樊飞
（河南龙宇煤化工有限公司，河南 永城476600）
［摘 要］ 如今，煤化工产业呈现大型化、链条化、园区化的发展态势，如何发挥园区内各装置的资源优势，以提高资源的利用率，实现节能减排，是摆在各位同仁面前的一个迫切问题。河南能源化工集团永城园区是一个新兴的煤化工园区，园区运营项目包括一期500 kt/a甲醇、200 kt/a二甲醚装置和二期400 kt/a醋酸、200 kt/a乙二醇装置。为实现园区内有效气的综合利用，永城园区二期项目在设计初期就考虑了一期装置和二期装置的互联互通，即对园区内各装置进行了初步有机耦合；2015年二期装置建成初步试车后，又针对前期互联互通方案存在的缺陷进一步进行了深度耦合——实施了低温甲醇洗装置出口净化气、深冷分离装置产出富余CO、运行中富余H2和PSA装置解吸尾气的回收利用技改。实践表明，园区内有效气综合利用取得了显著的经济效益和CO2减排效益。下一步还计划对园区含有效气的3股气体进行回收利用，努力将园区建设成环境友好型、资源节约型的现代煤化工园区。
［关键词］ 煤化工园区；有效气；互联互通；有机耦合；综合利用；减排CO2
［中图分类号］ TQ54［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2019）03-0007-04
0 引 言
现代煤化工是指以煤为原料，采用先进技术和加工手段生产替代石化产品和清洁燃料的产业。经过多年的发展，我国现代煤化工技术已取得全面突破，其关键技术水平已居世界领先地位，煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇基本上已实现产业化，煤制芳烃工业试验取得进展，可以说，我国已趟出了一条煤炭洁净高效利用之路。如今，规模日益壮大的现代煤化工产业呈大型化、链条化、园区化的发展态势，如何发挥园区内各装置的资源优势实现节能减排，以提高煤的利用率，是摆在现代煤化工人面前的一个迫切问题。
河南能源化工集团永城园区充分发挥自身优势，通过与设计院紧密合作积极进行节能减排改造，通过园区内各装置互联互通、有机耦合实现了园区内有效气的充分利用，有效降低了装置试车/开车及运行费用，减少了CO2排放，取得了良好的社会效益和经济效益。以下对园区有效气综合利用的实践作一总结。
1 园区概况
河南能源化工集团永城园区（简称园区）是一个新兴的煤化工园区，于2017年7月成立，下辖河南龙宇煤化工有限公司（简称龙宇煤化工）和永城永金化工有限公司（简称永金化工），并以龙宇煤化工为主体。园区目前运营项目包括500 kt/a甲醇、200 kt/a二甲醚、400 kt/a醋酸、200 kt/a乙二醇项目。其中，500 kt/a甲醇项目2008年4月建成投产，2009年10月完成安全竣工验收；200 kt/a二甲醚项目2008年11月竣工，2010年11月完成安全竣工验收；400 kt/a醋酸项目及200 kt/a乙二醇项目均于2010年取得河南省安监局项目设立许可，2017年7月通过安全试生产方案审核，目前处于试生产阶段。
园区一期项目主工艺流程：煤粉、纯氧、蒸汽在Shell气化炉［单台壳牌气化炉（无备炉），投煤量2 000 t/d］不完全燃烧产出粗煤气（主要成分为CO、H2、CO2），粗煤气经干式除灰、湿洗后送变换装置调整合成气的H2/CO，之后经低温甲醇洗装置（亦称酸脱装置，采用德国鲁奇低温甲醇洗工艺）脱除CO2和H2S得到净化气，净化气送甲醇合成系统合成粗甲醇，粗甲醇送甲醇精馏系统生产精甲醇，以及后续通过甲醇脱水生产二甲醚。
园区二期项目主工艺流程：煤粉通过2台五环炉（2台五环炉全开无备，单台五环炉投煤量1 270 t/d）生产粗煤气，粗煤气经变换系统调整H2/CO后进入低温甲醇洗装置，脱除CO2和H2S后得到净化气，净化气进入深冷分离装置，产出的CO产品气加压后送醋酸装置和乙二醇装置合成系统使用，副产的H2送变压吸附（PSA）装置，经PSA装置生产H2产品气送乙二醇加氢系统加氢生产乙二醇。
2 园区内各装置的初步互联互通
在二期项目设计之初，我们就开始考虑园区一期装置和二期装置的互联互通，尤其是在有效气的综合回收利用方面进行了考虑。
2.1 二期项目简介
二期项目包括龙宇煤化工400 kt/a醋酸装置及其配套工程、永金化工200 kt/a乙二醇项目，于2010年12月21日开工建设。400 kt/a醋酸装置及其配套工程主要包括醋酸装置、气化装置、空分装置、合成气净化装置、硫回收装置、公用工程及辅助生产设施等6大部分共82个单位工程；200 kt/a乙二醇项目主要包括合成装置、加氢及气体净化装置、分馏装置、压缩装置、亚钠冷冻站、办公区、管廊区及配套辅助生产生活设施等12大项共131个单位工程。二期项目气化装置采用五环干煤粉加压气化工艺（五环炉），有效气（CO+H2）产量为2×69 090 m3/h，可以满足400 kt/a醋酸、200 kt/a乙二醇的生产所需，富余气体［流量18 030 m3/h，（CO+H2）含量13.05%］送入一期装置用于生产甲醇。
2.2 一、二期项目的初步互联互通
园区二期项目设计之初考虑需要联通的管线分别为：一期气化装置粗合成气管线连接至二期变换装置；一期和二期变换装置出口变换气管线联通；二期PSA装置入口富H2管线与一期合成气压缩机入口工艺气管线联通；一期和二期低温甲醇洗装置酸性气管线联通；一期和二期低温甲醇洗出口CO2管线联通；一期和二期CO2压缩机出口高压CO2管线联通。此外，还规划设计了一期和二期项目公用水、电、气、蒸汽管网的联通。园区内各装置初步互联互通示意见图1。
图1园区内各装置初步互联互通示意图首先，这几路工艺气管线的联通实现了园区一期和二期气化、变换、低温甲醇洗、硫回收、CO2压缩装置的互为备用，使得园区内1台Shell气化炉和2台五环炉所产的有效气可灵活调配，更能通过调整各产品产量适应市场需求，实现产品效益的最大化。其次，工艺气管线的联通实现了二期18 030 m3/h富余有效气送往一期甲醇合成系统，从而可释放一期甲醇合成系统的产能，一期甲醇装置可多产甲醇约7 t/h。
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