张道祥，郭海滨
（四川正达凯新材料有限公司，四川 宣汉636158）
［摘 要］四川正达凯新材料有限公司600 kt/a天然气制乙二醇装置采用合成气耦联加氢两步法，2025年开始试生产，整体运行情况较好。为降低酯化羰化系统弛放气排放过程中的有效气损失及能耗，系统分析国内现有“高压+常温”工艺与“低压+低温”工艺两种典型MN回收工艺的技术特点、操作参数及适用场景，在此基础上，针对“高压+常温”工艺操作压力高、弛放气需提压致能耗高与“低压+低温”工艺操作温度低、需匹配高投资与高运维成本低温制冷设备的问题，开发出“低压+常温”工艺（操作压力0.2 MPa、温度18～25 ℃），本MN回收工艺无需弛放气增压，依托现有溴化锂机组即可满足制冷需求，对制冷设备要求较低。2025年四川正达凯MN回收系统由“高压+常温”工艺优化改进为“低压+常温”工艺，技改后停运了弛放气压缩机，年可节约电费约112万元（年节电约2 240 MW·h）、节约检维修费用约7.6万元，且可避免弛放气压缩机运行异常风险，保障酯化羰化系统的稳定运行。此举为合成气制乙二醇装置酯化羰化系统弛放气处理提供了高效、环保、可推广的节能技改方案。
［关键词］合成气制乙二醇装置；弛放气MN回收系统；“高压+常温”工艺；“低压+低温”工艺；优化改进；“低压+常温”工艺；运行情况；效益分析
［中图分类号］TQ223.16+2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）03-0068-05
0 引 言
合成气制乙二醇技术利用CO、O2、甲醇先制得草酸二甲酯（DMO），再利用DMO加氢生成乙二醇。其中，CO羰化生成DMO的反应分两步：首先NO、O2与甲醇发生酯化反应（4NO+O2+4CH3OH===4CH3ONO+2H2O）合成中间产物亚硝酸甲酯（MN），然后CO与MN发生羰化偶联反应[2CO+2CH3ONO=== (COOCH3)2+2NO]生成DMO。在合成气制乙二醇装置酯化羰化（循环）系统中，原料O2、CO不可避免地会含有少量的惰性气，系统副反应也会生成CO2、N2等惰性气，为维持系统内组分稳定、系统压力及乙二醇装置安全稳定运行，少量循环气作为弛放气排放，由此易造成NO、MN等有效气损失及环保风险，而酯化羰化系统氮元素平衡及组分稳定是乙二醇装置稳定运行的基础，故弛放气排放过程中降低有效气损失及能耗是合成气制乙二醇装置需重点关注的问题[1]。
四川正达凯新材料有限公司（简称四川正达凯）一期600 kt/a天然气制乙二醇项目采用上海浦景化工技术股份有限公司的合成气耦联加氢两步法乙二醇生产工艺，以普光气田天然气为原料，经脱硫、纯氧转化、MDEA脱碳、H2/CO深冷分离、变压吸附（PSA）得到H2和CO，CO与MN反应生成DMO，之后DMO与H2进行加氢反应生成乙二醇，并副产碳酸二甲酯（DMC）、乙醇等多种产品。2025年四川正达凯乙二醇装置开始试生产，整体运行情况较好。
为降低弛放气排放过程中的有效气损失及能耗，四川正达凯围绕乙二醇装置酯化羰化系统弛放气中MN回收利用展开研究，系统分析国内现有“高压+常温”工艺与“低压+低温”工艺两种典型MN回收工艺的技术特点、操作参数及适用场景，在此基础上，针对“高压+常温”工艺操作压力高、弛放气需提压，以及“低压+低温”工艺操作温度低、需匹配低温制冷设备及运维成本高的问题，开发出“低压+常温”工艺（操作压力0.2 MPa、温度18～25 ℃），本MN回收工艺无需弛放气增压，依托现有溴化锂机组即可满足制冷需求，在满足弛放气处理的同时可提升惰性气CO2的浓度。2025年四川正达凯乙二醇装置MN回收系统由“高压+常温”工艺优化改进为“低压+常温”工艺，改进后停运了弛放气压缩机，年可节约电费约112万元（年节电约2 240 MW·h）、节约检维修费用约7.6万元，且可避免弛放气压缩机（原设计为一开一备）运行异常的风险，保障酯化羰化系统的稳定运行。以下对有关情况作一介绍。
1 MN回收技术工艺原理及应用现状
1.1 MN回收技术工艺原理
为避免弛放气排放过程中NOx流失与影响环境，合成气制乙二醇装置酯化羰化系统中一般设置有MN回收系统，其工作原理为，利用弛放气中的NO、空气中的O2及甲醇经酯化反应生成MN，MN溶解在甲醇中，甲醇返回酯化羰化系统循环利用，从而实现弛放气中NOx的回收利用。MN回收塔下部为NO反应区，弛放气中的NO、空气中的O2与塔内甲醇反应生成MN；MN回收塔上部为MN吸收洗涤区，通过低温甲醇吸收尾气中的MN；塔顶尾气中还含有少量残余的CO和NOx，送废气焚烧系统处理；塔釜吸收了MN后的甲醇溶液送回DMO合成系统酯化塔循环使用。
目前，关于MN在甲醇中溶解度的相关研究较少，查阅相关文献可知，MN在甲醇中的溶解度大于CO2，CO2在甲醇中的溶解度又远大于CH4、CO、N2、H2等，MN回收塔上部甲醇吸收洗涤正是依据弛放气中MN、CO2、CH4、CO、N2、H2等组分在甲醇中的溶解度差异来实现MN与其他气体分离的[2]。甲醇吸收洗涤属于物理过程，在高压或低温下，溶剂吸收能力强，一定温度下溶剂对气体的溶解度随压力增大而增大，一定压力下溶剂对气体的溶解度随温度的下降而增大，即压力增大、温度降低有利于吸收[3]。反应温度越低，越利于MN合成与吸收，但同时也会导致CO2的吸收速率增大，进而增大整个反应系统中CO2的浓度；反应压力越高，越利于MN合成和吸收，但同时也会导致CO2等惰性气的吸收速率增大，进而增大整个反应系统中惰性气的浓度。
1.2 MN回收技术应用现状与技术经济分析
国内合成气制乙二醇装置酯化羰化系统弛放气MN回收系统流程基本相似，主要差异在于MN回收塔的温度与压力不同，操作温度越低、操作压力越高，甲醇对MN的吸收效果越好。目前，典型的MN回收技术主要有“高压+常温”MN回收技术、“低压+低温”MN回收技术。
1.2.1 “高压+常温”MN回收技术
“高压+常温”MN回收技术，属高压MN回收工艺，该工艺依据MN和CO2等气体在甲醇中溶解度的不同（MN回收塔操作压力越高，甲醇对MN吸收效果越好），设计MN回收塔操作压力为0.6～1.0 MPa、塔顶温度为18～25 ℃，洗涤甲醇流量约20 m3/h（200 kt/a合成气制乙二醇装置）。由于来自酯化系统的弛放气压力低，无法直接进入MN回收塔，需经压缩机增压，系统电耗增加；由于MN回收塔温度控制在18～25 ℃，溴化锂机组制得的冷冻水即可满足回收塔温度控制需求，对冷冻水设备要求较低[4]。
1.2.1.1 工艺流程简介
某200 kt/a合成气制乙二醇装置采用“高压+常温”MN回收工艺，由草酸酯吸收塔塔顶出来的弛放气（压力0.25 MPa）进入弛放气压缩机（额定功率210 kW），弛放气经压缩机增压后压力为0.6～1.0 MPa（温度≤40 ℃），再经冷却器（冷却介质为溴化锂机组所制7 ℃冷冻水）降温至18～25 ℃后由MN回收塔底部进入，喷淋甲醇经甲醇冷却器冷却后（温度18～25 ℃）进入MN回收塔塔顶，弛放气中的NO与甲醇、空气中的O2在MN回收塔内反应生成MN，MN被喷淋而下的甲醇吸收，吸收了MN后的釜液通过压差能直接送往酯化塔回收利用，废气则由MN回收塔顶排出送至焚烧系统。
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