乙二醇装置PSA解吸气生产甲醇新工艺

1.项目改造背景

随着利用合成气制取乙二醇、醋酸、PP、PE、TDI和MDI等技术的发展日趋成熟，我国近年建设了很多套生产此类高附加值化工产品的装置。这些装置的共性是都需要将合成气分离成纯H2和CO方能满足下游合成工段的工艺要求，因此都设置了PSA提纯氢和/或PSA提CO工段以分离合成气。绝大部分化工装置中的PSA解吸气都放火炬燃烧，或者送燃气管网作为燃料气使用。这就造成了富含H2和CO的有效气的白白损失。

而随着我国此类化工厂的大量建成投产，这些化工产品市场日趋饱和，日益严峻的市场竞争导致价格降低效益衰减。如何高效利用化工厂中的一切资源，降低化工产品成本，就不仅仅是响应国家节能减排政策的问题，更成了工厂提高经济效益且赖以度过经济低速发展期的关键方式。

甲醇具有广泛的市场和工业用途，可用作各种化工中间品或作为燃料使用。不仅如此，生产乙二醇和醋酸的工厂本身就要消耗甲醇。因此，在此类工厂中，利用PSA解吸气生产甲醇具有非常好的经济效益。

利用H2和CO生产甲醇的技术已经非常成熟，但主要是用在大规模煤气化制取甲醇领域。相比主要产品为甲醇的工厂，利用PSA解吸气生产甲醇则具备许多新的特点和需要攻克的难题，比如如何副产甲醇但不影响主体装置的操作？如何解决解吸气中氢碳比失调问题？如何完全有效的利用所有解吸气中的有效成分？如何最小化成本？

现有解决方案大致有两种，一种是在低温甲醇洗出口净化变换气上设置甲醇化装置，以副产甲醇降低进PSA提氢单元的CO含量；另一种是抽取乙二醇等主装置的原料氢气来调节解吸气中的氢碳比后再来生产甲醇。这两种方案都停留在方案阶段，尚无工业业绩，且其缺点是都会影响乙二醇、醋酸等主体装置的可靠运行和产量，存在一定的技术风险。

上海国际化建根据其在低甲、变换和甲醇合成等领域的技术积累，通过创造性的弛放气循环工艺和设置PSA脱碳方式来解决现有方案存在的问题。根据主体装置的具体情况，可以全面利用PSA解吸尾气，最小化投资成本，达到最大的经济效益。

2.工艺方案的对比

根据主体装置能力最终确定改造方案，具体有如下三种：

1）设置PSA解吸气压缩、甲醇合成、甲醇精馏，同时增设变换与PSA脱碳单元，主体装置彻底独立。

因为设置了变换与PSA脱碳单元，主装置只提供甲醇合成需要的原料PSA解吸气，甲醇合成工艺要求的氢碳比可以自己调节，因此主装置不需要接受甲醇单元的循环弛放气，所以可保持彻底独立的操作特点，工厂运行更加可靠，风险更低。

2）设置PSA解吸气压缩、甲醇合成、甲醇精馏，同时增设变换单元，采用弛放气循环流程可降低投资，挖掘主装置潜力，且影响可控。

如主装置设备余量较大，可通过将部分甲醇弛放气循环返回主装置低甲的方式脱碳，这样可以取消PSA脱碳工段，从而降低投资。尽管正常操作时会利用主装置的生产能力，但在必要的情况下，可切断返回低甲循环弛放气，对主装置的影响也是可控的。

3）设置PSA解吸气压缩、甲醇合成、甲醇精馏，采用富氢气调节氢碳比可将投资最小化，并保持主装置彻底独立。

如果主装置的氢气有富余，则变换和PSA可完全取消，只需通过富氢气调节氢碳比，投资可以最小化。此时，主装置也可保持彻底独立不受甲醇合成的操作影响。采用该技术方案，利用低甲提供CO2满足甲醇合成对原料气的要求，可以节约投资并保证甲醇合成催化剂对CO2的要求。

3.甲醇装置规模及投资

对于40万吨/年的乙二醇装置，在气化有富裕的前提下，考虑乙二醇产能不下降的情况，根据方案不同，可以配套3~7万吨/年的甲醇装置，对应不同甲醇产能，新增装置投资约为2500万~4500万。新建甲醇装置规模也可考虑甲醇和乙二醇产能调峰进行设计，以满足不同产能需求。

4.相关专利