EO/EG装置全环氧优化改造

程世青

(中国石化扬子石油化工有限公司，江苏 南京 210048)

近年来，由于国内外乙烯和煤制乙二醇项目不断投产，乙二醇的总体产能持续提升，市场库存量大，供大于求，乙二醇市场价格急剧下跌，价格屡创新低，导致本装置面临的市场形势愈发严峻。而环氧乙烷相对于乙二醇是一种高附加值产品，由于其易燃易爆的危险性，需要特殊的存储和运输设备，产品销售半径有限，受国内外产品竞争影响较小，经济效益高于乙二醇产品[1]。乙二醇的生产需要消耗大量的蒸汽和电力等能源，因此减少乙二醇产量可以降低生产成本，提高企业盈利能力。而现有的EO/EG装置最大EO产能占当量EOE的比例都在60%左右[2]。因此，利用现有的EO/EG装置进行结构调整，在当量乙烯不变的条件下，通过增产环氧乙烷，降低乙二醇产能，提高EO在产品中所占的比例就变得十分必要。

本装置始建于1983 年，于1987 年建成并一次投产成功，期间经过多轮技术改造，乙二醇(EG)产能已达到30万t/a，精制环氧乙烷(EO)产能达到18.6万t/a。改造后，EO产能18.6万t/a，平衡工业级MEG副产品2.31万t/a，是目前国内首套全环氧装置。改造后可根据EO 和EG 的市场行情，调整两者产品的生产能力，增加了装置的操作灵活性及其经济效益，为以后类似装置的改造升级提供了新的思路和设计经验，具有重大创新和工程意义。

1 流程概述

本次改造是利用原有装置1#氧化系统，主要对EO和EG精制系统进行改造，提高EO精制系统的环氧乙烷产品收率。

在原EO精制系统中，环氧乙烷水溶液由G-512泵送至E-433/E-413进料换热器，管程预热至 95 ℃ 后进入T-430/T-410塔。环氧乙烷在塔内和水分离、提浓，在第89/88块塔板抽出冷却后进入产品储罐。为了防止醛在塔内累积，醛含量的脱出主要有两个途径，一是在塔顶冷凝器E-431/E-411上设有气相脱甲醛管线，不被冷凝的轻组分进入到前系统酸洗塔；二是在第25-26块塔板和回流系统中抽出一股物料，与G-540循环水罐来的工艺循环水按1∶22摩尔比混合后进入T-510汽提塔高醛区，从高醛区出来的含醛环氧乙烷水溶液进入EG反应系统。

改造后，EO精制系统维持T-410/T-430 的生产能力10/8.6 万t/a环氧乙烷产品生产能力不变，在原脱乙醛管线上扩大口径，并增设侧线脱乙醛塔T411/T-431及再沸器E-416/E-436。环氧乙烷精制塔侧线富含乙醛的EO物料从第24块塔盘抽出送至脱乙醛塔T-411/T-431 中汽提EO进一步提浓乙醛，减少含醛EO的排放，提高精制系统的EO 产品的收率。再沸器热源由精制塔釜液提供，回收凝液的热量。经脱乙醛塔处理后，脱乙醛塔塔顶贫含乙醛的EO物料气相返回至EO精制塔塔第25块塔盘，塔釜富含乙醛的EO物料配水后去EG进料缓冲罐D-511，D-511出来的物料与原EG进料系统合并进入R-520水合反应器。

图1 EO精制系统改造前(以T-430为例)

图2 EO精制系统改造后(以T-430为例)

在原EG精制系统中，汽提塔T-510高醛区物料依次经过进料预热器E-520、E-521、E-522、E-523加热至 130 ℃ 后进入R-520水合反应器，得到质量分数约为12%的乙二醇水溶液。该溶液进入预效蒸发器T-530，T-530的含醛工艺蒸汽作为T-531的热源，凝液经收集后进入脱醛塔T-580，T-580用中压蒸汽汽提醛，醛和蒸汽从塔顶抽出，塔釜液进入凝液罐D-533。乙二醇水溶液经T-530～T-536七效蒸发浓缩后得到质量分数85%富乙二醇溶液，浓缩后的富乙二醇溶液进入T-610脱水和T-620精制后，得到成品乙二醇。

改造后，来自ME-41401/43401混合器的含EO物料经过混合器M-51201配水后得到质量分数为2.3%环氧乙烷水溶液，进入新增的EG进料缓冲罐D-511，D-511釜液经G-516泵加压后进入EG进料系统，从R-520出来的物料经过预效蒸发器T-530和一效蒸发器T-531后得到质量分数为40%乙二醇水溶液，原七效蒸发系统减少为二效蒸发。T-531塔釜乙二醇水溶液经G-539加压后送至新增的T-2610脱水处理，T-2620塔精制后得到成品乙二醇。T-580塔釜脱醛后的凝液进入新增D-537凝液罐中，D-537凝液罐配有釜液泵G-537和G-538。G-537泵用于EG进料系统的加热，回收凝液热量。G-538泵出口凝液去蒸发系统回流总管，为T-530/531提供热回流，原G-541泵的回流停用。

图3 EG精制系统改造前

图4 EG精制系统改造后

2 改造节能措施

1)EO 精制塔含醛EO 排放增设脱乙醛塔，进一步提浓含醛EO 的乙醛含量，降低EO 的排放，提高精制系统的EO 产品率，充分利用精制塔釜液的余热，降低单吨EOE 的能耗及物耗。

2)T-530和T-531蒸发器采用原T-580脱醛塔釜液作热回流降低蒸汽及循环水的消耗。

3)充分闪蒸脱乙醛后的工艺凝液，回收余热并降低循环水的消耗。

4)优化公用工程消耗：蒸汽凝液最大限度地回收再利用，减少装置的能耗及物耗；提高装置控制水平，优化控制操作单元，减少排放，降低能耗及物耗。

5)采用先进控制系统，提高装置控制水平，优化控制操作单元最大限度降低装置能耗。

6)采用新型高效机泵，降低装置用电负荷，提高能量转换效率；

7)尽量选用高效换热设备，如高效板式换热设备，提高能量回收率，降低循环水消耗；

3 技术标定

2022年8月10日，正式进料开车，之后成功产出合格环氧乙烷产品。为了考察全环氧结构调整效果，验证环氧乙烷、乙二醇产品质量能否到达设计要求，以及单位当量环氧乙烷能耗情况，对装置运行情况进行了 72 h 技术标定。标定期间1#氧化装置运行负荷为100%，标定时间从2022年10月20日8∶00～2022年10月23日8∶00，装置标定期间主要分析结果如表1所示。

表1 标定期间主要分析结果

3.1 产品质量分析

此次改造的核心是环氧乙烷精制塔脱醛流程的改变，因此，产品的脱醛效果是这次改造成功的关键。系统中醛含量对精制系统的平稳运行至关重要，醛含量高会生成醛类聚合物导致相应管线堵塞[3]，从表1标定期间的分析结果可以发现，两座精制塔的环氧乙烷产品和回流管中醛含量都远低于控制指标，表明的新增的脱乙醛塔脱醛效果理想。乙二醇产品质量也超出了设计时的国标工业级乙二醇，产品指标达到聚酯级，表明此次改造成功。

3.2 产品能耗分析

经过改造后全环氧模式下，EO相对于EOE的占比从0.59提高到0.94，远高于国内同类型装置，达到了最初增产环氧乙烷减产乙二醇的目的。除此之外，改造后装置的能耗大幅降低，但与设计值仍有一定的差距，工艺指标还有进一步优化的空间。

表2 改造前后的能耗与EO占比

4 结论

原EO/EG装置在结构调整之后整体运行平稳，生产正常，产品质量达到设计标准，能耗大幅降低，达到行业先进水平，为国内同类装置的改造提供了相关经验。调整之后的当量环氧乙烷(EOE)能力的接近95%用于生产精制环氧乙烷(EO)产品，通过新的脱醛方案设计，减少的精制环氧乙烷的损失，保证了产品质量及产能，达到了预期的效果。