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气体分离关键技术助推煤制乙二醇新增产能提速
发布者:北大先锋   阅读次数:1052   更新时间:2017-04-17


气体分离关键技术助推煤制乙二醇新增产能提速


——记北大先锋变压吸附技术在煤化工行业的创新应用历程

 


随着十三五开局之年顺利收官,多个煤制乙二醇项目陆续投产,煤制乙二醇新增产能全面爆发,截止20172月,我国合成气制乙二醇总产能突破212万吨/年(该数据来自亚化咨询统计,包括已投产及试车成功的项目),占据乙二醇总产能的30%左右,打破了石油路线乙烯法工艺的全球性垄断。随着通辽金煤、新疆天业、安阳永金化工、中石化湖北化肥、鄂尔多斯新杭能源等多套装置长周期的稳定运行,国内煤制乙二醇技术已经成熟,预计煤制乙二醇产业将迎来新一轮快速发展,未来3-5年,煤制乙二醇产能将由目前200多万吨的水平提升到500-600万吨以上,在国内乙二醇市场占据近一半市场份额。

合成气制乙二醇工艺是以煤为原料,通过气化、变换、净化及分离提纯后分别得到高纯的COH2,其中CO经催化偶联合成及精制生产草酸酯,再经与H2进行加氢反应并通过精制后获得聚酯级乙二醇的过程。北大先锋掌握了世界领先的变压吸附分离CO技术和制H2技术,产品气纯度高、收率高,可以充分满足煤制乙二醇工艺对原料气提纯净化的需求。


一、金煤化工:驱动煤制乙二醇产业化的第一股力量

通辽金煤化工首期20万吨/年煤制乙二醇装置是国内首套采用煤制乙二醇技术的生产线,该项目于20078月开工,2009年底建成投产后打通流程,于201053日试产出合格的草酸产品,20111118日成功达产。北大先锋为该项目设计建设一套规模为22000Nm3/h(纯度>98.5%)的变压吸附分离提纯CO装置,一套规模为40000 Nm3/h(纯度>99.9%)的变压吸附分离提纯H2装置,一套规模为22000 Nm3/h(纯度>91%)的变压吸附制氧装置,以上三套装置为金煤化工乙二醇生产提供稳定、高品质的原料气。这是我国首次将变压吸附气体分离技术成功应用到煤制乙二醇生产线,确立了北大先锋在合成气制乙二醇领域的专业、领先技术供应商地位。

该项目变压吸附分离COH2设备至今已平稳运行多年,设备运行指标稳定在设计值以上。


二、电石尾气“完胜”煤造气  乙二醇成本创新低

2013年初,新疆天业集团电石炉尾气回收利用合成5万吨/年乙二醇项目一次开车成功,消息一经宣布便引发市场强烈关注。北大先锋为该项目承建电石炉尾气提纯CO装置和制H2装置,稳定生产出高纯度COH2产品,这是新疆天业集团将工业废气变为优等品乙二醇的先决条件。

截至20164月底,新疆天业一期合成气制乙二醇装置已经安全、长周期、高负荷运行了四十个月,共生产16.4万吨乙二醇。2015年全年生产5.2万吨,优等品率达到95%,全年负荷平均104%,最高负荷超过110%

随着新疆天业一期5万吨乙二醇项目的顺利运行,北大先锋于20138月再次与新疆天业达成深度合作,双方签署了天业二期电石炉尾气综合利用制20万吨/年乙二醇、17万吨/1,4丁二醇项目配套的变压吸附提纯COH2装置供应合同。北大先锋建设的CO产量为24000Nm3/h(纯度>99.5%),H2产量86000Nm3/h(纯度>99.9%)的变压吸附装置在20153月随着乙二醇生产线的全面启动顺利投产,至今满负荷运行。该项目已产出优等品乙二醇(聚酯级),是我国合成气制乙二醇产能中极具市场竞争力的一条生产线。

北大先锋独特的变压吸附分离CO技术及成套工艺设备,是世界上唯一能够将电石炉尾气所含的CO提纯至99%以上并实现大规模产业化的先进技术。项目的成功再一次印证了北大先锋面向环保领域做出的卓越努力,促进我国工业排放气资源化利用达到全新的高度。

电石炉尾气组分复杂,要试图分离提纯出用于合成乙二醇的高纯CO,除北大先锋外,目前全球尚无其他成功的工业化应用案例。这是因为北大先锋CO分离技术具有相当强的原料气适应性,在用气需求复杂多变的工况下,其吸附剂性能不受影响,吸附效率保持高效,得以保证设备稳定运转;而常规的CO吸附剂很难保证这一点,另外一种深冷分离技术在氮气或其他杂质的干扰下,更加无法实现CO高效分离,其经济性也与变压吸附法相去甚远。

显而易见的是,通过电石尾气合成乙二醇的工艺路线进一步扩大了成本优势,节省了煤造气环节所应耗费的投资,乙二醇的综合成本迎来了“史上最低”,更加有利于增强企业整体抗风险能力和市场竞争力。有了天业一期、二期电石尾气利用制乙二醇的宝贵经验,新疆天业扩能增效的10万吨/年煤制乙二醇项目于2016年底正式启动,北大先锋继续为其提供装置和服务,装置预计将于2018年投产。


三、样板项目“遍地开花” 煤制乙二醇发展前景喜人

随着合成及配套工艺技术日臻成熟,国内多个煤制乙二醇样板项目已能实现连续高负荷运作和产出聚酯级乙二醇。

安阳永金年产20万吨乙二醇项目于2012年一次开车打通全流程,随即创造原始开车不停车连续生产4个月的纪录;20158月份装置负荷提升至90%以上,最高日产突破578吨;目前日均乙二醇产量超过550吨,产品优等品率达98%以上。北大先锋为该项目配套的22000 Nm3/h变压吸附分离CO装置和42000 Nm3/h变压吸附制氢装置自开车以来稳定运行,满足机组高负荷运行工况的多样化需求,气体产品源源不断地供给下游生产线,有效保证全线达标达产,屡破记录。

2016年通辽金煤化工对造气炉及合成装置进行扩能改造,生产负荷有所调整,上半年生产乙二醇减至6.21万吨,产品销售情况良好。北大先锋积极配合通辽金煤的增产需求,新增一条变压吸附分离COH2生产装置,预计在今年实现乙二醇25万吨、草酸12万吨预定产能。

2016年中石化湖北化肥20万吨/年合成气制乙二醇工业示范装置先后完成二轮满负荷72小时技术标定及110%高负荷试验。201739日,该项目接受国家石化有机原料合成树脂质量监督检验中心抽样检验,各项指标达到工业用乙二醇国家优等品要求,目前,该项目正向达产达效目标迈进。北大先锋为该项目配套21500 Nm3/h(纯度>99.5%)变压吸附分离CO装置和75000 Nm3/h(纯度>99.9%)变压吸附制氢装置均一次开车成功,进一步稳固北大先锋品牌在乙二醇行业的技术优势。

此外,北大先锋为河北辛集化工年产6万吨乙二醇项目配套的6300 Nm3/h(纯度>98.5%)变压吸附分离CO装置和12000Nm3/h(纯度>99.9%)变压吸附制氢装置施工接近尾声,该项目有望在2017年下半年投料试产,与现已开车运行的数个项目共同壮大合成气制乙二醇的产能队伍。

国内乙二醇行业专业咨询机构亚化咨询表示,2017年将是中国合成气制乙二醇产能爆发的开端——2017年将有多个备受关注的煤制乙二醇项目经过了经济寒冬的蛰伏,有望加速启动,将新增8个项目,总计134万吨/年乙二醇产能。借此契机,北大先锋在乙二醇行业的业绩显现出稳步增长态势,自2016年下半年至2017年初,北大先锋已签署了多个乙二醇项目气体分离装置合同,包括利华益利津炼化有限公司乙二醇项目配套提纯CO设备、天盈石油化工股份有限公司乙二醇项目配套CO和制H2设备。北大先锋凭借多年来服务乙二醇行业的工程实施经验,将持续完善和优化变压吸附气体分离工艺,进一步为煤化工企业提供优质的产品和服务,助力企业增产达效。