1、山西化工公司甲醇二甲醚工程项目可行性研究报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月山西化工公司甲醇二甲醚工程项目可行性研究报告建设单位：XX建筑工程有限公司建设地点：XX省XX市编制单位：XX工程咨询有限公司20XX年XX月208可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位：XX工程咨询有限公司资格等级： 级证书编号：（发证机关：中华人民共和国住房和城乡建设部制）编制人员： XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日目录1 总 论151.1 概述15项目提出的背景、投资必要性及意义161.2 项目概况181.2.1晋城市概况181.3 项目存在的问题2、及可能存在的风险231.4 研究结论232 市场分析和预测262.1 甲醇国内外市场分析26甲醇产品国内外近远期需求量预测332.2 二甲醚供需现状和需求预测34二甲醚产品用途34.1二甲醚特性34.2.二甲醚产品用途352.3产品价格分析533 建设规模与目标产品方案563.1 建设规模与产品方案选择563.2 产品规模563.3 产品规格与质量指标57燃料级二甲醚574 工艺技术方案选择及工艺说明604.1 备煤604.2 煤气化工艺选择及说明60a 可使用高水份，高灰份劣质煤气化61(1) 进料系统71(2) 供气系统71(3) 气化系统72(4) 除尘系统72(5) 废热回收、煤气除尘3、系统72(6) 循环水系统72（1）废气73（2）废渣744.3 粗煤气脱硫方案及说明74粗煤气脱硫工艺说明(流程见图)744.4 煤气压缩压力及机型方案的说明75粗煤气压缩压力的确定754.5 粗煤气变换、冷却工艺技术选择及流程说明76(1)废气77（2）废渣774.6 变换气脱硫、脱二氧化碳77变换气脱硫、脱二氧化碳方案的选择774.6.3 原材料及动力消耗824.6.4 三废排放834.6.5 净化工段主要设备选择834.7 硫回收、制冷工艺说明844.7.1 硫回收工艺技术方案的选择844.7.2 工艺流程说明854.8 合成气和循环气压缩864.9 甲醇合成、H2回收工艺选择及说明84、74.9.1 国内、外甲醇合成工艺技术概况874.9.2 工艺技术方案的选择884.9.3 工艺流程说明（工艺流程图见图5）904.9.4 原材料及动力消耗914.9.5 三废排放924.9.6 氢回收93.2.1工艺流程简述934.10 二甲醚合成技术方择及说明案选95二甲醚合成技术的选择954.10.2工艺流程简述98主要设备选型994.11 甲醇精馏1004.11.1.工艺技术方案的选择1004.11.2工艺流程及消耗定额101原材料、动力消耗定额及消耗量表1024.11.3.三废排放1024.11.4主要设备选择1034.12 空分装置和氧气压缩104kW1084.13 技术来源1095、4.14 主要工艺装置和关键设备能力（见表4-8）1094.15罐区1104.16 泡沫消防系统1124.16.3主要设备选型1134.17 自控技术方案1134.17.1 自动化水平114仪表的选型1154.17.5仪表的电源采用不间断电源（UPS）。1155 资源、原料、燃料供应1165.1 煤资源1165.1.3 年用煤量和运输方式1165.2 水资源1165.3 电1165.4 土地资源1175.5 各类资源价格1176 厂 址 选 择1186.1建厂条件118厂址的地理位置、地形、地貌概况1186.2厂址方案1217 公用工程方案1257.1总图运输125(1) 采用的规范与标准126、5（1） 布置原则:125（3）布置方案：1257.2 给水排水128工厂给水1287.2.1.1 给水水源128.4 污水处理工作原理及工艺流程1367.3 供热139（1）热负荷139（2） 设计原则140（3） 机组规模及运行方式140（4）主要设备技术规格:142（5） 上煤、排渣、除灰、脱硫143（1） 原则性系统的拟定144（2） 系统出力145（3） 出水水质145（4）锅炉补给水处理系统的连接及操作方式145（5）水处理室的布置145（6）废水排放量 50 t/h1467.4 供配电1467.4.1.1设计依据和设计采用的标准、规范。1467.4.1.2 设计范围：147用电负7、荷及全厂变电所1507.4.3.3 计量：1517.4.9.2 关于消谐措施：1547.5 工厂外管网1557.6采暖通风及空气调节1567.7 维修1577.8 中央化验室1577.9土建1587.9.1土建设计原则1588 节 能1608.1概述1608.2 节能措施160降低合成气中惰性气体含量1609 环 境 保 护1639.1 厂址与环境现状1639.2 执行的环境质量标准及排放标准163(1) GB3095-1996环境空气质量标准二级标准163(3) GB3096-93城市区域环境噪声标准类区标准163(4) GWPB41999合成氨工业污水污染排放标准表2大型企业排放标准1638、9.3 建设项目的主要污染源及污染物163废气主要污染源与污染物1639.4 本工程拟采用的环保治理措施167.1 造气备煤系统粉尘1679.4.3 固体废物治理措施1699.5 环境影响分析1699.6 绿化1709.7 环境监测与管理1709.8 环保投资17010劳动安全17110.1 编制依据171(11) 压力管道安全管理与监察规定劳部发1996140号17110.2 采用标准171(GBJ191987)172(19) 固定式钢直梯安全技术条件(GB4053.11993)17210.3 生产过程中不安全因素分析17310.4 劳动安全设计中拟采取的主要防范措施17410.4.1 防火9、防爆17410.5 预期效果17611职业卫生17711.l 编制依据及采用标准17711.1.1 编制依据17711.1.2 采用标准177(7) 采暖通风与空气调节设计规范(GBn987及2001177(9) 作业场所空气中呼吸性煤尘卫生标准(GBl6248177生产过程中出现的易燃易爆危险物17811.2.4 产生危害因素的岗位17911.3 职业卫生设计中采取的主要防范措施17911.4预期效果18112 劳动安全与工业卫生18212.1 设计遵循的法令和标准规范18212.2 工程概况18312.3 生产过程中危害因素分析183（1）生产过程中出现的有毒有害物183（2）生产过程中出10、现的易燃易爆危险物184（3）生产过程中可能出现的危害因素184（4）产生危害因素的岗位18512.4 设计中采取的防范措施186（13）全厂设水消防，并配有移动式的消防器材，防止火灾爆炸事故的发生18812.5 安全机构的设置及定员188（1）机构设置及定员188（2）气体防护站装备18812.6 劳动安全卫生投资估算18913 消 防19013.1本工程设计执行的规范、标准190石油化工企业设计防火规范(GB50160-92) (99年修订版)19013.2工程概述及消防环境现状19013.3工程的火灾危险性分析19113.4工程设计中的安全措施19113.5消防设施和措施192在全厂范围11、内依规范设置移动式的消防器材，防止火灾爆炸事故的发生19213.6消防投资估算19214 工厂组织和劳动定员19314.1 工厂体制及管理机构的设置19314.1.1确定原则19314.1. 2组织机构19314.2 生产班制和定员19314.3 人员来源和培训19415 项目实施规划19515.1 建设周期的规划：195可行性研究编制和报批19515.2 实施进度规划19516 投资估算及资金筹措19716.1投资估算19716.1.1估算依据和说明1974.工程其他费用按照有关规定并结合本工程实际情况估算。19716.1.2 建设投资估算19716.1.3 流动资金估算19716.1.4 12、项目总投资19716.2 资金筹措及投资使用计划19817 财务、经济效益初步评价20117.1产品成本和费用估算20217.1.1产品成本和费用估算的依据和说明2023.本项目无形资产、递延资产分别按10和5年分别进行摊销。20217.1.2 成本费用估算202年总成本费用=24715.46万元20217.2 财务评价20217.2.1财务评价依据和说明20217.2.1.1建设进度及生产负荷20217.2.1.2 产品方案及生产规模20317.2.1.3流转税金及附加估算20317.2.2 主要报表分析20317.2.2.1 财务现金流量表20417.2.2.2 损益表20417.2.2.13、3 资金来源与运用表和资产负债表20417.2.3 财务评价的主要指标20417.2.3.1静态指标：20417.2.3.2 动态指标：20417.2.4 不确定性分析20517.2.4.1 盈亏平衡分析20517.2.4.2 敏感性分析20517.3 结论2051 总 论1.1 概述 项目名称、主办单位、法人代表(1) 项目名称：山西。股份有限公司20万吨甲醇/年10万吨二甲醚工程(2) 主办单位：山西。股份有限公司(3) 企业性质：股份有限公司(4) 法人代表：。 可研报告编制依据.1 山西省发展和改革委员会文件晋发改工业发2005919号 关于“关于山西。实业集团有限公司20万吨甲醇/年14、10万吨二甲醚项目建议书”的批复。.2山西。股份有限公司与化学工业。、全国煤化工。中心签定的技术咨询合同书。.3 可行性研究报告编制程序及内容深度规定（HT102032003）。.4 山西。股份有限公司提供的资料。 可研编制原则.1 严格执行国家产业政策，严格执行有关环保、消防、劳动安全和工业卫生法规。严格遵守有关的强制性标准规范。.2 选择先进、可靠、适用的技术，尽量选用国产化设备和材料，降低工程投资。.3 尽一切努力节能降耗，节约用水，节约土地、提高项目经济效益。.4 提高自动化水平，节约劳动力。.5 实事求是地搞好市场调查，选择市场潜力好的产品，合理确定规模，规避投资风险。 可研编制范围15、本可行性研究范围包括产品市场分析、建设规模和产品方案确定、贮煤场、备煤、全部工艺生产装置、辅助生产装置、公用工程、土建工程、厂址选择、原料煤来源及供应、总图运输、环境保护、消防、劳动安全及项目技术经济分析等。 项目提出的背景、投资必要性及意义.1能源是国民经济发展的重要物质基础。煤炭是我国分布较广、储量最多的能源资源。我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国。而石油和天然气由于资源等方面的原因，我国石油产量难以大量增加和满足要求，因此，我国将很快成为石油进口大国，这无疑将对我国外汇平衡和世界油价带来不可忽视的冲击，同时威胁到国家经济安全。根据这一能源形势和中国经济发展的巨大需求量决定了我国能源仍将16、主要依靠煤炭作为主要能源的格局在相当长的时期内不会改变。煤炭既是重要的一次能源，也是重要的化工原料。利用先进的煤气化技术，将煤转化为合成气，并利用富含氧化物的特点，生产加工成含氧的碳氢化工产品和液体燃料，不仅可以提高煤的利用率，同时还可以大量降低二氧化碳排放量，改善环境，维护生态平衡，增强人民身体健康。另一方面，可以减少产煤地区大量煤炭外运，改善运输系统作业条件。补充和满足国家对含氧有机化工产品和液体燃料的需求，发展循环经济，对国家经济的可持续发展，保护环境与生态平衡具有重要的现实意义和深远的战略意义。为此，加快煤炭行业改革，实现煤的就地转化，变煤的不利因素（如直接燃烧，消费过程中污染大）为有17、利因素（附加值高，无运输污染），发展以煤气化为龙头的煤化工，生产甲醇、二甲醚、合成油等化工产品，逐渐改山西产煤大省、原煤输出大省为煤化工产品生产大省，是山西经济发展的战略需要。山西省属既无石油资源，又无炼油企业的地区，所有油品包括液化石油气均需从省外通过长距离运输来供应，不仅加重了运输压力，也造成了液化石油气的投资成本相对较高。然而山西省煤炭资源丰富，利用煤炭资源开发生产二甲醚产品，将煤炭资源就地转化为洁净燃料产品，不仅可以促进山西省煤炭资源的合理开发利用，推动山西经济的快速发展，也可减轻长途运输油品带来的压力。清洁燃料的使用也可提高人们的生活质量，加快现代化城市建设的步伐。另外，随着二甲醚在18、内燃机技术研究的进展，我国柴油汽车推广使用二甲醚清洁燃料已为期不远，二甲醚在山西省汽车运输方面也将发挥不可估量的作用。因此，加快二甲醚在民用及工业燃料市场的推广对于山西省来说更具有现实意义。二甲醚不仅是一种重要的能源和基本化工原料，可以代替柴油作动力燃料。同时，随着1990年美国通过空气清洁法及全球环境标准的日趋严格，世界二甲醚消耗量更是急速增加。因此，尽管不排除某一时期由于种种原因可能造成二甲醚市场供求关系及价格波动，但从长远观点看，二甲醚产品具有广阔的市场发展前景。该项目不仅解决晋城地区 “三高”劣质煤的出路，还可为山西省乃至全国类似矿区的劣质煤资源洁净化开发利用提供技术示范。总之，依托上19、述有利条件，建设二甲醚项目，投资小，见效快，运行成本低，风险性小，并可为企业进一步发展打下坚实的基础。本项目工艺还为联产精甲醇、精二甲醚及其后加工产品创造了技术条件，使企业的产品选择更加灵活，产品结构更加合理，增加了项目的抗击市场风险能力。1.2 项目概况1.2.1晋城市概况 晋城市古称泽州，位于山西省东南部，东经1120113.50，北纬350360之间。1985年经国务院批准为省辖市，现辖一市四县一区（高平市、阳城县、陵川县、泽州县、城区）。它的东部和南部与河南接壤，西邻山西省临汾、运城地区，北与长治市相连。全市总面积9491平方公里，总人口205万人。山西。股份有限公司位于晋城市开发区。20、晋城市居华夏腹地，地貌以山地、丘陵为主，整个地区的地势呈东西高，中部低的簸箕状。拟建厂的位置位于晋城市泽州县高都镇车岭村北侧地界，为丘陵，可耕地。 工程地质、水文地址、地震烈度.1 工程地质拟建厂区为第四纪沉积地层，土层分布基本均匀，表面为非自重湿陷性黄土覆盖层（局部为一级湿陷性黄土层），厚度为216米，成分以砂质粘土为主，呈可塑状；其下为粘土类土壤，以砂质粘土为主并含有钙质，呈可塑状，该层分布较厚，钻探深度15米仍未见变层（据调查资料，基岩埋深约在地面下3040米，为石炭二叠纪的山西统地层），该区地层一般为中等压缩性土壤，部分地区为高等压缩性土壤。.2 水文地质根据含水层的特征和含水层的埋藏21、条件，可取的地下水可分为浅层孔隙水、中层岩溶裂隙水和深层岩溶裂隙水三类。浅层孔隙水赋存于第四系松散岩层中，含水层厚为540米，水位埋藏浅，属潜水类型，补给以大气降水为主，富水性尚好，可供农业灌溉，没有工业开采价值。中层岩溶裂隙水赋存于石炭系薄层状灰岩中，含水层一般为3060米，水位埋藏340米，属承压水类型，补给类型为大气降水和临近水域的渗透，富水性不均一，该层水经20多年的开采，水位不断下降，已出现泊村泉断流，部分地段被疏干的现象，说明已无增大开采的可能性。深层岩溶裂隙水赋存于奥陶系及寒武系地层中，本区奥陶系中统灰岩地层岩溶裂隙较发育，单井出水量达120150米3/时，且补给条件较好，是该区22、地下水的主要开采层。该区岩溶水为无色、无味、透明度较好的水，水温在1415左右，矿化度多数在0.270.5克/升之间，均小于1克/升的饮用水标准，属低矿化度水，总硬度一般在1320德国度，pH值在6.98.0，属中性水。大部分水质类型为重碳酸盐型水，基本符合饮用水的卫生标准。.3 地震烈度拟建厂区地质构造处于比较稳定的冀晋隆起的东南部，对厂址影响最大的地震力主要来自汾渭地震带的临汾、长治潜在震源区和河南地震带的新乡潜在震源区。本工程属大型煤化工项目，有易燃易爆工艺物料，高层建构筑物属重要建筑工程，各类建构筑物在地震安全性评价后，在设计时确定地震设防等级以确保工程安全。晋城地区地震基本烈度为6度23、。.4气象条件(1) 气压（hPa）年平均 931.0 夏季平均 923.1冬季平均 936.9(2) 气温（）年平均 11.2极端最高 38.6极端最低 -19.0最热月平均 24.0最冷月平均 -3.1(3) 相对湿度（%）最热月平均 77最冷月平均 51最热月14时平均 61(4) 采暖（8） 初日 11月16日终日 3月12日初终间日数 142天(5) 风 风速（m/s）年平均 2.2夏季平均 2.0冬季平均 2.3 风向年风向 C S夏季风向 C S冬季风向 C NW(6) 降水 mm平均年总降水量 599.9一日最大降水量 97.9最大积雪深度 210雪压 2.7g/cm2(7) 24、冻土 cm最大冻土深度 43冻结日期（10mm） 12月11日解冻日期（10mm） 2月22日(8) 各类天气日数平均降雪日数 24.2天平均积雪日数 24.4天平均雷暴日数 25.3天山西。股份有限公司概况山西兰花煤炭实业集团有限公司创建于1997年，是一个集煤炭、化肥、精细化工、生物制药、机械制造、房地产、旅游开发等多元产业为一体的国家大一型企业。1998年以主要经营性资产独家发起以募集方式设立上市公司“山西。股份有限公司”(股票简称：兰花科创，股票代号：600123)。公司地处全国最大的无烟煤煤田沁水煤田的腹地，资源优势突出(公司矿井批准工业储量为165亿吨，其中保有可采储量8.1亿吨)25、，并列为全国化肥原料基地大型企业之一，已通过IS09002、IS014000、IS018000“三标一体”认证。公司主导产品包括“兰花”牌煤炭、化肥系列产品，全部为省级名牌产品。其中久负盛名的“兰花”牌无烟煤为山西名牌产品，储量大、煤质好，煤层厚、易开采、成本低，具有“三高两低一适中” (发热量高、机械强度高、含碳量高、低灰、低硫、可磨指数适中)的显著特点，备受国内外化工、电力、冶金、建材等行业用户的青睐。目前，山西。股份有限公司下属四个煤矿分公司，一个化肥分公司，一个化工分公司，八个参控股公司。年产煤炭450万吨，尿素30万吨，现有职工9884人。股票上市以来，公司通过资本市场两次募集资金526、8亿元，资产规模急剧扩大。经过五年的制度创新、管理创新、技术创新，公司现已发展成为集煤炭、化肥、精细化工、生物制药等多元化产业为一体的大型现代化企业，经济效益大幅攀升。截止2004年末，公司总资产2275亿元，净资产1285亿元，年实现利润总额437亿元，净利润282亿元，每股收益076元，净资产收益率达到2193。公司始终坚持“煤、电、化”产业发展规划，按照“提升主业，挺进高科，优化结构，异军突起”的方针调整产业、产品结构，力争在三至五年内实现“1116”产业目标，即年产1000万吨煤炭、100万吨尿素、1200MW电力、6万吨精细化工，届时资产达到100亿元，年销售收入达到50亿元，年实现27、利税18亿元，实现利润10亿元。历经几年的迅猛发展，公司始终秉承“创新赢得明天”的经营理念，弘扬“合力向上，奋进不止”的企业精神，依托科技，开拓进取，企业于2004年跻身于山西省工业企业30强、全国煤炭企业100强。成功的运作赢得了业界和社会各界的广泛认同，曾获得“全国五一劳动奖状”“全国煤炭开采和洗选业效益十佳企业”“山西省优秀企业”“山西省结构调整先进企业”“晋城市优秀企业”等多项荣誉。1.3 项目存在的问题及可能存在的风险由于本项目属于示范工程，国内尚无大型工业化生产装置的先例和经验，可能存在一定风险，在工程设计和建设等方面应当高度重视。1.4 研究结论1.4.1 本项目产品是国家长期迫28、切需要的能源，无论近期、远期，市场都将十分广阔。项目经济效益较好，环境效益、社会效益好。 1.4.2 项目所选工艺不仅生产二甲醚，还可生产一定量甲醇产品，为发展以甲醇为原料的精细化工产品创造了条件，示范提供技术条件，项目有较强的抗击市场风险能力。表11 综合技术经济指标序号项 目 名 称单 位数 量备 注1生产规模吨/年20.00104其中：二甲醚吨/年10.0104 甲醇吨/年5.5104 硫磺吨/年0.912104 氩气Nm3/年518.401042年操作日小时72003原料煤吨/年28.991044燃料煤吨/年20.161045新鲜水吨/年4.0321066电kWh/年45.02106729、催化剂（化学品）变换催化剂吨/年15甲醇合成催化剂吨/年35二甲醚合成催化剂吨/年10纯碱吨/年800V2O5吨/年25硫回收催化剂吨/年1.658全厂定员人4009占地面积公顷27.5111技术经济指标建设投资万元70541.64总投资万元75070.04平均销售收入万元40851.95年利润总额万元11060.19年销售税金总额万元4553.00投资利润率%14.29投资利税率%20.18内部收益率%18.3814.18所得税前所得税后净现值万元26698.378425.94所得税前所得税后投资回收期（含基建期二年）年6.667.68税前税后贷款偿还期年7.27含基建期二年2 市场分析和预30、测2.1 甲醇国内外市场分析 甲醇的用途甲醇是一种应用广泛的基础化工原料和优良的清洁燃料，在世界基础有机化工原料中，甲醇消费仅次于乙烯、丙烯和苯，是一种大宗有机化学品，由它可以加工成的有机化学品有100余种。目前，我国很多甲醇下游产品的需求速度发展很快，特别是甲醇制丙烯（MTP），制乙烯（MTO）的技术开发成功，为甲醇市场提供了一个巨大的发展空间。甲醇还可以掺入汽油或者直接作为燃料。近年来随着甲醇汽车、二甲醚民用燃料的推广，甲醇已从单一的化工原料拓展为液体燃料，需求量成倍增长。由此可见，我国甲醇市场的前景将呈乐观态势，潜在的市场空间是很大的。甲醇在化工生产中具有非常重要的地位和极其广泛的用途。31、主要用于生产甲醛、醋酸、甲基叔丁基醚(MTBE)、二甲醚、乙烯、丙烯等多种有机产品；也是农药(西维因、呋喃丹、杀虫剂、杀螨剂、医药硫酸二甲酯、甲醇钠、合霉素)的原料；另外，也广泛用于甲醇的酯化物(对苯二甲酸二甲酯（DMT）、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、卤代物(氯甲烷)及甲胺类产品的生产。因此，甲醇在化学工业、医药工业、轻工业、纺织工业以及运输业等领域都有广泛的用途。甲醇还是一种重要的有机溶剂。甲醇最大的潜在用途是直接或加工成燃料。 国内外甲醇近几年生产能力、产量及变化趋势预测.1 国外情况2000年世界甲醇生产能力已达3653万吨/年，全球甲醇生产能力主要集中在天然气丰富的地区中东和中南美洲。M32、ethanex公司是世界最大的甲醇生产及销售公司，约占世界总生产能力的21。近年世界甲醇生产能力分布情况见表21。表21 近年世界甲醇生产能力分布情况（万t/a，） 地 区1998年1999年2000年生产能力比例生产能力比例生产能力比例加拿大215618961895美国736226431963117中南美575176481967218西欧410124101241011东欧370113701137010中东376114671459116亚洲（不含中东）337103371035710大洋洲247724772477非洲8228221655其他211211211合计3369100341410036533、3100近几年，一些具有丰富天然气资源的国家尽管其国内需求量有限，但仍在建或拟建世界级大型或超大型甲醇装置，向其它国家出口大量甲醇。如2005年以前，拉丁美洲的特立尼达计划新建80万吨/年、170万吨/年、97.5万吨/年三套装置；中东的卡塔尔将分别在其Umm Said和Ras Laftan建设83万吨/年及100万吨/年几套装置；沙特石油公司与日本-阿拉伯甲醇公司在朱拜勒建100万吨/年甲醇装置，2005年投产。阿曼苏哈尔兴建100万吨/年的甲醇厂预计2006年竣工。一些工业发达国家却由于经济性及其它一些方面的原因，纷纷关闭一些能力在80万吨/年以下效率不高的甲醇装置，转向向其它国家进口甲醇34、。如日本曾经是一个甲醇生产大国，但目前已没有甲醇生产装置。而北美到2005年，有三分之二以上的甲醇生产装置要停产，剩下的甲醇生产能力只有300万吨/年，开工率很有可能也会降低至6070。根据目前现状和今后预测，加拿大、拉丁美洲、东欧、非洲这些国家和地区将是甲醇的主要生产地。预计2004年世界甲醇生产能力将达到4060万吨。2005年世界甲醇生产能力和产量预测如表2-2所示。表2-2 世界甲醇生产能力及产量预测(万t) 年 份总生产能力总产量开工率2001年3697.22918.979%2002年3817.22990.178%2003年3881.53077.479%2004年406036808035、%2005年5099470080%.2 国内情况目前我国甲醇装置与国外相比差距还很大。国外近几年新建的甲醇生产装置规模一般为50万80万吨/年级，并且多建在富产天然气的国家和地区；而国内甲醇装置由于大多采用联醇工艺，规模小，物耗和能耗较高，造成生产成本高，开工率低，根本无法在价格上与进口甲醇竞争，近几年因此而停产或半停产的生产企业就有30多家。目前我国共有甲醇生产企业200多家，2004年我国甲醇产量达到441万吨，表2-3列出了国内主要甲醇生产企业情况。表2-3 国内主要甲醇生产企业产量 kt企业名称2002200320042004增长率%全国上海焦化有限公司中国石化集团四川维尼纶厂榆林天然36、气化工有限责任公司大庆油田化工有限公司内蒙古苏里格天然气化工股份有限公司哈尔滨气化厂中国天然气股份公司青海分公司长庆油田公司巨化集团公司湖北宣化集团有限公司河南省中原化工集团股份有限公司湖南智成化工有限公司河南蓝天集团有限公司遂平化工厂河南省煤气（集团）有限责任公司义马气化厂山西丰喜肥业（集团）股份有限公司西南油气田分公司中国石油吐哈油田分公司安徽省涡阳县化肥厂河北新化股份有限公司安阳化学工业集团有限责任公司临泉县化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司淇县华源化工有限公司河南省孟津县化肥厂开封市尉氏县化工总厂231818723612818411188935024453701021237、5333213720326621824212421301221109482707777074571024540565646565837334406325296227214172119106101989390868382807569646363625755535134.949.022.583.30.51.83.67.519.533.517.711.910.640.726.454.261.913.412.236.12.75.741.352.9 2004年我国甲醇需求强劲，甲醇产量达441万吨/a比2003年增长34.9%。进口135.9万吨/a，表观消费573.2万吨/a，增长24.1%。200538、年一季度共生产甲醇120万吨，同比增长16.9%,进口29.5万吨，表观消费149.3万吨/a，同比增长8.2%,由于油价猛涨，甲醇价格稳定在22002500元/t之间，受甲醇需求、利润、潜在市场的驱动，近两年掀起了一股兴建甲醇热，据不完全统计，全国各地在未来几年将新建或扩建甲醇生产能力10Mt/a，其中80%以上集中在中西部地区。规划和计划建设的甲醇项目见下表2-4。表2-4 规划和计划建设的甲醇项目公司地点规模kt/a鄂尔多斯市化建能源化工有限公司新奥集团伊利集团苏里格天然气化工股份有限公司陕西榆林天然气化工有限责任公司陕西省渭河集团神木化工公司（陕西省投资集团公司）天脊集团潞城化工有限公39、司潞安环能煤焦化有限公司山西焦化集团有限公司晋城煤化工基地晋中市煤化工基地山西大洋公司重庆化医控股（集团）公司建峰化工厂香港建滔化工集团泸天化绿源醇业有限责任公司宜宾天科煤化工有限公司永城煤电（集团）有限责任公司河南省卫辉市豫北化工有限公司河南开祥化工有限公司河南正阳县骏马化工集团有限公司河南省安阳化工集团公司河南蓝天集团中国石油吐哈油田分公司玉门石油管理局云南省曲靖市中海石油化学有限公司中国天然气股份公司青海分公司大化集团辽河油田上海浦东火炬投资公司兖矿集团煤化工基地山东联盟化工公司宝钢集团煤山钢铁公司宁煤集团公司宁夏宝塔石化集团大同煤业集团皖北煤矿集团陕西咸阳甘肃华亭山西柳林香港能源环保集40、团有限公司包头市煤化工联合企业贵州织纳煤化工工厂湖南资汇氮肥厂河南焦作甲醇工程新江南疆甲醇工程江苏镇江甲醇工程内蒙古鄂尔多斯市东胜区内蒙古达拉特旗内蒙古鄂尔多斯高原上巫审旗陕西榆林陕西省渭河陕西省神木山西长治山西长治山西洪洞山西晋城山西晋中山西重庆重庆长寿化工园四川泸州四川宜宾河南永城河南卫辉河南义马河南正阳河南省安阳河南驻马店新疆吐哈油田甘肃玉门云南曲靖海南省青海辽宁大连经济开发区辽宁安徽省淮北煤矿山东兖州山东上海宁夏灵武宁夏灵武大同淮南市咸阳华亭柳林鄂尔多斯包头织纳湖南焦作南疆镇江400600180200200200600200120500600600850750400505005040041、3020030024010080600300300305006001001008506006001200（一期600）60060060050003003003003002020合计22530近十年我国甲醇进出口情况见下表2-5：表2-5 近几年甲醇产品进出口情况(万t) 年 份进 口 量出 口 量净进口量199520.894.6816.21199641.430.0541.39199724.181.1923.46199869.102.8866.221999137.390.1326137.262000130.650.0452130.612001152.130.9589151.172002 180042、.0795166.7620031412004135 从2000年我国甲醇进口的来源分布见表2-6，中东地区的数量最大，占总进口量的56.42%，其次为新西兰，占32.18%，其它国家的份额较小。中东、新西兰等地甲醇，由于其天然气资源丰富，价格低廉，成本低，竞争力强，是我国甲醇工业最大、最强的竞争对手。美国和西欧的甲醇，由于天然气价格高，成本较高，再加上运输等费用，其竞争力较弱。表2-6 2000年我国甲醇进口分布情况 进口产品来源国家所占比例，%巴林5.89印度尼西亚5.39伊朗6.86马来西亚4.41卡塔尔9.83沙特阿拉伯33.84新西兰32.18其它国家1.6合计100 甲醇产品国内外近43、远期需求量预测.1 国外情况预计在近几年之内，世界甲醇的最大需求国仍是美国、西欧和日本。亚洲将是甲醇需求量增长较快的地区，世界甲醇生产及消费状况预测见表2-7。表2-7 世界甲醇生产能力地区2003200820032008能力/kt比例/%能力/kt比例/%平均增长率/%非洲亚洲东欧中东北美大洋州中南美西欧世界合计17636333486661494938249581363775384555161316136211010017631025543661114415681000122562895452474231025322761000102132117953世界甲醇消费预测见表2-8表2-8 世界44、甲醇消费预测地区2003200820032008能力/kt比例/%能力/kt比例/%平均增长率/%非洲亚洲东欧中东北美大洋州中南美西欧世界合计2379984192818628940158130670973151213266281423100271121872204196375921771469760133464136762314231003431322112.2 二甲醚供需现状和需求预测 二甲醚产品用途.1二甲醚特性二甲醚（DME）是一种新型的清洁能源，具有替代石油和天然气产品的潜力。在室温下是无色气体，在0.6MPa下为液体，无腐蚀性和致癌性。国际上称之为21世纪洁净燃料，化学式为CH3OC45、H3，分子结构中只有C-H、C-O键，没有C-C键，其特性与液化石油气十分相似。十六烷值高达55以上。燃烧时无黑烟。释放的一氧化碳和氮氧化物极少，符合绿色能源的要求。二甲醚主要特性见下表。二甲醚主要特性分子式CH3OCH3分子重量46.07物理性质气体易于液化，火焰无色沸点-24.9熔点-141.5燃点-41.4液体密度0.66lg/ml临界压力5.23MPa临界温度128.80自燃温度350爆炸极限Vol：3.45-26.7%燃烧热1455kJ/mol蒸发热467.4kJ/kg十六烷值5560可溶于：水、汽油、CCl4、苯、氯苯、丙酮、乙酸甲脂.2.二甲醚产品用途今天世界上消耗的二甲醚主要是46、作为气雾推进剂中氟氯碳的一种替代品(用于带喷嘴的化妆品，涂料和农业化学药品的罐装容器中)。也作为化工原料，用来生产硫酸二甲酯、聚甲基苯和高纯度氮、N-二甲基苯胺和其他化学物的甲基试剂。另外，它还作为清洗剂，用于高精密仪器（电子仪器）表面的清洗。所有这些用途都需要高纯度的二甲醚。其纯度几乎都超过99.99wt%。本工程生产的二甲醚为“燃料级二甲醚”，将主要作为“民用燃料”、“工业燃料”和“车用燃料”，产品纯度95wt%；但是，将来有可能作发展其他用途，在本章节将简要的讨论所有的用途。.3 民用燃料 2003年末，全国设市级城市660个，城市人口33805万人。城市用气人口25929万人，燃气普及47、率76.7%，液化气供应总量1125万吨。由于二甲醚有与液化石油气相似的物理性质，同时又具有完全燃烧及污染物少等因素。二甲醚作为新型民用洁净燃料，具有巨大潜力在市场上销售。它可以在国内市场及还没有使用LPG的中小城市中作为LPG的替代品，以弥补国内LPG的不足。二甲醚与LPG的比较名称二甲醚LPG摩尔质量46.0746.860下的蒸气压力，MPa1.351.92液体密度（g/cm3）0.6610.56低热值(kJ/kg)2884045760爆炸下限(%)3.451.7理论空气量6.9611.32完全燃烧时最大理论烟雾量(N0x， 以NO2计，g/m3)7.4612.02理论火焰温度()206148、2055自燃温度()235250燃料级二甲醚的纯度一般要求大于95%，其余为甲醇、C3-C4烃、水。这可保证瓶装二甲醚（液化气）在通常室温下烧尽。二甲醚40时的蒸汽压仅为0.880MPa，比LPG要求在37.8时蒸气压低于1.380MPa低，符合液化石油气要求（GB 1117489）。因此，LPG气瓶、槽罐车、灌装站、均可用于二甲醚。中国科学院山西煤化所在国内外首先提出二甲醚作为民用燃料，于1995年在陕西西安新型燃料及燃具公司建立500吨/年二甲醚试验厂。采用DME配套灶具和LPG钢瓶，在用户中使用正常。二甲醚的低热值为LPG的63%，但LPG为C3-C4（C5）的混合物，开瓶气与瓶底气组成49、不同，平均热效率偏低（55%），而二甲醚为化合物，自始至终组成恒定，可均衡保证较高的热效率（60%），另外国产LPG多数带残液（每瓶1-2kg），再考虑到DME燃烧无黑烟，不黑锅底，在DME燃料不能做到优质优价时，将上述因素结合起来考虑，二甲醚和LPG的当量比取0.8：1较为合理。在室内开或关门窗，及用或不用抽油烟机等不同条件下进行二甲醚燃烧试验，经陕西省燃气用具质量监督站，陕西省环境监测中心站等检测。 检测结果表明：“在着火性能、燃烧工况、热负荷、热效率、烟气成份等方面符合煤气灶CJ4-83的技术指标”；“二甲醚燃料及其配套燃具在正常使用条件下对人体不会造成伤害，对空气不构成污染”；“该燃料50、在使用配套的燃具燃烧后，室内空气中甲醇、甲醛及一氧化碳残留量均符合国家居住区大气卫生标准及居室空气质量标准”。因此，二甲醚作为民用燃料具有以下优点：二甲醚在室温下可以液化，气瓶压力符合现有液化石油气要求，可以用现有液化石油气罐盛装，确保储运安全。DME与LPG一样，同属气体类燃料，使用方便，不用预热，随用随开。二甲醚组成稳定，无残液，可确保用户有效使用。 二甲醚比LPG具有更好的燃烧特性，在燃烧时不会产生不安全的气体。燃料级二甲醚（DME99.3%）可用于民用，在运输、储存和使用期间不会影响其性能，不会危害环境，安全可靠。同品级的DME灶与LPG灶价格相同，若需用LPG旧灶改装，估计每个炉子只51、需花费1元人民币。二甲醚作为民用燃料，每吨二甲醚可满足5户4口之家（相当于20人）一年的用量（低标准）。那么100，000吨的二甲醚可以满足约200万人的用气需求。这项具有前景的实验结果增加了美国、日本和丹麦公司对二甲醚的兴趣。DME也可在饭店替代LPG。在居民煤气灶上进行的二甲醚燃烧试验同样可以应用在饭店的煤气灶上。在该用途中，用二甲醚替代LPG使用时，结果不应该出现技术或环境、健康和安全方面的问题。.4 工业燃料利用二甲醚替代乙炔气切割钢板试验，并取得意想不到的效果。通过二甲醚与乙炔气、液化石油气切割钢板对比试验，得出用二甲醚气割钢板，其综合经济成本约为乙炔气成本的三分之一，约为液化石油气52、成本的二分之一，而且切割产生的氧化铁较少，割口平整，有利提高焊接质量并节省钢材。实践中证明二甲醚气体用于工业气割时，其穿透能力强，切割速度快，耗氧少。工件切割表面平整，无挂渣，无需人工清渣，可提高工作效率，有效降低生产成本。另外，乙炔气生产是高耗能、且污染较大的行业，也是国家限制发展的行业，如二甲醚替代乙炔气在机械加工和建设行业推广使用。.5 车用燃料90年代以来，我国的汽车业发展很快，年均增长率为12.7%。随着石油工业的发展机动车数量的增加，我国石油出口国变为一个石油进口国。但机动车用石油基燃料会造成环境污染。中国面临着严重的污染问题，尤其是在大城市。为了解决这些问题，世界范围内都在研究开53、发未来汽车代用燃料。相比来说，常规发动机代用燃料的LPG、LNG和甲醇等正在进行发动机点火的示范测试，因为他们的十六烷值低于10，只适合于点燃式发动机。二甲醚具有较高的十六烷值及很好的压缩性，非常适合压燃式发动机。结果显示出二甲醚是一种理想的新型燃料，可以替代柴油。试验指出，汽车使用二甲醚和使用石油燃料相比，使用二甲醚的汽车将大大降低污染物的排放，尾气不需催化转化处理能够满足国家的排放标准。另外，二甲醚发动机的噪音水平比石油燃料发动机的低。下表提供了二甲醚机动车燃料和柴油燃料的特性比较。二甲醚和柴油的主要物理特性比较名称二甲醚柴油化学式CH3-O-CH3CXHY分子重量46.07190220沸54、点()-24.9180360液体密度(g/cm3)0.6610.84理论空气燃料比率9.014.6十六烷值55604055蒸气化潜热(kJ/kg)460290低热值 MJ/kg28.8442.5自燃温度()235250粘结性(cp)0.154454碳(%)52.286.0氢(%)13.014.0氧(%)34.80二甲醚研究指出，二甲醚作为马达机动车燃料使它成为一种代替柴油的理想的新型燃料，因为：二甲醚的十六烷值比柴油高（5560）自燃温度低在燃烧期间产生的碳质烟雾排放物极少对金属无腐蚀在用于石油燃烧系统时，无需特殊的材料。具有高能量，低噪音，而且在燃烧时无颗粒释放物，因此二甲醚可以满足柴油机的55、环保要求。1997年以来，西安交通大学在“福特中国研究发展基金”的支持下，开展了直喷式柴油机燃用二甲醚的性能和排放研究，结果指出二甲醚发动机具有：单位功率比柴油发动机高1015%较高的热效率（高23%）低噪音（低1015dB） 超低的废气排放量，如：氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物比柴油发动机用常规燃料的排放量都低，相应为30%、40%、50%。这说明使用二甲醚可以满足欧洲和加利福尼亚的超低排放值（ULEV），这是在世界上最严格的标准。下表提供了用二甲醚柴油发动机释放量和ULEV释放标准值的比较。二甲醚发动机和ULEV释放值的比较ULEV二甲醚发动机试验的释放值NMHC (包括甲烷)1.30.256、1CO7.23.2NOx +HC2.52.4PM0.050.033HC CO0.250.25二甲醚发动机还能够满足欧洲的排放要求，我国在2003年9月已经采用了该标准。下表是欧洲标准和二甲醚柴油发动机排放量的比较。二甲醚发动机排放值和欧洲的排放要求的比较欧洲标准二甲醚发动机试验排放值全部HC1.10.2CO4.02.17NOX7.03.85PM0.150.05ECE R49 排放（g/kWh）研究表明，二甲醚的十六烷值5560，自燃温度低，而且二甲醚为含氧化合物，含有34.8的氧，燃烧后生成的碳烟少，对金属无腐蚀性、对燃油系统的材料没有特殊要求。而且，二甲醚发动机的功率高于柴油机，可降低噪音，57、实现无烟燃烧，符合环保要求，是理想的柴油代用燃料。目前西安交通大学已在中型客车上成功地进行了行车试验，效果十分显著。二甲醚作为柴油发动机洁净燃料，除建立二甲醚规模化大型生产装置，还需要建立与之配套的基础设施，如储运站、加油站、二甲醚发动机生产基地等，需要得到国家的重视和支持，同时还需要一个市场化的过程。二甲醚氧化偶联后可合成十六烷值60100的燃料添加剂，该添加剂常温下可以与柴油以任何比例相溶，可以配成十六烷值4157的燃料。在我国发展超低排放的二甲醚是利国利民、实现可持续发展战略的一件大事，前景十分广阔。为此，原机械工业部副部长，现中国内燃机协会理事长季守仁等三十多位业内专家联合提出了关于我58、国发展超低排放二甲醚汽车建议书。据报道，日本三菱燃气化学、三菱重工、日挥、伊滕忠商事四家公司成立一家名为“日本DME公司”联合公司，注册资金一亿日元，就发展新一代燃料二甲醚（DME）展开可行性调查。四家公司计划于2006年在澳大利亚西部批量生产二甲醚，返回日本作为洁净燃料。西安交通大学经过多年的研究得出结论，二甲醚是一种比较适合柴油发动机使用的代用燃料,而且发动机的功率高于柴油机，噪音小，可实现无烟燃烧，其尾气排放能达到国际最严的欧标准，是理想的柴油代用燃料。但是二甲醚要在柴油发动机上使用须对发动机进行改装。综上所述，二甲醚产品在民用燃料和工业燃料市场上已逐步被人们接受，二甲醚作为柴油汽车替代59、燃料也为期不远，二甲醚产品市场方兴未艾，可预测二甲醚作为21世纪清洁燃料其市场前景是十分可喜的。.6 气雾胶推进剂从二甲醚消费领域看，气雾剂推进剂是二甲醚的主要用途。20世纪60年代以来，气雾剂产品以其特有的包装特性，深受消费者欢迎，以前气雾剂产品大量使用氟氯烷作抛射剂（推进剂），由于使用时氟氯烷全部释放到大气，对大气臭氧层造成严重破坏，从而影响人类健康、动植物生长和地球生态环境，因此，世界各国都在致力于寻找氟氯烷的替代品，我国从1998年起禁止气雾剂中使用氟氯烷（医疗用品除外）作抛射剂，氟氯烷的替代品现有LPG、DME、压缩气（CO2、N2、N2O）、氢氯氟碳（HCFC）、氢氟碳（HFC）。60、DME在气雾剂工业中的应用正以其良好的性能及相对较好的安全性能逐步替代压缩气体、氟里昂及丙（丁）烷气，成为第四代抛射剂的主体，DME使用量无论是在国外还是在中国都居LPG之后，居世界第二位，约有2530的气雾剂以DME做抛射剂，因此，二甲醚市场需求日益增长。2000年全世界DME气雾剂需求量约为15万吨。.7 作为环保型制冷剂和发泡剂二甲醚易液化的特性也引起人们的重视，利用DME的低污染制冷效果好等特点，许多国家正开发以DME代替氢氟烃作制冷剂或发泡剂。例如用DME与氟里昂制备特种制冷剂，随着DME含量增加，其制冷能力增强，能耗降低，国外已相继开发出利用DME作聚苯乙烯，聚氨基甲酸乙酯，热塑性61、聚酯泡沫的发泡剂。二甲醚作为发泡剂、能使泡沫塑料等产品孔洞大小均匀，柔韧性、耐压性增强，并具有良好的抗裂性。.8 用作化工原料二甲醚是一种重要的化工原料，可用来合成许多种化工产品或参与许多种化工产品的合成。它可以羰基化制乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酐、醋酸乙烯；可作甲基化剂制硫酸二甲酯、烷基卤以及二甲基硫醚等用于制药、农药与染料工业；可作偶联剂，用于合成有机硅化合物，DME可与氢氰酸反应生成乙腈，与环氧乙烷反应生成乙二醇二甲醚等，DME脱水可生产低碳烯烃，同时DME还是一种优良的有机溶剂。 二甲醚和LPG的供求状况.1世界二甲醚和LPG的供求状况2001年世界二甲醚的生产能力为每年170，000吨，62、产量每年150，000吨。亚太地区二甲醚的生产能力为55，000吨（占全球产能的32.3%），产量为42，000吨（占全球产量的28%）。中国的生产能力为22，000吨/年。大部分二甲醚作为空气推进剂。近年中国二甲醚发展很快，山东久泰是目前中国生产DME最大企业，产量6万吨/年，其次是四川泸天化生产1万吨/年，正在建设的有宁煤集团21万吨/年，泸天化10万吨/年。目前世界上生产的二甲醚几乎都是用天然气合成的。下表概括了二甲醚生产厂及各国的生产能力。世界二甲醚生产能力（2001年）公司名称生产能力（公吨/年）壳牌/RWE公司（德国）60，000Hamburg 二甲醚公司（德国）10，000Ark63、osue 公司（荷兰）10，000Dupont （美国）15，000澳大利亚10，000台湾15，000日本10，000中国22，000总产量152，000 另外，一些项目正在开发过程中，日本公司和政府正在对世界上的几个二甲醚项目进行预可行性研究。Mtsubishi气体化学公司正在对澳大利亚西部的150万吨/年的二甲醚厂和200万吨/年的甲醇厂进行预可行性研究。生产的二甲醚将用于发电和作为柴油发动机的燃料。日本还正在对卡塔尔、印度尼西亚和澳大利亚的规模为25004000吨/天的工厂（JFE公司研究）、伊朗和印度尼西亚的7000吨/天的工厂进行研究。 托普索在伊朗建设80万吨/年DME。预计2064、06年投产。目前世界上，50%的二甲醚用做气雾剂，约35%用来生产硫酸二甲酯，15%的作为燃料和其他用途。.2 国内二甲醚生产现状及供求预测中国进入二甲醚市场较晚，很长一段时间只有少数几家工厂生产二甲醚，生产规模小，技术比较落后。然而，二甲醚的需求随着气雾剂需求的增加日益增加，我国对气雾剂的需求，从1990年到1991年，需求量由4800万瓶增加到8600万瓶。到1992年增加到15800万瓶，到1995年超过2亿瓶，至今达到4亿瓶。二甲醚最早是从高压法合成甲醇副产物中经精馏而得，因为粗醇中二甲醚占3%以上。但目前高压法制甲醇早已被淘汰，国内基本上采用的都是甲醇脱水的两步法。液相法以硫酸为催化65、剂，腐蚀性强，中间产物硫酸氢甲酯有毒，排放废液污染环境，目前仅武汉一家采用此法，其他大多数厂采用的是气相甲醇脱水法，只有湖北田力公司采用浙江大学与五环化学工程公司共同开发的合成气一步法制二甲醚工艺。但今年山东鲁明化工公司（现名久泰科技公司）对原液相甲醇脱水法进行改进，并申请了专利技术，他们已按此法建成目前国内最大的30kt/a二甲醚生产装置。我国现有二甲醚生产装置规模及采用技术见下表。国内二甲醚主要生产厂家公司能力（吨/年）用途工艺方法技术来源投产年月山东临沂久泰科技公司（鲁明化工）（原5000）30000民用燃料甲醇液相脱水本公司、山东化工规划设计院2003.9扩建完成江苏吴县合成化学厂1066、00甲醇气相脱水浙江化工研究院1996湖北武汉青江公司（武汉硫酸厂）1500甲醇液相脱水传统工艺1995江苏昆山化工厂1000甲醇气相脱水上海石油化工研究院1991上海申威气雾剂公司800气雾剂蒸馏新技术上海石油化工研究院1995广东中山凯达精细化工公司（原2500）10000气雾剂甲醇气相脱水西南化工研究设计院1994.121998二次扩建成都华阳威远天然气化工厂2000气雾剂甲醇气相脱水西南化工研究设计院1995.12安徽蒙城县化肥厂2500气雾剂甲醇气相脱水西南化工研究设计院1997广州广氮集团公司5000气雾剂甲醇气相脱水西南化工研究设计院1998浙江义乌光阳化工公司2500气雾剂甲醇67、气相脱水西南化工研究设计院1996成都华菱公司2000甲醇气相脱水浙江诸暨新亚化工公司1000甲醇气相脱水湖北田力实业公司（随州化肥总厂）1500合成气一步法浙江大学、五环化学工程公司1997.9陕西新型燃料然具公司500民用燃料甲醇气相脱水中科院山西煤化所1997.6山西浑源化肥厂民用燃料合成气浆态床法中科院山西煤化所2001河南沁阳氮肥厂10000醇醚燃料甲醇气相脱水西南化工研究设计院1993江苏无锡氮肥厂10000醇醚燃料甲醇气相脱水西南化工研究设计院1993山西榆次佳新能源化工公司10000醇醚燃料甲醇气相脱水西南化工研究设计院1993山东荣城氮肥厂5000醇醚燃料甲醇气相脱水西南化工68、研究设计院1994贵州宏华新能源工业公司10000醇醚燃料甲醇气相脱水西南化工研究设计院1995湖北利川化肥厂3000气雾剂甲醇气相脱水西南化工研究设计院1997安徽淮阳化肥总厂2500甲醇气相法西南化工研究设计院1998泸州天然气化工公司10000日本东洋工程公司2003.8.陕西渭河煤化集团10000气雾剂甲醇气相脱水西南化工研究院2003.11施工云南解化5000民用甲醇气相法化学工业第二设计院我国能源资源特点是富煤少气少油，目前石油及成品油进口量已超过消费量的30%左右，每年不但要花费大量外汇，还危及国家能源安全。为此，国内有识之士正在呼吁石油替代燃料，二甲醚就是柴油和石油液化气的良好69、代替物，而甲醇则可替代部分汽油作车用燃料，因此开发天然气或煤制二甲醚项目市场前景颇为广阔。.3 世界LPG的供求现状1990年全世界共生产1.45亿吨LPG。其中约1/3的产量是由北美生产，17%来自于中东地区，14%来源于西欧和拉丁美洲，10%来源于亚洲和其他国家。现在世界共生产2.15亿吨LPG，北美仍然是主要的供应者，其数量占世界总量的33%。然而，亚洲目前是主要的生产者，提供的数量占世界的20%，大约与中东国家相同。2002年，全世界约消耗约2亿吨的LPG，其中52%作为燃料用于民用和商业用途。其他用途包括：工业、发动机燃料、化工、城镇用气、炼油以及其他重要用途。下表是2002年LPG70、市场需求。2002年世界LPG需求情况用途需求（百万吨）%居民/商业105.252.4工业20.710.3发动机燃料16.28.1化工40.520.2城镇用气2.21.1炼油11.15.5其他4.92.4总计200.8100.0从19852000的15年内，LPG的需求增长率为3.5%, 比每年石油的需求增长率的两倍还多，石油每年增长率1.6%。 LPG在居民/商业及石油市场方面的应用推进了需求的剧烈增长。从1990年到2002年期间，LPG的需求增长率是变化的，过去12年中，需求增长率在世界各国有很大的不同：中东：-223%大洋州102%亚洲-94%非洲93%拉丁美洲82%西欧29%北美洲371、0%然而，由于俄罗斯和东欧的经济滑坡，在这些地区的LPG的需求量在1990年到2002年间只增加了27%。据估计到2010年，将生产2.7亿吨的LPG。其中北美的生产量将占约28%， 亚洲和中东地区的产量将占19%，拉丁美洲的产量约占15%，西欧产量约占9%。在此期间，从2000到2005年间预计全球LPG供应量每年将增加3.8%, 略高于19901999年间的3.7%的年增长率。对LPG需求的快速增长预计将会持续，至少持续到2010年，达到接近石油的2倍。尤其在2000到2010年间，LPG的需求增长率将接近35%，而石油的需求增长率预计约为1.8%。对LPG需求量的增加预计在亚洲地区最为突72、出，到2005年，亚洲的需求预计从1985年的2000万吨增加到7000万吨。东南亚地区，LPG年需求增长率，19902000年为10%，到20002005年将增加到6%。印度LPG年需求增长率将仍然处于1999年2000年的水平，约为10%。韩国，增长率在过去的10年中为8%，但在今后5年可望降到3%。在日本，年增长率约1%，在未来5年预计仍然维持同一水平；中国在19902000间，年增长率为20%，到2005年预计增长6%。LPG在印度和中国拥有最大的市场，这两个国家目前只占世界市场份额的5%。到2005年，这两个国家消耗的LPG预计将会占世界的25%。19992000年，中东地区的LPG73、年需求增长率约为8%，而其他几个国家的增长率都超过了中东地区，如：在阿联酋，年增长率超过16%，卡塔尔年增长率低于35%，20002005年，中东地区的年需求增长率将略低于7%。全世界LPG的人均消耗量迅速增长。2000年人均使用LPG是15公斤，超过了1985年人均使用10公斤的量。预计到2005年，单位消耗量将是18公斤。.4 二甲醚替代LPG近期，二甲醚的主要用途是替代LPG用于民用和饭店使用。这是因为二甲醚和LPG在这些用途中有相似的燃烧特性，现有LPG的运输和储存设备也可以用于二甲醚。实验已经证明二甲醚在这方面的用途是很广泛的。下图描述了二甲醚从二甲醚生产厂到消费者的过程。整个计划是74、将二甲醚按批发价卖给分销商，由分销商通过铁路或公路运输到储气站或转换站。在这些储气站，二甲醚将用瓶子装进LPG的储气筒中，用汽车发送到最终用户。尽管二甲醚的能量比LPG低，但它具有密度优势，所以，对这两种燃料来说，所需的发货和储存设备的数量是相同的。在二甲醚替代LPG使用时，尽管煤气灶需要进行一些改进（替换燃烧口的口径），这些改进的费用很低，估计每个炉子的费用是1元人民币。我国LPG的供求现状从70年代以来，中国LPG的需求和进口量急速增长，下表概括了1979年中国LPG的需求和进口情况，并提供了2010年LPG的预测量。 中国LPG的需求和进口量年LPG需求量（吨）LPG进口量（吨）197975、210，00001985547，000019901，428，000117，000200013，427，0004，818，000200522，200，00011，400，000201029，700，000不详我国城镇的发展导致了LPG需求的增长。城市是一个国家，一个地区从自然经济走向商品经济发展的必然过程，也是人类社会进步的重要标志，城市化对社会生产的发展产生着巨大的推动作用。目前我国经济高速增长，在广东珠江三角洲、上海长江三角洲地区，城市的发展已率先进入了工业化时代，也率先进入了城市天然气时代。清洁燃料的普及应用，减少了由于工业废气对不堪负重的大气污染，清洁燃料需求强劲。从1990年至今，我国76、小城市建设得到了快速发展。小城市的数量从1990年的800个增加到2000年的8000个，年均增长10。小城镇吸收农村人口从1990年的100万增长到2001年的1.2亿人，平均年增长率为11，城市化率由1990年的26增长到2001年底的36，尤其是西部地区，建设小城镇有利于保护西部的生态环境，国家提出25以上坡地，有计划由步骤退耕还林（草），这是改善西部地区生存环境的根本措施。中国大城市人口的聚集和小城市的增加以及经济的增长日益敦促人们重视环境保护。在这些城市及周边地区，煤炭的使用和机动车的迅速增加产生了污染问题，这个问题日趋明显而且正在影响着中国大部分的人口。由于这是政府优先要解决的问题77、，所以制定了很多降低污染的政策，包括增加利用清洁燃料的政策。到2000年底，已经有666个城市使用清洁燃料。最重要的燃料包括：煤气-125 万立方米天然气- 82 亿立方米LPG- 1千万吨 目前在中国的主要城市, 有1.76亿的人口使用气体燃料,占城市人口的84%。这些城市中，使用各种气体燃料的分配比例是：煤气占22.4%, 天然气占14.6%, LPG占63% 。现在存在的问题是，中国进口的LPG超过了国产的量，而且价格高。中国已加入WTO，逐渐由计划经济向市场经济转变。一些出台的政策会更加合理的制定能源的价格，这些政策将会解决能源进口量增长的一些相关问题，继续关注环境污染问题，这就为增加78、清洁燃料的利用创造了机遇，如二甲醚在价格上具有竞争性，就更有机遇。2.3产品价格分析 二甲醚价格分析从工厂生产的二甲醚将替代液化石油气用于山西及周边地区的居民和饭店使用。在这些用途中二甲醚直接替代LPG。现有的LPG的设备（如：油箱，铁路运输车及储气筒等）可以运输和储存二甲醚。另外，仅对煤气灶的燃气口做微小的改进，二甲醚就可以很容易地替代LPG，从而满足所有的操作要求和环境要求。 在过去10年里，液化石油气的批发价从1400元/吨增加到2700元/吨。到2003年第4季度LPG的批发价增加到2800元/吨。随着国际原油价格的不断上涨，液化石油气价格也在随着上升，到今年液化石油气零售价随地区不同79、已上涨到70-90元/瓶，国家为规范LPG市场，已定为汽油价格的0.8-0.9倍，LPG的批发价接近4000-4500元/吨。在确定二甲醚出厂价格的时候，必须考虑其他几个因素。首先，二甲醚的热值只有LPG的70%。这就是意味着要在等同能量的基础上进行价格制定，所以二甲醚的价格就要折扣到30%。另一方面，正如早些时候讨论过的，二甲醚燃烧试验表明二甲醚具有燃烧效率高和其它的优点，所以应该按照LPG价格的75-80%来定二甲醚的价格。因此，在山西省和其周边地区，为了能与现在的LPG竞争，本可研以出厂价2800元/吨进行技术经济评价。 甲醇价格分析尽管为国内甲醇市场提供了更加广阔的空间，但同时面临低成80、本进口货冲击，市场价格仍然受进口价格的影响。因此，影响我国甲醇价格最主要的因素是进口价格，这样，可以把进口价格作为自变量采用一元回归分析法对我国甲醇的未来价格进行预测。一元回归分析法是根据一个自变量对一个因变量进行预测的方法。这里就是根据自变量甲醇进口价格对因变量国内甲醇进行预测。一元相关相线回归方程的一般式为：yt=a+bxt式中，yt第t期因变量值甲醇价格，即预测对象；xt是第t期自变量值甲醇进口价格，a,b是回归方程参数，是根据X、Y的实际观察值求得。根据最小平方法建立的求参数的标准方程为：Y=na+bxxy=nx+bx2解得方程为:b=(xy-1/nxy)/x2-1/n(x2)a=y-81、bx-综合本报告的国内市场分析及市场价格分析，结合其它因素对甲醇价格的影响，确定本项目甲醇价格为1800元/吨是合适的。3 建设规模与目标产品方案3.1 建设规模与产品方案选择兰花股份公司是大型化工、煤矿企业。我国化肥工业经过多年发展，从生产能力上看，除钾肥因资源严重缺乏有较大缺口外，氮磷肥已基本上能满足目前农业生产对化肥的要求，化肥短缺的问题已基本得到解决。我国已加入WTO，化肥行业有多少企业能在国际化肥市场的激烈竞争中生存下来？企业如何发展是摆在全体化肥行业同仁面前的一个严肃课题。若继续发展化肥工业，把规模做大，虽然也是一条企业发展之路，但化肥市场基本饱和已成定局，难以将产品变为商品，必须82、对产品结构加以调整，适应市场，以提高经济效益，增强企业在市场的竞争力。兰花股份公司是以煤为原料生产合成氨的化肥企业煤炭生产企业，也可以说是一个煤化工企业。在以煤炭气化为起点的化工企业，尤以生产含碳、氢、氧元素构成的产品优势明显，能源综合利用更为合理，更为安全。由碳、氢、氧元素合成的产品种类繁多，其中最基本的一个领域就是合成甲醇及其后加工。二甲醚是最重要的能源燃料，生产二甲醚一方面可以使兰花股份公司产品结构得到一定的调整，另一方面，也是一种潜在的车用燃料。故产品方案初步确定生产二甲醚。3.2 产品规模煤化工企业要想获得较好的经济效益，必须达到一定的规模。目前甲醇合成装置向大型化或超大型化发展，有83、的装置能力已超过1000kt/a级，以降低投资比和提高经济效益。但是，以煤为原料生产甲醇的装置主要集中在中国，其最大规模为200kt/a。针对当地市场容量的因素考虑，最终确定生产规模如下：甲醇装置：200kt/a二甲醚装置：100kt/a年操作日300天。3.3 产品规格与质量指标主产品 本项目总规模100kt/a为煤基二甲醚，是为200kt/a甲醇配套实施项目。生产能力按年操作日300天（7200小时）计。产品二甲醚规格按二甲醚液化气标准（企业标准）考虑，能作为民用和车用的新型清洁燃料。甲醇在正常情况下仅作为二甲醚生产的中间产品，必要时也将作为副产品生产，其规格按甲醇国家标准（GB338-284、004）一等品考虑，可作为有机溶剂、燃料以及基本化工原料。副产品硫磺规格按工业硫磺考虑，可应用在染料、农药、医药、炸药等方面。产品、中间产品、副产品的规格和性质详见下表 燃料级二甲醚序 号项 目指 标1二甲醚 (CH3OCH3) 含量，wt%99.32甲醇 (CH3OH) 含量，wt %12PPm3水份 (H2O) 含量，wt %10PPm4其它化合物含量， wt %0.75密度（20），kg/m36蒸汽压（40），kpa工业硫磺组分（单位）规格性质1S，mol%99.50硫有-硫(黄色斜方晶体)、-硫(浅黄色单斜晶体)、-硫(浅黄色非晶体)三种同素异形体；硫不溶于水；-硫磺溶于二硫化碳，微溶85、于苯、甲苯、乙醇和乙醚，熔点112.8；-硫磺溶于二硫化碳、乙醇和苯，熔点119；-硫磺不溶于二硫化碳，熔点120；硫沸点444.6；水生生物毒性限值TLm96：1000ppm。2水份，mol%0.503灰份，mol%0.104酸度（以H2SO4计），%0.0055有机物，mol%0.306As，mol%0.107Fe，mol%0.005 副产品：甲醇 优等品，指标见下表中华人民共和国工业甲醇标准（GB338-2004） 表3-1项目指标优等品一等品合格品色度/Hazen单位（铂-钴色号） 510密度（20）/(g/cm3)沸程（0，101.3kPa在64.065.5范围内，包括64.60.186、）/ 0.81.01.5高锰酸钾试/min 503020水混溶性试验通过试验（1+3）通过试验（1+9）水的质量分数/%0.100.15酸的质量分数（以HCOOH计）/% 或碱的质量分数（以NH3计）/% 0.00150.00300.00500.00020.00080.0015羧基化合物的质量分数（以HCHO计）/% 0.0020.0050.010蒸发残渣的质量分数/%0.0010.0030.005硫酸洗涤试验/Hazen单位（铂-钴色号）50乙醇的质量分数/%供求双方协商杂醇油： 374t/a硫磺： 374 kg/h 一级品。氩： 720NM3/h 99.999%。4 工艺技术方案选择及工艺87、说明4.1 备煤原料煤、燃料煤用汽车运到干煤棚或堆场。然后煤经下料斗用高角皮带送到破碎机，将煤破碎至06mm，并经振动筛过筛。筛上物再返回破碎机入口。一部分06mm筛下物用高角皮带送至锅炉房作燃料煤。另一部分06mm筛下物作为原料煤进入煤干燥器，用煤或工厂废气燃烧成的烟气将其水分从68%（wt）干燥至3%。干燥好的煤用高角皮带送至气化炉顶部的可逆式皮带，向各气化炉的煤仓自动加料。4.2 煤气化工艺选择及说明 煤气化工艺技术的选择.1 国内外煤气化技术概况目前，世界上以煤为原料生产化工产品的工厂中，采用了各种煤气化工艺，如常压固定床间歇气化(UGI)，鲁奇加压固定床气化(Lurgi)，加压流化床88、气化(高温温克勒气化工艺)，常压流化床气化(U-gas、灰熔聚)，加压气流床气化(德士古气化工艺，谢尔气化工艺，GSP气化工艺)等等。各种煤气化工艺对原料煤的品质均有一定要求，其工艺的先进性、技术成熟程度则各有差别。A 常压固定床间歇气化（UGI）技术常压固定床间歇气化工艺技术特点：a 采用25-70mm 的块煤间歇气化，吹风阶段利用空气中氧与煤燃烧产生热量，提高炭层温度，达到蓄热的目的，吹风气主要是N2、 CO2、CO、 SO2排放到大气，制气阶段是用蒸汽为气化剂进行煤气化反应，主要产出H2、CO，（H2+CO）达85-86%，煤气质量高。 b 由于粗煤气中CO2低，7%左右，一部分硫随吹风89、气放入大气，CO变换量很少，因此，煤气净化采用物理方法便可同时脱出硫、CO2，无需选择性脱硫、脱CO2就可达到工艺要求，净化也可以选用化学方法脱除，工艺流程简单，投资省。c 由于用的是块煤，煤气后处理简单，废热锅炉磨损小，寿命长，但块煤价高。d 不用制氧气，投资省，消耗低，成本相对低。e 虽然有吹风气热回收系统，但解决不了SO2、CO2、尘、废气的污染，环保问题严重。f 灰渣中含碳量可达25%左右，原料煤消耗高，电消耗高，大大抵消不了不用氧带来的成本降低。B 鲁奇（Lurgi）碎煤加压气化技术Lurgi碎煤加压气化，在世界上是工业化最早的煤加压气化技术，在国内外都得到广泛应用。其主要特点如下：90、a 可使用高水份，高灰份劣质煤气化b 由于逆流气化，氧耗、煤耗低，气化效率、煤转化率（包括副产品在内）比其他方法都高。c 副产焦油、酚等副产品，可综合利用。含油高的煤约占煤量56%，可转化成焦油产品。d 操作弹性较大，操作稳定，技术成熟。e 煤气成分较复杂，含有较高甲烷，蒸汽消耗高，粗煤气中CO+H2 仅60%左右，甲烷含量710%之间。Lurgi加压气化技术生产的粗煤气成份中甲烷含量较高，故适用于用作城市煤气，如果作为合成原料气则需增加甲烷转化装置，流程较长；由于固定床逆流气化，故粗煤气中焦油、酚等含量较高，增加了焦油、酚等净化系统、废水处理系统。鲁奇气化技术对原料的粒度、粘结性、灰熔点等指91、标都有要求，对当今采用机械化采煤而言，大块煤较少，就必须考虑与电站结合，煤的利用才能合理。总之对于生产甲醇合成气，鲁奇加压气化没有像生产城市煤气或城市煤气联产甲醇那样的优越性。C 灰熔聚流化床气化技术灰熔聚流化床气化具有下述特点：a 核心设备气化炉结构较简单，为单段流化床，在床内一次实现煤的破粘、脱挥发份、气化、灰团聚及分离、焦油及酚类的裂解。b 部分气化剂氧、蒸汽从底部中央进入气化区，使炉内形成一局部高温区，促使灰团聚成球，从而降低了灰渣中含碳量，提高了碳的转化率。c 带出细粉经除尘系统捕集后，返回气化炉，进一步燃烧、气化，有利于碳转化率的进一步提高，减少飞灰量。d 操作温度1000左右，压92、力0.030.5 MPa，高温煤气经废热回收系统使煤气显热得到充分利用，提高了过程总热效率。e 煤种适应性广（已试验过褐煤、冶金焦、无烟煤、贫煤、瘦煤、烟煤、气煤及高灰高灰熔点煤等），对硫分不敏感，特别适宜高硫高灰熔点煤、气化强度相对高（是常压间歇气化固定床发生炉的24倍），气化入炉煤06mm，只需简单破碎，备煤系统简单投资省、能耗低。f 产品气中不含焦油，含酚量低，废水处理简单。全封闭式氧气连续气化，不向大气排放有害气体。g 中科院山西煤化所拥有该技术的全部自主知识产权，所有设备完全可以国产化，在同等规模下，与德士古、谢尔气化技术相比，投资大幅度降低。h 气化压力较低，飞灰较多，碳转化率相对93、与德士古、壳牌炉、GSP比较低，能耗较高。D 流化床温克勒（恩德炉）煤气化技术常压温克勒（恩德炉）气化技术特点：a 对煤的适应性差，仅适应年轻煤种，特别适应高挥发份年轻褐煤。b 供煤粒度8mm，原料煤的利用率高。c 气化温度950左右，属固态排渣。d 飞灰较多，飞灰中的碳高达60%以上，碳转化率低。f 维修简单，运转率可达95%以上。g 常压操作，气化炉气化强度低，能耗高。h 操作弹性小。i 国外加压高温温克勒最大压力为1.0MPa，温度提高到1050，因此对各项指标有突破性提高，从而炉的大型化得以实现，能耗显著降低。E 德士古气化技术德士古气化技术的特点a 德士古煤气化技术，是将原料煤制成水94、煤浆，以喷流雾化的形式进入气化炉进行高温气化，对原料煤的特性(如粒度、成浆性能、灰熔点等)均有较严格要求，要求入炉煤粒径200目左右，煤浆浓度6365%(wt)，灰熔点小于1300，煤中灰含量小于15%，故适用煤种较窄。因其使用小颗粒粉煤，煤的利用率高。b 采用湿法磨煤，水煤浆供料安全可靠。c 气化炉为钢制外壳，内衬耐火砖，炉体结构简单，无传动设备，运行稳定。但耐火砖寿命较短，最多为一年，喷嘴仅60天左右，设备运行周期较短。需设备用炉。d 气化过程可在高压（最高可达8MPa）下完成，降低了合成气压缩功耗，同时使气化强度提高，单台炉产气量更大。e 气化炉操作温度高，煤在气化炉中数秒内几乎全部气化95、，碳转化高可达96%98%以上。对灰熔点高的煤若降低温度操作，灰渣中碳含量达2530%，降低了碳的转化率。煤气中甲烷含量低，仅在0.1%左右，有效气体（H2+CO）含量比较高，在80%左右，有利于作为合成气使用。f 生产的粗煤气不含焦油、萘、酚等杂质，对粗煤气的净化及污水的处理流程简单，不污染环境。g 灰渣成玻璃状，不污染，易堆放，可做水泥的配料。h 操作弹性大，可以快速转变。由于采用喷流式气化，负荷从50%到100%的大范围变动，可在极短的时间内完成。i 与其它煤气化工艺相比，德士古气化工艺氧耗高，煤耗高，煤气化效率相对较低，对耐火材料的要求较高，操作周期短，管理水平、维护水平要求高。山东鲁96、南化肥厂已建成二台德士古气化炉装置，用于生产合成氨原料气，采用激冷流程，操作压力3MPa。陕西渭河化肥厂德士古气化年产合成氨30万吨、尿素52万吨，气化压力6.5MPa，气化炉三台，激冷流程。上海焦化厂“三联供”工程也采用了德士古水煤浆气化技术，气化压力4.0MPa，气化炉四台，激冷流程，用于生产甲醇。淮南也采用德士古气化工艺生产18万t/a 合成氨。上述采用德士古煤气化工艺生产化工原料气装置的建设为同行业提供了可借鉴的经验及操作、管理培训场所。F 谢尔（Shell）干粉煤加压气流床气化谢尔气化技术特点:a 谢尔干粉煤气化技术是将原料煤干磨粉碎后，煤粒度80%（重量）150目，喷入的粉煤在气化97、炉中用氧和高压蒸汽在高温下以气流床形式气化。所以对原料煤种的适应性较广泛，可以使用小颗粒煤，原料利用率高。b 气化炉为钢制外壳，水冷壁，不需专门的耐火砖，无传动设备，设备运转率高，一般不需备用炉，运行稳定，维修工作量少。c 气化炉操作温度高，干粉煤在数秒内全部气化，碳转化率达98%，煤气中甲烷含量低，在0.05%(体积)左右，有效气体（H2+CO）达90-92%，气化热效率比德士古高。d 粗煤气中不含焦油、萘、酚等杂质，因此粗煤气的净化及污水处理流程简单。e 采用液态熔渣排放，灰渣成玻璃状，不污染，易堆放，可做水泥配料。f 操作弹性大，可以快速改变。g 操作压力较高，为3.04.0MPa。h 98、要求煤中灰分小于15%，灰熔点低于1400，否则要加入大量助熔剂，不经济。i 水冷壁、废锅回收煤气显热，干式过滤除尘串水洗除尘，大部分设备和技术需引进，投资特高。以谢尔（Shell）煤气化工艺生产合成气的示范厂于1987年建成投料试车，这座命名为SCGP-1的示范厂，加煤量为250t/d至400t/d，操作压力是2-4MPa，该示范厂连续运行最长达1500小时。谢尔煤气化工艺的第一个工业化装置是荷兰的煤气联合循环发电厂（IGCC），发电量253MW，该厂于1990年开工，93年建成，并投入运行。中国洞庭、双环等十多个厂已引进多套谢尔煤气化技术装置，但尚未建成投产。G GSP干粉煤加压气化GSP99、气化技术特点：GSP气化技术在煤粉制备、气化部分、黑水处理与Shell基本一样，不同之处是废热回收利用、除尘系统完全不一样。GSP高温煤气采用冷激流程和德士古相似。冷激温度下的煤气所含蒸汽满足粗煤气变换所需水蒸气。所以投资省，同规模气化装置若用于制合成气，Shell粉煤气化投资比GSP气化高90%，每Nm3煤气成本高15%左右。所以GSP适合制合成气，Shell气化适合联合循环发电。主要气化方法的比较见下表41：表41 主要气化方法工艺参数比较序号项目名称规格鲁奇LURGI德士古TEXACO谢尔SHELLGSP灰熔聚间歇气化1气化类型移动床气流床气流床气流床流化床移动床2进料要求5-50mm煤100、弱粘结性煤200目 80%65%水煤浆150-200目含水2%干粉煤200500m含水2%干粉煤0-6mm含水干煤25-70mm无烟块煤3排渣特征干灰液态渣液态渣液态渣干灰干灰4气化温度1400-800145014501450150011001200-8005气化压力MPa34-6.534340.030.50.0266气化剂90-99% O2氧+蒸汽氧氧+蒸汽氧+蒸汽氧+蒸汽空气+蒸汽7氧耗1000Nm3(CO+H2+CH4)192-240420-440360-370360370260-2908粗煤气组成V%COH2CO2CH4N216-2838-4027-327-120.8-145-4633101、-3419-201-1.255-5635-367-7.51-1.16072243533.50.0040.8131-3237-4122.5-241-537-3847-487-80.569碳转化率%99(包括副产品)9598-99989985-9060(不包括吹风气中碳)10冷煤气效率%85-89包括副产品76808071-7261-6268-72(半水煤气)11气化炉及工艺流程特点煤和气化剂逆流接触煤在炉内有干燥、干馏、气化、燃烧过程。煤气成分复杂，含焦油、甲烷高。气化炉由旋转炉蓖和承压外壳组成，壳体用水夹套保护。水煤浆供料，炉为热壁，Al2O3-Cr2O3-ZnO耐火材料衬里，冷激流程（用于I102、GCC时有废锅流程）炉下部多喷嘴供料，水冷壁，废锅、干法湿法除尘流程。煤粉炉顶喷入，承压壳内设有水冷壁，炉上部为气化室，下部为冷激室，湿法除尘。气化炉为不等径的压力容器，下部直径较小，为反应区，上部直径较大为分离区，气化剂由中心射流管进入气化炉，内衬耐火砖，废热锅炉流程。常压间歇气化，有旋转炉蓖，炉壳外有水夹套保护，内衬耐火砖，可生产水煤气或半水煤气，有废锅回收废热。.2 煤气化技术方案的确定上面已经介绍了几种主要煤气化工艺，根据所使用的晋城15#“三高”难磨无烟煤特点：原煤灰份35左右%，灰熔点1500，硫分3.5%左右，可磨性指数30及生产甲醇合成气的要求，加压液态排渣气流床气化（Shel103、l，Texaco，GSP），加压固定床气化（lurgi）工艺均不合适。由于高硫特点，固定床间歇气化排出的吹风气含有大量硫化物，造成大气污染，并且需要25-70mm的块煤，煤利用率低；再加上常压气化，气化强度小，碳转化率低，因此不应选用。温克勒（恩德炉）只适应于褐煤或高挥发份年青烟煤，不能气化晋城“三高”无烟煤。灰熔聚气化属连续加压气化，没有废气排入大气，气化温度在1000左右，干法排灰，煤气冷凝水中有害物含量极少，易处理。该气化适宜高灰、高灰熔点、高硫、难磨煤气化。2003年，晋城煤业集团委托中科院山西煤化所对晋城15#“三高煤”进行了中试和评价，各项气化指标较好，通过了山西省发改委组织的专家104、评审。该技术属国内自主研发技术，设备可全部实现国产化，投资省，适合中小型化工企业制合成气，故本项目推荐使用灰熔聚气化工艺。 灰熔聚煤气化工艺特点及说明.1 特点灰熔聚粉煤流化床气化以纯氧和蒸汽为气化剂，在06mm煤粒度和适当的气速下，使床层中的粉煤沸腾，气固两相充分混合，在局部燃烧产生的高温下进行煤的气化，煤在床内一次实现破粘、脱挥发分、气化、灰团聚及分离、焦油及酚类的裂解等过程。流化床反应器的混合特性有利于传热、传质及粉状原料的使用，但也造成了排灰和飞灰中的碳损失较高。本工艺根据射流原理，设计了特殊的气体分布器和灰团聚分离装置，形成床内局部高温区，使灰渣团聚成球，借助重量的差异达到灰团与半焦105、的分离，提高了碳的利用率。另外，常规的流化床为降低排渣的碳含量，维持稳定的不结渣操作，必须保持床层低碳灰比和低操作温度，而灰熔聚流化床是在非结渣情况下连续有选择地排出低碳含量的灰渣，因此床内碳含量高，床温高，产品气中不含焦油，洗涤废水含酚量低。.2 工艺流程说明(流程图见图1)该工艺主要包括进料、供气、气化、除尘、循环水系统、废热回收等系统。(1) 进料系统储存在煤仓的06mm，经干燥后含水23%，原料煤经斗提机进入储煤斗、然后进入煤锁，充压后进入一个煤给料斗，然后借助煤重力供入气化炉。煤锁中煤加完后，关严下阀，泄至常压，然后将储煤斗中的煤加入煤锁，关严煤锁上阀并充压，打开下阀向给料斗加煤，然106、后按此周期循环。煤锁斗和供料系统为双系列。(2) 供气系统过热蒸汽0.8MPa,预热到250300、与氧气0.8MPa混合后，大于150的气体分三路经计量后由分布器、环行射流管、中心射流管进入气化炉。(3) 气化系统煤在气化炉中与气化剂充分混合接触，一次实现破粘、脱挥发份、气化、焦油及酚类的裂解、灰团聚及分离等，干粉煤在气化炉内与氧气/蒸汽反应生成CO、CO2、H2、CH4、H2S、N2等，生成的气体由气化炉顶部导出，灰渣经环行射流管选择性地排入灰斗，排渣系统有灰锁斗和灰斗，过程与加煤系统基本相同。气化炉为一不等径的压力容器，下部直径较小为反应区，上部直径较大为分离区，在反应区下部由V形分布板107、进入蒸汽和氧气，控制一定流速，使煤处于流化状态。氧气（蒸汽）从环形射流管、中心射流管进入气化炉，在气化炉下部中心形成高温区，并使灰烧结成团粒。通过炉下部环形射流区进入灰锁，再经灰锁排入下灰斗。从炉底排出灰约占煤中灰的70%85%。(4) 除尘系统气化炉出口高温煤气（1000、0.5MPa(g)）夹带的细粉，经过两级旋风分离器捕集，其中一级旋风分离器捕集的细粉由料腿、料阀控制，返回气化炉进一步燃烧和气化，二级旋风分离器捕集的细粉经灰锁排至灰斗后排出系统。(5) 废热回收、煤气除尘系统高温煤气经两级旋风除尘后依次进入废热锅炉、锅炉给水预热器将温度降至200左右,废锅产生0.8MPa（g）饱和蒸汽，108、送至蒸汽过热器过热后作为气化用蒸汽。煤气最后经洗涤塔除尘降温后送至粗煤气湿法脱硫。(6) 循环水系统造气循环水为单独循环水系统，从洗涤器出来的水先经闪蒸槽，闪蒸出水中溶解的硫化物、氰化物、氨、CO2等有害物，送硫回收或锅炉房焚烧。洗涤水经沉淀池沉降灰后循环使用。初洗涤塔和最终文氏管洗涤的循环水互为独立系统。.3 原材料及动力消耗原材料、动力消耗定额及消耗量表序号名称规格使用情况单位消耗定额消耗量备注每小时每年1循环水连续m3/h51.81440内部循 环2原料煤0-6mm连续t1.4440.273蒸汽0.8MPa饱和连续t1.4440副产4电380V连续kWh28.8801包括备 煤5蒸汽0.109、8Mpa 230O C连续t1.29366锅炉水1.6Mpa 150O C连续t1.5844.0注：消耗定额以吨甲醇产品计。.4 三废排放（1）废气开车废气：排放量：5000 Nm3/h（开车时间歇排放）（2）废渣废灰： 5.12t/h 堆放飞灰： 8.16t/h 去锅炉4.3 粗煤气脱硫方案及说明 粗煤气脱硫方案选择灰熔聚气化粗煤气温度40，0.5MPa，总硫1.07%（vol%），其中H2S占95%。如此高的硫含量不能直接进压缩机。因此，在压缩前需进行初步脱硫，由于压力较低，选物理吸收法脱硫如低温甲醇洗、NHD不仅不经济且投资大，乙醇胺等化学法不能直接获得硫磺产品，含H2S废气还得处理，投110、资高，蒸汽消耗高。栲胶脱硫即在纯碱溶液内添加栲胶、888、V2O5等催化剂成份，工艺流程简单，成熟可靠，可直接回收固体硫磺产品，投资省，溶液没有腐蚀性，对该项目煤气净化副反应很少，没有废气废水排放，但缺点是硫容较小，溶液循环量较大，电耗较高。综合分析，选择该法较合适。 粗煤气脱硫工艺说明(流程见图)由于粗煤气中硫化物含量较高，不能选用常规栲胶脱硫工艺流程，必须充分考虑溶液中悬浮固体硫堵塞塔的填料问题，以及尽量提高溶液硫容，减小循环溶液量和再生溶液量，降低电耗。来自气化的粗煤气首先进入湍球塔下段，下段是空塔，用第一吸收塔底来的含硫半贫液喷洒洗涤，然后煤气进入湍球塔上段。塔内装3层高压聚丙烯塑料圆111、球。当煤气达到一定流速时圆球湍动。塔顶用第二吸收塔塔底的半贫液喷洒，采用湍球可以加强吸收传质过程，同时防止固体对填料塔的堵塞。经过湍球塔后，粗煤气中H2S含量降到3000mg/Nm3左右。湍球塔出来的粗煤气进入第一吸收塔和第二吸收塔，塔是串联的，塔内装一般的塑料填料。两塔顶都用再生塔来的贫液喷洒。出第二吸收塔的煤气H2S含量降到30mg/Nm3左右送粗煤气压缩。湍球塔底出来的富液送再生槽顶的喷射器口。喷射器是一个类似文氏管的设备，利用溶液在喉管的高速，将大气中的空气吸入并充分混合后进入再生槽，在再生槽停留一定时间后，空气中的氧在溶液中催化剂作用下进行氧化反应，硫变成单质固体硫析出来并悬浮至槽顶112、而与溶液分离成硫泡沫。硫泡沫送熔硫釜熔化后得固体硫磺。再生好的贫液用泵送一、二吸收塔顶。再生过程是在常压进行的。4.4 煤气压缩压力及机型方案的说明 粗煤气压缩压力的确定粗煤气压力有两种选择，一种是压缩机压到甲醇合成压力，即压缩机出口压力达到甲醇合成所需的5.5MPa压力，加上变换、净化等系统的阻力降，其出口压力应为6.0MPa左右。这个方案的优点是省去了第二级压缩机，简化了流程。更为重要的系统压力越高，节能降耗更显著。压力高，变换反应速度加快，变换炉尺寸可以减小。因体积流量减小，因此系统管道设备都随之减小，可以节省投资。由于净化方法选择的是低温甲醇洗，属物理吸收，溶液吸收能力随压力提高而提高113、，溶剂循环量显著降低，从而电耗显著降低。同样由于压力高各类设备和管道尺寸也显著减小。第二种选择是选两台压缩机：一台粗煤气压缩机，出口压力3.5MPa，第二台为合成气压缩机，从2.9 MPa压缩到5.5 MPa。与前面方案相比，多一台压缩机流程复杂些，投资和能耗要高些。选第一方案变换所需高压水蒸汽只能选择粗煤气增湿获得。由于生产甲醇H2CO2/COCO2=2.05左右，变换的CO量很少，不象合成氨那样进行深度变换，需加入大量过剩水蒸汽。因此采用增湿可利用废热节省蒸汽，是可行的。但通过热平衡计算，增湿所产生的蒸汽与变换过程所需蒸汽，仅可满足正常用量，没有余量，一旦温度度波动，催化剂后期，调节余地没114、有。为了生产稳定、可靠，在不可能建高压锅炉的条件下，推荐采用2台压缩机方案，增加1台3.5Mpa的粗煤气压缩机。 粗煤气压缩机型方案选择压缩机有往复式和离心式两种类型。往复式压缩机单台能力小、运转率低，需有备用，效率较离心式低，能耗较高。由于台数多，一般只能电驱动。离心式压缩机运行可靠，不需要备机。可以用蒸汽直接带动，效率高，经济效益好。因此，本工程推荐选用蒸汽透平驱动的离心式压缩机。4.5 粗煤气变换、冷却工艺技术选择及流程说明粗煤气变换、冷却工艺技术选择由于甲醇合成要求H2CO2/COCO2=2.05，灰熔聚气化粗煤气中H2/CO=1.33。因此需通过变换装置在催化剂作用下，水蒸气与CO反115、应生成氢和二氧化碳： CO+H2O=H2+CO2-Q由于要变换的CO不多，工艺上采用50%的粗煤气进变换装置，其余50%走旁路，这样可降低投资。变换在3.5MPa（g）下操作， 50%粗煤气通过变换，满足甲醇合成气要求，其变换率约70%，因此，蒸汽需要量少，所需蒸汽由管网提供3.9MPa（g）蒸汽。变换副产1.3MPa饱和蒸汽，送管网。催化剂选用宽温钴催化剂。选择一台多段固定床变换炉。 工艺流程说明粗煤气来自压缩，其中50%进入变换装置，其余走旁路。需变换的粗煤气首先与变换炉底出口的变换气换热后，与来自管网的蒸汽混合，进入变换炉一段，一段出口变换气进入废热锅炉生产1.3MPa蒸汽。从废热锅炉出116、来的变换气进入二段变换炉，出来的气体与粗煤气换热后进入锅炉给水预热器，最后与走旁路的煤气混合经冷却送低温甲醇洗脱硫、脱碳。三废排放(1)废气开车废气：排放量：4000 Nm3/h（开车时间歇排放）（2）废渣废催化剂：15t/a主要成分：Fe、Cr、Al等4.6 变换气脱硫、脱二氧化碳 变换气脱硫、脱二氧化碳方案的选择变换气3.2MPa、40进入净化工序脱硫、脱CO2，由于酸性气体分压高，采用物理吸收方法具有绝对优势。而物理吸收方法中尤以Rectisol 与NHD工艺技术先进、成熟、成本低较为成熟及经济。下面仅比较这两种净化方法，择优选用。A 比较基准Rectisol：基于Rectisol可以一117、次性综合脱除气体中CO2、H2S、有机硫等诸多杂质，且硫化物净化度可以满足甲醇合成0.1ppm的要求。排出的含硫气体可浓缩到35%以上，满足克劳斯硫回收要求。此外与本方案相关的工序还有制冷及克劳斯硫回收。NHD：NHD可有效地脱除H2S及CO2，但对有机硫的脱除效率较低。由于高硫煤气化，粗煤气中有机硫含量很高，即使一部分煤气经变换后有机硫有所减少，但还是比一般气化煤气高许多。而且基于CO变换采取旁路分流，部分原料气不经变换，这部分原料气中的有机硫不能转化为无机硫，为此在NHD装置前需设置高温水解吸收H2S中温水解吸收H2S装置和精脱硫装置等复杂过程才能满足工艺要求。所以本方案的净化包括：两级有118、机硫水解，两级H2S吸收NHD脱硫脱碳复合催化剂精脱硫及与本方案配套有制冷及克劳斯硫回收工序。B 净化方案比较见下表4-2：表42 净化方案比较表低温甲醇洗与聚乙二醇二甲醚脱硫脱碳比较 (吨甲醇)序号项目名称单位或规格低温甲醇洗(Rectisol)聚乙二醇二甲醚(NHD)1装置组成脱硫、脱碳、硫化氢浓缩、制冷溶剂脱硫、脱碳、硫化氢浓缩、有机硫水解、精脱硫、制冷2电kWh20503蒸汽吨0.40.64冷量kJ25104（-38）20104（-10）5溶剂消耗30.356装置投资万元（包括一次装溶剂费）980089007操作运行成本比100140C 比较结果讨论a. 投资比：以Rectisol方案119、为100% NHD方案为90.81%这主要是由于Rectisol装置大多为低温设备，低温管件，低温阀门及低温泵，需引进。此外由于Rectisol方案配套的制冷冷量级别不一样，也增加了投资费用。b. 车间成本： Rectisol方案低，NHD方案为高其中操作费用由于NHD循环量较大，相应水、电、汽消耗较高，所以其操作费用较大。若以Rectisol方案为100%；NHD方案为140%。D 结论与推荐意见NHD方案较Rectisol方案具有投资省。但方案流程组合较长，特别是由于NHD对有机硫脱除效率不高，难以满足合成甲醇对总硫的净化要求，需增加多级有机硫水解及复合式精脱硫装置，增加操作管理的繁杂性。120、操作费用比Rectisol高40%左右。与此相反，Rectisol净化具有在同一装置中能高效脱除各种有害杂质，且总硫净化度可以满足甲醇合成要求，而且工艺成熟、可靠，操作费用低40%左右。甲醇溶剂可由本厂供给且价格便宜，单价仅为NHD溶剂的1/8。综上所述，Rectisol具有流程简单，技术成熟，溶剂便宜自给，操作费用低，故推荐采用Rectisol净化方案。 Rectisol工艺流程说明(见工艺流程图)A 概述本工段的任务是脱除原料气中的CO2、H2S、COS等杂质组份。低温甲醇洗工艺具有同时脱除CO2、H2S、COS等特点，在低温下操作具有吸收能力大，净化度高的优点，可以满足各种不同的合成气工121、艺指标要求。 根据本工程工艺原料气的特点及甲醇合成的工艺要求：所确定的低温甲醇洗工艺包括如下几个主要工艺过程：a. 原料气预冷。满足酸性气吸收所需低温要求并去除原料气夹带水汽。b. H2SCO：的吸收过程。原料气经过低温甲醇溶液的洗涤达到甲醇合成所要求的净化指标。 c. 溶液中间闪蒸。回收H2、CO等有用组分。 d. H2S浓缩。提高废气H2S浓度，供克劳斯硫回收装置处理。 e. 热再生系统。脱硫溶液充分再生，供吸收系统循环使用。 B 工艺流程说明 a. 原料气预冷 从变换工段来的原料气体40、2.8MPa(a)进入原料气冷却器被净化气及废气冷却，在此之前喷入小股甲醇以防水汽冻结。甲醇与水的混122、合液送甲醇精馏部分。 b. H2SCO2的吸收 被冷却后的粗原料气进入硫吸收塔，在此用脱硫塔来的富液逆流接触，H2S、COS被全部脱除。脱硫后的煤气进脱碳塔，将CO2脱除到3%左右，满足甲醇合成要求，出塔净化气经第二甲醇冷却器和原料冷却器回收冷量后送至甲醇合成工段。 c. 溶液中间闪蒸 从CO2吸收塔引出的部分富液经换冷后进入减压闪蒸槽，控制不同压力下闪蒸。首先闪蒸出含CO、H2低热值气体并回收，其次是CO2废气。d. H2S浓缩脱硫甲醇富液送到H2S浓缩塔，在该塔内减压再生，并且靠N2及来自热再生塔的H2S循环气的汽提作用，使CO2解吸出来。硫化物富集在塔底溶液中。CO2尾气由塔顶排出，经第123、一甲醇冷却器和原料气冷却器回收冷量后排放。富含H2S的溶液经第二贫液冷却器，第一贫液冷却器预热，用热再生塔给料泵送到热再生塔进一步再生。浓缩塔的甲醇溶液因闪蒸而温度降低，需从塔中部引出，由浓缩塔甲醇循环泵送至第三贫液冷却器和循环甲醇冷却器。被加热回收冷量后，经过甲醇闪蒸槽再返回至浓缩塔内。e. 热再生富集硫化氢的溶液进入热再生塔，再生热能由煮沸器提供。出塔底贫液经第一贫液冷却器进入甲醇缓冲槽，然后由贫液泵升压后分别经过水冷却器、第二贫液冷却器、第三贫液冷却器冷却后送至CO2吸收塔。热再生塔顶部再生气经热再生塔回流冷却器冷却后，经冷凝甲醇用热再生塔回流泵送回热再生塔顶，气相H2S馏份进一步经H2124、S馏份冷却器、氨冷器中冷却后，H2S酸气送克劳斯硫回收装置，冷凝甲醇在H2S馏份分离器中分离出来送至浓缩塔。4.6.3 原材料及动力消耗原材料、动力消耗定额及消耗量表序号名称规格使用情况单位消耗定额消耗量备注每小时每 年1循环水t=10oC连续m38.632402蒸汽0.5MPa饱和连续t0.288.03电380V连续kWh23.06404脱盐水连续t0.133.55氮气99.9%连续Nm321660006甲醇连续kg3.6100注：消耗定额以吨甲醇产品计。4.6.4 三废排放(1)废水 排放量 0.6t/h（去生化处理）甲醇含量100ppm (2)废气CO2废气（高空排放）排放量：5000 125、Nm3/h主要成分：CO262%、N215.34%、CO1.9%、H21.3%、H2S微量含硫废气排放量：900 Nm3/h (送克劳斯硫回收)主要成份：CO250.54%、N212.41%、H21.05%、(H2S+COS)36%。4.6.5 净化工段主要设备选择本工段的主要设备吸收塔、H2S浓缩塔、热再生塔及甲醇水塔均采用浮阀式板式塔。该类型的塔具有生产能力大、效率高、操作弹性大，而且操作较稳定、检修方便的特点。原料气冷却器顶循环甲醇冷却器为多股物流的热交换器，选用缠绕式换热器，这种换热器的优点是：A 可以进行二股以上物流间的传热过程。B 可适用于热负荷较大的传热过程。C 可以用于高压下操126、作物流的传热过程。4.7 硫回收、制冷工艺说明4.7.1 硫回收工艺技术方案的选择 国内外处理酸性气体的工艺较多，有传统的碱洗涤法、claus法以及现行的亚露点法、循环法以及clinsulfDO直接氧化法等。这些工艺方法都较成熟、可靠。 碱洗涤法建设费用低，H2S可脱除至几个ppm，但是消耗大量烧碱，付产品Na2SO4几乎没有市场，对有机硫脱除效率不明。 claus法处理酸性气体，一般要求气体中H2S浓度25以上，这样才能保证Claus燃烧炉燃烧状况稳定。claus法硫回收率约为99。 clinsulf直接氧化法特点是可以从低硫化氢含量的气体中回收9295的硫，适应于酸性气中硫化氢浓度约l20127、。 亚露点法、循环法和直接氧化法虽可取得相似的硫回收率，但clinsulf-DO直接氧化法与这些工艺方法相比具有优势。 与sulfreen法相比，clinsulf-DO直接氧化法因连续操作投资省，而sulfreen法需要对吸附和再生作定期切换，这就要求操作人员更加仔细。Clinsulf-DO直接氧化法受操作负荷变化的影响很小，可以弥补系统中claus下游H2SSO2比率的变化，两种工艺的硫回收率几乎一样。 与SCOT法相比，clinsulf-DO直接氧化法的装置成本低得多，一台反应器可以替代SCOT法整个H2S洗涤装置。又因clinsulf-DO是催化过程，可降低对操作人员的要求。 与supe128、rclaus法相比，clinsulf-DO直接氧化法的装置一次性投资基本相同。如同clinsulf-DO直接氧化法工艺,superclaus法也是完全催化反应并具有两个空气注入点。但clinsulf-DO直接氧化法可以达到99.6的硫回收率。而三级转化claus装置和下游superclaus一般仅能达到99的硫回收率。因此，在同样的投资费用情况下，clinsulf-DO直接氧化法工艺在较高的硫回收率上或在较低的硫排放量方面均优于superclaus工艺。 综上所述，选择酸性气体的处理工艺主要考虑其中H2S的浓度含量，本装置H2S浓度约30%气源稳定。鉴于Clinsulf-Do需引进技术，Cla129、us法在国内广泛应用，本项目推荐选择Claus法。4.7.2 工艺流程说明（1） 概述本装置选择claus硫回收工艺，酸性气体由两个催化反应步骤组成。燃烧室内的反应H2S +3/2 O2H2O + SO2 （1）反应器内的催化反应2H2S +SO23S +2H2O （2） 按反应式（1）把空气加入燃烧室，H2S氧化。其中产生的SO2是进行反应（2）的反应必不可少的。反应（2）的反应在燃烧室内部分进行，也可以在装有催化剂的反应器中完成。 在每一反应阶段通过系统热交换把气体进行冷却，将生成的元素硫冷凝下来，然后分离得到液态硫。 （2） 工艺流程说明 来自净化酸性气体，经预热后，进入燃烧炉，与一定量130、的空气进行燃烧反应，部分H2S被氧化为SO2，同时在高温下H2S和SO2反应生成元素硫，经废热锅炉将工艺气体冷却，部分硫冷凝分离出来后，工艺气进入claus反应器进行反应，冷凝分离出元素硫后，气体送焚烧炉，用甲醇精馏出的杂醇油、甲醇精馏出的轻组分焚烧。焚烧废气经废热锅炉副产蒸汽后排放。在工艺过程中各设备收集到的液态元素硫通过夹套保温管进入液硫收集槽，然后送至硫冷却转鼓冷却为片状硫送出界区。 制冷由于工艺副产蒸汽大都为中压蒸汽，所需低压蒸汽均由透平抽气，根据热能平衡方案，选用吸收制冷不是最佳方案，它热效率低，整个供热系统投资增大，因此本方案选用螺杆NH3压缩制冷。三废排放（1）废气排放量：300131、0 Nm3/h主要成份：CO276.48%、N217.6%、Ar5.9%4.8 合成气和循环气压缩经过低温甲醇洗净化后的合成气2.9MPa（g）40，总硫0.1PPm送合成气/循环气压缩机。经压缩的合成气压力5.5 Mpa，温度120140送甲醇合成。出甲醇合成塔的含甲醇气体经气-气换热器、水冷却器分离出甲醇后5.0MPa（g）40进入压缩机循环段将循环气压缩至5.5MPa（g），经换热后与新鲜气混合进入合成塔。合成气/循环气压缩机为离心式压缩机，蒸汽透平驱动。4.9 甲醇合成、H2回收工艺选择及说明4.9.1 国内、外甲醇合成工艺技术概况1923年，首次用CO和H2在锌铬催化剂上，在高温、高132、压条件下实现了甲醇合成的工业化。生产甲醇的原料大致有煤、石油、天然气和含H2、CO的工业废气等。早期煤是制造甲醇的主要原料，50年代开始，天然气逐步成为制造甲醇的主要原料。80年代以来，国外甲醇装置向大型化发展，目前单套甲醇生产装置的规格已达2500t/d，离心压缩机的采用，大型合成塔的开发和应用，为甲醇单系列大型化生产创造了条件。甲醇合成工艺流程有多种，其发展过程与新催化剂的应用，以及净化技术的发展紧密联系。早期的甲醇装置多采用高压法，现在已逐步被低压法所取代。常见的低压法有帝国化学工业公司法（ICI）和鲁奇法（Lurgi）、托普索法（Topsoe）、三菱法（MGCC），其中以前两者应用最为133、广泛。伴随甲醇工艺的发展，甲醇触媒经历了传统的Zn-Cr催化剂向Cu-Zn-Al催化剂的转化，使生产技术有了新的突破。各国都在开发新型高效催化剂，以提高甲醇生产的经济性，如ICI公司的51-3，51-7，德国BASF公司开发的S3-86催化剂，托普索开发的MK-121催化剂。我国南京化工研究院和西南化工研究院相继开发了C301、C302型低压合成甲醇催化剂，这两种催化剂活性高，选择性好，已在国内的许多甲醇装置中使用。我国甲醇装置目前还是以小装置为主，原料结构以煤为主，天然气占的比例仅为20%。六十代末我国开发合成氨生产过程中联产甲醇的工艺，因此我国的甲醇装置大多在化肥厂。七十年年代末和八十年代134、初，四川维尼纶厂和山东齐鲁石化公司先后引进了ICI和Lurgi工艺技术，建成了低压法甲醇生产装置，96年上海三联供年产20万吨甲醇装置投产。目前，在建的大型甲醇装置有很多，最大的是中海油在海南岛建设的60万吨/年甲醇项目。4.9.2 工艺技术方案的选择甲醇合成工艺按压力分类可分为高压、中压、低压法。高压法是在30MPa,320380oC的操作条件下，通过Zn-Cr系催化剂来合成甲醇，其特点是技术成熟，但投资和生产成本较高，产品质量差，设备制造难度大，已逐渐被淘汰。中压法的合成压力为10MPa左右，操作温度200300oC，使用Cu-Zn-Al系催化剂，中压法比高压法优越，主要表现在能耗低，粗甲135、醇产品质量高，设备易制造，投资相对较低。低压合成法是目前国内外普遍采用的方法，几种主要的低压法工艺过程大致相同，技术都比较成熟，主要区别在于各种工艺所采用的反应器不同，反应热回收的方式也不同。低压法中以英国ICI、德国Lurqi技术使用最早也最为普遍，此外还有丹麦托普索，德国林德，日本东洋工程公司的低压合成反应器。可见，低压合成工艺尽管工业化已经几十年了，仍在不断改进发展。各种方法消耗比较表见表43表43 各种方法消耗指标对比如（以年产15万吨甲醇为例）规格单位ICILurgiMRFTopsE循环水t=8t/h332244271.1250电6000VKWH/h990687763642付产蒸汽t136、/h16.5(0.6MPa)21(3.5MPa)22.9(2.4MPa)25.47(2.8MPa)触媒量m3602740.8从以上数据可以看出，管壳式反应器以Lurgi等温反应器合成转化率高，能耗指标低，副产蒸汽且压力等级高；而ICI冷激式合成塔合成转化率相对低，只能生产低压蒸汽，电能消耗高，因此，甲醇合成反应器越来越多地向管壳式等温反应器方向发展。在管壳式反应器中，MRF反应器触媒装在壳程，气体径向流动，因此床层阻力降低，且出口甲醇浓度高于ICI反应器。但与Lurgi法相比，其付产蒸汽压力低，触媒同平面温差较大，易形成副产物。通过四川维尼纶厂对两种反应器的运行对比，MRF反应器明显比Lurg137、i反应器差。TOPSOE反应器与鲁奇反应器类似，所不同的是TOPSOE的催化剂活性温度低，活性好些，一次转化率高，循环比小，能耗低。此外还有林德反应器，该反应器触媒装在壳程，内有充水盘管，利用反应热产生2.9MPa蒸汽，该反应器较好地解决了热应力问题，但设备结构复杂，触媒径向温差大。国内开发的林达均温甲醇合成塔类似于氨合成塔，触媒埋冷管，热水与反应器换热，不能产蒸汽。轴、径向温差较大，转化率较低，热能利用不合理。但投资较省。相比之下，Lurgi、托普索反应器为等温管壳式反应器，保证了从触媒层的快速移热，轴、径向温差较小，产生的中压蒸汽经过热后可供透平使用。不需开工炉系统，用蒸汽可以直接完成触媒138、升温过程。事实上世界上新建厂大多数采用此类等温反应技术。反应器有如下优点：（1） 单程转化率高，67%。比ICI冷激式高约2%。（2） 循环比小，降低能耗和减少设备、管道尺寸，节省投资。（3） 不会由于超温而对触媒造成损害，延长了触媒寿命。（4） 有效地利用反应热产生中压蒸汽（2.83.2MPa）（5） 副反应少，粗甲醇质量高。（6） 开停车，低负荷操作都比较容易。综上所述，推荐鲁奇或托普索工艺。4.9.3 工艺流程说明（工艺流程图见图5）来自压缩机的合成气压力5.5MPa，温度40oC，入气气换热器升温后进入甲醇合成塔，在催化剂作用下，进行甲醇合成反应，主要反应如下：CO+2H2 CH3OH139、+QCO2+3H2 CH3OH+H2O+Q此外还有微量的副反应发生，较典型的副反应为：2CO+4H2 CH3CH2OH+H2O+Q2CH3OH (CH3)2O+H2O+Q甲醇合成塔为管壳式反应器，管内装有甲醇合成触媒，壳程为沸腾热水，反应中产生的热量用来生产中压饱和蒸汽，因此反应温度可以稳定地控制在一定的范围内。出合成塔的气体入换热器，在此与合成塔入口气体换热，把入塔气加热到触媒活性温度以上。出换热器的气体经水冷器用循环水冷却到40oC，此时气体中大部分甲醇和水蒸汽被冷凝，然后在甲醇分离器内进行气液分离。分离出的气体一部分作为循环气送往压缩机，进行下一个循环。另一部分作为弛放气，经洗醇塔洗涤甲140、醇后送至氢回收系统。回收的返回压缩机入口，解析气送蒸汽过热器做燃料。甲醇分离器底部出来的粗甲醇降压到0.5MPa后入闪蒸槽，释放出溶解在粗甲醇中的绝大部分气体，闪蒸槽出来的粗甲醇送DME装置。4.9.4 原材料及动力消耗 原材料、动力消耗定额及消耗量表序号名称规格使用情况单位消耗定额消耗量备注每小时每年1新鲜气连续Nm32678744752循环水t=10oC连续m346.6212963蒸汽2.6MPa(g) 饱和连续t-0.97-27.04蒸汽3.45MPa（g） 390 oC间断t3开车时用5电380V连续kWh25.97206锅炉给水3.1MPa(g) 105 oC连续t1.0729.87141、工艺软水0.1MPa(g) 40 oC连续t0.1858合成触媒C306型5X5kg0.174.86每两年换一次9Na3PO412H2O纯度92%连续kg0.0140.4注：消耗定额以吨甲醇产品计。4.9.5 三废排放（1）废气弛放气（去氢回收装置，回收氢气）排放量：4552Nm3/h贮罐气（送燃料气系统）（2）废液：汽包排污水排放量：少量送锅炉房，与锅炉污水混合，回收二次蒸汽后统一处理；间排污水排放量：少量先经排污膨胀槽减压降温后，再用循环水冲冷至60 oC左右，然后排入地沟。（3）废渣废合成触媒（每两年更换一次）排放量：35t/a（送催化剂厂回收）4.9.6 氢回收.1工艺技术方案的选择设142、弛放气H2回收的目的是减少弛放气量，降低吨甲醇合成气消耗，从而降低其成本。氢回收的工艺流程可以分为两个基本过程,一是甲醇合成弛放气的预处理过程,二是弛放气的膜分离过程。弛放气的预处理包括水洗、预热及预放空。由合成系统送来的驰放气进入水洗塔，由水泵送来的软水由塔顶喷淋净化气体回收甲醇。水洗后的气体（原料气）经预热器预热至4050，然后送膜分离组进行氢分离。水洗的目的是将煤气中的甲醇进行回收，同时还要保证水洗后原料气中的甲醇含量低于200mg/m3才允许进入膜分离器。为防止原料气中的饱和状态的水凝结，水洗后的原料气必须进行预热处理。原料气的预热放空是膜装置在开车过程中的必要步骤，通过放空阀将原料气143、放空1520分钟，经采样分析确认甲醇含量低于200mg/Nm3及温度达到4045时方可允许原料气进入膜分离器中。.2工艺流程及消耗定额.2.1工艺流程简述甲醇弛放气先经过滤器除去气流中夹带的固体微粒和液滴，然后经加热器把气体由40加热到60，之后直接进入膜分离器实现气体分离。加热气体的目的是防止气体中的水份在透过膜时，在膜的表面上冷凝下来，从而影响膜的渗透性。加热器的加热介质为低压蒸汽，通过调节阀进行温度调节。加热后的弛放气直接进入膜分离部分，经膜分离后，在膜的低压侧可得到提浓后的氢气，经冷却到40，返回合成气压缩前进入系统，作为合成原料气。.2.2原材料及动力消耗 原材料、动力消耗定额及消耗144、量表序号名称规格使用情况单位消耗定额消耗量备注每小时每年1循环水t=10oC连续m32.8782蒸汽0.5Mpa饱和连续t0.020.53电380V连续Kwh5.89164注：消耗定额以吨甲醇产品计。.3.主要设备选择主要设备一览表序号设备名称及规格材 质数量备注1过滤器 500x3000mmCS12膜分离器 8”x3840mmCS143加热器 F=10m2CS14氢气冷却器 F=50m2CS15尾气冷却器 F=50m2CS14.10 二甲醚合成技术方择及说明案选二甲醚合成技术的选择合成气制二甲醚（DME）均经历“合成气制甲醇”与“甲醇脱水”两个反应。人们把两个反应在同一反应器中进行的过程称为145、“直接法（一步法）”，而将先合成甲醇然后经甲醇脱水生产二甲醚的工艺过程称为“间接法（两步法）”。“直接法”20世纪80年代初，国外对二甲醚作柴油的洁净替代燃料进行研究开发，价格很贵的“气雾剂级与化工级二甲醚”不宜用作燃料，要求有价格低的“燃料级二甲醚”大型化生产。90年代初，在中国用DME替代液化石油气（LPG）作洁净民用燃料取得成功，加快了DME洁净燃料的市场化过程。“一步法”大型化二甲醚生产开始受到重视。“直接法（一步法）”在同一反应器中，在“甲醇合成”与“甲醇脱水”两种催化剂存在下，进行以下反应：甲醇合成反应CO2H2CH3OH水煤气变换反应COH2OCO2H2甲醇脱水反应2CH3OHC146、H3OCH3H2O由于两种催化剂间的协同作用，可打破反应的化学平衡，提高合成气的单程转化率，并有利于二甲醚的生成，在化学反应上具有很大的优势。丹麦Haldor Topsoe开发从天然气大规模合成二甲醚技术，1995年50kg/d中试，催化剂连续操作12,000小时。美国APCI作为美国能源部洁净煤和替代燃料项目，开发了LPMEOH（液相甲醇法），并进一步用于合成气一步合成二甲醚的LPDME（液相二甲醚法），进行50kg/d模试与2000t/a中试。日本的JFE（以前的NKK公司）也相继开发液相二甲醚法，在Kushiro(1999-2002)进行5t/d的中试。国内科研院校也相继进行研究开发工作147、。19962000年间，国际上把“直接法”作为合成气制二甲醚的主选途径。到目前为止国际上还没有用APCI 的LPDME与Haldor Topsoe的“直接法”技术的工业化生产厂。我国清华大学在APCI的基础上，对LPDME催化剂及催化工艺、浆态床技术有很大改进，在重庆建有3000吨DME/年中试，运转良好，但目前尚还未达工业化规模。如果采用直接法生产二甲醚，在大规模工业化生产装置上具有一定的风险。两步法目前，二甲醚主要为化工产品，世界产量十几万吨/年。甲醇固定床脱水制二甲醚是国内外唯一工业化生产过程。工程放大难度不大，过程相对简单，投资较低，原料易得，技术成熟应用比较广泛。甲醇和二甲醚均可作为148、最终产品且可在一定范围内灵活调节。间接法甲醇脱水制取二甲醚又分为液相法甲醇脱水制取二甲醚和气相法甲醇脱水制取二甲醚。液相法是加热浓硫酸和甲醇混合物，甲醇均相脱水制二甲醚。该法虽具有反应温度低、转化率高、选择性好等优点，但设备腐蚀严重，釜内内残液及废水严重污染环境，操作条件恶劣，因此已逐渐被淘汰。气相甲醇脱水法是从液相基础上发展起来的。20世纪80年代中期，由于氟里昂严重破坏大气臭氧层，欧美等一些发达国家和地区作出了禁止在气雾剂中使用氟利昂的决定。二甲醚以其易雾化，易储存等优越性得到认可成为雾化剂的理想替代品。气相甲醇脱水法工艺以其产品纯度高，易操作等特点很快成为生产二甲醚的主要方法。气相甲醇脱149、水法的关键是催化剂的研制。美国mobil公司于1981年开发了利用Al2O3甲醇脱水制取二甲醚的气相甲醇脱水法技术并申请了专利。1991年，日本东洋公司开发了一种新的甲醇脱水制取DME催化剂。该催化剂是一种具有特殊表面积和孔体积的Al2O3。国内对二甲醚制取技术的研究始于20世纪80年代，近年来国内许多单位已相继开发成功，先后在国内各地建成各种规模不等的装置。泸天化采用日本东洋公司已建成一套10000吨/年的二甲醚装置，年产10万吨装置正在建设中。Topsoe工艺属联合型，甲醇反应器和二甲醚反应器串联在同一合成回路中，具有甲醇和二甲醚合成单元一体化的特点。用合成出的粗甲醇作为DME的原料，减少150、合成DME粗甲醇精馏中间步骤，大大节省蒸汽、节约投资并降低了能耗。Topsoe公司在伊朗建设的2400t/d DME,2006年可投产。TEC工艺可以生产任意比例的甲醇和二甲醚产品，合成路线简单。其合成催化剂可长期保持活性，转化率可达74.2，选择性约99。但TEC技术只能由精甲醇制的DME，没有粗甲醇生产DME的技术，因此每吨DME产品多消耗1.8t中压蒸汽。Topsoe和TEC工艺均适合与本项目的建设。两种技术均可选用，主要看两家的报价情况。4.10.2工艺流程简述从甲醇装置来的原料甲醇先进入甲醇净化塔经甲醇净化塔回流罐，缓冲后由甲醇泵加压，经含醇废水和出塔合成气预热后进入甲醇气化分离器。151、在甲醇汽化器中由蒸汽冷凝提供甲醇气化的热量，气化后的甲醇经合成塔进出口换热器加热后进入二甲醚合成塔（开车时入塔气经开工加热器由高压蒸汽加热）。气相甲醇在催化剂的作用下，发生脱水反应，生成二甲醚和水，同时生成少量的CO，CO2，H2，CH4和其它副产物。出塔的合成气经进出塔换热器预热入塔甲醇回收热量后，预热原料甲醇，再进入甲醇净化塔再沸器进一步回收热量。出再沸器的合成气经循环水冷却器后进入二甲醚净化塔进料罐，气相直接进入二甲醚净化塔，液相经给料泵进入。二甲醚净化塔以中压蒸汽为再沸器热源，塔顶不凝气体由二甲醚净化塔回流罐经净化塔冷却冷凝器用循环水冷却回收二甲醚后排出，去甲醇装置作燃料。二甲醚从二甲152、醚净化塔出口抽出，去二甲醚罐区。二甲醚净化塔塔底主要为甲醇和水，靠压差进入甲醇净化塔，从塔顶得到未反应的甲醇，回到甲醇泵的入口作为原料甲醇。甲醇净化塔塔底排出的含醇废水预热原料甲醇后，经废液泵加压送至处理装置处理后回用。原材料及动力消耗序号名称规格单位使用情况消耗量备注每小时每 年1循环水3242吨连续155011.161062电380VkWh连续400.291063蒸汽1.3MPa，饱和吨连续16.00.1152106凝液返回4蒸汽0.6MPa，158吨连续4.83.38104凝液返回5催化剂r-Al2O3m3间断-206原料甲醇GB338-1992 吨连续201.44104主要设备选型主要153、装置设备一览表序号设备名称及规格材质单位数量1DME合成塔 台12DME净化塔CS台13甲醇净化塔CS台14DME净化塔回流槽CS台15甲醇净化塔回流槽CS台16DME净化塔进料罐CS台17甲醇气化分离器CS台18合成塔进出气换热器CS台19甲醇加热器CS台110甲醇预热器CS/SS台111甲醇气化器CS台112开工预热器CS/SS台113DME净化塔冷凝器CS台114DME净化塔再沸器CS台115甲醇净化塔再沸器CS台116甲醇合成气再沸器CS台117甲醇废水换热器CS台118废水冷却器CS台119甲醇净化塔冷却冷凝器CS台120进料泵台1+121DME净化塔回流泵台1+122甲醇净化塔回流154、泵台1+123废液泵台1+1三废排放序号名称组成排放量处理措施备注1二甲醚净化塔顶气体DME：86.5甲醇：微量H2+N2：13.5%10.14Nm3/h去硫回收作为燃料连续2甲醇净化塔顶部气体H2O：0.01%DME：14.90甲醇：85.09%50.24Nm3/h去硫回收作为燃料连续3甲醇净化塔底部废液H2O：36.5%甲醇：40.7%C2-3： 22.84.84t/h生化处理连续6脱水催化剂r-Al2O312.7m3/a厂家回收4.11 甲醇精馏4.11.1.工艺技术方案的选择粗甲醇质量决定于精馏过程技术方案的选择，自从合成采用铜系触媒后，粗甲醇质量得到显著改善，其杂质含量大幅度降低，高155、级烷烃含量大幅度降低，降低了精馏塔的负荷。目前工业上采用两塔流程已能得到优质工业品，但从节能降耗角度出发，可采用三塔精馏。三塔精馏将以往的主精馏塔分为加压精馏塔和常压精馏塔，将加压精馏塔塔顶出来的甲醇蒸汽作为常压精馏塔的热源，节约了蒸汽。通常三塔精馏比两塔精馏约降低能耗30%，但投资稍有增加。两塔与三塔精馏消耗指标比较如下：规格单位两塔三塔循环水3240t/h33772056蒸汽0.6MPat/h63.738.0电380VkWh/h230292从节能降耗，进而降低操作费用的原则出发，精馏工艺选择三塔流程。4.11.2工艺流程及消耗定额4.11.2.1工艺流程简述由甲醇合成送来的粗甲醇进入预精馏156、塔的中部，在该塔中进行轻组分的分离。塔顶蒸出气体经预塔冷凝器及预塔冷凝器冷凝后，冷凝液入预塔回流槽，不凝气作为燃料送往转化预热炉。预塔回流槽排出的液体由预塔回流泵打入预精馏塔顶部作为回流液。为防止设备腐蚀，在预精馏塔下部由碱液泵打入NaOH稀溶液，以中和合成反应中生成的有机酸。预精馏塔蒸馏需要的热量由低压蒸汽供给。预精馏塔底部出来的甲醇液由甲醇给料泵加压后送入加压塔，塔顶蒸出的甲醇蒸汽进入常压塔再沸器，甲醇蒸汽冷凝热作为常压塔的热源，出常压塔再沸器的甲醇液再进入加压塔回流槽，一部分甲醇由加压塔回流泵加压后送入加压塔作为回流液，其余部分经精甲醇冷却器冷却到400C作为合格产品送至精甲醇槽。加压塔157、所需热量由低压蒸汽通过加压塔再沸器供给。由加压塔底部排出的甲醇液送至常压塔下部，常压塔顶部出口的甲醇蒸汽经常压塔顶冷凝器后进入常压塔回流槽，再经常压塔回流泵加压，一部分送往常压塔顶回流，其余部分送至精甲醇槽。常压塔底排出的含有微量甲醇和其它高沸点杂质的水，由残液泵加压经残液冷却器冷却后，送往生化处理装置。含有高沸点醇的杂醇在常压塔的下段定量采出，由杂醇泵送成品罐区。4.11.2.2原材料及动力消耗 原材料、动力消耗定额及消耗量表序号名称规格使用情况单位消耗定额消耗量备注每小时每年1循环水t=10oC连续m37420562蒸汽0.5MPa饱和连续t1.37383电380V连续kWh10 5292158、4工艺软水连续t0.0725烧碱连续kg0.12.5注：消耗定额以吨甲醇产品计。4.11.3.三废排放（1）废水排放量： 0.055t/h甲醇含量0.3%（wt%）处理方法：生化处理4.11.4主要设备选择主要设备一览表序 号设备名称及规格材 质数量备注1预精馏塔 浮阀塔 2000mm 12加压塔 浮阀塔 2200mm13常压塔 浮阀塔 3200mm14预塔再沸器 F=120m215预塔冷凝器 F=240m216预塔冷凝器 F=45m217加压塔再沸器 F=600m218精甲醇冷却器 F=120m219常压塔顶冷凝器 F=950m2110常压塔再沸器 F=950m2111残液冷却器 F=95m159、2112杂醇冷却器 F=10m2113预塔回流槽 1800x4800mm 114加压塔回流槽2000x4800mm 115常压塔回流槽2000x4800mm 116配碱槽 1400x1400x1000mm 117预后甲醇泵 附电机 37kW218加压塔回流泵 附电机 30kW219常压塔回流泵 附电机 30kW220残液泵 附电机 15kW221碱液泵 附电机 0.75kW222预塔回流泵 附电机 22kW223杂醇泵 附电机 15kW14.12 空分装置和氧气压缩概况国外大型空分设备的发展始于50年代初，其发展也经历了一个不断完善的过程，目前其技术已日趋完善，技术经济指标也相当先进。目前能设160、计、制造30000NM3/h O2等级空分设备的国家有：法国空气液化公司、德国林德公司、美国空气制品与化学品公司、英国氧气公司、日本酸素、日本日立、日本神钢、俄罗斯等，据不完全统计：除俄罗斯外，上述国家的公司已生产了30000N没3/h O2等级以上空分设备近100套，最大容量已达100000NM3/h O2。国外3000040000NM3/h O2等级空分设备的工艺流程，在七十年代中期，主要采用板翅式切换流程；八十年代中期，主要采用带增压透平膨胀机的常温分子筛净化空分流程，化工用的主要采用液氧内压缩流程，另外还有调峰型流程等，其设备容量也不断大型化。进入九十年代，国外30000NM3/h O161、2等级的空分设备技术水平又有很大的提高，采用了规整填料塔技术，全精馏制氩技术和变负荷智能型DCS集散控制技术等。使设备的技术性能指标达到了一个新水平。生产气氧流程的氧提取率提高到约98%99%，氩提取率从75%提高到85%，单位氧电耗从原来的0.42下降到0.36kwh/m3O2，运转周期从一年延长到二年以上，空分设备的设计制造技术也不断提高，采用了各种先进的流程计算软件及流程优化软件，CAD、CAM、自动焊接、真空钎接、数控加工等先进技术。国内大型空分设备的发展走过了采用高、低压铝带蓄冷器换热流程，全低压石头蓄冷器切换流程、切换板翅式换热器流程、常温分子筛吸附流程，直到现在采用带增压膨胀机的162、分子筛流程，液氧内压缩流程等的发展道路。我国的流程设计水平，由于引进了先进的流程模拟计算软件，加之有些厂家还自行开发了一些设计计算软件，因而流程设计已由原来的模仿国外公司的状况发展到目前能根据用户需要，自主开发流程的崭新境界。空分设备规格也由计划经济体制时的1500 NM3/h O2、3200 NM3/h O2、6000 NM3/h O2等级发展到了1000045000 NM3/h O2等级的系列空分设备，根据项目具体情况，为了节省投资，空分装置选用全国产化设计制造。空分装置规模本装置为20万吨/年甲醇、10万吨二甲醚装置的配套设备。其主要任务是为工艺生产装置连续提供压力为0.8MPa(g),163、气量18142 Nm3/h，纯度为99.6%的氧气及为开车吹扫、置换、触媒升温还原提供压力为0.5MPa(g)，气量10000 Nm3/h，纯度为99.99%的氮气，同时生产720 Nm3/h，纯度为99.999%的液氩，根据工厂和市场需要可以抽去一定量的液氮和液氧产品。空分装置流程选择本空分装置的工艺流程采用分子筛净化、增压透平膨胀机、全精馏提氩、氧、氮产品双泵内压缩等先进技术。内压缩流程是现今国内外空分装置普遍采用的先进的工艺流程，内压缩流程具有以下几个主要优点：a) 由于用液氧泵及空气增压机取代了价格昂贵的氧气压缩机，可使投资降低。b) 液氧泵和空气增压机的备品配件比氧压机的备品配件价格164、低，因而可使维护保养成本降低。c) 使用液氧泵内压缩后，可防止烃类在冷凝蒸发器内聚集，因此安全性更好，装置也更可靠。d) 用空气压缩机取代氮气压缩机后，由于增压机在某些情况下可以和原料空压机合并成为一个机组，因而占地减少、安装费用省、操作方便、控制简化。内压缩空分流程分为空气循环（又称为双泵流程）和氮气循环（又称为单泵流程）。双泵流程是用高压空气来复热高压液氧、液氮产品（即空气循环），液氧、液氮产品用泵加压到所需压力；单泵流程是用高压氮气来复热高压液氧（即氮气循环），用液氧泵压缩液氧达到所需压力，用氮压机压缩机氮气达到所需压力。单泵流程利用高压氮来使加压液氧汽化复热并回收其低温冷量的缺点是：由165、于氮气的冷凝温度比空气低，氮气的潜热比空气小，这就意味着为汽化同样数量的加压液氧，需要被压缩的氮气量要比空气量更多而且氮气的压力要高于空气的压力。由于被压缩的氮气来自冷箱。在冷箱里的氮气管路有压力损失，因此循环氮压机的吸入压力要低于相应的增压空气压缩机的吸入压力，这就意味着氮压机的压缩比要大于增压空气压缩机的压缩比。因此，在同样规模的内压缩流程中，氮压机的尺寸要比增压空气压缩机的尺寸大，耗功也要高一些。另外循环氮气主要是作为吸收和转移低温冷量的一种载体，而空气则不仅完成了这种功能，还与精馏有机的结合起来，并能使精馏过程更加有效。基于以上的对比，由于本项目使用氧气压力较低故推荐空气循环、外压缩流166、程。 工艺方案及主要设备选型为了满足所用氧及氮气量及压力等级需要，设计选用KDONAr-20000/10000/720 型深冷空分设备一套。主要技术参数如下：氧气20000 Nm3/h，纯度为99.6%O2 氮气10000 Nm3/h，纯度为99.99%N2氩气720 Nm3/h，纯度为99.999%Ar空分装置用空气压缩机、空气增压机采用透平压缩机。流程简述 本装置采用目前较为先进的分子筛纯化增压流程，空气经脉冲式空气过滤器除去空气中的灰尘及其它机械杂质，然后进入透平压缩机被压缩至约0.62MPa。压缩后的空气进入空气预冷系统的空气冷却塔，在其中被水冷却和洗涤。空气被冷却至约15.5左右后进167、入分子筛纯化器除去空气中水分、二氧化碳及乙炔等杂质使空气得到净化，由于分子筛吸附热之故，空气被复热至17，然后分二路入分馏塔，一路是绝大部分空气进入分馏塔中主换热器被返流气冷却至-172（其中有一小部分被液化）进入下塔底部，而另一路空气经过增压机增压至0.80.9MPa，经冷却后进入主换热器被冷却至-108左右，再从主换热器中部抽出去透平膨胀机膨胀至0.14 MPa左右，以-165温度进入上塔进行精馏，得产品氧气和氮气，部分污氮作为再生分子筛使用，大部分氮气去水冷却塔，产品氧气和少部分氮气分别送往用户使用。氧压机是将空分的纯氧从0.01kPa压缩到0.8Mpa、100送煤气化装置。氧压选用离心168、式压缩机，蒸汽透平驱动。 水、电、汽消耗指标： 序号名称规格单位使用情况消耗量每小时每 年1循环水32 t连续340024.46x1062电380VkW连续5393.88x1063蒸汽0.5MPa（g）t连续2.5180004蒸汽3.45MPa(g)t连续53.43398404.13 技术来源0.5 MPa灰熔聚流化床煤气化技术 中科院山西煤化所二甲醚合成技术 丹麦托普索或日本东洋公司4.14 主要工艺装置和关键设备能力（见表4-8）表4-8 主要工艺装置和关键设备能力 序号装置关键设备名称单台生产能力系列数备 注1煤气化灰熔聚气化炉2500030000Nm3/h粗煤气4+12湿法脱硫1000169、00 Nm3/h粗煤气13粗煤气压缩蒸汽透平驱动离心式压缩机100000 Nm3/h粗煤气0.4MPa加压到3.5MPa1压缩机轴功率8068kW4合成气/循环气压缩蒸汽透平驱动离心式压缩机74475 Nm3/h合成气200000Nm3/h循环气2.9MPa加压到5.5MPa1合成气压缩机轴功率2108kW5CO变换、冷却50000 Nm3/h1部分变换6低温甲醇洗100000 Nm3/h17甲醇合成20万t/a甲醇18二甲醚合成10万t/a19空分装置制氧20000Nm3/h1透平驱动空压机10锅炉房三台75 t/h循环流化床煤锅炉， 3.9MPa（g）450311蒸汽透平驱动离心式氧压机1170、8142Nm3/h O20.8 MPa1轴功率2116 Kw12总变12500KVA/台213全厂循环水20000t/h1组14凝汽式发电机组12000 Kw1备用锅炉发电4.15罐区工艺技术方案的选择本装置为粗甲醇和杂醇的中间罐区。甲醇以年产20万吨计，甲醇装置年操作为7200小时。设2个常压甲醇内浮顶贮罐，每个贮罐的公称容积为10000m3，共可贮存20天的粗甲醇产量，贮量共计13330吨。另外，设一个杂醇固定顶贮罐，公称容积为200m3，杂醇可贮存30天的产量，贮量共计140吨。工艺流程和消耗定额.1工艺流程简述 粗甲醇自甲醇装置进入甲醇贮槽。 杂醇自甲醇精馏装置进入杂醇贮槽，经杂醇装车171、泵加压后，通过汽车鹤管输送至汽车槽车外运。.2原材料及动力消耗 动力消耗量表序号名 称规 格使用情况单 位消耗定额消耗量备注正常最大1电380V间断kW4554主要设备选型 主要设备一览表序号设备名称及规格材质单位数量备注1甲醇贮罐Q235-A台22杂醇贮罐Q235-A台13甲醇装车泵台24杂醇装车泵台1产品贮运.1概述工程产品二甲醚产量10万吨/年，本工厂不考虑二甲醚的装瓶设施，但是考虑到产品的销售区域范围较大（产地的周边地区），因此本库区设置3个二甲醚球罐，每个球罐的公称容积为3000m3，其操作压力为0.887MPa(g)，操作温度为40，共贮存合成工段18天的正常二甲醚产量。运输方式按172、公路槽车、铁路槽车两种方式考虑。.2主要设施二甲醚火灾危险性分类为甲A类。自合成工段二甲醚送入球罐储存；装车时，开启二甲醚装车泵（共4台），送至装车鹤管装汽车外售。当球罐需要检修时，先用二甲醚出料泵倒罐，到最低液位时再用压缩机（2台）倒空。.3生产制度库区及装卸站年操作7200小时，采用五班三运转制，间断操作。.4 动力消耗名称规格使用情况单位 小时消耗量 电380V间断kW/h141.5装卸设施及槽车情况a产品运输情况本罐区原料和产品的运输采用火车、汽车方式。由于本工程运输量较大，全部采用公路运输不利于生产，建议业主与铁路部门协商，设置铁路专用线，实施公路、铁路相结合的运输方式。b.产品的装173、车能力，鹤管形式及数量。二甲醚的装车能力按全部考虑汽车装车。汽车装卸站采用穿过式装车，共设6个鹤位，底部装卸，最大装车能力均为180t/h，。4.16 泡沫消防系统工艺流程简述本工程设置一套消防系统，为罐区各贮罐、中间罐区、装车站等提供泡沫灭火。设计执行的标准为低倍数泡沫灭火系统设计规范（GB50151-92）。泡沫系统采用压力式比例混合流程，泡沫泵自灌起动，泡沫药剂为抗溶性泡沫液。在罐区周围及相应作业区域分布有泡沫液环状管网，配置泡沫栓和泡沫枪。各罐设置相应数量泡沫发生器，泡沫泵房的启动主要依赖现场火灾报警确认后手动操作启动。泡沫药剂贮量按最大罐灭火一次用量（泡沫供给强度12L/min.m2174、），另加扑灭流散液体火灾的泡沫枪所用泡沫量之和，设置V=10m3的泡沫液罐两台，连续使用时间不小于25分钟。.原材料及动力消耗 动力消耗量表序号名称规格使用情况单位消耗定额消耗量备注正常最大1电6000V间断kW2302762消防水400C间断m3/h5506004.16.3主要设备选型 主要设备一览表序号设备名称及规格材质单位数量备注1泡沫贮罐Q235-A台22消防水泵台23泡沫枪支24泡沫发生器个104.17 自控技术方案 本工程根据兰花科创公司实际情况，为新建200kt/a甲醇、100kt/a二甲醚项目进行设计。工艺流程具有连续性和可控性，为了取得最佳的经济效益，确保整套生产装置的安全、175、可靠运行，设计采用先进、可靠的，自动化水平高的集散控制系统(DCS系统)的自控方案。4.17.1 自动化水平本工程主要分为煤气化、脱硫、压缩、煤气变换冷却、甲醇洗，甲醇合成、二甲醚、制冷等。配套的公用工程有循环水。装置区内新建中央控制室（位与综合办公楼内），中央控制室设置一套集散控制系统（DCS系统），用于对整套工艺流程进行集中监测和过程控制。压缩机、空分的仪表及控制系统随机成套供货，DCS系统只监测、显示其运行状态。本装置DCS系统备有与上位机及生产管理系统通讯的接口。循环水系统采用常规的智能型数字式仪表，在原循环水控制室预留的地方设置仪表盘进行监控。4.17.2为了确保生产装置及操作人员的176、安全，设置报警、联锁系统。该系统功能由DCS系统实现。在中央控制室的DCS系统的操作站画板上设有各种操作按钮软开关或通过操作站的操作员键盘上的特定功能键，可对转动设备（压缩机、泵等）进行紧急停车，以及对有关安全联锁阀门进行远程手动开/关操作。4.17.3对于原料气的主要成份（H2，CO，C02，）分析，采用在线自动分析仪器进行连续分析。分析器的主机、取样探头、取样管、预处理装置及其它辅助装置由分析仪器厂成套。根据现场防爆要求，分析器需采用防爆措施。分析器输出信号送到中央控制室的DCS系统。仪表的选型甲醇装置区为防爆区域，现场仪表选用本安防爆或隔爆型。循环水系统为非防爆场所，现场仪表选用防护型。177、压力、差压变送器主选智能型；温度检测元件主选温度变送器。4.17.5仪表的电源采用不间断电源（UPS）。4.17.6仪表用气要求为无油、无尘、干燥的压缩空气，利用新建的仪表气源，气源压力为： 0.7MPa(g)。4.17.7对安装在室外的一次变送器设保护、保温箱，需保温伴热的测量管线和保温箱采用蒸汽伴热保温系统。5 资源、原料、燃料供应5.1 煤资源 煤资源丰富兰花股份公司所属矿区煤炭资源丰富，其所属的北岩矿9#、 15#煤可开采2090万吨；莒山矿9#、 15#煤可开采4500万吨。充足廉价的煤炭资源为建特大型煤化工基地提供了资源保障。 高硫煤煤质本项目拟选用北岩矿15#高硫煤，其煤质分析结178、果如下：工业分析（wt%）：t6.27 5.69 21.63 9.20元素分析(wt):71.3 2.04 0.59 0.97 3.485.1.3 年用煤量和运输方式年用原料煤29.0万吨，年用燃料煤20.16万吨。厂址离煤源较近，故采用汽车运输。5.2 水资源晋城市是水资源相对匮乏地区，本项目最多需水约560t/h新鲜水，可使用北义城水源地和晋城市任庄水库的水。5.3 电晋城地区电力资源丰富，本项目主要依靠工厂热电结合或备用锅炉热备发电，一般情况下，电自给有余，有少量供矿区其他用户用，当备用锅炉用于供蒸汽时，由珏山220KV变电所供电。5.4 土地资源国家对土地，特别是对耕地控制非常严格。本179、项目特别注意节约用地，厂址所用地27.51公顷属晋城市泽州县高都镇车岭北侧。5.5 各类资源价格“三高”煤由于煤质差，属于国家环保政策限采的劣质煤，根据采煤、选煤成本初步核定煤价约160元/t。燃料煤采用低硫无烟煤，初步核定煤价约280元/t。水是回用的生活污水和矿井废水，不涉及资源费，主要是工厂处理费用。水库水取水设施和输水管均为项目投资，已进入产品成本。综合考虑水价1.5元/m3。电主要是由晋城市珏山变电站供给，初步定价0.373元/kWh。土地价格以每亩10万元计。6 厂 址 选 择6.1建厂条件 厂址的地理位置、地形、地貌概况拟选厂址位于晋城市泽州县高都镇境内的车岭村北侧。场地内现既无180、建、构筑物，也无其它公用设施，不需进行拆迁。高都镇位于晋城市东北方向，直线距离约15公里。场地地形为丘陵地带，地表为黄土覆盖，地类为耕地。绝对标高约在791805m之间。具有关资料表明：拟选厂址地下无煤炭等矿产资源，不属军事禁地及文物保护地。 工程地质、水文地质、地震和气象等情况 工程地质、水文地质：因本厂址目前尚未进行工程地质、水文地质勘察。地震：据建筑抗震设计规范（GB50011-2001），附录A 中表明：晋城抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第三组。 气象： 该区属半天旱大陆性气候，冬季寒冷，夏季炎热。 年平均气温 11.0 绝对最高气温 38.6 绝181、对最低气温 -22.8 最大冻土深度 43mm 年相对湿度 63% 年最大降水量 1010.4mm 年最小降水量 295.9mm 年平均降水量 615.2mm 年平均风速 2.4m/s 最大风速 23.0m/s（NW风） 最大积雪厚度 21.0cm 年平均蒸发量 1768.9mm 年最大蒸发量 2427.1mm 年最小蒸发量 1393.3mm 最高气压 9.55x104Pa 最低气压 9.12x104Pa 年主导风向 夏季以南风为主，冬季多西北风。 交通运输条件晋城市交通较为便利,太焦铁路从境内通过,干线公路有207国道，晋长高速公路等。 公路运输，拟建厂址东距晋长高速约1公里，东距长晋公路约182、0.2公里。铁路运输，距元庆站约6公里。 主要原材料供应本工程的原料与燃料均由距厂址西北约8公里的莒山煤矿供给；也可由北岩煤矿供。 水源、供排水、防洪等情况 本工程的生产用水拟由位于厂址东北方向的任庄水库供给，采用管道送至厂区；生活水源由自建水源井提供。工厂的雨水、处理合格的废水拟排至厂址东南侧的天然河沟。工厂的防洪主要考虑为拟建场地北侧的厂外洪水。 电源、供电、电讯等情况工厂厂外供电来自厂址以南的晋城市珏山变电站。 临时施工用电取自附近的现有供电线路。因现时通讯事业发展很快，故本工程厂外通讯容易解决。 供热工程情况 供热工程有厂内建锅炉房解决。 环境条件 拟选厂址南距车岭村约0.5公里，西距183、渠头村约1.6公里。拟选厂址周围无任何工业企业，且已离开晋城市区，与城市的发展规划不会发生冲突。 生活福利设施的条件 本工程的生活福利设施拟设在兰花集团现有生活区内，充分利用该区内已有的公共福利设施，本工程不再设置生活福利区。 厂址目前土地使用现状 拟选厂址的土地均为一般可耕种农田。 当地协作条件 当地有晋煤集团、兰花集团、晋城煤化工等大型企业，故机、电、仪表修理和其它辅助生产的协作在该市境内协作条件较好。工厂的机、电、仪表修理仅需要自己设置小修，大件修理可需在晋城市当地进行协作。6.2厂址方案工厂的厂址共进行了2处实地初步勘查，现将各厂址即车岭村北（第一方案）、车岭村东（第二方案）进行比较。184、 各厂址的优缺点见下表。厂址方案比较表序号厂址条件厂址方案车岭村北厂址车岭村东厂址1地理位置位于晋城市泽州县高都镇境内的车岭村北侧。位于晋城市泽州县高都镇境内的车岭村东侧。2土地现有状况土地所有权属晋城市泽州县，没有农户和其它设施。土地所有权属晋城市泽州县，没有农户和其它设施。3场地特征及土方工程量场地开阔，绝对标高791805m之间，地势较平坦，地表为一般可耕种土地。场地开阔，绝对标高约在790806m之间，长堤内有天然沟壑。为丘陵地带，地表为黄土覆盖，是一般可耕种农田。 场地平整土石方工程量较方案一大。4是否军事禁地、文物保护及旅游景点区经现场与当地有关部门调查，均不是。经现场与当地有关部185、门调查，均不是。5原、燃料供应地点莒山煤矿供给；也可由北岩煤矿供。莒山煤矿供给；也可由北岩煤矿供。6水源地拟由位于厂址东北方向的任庄水库供给，采用管道送至厂区。生活水由自建水井提供。拟由位于厂址东北方向的任庄水库供给，采用管道送至厂区。生活水由自建水井提供7铁路运输状况距元庆站约6公里。距元庆站约6公里。8公路运输状况长址紧邻晋长二级公路与通往巴公公路。距长晋高速公路南义城口约0.7公里。长址紧邻晋长二级公路，距长晋高速公路南义城口约0.5公里。9厂外供电晋城市珏山变电站晋城市珏山变电站10厂外排水地点厂址东南侧的天然河沟。厂址东侧的天然河沟。11与周围村庄最近的距离及主导风向的关系南距车岭村186、约0.5公里，西距渠头村约1.6公里。处于厂区年主导风向的上风侧。南距车岭村约0.5公里。处于厂区年主导风向的侧风侧12地下是否是采空区及是否有煤炭等矿产资源根据当地有关部门提供的资料表明：地下不压煤，无开采历史，周边无采空区，稳定性较好，区内无断层。根据当地有关部门提供的资料表明：地下不压煤，无开采历史，周边无采空区，稳定性较好，区内无断层。13排渣场位于厂区以东的天然冲沟。位于厂区以东的天然冲沟。 推荐厂址意见 通过上述厂址方案比较，不难看出，两个厂址各有优缺点 ,均具备建厂条件。车岭村北厂址较适宜建设该工程。该厂址场地较开阔、离长晋高速公路距离大于1公里、厂址留有企业今后发展的余地较大。187、 综上所述，在目前设计阶段，工厂厂址拟选为车岭村北厂址，即方案一。 拟选厂址尚需进行以下工作：1） 工程地质初勘；2） 地震安全性评价；3） 地质灾害危险性评估；4） 地形测量；5） 环境评价。7 公用工程方案7.1总图运输 设计依据(1) 采用的规范与标准工业企业总平面设计规范（GB50187-93） 建筑设计防火规范（GBJ16-87）(2001年版) 化工企业总图运输设计规范（HG/T 20649-1998） 厂矿道路设计规范（GBJ22-87） 总图制图标准（GB/T50103-2001）国家、行业的其它有关专业规范、标准和规定。(2) 业主提供的厂区“厂区位置图（1：5000）”及其188、他资料。 总平面布置 （1） 布置原则:1) 贯彻执行国家现行的防火、防爆、安全卫生、环保 等规范要求。 2) 满足工艺生产要求，使工艺管线短捷，物流顺畅。3) 结合厂区现状，因地制宜进行布置，并满足运输要求。4) 节约用地。（2） 厂区用地与功能分区：厂区围墙中心线内占地27.51hm2；工厂功能分区主要有生产区、辅助生产区、公用工程区及厂前区等。（3）布置方案： 将备煤系统、锅炉、发电、造气等布置在厂区的东部，此举一为贮煤场靠近厂外公路，便于运输；二为地处工厂年主导风向的侧风向。空分、压缩、变换等布置在造气装置的西侧。低温甲醇洗、制冷、硫回收、甲醇合成、甲醇精馏、二甲醚装置、氢回收等布置在189、厂区中部的南侧。总变电站、化学水站及火炬等布置在厂区的东端。一是有利于供电外线的进出，二是靠近发电与锅炉。成品罐区、泡沫消防站、装卸站、全厂仓库、循环水等位于工厂的中部的北侧。新鲜水、消防水系统、及全厂维修等布置在工厂的西南角。厂前区位于工厂的西北角，布置有综合办公楼、食堂、浴室、倒班宿舍、中央化验及职工活动场地等。结合当地的自然环境,满足消防、安全、卫生等要求，特厂前区布置在工厂年主导风向的上风侧。车间办公、控制及分变等根据需要进行了设置。为满足运输和消防需要，各新建装置区均设置了环形通道。上述详见平面布置图。7.1.2 竖向设计 布置原则1) 满足各工艺生产流程对高程的要求。2) 满足运输190、及排水要求。3) 结合自然地形，尽量减少土方工程量。竖向布置方式工厂竖向布置方式根据实际地形采用台阶式与平坡式混合布置。工厂运输工厂年运输量为69.95万吨，其中运入49.15万吨，运出20.84万吨，进出厂均为公路运输。主要物品为原料煤、燃料煤、炉渣、产品及化工品等。 公路运输 厂内道路为城市型，路面结构采用普通混凝土路面。主要道路路面宽度12.0m，一般道路宽度为6.0m，道路交叉口路面内缘转弯半径一般情况采用12.0m。运输设备为了实现运输社会化，加之当地运输力量较强,故本次设计不考虑增加运输设施，货物运输依托社会运力解决。仅考虑3辆运渣载重汽车。 工厂绿化在车间周围、道路两侧及可绿化的191、地段内全部进行绿化，绿化重点为厂前区。绿化可铺植适合当地气候、土壤的草坪，种植乔木与灌木等树种。工厂绿化系数20%。 其它工厂防护工厂的四周已设置了实体围墙与设置两处出入口，一处为人流并位于厂前区；另一处为货物出入口。两处大门均设置了门卫室。消防站工厂设置了消防站，其主要内容有：消防车、消防车库及人员宿舍与训练场地等。货物计量为了满足进出厂货物的计量，设置了三台电子汽车衡。工厂排渣本项目的排渣运出厂外进行综合或利用厂址东侧的天然沟壑进行填埋。7.2 给水排水 工厂给水7.2.1.1 给水水源本工程生产生活经常用水量为560m3/h，年用水量为403.2万吨，北义城水源地和任庄水库水源可为本工程192、年提供水量500万吨，水量水质均能满足本工程用水要求。 厂区给水系统方案的比较和选择根据各用户对水量、水质、水压及用途的不同要求，将厂区给水系统划分为原水输水给水系统、生产生活给水系统、稳高压消防给水系统、造气循环水及清净循环水系统，各系统用水量详见全厂生产生活用水排水水量一览表及循环水用水量一览表。分述如下：.1 原水输水给水系统本系统主要为将原水送入厂区，经常输水量为560m3/h，管材采用钢管，管网呈枝状布置，其中290 m3/h的水量直接送到清净循环水街区，作为循环水补充水，另外部分送到厂区内的6000 m3的清水池(分二格兼作消防水池)。.2生产生活给水系统本系统主要为满足工艺装置生193、产用水及辅助生产设施用水要求而设置，经常用水量为270 m3/h，加压泵选用SLOW80-280B型离心泵三台，二开一备，单机性能:Q=57-146.7-188.5m3/h，H=74-60-49m，配套电机N=45kW，置于加压泵房中。厂区管道管材采用钢管，管网呈枝状布置，供水压力0.45MPa，送到各用水点。为节约新鲜水消耗，设计将脱盐水站排污水回用作为造气循环水补充水。.3稳高压消防给水系统本系统主要为满足甲醇装置及储罐区的消防用水要求而设置。根据石油化工企业设计防火规范（1999年版）（GB50160-92）和建筑设计防火规范（2001年版）（GBJ16-87），结合生产性质和工艺要求，194、设计采用独立的稳高压给水系统，供水压力0.9Mpa，同一时间火灾次数为一次，工艺装置区按大型石油化工装置设计，消防用水量300L/s，火灾持续时间3小时。 消防贮水池有效容积为3240m3。消防泵选用KQSN300-N4-559型多级离心泵三台，二开一备，单机性能:Q=97.2194.4L/s，H=9994m，配套电机功率为280kW；稳压泵采用KQDL65-16x6型多级离心泵二台，一开一备，单机性能:Q=510L/s，H=10584m，配套电机功率为15kW，均设于加压泵房中。为今后检测维修方便，泵房另设有最大起重量2吨的电动葫芦一套。厂区管网呈环状布置，管材采用钢管，消火栓采用SS150195、-1.6型室外地上式消火栓，布置间距不大于60米，并设有消防水炮，以进行特殊保护。.4 清净循环水系统本系统主要为满足合成甲醇装置用循环水要求而设置。循环水经常用水量为19945m3/h，要求给水水压为0.40MPa，给水水温为320C，回水压力为0.20MPa，回水水温为400C。冷却塔采用GFNS2-3500型钢砼逆流式冷却塔六座，配套风机LF92S，风量273X104m3/h，全压170Pa，配套电机N=160kW，型号为YSDL355M。冷水泵选用SLOW600-860A型离心泵六台，五开一备，单机性能：Q=2800-4100-5320 m3/h，H=69-58.2-42m，配套电机N196、=800kW，n=980r/min， V=6000v。旁滤水采用处理能力为400m3/h的高效过滤器二套。加氯机采用Regal-2100型加氯机四台，三开一备。加药装置采用JY0.6/1.44B-1型加药装置二套。为今后安装维修方便，循环水泵房设有最大起重量10吨的DX10-6-20型电动单梁悬挂起重机一套。为节约新鲜水消耗，设计将清净循环水排污水经超滤+反渗透处理后，回用水处理设计规模为100 m3/h，产水回用作为循环水补充水，浓盐水回用作为地面冲洗和锅炉冲渣用水。.5造气循环水系统（1）造气循环水水量、水质、温度及压力要求A 水量：循环水水量为1440m3/h；详见造气循环水水量一览表。197、B 水质： 主要是煤、尘、少量氰化物、氨、硫化物等。C 温度： 循环水给水温度：320C； 循环水回水温度：500CD 压力：要求循环水给水水压：0.8MPa； 循环水回水水压：0.3MPa。 E 其它：为节约新鲜水，造气循环水补充水设计采用脱盐水站排污水。（2）造气循环水系统工艺方案和流程说明本工程从洗气系统排出的造气废水污染严重，水量也较大，但造气洗涤水对水质要求不算太高，一般只要求水温小于330C以保证煤气温度冷却到400C，以适应下工序脱硫工段的要求；悬浮物不能太高，以免堵塞管道和洗气塔的喷头。为此，造气废水的治理原则是在降低水温和悬浮物的情况下实现闭路循环，在其循环过程中力求降低氰化198、物、氨化物、硫化物浓度，避免二次污染。造气循环水工艺流程简述如下：造气废水先进入闪蒸槽，闪蒸出氰化物、氨、硫化氢、有机硫等有害气体，这些气体送克劳斯硫回收或锅炉焚烧后排放。闪蒸后的废水废水经沉淀池将煤屑等悬浮物去除后，经热水池用泵打入冷却型塔式生物滤塔，与填料上的生物膜接触，CN-、S2-、挥发酚等污染物被生物降解后，靠重力流流入机械加速澄清池，进一步去除水中的悬浮物和塔滤中剥落的生物膜，经冷水池用泵打回到造气车间循环使（3）建、构筑物型式及设备选择A 沉淀池：采用平流式沉淀池，其结构尺寸为LXBXH=60X12X6.5米，分二格，池上设有抓斗桥式起重机一台，用以抓取沉淀池的沉渣。B 热水池钢199、筋混凝土结构，结构尺寸LXBXH=12X6X4.5米。C 热水加压泵房混合结构，结构尺寸LXBXH=12X6X9.5米，其中地下部分为3.5米，地上部分为6米。内设有SLOW300-450B型热水泵二台，一开一备，单机性能：Q=560-1422-1860m3/h，H=51-37.5-26.2米，配套电机N=200kW，n=1480rad/min；为检修维护方便，泵房中设有DX2-5型电动单梁悬挂式起重机一套，最大起重量2吨，最大起升高度9米。D 冷却型塔式生物滤塔分四座，每座的结构尺寸LXBXH=9X9X15.5米，处理能力900m3/h。风机采用LF47型冷却塔风机二台，单机性能：风量60X200、104m3/h，风压127.5Pa，配套电机N=30kW，n=970rad/min。填料采用孔径为25毫米的玻璃钢蜂窝填料。E 机械加速澄清池设计采用国家标准1000m3/h机械加速澄清池（95S774）二座，并联运行。每座处理能力为1000m3/h，外型尺寸为XH=21.8X8.0米。F 冷水池钢筋混凝土结构，外型尺寸LXBXH=18X6X4.5米。G 冷水加压泵房混合结构，结构尺寸LXBXH=15X6X8.5米，其中地下部分为2.5米，地上部分为6米。内设有SLOW300-710B型冷水泵三台，二开一备，单机性能：Q=540-1450-1820m3/h，H=124-99-82.4米，配套电201、机N=560kW，n=1480rad/min；为检修维护方便，泵房中设有DX3-5型电动单梁悬挂式起重机一套，最大起重量3吨，最大起升高度8米。H 加药间内设有JY-0.3/0.72A-1型加药装置二套。 工厂排水.1 全厂排水系统的划分和技术方案的选择 根据污水性质，厂区排水划分为生活生产污水排水系统、生产清净废水及雨水排水系统。 生活生产污水排水系统总排水量为72.6m3/h，其中生活化验排水量为7m3/h，低温甲醇洗排污水水量为0.6m3/h，二甲醚排污水水量为65m3/h,收集后排入污水处理站。生产清净废水及雨水排水系统经收集后排至厂外雨水排水管线。.2 排水管道设施，基础、接管、管材202、防腐等措施室内排水管及排水出户管均采用排水UPVC管，粘接连接；厂区生产生活污水排水干管及生产清净废水排水管均采用HDPE高密度缠绕结构壁管，承插橡胶圈连接。管道基础均采用砂砾基础。 污水处理站.1处理规模考虑生产污水的波动性及不可预见水量，并结合工厂今后的发展，设计规模采用50 m3/h。.2 进水水质及排放标准（1） 进入污水处理装置水质指标为：CODcr: 2820mg/L BOD5: 1285 mg/LNH3-N: 262mg/L 总酚：617 mg/L硫化物：25 mg/L 氰化物：14 mg/L（2） 污水经处理后，出水要达到国家污水再生利用工程设计规范（GB50335-2002203、）中的工业循环冷却水补充水水质要求，回用作为循环水补充水，回用水的水质详见下表：项目循环冷却补充水PH值6.59.0浊度（度）5SS（mg/L）10BOD5（mg/L）10CODCr（mg/L）60铁（mg/L）0.3锰（mg/L）0.2氯化物（mg/L）250总硬度（以CaCO3计mg/L）450总碱度（以CaCO3计mg/L）350氨氮（mg/L）10总磷（以P计）（mg/L）1溶解性总固体（mg/L）1000游离余氯（mg/L）粪大肠菌群（个/L）2000.3 工艺技术方案的选择生化处理是公认的污染物无害化处理的最有效、最廉价的处理工艺。以前国内普遍采用的常规活性污泥法由于其耐冲击负荷性204、能差，泥龄短造成细菌种类不全、数量不足，对难降解物质无去除效果，对NH3-N无去除能力，因而不适用于本工程的处理。根据本工程的进水水质和出水水质的要求，本设计推荐采用膜生物反应器工艺，它是将膜分离技术与生物处理技术直接相结合而形成的一种新的水处理技术，利用膜的选择透过性，几乎能将所有的微生物截留在生物反应器内，这使得膜生物反应器内的生物浓度极高，理论上泥龄可以无限延长，极有效地去除氨氮及大分子有机物，使出水的有机物含量降至最低，出水清澈透明，无悬浮物，可以直接进行回用。其具有以下特点：工艺流程简单，无需二沉池；占地面积小，投资省；出水水质稳定；剩余污泥少，处置费用低，全自动控制运行，操作简单，205、维护方便。.4 污水处理工作原理及工艺流程膜生物反应器主要由生物反应器与膜组件两部分构成，污水中的有机物经过生物反应器内微生物的降解作用，使水质得到净化，而膜的作用主要是将活性污泥与大分子有机物及细菌等截留于反应器内，保持反应器内有较高的污泥浓度，经膜过滤后的出水达到回用水水质要求。7.3 供热. 7.3.1热电站（1）热负荷本项目建热电站一座，以满足项目建设中煤气化，甲醇及二甲醚生产过程中所需的蒸汽量，根据工艺及热电站的用汽条件，全厂生产所需的蒸汽负荷情况如下表所示：全厂热负荷汇总表序号工 号3.45Mpa(g)4501.27Mpa(g)1940.78Mpa(g)饱和0.78Mpa(g)23206、51造气-402造气363变换8-5.64甲醇合成-27（2.6MPa）5二甲醚164.86甲醇精馏387合成气、循环压缩机透平128空压机透平36.89粗煤气压缩机透平35.210氧气压缩机透平10.411汽轮发电机组128-21.6-12-4712除氧8.13脱硫2.414甲醇洗815空分1.616生活、采暖7.17损失50.81.61.418合计214.6000（2） 设计原则1）据热负荷状况,机组设置遵循“以热定电,热电联产”的产业政策,选定适当规模的发电机组，2）据当地燃料特性选择适应的炉型,3）机、炉采用集中控制室，4) 采用石灰石炉内脱硫方式， 5）除尘采用布袋除尘。（3） 机组207、规模及运行方式1）燃料锅炉燃料为造气碎煤:煤质分析如下：Mar=6.36;Ad=19.42;Vdaf=7.66;CRC(18)=2;Std=0.31;Cdaf=92.47;Qnettrar=25.127MJ/kg2）机、炉设置根据以上的设计原则及燃料特性，本项目经过比选，拟选定循环流化床锅炉，考虑因素如下：a. 燃料为无烟煤(造气碎煤)及炉渣,挥发份低,难着火,如选用煤粉炉则难稳定燃烧.b. 循环流化床为一种“清洁燃烧”的炉型,因其低温燃烧及分段进风的特点,大幅降低了NOx的产生.c. 可实行炉内脱硫,通过在炉内投入石灰石粉,烟气中SO2与CaO及氧反应生成Ca SO4,降低了SO2的排放量,208、是一种廉价、有效、切实可行的脱硫方案.d. 省却了庞大的制粉系统,综合造价较低.机、炉设置方案如下：设置3台75 t/h,P=3.82Mpa, t=450循环流化床锅炉；一台12MW的抽汽凝汽式汽轮发电机组。锅炉产汽直供合成气压缩、空气压缩、煤气压缩、变换等及汽轮发电机组，汽机有一级工业可调抽汽：抽汽压力15.68 Mpa,供应1.27Mpa及0.78Mpa管网的低压用户。发电机组采用热电联产方式运行,在供热的同时,利用蒸汽压差发电,能源利用充分、合理，经济性好，在满足供热时，可发电12000Kw/h。）运行方式热电站正常运行时，为保证工艺用汽，三炉一机全开，每台炉负荷率95%,产汽214.6209、t/h,在满足全厂供热的同时，驱动抽汽机组每小时发电12000Kw,当一台炉检修时，汽轮发电机组停运，两炉满负荷运行，以满足工艺生产所需。（4）主要设备技术规格:1） 锅炉锅炉炉型 循环流化床锅炉过热蒸汽流量 75 t/h过热蒸汽压力 3.82Mpa过热蒸汽温度 450给水温度 105锅炉效率 872） 汽轮机抽汽凝汽式汽轮机型号 C12-3.45/15.68额定功率 12000KW主汽门前蒸汽压力 3.45 Mpa主汽门前蒸汽温度 435额定进汽量 128t/h抽气压力 15.68MPa额定抽汽量 82t/h排气压力 0.0049MPa3） 发电机型号 QF-15-2额定功率 12000Kw210、最大功率 15000Kw额定转速 3000rpm出线电压 10.5KV功率因数 0.8额定频率 50HZ冷却方式 空气冷却（5） 上煤、排渣、除灰、脱硫a) 上煤：煤由干煤棚经皮带送至煤仓，由炉前刮板机送至锅炉.碎煤 28t/hb)排渣:排渣为连续排渣,落渣进入冷渣器,冷却至100时,运至渣仓,由汽车运出厂外.排渣量: 3.0t/h(每台炉)c) 脱硫本工程采用炉内脱硫，脱硫剂采用粒径不大于1.8mm的石灰粉。锅炉的脱硫剂给料系统采用气力输送方式，即外购成品脱硫剂粉，用气力罐车运到电厂内，送入设在主厂房的石灰粉仓。粉仓下设给粉机，由给粉机出来的脱硫剂粉，由送粉风机提供压力风，经输送管道送至炉膛211、前部的2个石灰石料口喷入炉膛，钙硫摩耳比为3，脱硫率为80%.c).除尘:除尘采用布袋除尘, 除尘效率99.75烟囱高120m,上口直径3000 m m排烟量： 112560Nm3/h(每台炉)排灰量： 3.0 t/h(每台炉)烟气含尘浓度: 43.7 mg/Nm3烟气SO2浓度: 118 mg/Nm3以上烟气污染物浓度可满足火电厂大气污染物排放标准GB13223-1996中的相关指标要求。（6） 主厂房为三列式布置,由汽机间、除氧、煤仓间，锅炉房组成，运转层高为7米，主厂房柱距8.锅炉房 跨度28, 纵向60除氧煤仓间 跨度11 纵向60汽机间 跨度21 纵向367.3.2化学水处理（1） 212、原则性系统的拟定 根据水源水质及机组型式，锅炉补给水处理系统流程为：清水机械过滤器保安过滤器高压泵反渗透膜元件装置混床离子交换器脱盐水箱. 此系统的特点是:出水质量好,酸碱污染少,运行可靠,为广大用户所接受.（2） 系统出力 根据工艺条件，对全厂化学水进行平衡，化学水系统须补充脱盐水96t/h,系统生产能力定为120t/h.（3） 出水水质 脱盐水出水水质为： 硬度 0mol/l 电导率 1s/cm SiO2 0.02mg/l能够满足国家标准火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准GB12145-99，中的有关规定.（4）锅炉补给水处理系统的连接及操作方式锅炉补给水处理系统中的多介质机械过滤器、213、保安过滤器、反渗透脱盐装置以及混床离子交换器均采用母管制连接方式.整个系统的运行操作控制采用就地手工操作.反渗透装置的运行采用就地手工操作,清洗系统也为手工操作.本项目按2X60 t/h. 反渗透脱盐装置进行设计,二套膜元件共用一套膜元件的清洗系统装置.当膜元件受到污染后,可进行化学清洗.（5）水处理室的布置水处理室采用两列布置，柱距为6米，跨距为24米，总长42米，布置有单流机械过滤器3台，保安过滤器3台,RO装置2套，混床2台,布置各种水泵12台.水处理室二层有值班化验室、药品库及控制室.（6）废水排放量 50 t/h7.4 供配电 供电概述：7.4.1.1设计依据和设计采用的标准、规范。214、 本工程设计依据为各工艺专业所提条件、甲方提供的现场情况。 本工程设计主要采用的标准、规范：爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058-9235-110kV变电所设计规范 GB50059-923-110kV高压配电装置设计规范 GB 50060-92并联电容器装置设计规范 GB50227-9510kV及以下变电所设计规范 GB50053-94 供配电系统设计规范 GB50052-95低压配电设计规范 GB50054-95通用用电设备配电设计规范 GB50055-93 建筑物防雷设计规范 GB50057-2000电力工程电缆设计规范 GB50217-94工业与民用电力装置的接地设计规范 215、GBJ65-83 化工企业静电接地设计规程 HGJ28-90 工业企业照明设计标准 GB50053-2004建筑设计防火规范（2001年版） GBJ16-877.4.1.2 设计范围： 本工程设计范围包括如下：35kV总变、热电站及全厂以及各个工号供配电设计、道路照明的设计。35kV外线不属于此次设计范围。7.4.2 电源状况.1外部电源： 晋城电网处于山西电网东南部，现有四座220kV变电站-东沟站、芹池站、丹河站和珏山站，经220kV长东II线（264-243）、苏丹I线（274-252）、苏丹II线（275-253）、芹郑线（284-294）与山西电网相联，境内由220kV丹珏线（255216、-294）、东珏线（245-291）、丹东线（254-244）构成220kV单环线，东沟站通过220kV东芹线（248-282）与芹池站相联，并通过东电I线（247-211）、东电II线（246-212）供阳城大电厂高备变，形成了可靠性较高的220kV主网架结构。 四座220kV变电站分别呈辐射状供相联的110kV变电站，大部分110V变电站均装有备用电源自投装置：东沟站主供椿树头站、南村站、上庄站、下村站、马村站、润城站和成庄站；芹池站主供阳城站（阳牵站）、五柳庄站、尹庄站、郭北站、寺河站、沁牵站；丹河站主供高平站（北庄站）、陵川站、礼义站、李村站、高牵站、天化站、煤化站；巴公电厂通过李村站217、主并；珏山站主供城南站、吕匠站、高都站（巴化站）、晋牵站、一化站和二化站。全市新建220kV变电站3座/780兆伏安（达到1020兆伏安），新建220kV输电线路4条127公里，全市220kV主变突破1000兆伏安大关，实现了双主变、双电源，形成了东沟-丹河-珏山单环网架。新建110kV公用站10座/52.65兆伏安（达到67.51兆伏安），新建110kV输电线路16条188.6公里。110kV公用枢纽站基本形成双主变、双电源格局，实现N-1目标。新建35kV公用站16座/8.415兆伏安（达到15.925兆伏安），新建35kV输电线路16条86.3公里。35kV站基本达到重要以及大负荷乡（镇218、）一乡一站，合理布局。截止2004年底，全市共有地方发电厂（站）73座，发电机166台，装机容量218.896MW。其中：500kW以上电厂33座，发电机107台，装机容量213.02MW，包括火电厂11座，发电机44台，装机容量172.5MW（自备电厂3座，发电机13台，装机容量68MW），水电厂22座，发电机63台，装机容量40.52MW；500kW以下电厂40座（均为水电厂），发电机59台，装机容量5.876MW。2004年，全市最大电力负荷88万千瓦，年供电量48.09亿千瓦时，其中公司供电量完成42.45亿千瓦时；全市年用电量45.5亿千瓦时。预计五年后，晋城市用电负荷达到165万千219、瓦，用电量达到89亿千瓦时。珏山220kV站距本厂15公里，现在装有2X120MWA的主变压器，为三线圈变压器，电压等级为220/110/35kV，已经代负荷170MW，两台变压器分列运行，每台变压器分别带85MW，还有70MVA的裕量供本项目使用。.2 内部电源：根据“热力平衡、以热定电”原则，本次扩建，设一台15000kW的汽轮发电机组。正常运行时，发电12000kW。.3 供用电平衡，本项目计算负荷为18253kW，发电机发电12000kW，正常运行时，需由电网供电6253kW。当发电机故障时，需由电网供电17253kW（除去一台锅炉及发电机自用电约1000kW）。.4 拟采用的供电方案220、：综上所述，本项目采用35kV双回路供电即可满足要求，双回路分别引自珏山220kV变电站的不同变压器的35kV侧。根据供用电平衡，本项目选择两台12500kVA的变压器，在正常情况下，发电机及一台变压器运行，变压器负荷率52%。在发电机全部故障的情况下，两台变压器同时工作，变压器负荷率72.6%，能长期可靠运行。 全厂用电负荷表序号生产装置名称装置总容量 (kW)10(0.38)kV常用容量 (kW)10(0.38)kV计算容量(kW)负荷等级常用系数1备煤300二0.452造气500二0.73脱硫1440二0.8 4甲醇洗640二0.85甲醇合成720二0.86H2 回收165二0.87制冷221、1920二0.8 8空分540二0.8 9新鲜水 消防水80二0.810清净循环水4990二0.811造气循环水1425二0.812污水处理230二0.813硫回收32二0.814锅炉房 4700二0.815脱盐水400二0.816甲醇精馏292二0.815二甲醚40二0.816检修、照明800三17合计1921418乘同期系数 kP=0.9518253 用电负荷及全厂变电所.1 用电负荷等级及供电要求本工程的生产装置区及辅助生产装置区的用电负荷主要为二级负荷，其中压缩机盘车、油泵、消防水泵、发电机的凝结水泵、仪表DCS、事故照明等为一级负荷，厂前区及生活辅助设施为三级负荷。为保证一级负荷的用222、电可靠，在全厂设一台800kW的柴油发电机组，给一级负荷供电，一级负荷中的压缩机盘车、油泵、发电机的凝结水泵、消防水泵采用双电源终端切换后供电，仪表DCS由UPS供电，事故照明选用自带蓄电池组的灯具。 为保证用电质量，提高用电处的功率因数，本厂在高、低压侧均设静电电容补偿装置进行补偿。.2 全厂变电所的设置本厂设35kV总变一座、热电站开闭所一座、车间变电所6座、均布在全厂的各个负荷中心。7.4.3.3 计量： 在35kV总变的35kV进线设专用计量表计，计量CT选择0.2S级，计量PT选择0.2级，计量表计选用智能表。.4各个开闭所及车间变压器的容量及进线均按一回路故障时，另一回路及变压器能223、带起所有二级及以上负荷来选择。主要设备选择：高压用电设备及电缆按短路电流的动、热稳定来选择、校验，380V用电设备按短路电流选择、校验，低压电缆按额定电流来选择，防爆设备按防爆介质的级别和组别来选择，主要设备材料选择如下：序号设 备 名 称规 格 型 号单 位数 量备 注135kV配电装置kYN61-40.5台10235kV变压器SZ9-12500kVA/38.53X2.5%/10.5台23高压开关柜kYN28A-系列台684柴油发电机组800kW台15变压器SG10-8002000/10/0.4kV台166控制保护屏Pk-10台107低压配电柜MNS GGD系列台1688动力配电箱 XLL系224、列台90910kV微机综合保护套210可编程控制系统套211照明配电箱台12012高压电缆YJV-10-3*120米1200013低压电缆ZR-FF- /YJV-1-米9000014控制电缆ZR-kFF- /kVV-0.5-米7000015铜母线100*8米50016接地装置吨3017电缆桥架吨10018电缆保护管吨519直流屏PED-W 500AH 100AH套2各17.4.5 总变型式 本总变为一个独立界区。除主变外，其它均为室内布置。35kV总变内设两栋建筑物，一栋为35kV建筑物，另一栋为联合厂房，一层为电缆夹层、办公室等，二层为10kV高压配电室、控制室，办公值班室等。7.4.6 热225、电站型式： 10kV高压开关柜布置在主厂房B-C列零米平面；380V低压厂用配电间也布置在B-C列零米平面。热电站主控室布置在另外一栋建筑物内，通过连廊与主厂房连接。7.4.7 主要电力设备和线路的继电保护及自动装置本厂所有高压设备的监控及保护采用全微机分层分布式监控及保护系统。35kV总变及热电站开闭所为有人值守变电所。其它为无人值守变电所。继电保护按照现行国标电力装置的继电保护和自动装置设计规范来设计系统保护和安全自动装置。7.4.8 微机自动准同期装置： 同期装置既可用于发电机差频并网，又可用于线路差频和同频并网。装置具有自动识别并列点断路器并网性质的功能，在差频并网时精确的数学模型确保226、装置能绝不遗漏地捕捉到第一次出现的并网时机，并精确地在相角差为零度时完成无冲击并网。也可实现无逆功率并网。同期点设在发电机出口、母联及联络线上。：电力设备过电压保护电力设备的过电压保护主要从以下两个方面考虑。7.4.9.1：操作过电压：对10kV母线及10kV高压柜内真空开关，为防止操作过电压，采用氧化锌避雷器保护。对0.4kV系统，分级采用电涌保护器保护。7.4.9.2 关于消谐措施：为避免高次谐波对电网的影响，电气设备选择谐波控制在国家标准要求内的电气设备，并在10kV I II段各装设一套消谐器消谐。7.4.10：中性点接地系统及配电电压 高压用电设备： 35kV 3PH 中性点不接地系227、统10kV 3PH 中性点不接地系统 低压用电设备 0.38/0.22kV 3PH+N+PE 中性点接地系统 直流电压 直流220V7.4.11 防静电、 防雷及接地所有工艺生产装置及其管线，按工艺及管道要求做防静电接地。接地点一般不少于两点。本厂生产装置及辅助生产装置按第二类防雷建构筑物设计。屋面均采用避雷带或避雷针作为防直击雷措施。屋内分级采用电涌保护器作为防感应雷及操作过电压措施。接地系统采用TN-S系统，电气设备的工作接地、保护接地以及防雷接地共用接地极，接地电阻4欧姆。仪表DCS单独接地，接地电阻1欧姆。35kV总变的接地单独设计，接地电阻1欧姆。如接地电阻达不到要求，则采用降阻剂降228、低全厂的接地电阻。 电修本厂以小修为主。大修依托外协处理7.4.13 主要节能措施：本次节能主要采用如下措施：7.4.13.1：所有电气设备及材料均采用低损耗的电气设备和材料。.2：对部分用电量变化较大的用电负荷采用变频器控制。7.5 工厂外管网工艺供热外管网的主要任务是连接全厂个生产及辅助生产装置以及公用工程装置之间的工艺和供热管线。外管与各装置的工艺及供热管线的分交点是距各装置和建筑物的红线或轴线外一米。新建甲醇装置区的管架结构型式尽可能轻型管架风格，以取得整齐美观，与装置有机融为一体的效果。工艺供热管线设计要满足工艺生产要求，采用先进技术，确保生产安全、运行可靠。热力管线尽量采用自然补偿229、。输送易燃易爆介质的管道设计可靠的静电接地措施。保温和保冷的管道按规范做好保温和保冷设计。保温和保冷材料尽量采用先进的绝热材料，以降低能量损失。7.6采暖通风及空气调节设计依据采暖通风及空气调节设计规范GBJ19-87工业企业噪声控制设计规范GBJ87-85采暖与卫生工程施工及验收规范GBJ242-82采暖与空气调节工程施工及验收规范GB50243-97气象条件夏季通风室外计算干球温度28.0夏季空气调节室外计算干球温度32.1夏季室外计算湿球温度24.4室外风速 平均2.2m/s年主导风向 CS设计数据.1空调DCS控制室 温度 213 湿度5010%其他需空调处 温度 263 湿度70%设230、计说明.1 通风设计说明在工艺生产许可的情况下，尽量采用自然通风方式，当厂房为封闭式，室内产生有害气体或大量余热而自然通风不能满足要求时，才辅以机械通风。对有腐蚀性气体的通风系统，通风机和风管采用防腐性能较好的玻璃钢风机和风管。对有防爆要求的通风系统，通风机选用防爆型风机。化验柜采用局部排风方式，每个化验柜设独立系统，并根据化验柜中的化学成分决定其进风口的速度。有害气体的排放按照大气污染综合排放标准实施。.2 空调设计说明厂区内对温度、湿度有要求的DCS控制室、电气控制室、分析化验室等设置空调。空调方式：空调房间较分散且面积不大的，采用自成体系的柜式空调机或分体壁挂式空调机。对有恒温、恒湿要求231、的控制室，采用恒温恒湿空调机。空调系统的设备均采取防震措施和消音措施。7.7 维修山西。股份有限公司有机、电、仪大中修的能力，故本项目只考虑小修的能力。(本项目共设置一个三修车间，负责各个装置的小修任务。各装置仅设维修间，负责日常的维护工作)。7.8 中央化验室本工程设二级检验，即中央化验室与车间化验室。中央化验室属质量管理部门，负责对进厂原料、辅助材料及最终产品、副产品进行测定、分析和质量监督；当生产中出现质量问题，协助车间化验室解决处理，并对问题进行分析研究提出解决问题的方法，对新的分析方法进行研究、开发；对全厂分析仪器进行维护和修理；负责对各车间的分析化验人员进行业务培训和技术指导。中央232、化验室设在厂前区，要求周围环境清洁、没有粉尘及有害气体污染。由原料分析室、成品分析室、水质分析室、标准溶液室、天平室、色谱分析室、加热室等功能间组成。根据全厂生产工艺的需要，全厂设四个车间化验室：气化、净化及合成、水汽车间化验室，分别设置在各车间办公楼内。车间化验室主要承担车间（装置）生产的中间控制分析。化验室部分功能间内设通风柜，柜内设上下水、洗涤池、电插座及局部照明，有害气体经风管排到屋顶放空，有害样品处理均在通风柜内进行；部分功能间设洗涤盆，配双联和三联水龙头；化验室供电分照明及动力电两部分，并配备配电箱及暗插座箱。7.9土建7.9.1土建设计原则根据工艺专业提供的条件,在满足生产需要的233、前提下，贯彻技术先进、适用经济、安全可靠、注意美观的方针，充分利用原有建筑，尽可能节省投资和节约三大材料。 地质条件工程地质拟建厂区为第四纪沉积地层，土层分布基本均匀，表面为非自重湿陷性黄土覆盖层（局部为一级湿陷性黄土层），厚度为216米，成分以砂质粘土为主，呈可塑状；其下为粘土类土壤，以砂质粘土为主并含有钙质，呈可塑状，该层分布较厚，钻探深度15米仍未见变层（据调查资料，基岩埋深约在地面下304米，为石炭二叠纪的山西统地层），该区地层一般为中等压缩性土壤，部分地区为高等压缩性土壤。根据以上地质情况，本工程必须依据建筑物和构筑物的重要性，受水浸湿可能性的大小及使用上受不均匀沉降限制的严格程度，234、分别采取有效的地基处理措施，以提高地基承载力和消除湿陷性，地基处理可采用桩基，灰土挤密桩和灰土换填的方法，如有条件（在试验的基础上）也可采用强夯，以达到加固地基的目的。7.9.3 本工程抗震烈度为6度。因此本工程须按建筑物抗震设计规范和构筑物抗震设计规范的有关规定设防。7.9.4 建筑标准和前期工程标准协调一致，甲醇易燃并有爆炸危险，建筑物安全设计须按照有关规范的规定,采取相应的防护措施。7.9.5 本工程主要建（构）筑物采用钢筋混凝土框、排架配以砖混结构，圆筒仓采用钢筋混凝土筒体结构，栈桥采用钢桁架。8 节 能8.1概述二甲醚是一种高能耗的化工产品，又是重要的化工原料和动力燃料。原料和动力消235、耗费用占生产成本的 63，所以，采用先进节能的工艺技术和重视能量的综合利用，提高可用能的综合利用率不仅可以降低产品成本，增加产品的市场竞争能力，同时可以减少向环境中排放的能量的数量，减少能源对环境的污染、提高资源的利用率。8.2 节能措施降低合成气中惰性气体含量合成甲醇的原料气为氢气、一氧化碳气和少量的二氧化碳气，它们被称为有效气体，理论气体消耗比值为（H2-CO2）/（CO+CO2）=2.05，其他气体如氮、氩、甲烷均为惰性气体。合成原料气中的惰性气体会降低有效气体分压，降低一氧化碳转化率，增加产品电耗。同时，由于甲醇单程合成率低，工业上采用气体循环的方法提高有效气体的转化率。但在循环过程中236、，惰性气体逐渐积累，必需及时排放，以维持循环系统中惰性气平衡。合成原料气中惰性气量愈高，排放气（吹出气）量愈大，相对带走的有效气体就多，从而造成原料气损失，增加产品能耗。本报告200kt/a甲醇煤气化采用高纯度氧，使用煤气化随氧气带入工艺系统的氮和氩降至最低，以减少合成原料气中惰性气体含量。 将甲醇合成气成分控制在理想范围内通过化学反应获得产品的过程一般都要求进行反应的原料符合一定的比例，用一氧化碳和二氧化碳与氢气合成甲醇是典型的均相催化反应。一氧化碳和二氧化碳都能在一定的温度、压力条件下，通过催化生成甲醇。CO+2H2=CH3OHCO2+3H2=CH3OH+H2O由上述可见，二氧化碳与氢生成237、甲醇比用一氧化碳与氢生成甲醇要多耗一个氢，而且生成一个水。反应生成的水会增加甲醇精馏过程的能耗。但是，单纯用一个一氧化碳作为原料时，由于一氧化碳与氢反应生成甲醇是强放热反应，为了将反应控制在比较温和的条件下，通常是使原料气中含有一定量的二氧化碳。比较理想的含量是维持新鲜气中二氧化碳量为3-5，使新鲜气中有效气体成分维持（H2-CO2）/（CO+CO2）=2.052.10。按本报告推荐的流程，脱硫后的粗煤气进行转化，然后进行变换和脱二氧化碳，可以很容易控制（H2-CO2）/（CO+CO2）=2.052.10，从而使甲醇合成反应控制在比较理想的条件下进行，以获得最高的转化率，使产品能耗降至最低。采238、用等温合成反应器甲醇合成是强放热反应，只有及时、有效地移走反应热，使反应趋向于等温条件才能获得较高的转化率和较低的能量消耗。移走反应热的甲醇合成反应器有激冷式、气/气换热式和列管式。其中列管式反应器实际上就是一台立式列管换热器，管内填充甲醇催化剂，管间为锅炉给水，管内合成甲醇的反应热依靠管间沸腾的锅炉给水沸腾蒸发移走。副产2.6MPa蒸汽，蒸汽过热后注入空压机透平。通过调整蒸汽压力控制床层温度，床层温度均匀，基本处于等温条件下进行合成反应，转化率较高，开停车方便，节能效果较好。但该反应器结构相对比较复杂，设备投资较大，催化剂装填难度相对较大。 选用新的煤气化工艺和净化工艺开发利用国家环保政策限239、采的兰花集团老矿区高硫、高灰、特高灰熔点、特难磨煤，有效地利用了劣质煤炭资源。 大功率运转设备均采用蒸汽透平直接驱动，减少能源转换的损耗。 工艺装置中废热能根据不同情况按中低等级进行回收，尽可能首先生产中压蒸汽，然后生产低压蒸汽或预热锅炉给水。 蒸汽透平冷凝液全部回收。工艺过程用于间接加热产生的冷凝液尽可能多回收，减少新鲜水消耗和降低脱盐水装置能力与消耗。15.6 低温甲醇洗的低热值废气、合成甲醇、合成油弛放气回收用于过热工艺副产的饱和蒸汽，提高发电效率。富余的煤气可考虑预热原料煤。 选用节能型电气产品，选用高效保温材料，减少热损失。 节约用水。工艺污水、生活污水处理后回用作循环补充水。 利用240、低位热能采暖。 选用高效的保暖、保冷材料，加强建筑节能。9 环 境 保 护9.1 厂址与环境现状 见项目概况与建厂条件部分。9.2 执行的环境质量标准及排放标准 环境质量标准(1) GB3095-1996环境空气质量标准二级标准 (2) GHZB1-1999地表水环境质量标准类水质标准 (3) GB3096-93城市区域环境噪声标准类区标准(4) GHZB1-1999地下水环境质量标准类水质标准 污染物排放标准(1) GB16297-1996大气污染物综合排放标准表1中二级标准(2) GB14554-93恶臭污染物排放标准(3) GB12348-90工业企业厂界噪声标准二类区标准(4) GWP241、B41999合成氨工业污水污染排放标准表2大型企业排放标准9.3 建设项目的主要污染源及污染物本工程主要污染源与污染物排放情况如下： 废气主要污染源与污染物本工程废气污染源主要有低温甲醇洗装置、克劳斯硫回收、合成二甲醚、锅炉房等，主要污染物为CO2、SO2、N2。主要污染源及污染物排放情况详见全厂废气处理措施及排放表91。表91 全厂废气处理措施及排放表 序号排放装置排放量排放规律处理措施备注1备煤、气化备煤：破碎性粉尘煤气化：N2、H2、CO、CO2、H2S。5000Nm3/h连续开车时排放通风、袋式除尘火炬焚烧后排放2变换CO、H2、CO2、N2、H2S少量。4000Nm3/h开车时排放火242、炬焚烧后排放变换前有湿法脱硫装置3甲醇洗CO262%、N215.34%、CO1.9%、H21.3%、H2S微量。5000Nm3/h连续高空排放4甲醇洗CO250.54%、N212.41%、H21.05%、(H2S+COS)36%。900Nm3/h。900Nm3/h送克劳斯硫回收装置5克劳斯硫回收CO276.48%、N217.6%、Ar5.9%。3000 Nm3/h连续达标后高空排放6煤锅炉烟气SO2：118mg/ Nm3，尘：43.7 mg/ Nm3，CO2、N2 ，337680Nm3/h连续烟气脱硫后高空排放7合成二甲醚H2、N2 、DME、甲醇60.38 Nm3/h送克劳斯硫回收装置燃料气243、 废水主要污染源与污染物本工程废水污染源主要有低温甲醇洗废水及合成二甲醚废水、生活污水等，主要污染物为甲醇、二甲醚、少量油类。主要污染源及污染物排放情况详见全厂废水处理措施及排放表92。表92 全厂废水处理及排放表 序号排放装置排放物组分排放量排放规律处理措施备注1造气NH3、HCN水、尘需改进水质时排、补少量水间断密闭循环生化处理2甲醇洗水、少量甲醇0.6t/h连续处理后回用3二甲醚水、少量甲醇、二甲醚、6.5 t/h连续处理后回用3甲醇精馏 甲醇含量0.3%（wt%）0.055t/h连续生化处理4脱盐水含盐类50 t/h连续补充造气循环水5循环水排污水含盐类25 t/h连续锅炉冲渣、冲洗地244、面6锅炉排污水含盐类10 t/h连续排放7生活污水7.0 t/h连续处理后回用 废渣本工程废渣主要有变换触媒、甲醇合成触媒、气化炉渣及锅炉灰渣等。详见全厂废渣处理措施及排放表93。表93 废渣处理措施及排出物序号排出物装置排出物组分排出物量排出规律处理措施1造气炉渣：Al2O3、SiO2、CaO、MgO、Fe2O3飞灰：Al2O3、SiO2、CaO、MgO、Fe2O3、C5.12t/h(干)8.16t/h(干)连续连续堆放渣场送锅炉房2锅炉房炉渣：Al2O3、SiO2、CaSO4、MgO、Fe2O3、C飞灰：Al2O3、SiO2、CaSO4、MgO、Fe2O3、C6.48万t/a(干)6480245、t/a(干)连续堆放渣场3变换催化剂Fe、Cr、Al15t/a间歇制造厂回收4甲醇催化剂Cu、Zn35t/a间歇制造厂回收5二甲醚催化剂Al12.7M3/a间歇制造厂回收 噪声本工程噪声主要来源于振动及转动设备工作时产生的噪声，如鼓风机、压缩机及各种泵类产生的噪声，此类设备为连续噪音源。此外，还有安全阀泄压，锅炉蒸汽放空等气体防空噪声，属间断噪声源。各主要噪声源噪声见噪声特征一览表94：表94 噪声特征一览表 序号工段噪声设备名称台数声压级dB（A）工作特征防治措施开备1空分压缩机1100连续连续消声器及隔离操作室2煤气压缩煤气压缩机1105连续隔离操作室3合成压缩合成气压缩机1100连续隔离246、操作室4锅炉房风机泵类高压蒸气放空9585110连续连续间断隔离操作室9.4 本工程拟采用的环保治理措施 废气治理措施.1 造气备煤系统粉尘 造气备煤系统破碎、筛分及各转运点的粉尘，设计中设有单元袋式除尘器进行除尘，除尘效率大于90%，粉尘经处理后浓度100mg/m3，达到排放标准。.2 低温甲醇洗弛放气、甲醇合成弛放气、二甲醚弛放气低温甲醇洗弛放气、甲醇合成回收氢气后的弛放气、合成油弛放气均送到硫回收作燃气，这些气体不含硫，主要是CO2、2，经烟囱排至大气。.3 变换工段开停车时排放的硫化废气、升温废气变换工段开、停车过程中产生的废气含有少量的H2S，正常操作一年排放一次。因此，本工程拟将变247、换硫化废气采用30米高烟囱排入大气。.4 锅炉烟气本工程锅炉烟气由于煤中含硫高，经电除尘后的烟气进入烟气湿法脱硫于150米烟囱排入大气，烟气中污染物浓度低为SO2586mg/Nm3，尘80mg/Nm3，均低于GB13271-91锅炉大气污染物排放标准。 废水治理措施.1 造气工段废水治理造气洗涤系统出来的废水先闪蒸出氰、氨、H2S、COS等有害物，这些气体收集后送克劳斯硫回收，闪蒸后的废水采用平流沉淀池沉淀，冷却塔进行冷却，闭路循环，重复利用，不外排废水。.2 含醇污水由低温甲醇洗装置产生的含醇污水送生化池处理后回用，作循环水补充水。.3 二甲醚废水 合成过程产生少量废水，这些废水中主要含少量248、甲醇、二甲醚、石油类物。废水送生化处理后回用，作循环水补充水。.4 废水处理生化处理是公认的污染物无害化处理的最有效、最廉价的处理工艺。以前国内普遍采用的常规活性污泥法由于其耐冲击负荷性能差，泥龄短造成细菌种类不全、数量不足，对难降解物质无去除效果，对NH3-N无去除能力，因而不适用于本工程的处理。根据本工程的进水水质和出水水质的要求，本设计推荐采用膜生物反应器工艺，它是将膜分离技术与生物处理技术直接相结合而形成的一种新的水处理技术，利用膜的选择透过性，几乎能将所有的微生物截留在生物反应器内，这使得膜生物反应器内的生物浓度极高，理论上泥龄可以无限延长，极有效地去除氨氮及大分子有机物，使出水的有249、机物含量降至最低，出水清澈透明，无悬浮物，可以直接进行回用。其具有以下特点：工艺流程简单，无需二沉池；占地面积小，投资省；出水水质稳定；剩余污泥少，处置费用低，全自动控制运行，操作简单，维护方便。污水处理工作原理及工艺流程膜生物反应器主要由生物反应器与膜组件两部分构成，污水中的有机物经过生物反应器内微生物的降解作用，使水质得到净化，而膜的作用主要是将活性污泥与大分子有机物及细菌等截留于反应器内，保持反应器内有较高的污泥浓度，经膜过滤后的出水达到回用水水质要求。9.4.3 固体废物治理措施本工程固体废物主要来源于气化装置和锅炉的炉渣，以及变换触媒、甲醇合成触媒以及二甲醚合成触媒，其中变换触媒、甲250、醇合成触媒和二甲醚合成触媒由供应商回收利用，炉渣送渣厂集中堆放。 噪声治理措施 设计中在设备选型时尽量选用低噪声设备，对于产生噪声较高的设备设消音器、隔音罩，在噪音集中的工作岗位设隔音操作室，改善操作环境。9.5 环境影响分析本项目为灰熔聚加压气化10万吨/年二甲醚工程。结合工程的工艺特点与污染物的综合防治，本工程98%99%的硫经Claus回收处理了，外排大气废气源主要为甲醇洗排出CO2，锅炉房烟囱排放主要污染物为CO2，SO2、H2S、COS等，排放浓度极低，对当地的大气环境不会产生影响。 工艺装置产生的全部污水送生化处理工段并经进一步处理达回用水标准，作为工厂循环水的补充水。本工程的废渣251、除了炉渣和煤灰送灰渣场集中堆放外，其余的将全部由工厂回收，因此固体废物不会对区域环境产生污染。9.6 绿化绿化有利于防止污染，保护环境。在厂区各空旷地带种植树木花草，加大绿化面积，能净化空气，调节气温，减弱噪声，美化环境，提高环境的自净能力，因而是保护环境的根本措施之一。9.7 环境监测与管理公司环境监测管理站按化工三级站设置。9.8 环保投资环保投资：3455万元其中：硫回收 650万元 污水处理 400万元 电除尘、 500万元 防噪音 50万元 绿化 55万元10劳动安全 10.1 编制依据 (1) 中华人民共和国劳动法(1994年7月5日第八届全国人民代表大会常务委员会第八次会议通过)252、； (2) 中华人民共和国防震减灾法(全国人民代表大会常务委员会1997年月12月29日)； (3) 建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定(中华人民共和国劳动部令第3号，1996年10月)；(4) 化学危险品安全管理条例(1987年2月17日国务院发)；(5) 中国地震动反应谱特征周期区划图（GB18306-200lBl）； (6) 中国地震动峰值加速度区划图（GB18306-2001A1）； (7) 爆炸危险场所安全规定劳部发199556号 (8) 锅炉压力容器安全监察暂行条例国发198222号 (9) 压力容器安全技术监察规程质技监局锅发1999154号(10) 蒸汽锅炉安全技术监察规程劳253、部发1996276号(11) 压力管道安全管理与监察规定劳部发1996140号10.2 采用标准(1) 工业企业设计卫生标准(TJ361979)； (2) 建设设计防火规范(GBJ161987)(包括2001年修改条文)；(3) 爆炸和火灾危险环境电力设计规范(GB50058-1992)； (4) 建筑物防雷设计规范(2001年修订本)(GB50057-1994)； (5) 建筑抗震设计规范(1993年修订本)(GBJ11-1989)； (6) 构筑物抗震设计规范(GB50191-1993)； (7) 生产过程安全卫生要求总则(GB128011991) (8) 生产设备安全卫生设计总则(GB5254、0831999) (9) 电气设备安全设计总则(GB40641999) (10) 工业企业采光设计标准(GB500331991) (11) 工业企业照明设计标准(GB500341992) (12) 粉尘防爆安全规程(GB155771995) (13) 工业企业煤气安全规程(GB62221986)； (14) 工业企业厂界噪声标准(GBl23481990) (15) 工业企业噪声控制设计规范(GBJ871985) (16) 防止静电事故通用导则(GBl21581990) (17) 采暖通风与空气调节设计规范(2001年修订本)(GBJ191987) (18) 工业企业厂内铁路、道路运输安全规程(255、GB43871994) (19) 固定式钢直梯安全技术条件(GB4053.11993)(20) 固定式钢斜梯安全技术条件(GB4053.21993)(21) 固定式工业防护栏杆安全条件(GB4053.31993)； (22) 固定式工业钢平台(GB4053.41993)； (23) 机械设备防护罩安全要求(GB81961987)；(24) 安全色(GB28931982)；(25) 安全标志(GB28941996) (26) 安全色卡(GB6527.11986)； (27) 工业管路基本识别色识别符号(GB72311987) (28) 职业性接触毒物危害程度分级(GB50441985) (29)256、 生产性粉尘作业危害程度分级(GB581.71986) (30) 高温作业分级(GBl23311990) (31) 工业与民用电力装置的接地设计规范(GBJ651983)10.3 生产过程中不安全因素分析 本工程是以煤制气为原料，采用灰熔聚加压流化床气化法生产甲醇合成气并经过净化生产甲醇，进一步加工二甲醚。其全过程都存在着不同类型和不同程度的职业危害因素，主要有以下几种： 本工程的原料、产品都是易燃、易爆，有毒的物质，在生产过程中可能发生泄漏。粗煤气和合成气中含有大量CO，生产甲醇和合成二甲醚过程中有甲醇、CO均为严重有毒物。合成油过程中有二甲醚、甲醇、汽油、液化气、CH4、H2等易燃易爆物。257、罐区贮存大量甲醇、汽油、 液化气属易燃易爆，有毒装卸过程泄漏出来会造成严重安全问题。 煤制气和锅炉房为高温工艺，变换、合成甲醇过程为中温工艺，操作人员将有可能受到热辐射的危害，合成气压缩机、泵、鼓风机在运动过程中产生噪音和机械伤害。 由于误操作或设备损坏造成有害物泄漏、燃烧、爆炸、火灾以及雷电、静电对人身产生的危害，此外，腐蚀损坏设备、停电事故等可能造成有害物外逸，危及人身安全。10.4 劳动安全设计中拟采取的主要防范措施 本项目在建设过程中必须把“安全第一，预防为主”的方针贯彻于始终，确保有关劳动安全卫生设施的工程质量，从而保障劳动者在生产过程中的安全和健康。10.4.1 防火防爆 (1) 258、在平面布置中各生产区域，装置及建筑物间严格按标准规定考虑足够的防火安全间距，并布置相应的消防通道。 (2) 在生产工艺系统中，设备尽可能露天布置，厂房设置良好的通风设施，对各密封点经常进行检查，发现泄漏及时消除。 (3) 在压缩厂房造气厂房内设置强制通风措施，凡与煤气有关的厂房均设可燃气体报警装置，防止气体积累。 (4) 全厂的爆炸和火灾危险场所属2区和甲类，都选择了隔爆电气设备，防爆厂房采用轻型屋面，窗户留足够的泄爆面积。建筑按二类防雷建筑物考虑，设置避雷带或避雷针，对凡能产生静电并产生危害的设备、装置及管道，都进行可靠接地，全厂低压电气设备均采用保护接零系统，对于电气检修回路均加漏电保护装259、置。 (5) 在消防给水设计中，根据有关规定配置了相应的消防管道、贮水池、消火栓、灭火器、高压水炮、泡抹消防设施、消防车辆等装置。 其它安全措施 本工程有大量的转动设备，对有转动的设备加设防护罩或栏杆，防止对人体造成危害。 气化炉、废热锅炉、合成塔等中、高温设备，都采取了保温、防烫等措施，压缩厂房、操作控制室有强制通风装置。 有危害场所或部位拟设置相应的安全栏杆、网、罩、盖板等防护设施，并设置必要的安全色和安全标志及事故照明设施。 l0.4.3 备用措施及应急手段 (1) 事故的抢救及应急措施 对于火灾事故的抢救措施：利用设置的火灾自动报警系统和电话向消防站报警，并根据物质的性质，利用消防器材260、进行扑救。对一般建筑物、煤等A类火灾，利用消防栓、消防车、消防水枪等消防器材进行水灭火。对于电器室、控制室等带电火灾，采用二氧化碳干粉、磷酸铵盐泡沫等消防器材进行扑救。 对于化学介质泄漏的抢救措施：对全厂有害气体的泄漏，工段专门配有专门的防护工具，在甲醇合成、精馏装置专设有自动喷淋洗眼器等设备，重大泄漏事故应积极与当地医疗部门取得联系，将事故降低到最小。 (2) 事故的疏散措施 主要生产厂房设两个以上的安全出口，通向室外主要通道；易发生事故的场所考虑设置相应的应急照明设施。 (3) 事故的应急措施 主要生产及消防设备均采用两路电源或UPS电源，在事故时自动启动相应的装置，保证劳动者的安全。10261、.5 预期效果本工程劳动安全设施比较完善,在防火防爆及其它劳动安全方面,达到了保证安全生产的目的。在一般情况下可防止火灾、爆炸事故的发生，若有事故发生，有备用及应急措施。11职业卫生11.l 编制依据及采用标准11.1.1 编制依据 (1) 中华人民共和国职业病防治法(2001年月10月27日第九届全国人民代表大会常务委员会第二十四次会议通过)； (2) 国务院关于加强除尘防毒工作的决定(国务院文件，国发(1984)97号文件)；(3)建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定，(中华人民共和国劳动部令第3号，1996年月10月)；11.1.2 采用标准 (1) 工业企业设计卫生标准(GBZ1-20262、02); (2) 工业企业噪声控制设计规范(GBJ8785)； (3) 工业企业照明设计标准(GB5003492)； (4) 工业企业采光设计标准(GB5003391)； (5) 焦化厂卫生防护距离标准(GB1166l89)； (6) 生产过程安全卫生要求总则(GBl280l91)； (7) 采暖通风与空气调节设计规范(GBn987及2001年修改条款； (8) 化工企业安全卫生设计规定(HG2057l95)； (9) 作业场所空气中呼吸性煤尘卫生标准(GBl62481996)； (10) 生活饮用水卫生标准(GB574985)； (11) 工业企业总平面设计规范(GB5018793)；11.263、2 生产过程中危害因素的分析 生产过程中出现的有毒有害物 煤气：无色有特臭的易燃气体，剧毒，主要成分有硫化物、一氧化碳、氢气等。 甲醇(CH30H)：CH3OH属中度危害物，对呼吸道及胃肠粘膜有刺激作用，对血管神经有毒害作用，引起血管痉孪，对视神经和视网膜有特殊的选择作用，使视网膜因缺乏营养而坏死；车间空气中甲醇的最高容许浓度为50mgm3。 一氧化碳(CO)：CO属高度危害物。一般情况下，CO是通过呼吸道进入人体，阻止了人体内的氧与血红蛋白的结合，阻碍血液输氧，造成组织缺氧而引起中毒。车间空气中CO的最高容许浓度不得超过30mgm3。 生产过程中出现的易燃易爆危险物 氢气(H2)：甲级危险物264、，与空气混合时爆炸极限为4.147.1。 煤气：甲级危险物，与空气混合时爆炸极限为7.072.0。 一氧化碳(CO)：乙级危险物，与空气混合时爆炸极限为12.574.7。 甲醇(CH30H)：甲级危险物，与空气混合时爆炸极限为5.044。 噪声：噪声除损害听觉器官外，对神经系统心血管系统亦有不良影响，长时间接触，出现头痛、头晕、易疲劳、记忆力减退等现象。本工程的噪声主要产生在压缩机、鼓风机、泵等设备处。11.2.4 产生危害因素的岗位序号工段名称有毒有害物危害因素1备煤粉尘火灾、爆炸2灰熔聚气化CO、H2、粉尘火灾、中毒、爆炸、3粗煤气脱硫CO、H2火灾、中毒、爆炸4脱碳CH4、CO、H2火灾265、爆炸、中毒5合成气压缩CO、H2火灾、爆炸、中毒6甲醇合成CO、H2、CH3OH火灾、爆炸、中毒7二甲醚甲醇、二甲醚火灾、爆炸、中毒8罐区甲醇、二甲醚火灾、爆炸、中毒9空分噪声10锅炉房噪声、粉尘11.3 职业卫生设计中采取的主要防范措施11.3.1 全厂的总图布置执行建筑设计防火规范GBJ16-87（1997年修订版）和其它安全卫生规范的规定，并充分考虑风向因素，安全防护距离，消防和疏散通道以及人货分流等问题，有利于安全生产。二甲醚罐区、甲醇罐区设置有围堤和泡沫消防系统，并配有移动式的消防器材。设备管道尽可能露天布置，封闭厂房设置良好的通风设备，在生产过程中，对各密封点进行经常检查，防止有266、毒有害物的泄漏。 散发易燃易爆气体的工段设置可燃爆炸性气体浓度监测仪。 散发有毒有害物质的工段，设便携式有害气体检测设施，并配备氧气呼吸器、防毒面具等气体防护器材。 减振与降噪 (1) 在设备选型中优先选用低噪声设备。 (2) 将噪声较高的设备置于室内，在建筑设计中采用吸声或隔声的建筑材料，可防止噪声的扩散与传播。 (3) 在气动噪声设备上设置相应的消声装置 (4) 对振动较大的设备设置单独基础或对设备底座采取减振措施。 (5) 在噪声较高的生产场所设置相应隔声操作间。 辅助用室的设置 按照工业企业设计卫生标准(GJ3679)的要求，本工程根据生产特点、实际需要和使用方便的原则，结合现有设施，267、拟设置相应的辅助用室，其中生产卫生用室有车间综合办公楼、更衣室、盥洗室等；生活用室设置休息室、浴室、倒班宿舍、食堂等。此外还有相应的卫生用室及医疗卫生机构等全厂性的辅助用室。 绿化措施 充分考虑了绿化对职业卫生方面的有益作用，本工程拟充分利用厂内条件进行绿化。绿化覆盖面积为40000m2，绿化系数22.2%。11.4预期效果 采用上述措施后,工作场所温度满足采暖通风与空气调节设计规范的规定；工作场所及岗位的噪声级满足工业企业噪声控制设计规范中的相应标准。职业卫生设施比较完善，在噪声治理及其它职业卫生方面，达到了“保证文明生产，保护职工身心健康”的目的。12 劳动安全与工业卫生12.1 设计遵循268、的法令和标准规范 中华人民共和国劳动部令(第3号)建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定的通知。石油化工企业安全卫生设计规定（SH3047-93）石油化工企业设计防火规范（GB50160-92）（99年修订版）石油化工企业工艺装置设备布置设计通则（SHJ11-8）石油化工企业信号报警连锁系统设计规范（SHJ18-90）石油化工企业管道布置设计通则（SHJ12-89）石油化工企业采暖通风与空气调节设计规范（SHJ4-88）化工总图运输设计规范（GB50103-2001）石油化工企业生产装置电力设计规定（GHJ38-91）工业企业设计卫生标准（GBZ1-2002）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（269、GB50058-92）建筑设计防火规范（GBJ16-87）（2001年修订版）工业企业噪声控制设计规范（GBJ87-85）工业企业照明设计规范（GB50034-92）职业性接触毒性危害程度分级（GB5044-85）化工企业爆炸和火灾危险环境电力设计技术规定（CD90A4-83）化工企业静电接地设计技术规范（HG/T20675-90）工业企业采暖通风设计规定（CD70A2-86）生产性粉尘作业危害程度分级（GB5817-86）12.2 工程概况山西。股份有限公司20万吨甲醇/年、10万吨二甲醚/年工程，属新建工程项目。本项目工程生产工艺装置包括备煤、气化、CO变换、冷却、低温甲醇洗、硫回收、甲醇270、合成、二甲醚合成等装置，辅助生产设施及公用工程包括空分装置、供热系统、中央控制室、中央化验室、循环水、脱盐水站、罐区、储运、厂前区等。12.3 生产过程中危害因素分析（1）生产过程中出现的有毒有害物煤气：无色有特臭的易燃气体，剧毒，主要成分有一氧化碳、氢气、二氧化碳、氮气、硫化氢等的混合物。一氧化碳：属级危害毒物。一般情况下，CO是通过呼吸道进入人体，阻止了人体内的氧与血红蛋白的结合，阻碍血液输氧，造成组织缺氧而引起中毒。车间空气中CO的最高容许浓度不得超过30mg/m3。硫化氢：属级危害毒物。对粘膜有强烈的刺激作用。高浓度时可直接抑制呼吸中枢，引起迅速窒息而引起死亡。长期接触低浓度的硫化氢，271、引起神衰弱症候群及植物神经紊乱等症状。车间空气中硫化氢的最高容许浓度为10mg/Nm3。硫磺：硫磺在肠内部分转化为硫化氢而被吸收。可引起眼结膜炎、皮肤湿疹，对皮肤有弱刺激性。甲醇：甲醇为具有挥发性带酒精气味的无色液体，沸点64.7。属中等毒性，主要作用于神经系统，具有麻醉作用、可能引起视神经和视网膜的损伤，其蒸汽对对呼吸道及胃肠粘膜有刺激作用，人口服15ml后48小时内失明，车间空气中最高允许浓度为50mg/m3。职业接触毒物危害程度分级为级。二甲醚：二甲醚是一种无色气体，属于弱麻醉剂，对呼吸道有轻微的刺激作用，长期接触使皮肤发红、水肿、生疱。浓度为7.5时，吸入12分钟仅自感不适；浓度8.2272、时，21分钟后共济失调，产生视觉障碍，30分钟后轻度麻醉，血液流向头部，浓度为14时，经23分钟引起运动共济失调和麻醉，经26分钟后失去知觉，皮肤接触时易冻伤。职业接触毒物危害程度分级为级。（2）生产过程中出现的易燃易爆危险物甲醇：甲级危险物，与空气混合时爆炸极限为5.044%。二甲醚：二甲醚为易燃、易爆压缩性液体。氢气：甲级危险物，与空气混合时爆炸极限为4.147.1%。煤气：甲级危险物, 与空气混合时爆炸极限为7.072.0%。一氧化碳：乙级危险物，与空气混合时爆炸极限为12.574.7%。（3）生产过程中可能出现的危害因素火灾爆炸：生产过程中的煤气均为火灾爆炸危险物质，生产过程中易发生火273、灾爆炸事故。中毒：煤气、一氧化碳、硫化氢、甲醇等有毒气体在生产过程中发生泄漏，易造成操作工中毒事故。粉尘：生产过程中有煤尘、会对操作工造成危害。噪声：压缩机等设备在运转过程中产生较大噪声，会对操作工造成危害。机械伤害：带式输送机、破碎机及转动设备会对人体造成机械伤害。触电：电气设备老化、酸碱的腐蚀均能造成漏电而发生触电事故。高温烫伤：高温的设备和管道若无适当的防烫保温措施，生产过程中会发生高温烫伤事故。低温冻伤：低温的设备、管道易造成操作工冻伤事故。高处坠落：生产过程中有位于高处的操作平台，在操作及检修过程中会造成高处坠落事故。（4）产生危害因素的岗位序号工段名称有毒有害物危害因素1煤气化煤气274、煤尘火灾、爆炸、中毒、粉尘危害、噪声、机械伤害、高温烫伤2变换煤气、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳火灾、爆炸、中毒、噪声、高温烫伤3低温甲醇洗煤气、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、气氨、液氨、火灾、爆炸、中毒、噪声、低温冻伤4压缩、煤气、一氧化碳、二氧化碳火灾、爆炸、中毒、噪声、5甲醇合成二甲醚合成一氧化碳、氢气、甲醇、二甲醚火灾、爆炸、中毒6硫回收煤气、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳火灾、爆炸、中毒、噪声、高温烫伤7原料及燃料煤的处理运输、造气排渣、锅炉排渣煤尘粉尘危害、噪声、振动、机械伤害10电气车间触电伤害8锅炉房脱盐水站煤尘、灰尘爆炸、高温烫伤、噪声12.4 设计中采取的防范措施（1）全厂的总图275、布置执行建筑设计防火规范GBJ16-87（2001年修订版）和其它安全卫生规范的规定，并充分考虑风向因素，安全防护距离，消防和疏散通道以及人货分流等问题，有利于安全生产。（2）煤场、锅炉房等粉尘污染较大的生产装置布置在厂区的西北角，远离其它的生产装置，减少对全厂安全卫生的影响，厂前区布置在厂区的东部，位于全厂主导风向的侧风向。（3）变换、低温甲醇洗、甲醇合成、汽油合成等装置露天布置，有利于有毒有害气体的扩散；压缩厂房、锅炉房、泵房等封闭厂房设置通风装置。在生产过程中，对各密封点进行经常检查，防止有毒有害物的泄漏，设置可燃气体浓度监测仪，当可燃气体浓度超标时报警。（4）工艺过程中的高、中压设备及276、管道上均设有安全阀，防止设备、管线超压引起爆炸。（5）散发有毒有害物质的工段，设便携式有害气体检测仪，并配备氧气呼吸器、防毒面具等气体防护器材。低温甲醇洗、二醇合成、汽油合成等工段设置事故冲洗装置，操作工穿戴防酸碱工作服。（6）锅炉的设计、制造、安装符合压力容器安全技术监察规程的相关要求，锅炉本体设有防爆门，汽包设有安全阀、液位计、压力表，并安装有高低水位报警器、低水位联锁保护装置以及蒸汽超压的报警和联锁装置。（7）压缩机等运行时产生噪声的设备，设计中选用低噪声设备，设置隔音设施，吸入口和放散口装设消音器,使工作场所的噪声降低到85dB以下。（8）煤场设喷水除尘设施，原料煤及燃料煤的破碎、筛分277、转运站等有尘点设置机械除尘系统，操作工配备防尘口罩。（9）对输送蒸汽等有可能与人体接触的高温设备和管道采取防烫保温绝热措施，避免人体接触而引起烫伤。低温甲醇洗、空分等工段的低温管道及设备按规定设置保冷设施，操作工按规程操作，防止发生冻伤事故。（10）在爆炸和火灾危险场所严格按爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB50058-92）的有关要求进行设计，避免电气火花引发的火灾。1区内的电气设备选用隔爆型，2区内的电气设备选用隔爆型或增安型，电缆均选用阻燃型电缆。所有电气设备的选择均能满足装置的防爆要求。（11）厂区防雷分为二类防雷和三类防雷，二类防雷采用避雷带（针）防直击雷，冲击接地电阻不大于278、18，三类防雷采用避雷带，冲击接地电阻不大于30；所有充有易燃易爆介质的设备和管道均设防静电接地装置。（12）全厂设有气体防护站，对全厂有害气体、危险性作业进行监测防护，定期对车间及厂区内空气中有害气体的含进行分析，预防气体中毒事故的发生，并配合医务人员对于气体中毒者进行抢救。（13）全厂设水消防，并配有移动式的消防器材，防止火灾爆炸事故的发生（14）全厂设置有综合办公楼、中央化验室等生产用室，厂前区设置办公楼，食堂、浴室、倒班宿舍、医疗室等依据工业企业设计卫生标准的要求进行设计。12.5 安全机构的设置及定员（1）机构设置及定员全厂设有安全科，负责全厂的安全卫生工作。安全科下设气体防护站，对279、全厂的有害气体及危险性作业进行监测防护；负责全厂防护器材的保管、发放、维护及检修；对生产现场的气体中毒和事故受伤者进行现场急救。（2）气体防护站装备序号名称单位数量1高压呼吸空气压缩机台12气瓶防爆充气柜台13呼吸器性能检测设备套14高压气瓶个105自给式空气呼吸器台206过滤式防毒面具具107滤毒罐个208长管式防毒面具套109维修工具套110袖珍式可燃气体检测报警仪台211一氧化碳检测仪台212担架付313氧气苏生器台114事故录音电话 套115无线电对讲机对216事故警铃只117气防作业救护车辆112.6 劳动安全卫生投资估算本工程安全卫生投资（防护器材）估算约为80万。13 消 防13280、.1本工程设计执行的规范、标准中华人民共和国消防法98年4月29日第五次全国人民代表大会第五次会议通过建筑设计防火规范（GBJ16-87）(2001年修订版)建筑灭火器配置设计规范(GB140-97) 石油化工企业设计防火规范(GB50160-92) (99年修订版)爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范(GB50058-92)化工总图运输设计规范（GB50103-2001）火灾自动报警系统设计规范（GBJ116-98）化工企业静电接地设计技术规范（HG/T20675-90）建筑物防雷设计规范（GB50057-94）(2000年修订版)低倍数泡沫灭火系统设计规范（GB50151-92）(2000年281、修订版)工业企业照明设计规范（GB50034-92）13.2工程概述及消防环境现状山西。股份有限公司20万吨甲醇/年、10万吨二甲醚/年工程，属新建工程项目。本项目生产工艺装置包括备煤、气化、CO变换、冷却、低温甲醇洗、硫回收、甲醇合成、二甲醚等单元，辅助生产设施及公用工程包括空分装置、供热系统、中央控制室、中央化验室、循环水、脱盐水站、储运、厂前区等。本工程以当地晋城市公安消防支队一中队的消防力量为依托，不设专门的消防站。在工厂范围内依规范设置水消防系统及移动式的消防器材，防止火灾爆炸事故的发生。13.3工程的火灾危险性分析本工程为化工生产装置性质，生产过程中产生的中间产品和成品中所含的物质282、大多为易燃易爆火灾危险品，如煤气、氢气、一氧化碳、甲醇、二甲醚、汽油、丙烷、丁烷等。各危险物的燃爆特性如下。煤气：甲级危险物，与空气混合时爆炸极限为7.072.0%。氢气：甲级危险物，与空气混合时爆炸极限为4.147.1%。一氧化碳：乙级危险物，与空气混合时爆炸极限为12.574.7%。甲醇：甲级危险物，与空气混合时爆炸极限为5.044%。二甲醚：二甲醚为易燃、易爆压缩性液体。根据生产性质及对危险物质特性的分析，本工程中主要装置气化、变换、低温甲醇洗、压缩、甲醇合成、二甲醚合成、贮存、Claus硫回收等装置的火灾危险类别皆为甲类，原料煤处理的火灾危险类别为丙类，其余为丁类和戊类。13.4工程设283、计中的安全措施根据本工程的特点，在装置总区布置时，严格按建筑设计防火规范规范GBJ16-87(2001版)将各街区合理划分，设计中尽量采用露天布置，设计满足规范要求的消防通道；对各项建筑的结构类型，主要承重件的耐火性能、规格、耐火等级等均依“建筑设计防火规范”进行设计，各单项建筑物均为钢筋混凝土承重的结构或砖混结构，屋面均为钢筋混凝土板；对楼梯、出入口、防火防爆设计均按照“建筑设计防火规范”（GBJ1687）有关规定设置。电气设计中在易爆危险区域选用防爆电气，并对装置进行防雷、防静电及接地设计，设置事故照明和专用消防电源；各主要装置设置安全减压、排风机等安全措施。13.5消防设施和措施厂区不设284、置消防队，依托晋城市公安消防支队一中队的消防力量，可满足本项目的消防要求。设计水消防系统和消防管网，管网为环状。全厂的消防水系统设计采用独立的稳高压消防给水系统，供水压力为0.9MPa，消防用水量300l/s。在存在可燃气体的场所设置可燃气体探测器，在全厂设置区域报警器，在火灾危险区域设置感温及感烟探测器，安装报警电话给晋城市公安消防支队一中队。在总变、调度及中控室设计EBM气溶胶自动灭火系统。在全厂范围内依规范设置移动式的消防器材，防止火灾爆炸事故的发生在工程建设和生产过程中应定期对消防设施进行检查，积极贯彻“以防为主，防消结合”的方针，长期对职工进行安全和消防教育，提高职工的火灾防范意识，285、加强生产安全管理，实现安全生产。13.6消防投资估算化学消防投资 50万元水消防系统 160万元电讯 10 万元合计 220万元14 工厂组织和劳动定员14.1 工厂体制及管理机构的设置14.1.1确定原则14.1.1.1工厂组织机构的设置，应根据生产经营管理工作的实际需要，本着力求精简、统一和提高效益的原则确定。14.1.1.2本项目为多元股份或合资化工企业，按公司及现代企业体制运作，实行生产管理现代化。实行生产管理现代化基础是技术装备水平先进、工人技术水平优良，在此基础上精简机构，建立一套科学管理机构和管理体制，减少管理人员，人员编制根据生产装置的需要进行配置。14.1.1.3工厂不办社会，企业将集中精力办