1、磷电化工公司黄磷尾气净化生产二甲醚项目可研报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月磷电化工公司黄磷尾气净化生产二甲醚项目可研报告建设单位：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77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81.1概 述8111项目名称8112建设单位名称8黄磷尾气净化生产二甲醚技术合同书812 项目建设的必要性9对于黄磷尾2、气的治理利用目前主要有三种方法10131概况14132黄磷尾气排放情况151321黄磷尾气的成分分析151322弥勒黄磷厂黄磷尾气排放情况211333现有黄磷尾气处理装置221334弥勒黄磷厂工业污染现状22142二甲醚的化学性质24143二甲醚的用途25用作汽车发动机的清洁燃料26151研究依据2652研究的范围2615.3研究工作概况261.6研究结论概要27161黄磷尾气经净化、变换后一步法生产DME工艺技术可行27164建设方案的主要技术经济指标28165存在问题28第2章 二甲醚市场预测和拟建规模292、市场预测29第3章厂址及建厂条件3032厂址概况303510301 建厂地理位置3、312 本工程新增土地面积323 工程地质324 地震32第4章公用工程方案33工厂防护及绿化3343 土建3344 供水35供热3546 自动化控制35481供电35482电讯35483分析化验3649 福利设施36410节能、节水36(4)装置采用的电机均为节能型电机。36511黄磷尾气净化方法37第5章设计方案375121一氧化碳的变换制氢381522二氧化碳的脱除41(1)物理法：如加压水洗法、低温甲醇吸收法等。41(2) 气相甲醇脱水法制二甲醚42(3) 合成气一步法制二甲醚4253工艺流程和工艺设备计算43531设计参数的确定43(2) 氧化槽：溶液在氧化槽中停留时间1小时47(64、) 地下槽兼作溶解槽：中1400X1400 一套48(1) 吸附器：48(2) 预净化换热器： 采用列管换热器。49(3) 预净化气冷却塔：49(5) 空气加热器：50中400 H二2000mm57第6章环境保护、劳动保护和安全卫生58环境保护5862劳动卫生保护与安全卫生58621建设项目运行过程中职业危害因素分析586，22职业安全卫生防护措施59623消防60第7章公司组织、劳动定员和人员培训60-一拟定二甲醚厂(公司)内部管理机构设置方案61第8章项目实施规划6382各阶段实施进度计划64第9章投资估算及资金筹措65一、工程建设费65三、预备费66不可预见费6692 资金筹措67第直05、章产品成本估算和财务评价6710 产品成本和费用估算67(1)总投资67(2)单位成本估算67111环境效益76第11章综合效益分析761真2经济效益771真3社会效益77115市场销售771、总 论1.1概 述111项目名称项目名称：2500Ua黄磷尾气净化生产二甲醚可行性研究112建设单位名称建设单位：云南XX县磷电化工有限责任公司黄磷厂171编制依据沙坡黄磷尾气净化生产二甲醚技术合同书地表水环境质量标准)GH2131999执行IV类水体标准大气污染物综合排放标准GBl6297-1996执行二类标准化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定117，2编制原则采用先进，可靠的工艺技术和设备，6、确保用黄磷尾气净化后得到的一氧化碳满足生产合格的二甲醚产品。尽量利用工厂现有的工程设施和施工力量，节省建设投资，加快建设进度。做好设计方案比较，在保证产品质量，安全稳定生产的前提下量节约投资，降低生产成本。编制方法和内容符合化工部预可研报告的要求。12 项目建设的必要性 云南XX县磷电化工有限责任公司黄磷厂(以下简称公司黄磷厂)，是一个比较重视环境保护，经济效益比较好的企业。现有一套7500kW黄磷生产装置，设计能力为年产黄磷3000t，留有再建一套黄磷生产装置的余地。目前公司黄磷厂实际生产黄磷约5000ta，约为设计能力的160。燃烧排空黄磷尾气约1300万Nma。一般每生产”电黄磷，排出27、500-3000N m黄磷尾气，尾气中含8592CO，24C02，一102，5008eomgNm9磷， 12mgNm砷，一500mgNm，氟，300mgNm硫及少量水份。由于硫、磷、砷、氟等均是有腐蚀、有害物质。影响了黄磷尾气的利用。目前，全国的黄磷生产厂家只有少数利用部分尾气于原料的烘干或作干燥三聚磷酸钠的燃料气，个别厂家利用了黄磷尾气，生产光气和甲酸钠，当前已有部分厂家正准备用于生产甲酸甲酯，甲酸，碳酸二甲酪等。大多数厂家都末利用，用火炬(一般为30m高烟囱)燃烧排入大气，既严重污染了大气环境，又是一氧化碳资源的极大浪费。 磷化工是云南省支柱产业之一，大小黄磷装置共有94座，生产规模已达38、37万吨年，九七年黄磷产量达176万吨，九九年黄磷产量达12万吨，占全国50以上。理论上每生产一吨黄磷副产2400Nm5一氧化碳，按此计算，仅我省黄磷装置每年就产生一氧化碳288亿标方，燃烧排放至大气中的二氧化碳达51万吨年，对环境质量影响之大，可见一斑。 每年这些黄磷企业在排出大量一氧化碳(最终转化为二氧化碳)的同时，大约还有864吨硫，230吨磷，576均砷，144吨氟，进入大气污染环境。 从八十年代以来，世界各国竞相开发一碳化工的有关技术，该领域发展迅速，我国也有较大发展。一碳化工是由煤、天然气出发制合成气(CO、H：)或由工业生产副产的一氧化碳和甲醇等为原料，在不同的催化剂和工艺条件下9、，进行羰基化反应(如羰基合成、罗兰反应、雷佩反应、费-托合成等)，合成醇、酸、酯及合成油等各类重要的燃料及有机化工产品。使得一氧化碳的利用成为可能，利用含一氧化碳近90的黄磷尾气，通过净化后合成一碳化工产品，既避免了环境污染，又可以降低黄磷的生产成本，改变目前黄磷生产因成本过高，在市场上无竞争力的状况。因此，本项目具有明显的经济、社会、环境效益。 对于黄磷尾气的治理利用目前主要有三种方法 第一，通过火炬直接燃烧。 第二，除尘后作为燃料，回收利用热量。 第三，除尘、净化、分离出高浓、高纯的一氧化碳气体进行羰基合成，发展一碳化学化工。前两种方法，其结果都是将一氧化碳转化为二氧化碳，且有大量粉尘，排10、入大气影响环境质量。第二种方法虽然回收一定热量，但CO只是作为初级燃料使用，产生C02温室气体，没有从根本上解决大气污染问题，而且对宝贵的一氧化碳资源是极大的浪费。 第三种方法既防治了一氧化碳、二氧化碳对大气的污染，又使黄磷尾气中高浓度的一氧化碳转废为宝，可促进碳一化工的发展，增加磷化工企业的经济效益。 黄磷尾气这样含有高浓度的一氧化碳宝贵气源，多年来一直没有较好净化较困难。近年来对黄磷尾气的净化已经取得了突破性的进展，净化后的黄磷尾气一氧化碳浓度高于98，而硫、磷、砷，氟等杂质达到ppm级，使得黄磷尾气的利用成为可能。 本项目建成后，不但消除了弥勒黄磷厂本身每年1300万N m黄磷尾气的燃烧11、排空，而且使黄磷尾气得到综合利用，以保护环境意义重大，生产二甲醚超清洁燃料可提高企业的经济效益。 常见含一氧化碳气源的成份组成如下表序 气源名称 组 成(Vj 号 CO C02 H2 N2 CH4 O 主要杂质 1 水煤气 3538 57 4850 812 03()5 03 S 2 ：l水煤气 3036 810 374： 1822 -04 04 S 3 天燃气 002 O。5一5002()1055593以上 S， l + 焦炉气 59 235 45-60 24 22-28 0110 S 5 乙炔尾气 2830 34 605 6一15 78 O1 S， C2H2 铜洗再生气 6070 215 512、8 J5一)8 1-2 S 1 高炉气 230 200 30 540 S 8 转炉气 660 1610 20 156 04 S f 9 黄磷尾气 8590 37 58 O2 S，P，d，F 在有机化学发展的初期，一氧化碳被认为是活性较小物质，但随着有机化学、催化化学和高压技术的发展，一氧化碳的化学也得到了较大的发展。目前，在一氧化碳合成方面所获得的成果，使应用一氧化碳与氢合成发电机燃料、醇类、醛类和其他有机产品已经成为现实，用一氧化碳与氢合成领域具有极大的理论意义和实用价值，因为从这两种可自任何燃料得到最简单的物质，可以合成出各种极有经济价值的有机化合物。一氧化碳成为合成的基本原料，因为由它与13、化合物在适当的催化剂及操作条件下相互作用，就可以制出各种各样的有机化合物。如CO制造甲酸甲酯(MF)、醋酸、甲醇、碳酸二甲酯(DMC)、二甲基甲酰胺(DMF)，二异氰酸酯(TDl)，二甲醚等等。 许多一碳化工产品生产厂家为获取一氧化碳气源采用水煤气法，经净化提浓CO，作为原料，如浙江某厂，为得到高浓度CO气500Nm3h，用变压吸附法提浓半水煤气，投资用了约1000万元左右，相当于获得每1Nm2hCO气，投资2万元。如用黄磷尾气净化，其投资不到其l20，山东淄博有机胺厂，1993年为引进美国DMF装置配套的CO气用半水煤气提浓；浙江江山化工总厂1994年为引进美国DMF装置配套的CO气用半水煤14、气提浓：山东m*二二：议二二二谎工札舢酗。 为此，弥勒磷电化工有限责任公司委托昆明理工大学为该公司黄磷厂进行“黄磷尾气净化生产二甲醚”项目可行性研究。工厂概况131概况 云南XX县磷电化工有限责任公司，是弥勒县电力公司创办的多种经营项目之，即磷电综合生产黄磷。一期工程为7500kV，A黄磷电炉一套，设计能力为年产黄磷3000t。总图布置上留有再扩建一套的余地。并留有发展水电生产炼铝工业的空地。一期工程于1995年破土动工，1996年7月1日建成，投料试车产出了9995黄磷合格产品，实现了一次试车成功，至1998年已生产出合格产品黄磷8326t，年产黄磷超过了设计能力，现已形成了较稳定的生产秩序15、，生产运行正常，对弥勒县的经济建设，作出了较大贡献。一期工程投资17206万元，其中环保投资1601万元。 公司拥有电专业，电子计算专业，化工专业，市场营销专业，上建专业等，各种专业高级、中、初级技术人员数十名，各种专业有机配合，管理水平逐年提高。去年的黄磷产量，达到了年产4788t水平，为设计能力的1596倍，电能消耗为每吨黄磷13012kwh，实现了优质高产低消耗、低成本，产品质量达到国家特级晶标准，市场前景好。在同行业2000年度的评比中，公司的生产技术指标位居榜首。 同时，公司的经济效益也逐年上升，1999年、2000年连续利润较好。公司现有职工158人，其中吸纳了社会残疾人员57人，16、办成一个社会福利企业，给社会减轻了部份负担，同时政府部门也给公司一定的优惠政策，职工收入逐年提高。 弥勒县水电资源十分丰富，除己建成的水电站(2万kwh)外，2X8万hVh水电站己在筹建中。公司现有的公用工程，稍加改造扩建即可满足年产10000t黄磷的需要，产生的黄磷尾气达24000KNM，相当于17500KNM的一氧化碳，可为综合利用黄磷尾气生产新产品提供足够的气源。132黄磷尾气排放情况1321黄磷尾气的成分分析 在云南省科技厅的支持下，昆明理工大学近些年对黄磷尾气的净化和开发利用作了系统、深入的研究。以下是2000年昆明理工大学对相关黄磷企业(昆阳磷肥厂、江磷集团公司)的黄磷尾气测定结果17、如下： 砷的分析 样品号 采样温度 采样体积 大气压 采样时间 砷含量 L mmHg mn mgm 1 95 10 620 20 02524 2 95 10 620 20 00065 3 95 10 620 20 00933 4 95 10 620 20 01005 5 135 10 620 20 01025 6 135 10 620 20 0 7 14 10 620 20 01618 8 17 10 620 20 01417 9 24 10 616 20 01315 10 26 10 617 20 00543 11 10 10 620 20 01225 12 17 10 620 20 13918、89 ， 硫的分析样品号采样温度采样体积大气压采样时间硫含量 L mmHg mln 扣 1 135 10 620 20 01733 2 135 10 620 20 10398 3 14 10 620 20 05825 4 17 10 620 20 07051 5 24 10 616 20 06459 6 26 10 617 20 13613 7 10 10 620 20 0501l 8 17 10 620 20 25403 三、 氟的分析样品号 采样温度 采样体积 大气压 采样时间 氟含量 L mmHg mn 扣 1 95 5 620 10 03869 2 95 10 620 20 0753319、 3 135 15 620 3 11677 4 135 15 620 3 05178 5 14 15 620 3 11705 6 17 15 620 3 22326 7 24 15 616 3 13343 8 26 15 617 3 40739 9 10 15 620 3 09803 10 17 15 620 3 09751 四、 总磷的分析样品号 采样温度 采样体积 大气压 采样时间 磷含量 L mmHg mln 咖9 l 24 3 616 10 06312 2 26 3 617 10 05019 3 10 3 620 10 05018 五、 一氧化碳、二氧化碳、氧气的分析序 压力 一氧化碳20、含量 二氧化碳含量 氧气含量 号 mmH，O 岁m gm3 箩m3 l -6 932 1165 08 1568 1 143 2 -8 87 10875 16 3136 34 4862 3 -7 882 11025 16 3136 12 17161322弥勒黄磷厂黄磷尾气排放情况 黄磷电炉的炉气，出电炉后，经过三个串联的洗涤冷凝塔，降低温度，冷凝下黄磷后，出洗涤冷凝器的气体，(即黄磷尾气)，经过总水封，进入30m高的烟囱，由烟囱顶部燃烧排空。 云南XX县磷电化工有限责任公司委托红河州环境监测站对黄磷尾气进行了监测。连续监测了六天，监测期间，日平均生产黄磷156t，为设计生产能力的156，0。 监21、测结果如下：(1)黄磷尾气气量：1293-1538Nmh 平均： 1426Nmh(2)氟含量： 312-1343mgN心 平均： 671mgN心。(3)磷含量： 1423l-42075mgN心 平均： 26922mgNm(4)硫化氢含量： 9934-47762mgN心 平均： 27970mgNm(5)CO含量： 878904 平均： 897平均1333现有黄磷尾气处理装置 现有的黄磷尾气处理装置，实际就是一根用来燃烧排空的高烟囱，337X6，高30米。1334弥勒黄磷厂工业污染现状 弥勒黄磷厂工业污染主要情况如下： 1黄磷尾气：1426Nmh，含C0897，未燃烧前，氟平均排放浓度末超标，磷、22、H：S、CO尚无排放标准，现用30m高烟囱燃烧放空。2锅炉烟气：有GHL4-13-N胀L式快装蒸汽锅炉一台，蒸汽产量4th燃烧烟气量62肋Nmh，经一台X2D叫型旋风除尘器处理后，由30m高烟囱放空，排放的烟气，含SO抨均952肋mgNm3，烟尘平均19833mgNm3，均低于国家标准。 3生产废水：(1)、洗涤塔、泥磷池、精制锅、电极水封、冲地水共2200日，经沉淀、曝气、中和、絮凝沉淀、过滤处理后，循环使用，无外排，无污染。(2)、淬渣废水400m日，经沉淀、冷却处理后循环使用不外排无污染。 4黄磷炉渣：年产黄磷炉龃53万t。外单位来黄磷厂自行运去掺制水泥般无积存。二甲醚的性质及用途L4123、二甲醚的物理性质 项 目 数 值 项 目 数 值 相对分子量 4606 蒸汽压(20。C)，MPa 053 沸 点 -249 燃烧热(气态)，KJ加01 1455 (1013kPa)，。C 熔 点，。C -1415 生成热(气态)，Dm01 -1855 闪点。C(开杯法) 。414 蒸发热(-24；8。C)，KJm01 4674 密 度 066l 蒸汽密度(29816K， 1，9184 (20。C)妙m1 1013kf)a)k妙m 19175 临界温度，。C 1288 在水中溶解度(24。C)， 353 (W) 自燃温度，。C 350 爆炸极限，9t(体积) 3427 142二甲醚的化学性质 24、二甲醚在辐射或加热条件下，根据反应条件及催化剂的不同会分解成甲烷、乙烷、甲醛、二氧化碳及一氧化碳等。二甲醚可作为烷基化剂，在很多场合下，它具有甲基化反应性能，例如，在硅酸铝催化剂存在的条件下，二甲醚可以与苯发生烷基化反应而生成甲苯、二甲苯及多烷基苯。二甲醚与一氧化碳反应可生成乙酸或乙酸甲酯：与二氧化碳反应则生成甲氧基乙酸；与氰化氢反应则生成乙腈。此外，二甲醚可与三氟化硼形成络合物，其结构式为(CH，)：OBF：，此络合物在空气中发烟，而在水或醇中则分解。二甲醚还可选择性氯化为各种氯代衍生物。当二甲醚与发烟硫酸或三氧化硫气体反应时，可生成硫酸二甲酯；与苯胺蒸汽反应时可生成高纯度N，N-二甲基苯胺25、：二甲醚羟基化后还可制得乙酸甲酯。143二甲醚的用途 二甲醚广泛用作气溶胶喷射剂、溶剂、制冷剂、烷基化剂、三氟化硼络合剂及特殊燃料等，在制药、染料、农药和日化等工业中有许多独特的用途。高纯度的二甲醚尚可用作麻醉剂。 60年代以后，国际上气溶胶工业得到迅速发展，尤其是气雾剂生产中，气雾推进剂主要采用氟氯烃，由于其对大气臭氧层有破坏作用，目前国际上已开始全面停止生产和使用氟氯烃。二甲醚作为氟氯烃替代物在气雾剂制品中显示出良好的性能：如不污染环境，与各种树脂和溶剂具有良好的相溶性，毒性很微弱，可用水或氟制剂做阻燃剂，能使喷雾产品不易受潮等。此外，二甲醚还具有成本低，投资省，价格合理，制造技术不太复杂26、等特点，从而被人们认为是一种新一代理想的气雾剂用推进剂。 目前，在西欧各国，二甲醚在民用气溶胶制品中已是必不可少的氟氯烃替代物，大约有70的二甲醚用于气溶胶生产。 二甲醚还可用作制冷剂，当利用二甲醚冷冻食品时可不沾异味或臭味，这将是二甲醚的重要潜在市场。 另外，利用二甲醚可以生产许多重要的石化产品。早期的二甲醚主要作为甲基化剂用于生产硫酸二甲酯。而二甲醚可经羰基化、加氢甲酰化和氧化二聚等反应转化为重要的化学晶，这些化学品是许多高附加值特种化学品合成中不可缺少的原料。 二甲醚作为汽车发动机的清洁燃料和民用清洁燃料将使二甲醚成为大宗产品，这也是它的最重要的用途。因此，二甲醚的主要用途有：用作氯氟烃27、的替代品用作化工原料用作汽车发动机的清洁燃料用作民用清洁燃料直5项目研究工作的依据和范围151研究依据 根据建设单位的委托，按照化工部预可行性研究规范作为依据。52研究的范围 研究工作的范围包括：弥勒黄磷厂黄磷尾气的净化方法的选择及其工艺，以及用净化后的一氧化碳合成二甲醚，作为清洁的工业燃料的生产工艺确定，以及全套工艺的技术经济评价。15.3研究工作概况(1)2001年4月昆明理工大学有关研究人员与弥勒黄磷厂共同协商关于黄磷尾气综合利用的合作意向（2)2001年6月校方研究人员到弥勒黄磷厂对工厂情况进行调研(3)2加1年78月受委托方与厂方共同调研(4)2001年9月弥勒黄磷厂委托昆明理工大学28、进行可行性研究定项目委托书(5)2001年9月调研收集资料(6)2001年12月完成可行性研究报告(7)2001年12月底请有关专家评审并签1.6研究结论概要161黄磷尾气经净化、变换后一步法生产DME工艺技术可行 二甲醚的合成工艺方法很多，根据国内现有技术对各种生产高纯度二甲醚(999)的技术经济进行比较，一般认为，在小吨位(1000吨年)时，气相甲醇脱水法的投资和生产成本高于以硫酸作催化剂的液相甲醇脱水法，其主要原因是增加了自控部分；在实现更大规模生产时(3000-5000吨；年)，气相甲醇脱水法工艺将占有明显的优势。合成气一步法因水煤气发生及净化部分所占比例较大，故小吨位时，设备投资较高29、，但在大规模生产时，吨投资将大幅度下降，其成本优势将变得明显。 当然，上述分析是对一切从零开始合成二甲醚的工程进行分析的。如果企业已具有一定的资源或其它优势，合成二甲醚的技术经济将有所不同。62黄磷尾气一步法制得的DME既可作民用燃料，汽、柴油发动机燃料，也可制备高附加值化工产品 从产品质量方面考虑，硫酸法制得的产品难以脱除其中的微量硫化物，故产品二甲醚有异味。气相甲醇脱水法生产工艺，只要原料甲醇质量有保证，可生产纯度高达9999的无臭二甲醚产品，该产品适用于对二甲醚纯度有较高要求的气雾剂产品，也可以作制冷剂，甚至可用于医用气雾剂的抛射剂。由合成气一步法制得的二甲醚可很容易地作民用燃料或汽、柴30、油发动机燃料(二甲醚含量95)：同时，进一步分离后，也可达到999的纯度，适合于做附加值高的化工产品。16。3黄磷尾气制DME项目符合国家政策，社会和经济效益显著 对于具有CO资源的黄磷企业而言，采用合成气法合成二甲醚，可以将黄磷尾气得到综合利用，本项目产品方案和建设规模符合建设厂的实际情况，同时本项目符合当前国家环保和能源发展的方针政策，因此选择黄磷尾气制二甲醚项目是合理的。不仅增加黄磷企业的经济效益，而且有利于改善废气污染状况，其社会效益将更为显著。164建设方案的主要技术经济指标 对于具有CO资源的黄磷企业，年产2500吨二甲醚的生产装置的主要技术经济指标如下： 方法 催化剂 反应温度 31、反应压力 转化 二甲醚选 总投资万元 车间成本 二甲醚纯 Mpa 率 择性 (元吨) 度 合成气一 多功能催 250 2O4O 890 98 1040 1400- 95 步法 化剂 300 口1600 165存在问题 黄磷生产企业开发综合利用尾气生产二甲醚的工艺，这不仅有利于改善环境污染状况，而且可以提高企业的经济效益。但由于我国黄磷生产企业的生产规模有限，其生产过程所产生的尾气量也受到一定限制，因此，现有规模(2500Va二甲醚)还难以达到规模经济的模式。第2章 二甲醚市场预测和拟建规模2、市场预测 虽然二甲醚目前的市场有限，世界年产量只有15万吨，但在当今世界能源紧张，原油价格一再高涨和禁32、止使用对大气臭氧层有破坏作用的氟氯烃的条件下，二甲醚作为清洁燃料，在不远的将来将会成为大宗产品。日本最近设立专门机构，加紧开发清洁燃料二甲醚的生产技术。 甲醚分子中的两个碳原子被一个氧原子分开(H，C-O-CH，)，由于分子中没有碳一碳链，以及高的含氧量，因此，燃烧完全，燃烧后颗粒的排放量极低。同时，由于二甲醚的这种简单分子结构，在燃烧过程中几乎不可能形成聚合芳烃化合物和BXT(苯、甲苯和二甲苯)。二甲醚可以作为21世纪内燃机车的超清洁燃料，它是替代汽油、柴油等燃料的最佳能源。 二甲醚替代液化石油气作为民用清洁燃料，是液化石油气的理想替代品，二甲醚在储存、运输、使用等方面都比液化石油气更安全，33、因此，二甲醚作为民用燃料具有广阔的应用前景。在生产黄磷的地区可以当地生产，就近销售，减少运输成本，价格可低于液化石油气。由于云南的液化石油气，依靠省外运进，运输紧张时难以保证供应，因而燃料二甲醚是生产黄磷地区解决民用清洁燃料的最佳途径。 另外，二甲醚也是一种重要的精细化工产品，具有十分广泛的用途，在其它化工领域的应用前景也非常广泛。据预测在二十一世纪，二甲醚将成为大宗产品。拟设规模及工艺技术方案 云南省弥勒县磷电化工有限责任公司的黄磷尾气量为1300NM3h，利用这些尾气，拟建设年产2500吨的民用燃料二甲醚装置。本项目采用黄磷尾气通过净化、变换制氢、合成气一步法直接合成二甲醚的工艺技术方案。34、基础资料第3章厂址及建厂条件年平均气温绝对最高气温绝对最低气温年平均相对湿度年平均降雨量月最大降雨量年平均气压年平均日照时数主要风向及频率常年主导风向年静风频率32厂址概况16903510-390703433mm8611 mm7534mba24579hrS24 SW 20 1 建厂地理位置 弥勒磷电化工有限责任公司黄磷厂，位于弥勒县竹园镇白沙坡。地理坐标为东经10302436”，北纬2401021”，海拔约1300米，工厂以南，以西均为荒山坡，以北为旱地，昆河公路新、老干线从工厂西、东南边通过，工厂距弥勒县城26公里，距昆明173公里，距开远58公里，交通十分便利。 地理位置接近北回归线，属亚35、热带气候。工厂所属南北或中亚热带气候，气候特点四季不分明，夏季偏热，冬季温暖，偶有霜冻，极少降雪，年温差小，日温差大，年平均气温为169，绝对最高温度为3510C，绝对最低气温为-39。年平均相对湿度70。 甸溪河在工厂以西约3km处流过，据水文站历史实测资料，甸溪河的多年平均运流量为557亿m，平均流量24，lm3s，最大流量为259m3，s，最小流量为014ms，甸溪河的指定类别为类，指定功能：人畜饮用，农业灌溉、工业生产。龙潭哨暗河在工厂东南约15公里处有一暴露口，工厂所需生产、生活用水均从爆露口吸取，暗河平均流量059m3s，距工厂西南方约2公里处是黑龙潭，平均流量285ms。距工厂正36、南方约25公里是甸惠渠(又称东沟)，取甸溪河水沿西北山麓流灌该坝东部的耕地，全长37公里，径流量3m3s，灌溉面积25052亩。 根据云南植被区划工厂区域位于亚热带常绿阔叶林，西部半湿润常绿阔叶林，滇中和滇东高原半湿润常绿阔叶林和云南松林，滇中高原盆谷滇青岗和元江拷和云南松林区内。由于受东南亚季风环流的影响，干湿季分明，蒸发量大于降雨量，属半湿润地区，地带性植被类型是以常绿壳斗科植物为主，茶科次之。由于受人为活动的影响，区域内半湿润常绿阔叶林己不复存在，现存的自然植被主要是灌丛和草丛，人工种植的植被树种主要是桉树。区域内耕地为早地，主要种植甘蔗、玉米、花生等。 2 本工程新增土地面积 弥勒县磷37、电化工有限责任公司，利用黄磷生产过程中产生的尾气(黄磷尾气)，进行综合利用生产二甲醚工程，全部利用工厂空地(预留的建设地)不需新征用土地。 3 工程地质 拟建工程区内主要出露地层为Q4。、N，hE、T3n、T3h、T一真J6等地层，其主要岩性特匠为： Q42l：第四层全新浇，为灰紧、褐黄色粘土夹粉砂、细砂冲积层。 N-h：第三系上至中新河流河头组，为灰黄色砂砾石，砾石层。 Ex：第三系始新流路美邑组，由含白云质砂岩、砾岩泥质粉砂岩组成。基本地耐力0164MPa，本项目所建装置的重量都不太重，地质适合。4 地震工厂所在地地震烈度七度。本工程装置的建筑设计按七度烈度防震设第4章公用工程方案 弥勒黄38、磷厂的公用工程是按两台黄磷炉的需要建设的。由于黄磷炉的生产能力超超出设计能力(为设计能力的159)，为保证每台黄磷炉能稳定年产5000t黄磷，对黄磷电炉装置本身及公用工程进行挖潜改造，本项目所需的公用工程原则上，由技改统一考虑，不另立。工厂运输 工厂原用的所有物料及产品的运输，均采用包给外单位和民间个体运输户汽车运输方式，运价03504元tkm，本工程新增运输量不太大，采用同样方式运输。 工厂防护及绿化 为给生产职工创造舒适、清新、卫生的工作环境，在厂区的道路边种植行道树和绿篱，在厂区空地进行绿化，以美化环境、清洁空气。绿化系数采用15。绿化由技改工程统一考虑。43 土建 (1)工程所需的建筑39、材料：石材、砖、砂、水泥、石灰等均可在本地解决。工厂位于昆河公路边、运输方便，施工设备、施工技术力量等均可从工厂、弥勒县及昆明、开远等地得到满足。 (2)贯彻”适用、经济、在可能的条件下注意美观”的建筑设计原则。在满足生产工艺要求的原则下，为施工、维修和安全劳动保护提供便利条件，贯彻节约木材的精神。 (3)建筑物室内、外装修均采用普通标淮，构筑物根据其用途及腐蚀介质时情况分别进行相应的防腐蚀处理。 (4)工程拟建区，地基一般较好，工程的各建筑物基础负荷载均不太大，初步考虑采用天然地基。建筑物基础则为柱下钢筋硷独立基础及墙下毛石条形基础。 (5)工程建筑物抗震设防烈度为七度。 (6)附建构筑物一40、览表。 建、构筑物一览表 ： 建构筑物名称 建筑面积 结构特点 备注 1 初步净化泵房 12X4m 层高t35m 砖混结构 2 初步净化风机房 10X6m层高+600M 砖混结构 3 变化净化、精制厂房 16X6m层高、800m 砖混结构 1 4 甲醇合成、压缩厂房 40X9m 层高十800m 排架轻型屋面 5 甲醇合成塔框架 6x6m， 6层 钢筋混凝土现浇 6 二甲醚生产厂房 20X20m ；两层框架结构 7 灌区 20X48m 混凝土地面、棚墙 8 灌瓶区 16X10m 单层、砖、轻型石棉瓦 9 新瓶库 12X12m 单层、砖混结构 44 供水 本工程新鲜水用量不多，小时用量约20t左右41、，由靠近的原供水系统供应。生产用水不外排。只考虑排雨水。供热 本项目用蒸汽量扣除自产蒸汽约10：E时左右。工厂已有一台4训、锅炉，按一般生产黄磷用汽量计有富余蒸汽若不够用，由于技改统一考虑。46 自动化控制装置设置必要的检测和计量仪表以便于生产管理和成本核算。维修 工厂具有较好的电气维修能力。机修能力和仪表维修能力一般。本项目的维修、考虑在原有的基础上，适当加强。尤其要加强机修和仪修的能供电及电讯481供电 黄磷尾气制二甲醚装置用电为普通动力用电，由原动力电网供电，新增装机容量990kw真经常运转用电容量690kv真若原有电力有富余，不另设变压器。482电讯新建装置需要程控电话6台，由老厂引接42、。483分析化验 本项目的技术要求，相对说来较严格，分析化验指导操作。原工分析化验需加强，作设计时要特别考虑。49 福利设施 原工厂的效益较好，福利待遇可能较好，但生产规模不够大，品种也不多，一旦本项目实施人员大量增加比例，可能出现暂时性的一些矛盾：本项目的福利及设施，留待作设计时深入调查研究，由技改统一考虑。410节能、节水 (1)本项目每年回收利用黄磷尾气1280万Nm，以其发热值计算每年回收热能3582775，04万大卡相当于标煤5118L (2)预净化岗位的污水并入原黄磷污水处理系统一并处理后，循环使用。每年节水1108万m3。 (3)二甲醚用的循环冷却水，采用回压自动上冷却塔方式，不43、用热水泵年节约用电。1055万kwh， (4)装置采用的电机均为节能型电机。 (5)采用低压法二甲醚合成装置，比中压法合成装置年省电181万kwh左工艺方法的选择511黄磷尾气净化方法第5章设计方案 由于黄磷尾气中含有少量的磷、硫、氟等，使得其直接利用受到限制，也使得黄磷尾气的净化难度大，国内外有关研究人员进行多年的研究，已经取得了较大的进展。 电炉法生产黄磷时，由于反应是在高温下的还原反应，所以尾气中的杂质主要以还原态存在。磷主要是P4和PH，硫主要是H：S和SO：，氟主要是HF、SiF：，砷主要是A30，等。针对尾气中杂质的存在形式， 目前工业上净化黄磷尾气是采用水洗和碱洗二段法： 1水洗44、：对尾气进行降温、除尘，同时可除去氟化物和一部分P：和H：S。由于磷的蒸汽压随温度的降低而迅速降低，所以水洗降温后尾气中一些磷因冷凝除去，而H2S因溶解在水中可除去一部分。 2，碱洗：用510的NaOH溶液通过化学反应除去大量的C02、H2S、SO：、HF等酸性气体。 上述二段法存在的问题是：对磷的脱除不完全，在对使用各种触媒的场合会造成触媒毒害：用NaOH脱硫，在脱硫的同时脱除二氧化碳，碱无法回收，消耗太高，价格又高，运行费用太高，经计算生产1D屯二甲醚运行费用需100多元。 为此，拟采用昆明理工大学开发的除磷新法，该法称氧化吸附法，即将黄磷尾气中的磷经改性活性炭催化氧化深度脱磷。该法利用改45、性活性炭为氧化催化剂，利用黄磷尾气的大约1的O：(或配到1的O：)后，预热到110。C左右通过活性炭床层，磷在活性炭的催化作用下氧化为P：O，和P205，由于活性炭对P20，和P20的吸附量远比P4和PH，大，氧化生成的P：O，和P：O，被活性炭表面所吸附，使尾气得以净化。吸附了P：O，和P20s的活性炭可以通过水蒸汽直接加热冲洗再生，然后再干燥后重复使用。 黄磷尾气脱硫：脱硫的方法很多?通常使用的有：氨水催化法；改良蒽醌二磺酸法(简称ADA法)；改良砷碱法：乙醇胺法；栲胶法；活性炭法等等，根据原料的来源，贮存，流程和操作的复杂程度等因素考虑选用ADA法脱硫。 我们对原预净化工艺进行了重大的改46、进，以满足生产二甲醚的需要，新的预净化工艺是水洗、ADA脱硫、氧化吸附法脱磷三个步骤。该工艺的特点是：(1) 该工艺简单，设备投资少：(2) 消耗低，运行费用低：(3) 预净化后的黄磷尾气杂质含量低，能满足后续工序的要求。其中总磷的浓度可以降低到10ppm以下，硫，砷，氟的含量也小于氧化碳的变换制氢和二氧化碳的脱除5121一氧化碳的变换制氢 氢气在用一氧化碳制备二甲醚的生产过程中是必须的原料之从合适的途径获得氢源显得非常重要。因此 从理论上讲，制氢方法还是比较多的，如生物法制氢、太阳能制氢、水分解(包括热分解和热化学分解)法制氢、水电解法制氢以及化学法制氢等。除后两种方法外，其他的几种方法还难47、以在工业上应用。实际上，现在世界上所需氢气的大部分是由化学法制得的。如在炼油工业、钢铁工业、石油化工等行业的大量用氢一般由天然气或轻油蒸汽转化法、重油或煤的部分氧化法等方法制得。相对来说，这些用户的用氢规模比较大可为数万m3，制氢成本比较低。由于中小规模的氢气用户特点，其用氢规模一般在100-3000m3Nhr之间，下大也不小。要满足这样规模的需求，如采用市购瓶装氢气显然成本太高且供应也困难，而采用大规模的烃类蒸汽转化、渣油或煤的部分氧化等制氢方法操作温度比较高，需要对原料进行预处理，并需要设立废热锅炉进行热量回收，工艺流程长，设备投资也大。因而，在较低规模下操作，难免成本过高。如何根据用氢规48、模上的特点，选择合适的制氢方案，是用一氧化碳生产二甲醚关键问题之一。 黄磷是用磷矿石在电炉中，有焦碳和硅石存在下而制得的，排出的尾气本身就是高浓度的一氧化碳，是最佳的制氢原料，不必考虑用其它方法制氢问题。 黄磷尾气CO含量达90左右蒸气和一氧化碳作用，生成氢和变换。经预净化除去磷、硫等杂质后，采用水氧化碳，通常把此方法称为一氧化碳的氧化碳与水蒸气作用生成氢气和二氧化碳，其反应式如下 CO十H20二C02十H2十热量 从上述反应可看出，如有一体积一氧化碳被变换掉，就会生成一个体积的氢气和一个体积的二氧化碳。一氧化碳变换率愈高，氢气产量就愈高。 一氧化碳与水蒸汽在催化剂上变换生成氢和二氧化碳的过程49、很早就用于合成氨工业。以后并用于制氢。在合成甲醇和合成汽油的生产中，用来调整水煤气中一氧化碳和氢的比例，以满足工艺上的要求。近年来各国为了降低城市煤气中的一氧化碳含量，也采用了一氧化碳变换装置，在降低城市煤气的毒性方面得到了广泛的应用。 在合成氨生产中，由于制取氢气在生产成本中占较大的比重，因此，要尽一切可能设法获得更多的氢气。煤气中的一氧化碳，对于合成氨催化剂有严重的毒害，必须设法除去。利用一氧化碳与水蒸汽作用生成氢和二氧化碳的反应，可以增加合成氨原料煤气中氢的含量：根据不同的催化剂和工艺条件，煤气中的一氧化碳含量可以降低至2-4或02-O，4。由于二氧化碳的除去比一氧化碳要容易得多，这样就50、简化了煤气的精制过程。同时，二氧化碳经过回收后，可以作为生产尿素、纯碱或碳酸氢铵的原料。因此，一氧化碳变换反应在合成氨工业中具有重要的意义。 一氧化碳的变换，视原料和其他工序所采用的生产方法的不同而有不同的流程。在五十年代初期，在常压下气化焦炭或煤以制取合成氨原料气的工厂中，一氧化碳变换大多在常压下进行。以后，随着合成氨生产技术的发展，一氧化碳变换过程已转向在加压下进行。五十年代起，特别是六十年代，凡是合成氨原料采用天然气、油田气、石油加工气、轻油的，生产方法大多采用蒸汽转化法，由于在蒸汽转化前原料中的硫化合物已预先脱除至接近于零的程度，因此，在最近十年中，新建的工厂纷纷采用低温变换催化剂，使51、一氧化碳的转化率接近100，变换后的气体中一氧化碳的含量降低至02-0。4，从而脱除残余一氧化碳的工序进一步简化。 总之，通过以上分析采用含一氧化碳废气的黄磷尾气通过变换的方法制备氢气，一氧化碳也是原料之一，所以变换后的氢气和一氧化碳的混合物中只需要将二氧化碳脱除即可。 一氧化碳中温变换的工艺流程，一般分为常压变换和加压变换两大类。 一氧化碳的变换，最初均在常压下进行，随着一氧化碳变换制氢技术的发展，新建工厂均采用加压变换。加压变换系统有下列优点： 加压下变换可以提高反应速度大一倍以上；变换催化剂的空间速度比常压下 由于气体体积大为缩小，设备要比常压变换小，布置紧凑： 压缩煤气的动力在本项目中52、可节省50左右： 节省基建投资。 二甲醚合成是在加压下进行的，变换也在加压下进行，工艺中在能量利用比较合理，因此，选用加压变换工艺。1522二氧化碳的脱除脱除二氧化碳的方法很多，总的说来，可分为物理法和化学法。其中常见的有以下几种： (1)物理法：如加压水洗法、低温甲醇吸收法等。 (2)化学法：如苛性碱法、热碳酸钾法、氨水法和乙醇胺法等。 水洗法是基于在水中的溶解度比其它组分大，使水在水洗塔中与变换气逆流接触，则变换气中的CO：极大部分溶于水中，而被除去。吸收了CO：的水，减压后引入脱气塔，用空气将CO：从水中赶出，使水再生。再生水又可重新使用。 水洗法的优点是水源很广，流程简单，操作方便，价53、格低廉，因此为各氨厂广泛采用，其缺点是动力消耗较大，有部分氢损失。 根据该项目的气量不大，CO：不需要，氢价格低等特点，拟采用水洗法脱碳较好。513二甲醚生产方案的选择目前，二甲醚的生产方法主要有以下几种：(1) 液相甲醇脱水法制二甲醚，常用催化剂是浓硫酸：虽然液相甲醇脱水法制二甲醚时可以在温度较低的条件下进行，但由于合成过程采用浓硫酸作催化剂，因此设备腐蚀严重，残液及废水量大，环境污染严重，操作条件恶劣，受环境保护限制等因素，所以现在已经不再采用。 (2) 气相甲醇脱水法制二甲醚 气相甲醇脱水法制二甲醚常用催化剂是活性氧化铝、分子筛等。采用2SM-5作催化剂，反应温度为200度，甲醇转化率为54、75-85，二甲醚选择性大于98。相对而言。整个工艺流程较短，设备投资较小，适合于生产高纯度的二甲醚。 对于有甲醇来源的企业而言，当二甲醚生产规模在3000-5000吨年时，采用本工艺方法是较优的。 (3) 合成气一步法制二甲醚 对于有一氧化碳来源的黄磷企业，采用合成气一步法直接制二甲醚，可以充分发挥尾气资源，变废为宝，减少环境污染，提高企业的经济效益。 合成气法生产二甲醚，需要的流程相对较长，没备投资也较大，但如果有合成气来源或有部分合成气来源，该工艺方法仍具有一定的优势。 对于弥勒县磷电化工有限责任公司(黄磷厂)，由于具有一定的黄磷尾气，可以充分利用尾气中的CO，作为合成气的来源。因此，选55、择合成气一步法制二甲醚作为本项目产品的选择方案。 合成气一步法生产二甲醚是在高压高温并在双功能催化剂存在下合成的，压力约在25hpa范围内，压力高一氧化碳转化率高，但压缩合成气的能耗高，压力低，一氧化碳转化率也低，考虑到压缩机的配套，相比下降低能耗比转化率降低更有利，故采用25bpa压力更好。53工艺流程和工艺设备计算531设计参数的确定1生产量：根据设计规模2500吨j年，年生产时间按7200小时计算，每寸时的产量为035吨。2黄磷尾气的组分：根据弥勒黄磷厂测定数据3，二甲醚合成工艺条件：合成气制1)反应温度： 270-2802)压力： 25Mpa3)空速： 1500h-14)H2： CO 56、2： 15)CO： 50o(V)6)CO转化率 797)选择性 954黄磷尾气需要量的确定：理论计算：甲醚的适宜条件是 4H：十2CO二H3COCH3十H20每小时生产350吨二甲醚： AS；叫；之叫!兽心需要H：气：8X35046=6087kgh 扒乙，7。厶“n力、 相当于682Nm f)；Ct虾；“；16g真乙需要CO气：56X35046二4261k矽h 祁专c，”，厶 相当于3409Nm ，) ，卜，进；J；j：小；生成H：O量： 18X35046二140k耻实际需要计算：u6：二嚣：兰急湳，m：?。个，f；弋 其中：排出量为： 795-628=167Nm，h uV!：，。；，7”， 57、勺J，二，二咕；CO气 骊谧笔二气：15NIn，h小小、卜， 辍主澎默送主；鞴考虑系统的损失，黄磷尾气按1400Nmh计算532黄磷尾气预净化的计算 黄磷尾气中的硫、磷、砷、氟等应该加以清除，考虑到尾气中砷的含量极少，磷的蒸汽采用冷凝法不能完全除去，因此，尾气的净化主要重点是H2S、氟化物的脱除和磷的脱除。对黄磷尾气预净化采用水洗除尘碱洗改性活性碳吸附的工艺流程。其中水洗的作用是用循环水洗涤鼓风机送来的尾气，使其进一步降温、除尘，并除去部分硫化氢。碱洗的作用是用一定浓度的氢氧化钠溶液大量除去尾气中的硫化氢、氟化物、二氧化碳，使尾气净化达到要求：改性活性碳净化的作用是采用催化氧化法进一步除去尾气58、中的硫、磷等杂质。 预净化工艺流程见附图1。 预净化流程简要说明： 黄磷尾气收集在气柜(1)，经鼓风(2)入泡沫塔(3)洗涤除尘后，进脱硫塔(4)用ADA法脱硫，然后由压缩机二段出口的气体在净化器换热器(14)加热至110，进入吸附器(11)，用活性炭除去磷，由吸附器出来的净化气经冷却塔(10)冷却后送压缩机一段。吸附器用蒸汽再生，然后用热空气干燥。 1水洗除尘： (1)气柜：贮存一定量的气体，以起前后工序负荷变动的缓冲作用时起气体组分和压力的稳定作用。采用1000m湿式气柜一套。 (2)鼓风机：设鼓风机进口温度35，压力300mmH20，弥勒地区的大气压约为648mmHg。 鼓风机在操作条件59、下的流量： V=1400X(273十35)X760(273X670)二1792m哨 选用8-18-12-N96鼓风机，一开一备，共2台 参数：风量：2090mh， 全压：785mmH20， 功率：11kw (3)洗涤器：采用泡沫塔，要将气体含尘量降至20mgm以下，并将气体温度由50降至40以下。 进泡沫塔流量： V二1400X (273L50)X760(273X706)：1783m)h 泡沫塔空速：2nus，选用直径中600mm， 泡沫塔用外溢流式，小孔按等边三角形排列，小孔直接中6，孔间距14mm。 泡沫塔一块塔板的除尘效率可达90以上，并还有冷却作用，选用三块塔板，板间距500mm，塔总60、高：3000mm。 根据经验数据，用水量为12升Nm干气，则用水量为： W=1400y121000=17m3，h 洗涤水中含有氟化物、硫化物、灰尘等杂质原污水处理系统一起处理。 2脱硫：水量不大，并入黄磷厂采用ADA法脱硫，ADA溶液的组成及单位消耗如下表序号 原料名称 溶液组分 单位消耗(以一吨二甲醚计) 规格 消耗定额 1 纯碱(N叫O，) 18克升 98 12此 2 葱醌磺酸钠 35克升 1000o 01吨 3 偏钒酸钠(V20s) 23克升 46 01k9 4 酒石酸钾钠 l克升 100 002均 用蒽醌二磺酸钠作催化剂，以稀的碳酸钠溶液脱除气体中的硫化氢，为了加快吸收硫化氢的速度和氧61、化速度，在溶液中加入偏钒酸钠和少量酒石酸钠。以防止从溶液中析出沉淀。 以稀碱液吸收硫化氢，形成硫氢化钠。 Na2C03十H2S二NaHS+NaHC03 在液相中硫氢化物与偏钒酸盐反应，生成还原性焦钒酸盐素硫。 2NaHSI州aV03、H20二Ns2V4091NaOH廾2S并析出元 含有硫化氢的气体进入脱硫塔底部，与塔顶喷洒的溶液逆流接触，气体中的硫化氢被吸收而脱除，从脱硫塔顶部出来进入吸附工序。吸收硫化氢后的溶液从塔底引出，用泵打入氧化槽，氧化需要的空气由多级射流器提供，硫泡沫由氧化槽顶溢出，因硫量较少，过滤部分就不建了，采用简便的吊袋过滤，自然干燥后出售。 硫化氢按测定的平均值09克m计算 62、H：S量： 1400X091000二126k岁h (1) 脱硫塔：采用喷淋空塔，空塔速度取051w，s， 脱硫塔截面积：F：1700(36肋X05)=0944m! 脱硫塔直径：D=11m取中1200mm 脱硫塔高：H=9500mm 溶液循环量：25m3h(2) 氧化槽：溶液在氧化槽中停留时间1小时 氧化槽规格：魄80bX4500 配多级射流器15m伯 4只(3) 循环槽：中2400X2560 ，2台(4) 循环泵：IS65-50-160，一开一备，2 台 参数：流量：25mh， 扬程：32m， 功率：55kw(5) 再生泵： ISl00-80-160 一开一备， 2 台 参数：流量：60m3h63、 扬程：36m， 功率：15kw(6) 地下槽兼作溶解槽：中1400X1400 一套配地下泵：IS50-32-160A流量：142m3m，扬程：27m3 脱磷：采用氧化吸附法，黄磷尾气中含磷按平均057克m计算。尾气磷总量：1400X0571000=08k吵 2P2十30：；2P205需要消耗的氧量：08X96124：062kgh相当于0434mh，气体中氧量为1400X0012=168m仇气体本身所含的氧已足够，不需补充。生成的P20s量；05了X284124=13l均h(1) 吸附器：功率：22kw 吸附器内装填粒状改性活性炭，其平均直径3mm，堆积密度为450础，m：采用蒸汽脱附，热空气64、干燥。 采用立式圆柱床进行催化氧化，取床层高度12 m，空速取为035 ms，进气温度为110，进气压力为400mmH：O。在操作条件下的气体流量： V二1400X(273、110)X760(273X678)固定直径： D；149m取由1600， H：3000 2 台所需吸附剂用量为： V旷：12x0785x169X450；1085kg(2) 预净化换热器： 采用列管换热器。尾气加热至110需要的热量： Q=1400y032x(110-35卜33600KcaLh热损失按需要热量的5计，热损失1680KcaUh总热量为：35280KcaLhQ202mh压缩机二段出口温度设为160，出口温度估算为65、82。传热系数取K=35Kc山m平均温度差：厶t-：48C传热面积：F=21m：取中500 L真：3000 F叫0m9(3) 预净化气冷却塔：歹g管中25X25 将净化气在冷却塔中用循环水从110降至35，循环水温度从30升至38，用水量每小时85吨。 冷却塔采用瓷环填料，冷却塔规格： 中1200X6000 (4) 引风机：Y5-47Ng4C 转速3300转分 流量：3130mh 全压： 1853Pa功率： 4kw l 台 (5) 空气加热器： 采用平管组，中76X4 传热面积：F=15m 蒸汽用量：70k岁h 每次使用约2小时。533一氧化碳变换制氢氧化碳与水蒸气作用生成氢气和二氧化碳，其反66、应式如下 CO十H20二C02+H2十热量 从上述反应可看出，如有一体积一氧化碳被变换掉，就会生成一个体积的氢气和一个体积的二氧化碳。一氧化碳变换率愈高，氢气产量就愈高。 一氧化碳的变换反应有以下特点： 1变换反应是一可逆反应。根据所处的条件不同，可向顺方向进行反应，也可向逆方向进行。实际上，两个方向的反应是同时进行的，仅在一定条件下，一个方向的反应比另一个反应优势而已。增加一氧化碳和水蒸气的浓度可以使反应向右进行，增加氢气和二氧化碳的浓度，但蒸汽消耗量增大了，从蒸汽消耗考虑不能无限制的增大水蒸气。 2一氧化碳的变换反应是一放热过程。降低温度有利于放热反应，使平衡向右移动，但不利于反应速度。一67、氧化碳变换反应，在较低温度时，反应速度非常缓慢，在工业生产上是不允许的。为了取得高的反应速度，又要获得高的氢气产量，在工艺和设备的选择上要认真考虑。 3由反应式可知，反应式左边的气体反应物和右边的气体生成物的分子数是相等的。即压力对一氧化碳变换反应不发生影响。 4在一氧化碳的变换过程中，有可能发生一氧化碳的分解和甲烷的生成等副反应，这对生产是不利的。在生产控制上要严格温度，采用以氧化铁为主体的多成分变换触媒，就可以防止发生副反应。 黄磷尾气CO和02含量高，在反应过程中放出大量的热量，本工艺本身需要CO，不要求太高的变换率，根据以上特点本工艺在工艺和设备上考虑：(1) 采用耐高温的C4-2触媒68、，一段温度500，二段温度440。(2) 触媒分三层，一、二层之间用净化气冷激，以防触媒过热之间用来过热蒸汽，以延长换热器的寿命。(3) 尽量节约蒸汽消耗，采用H20C()：；2(4) 运用较完善的热量回收系统。根据以上工艺条件计算结果如下：(1) 变换转化率： 903(2) 反应后气体湿基组成：H20：3535 C02： 297l H2： 4507换算为干基组成 根据物料衡算，为了减少变换气量，这就意味节约投资，又易于控制，净化气不需全部变换，一部分由压缩二段出来直接进入变换冷却器作为调节氢与一氧化碳比例用。 进变换系统的气量： V=1400x064809=1008Nm3，h 为了留有余地，69、变换系统气量按净化气1100 Nmh，付线的气量按净化气400Nm，共计15肋Nm计算。 变换系统工艺流程见流程图2。 净化气由压缩机二段出来，压力约为095MP凡经换热后温度降至82左右，大部分进入饱和塔加热增湿，然后在热交换器中被加热至380左右进入变换炉，经一段变换后气体温度升高，此时，在一段的一、二层之间引入部分未经热交换器加热的冷气体进行冷激降温，控制温度，一段反应后的气体经蒸汽过热器，将热量传给饱和蒸汽，使其成为过热蒸汽，本身温度控制在420左右进入变换炉二段，经二段变换后的气体由变换炉引出进入换热器，加热净化气至380以上，然后经水加热器加热来自热水塔的热水供饱和塔用，由水加热器70、出来的变换气再经热水塔，将热量传给热水后，送脱碳工序。 1 变换炉： 操作压力：095MPa(表压) 规格：中+1500 甲。1200 内衬耐火石专150mm， 高H；9800 触媒分三段， 一段：600 mm 二段：800mm三段：1000 mm触媒，触媒总容积：27m 设计空速：407m3m9h 温度调节方法：一、二段用冷气冷激，二 变换炉由外来供应的蒸汽量：1583均伯均用Cd-：三段用来过热蒸汽。 2饱和热水塔： 净化气由82加热至140，循环水量：5吨时，热水塔变换气进口温度256，出口106，补充软水：50k吵。 饱和热水塔为一组合塔，上为饱和塔，下为热水塔。 规格： 中800，H71、=11834mm，内装填料或筛板。 3 热水泵：40R-26A 2台，一开一备 参数：流量：6，55m3h， 扬程：205m， 功率：15kw。 4 蒸汽加热器：移走变换炉二、三段触媒热量，变换气温度由500下降至420，加热饱和蒸汽过热至286。 中400， H=2861mm， 歹C管中25X25， 传热面积：F；18m： 5 换热器：将净化气和蒸汽的混合气加热至400，变换气由440下降至309。C。 中800， H=8540， 歹g管中25X25，435根， 传热面积：F-200mz 6 水加热器：利用变换气加热热水，变换气由309下降至256，热水由137加热至143。 中500， H72、=3659， 歹g管中25X25， 传热面积：F=40m 7 水洗塔： 根据二甲醚合成的工艺要求，C02达到5为最佳。 水洗塔操作压力90k咖m(绝压)，操作温度30。 需要脱出的二氧化碳量： V二2383X0386-2383X (1-0386)X005095二843Nm 二氧化碳在水中的溶解度： 9X0386X0665-231Nm真m水 理论用水量：8432，31：365m设水中二氧化碳饱和度按65计，则实际用水量为： VV二365065二560m9h 其它气体在水中的溶解量，其饱和度也按65计算。 H：溶解量：560X9X0376X001699X065二2093Nmh CO溶解量：560X73、9x01906x002046x065：1277Nm N2溶解量：560X9X00474X00133X065二2，06Nm 合计：3576Nmh由于变换气中的二氧化碳含量高，在一个塔中难以脱除，故分为二个水洗塔，气体串联，而水自成独立系统，第一个水洗塔兼有冷却任务，将气体温度冷却至35以下，因水量大，温度升高不到1，对溶解度影响不太大，即使有影响还有第二塔。 水洗塔采用筛板塔，直径： 中1200，高：H-22000mm，18层筛板，板间距：700mm。 8 高压离心泵：原则上是采用m80-43型三级离心泵，为了回收能量，与涡轮泵联动，回收能量达55kw，只需配75kw即可，二台运行，一台备用，共74、三台。 9 脱气塔 直径中5470 10 膨胀槽压缩采用玻璃钢冷却塔，5NB-300型， 二台H叫655，配通风机：风量10000mh，功率：中1200X2500， 二台一、二段进气量： (m)CO： 1400x0897二12558CO，： 1400x0016千X4N： 1400x0075=1050O： 1400x0012；168合计：14000 mh在操作条件下的气体体积量897 16 75 12 1000V二1400X(273、35)X760273X680 =17653 mh=294 m3min三段进气量：CO： 4412m3hH2： 8751m3hC02： 77m3hN2： 1108m375、h29335818512737合计：15041mh 10000在操作条件下的气体体积流量： V-1504x(273十35)273x9=1885m3，h=324m讪in选用4L-1030无油润滑氢气压缩机， 三开一备 期台75k、真。比凹 参数：流量：10m3min 压力：3MPa 功率：110kw每台压缩机的计算：各级进、排气的压力和温度： 进气压力 进气量 排气压力 温度 吨cm(绝) m真mink8cm(绝) 。C 第一段 1 10 30 35 第二段 30 33 105 35 第三段 90 1 300 35 一段指示功率： 27，1kw 冷却水用量：38 ozS时二段指示功率： 303k76、w 二段热量用于加热净化气三段指示功率： 27 kw 冷却水用量：38吨时总指示功率： 844 kw三台总用水量： 76吨时535二甲醚的合成N2： 1119Nmh合计：4699Nmh 二甲醚： 78虹m01h 3588k扣 H20： 78kgm01m 1404k妙h 1 合成塔： 二甲醚的合成是强放热反应，经热量核算可知，反应热太大，反应温度过高，热本身不能平衡，需由外来介质，将热量移走。因此，合成塔内件的结构就非常重要，本内件包括触媒筐、换热器和产蒸汽的内置锅炉，本装置可产08吨时蒸汽。 合成塔操作压力25地cm2，操作温度：280 合成塔夕+径：中630 H=8000mm 2 水冷器： 77、中400 H二2000mm 4 二甲醚贮槽： 5 二甲醚气回收冰机： 型号3W7，功率：75kw，配：管壳式冷凝器，F叫m2，冷却水用量：5吨时第6章环境保护、劳动保护和安全卫生环境保护 弥勒县磷电化工有限责任公司十分重视环境保护。本项目就是从治理污染，综合利用黄磷尾气着手，开发新产品。现在建设二甲醚清洁燃料，每年减少1280万米黄磷尾气的燃烧排放，生产出2500U年二甲醚清洁燃料，从而又间接地减少了大气污染。现对本项目产生的环境影响分析如下： (1)预净化岗位排放：洗涤废水：17m3A，并入黄磷厂原有污水处理系统处理后，循环使用，不排放。 (2) 二甲醚合成放空气：470Nmh，部分返回三段78、压缩机，部分可作燃料用，不排放。 (3) 二甲醚合成催化剂：渣量1680啊年，卖给制造厂家回收利用。夕1扫。62劳动卫生保护与安全卫生621建设项目运行过程中职业危害因素分析在运行过程中产生的危害因素有(1) 一氧化碳 CO是五色、无臭的易燃气体，在空气中的爆炸极限为125742。对人体有毒，一旦通过呼吸，侵入人体便会中毒。中毒症状表现为头昏、眩晕、耳鸣、恶心呕吐，严重者意识不清、深度昏迷。生产环境空气中CO最高容许浓度为30m扣。 2) 氢气 H2是五色无味、易燃易爆气体。空气中的爆炸极限为4-742。比气对人体几乎无毒性，只有在浓度很高时，由于空气中氧的浓度降低而使呼吸困难。 (3)硫化氢79、 H：S是烈性毒物，当它浓度不大时，可使人痉挛、呕吐、呼吸道发炎。当浓度大而呼吸久叭会5炮严重中毒现象，生产环境空气中的H：S最高允许浓度为10m咖 (4)二甲醚 t。，： 二甲醚为无色液体，略有判l；b于三氧甲烷的气味，是弱麻醉剂。对呼吸道稍有刺激，毒性较低。二甲醚是最易燃烧的物质之一，一沸点-237，闪点-41，在空气中的爆炸极限为3427。6，22职业安全卫生防护措施 (1)首先针对工厂的危害物性质和生产工艺特点订出严格的岗位操作法、工艺操作规程、安全规程等等一系列规章制度，让职工遵守。 (2)设立专门的环保安全机构和人员管理环保安全工作。 3)建立环保安全教育制度：进厂人员首先要经环保80、安全教育，考试合格方能进入生产区，并需佩带劳动保护用品。做到对危害物的危害性有充分认识，掌握规律，认真操作，作好防护。 (4)现场操作人员要持证上岗。 (5)生产场所的环保和安全都要定期监测、检查、防患于末然。 (6)要有安全检修制度、安全动火制度、安全贮运制度。 (7)要有各种急救措施，能够及时救助中毒者、受伤者。623消防 弥勒黄磷厂现有各生产装置均设有室外消防栓，室内安全出口及灭火器等完善的消防灭火设施。 公司在项目建设及生产运行中，要加强防火防爆措施，严格按建筑设计防火规范净佃儿6-87、 室外给水设计规范GD儿3-86，界区内外设置消防设施，设置消防火栓及供应消防用水及消防通道等等。81、 贯彻以防为主，以消为辅的方针。在总图布置、道路、建筑物、供配电，供排水，通风设计中，应按国家有关规定，采取防范措施、防止事故发生，保证安全生产。 按照国家有关文件安装消防设施(包括消防箱，消防水管和必要的灭火器等)。 严格遵守国家制定的有关防火防爆的法令、规定、条例、标准，制定和完善工厂安全管理制度，编制和实施安全技术措施计划，进行安全教育，组织安全检查等。 执行安全防火规程，严格采取行政和技术措施，其他有关火灾及爆炸危险性工作的安全。 正确设计一切消防通道、厂房结构、防火间距、保证使用明火及进行第7章公司组织、劳动定员和人员培训公司组织机构 二甲醚生产厂由以下几个部门组成，各部门根据二甲醚82、厂确定的共同目标制定相应的部门目标。机构流程如图示。 厂长(总经理)： -一主持二甲醚厂(公司)的日常生产和经营管理工作，组织实施会决议； -一-组织实施二甲醚厂(公司)年度经营计划和投资方案：-一拟定二甲醚厂(公司)内部管理机构设置方案-一拟定二甲醚厂(公司)的基本管理制度：-一-制定二甲醚厂(公司)的具体规章；-一提请聘任或者解聘二甲醚厂(公司)副总经理财务负责人。 副厂长(经理)： 工艺副厂长(经理)和设备副厂长(经理)协助厂长(总经理)完成日常的生产与管理工作，直接向厂长(总经理)负责。技术部：技术部由熟悉工艺和设备的专业人员组成，主要职责是向全长其他员工提供工程技术和实际操作过程中的83、咨询与建议。办公室：-一办公室负责二甲醚厂(公司)的日常事务-人事管理，劳动工资，集体福利；-公共关系及接待工作；-车辆管理与劳动纪律；-资料管理-法律事务财务部：-编制年度财务预决算：-一-执行财务制度，负责日常财务管理-负责银行借贷等。负责二甲醚的实际生产与现场操作和出现故障的维修。操作过程要符安全保卫部： 负责二甲醚厂(公司)的环境安全、消防、劳动保护和保卫工作：负责道路交通与共公设施的管理与防护。 培训部： 负责工人的日常培训产的连续进行。以提高工人操作技能，安全预防能力，保证生销售部：负责二甲醚厂(公司)的产品二甲醚的销售生产定员 二甲醚厂(公司)生产定员为50人，其中大专以上人员184、0人，人员安排情况如下表： 人 数 名 称 人 数 厂长(经理) 1 安全保卫部 3 副厂长(副经理) 2 培训部 2 办公室 2 销售部 8 技术部 4 生产部 26 财务部 2 人员总数 50 人员来源及培训 二甲醚厂(公司)人员原则上从当地劳动市场择优录取，根据员工以前所从事的专业和工作确定其在二甲醚厂(公司)的工作和职责。所有人员在正式进入二甲醚厂(公司)之前都要进行专业培训。由专业培训人员进行包括技术、安全与消防等各方面的培训。培训的具体内容要根据各自不同的工作进行相应的变化。培训完成后，要由有关部门颁发培训合格证。第8章项目实施规划建设周期规划 二甲醚厂(公司)在本报告被批准之日期85、起，与相关的高等院校和科研设计院所进行紧密合作，从小试、中试直至生产装置的建设力争在12个月内全部完成。 其中，有关合成气一步法合成二甲醚的小试和中试在相关高等院校完成，研究结果定期向企业作技术交流；二甲醚厂(公司)建设项目管理实行建设小组领导下的厂长(总经理)负责制，由厂长(总经理)负责项目建设的组织与实施。 在二甲醚厂(公司)项目建设中，将接受上级领导部门依法对工程建设项目的执行进行监督、协调，为二甲醚厂(公司)创建良好的建设、投资环境。 在项目建设过程中，如对原计划进行调整，应上报审批单位批准。项目建设实行年度检查和中期评估制度，适时处理项目建设中的有关问题如调整人员安排、财务调整、后勤86、保障等等。对每个子项目实行专人负责制，对设备的设计、加工、安装随时进行监督。 对于建设项目超概算的投资，由二甲醚厂(公司)自行筹措，项目建设费用要做到专款专用、不得挪用。创造良好的外部条件，杜绝损失浪费。项目完成后，由有关部门组织验收。82各阶段实施进度计划项目实施进度表安排如下表：序 时间(月) 号 1 方案论证审批 2002年1月 2 补充有关小试、中试研究及初步设计 2002年2月叫月 3 施工图设计 2002年4月一6月 4 设备招标、采购、到货 2002年5月一7月 5 土建工程及设备安装 2002年7月一10月 6 设备、仪器调试 2002年10月一11月 7 试运行、验收 20087、2年11月一年12月 第9章投资估算及资金筹措投资估算 固定资产投资估算是依据1990年颁发的化工建设项目可行性研究投资估算编制方法进行编制的。引进设备的价格计算参照外商公司的报价。(从建设期开始)以基期价格计，工程建设费为840万元，二、三类费用150万元，预备费50万元，流动资金和建设利息费200万元。总投资共计1240万一、工程建设费 工艺设备及辅助设备 470力兀 仪表设备材料 40 万元 电气设备材料 50 万元 保温材料 25 万元 分析化验 10 万元 土建工程 120万元 安装费 125万元 小 计 叫0万元 类费用 过程设计及技术转让费 100万元 基建管理费 20 万元 培88、训费 10 力兀 试车费 20 刀兀 小 计 150力兀 三、预备费不可预见费万元总投资估算值：1040 万元92 资金筹措主要通过两条渠道进行资金筹措，即企业自筹和政府拨款。第直0章产品成本估算和财务评价10 产品成本和费用估算(1)总投资总投资为12m万元，其中固定资产投资1040万元，流动资金200万元。(2)单位成本估算以生产1吨二甲醚所需费用计算： 项 目 规 格 单位 消耗定额 单价(元) 单位成本 (元) 固定资产折旧费 1600 银行利息 600 原材料 一氧化碳 897 m真m 3600 凸 “ 害，。二i 3 催化剂 K8 082 80 65，5 脱硫剂 80 包装 钢瓶可89、回收 150 公用工程 t) U4、C 水 新鲜水 T 80 迫：点 -1长旷 电 220380V KWh 1920 瓤mr占 -4gSI喜 汽 13h覆Pa T 25 50 1250 仪表空气 0，4Mpa Nm 115 02 230 工资和附加费 12000元人 240 2400 年X50人 2500吨 车间成本 11775 维护费用 832 企业管理费 1680 工厂成本 14287 销售费用 240 销售成本 14527 生产规模以2500Ua计：企业职工总数为50人：原材料和成品价格以2001年市场价计重0。2 财务评价基本数据：经营收入预算：项目建成投产后，预计年销售收入为650万90、元。人员工资：二甲醚生产厂定员50人。工资及福利按12000元人年计算。管理费用：管理费用按人员工资及福利费用的总和乘以07倍计算。成本估算固定费用取费水平：维护费率 2 (以生产装置固定资产为基准)其它费率 05 (以生产装置固定资产为基准)人员工资福利 企业定员50人，12000元人年。销售费用以销售收入的1计算。固定资产综合折旧年限为20年，折旧率5成本核算详见上节的单位成本估算表。销售收入及税金：残值率为4。 二甲醚生产企业的销售收入，主要来自民用燃料二甲醚的收入，销售收入缴纳营业税5，另缴纳教育附加费3，城建税7。1021主要财务评价指标表序号 项目 单位 指标 备注 1 总投资 万91、元 1240 100 11 建设投资 万元 1040 12 流动资金 万元 200 全额 2 年销售收入万元 650 平均 3 营业税 万元 325 平均 4 附加税 万元 325 平均 5 年总成本 万元 363175 平均 6 年销售利润 万元 286825 7 投资利润率 2313 8 投资利税率 2601 9 内部收益率 91 所得税前 1653 92 所得税后 1453 10 净现值 10，1 所得税前 万元 286825 102 所得税后 万元 2438 i=15 真1 投资回收期 111 所得税前 年 46 含建设期 112 所得税后 年 54 含建设期 注：燃料二甲醚的出厂销售92、价格以26肋元吨计算。 销售收入：2500吨X2600元吨=650万元 销售税(营业税)650万元X50=325万元 附力口税；325万元X100=325万元 重022流动资金估算 按详细法估算流动资金需用额为200万元。 序 号 项 目 万 元 1 流动资产 170 11 存货 80 111 原材料存储 10 112 燃料 5 113 最终产品 20 114 维修材料 10 12 应收款 40 13 现金 5 2 流动负债 30 3 流动资金 200 1023利润总额及分配 年均销售利润，所得税率15，盈余公积金为税后利润的10。经计算投资利润率为23，投资利税率为26。盈利能力分析经计算全93、部投资内部收益率所得税前 1653所得税后 1453全部投资回收期：1024损益表46年(含建设期)54年(含建设期)序号 项目 万元 l 销售收入 650 2 营业税及附加 3575 3 年总成本 363175 4 销售利润 286285 ，站s堪 5 应纳税所得额 250535 ，I，；： 6 所得税率 15 7 所得税 1 3758 ：汕 8 税后利润 212955 i，； 9 盈余公积金(10计) 213 J，； 10 未分配利润 191655 ，(；。I 111环境效益第11章综合效益分析 由于黄磷尾气中含有硫、磷、氟、砷等杂质，直接排放大气，势必对环境造成严重危害，如果以。火炬-方94、式燃烧放空，将浪费尾气中的一氧化碳。因此，综合利用黄磷尾气生产二甲醚既可以减少废气的排放，改善自然环境，又可以充分利用尾气中的一氧化碳，变废为宝，定会带来巨大的环境效益。1真2经济效益 最直接的经济效益就是增加黄磷厂的经济收入。因为原料气中一氧化碳是黄磷生产的废气，没有原料成本。因此，从整体上减少了生产二甲醚的原料成本，节省了投资。 年产2500吨的燃料二甲醚，以每吨2600元的价格计算，每年可以创产值650万元：如果再生产出部分高纯度二甲醚，还可以创造更多的产值。 每年可获得200多万元的纯利润，无疑对改善员工的生活条件以及提高企业技术改造的能力是很有好处。1真3社会效益 随着国民经济的快速95、发展，人们对二甲醚及其相关产品的需求越来越大，尤其是作为二十一世纪的清洁燃料，在不远的将来，二甲醚必将成为大宗化工产品，给人们的生活带来更大的方便。因此，在石油液化气短缺的省份，利用丰富的黄磷尾气开发出适合我国国情的二甲醚生产工艺和技术，将具有重要的社会意义。重L4 投资效益 本项目的投资效益显著，投资利润率达23投资利税率达26，大大超过了一般行业的利润率，与投资利润率最高的精细化工、石油化工和烟草行业相当。115市场销售 在当今人们对环保意识的提高，国家对保护森林政策的出台，人们更需要清洁燃料，连广大乡村都用上了液化石油气，需求是相当大的，按每户每年用液化气100k8计算，我们只供25万户使用，在本地就可消化了，不担心销售问题。