中形成气液两相流，且各生产系统的蒸汽冷凝液温度、压力等级不同，不同温度的冷凝液汇集在一起，长距离输送过程中易出现液击现象，严重时会造成设备或管线损坏，影响系统生产。总之，如何回收蒸汽冷凝液余热、降低外送冷凝液温度，对煤制乙二醇装置节能降耗、降本增效具有重要意义[4]。
3 煤制乙二醇装置蒸汽及冷凝液系统现状
安阳永金200 kt/a煤制乙二醇装置蒸汽压力等级较多，分为9.8 MPa、3.8 MPa、1.7 MPa、1.0 MPa、0.5 MPa、0.2 MPa等压力等级，并产生相应等级的蒸汽冷凝液。其中，1.0 MPa以上压力等级的蒸汽冷凝液通过汽水分离器闪蒸出0.5 MPa蒸汽（回收利用）后，冷凝液通过管网送至锅炉系统或脱盐水系统；0.5 MPa蒸汽冷凝液从各换热设备及疏水器排出来汇至凝液管网，原设计将其送至脱盐水系统，因冷凝液中带蒸汽，沿途管线振动较大，后改为送至工艺循环水站作为循环水补水；产品精馏系统2台再沸器的1.7 MPa蒸汽冷凝液因排入管网易产生液击而就地排放；部分换热器出口冷凝液因温度过低且并入管网易产生液击而就地排放；大部分外送的冷凝液温度高达110 ℃左右，冷凝液余热未能有效利用，存在较大浪费。总之，由于不同压力等级蒸汽冷凝液温度相差较大，易造成凝液管网出现严重的液击现象，低压力等级的蒸汽冷凝液一部分作为循环水补水送入工艺循环水站（增大了循环水系统的热负荷），一部分就地排放，不仅造成生产波动与严重浪费，而且对全厂脱盐水系统供需平衡造成巨大冲击。此外，安阳永金煤制乙二醇装置整体蒸汽消耗仍然较高，尤其是乙二醇产品精馏系统和甲醇回收（精馏）系统，还存在很大的节能空间。
4 节能降耗优化改进措施
4.1 提升脱醇塔A进料温度
脱醇塔A是产品精馏系统第一台精馏塔，为常压塔，主要用于粗乙二醇中的甲醇初脱，使粗乙二醇中的乙二醇含量由30%左右提升至90%以上。安阳永金脱醇塔A进料温度45 ℃左右、进料量90 m3/h（设计值），进料粗乙二醇中乙二醇与甲醇的质量比约为3∶7，脱醇塔A再沸器热源为0.5 MPa蒸汽，蒸汽用量28～30 t/h，塔釜温度控制在约69 ℃，塔顶温度在约64.8 ℃。精馏塔的进料温度对精馏操作有很大的影响，进料温度低，塔釜再沸器热负荷增加，塔顶冷凝器冷负荷减少；进料温度高，塔顶冷凝器冷负荷增加，塔釜再沸器热负荷减少。精馏塔进料温度的改变，意味着进料状态的改变，将影响精馏段、提馏段负荷。一般来讲，精馏塔进料状态以泡点进料为宜，其操作稳定且易于控制。
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