《大型煤制甲醇、醋酸联合装置二氧化碳减排与综合利用技术研究》

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该项目是河南省重大科技专项《大型煤制甲醇和醋酸联合装置关键技术研究应用》的延伸项目,针对中国煤制甲醇、醋酸装置独立生产运行过程中原料气浪费较多、二氧化碳排放量较大、易对厂区及周边造成环境污染等突出问题,通过率先打破大型煤制甲醇、醋酸装置独立运行的传统,构建两套装置之间的有机耦合、互补运行模式,并首次实现了五环气化炉高纯度二氧化碳替代氮气作为煤粉输送气和反吹气,优化CO2的节能富集提浓工艺,利用富余高纯度二氧化碳生产工业级液体二氧化碳,有效探索了CO2的废气资源化利用方法,开发出一整套适用于大型煤制甲醇、醋酸装置的CO2节能减排及综合利用的新技术,并在自身装置和同类型企业中广泛应用,产生了良好的节能和减排效果,创造了显著的社会和经济效益。

1、利用企业二期煤制醋酸和乙二醇装置与一期煤制甲醇和二甲醚装置所需原料气、二氧化碳等物料的相似性,深入开展一、二期装置“有机耦合”高效运行研究,针对装置不同运行工况和阶段巧妙设计放空有效煤气和工艺气回收系统,联通一、二期装置工艺气和CO2等物料管网,为相似工艺路线、不同最终产品的大型煤化工装置有机耦合运行奠定了坚实的基础,实现了装置开车、正常运行和异常工况期间各类物料的有机调配最大限度回收利用:在一期装置正常运行期间,可以将煤制醋酸和乙二醇装置开车初期和异常工况期间放空燃烧的有效煤气通过工艺气联通管道回收至一期甲醇合成装置生产甲醇,并在二期装置正常运行期间放空燃烧的气体净化和乙二醇装置PSA单元放空燃烧的解析气(CO+H2含量>95%)回收至一期装置合成甲醇,大大减少由此带来的CO2排放、物料和能源浪费;同时,还有效探索了基于煤制甲醇、醋酸两套装置的不同运行模式,可以在一期甲醇装置前系统停车的情况下,将二期装置未能完全消化的大量富余驰放气和工艺气回收至一期甲醇装置生产甲醇,最大限度提高了物料回收率,减少了大量二氧化碳排放,为中国大型煤化工园区化高效低耗运行探索出了新路径。

2、首次实现了五环煤气化装置CO2替代N2作为五环炉输煤载气和反吹气,创新了五环气化炉的控制模式,使下游酸脱单元闪蒸出的高纯度CO2返回气化炉中参与煤气化反应,在相同负荷条件下将粗合成气中的有效煤气组分由82%提高至88%,实现了五环煤气化装置的经济和社会效益最大化;

3、将二期煤制醋酸装置低温甲醇洗单元原设计高耗能的低压氮气气提工艺进行优化替代升级,变更为更加节能且更有助于二氧化碳减排与综合利用的负压闪蒸工艺,并将装置未能消化完全的富余高纯度二氧化碳原料气进行多重处理,生产工业级液体二氧化碳出售。

4、通过项目实施,项目负责人李圣君成为教授级高级工程师,企业获得两项发明专利和五项实用新型专利授权,另有两项发明专利获得受理,并且在该项成果分阶段推广至河南省濮阳龙宇煤化工有限公司和鹤煤集团煤化工分公司后,产生了显著的经济和社会效益。该公司完成该项目后装置运行至今,每年可为企业减排CO2超过16万吨,并创造超过1.4亿元的直接经济效益,对国内大型煤化工工业园区装置运行具有很好的示范借鉴意义和应用推广价值。

成果说明

河南龙宇煤化工有限公司《大型煤制甲醇、醋酸联合装置CO2减排与综合利用技术研究与应用》成果,从2014年5月开始在鹤壁煤电股份有限公司化工分公司年产60万吨煤制甲醇项目和河南省濮阳龙宇煤化工有限责任公司推广应用后,产生了明显的经济和环境效益: 1、在切换CO2替代氮气作为壳牌气化炉输煤载气和反吹气后,甲醇合成气中N2的含量显著降低,合成驰放气放空量明显减少,甲醇合成过程中有效气(H2+CO)损失也明显减少,因而提高了气体利用率。 2、通过建设工业级液体二氧化

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