1、学生学习初步设计 可行性研究报告可行性研究报告 1 1 总论 1.1 1.1 项目性质 化工厂新建30万吨甲醇工厂 1.2 研究工作依据 1、当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录。2、宁波化工园区的环境、自然、社会、经济方面的有关资料。3、国家和地区税收、建设等有关法令、法规。1.3 项目概况 新建厂采用德士古气化炉气化煤粉，通过低温甲醇洗技术净化煤气，水管式合成塔合成粗甲醇，再通过三塔精馏把产品提纯。1.4 建设规模 据中投发布的2010-2015年中国甲醇行业投资分析及前景预测报告中的资料显示，我国甲醇企业平均规模仅约12万吨，平均产量只有6万吨左右，装置规模小，能耗物耗高，资源利用2、不尽合理，单位产能投资高，生产成本偏高。而国外企业装置规模大，目前国际上最大规模的甲醇装置产能已达到170万吨/年，单位产能投资大幅下降，成本竞争力大为增强。而且，国外大型甲醇装置多以天然气为原料，采用天然气两段转化或自热转化技术，相对煤基甲醇技术，天然气转化技术成熟可靠，转化规模受甲醇规模影响较小，装置紧凑，占地面积小。因此，我国甲醇行业缺乏国际竞争力。学生学习初步设计 调整产能过剩的措施：甲醇是国务院点名调控的产能过剩产品之一。对企业开展结构调整，推动兼并重组，需要有一套完善的体制来指导和约束，同时相应的管理也要跟上。在调整原料路线，淘汰落后产能方面，相应的装置规模和技术改进是关键，这需要3、相关部门对新技术的开发应用进行扶持和鼓励。要使这些举措落到实处，最重要的还是各个相关部门积极履行相应职责，多方面进行综合调控，才能提高整个产业竞争能力。从甲醇行业的主要企业的现状来看，产能过剩已经使甲醇行业陷于危机之中。一是产能过剩，二是国际甲醇的价格优势，这些都威胁着我国甲醇行业的健康发展，由于需求的强劲和生产产量的不足导致甲醇市场出现供应紧张的局面。综上考虑定甲醇设计产量为30万吨每年。1.5 1.5 建设意义 甲醇是重要的化工产品与原料，并定位于未来清洁能源之一，随着世界石油资源的减少和甲醇生产成本的降低，发展使用甲醇等新的替代燃料，已成为一种趋势。从我国能源需求及能源环境的现实看，生产4、甲醇为新的替代燃料，减少对石油的依赖也是大势所趋。生产甲醇的方法有多种，早期用木材或本质素干馏法制甲醇的方法，今天在工业上已经被淘汰了。氯甲烷水解法也可以生产甲醇，但因水解法价格昂贵，没有得到工业上的应用。油制甲醇设备复杂,操作麻烦,生成炭黑量多而且中国是资源和能源相对匾乏的国家，随着石油消耗量的日益增加，我国的石油资源也面临严峻考验，但我国煤炭资源相对丰富，大力发展煤化工，合理开发利用煤炭资源已成共识。发展煤制甲醇，以煤代替石油，是国家能源安全的需要也是化学工业高速发展的需求。所以本厂采用煤资源生产甲醇。在煤制备甲醇过程中，由于原料气中同时含有高浓度的氢气,在加氢催化剂作用下，这些副反应放出5、的反应热会引起催化剂床层温度迅速升高，促使烃类分解，析碳增多，会堵塞催化剂孔道和活性点，导致催化剂活性位减少，会使催化剂床温失控，引起催化剂过热失活。学生学习初步设计 而且煤制甲醇会引起环境问题，主要包括煤炭储存运输系统的废气排放、煤炭洗选过程的废水排放、焦炉生产过程中的焦炉无组织废气以及熄焦废水排放、焦炉煤气净化过程中的无组织废气及酚氰废水排放。针对煤气中的氢含量过高，可以在以后发展其他化工产品时考虑从合成气中提取氢气，使合成气中氢碳比最佳，提高装置的利用率，同时，更能发挥焦炉煤气的作用。利用高炉煤气中含有较高一氧化碳的特点，多种气源联产制甲醇理论和工艺上均是可行的。对于以上提出的制甲醇过程6、中引起的环境问题，其工艺路线虽然已经贯彻了清洁生产、资源循环利用的理念，但化了该类排放源监管工作中存在的问题。为了做好今后该类污染源的监督管理和污染防治工作，首先应进一步加大防治污染的宣传力度，提高相关工作人员和企业管理人员的认识，增强治理污染的责任感和使命感。其次要引进控制污染的先进技术和手段，建设配套的污染治理设施，提高污染防治效果。第三要加强二嗯英类监测的技术储备，在监测方法的筛选、监测仪器设备的配置、监测技术人员的培训等方面做出相应的规划和安排，为今后开展该类污染物的定量监测奠定基础。而且对于甲醇生产要在其前期设计阶段，通过开展环境影响评价工作，提出污染物减排措施，在设计中得以落实，减7、少对环境的负面影响，实现经济与环境的协调发展。1.6 主要研究范围 甲醇市场分析；工艺路线；建厂条件和厂址选择；年产30万吨甲醇厂设计可行性报告 2 市场分析 国际上,甲醇的消费量仅次于乙烯、丙烯和苯,主要用于生产甲醛、MTBE、醋酸等化工产品。全球甲醇装置的生产能力超过40 Mt/a,产量约30Mt/a。2004年甲醇年需求量与2003年相比,降低约80kt。预计今后生产MTBE所需甲醇量将有所减少,而用于生产甲醛、醋酸等所需的甲醇量将有所增加,因而全球甲醇需求量将会增加。2006年5月,由Hydrocarbon processing预测的全球2006年甲醇需求量为35.45Mt/a。从208、06年2011年,预计甲醇需求量将增加5.17Mt。近年来,甲醇市场价格一直上扬,主要是由以下几个原因造成的:全球有几学生学习初步设计 套大型甲醇装置延期投产;由于美国用于生产甲醇的天然气价格较高,迫使许多甲醇生产装置停产,美国转向依靠进口甲醇来满足国内需求,从而抬高了甲醇价格;中国对甲醇的需求快速增长。2.1 国内外发展现状 就产能分布来看,美洲是世界最大的甲醇生产地,占世界总产能的40%,其中北美占20.03%、拉丁美洲占19.77%;亚洲占28.7%,其中中东占15.6%、东亚占13.1%;欧洲占22.6%,其中东欧占12.3%、西欧占10.3%;大洋州占6.4%;非洲占2.5%。近209、 a来,世界甲醇工业与天然气的开发同步发展,新建装置大多建在天然气资源丰富的国家或地区。由于这些国家或地区的需求有限,因此大量的甲醇出口到美国、西欧和日本,而美国、西欧和日本的装置由于经济性的因素,已逐渐减产或关闭,转而进口甲醇。日本曾是世界主要的甲醇生产国,但现在已停止生产。北美也是世界甲醇产能最大的地区之一,但是由于天然气价格的上涨,一些生产甲醇的企业已经出现亏损。因此,近年有数套大型甲醇装置停工减产,2000年以来,美国BP/Sterling的800 kt/a和加拿大Methanex公司的500 kt/a甲醇装置相继停工,目前北美地区甲醇产能已不足8000 kt/a,开工产能约4000 10、kt/a,实际产量还低于此值,今后可能还有数家公司停工,但不会完全停产。在今后一段时期内,世界范围内甲醇的生产能力仍将有较大的增长,特别是在天然气资源丰富的国家或地区,充分利用当地廉价的油气资源,将建设一系列超大型的甲醇装置。生产能力增长较快的地区主要集中在拉丁美洲、中东和亚洲,而美国的生产能力将大幅下降,西欧和东欧将基本持平。国内甲醇生产始于1957年,以小甲醇起家。2004年全国生产能力已超过6000kt/a。规模在200 kt/a的仅两套,分别在上海焦化有限公司和陕西榆林天然气公司,另外,内蒙古苏里格天然气化工股份有限公司建有一套180 kt/a装置。100 kt/a规模的有9套。40111、00 kt/a(不含100 kt/a)规模的有22套。其余小甲醇均为联醇装置。近年来,我国甲醇产量有较大的增长,19982005年,年均增长率为19.8%。虽然国内甲醇产量增长很快,但装置开工率一直较低,尤其是在1998 2002年,开工率一直在40%55%。2003、2004和2005年由于甲醇需求旺盛、价格高,开学生学习初步设计 工率上升到近年来的高峰,达到62%、73%和77%。国内甲醇装置开工率低的主要原因是我国联醇装置产能约占总产能的50%左右,多数联醇装置规模小、产品成本高、缺乏竞争力,造成开工严重不足。近年来因甲醇利润高,投资者对大型甲醇项目十分关注,特别是煤产地和天然气产地,在12、积极研究建设大型甲醇项目的可能,有的已经开工建设。据不完全统计,国内甲醇在建项目产能达到4000kt以上,在2008年前后都可以形成生产能力。届时,我国甲醇生产能力将达到10000 kt/a左右。考虑到不具备竞争能力的小型甲醇装置将逐步淘汰的发展趋势,预计到2008年,国内实际甲醇生产能力约为9000 kt/a。2.2 产品价格分析 近期，西北、华北和东北等地甲醇市场价格普遍在19002100元（吨价，下同），而珠三角、长三角地区甲醇售价仅为18001950元，北方甲醇价格首次高于南方价格。日前，陕西渭河煤化工集团公司市场与运销部副部长张金平告诉记者。2008年12月以来，随着停产企业的增多和13、甲醇库存的减少，甲醇价格下跌的势头已经得到遏制，低端较2008年11月下旬上涨了100元，高 端上涨150元。不仅如此，生产企业集中的北方地区甲醇价格近年来首次高于甲醇主要消费地华东、华南地区。分析甲醇价格企稳的原因，张金平认为：一是货源有限。由于2008年9月份以来，甲醇价格随国际石油价格暴跌而持续大幅下跌，到11月中下旬，各地甲醇出厂价普遍只有16001800元，较最高时的4500元下跌了60%，这一价格已经低于绝大多数企业的生产成本，导致不少企业陆续减产停产，减少了市场供应，缓解了供大于求的矛盾，遏制了甲醇价格进一步下跌。二是成本支撑。我国甲醇生产原料主要有3种：煤炭、天然气和焦炉煤气。14、其中，以煤炭为原料的甲醇产能占到70%，以天然气为原料的占25%，以焦炉煤气为原料的占5%。以目前无烟煤价格800元计算，煤头甲醇的完全成本应在2100元以上；以天然气价格1.3元/立方米、每生产1吨甲醇消耗870立方米天然气计算，气头甲醇的税前成本应在1850元以上，这就决定了国内甲醇价格不可能长期在1850元以下的低位徘徊。三是二甲醚需求增加推动甲醇价格上扬。由于冬季取暖用气量增大，石油液化气价格近期略有上扬，刺激了二甲醚需求增加，学生学习初步设计 进而推动了甲醇价格上扬。而对于甲醇价格南低北高的原因，张金平认为主要是受进口低价甲醇冲击所致。他说，由于国际市场石油和天然气均已实现了市场化定15、价，石油价格的暴跌，引发天然气价格急跌。目前中东等地天然气价格不足0.35元/立方米，甲醇完全成本仅900元，即便算上海运费，运抵我国东南沿海口岸的成本价也不会超过1300元。此前，中东等地的甲醇主要消费市场在欧洲、北美和日本等国家和地区，但由于这些国家和地区受金融危机冲击很大，对甲醇需求大幅萎缩，中东等地的甲醇便蜂拥而入中国、印度等新兴市场，并凭借其绝对的成本优势，以低价格抢占市场，导致我国东南市场甲醇价格持续大幅下挫。但我国甲醇主要产地集中在北方，而且大多以煤和天然气为原料。由于煤炭价格跌幅有限，天然气价格受国家控制未随国际石油价格下跌同步下调，导致国内甲醇生产成本居高不下，即便不算运输费16、用，也在1850元以上，故而出现了东南部市场以进口甲醇为主，北方市场以国产甲醇为主，且甲醇价格近年来首次出现南低北高的新格局。陕西榆林煤化科技有限公司总工程师米智平分析，由于全球经济最快可能要到明年下半才能逐渐复苏，美、欧、日等国家和地区经济复苏的时间可能还要滞后，因此今后一段时间，中东等地低价甲醇仍将继续进入中国市场，遏制国内北方甲醇南下。在此过程中，东南方市场被进口甲醇垄断，北方甲醇只能自产自销的格局不会改变。米智平同时预测，在诸多因素共同作用下，国内甲醇市场后期再度下跌的可能性很小，将会出现缓慢攀升的走势。一是随着气温的下降，人们对天然气、煤炭、液化气的需求将会明显增加，抬高这些产品的价17、格。而国内几大石油公司因成品油销售困难，库存较多，陆续减产或停产了部分炼化装置，导致液化石油气供应量持续减少，会刺激液化石油气价格率先反弹。一旦液化石油气价格上涨，二甲醚就会量价齐升，扩大对甲醇的需求，推动甲醇价格上扬。二是春节前后是家具和人造板传统需求旺季，这一市场对甲醛的需求会明显增加，带动甲醇消费量放大，价格扬升。三是受市场低迷、成本居高不下影响，国内减产、停产的甲醇企业仍在增加，目前全行业平均开工率不足40%，甲醇供应量十分有限，只要下游需求略有好转，供大于求的格局学生学习初步设计 就会立即变为供需平衡甚至供略小于需，同样会助推甲醇价格扬升。但由于国内甲醇有效产能较大，而中东等地不断增18、大并释放的甲醇产能又主要瞄准中国市场，一旦甲醇价格上涨，又会引发更多企业复产和更多国际甲醇涌入，抑制价格进一步上扬。因此，虽然后期甲醇价格会有所上涨，但涨幅将十分有限，更不可能出现飙升行情。3 甲醇工艺 甲醇是重要的化工产品与原料，并定位于未来清洁能源之一，随着世界石油资源的减少和甲醇生产成本的降低，发展使用甲醇等新的替代燃料，已成为一种趋势。从我国能源需求及能源环境的现实看，生产甲醇为新的替代燃料，减少对石油的依赖也是大势所趋。生产甲醇的方法有多种，早期用木材或本质素干馏法制甲醇的方法，今天在工业上已经被淘汰了。氯甲烷水解法也可以生产甲醇，但因水解法价格昂贵，没有得到工业上的应用。油制甲醇设19、备复杂,操作麻烦,生成炭黑量多而且中国是资源和能源相对匾乏的国家，随着石油消耗量的日益增加，我国的石油资源也面临严峻考验，但我国煤炭资源相对丰富，大力发展煤化工，合理开发利用煤炭资源已成共识。发展煤制甲醇，以煤代替石油，是国家能源安全的需要也是化学工业高速发展的需求。3.1 甲醇合成法的化学过程 3.1.1 煤的气化 煤在高温常压下，与气化剂反应转化为 CO、H2等可燃性气体的过程，称为煤的气化。气化剂主要是水蒸气、空气或它们的混合气。从煤的气化得到甲醇合成的工业原料CO 和 H2 的混合物（合成气），通常将水蒸气直接通人炽热的煤层，其转化为合成气的化学反应如 下：以上反应均是吸热反应，因连续20、通入水蒸气将使煤层温度下降，为保持煤层学生学习初步设计 温度，须交替向炉内通入水蒸气和空气，通人空气时，主要是煤的燃烧反应，其放出热量，加热煤层。煤气代表性成分组成：H248.4、C038.5、N26.4、C026.0、O20.2、CH40.5。制甲醇所需 H2CO 值为 2.21，合成气中 H2与 CO 的摩尔比可以在 350-400、Fe3O4作催化剂条件下调节，使其比值达到要求，即：3.1.2 甲醇合成 CO 与 H2 合成甲醇是种可逆反应：为减少合成甲醇过程中的副反应，提高甲醇产率，须选择适当的温度、压力和催化剂，一般温度 300400，压力 20MPa 左右。合成甲醇的反应温度低，所21、需压力低，能耗也低，但温度低，反应速度变慢，所以催化剂是关键因素。合成甲醇原料气 H2/CO 的化学计量比是 2：1。CO 含量过高对温度控制有害，且能引起羰基铁在催化剂上的积聚，使催化剂失掉活性，故采用 H2 过量，H2CO 摩尔比为 2.23.0 较好。3.2 工业化生产工艺及设备 甲醇合成工艺的简单流程为：煤炭加压气化合成气净化合成反应甲醇甲醇精制。相应的煤制甲醇生产工艺主要包括造气、净化、合成和精制四个工艺流程。3.2.1 造气工艺及设备 煤炭气化工艺为甲醇生产的首要环节，对煤炭产气效率及后续工艺产生影响，并最终影响产品质量和产量。煤炭气化工艺及气化炉设备可按压力、气化剂、供热方式等分22、类，通常按炉内煤料与气化剂接触方式区分，主要有固定床、流化床与气流床 3 种主要形式。固定床气是气化过程中，气化剂与煤逆流接触，气化过程比较完全，灰渣残碳少，出口煤气同时对上部原料煤进行干燥和干馏，煤气出口温度低，现有加压固定床气化最成熟的炉型是 Lurgi；学生学习初步设计 流化床气化是将气化剂自炉底部鼓入炉内，气化剂吹起炉内煤的细小颗粒，使其呈流态化状态，发生燃烧和气化反应生成煤气，加压流化床气化炉主要有 Winkler/HTW、KRW 等；气流床气化是气化过程中，气化剂将煤粉带入气化炉，两者均匀混合，再通过喷嘴进入反应室，瞬间着火，发生火焰反应，温度达 1600以上，煤中碳在高温下几乎全23、部转化，各微粒单独完成热解、气化、熔渣,不会相互黏结,不受煤的黏结性影响,同时由于气化温度高,可用高灰熔点煤,对不同煤种的适应性较强。采用液态熔渣排放,灰渣呈玻璃状,对环境无污染,易堆放,可作为水泥配料，加压气流床气化炉主要有 Texaco(德士古)、GSP 等。目前国内感兴趣的气化炉工艺是 Shell、Texaco 和 Lurgi。Shell 工艺在碳转化率、有效气体成分、单炉产能、运行周期和变负荷能力等方面具有明显优点，有环保和资源综合利用方面优势，具有技术发展前景，但设备投资较大，目前国内还没有比较成熟的技术应用经验；Texaco、Lurgi 工艺技术成熟，运行可靠，国产化率高，但 Lu24、rgi 工艺存在一些缺陷，其合成工艺流程复杂，废水处理困难，环境污染严重，相比之下，Texaco 工艺具有明显的优势，其水冷激流程特别适用于合成氨、甲醇生产，是目前合成氨、甲醇生产优选工艺。3.2.2 净化工艺及设备 气化装置产生的粗煤气中除含 H2、CO、CO2外，还有少量 COS、H2S、CH4、HCNN2、及微量的 Cl、NH3等。硫化物、氯和重金属镍等会引起甲醇合成催化剂中毒。净化工艺的主要任务是脱除、变换气中的 H2S、COS、CO2等酸性气体。煤气净化工艺主要有低温甲醇洗技术(rectisol)和聚乙二醇二甲醚法 NHD(selexol)。低温甲醇洗工艺是使用物理吸收法的酸性气体净25、化技术，使用冷甲醇作为酸性气体吸收液，利用甲醇在-60左右的低温下对酸性气体溶解度极大的特性，分段选择性地吸收原料气中的 H2S、CO2及各种有机硫等杂质，低温甲醇洗工艺有林德和鲁奇两种，二者基本原理没有根本区别，且技术都很成熟，只是在工艺流程设计、设备设计和工程实施上各有特点。NHD 法是南化集团研究院和天辰化学工程公司等单位联合开发成功的新技术，属于物理吸收净化技术。其对 CO2、H2S 等均有较强的吸收能力。低温甲醇洗工艺技术成熟可靠、气体净化度高，能耗较低，可将合成气中的 CO2学生学习初步设计 体积分数脱至 1.0 10-5以下，H2S 体积分数小于 1.010-7，且溶剂吸收能力大26、循环量小、能耗省、价格便宜，操作费用低也是此法的优点，缺点是要在低温下操作，设备对低温材料要求较高，整个工艺投资较高。NHD 技术虽然对CO2、H2S 等均有较强的吸收能力，可将合成气中 CO2体积分数脱至 0.1%以下，H2S 体积分数小于 1.010-6，但对 COS 吸收能力差，需增加水解装置，且脱硫和脱碳必须分开，使流程变得复杂，同时其溶剂昂贵，吸收能力比甲醇低，因此溶剂循环量大，操作费用较高，其优点在于对设备无腐蚀，可采用碳钢设备，整个工艺投资较少。3.2.3 甲醇合成工艺及设备 国内外使用的甲醇合成塔主要有冷激式、冷管式、水管式、固定管板列管式。冷激式合成塔碳转化率和出塔甲醇浓度27、低，循环量大，能耗高，不能副产蒸汽，已基本淘汰；冷管式合成塔碳转化率较高但仅能在出塔气中副产0.4MPa 的低压蒸汽，大型装置中很少采用；水管式合成塔将床层内的传热管由管内走冷气改为走沸腾水，较大地提高传热系数，更好地移走反应热，缩小传热面积，能多装催化剂，同时可副产 2.5MPa4.0MPa 的中压蒸汽，是大型化较理想的塔型，在国外 60 万 t 以上大型装置广为采用；固定管板列管合成塔是一台列管换热器，催化剂在管内，管间(壳程)是沸腾水，将反应热用于副产 3.0MPa4.0MPa 的中压蒸汽，代表塔型有 Lurgi 公司的合成塔和三菱公司套管超级合成塔，由于列管需用特种不锈钢，因而造价最高28、；大型装置不宜选用冷激式和冷管式塔；目前列管式合成塔国内用得最多，但价格昂贵。3.2.4 精制工艺设备 将粗甲醇气体送入精制塔精制，一般采用 23 个精馏塔，从后一个塔上部取出纯甲醇，含量为 99.85%。甲醇精馏工艺，有两塔流程和三塔流程之分。两者主要区别在于三塔流程多设置有一个加压操作（压力 0.60.7MPa）的主精馏塔，加压塔塔顶甲醇蒸汽冷凝热用作常压精馏塔塔底再沸器热源，减少蒸汽和冷却水消耗，目前在三塔精馏的基础上又增加了回收塔，进一步回收常压精馏塔塔底排出的含少量甲醇的废水，提高产品收率并减少废水污染物产生量。二塔工艺流程简单、装置投资省，但能耗高；三塔流程相对较长，但操作能耗较双29、塔工艺低，从能耗和投资综合考虑，大、中型规模生产三塔学生学习初步设计 流程工艺具有优越性，同时三塔精馏工艺环保效益优于二塔。3.3 选用生产工艺及设备 3.3.13.3.1工艺流程 本工艺采用煤粉为原料，其来源广，价格便宜，环境友好，气化技术成熟。气化装置采用加压气流床 Texaco(德士古)汽化炉，煤粉与气化剂完全混合，各微粒单独完成热解、气化、熔渣,不会相互黏结,不受煤的黏结性影响,同时由于气化温度高,可用高灰熔点煤,对不同煤种的适应性较强。采用液态熔渣排放,灰渣呈玻璃状,易堆放,可作为水泥配料，对环境无污染。净化工艺选用低温甲醇洗工艺，该技术成熟可靠、气体净化度高，能耗较低，可将合成气中30、的 CO2体积分数脱至 1.0 10-5以下，H2S 体积分数小于 1.010-7，且溶剂吸收能力大、循环量小、能耗省、价格便宜，操作费用低。合成塔采用水管式合成塔，提高传热系数，缩小传热面积，能多装催化剂，同时可副产 2.5MPa4.0MPa的中压蒸汽循环利用。催化剂采用纯 H2 对变换催化剂进行活化，具体实施：以 N2 作为载体，把纯 H2 配入 N2 中，使 N2 中含 H2 的体积分数达 25%30，再配入 CS2 对催化剂进行活化，因为本次活化催化剂使用的是纯 H2，极大程度地减少了对空排放，故而也很大程度地减轻了环境污染。精制工艺选用三塔精馏，并在三塔精馏的基础上又增加了回收塔，进31、一步回收常压精馏塔塔底排出的含少量甲醇的废水，提高产品收率并减少废水污染物产生量。我厂采用 Gaia-BAF 工艺处理废水，该工艺传质均匀、氧利用率高（25%以上）、能耗低、寿命长及易于施工、具有耐冲击负荷的优异性能。同时兼有活性污泥法、生物膜法和固定化微生物的长处,吸收了生物流化床的传质速度快的优点，因而使得整个污水处理工程的基建投资减少，运行费用降低，处理效率提高，占地面积大幅减小。工艺出水水质较好，不会放出臭气污染环境,造成二次污染。具体的工艺流程如下：各种生产废水和生活污水首先流入调节池，均化水质调节水量，然后进初沉池；初沉池的出水由泵提升进入冷却塔；冷却塔采用角形横流式低噪音冷却塔；32、废水经过降温处理后自流进入 GAIA-BAF 池进行生化处理。经Gaia-BAF 池处理后的出水溢流到集水槽，通过管道送至接触消毒池，经深度学生学习初步设计 处理后复用。复用后的各项水质指标均达到污水回用设计规范中再生水用作冷却用水的水质标准值。3.3.23.3.2设备简图 学生学习初步设计 4 物料衡算 表1 物料衡算数据表 工艺流程 原料段 气化段 净化段 合成段 精馏段 物料流量(kg/h)43992 42516 42480 41832 41760 设备转化率%96.74 99.88 98.62 99.85 5 厂址选择 目前我国主要的化工产业区均集中于长三角地区，由于东部地区优渥的经济33、条件、发达的城市网络等等因素，所以厂址选择在宁波。一方面宁波是沿海地区的发达地区，交通十分发达，不管是公路还是铁路，与煤炭源产地都有十分方便的交通网络；另一方面是宁波的北仑港也是十分发达的港口，生产的甲醇产品可以方面远销海外。综合考虑，本厂厂址拟定在宁波化工园区。宁波位于我国海岸线中段，浙江宁绍平原东端，即东经120 55至122 16，北纬28 51至30 33。宁波属亚热带季风气候，温和湿润，四季分明，年平均气温16.2，平均气温以七月份最高，为28.8，一月份最低，为-4.2。年平均降水量为1300至1400毫米，五至九月，占全年降水量的60%。夏天盛行东南风，冬天盛行西北风。学生学习初34、步设计 宁波地理位置图 A点为宁波化工园区 学生学习初步设计 宁波交通网络图 学生学习初步设计 5.1 原料来源 国内：宁波铁路与公路发达，与煤资源丰富的山西、陕西、新疆等省都有方便的运输路线。而且由于宁波是海港城市，自2006年起秦皇岛海事局与宁波海事局签署了建立保障电煤运输船舶安全合作机械协议书。标志着我国北煤重要输出港秦皇岛港与煤炭重要输入港宁波港共保海上能源输送大动脉畅通活动正式启动。自2003年起，秦皇岛每年输出煤炭超过一亿吨，并以较大的幅度逐年递增。与此同时国家能源战略进行调整，能源出口日益缩减，煤炭主供国内，形成“北煤南运”的输送大动脉。现在，宁波港与秦皇岛港每年煤炭运输量达到近35、800万吨。国外：据宁波海关统计，2010年1季度宁波口岸累计进口煤炭191.5万吨，价值1.7亿美元，同比（下同）分别增长12.5倍和12.4倍。进口均价90.9美元/吨，小幅下跌0.9%。3月份当月进口量52.3万吨，增长4.5倍，环比增长20.6%。进口煤炭全部以一般贸易方式进口。东盟和澳大利亚为主要进口来源地，1季度宁波口岸自东盟进口煤108.2万吨，增长14.4倍；自澳大利亚进口75.2万吨，学生学习初步设计 增长15.7倍，两者合计占同期宁波口岸煤进口总量的95.8%。一季度国有企业进口煤121.1万吨，增长9.8倍，占同期进口总量的63.2%。其他烟煤为主要进口品种，进口124.36、1万吨，增长56倍，占同期进口总量的64.8%。除了煤炭资源，宁波的水资源也相对比较充足，化工厂附近都有大小的河流，每年的降雨量也十分可观。5.2 产品去路 甲醇是二甲醚、甲胺等重要化工产品的主要原料，目前我国甲醇的需求量已近日益增加，由于目前甲醇也在被研究开发成新能源，所以日后甲醇的需求量也是十分可观的。宁波交通发达，生产的甲醇运输到国内甲醇消费量大的地区是十分方便的。而且浙江省内的一些化工厂甲醇的需求量也是相对较大，所以甲醇产品的销量也是可以保证的。而且宁波港与海外港口的交通发达，所以甲醇产品出口也是有可行性的。5.3 其他分析 宁波是中国的经济直辖市，地方政府也出台了一系列的经济优惠政策37、如免征出口关税、第一年和第二年免缴企业所得税，第三年至第五年减半等等。而且宁波化工园区有良好的环保政策，宁波港拥有完善的液体化学品码头与仓储设施。所以宁波的地方优势也是十分有利于甲醇厂的建设。5.4 厂区布置 从宁波的四季风向来看，夏季盛行东南风，冬季盛行西北风，所以整个厂区布置的车间布置也依据这一点来制定的。工艺流程的车间都是安排在行政楼的东北面，这样可以保证生产过程中产生的废气不进过行政区，大大减少了废气对人体的危害。工艺车间统一建在整个厂的最北面，并按各个流程以一字排开，这样可以即可以保证整个工艺流程的连续性，也可使各个物料的运输达到最方便、简单的程度。此外，把工作区布置在最里面的另一个38、优点是使工作区域与生活区域分开，大大减少了两者之间的干扰性。以下就是本厂的厂区布置图。学生学习初步设计 厂区布置平面图 6 经济分析与评价 6.1 设计费用基准 本文所表示的费用数据的主要依据为:1.以山西大同的烟煤为原料。表 2 的煤样分析以两种形式表示，即工业分析和元素分析。2.正常生产能力以 1000t/d 甲醇计。3.工艺共分六个单元:(1)煤接收和制备。(2)空分。(3)煤浆制备和气化(德士古炉)。气化炉的操作压力为 60kg/cm2，温度为1600，煤浆固含量控制为 60 一 62%(wt)，产品合成气的计算使用 C.P.I.的计算机程序。产品气体组成见表 3。(4)变换和酸气脱除39、。(5)尾气处理及硫回收。(6)甲醇合成和精制。4.除新鲜水外，甲醇厂的所有公用工程都按自供考虑。学生学习初步设计 表 2 大同煤的一般组成 工业分析 元素分析(无水、无灰基)组 分 百分组成(%)组分 百分组成(%)固定碳 62.21 挥发分 29.18 灰 分 6.86 水 分 1.75 碳 84.16 氢 5.24 氧 8.10 硫 1.71 氮 0.79 灰熔点为:1100 表 3 产品气体(合成气)组成 组 分 百分组成(%)氢 气 一氧化碳 二氧化碳 甲 烷 氮气和氩气 硫 化 氢 水 合 计 27.97 36.81 13.21 0.26 0.36 0.37 21.02 100.040、0 6.2 总投资估算法 提供必要的生产设施所需要的投资称为固定投资，而维持工厂操作的必要费用称为流动资金，流动资金和固定资金的总和称为总投资。总固定投资的组成如下:(1)界区投资 A.安装完毕费用:设备费(采用调研获得的经济的价格计算)。安装费用(包括基础、管道、管件、保温、台架和仪表)。B.间接费用 学生学习初步设计 (2)公用工程和罐区费用是关于安装完毕的公用工程费用，例如蒸汽锅炉、冷却水、工艺水、机械冷冻和惰性气体发生装置等。(3)一般服务设施。(4)生活服务设施。(5)废水处理。(6)厂外费用。以上(1)至(6)合计称为总工程费用。(7)现场管理费用。(8)不可预见费用。(9)开工费41、用。6.3 投资费用分析 1 投资和成本分析 30 万 t/a 甲醇装置的界区投资约为 2.8 亿元，基建投资为 4.9 亿元，参见表4。表 4 日产 1000 吨甲醇装置投资费用表 类 别 费 用(人民币/万元)备煤和气化 空分 变换及净化 甲醇合成和精制 界区投资 6820 7800 8100 5400 28120 公用工程 总工程费 管理费 不可预见费 基建投资 流动资金 3700 39775 3977 1312 48764 2250 建设期利息 总投资 4228 83362 学生学习初步设计 注:1 维修费取界区投资的 5%。2 折旧费取界区投资的 6.67%。3 经营费包括界区外装置的折旧费。4 总固定资金取基建投资的 85%。5 流动资金的利息包括在工厂成本中。6.4 财务分析 1.基准(1)美元和人民币的比价为 1:6.83(2)折旧年限 15 年(界区)(3)产品增值税率为 0.17。(4)所得税为实现利润的 55%，还本期间免交所得税.(5)还本期间企业自留利润为实现利润的 5%。2.财务分析 单位生产能力投资额 总投资/年产量=2778.7 元/吨。投资利润率 实现利润/危、投资=21.7%。投资收益率(实现利润+折旧)/总投资=27.5%。