煤制乙二醇界外工程变压吸附工段节能改造
李丽芳，刘宏建
（安阳化学工业集团有限责任公司，河南 安阳455133）
［摘 要］将安化集团公司煤制乙二醇界外工程变压吸附工段的CO离心式压缩机一机多用，增加置换气压缩机功能，从而停运置换气压缩机，实现了节能目标。
[关键词] 变压吸附；CO离心式压缩机；置换气压缩机；节能
［中图分类号］TQ 223.16+2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2015）02-0056-02
安化集团公司煤制乙二醇界外工程是河南能源化工集团安阳永金200 kt/a乙二醇装置的配套系统，于2012年12月底建成投运。该界外工程的主要流程：16台固定床造气炉生产的粗煤气经常压脱硫、变换、变脱及气体分离等工序，得到达到乙二醇生产要求的CO及H2，送往乙二醇装置。其中气体分离采用变压吸附技术，共分三段：一段（PSA-CO2段）分离出大部分CO2，二段（PSA-CO段）分离出合格的CO，三段（PSA-H2段）分离出合格的H2。为了使界外工程更加节能，在理论可行性研究的基础上，创造性地改变思维模式，将PSA-CO工段的CO离心式压缩机一机多用，增加置换气压缩机功能，停运置换气压缩机，实现了节能目标。
1 改造前状况
变换气脱硫工序送来的含CO、H2、CO2、CH4、N2、Ar的净化气，首先通过PSACO2段，气体中的CO2及少量水、CH4等被吸附在吸附剂上，半成品气从吸附塔顶流出，经过精脱硫后（总硫含量≤0.1×10-6）进入PSA-CO段。在PSA-CO段，CO被PU-1吸附剂选择性吸附，通过逆放与抽真空得到纯度≥985%的CO气体，经 CO压缩机增压后送乙二醇主装置；吸附尾气进入PSA-H2段。在PSA-H2段，N2等杂质气体被吸附剂选择性吸附，吸附尾气——产品H2（纯度≥99.9%）从塔顶流出，经H2压缩机增压后送往乙二醇主装置。
PSA-CO段采用2套系统并联，每套系统均采用12塔4塔吸附2次均压抽真空解吸工艺，在1个周期中每个吸附塔均须经历以下12个工艺过程：吸附、一次均压降压、二次均压降压、顺向放压、置换冲洗、逆向放压、一次抽空、二次抽空、二次均压充压、预吸附、一次均压充压、三次（终）充压。其中，置换冲洗的作用是在顺向放压结束后，用部分CO产品气顺着吸附方向自吸附塔底导入吸附塔，将吸附塔内残存的H2、N2等气体顺向置换出去，置换废气进入原料气气柜，从而使吸附塔内的CO达到很高的纯度。置换气压缩机是提供PSA-CO段置换冲洗所需置换气的设备。
来自PSA-CO2段的半成品气，经半成品气加热器加热后，从底部进入PSA-CO段吸附塔，吸附尾气从塔顶部排出。经过一定循环步骤后，吸附塔内合格的CO通过逆放和抽真空方式排出吸附塔，进入CO产品气罐，一部分经CO离心式压缩机增压后输送至乙二醇装置，一部分经置换气压缩机压缩、除油罐除油后进入置换气缓冲罐，用于PSA-CO段的置换冲洗。
2 改造方案及可行性分析
2.1改造方案
将CO离心式压缩机输送的CO气分一部分送回PSA-CO段作为置换气，达到停运置换气压缩机的目的，以节省电耗。
2.2可行性分析
置换气压缩机及CO离心式压缩机基本参数见表1。实际运行中，CO离心式压缩机送乙二醇装置的CO压力为0.45 MPa，气量在10 000 m3/h左右，不到CO离心式压缩机设计气量的一半，一半多的气体经回路返回入口，返回气量太大，双机生产时回路调节阀开度55%左右；PSA-CO段单套系统运行时，1台置换气压缩机运转，出口CO气压力≤0.2 MPa，气量在1 000~2 000 m3/h，也不到置换气压缩机设计气量的一半。送乙二醇装置的CO气加上供2套PSA-CO系统的置换气也只有14 000 m3/h左右，仍远远低于CO离心式压缩机的设计气量。因此，无论气量还是压力或是气质，CO离心式压缩机都能满足同时输送置换气的要求。
更多内容请见《中氮肥》2015年第2期