1、 XXXX实业股份有限公司实业股份有限公司40000Nm3/h 焦炉气综合利用项目焦炉气综合利用项目 可行性研究报告可行性研究报告 2022 年年 1 月月 XX实业 40000Nm3/h 焦炉气综合利用项目 目目 录录1 总论.1 1.1 概述.11.2 主要研究结论.122 市场分析.16 2.1 产品用途.162.2 LNG 产品市场现状及预测.192.3 合成氨产品市场现状及预测.312.4 二氧化碳市场分析.362.5 产品价格分析.412.6 产品价格确定.493 生产规模和产品方案.53 3.1 产品方案.533.2 生产规模及产品产量.53 3.3 产品控制指标.534 工艺技2、术方案.55 4.1 原料路线.554.2 工艺技术方案的选择.554.3 工艺过程说明.704.4 主要消耗.804.5 主要设备.814.6 自控技术方案.88 4.7 标准化.915 原材料、辅助材料、燃料和动力供应.97 5.1 原料的供应及规格.975.2 辅助材料供应.975.3 公用工程供应及规格.976 建厂条件和厂址选择.100 XX实业 40000Nm3/h 焦炉气综合利用项目 6.1 建厂条件.1006.2 厂址方案.1037 总图运输、储运及土建.1047.1 总图运输.1047.2 贮运设施.1067.3 土建.1078 公用工程方案和辅助生产设施.1088.1 给排3、水.1088.2 供电及电信.1138.3 供热.1228.4 仪表空气、氮气供应.1248.5 中心控制室.1248.6 分析化验.1258.7 采暖通风及空调.1278.8 外管.1288.9 火炬系统.1288.10 维修.1298.11 库房.1299 服务性工程与生活福利设施.1299.1 服务性工程.1299.2 生产管理及生活福利工程.12910 节能.13010.1 能耗指标及分析.13010.2 节能措施综述.13110.3 能源管理.13311 消防.13311.1 编制说明.13311.2 依托条件.13411.3 工程概述.134 XX实业 40000Nm3/h 焦炉气4、综合利用项目 11.4 有害物料的火灾危险特性和单项工程火灾危险性类别.13411.5 消防设施设置原则.13711.6 消防措施.13711.7 消防系统.13811.8 其它常规消防.13911.9 消防设施专项投资概算.14012 环境保护.14012.1 厂址与环境现状.14012.2 执行的环境保护法规和标准.14012.3 拟建项目主要污染源及污染物.14212.4 环境保护治理措施及方案.14512.5 项目污染物与碳减排分析.14912.6 环境管理及监测.15012.7 环保设施费用估算.15212.8 环境影响分析.15212.9 建议.15313 职业卫生.15313.15、 编制依据.15313.2 职业病危害因素和职业病分析.15513.3 采取的职业卫生防护措施.16213.4 职业卫生管理机构.16313.5 专项投资估算.16413.6 预期效果及建议.16414 安全.16514.1 设计中采取的法律法规、部门规章和标准规范.16514.2 生产过程中可能产生的危险有害因素分析.16814.3 设计中采取的安全措施.18214.4 安全管理机构及人员配置.19214.5 安全专项投资估算.192 XX实业 40000Nm3/h 焦炉气综合利用项目 15 组织机构与人力资源配置.19315.1 工厂体制和组织机构.19315.2 生产班制和定员.19316、5.3 人员来源和培训.19416 项目实施计划.19516.1 建设周期的划分.19516.2 项目实施进度表.19517 投资估算.19717.1 投资估算.19717.2 资金筹措.19918 财务分析.20318.1 财务评价基础数据.20318.2 总成本费用估算.20418.3 年销售收入估算.20518.4 利润估算.20618.5 财务盈利能力分析.20618.6 不确定性分析.20618.7 主要财务指标.20819 风险与竞争力分析.20919.1 风险因素的识别.20919.2 风险程度估计.21119.3 风险评估结论.21220 结论.21320.1 综合评价.2137、20.2 研究报告结论.215 XX实业 40000Nm3/h 焦炉气综合利用项目 附表、附图：1财务指标汇总表2.项目投资现金流量表3项目资本金现金流量表4利润与利润分配表5财务计划现金流量表6资产负债表7借款还本付息计划表8.建设投资估算表9.固定资产原值估算表10流动资金估算表11项目总投资使用计划与资金筹措表12营业收入、营业税金及附加和增值税估算表13总成本费用估算表14固定资产折旧费估算表15无形资产和其他资产摊销估算表附图1总平面布置图2物料平衡图3工艺流程简图4全厂蒸汽平衡图5全厂水平衡图6氮气平衡图 XX实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 1 1总论总论 1.1 概述8、 1.1.1 项目名称、建设单位项目名称、建设单位项目名称：40000Nm3/h 焦炉气综合利用项目建设单位：XX实业股份有限公司建设地点：河南省平顶山市XX区XX工业园企业性质：国有控股企业法人代表：1.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则可行性研究报告编制的依据和原则1.1.2.1 编制依据编制依据（1）XX实业股份有限公司（简称“建设单位”或“XX股份”）与XX化工研究设计院有限公司（简称“XX化工”）签订的技术咨询合同书。（2）建设单位提供的可行性研究基础资料。（3）XX化工焦炉气综合利用相关技术资料。（4）中石化联产发2012115 号 化工投资项目可行性研究报告编制办法（20129、年修订本）。（5）国家发展改革委、建设部发改投资20061325 号文发布建设项目经济评价方法与参数（第三版）。（6）化工建设项目可行性研究投资估算编制办法。（7）建设单位的总体发展思路。1.1.2.2 编制原则编制原则（1）严格执行国家、项目建设地、行业现行法令、法规及各专业的标准规范。（2）选择先进可靠的工艺技术，合理安排工艺流程，保证项目投产后能安全、稳定、长周期连续运行。（3）充分依托建设单位及周边现有的公用工程和基础设施，尽可能降低工程造价，节省投资。（4）在设备选型上本着技术先进、经济合理、安全可靠的原则进行。XX实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 （5）设计中坚持“一体化10、露天化、轻型化、国产化、社会化”2的五化方针。（6）注意节能、降耗、减污、增效，努力降低成本，以获取最佳经济效益。（7）“三废”处理应满足国家与项目建设地有关环境保护的规定。外排废水、废气、废固达到国家和当地环保排放的要求。8）贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，确（保本工程投产后符合职 业安全卫生的要求，保证职工的安全和健康。采用先进的控制和联锁系统，改善生产操作条件，为保护操作人员的身体健康，创造安全、清洁、文明的生产环境。（9）对项目的费用和效益，本着实事求是，稳妥可靠的原则进行估算和评价。1.1.3 项目提出的背景、投资必要性和经济意义项目提出的背景、投资必要性和经济意义1.11、1.3.1 建设单位基本概况建设单位基本概况XX实业股份有限公司是以中国平煤XX集团为投资主体，以化工化纤为主业的特大型企业，股本结构为集团公司占 59.35%，社会公众股占 40.65%。XX股份是我国首家引进日本成套设备与技术建成的生产尼龙 66 帘子布的现代化企业，也是河南省首家在上交所挂牌交易的上市公司，1981 年建成投产，1994 年 1 月公司股票在上海证券交易所挂牌交易（公司代码 600810）。XX股份是中国平煤XX集团尼龙板块的管理平台，尼龙板块现有资产规模 370 亿元（XX股份资产规模 223 亿元，净资产 59 亿元），从业人员 1.5 万人（XX股份1 万人），企业12、数量 34 家，其中XX股份所属单位即控股及独资单位帘子布公司、尼龙化工公司等 19 家，参股单位首恒新材料公司等 5 家，XX股份托管集团公司下属的单位尼龙科技公司等 10 家。XX股份是国际知名、国内领先、产业链最完整的尼龙产业龙头企业，目前已经建立起尼龙 66 和尼龙 6 协同发展的大尼龙产业格局。尼龙 66 系列产品总产能 44.3 万吨，整体规模世界第四、亚洲最大；尼龙 66 工业丝产能 13 万吨、帘子布产能 8 万吨，产销规模世界第一；尼龙 66 盐产能 30 万吨，产销量亚洲第一；尼龙 66 切片产能 22 万吨，产能规模亚洲第一；己内酰胺产能 40 万吨，产销规模国内前五，世13、界前列；己二酸产能 50 万吨，产能规模世界第四，市场流通量国内第一；气囊丝产能1.3 万吨，产能规模世界第五、国内第二。产品远销国内国际世界著名轮胎企业和 TPU 生产企业的大多数战略客户。1.1.3.2 项目提出的背景项目提出的背景 XX实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 1）节能减排、清洁、绿色（循环经济）、低碳发展的需要党的十九大明确提出加大生态文明体制改革，绿色、低碳发展为新时代主旋律。随着XX行业的发展，我国XX行业进一步开发出符合企业特点的应用技术，进而实现焦炉气资源的优化开发利用，增加焦炉气综合利用价值，增强炼焦行业整体竞争力。近年来，我国焦炉气利用程度不断提高，在开发14、利用技术方面不断提高，目前焦炉气主要应用在以下几方面：作燃料、发电、提（制）氢、还原铁、焦高炉喷吹炼铁、作为化工原料生产合成气（合成气可用于生产液氨、尿素、甲醇、乙醇、乙二醇等）、提取或合成天然气等。本项目焦炉气用于生产 LNG3和液氨。LNG 汽车的一氧化碳排放只有普通燃油汽车的不到 10%、氮氧化物排放比普通燃油汽车低 30%-40%、二氧化硫排放比燃油汽车低 70%以上，噪音比燃油车低 40%。此外，LNG 的爆炸极限和燃点都高于汽油和柴油，安全性更高，而且 LNG 的冷启动性显著好于汽柴油。按照每辆重卡每年行驶 15 万公里计算，如果采用 LNG 燃料，则每年可减少碳排放量 3.4 亿15、吨。利用焦炉气生产液氨可减少煤或天然气等化石能源的消耗。本项目通过对焦炉气的综合利用减少二氧化碳排放量 24.768 万吨/年，减少二氧化硫的排放量 174.08 吨/年、减少氮氧化物排放量 1075.2 吨/年。故本项目的实施是践行节能减排、清洁、绿色（循环经济）、低碳发展的需要。2）国内能源短缺的现状改革开放以来，我国经济快速发展，能源的消费量也不断增加。目前中国已成为世界第一大能源生产与消费国、世界第一大煤炭生产与消费国、世界第二大石油消费国。中国的能源结构以煤炭为主，石油、天然气占比远远低于世界平均水平。从 1993年起，我国已从石油出口国变成进口国，并且石油短缺状况逐年加剧，202016、 年中国全年进口原油 5.42 亿吨，对外依存度上升到了 73.5%，远远超过进口石油依存度 30%这一国际公认的安全警戒线。我国的石油安全已成为亟待解决的重大问题。作为世界上人口最多的发展中国家，能源的开发利用已成为我国可持续发展的关键，它所面临的能源供给和环境保护的双重巨大压力，已成为限制我国经济发展的瓶颈。3）环境污染日益严重的现状能源消费在推动经济发展的同时，也带来了诸多的环境问题，影响面最广、关注度最高、最具代表性的环境问题是气候变化和雾霾。XX实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 这两个问题产生的根本原因有两个方面：一是能源消费数量大，且增长快；二是能源消费结构不合理，仍然以17、煤等高碳能源为主。其背后的深层次原因是由中国经济所处发展阶段和中国所拥有的资源禀赋决定的。相比于西方国家，中国的工业化起步晚，面临的问题多，唯有快速发展，才能解决当时面临的诸多问题，这就导致中国对能源的需求在改革开放后，特别是 2000 年以后快速增长。而相对于其他能源资源而言，煤炭是中国最为丰富、供应最具保障的能源资源。这是中国过去数十年环境问题4产生的根源。展望未来，过去的能源与经济发展模式面临转型与变革的巨大压力。首先是党的十八大以后，我国提出了中国经济的“新常态”，即经济发展速度放缓，但经济发展质量要提高，能源对经济的粗放式支撑模式不可持续。其次是国际社会应对气候变化和百姓对雾霾的关注18、都达到了前所未有的程度。中国政府对外于 2015 年巴黎气候峰会上正式宣布绝对减排计划，对内则制定并发布大气污染防治行动计划，大力推进空气质量改善行动。这些客观环境都要求能源体系实现大变革。4）开发新型清洁能源的迫切要求作为世界上人口最多的发展中国家，能源的开发利用已成为我国可持续发展的关键，它所面临的能源供给和环境保护的双重巨大压力，已成为限制我国经济发展的瓶颈。因此，针对我国“缺油、少气、而煤炭资源较为丰富”的能源和资源现状，合理利用能源资源，尤其是煤炭资源，开发新型的清洁能源已经迫在眉睫。随着国际油价高位运行给我国经济运行和居民生活带来一定负面影响的同时，加快开发和利用替代能源行业的发展19、已成为急待解决的问题之一。在此背景下，中国能源转型己势在必行。而能源转型的核心，就是推动整个能源体系从以煤为主转变到以可再生能源为主。为此，中国制定了相应的国家发展战略与规划，如 2014 年国务院办公厅印发的能源发展战略行动计划（2014-2020 年）就明确指出，要降低煤炭消费比例，大力发展可再生能源等。能源体系的转变是一个长期的过程，中间必然需要一个良好的过渡性能源。天然气相对成熟的开发技术、相对低碳的环境排放、相对丰富的资源禀赋等，被众多学者和机构认为是推进这一能源转型实现的最佳过渡性或桥梁性能源。在国家能源局发布的“十三五”能源发展规划中，则将天然气定位为“转型过程中的主体能源”。因20、此，“气化中国”、“减煤增气”等都成为各方努力的方向与目标。据统计，2018 年中国清洁能源（包括非化石能源和天然气）占一次能源消费总 XX实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 量比重合计约 22.2%，较 2012 年提高了 7.7 个百分点，但距离 2020 年和 2030 年分别达 25%和 35%5左右的目标还有一定差距。5）我国天然气行业前景广阔 国家清洁能源发展战略推动了天然气产业快速发展。在上述方向与目标的引领下，近年来中国的天然气工业得到了快速发展。据 BP 世界能源统计数据显示，2007年至 2018 年十余年间，中国的天然气消费从 730 亿立方米增长到 2766 亿21、立方米，年均增长 12.9%。天然气产量从 716 亿立方米增长到 1610 亿立方米，年均增长 7.7%。可以看出，尽管天然气产销量在过去十年均实现了快速增长，特别是与煤炭相比，但是一个不争的事实是国内供应的增长赶不上爆发式的需求增长。在此背景下，天然气净进口量从 2007 年的 13 亿立方米快速增长到 2018 年的 1425.72 亿立方米，增长超100 倍，对外依存度也在同期从 2%猛增至 43.59%。由此可见，如果不能很好地保障天然气的供应，不仅可能进一步影响中国的能源安全状况，更有甚者可能影响中国能源转型大战略的实现。2017 年 7 月，国家 13 部委出台了加快推进天然气利22、用的意见，重申逐步将天然气培育成为中国现代清洁能源体系的主体能源之一，并提出到 2020 年增加天然气在一次能源消费结构中的占比至 10%左右。到 2030 年，力争将天然气在一次能源消费中的占比提高到 15%左右，地下储气库形成有效工作气量 350 亿立方米以上。目前国内天然气供应主要是由常规天然气资源提供的。然而，包括美国能源部信息署和国际能源署等机构在内的国际组织和很多学者研究认为，中国的常规天然气供应潜力非常有限，且有可能在 2020 年至 2025 年前后进入产量高峰期，这意味着此后依赖常规天然气的持续增长是不现实的。这更突显了寻求新的天然气资源的重要性和必要性。2017 年国内煤改23、气带动了天然气需求量大增，尤其 10 月开始进入天然气消费的高峰期，中国北方地区天然气供需形势更是紧张。冬季供暖期内，为“保民用”，对工业领域进行限制用气，LNG 工厂气源用气受限，产量下降明显，华东、华中等地出现大规模气荒，LNG 市场价格持续拉涨，创 3 年新高。但从天然气推广政策力度来看，预计未来几年我国天然气供应形势都会相对趋紧。因此，非常规天然气的规模开发将对中国“减煤增气”能源结构改善战略的实现、国内天然气供应保障力的提升、能源系统温室气体排放的降低和环境质量的提高等起到重要的支撑作用。XX实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 非常规天然气一般包括焦炉气制天然气、煤制气、煤层24、气和页岩气。全球范围内，非常规天然气资源丰富，且开发利用技术也日趋成熟，是常规天然气最现实的替代能源。随着技术的进步，我国非常规天然气资源有着巨大的发展潜力，6加快非常规天然气开发利用对改善我国能源结构有重大意义。6）焦炉气制液化天然气的生产和应用技术已经成熟焦炉气是煤XX过程副产的可燃性气体，主要成分是氢气（5462%）、甲烷（19 28%）、CO（510%）、CO2（24%）、硫化物（5001000mg/m3）以及微量焦油、萘、氨等。净化后可用于工业与民用燃料、化工原料、还原剂直接还原炼铁、制氢、制 LNG 等，其副产的焦油、苯、硫铵等也可成为确保XX企业经济效益持续增长的有效方式，因此，25、利用焦炉气生产高附加值的化工产品，其多联产系统已成为我国能源领域中的热点。其中焦炉气制 LNG 项目以其低廉的成本优势，在非常规天然气项目中发展势头良好。截止目前，我国焦炉气制 LNG 的产能达 1400 万 m3/天，占国内 LNG 项目总产能的比例高达 18%，位居非常规 LNG 项目的首位。随着国内能源短缺，环境污染日益严重，开发新型清洁能源的迫切要求，国家能源局 2015 年 4 月 27 日印发的煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020 年)，其中明确规定“大力发展焦炉气等副产品的高质高效利用”。工业和信息化部、财政部为贯彻国务院大气污染防治行动计划（国发201337 号）和能源26、发展战略行动计划（2014-2020 年）（国办发201431 号）精神，切实推进工业领域煤炭清洁高效利用，提高煤炭利用效率，防治大气环境污染，保障人民群众身体健康。2015 年 2 月 2 日联合下发了工信部联节201545 号关于联合组织实施工业领域煤炭清洁高效利用行动计划的通知。该通知明确推荐的煤炭清洁高效利用参考技术之一就是“焦炉气制天然气技术”，该技术的内容为“以焦炉气为原料，经加压预处理、精脱硫净化，得到天然气（SNG），通过深冷分离，得到液化天然气或冷却脱水、压缩，得到压缩天然气”，适用于“年产焦炭 100 万吨及以上独立XX企业”，节能减排效果为“单位焦炉气减排二氧化硫 30027、mg/m3”。目前，国内XX化工研究设计院有限公司开发的焦炉气制天然气的单元技术如焦炉气净化、甲烷浓缩、液化分离等技术，具有工艺先进、技术成熟、能耗低、三废少、质量高等特点，已有十几套工业化装置投产运行。在液化天然气应用方面，山东、江苏、河南、福建、江西、湖南、北京、浙江、XX实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 上海和广东等省区的一些城镇已经建立了气化站，向居民或企业提供液化天然气，液化天然气市场正逐步与国际液化天然气市场接轨。近年来，随着液化天然气（LNG）的生产和应用技术的进一步成熟，LNG7汽车在我国已进入发展期。7）建设单位发展需要 目前XX股份所属企业的产品覆盖了尼龙 6 和28、尼龙 66 两大产业链，尼龙 66 产业链供上游己二酸、己二胺到尼龙 66 盐、尼龙 66 切片，再延伸到下游工业丝、气囊丝、改性工程塑料等，尼龙 6 产业链从上游己内酰胺到尼龙 6 切片到下游民用丝、薄膜等，已具备规模化的产业链集成优势，能够保障生产过程中多种主要原料的稳定供给。但所属公司尚未对产业链上游如液氨、氢气等基础原料覆盖，公司生产所需的主要基础原料液氨、氢气全部依靠外购，不仅运输成本高、运输风险大、管控措施严，而且大宗外购直接提高了产品成本，降低了产品的市场竞争力。根据中国平煤XX集团规划，“十四五”末，中国平煤XX集团内部企业需求液氨70 万吨/年，现有及在建产能不能完全满足需要29、，省内小合成氨装置陆续停产关闭，市场供应缺口大。同时，尼龙产业集聚区尼龙科技、帘子布发展、三梭尼龙、工程塑料、己二腈等项目对价格合理的天然气产品有大量需求，预计需求量 1.33 亿立方/年。本项目正是充分利用焦炉气资源，生产 LNG 产品联产液氨，满足公司内部尼龙新材料产业的发展需求。焦炉气综合利用项目建设地拟建在XX区东鑫XX南侧，利用东鑫XX富余焦炉气为原料，经压缩净化、变换脱碳、甲烷化、深冷分离、氨合成等得到 LNG 和液氨产品。过程中排放的 CO2通过回收生产液体二氧化碳，减少碳排放。在以上背景环境下，为改善大气环境，优化能源结构，减少煤炭消耗，缓解地方日渐突出的天然气供需矛盾，同时提30、高焦炉气综合利用水平，促进XX产业健康发展、绿色发展，提升XX产业整体竞争力，建设单位立足自身资源和产业优势，提出利用现有XX系统副产焦炉气资源，进行焦炉气进一步的深加工项目生产液氨和 LNG 产品。通过项目的实施，既可解决焦炉气作燃料燃烧后外排产生的环保问题，又能实现产品结构调整，提高附加值，增加并延长产业链条，增强企业抗市场风险能力。1.1.3.3 投资的必要性和建设意义投资的必要性和建设意义1）符合国家产业政策和相关规划要求本项目利用富余的焦炉气资源进行净化和回收，得到 LNG、液氨等产品。本项目首先是属于综合利用资源、节能减排项目，符合 2019 年 12 月 26 日国家发展改革 X31、X实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 委发布的产业结构调整指导目录（2019 年本）（中华人民共和国国家发展和改革委员会令第 29 号）有关条款的决定，本项目属于规定的本项目属于规定的“第一类第一类 鼓励类鼓励类”中第四十三中第四十三类类“环境保护与资源节约综合利用环境保护与资源节约综合利用”中第中第 15 条条“三废三废综合利用与治理技术、装备和工综合利用与治理技术、装备和工程程”8产业政策。产业政策。同时，本项目为清洁能源项目，本项目的产品 LNG 为利用富余的焦炉气生产的清洁燃料，属于产业结构调整指导目录（2019 年本）中规定的“第一类 鼓励类”中第七类“石油、天然气”中第 932、 条“液化天然气技术开发与应用”和第八类“钢铁”中第2 条“焦炉加热精准控制.焦炉气高附加值利用.等先进技术的研发和应用”。综上所述，本项目的建设是符合国家产业政策和相关规划要求的。2）焦炉气制天然气的优势焦炉气利用具有多种技术路线，从大的方面可分为化工利用和能源利用两类。化工利用包括合成氨、制甲醇、二甲醚、乙醇、乙二醇等，能源利用包括发电、制 LNG和氢气等。焦炉气主要成分为氢气（55%60%）和甲烷（20%26%），热值相当于天然气的一半，是一种有巨大商业价值的低碳能源。近年来，由于国内天然气供应紧缺，LNG 价格攀升，焦炉气制天然气被当作一种补充气源，产生了良好的经济和社会效益。同时，随33、着氢能利用的兴起，焦炉气有望成为氢气的一种重要来源，而焦炉气中氢气获得充分利用，将显著提高这种技术路线的竞争力。如果将全国焦炉气中的甲烷全部提取出来，可生产约 500 亿立方米的天然气，相当于全国天然气消费量的 20%。焦炉气中的氢气，不仅是一种重要的化工原料，随着氢能社会的到来，氢气作为能源的价值将进一步凸显。从总体上看，目前焦炉气制天然气拥有较好的发展机会，而且天然气价格在相当长的一段时间内呈上涨趋势，焦炉气制 LNG 具有良好的经济效益，能有效地提升企业的竞争力。3）发展循环经济和实现可持续发展的要求当今人类正处于十分重视资源能源环境一体化可持续发展的新时代，实现高新技术快速发展和广泛应34、用是时代的基本特征。党的十六大报告中指出：“实现工业化仍然是我国现代化进程中艰巨的历史性任务。坚持以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”。因此，必须努力寻求最科学、最合理和最少消耗自然资源、环境友好的先进的科学技术来达到全球经济可持续发展的目标。在 XX实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 发展经济的过程中，要坚持高起点、高效益、低消耗和生态化的原则。目标定位着眼未来，走生态技术和循环、节能技术，经济、社会、环境效益的高度统一新型工业化9道路。建设单位为了实现可持续发展，将富余的焦炉气加以35、综合利用生产 LNG，同时利用深冷尾气和氮气为原料生产液氨，回收过程排放的 CO2生产液体 CO2，提高了资源综合利用率，实现了循环经济，保护了生态环境，使经济、社会、环境效益达到高度统一。1.1.4 技术拥有单位概况技术拥有单位概况 本可研编制单位与项目技术提供单位为XX化工研究设计院有限公司（以下简称“XX化工”）。XX化工始建于 1958 年，是集科研、技术开发、工程设计、工程承包与管理、技术咨询与服务、产品生产和科技贸易为一体的原化工部直属重点技术开发型院所。1999 年 7 月由事业单位整体转制为科技企业，进入中国昊华化工（集团）总公司。2012 年 6 月改制为有限责任公司，进入中36、国昊华化工集团股份有限公司，2019 年 12 月进入中国昊华化工科技集团股份有限公司与原四川天一科技股份有限公司进行融合，是国家级高新技术企业、全国知识产权试点企业、全国创新型试点企业。通过了质量、环境、职业健康安全”三标一体”化认证。2020 年 1 月 1 日，XX化工研究设计院有限公司（简称：XX化工）全新亮相，承载着原四川天一科技股份有限公司和XX化工研究设计院两家企业的历史使命和社会责任，重新起航，开启新征程。XX化工研究设计院有限公司（简称：XX化工）始建于1958 年，是中国化工集团有限公司旗下中国昊华化工集团股份有限公司的全资子公司，是专有化学技术的专利商，是甲级设计资质的工37、程总承包商，是专业化工产品的供应商，更是技术、设计、产品三个产业链为一身的科技型企业。XX化工致力于变压吸附气体分离技术、工业排放气资源化利用、碳一化工、氢能、节能环保和专用催化剂研究开发与成果推广，开展技术许可、工程设计、工程承包与管理、技术咨询与服务、产品生产销售等业务，广泛应用于化工、石化、食品、冶金、钢铁、能源、环保、材料等行业，技术与产品引领行业科技进步、带动产业升级发展。XX化工建成世界最大 PSA 装置和亚洲最大的焦炉气制液化天然气装置，建成 XX实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 国内首套焦炉煤气制氢装置，提氢技术助力北京冬奥会氢能保供项目，“一带一路”标杆项目为恒逸文38、莱 PMB 石化项目配套特大型 PSA 装置，承担波煤集团焦炉气制氢项目的可行性研究，XX化工 PSA 技术第一次破冰进入欧盟市场众多优势资源是XX10化工向世界展示环保、低碳、清洁能源技术及产品服务的王牌。XX化工是“工业排放气综合利用国家重点实验室”、“国家碳一化学工程技术研究中心”、“国家变压吸附气体分离技术研究推广中心”、“全国气体标准化技术委员会”、“全国煤化工标准化技术委员会煤制化学品分会”、“全国天然气与碳一化工信息中心”“国家技术创新示范企业”、“国家企业技术中心”等的依托单位，是国家高新技术企业、国家创新型试点企业、国家级知识产权示范企业国家专利运营试点企业，主办天然气化工中39、文核心期刊，具有工程设计、工程咨询、项目管理、特种设备设计等资质，通过了“三标一体”认证。多年来，XX院承担了国家重点研发计划、973 计划、863 计划、科技支撑计划、国家重大科技成果转化等国家及省部级重点项目。迄今，已完成科研项目 800 余项，获得国家与省部级科技奖励 100 余项（次），其中国家科技进步一等奖 2 项，中国专利优秀奖 5 项，四川省科技进步特等奖 1 项；已申请专利 712 项（其中发明专利 593 项），获专利授权 459 项（其中发明专利 368 项）；制修订国际标准与国家标准 160 余项，众多成果达到国际先进水平并实现工业化，发挥着重要的产业技术支撑与引领作用。40、1.1.5 研究范围研究范围 本可研报告研究范围为以焦炉气为原料生产 LNG、液氨、食品级液体二氧化碳的生产装置及其配套设施。本报告着重对产品市场需求情况、主要生产工艺技术、装置规模及所需配套的公用工程与辅助设施、项目经济效益等方面进行重点研究与分析，作出市场预测分析，提出工艺技术推荐方案，投资估算，对项目经济效益进行财务分析，最后作出研究结论性意见，供建设单位决策。本报告研究的具体内容如下：表 1-1 项目建设内容 XX实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 11序号项目名称备注 一主要生产装置 1焦炉气处理量 40000Nm3/h。包括焦炉气预处理、30000m3干式气柜、焦炉气压缩、41、焦炉气净化、焦炉气压缩净化装置精脱硫、变换、脱碳、甲烷化、干燥等单元 2LNG 产量 6.33 万吨/年。包括脱汞、冷箱、制冷剂压缩、氮气压缩、BOG 压缩、制冷剂储存深冷分离装置与卸车等单元 3液氨公称规模 10 万吨/年。包括氢氮气净化、联氨合成装置合压缩、氨合成、氨分离、氢回收等单元 4液体二氧化碳 5 万吨/年。包括二氧化碳压缩、二氧化碳装置净化、液化、精馏等单元 二储运设施 11 台 5000m3LNG 全容罐，4 个 LNGLNG 储罐及装车系统装车位 23 台 2000m3液氨球罐，4 个液氨液氨储罐及装车系统装车位 32 台 650 m3二氧化碳球罐，2 个液体二氧化碳装二氧化42、碳储罐与装车系统车位 4汽车衡 三公用工程 1变配电站 2敞开式循环水系统，8000m3循环水站/h 3脱盐水站/采暖水站脱盐水 30t/h 4消防水站 5泡沫消防站 6冷冻站 7氮气 8000Nm3空分制氮系统/h 8事故水池 9处理能力 1000t/污水处理站天 四辅助配套工程 1800m抗爆控制室2 21500m综合楼2 3分析化验室 4机修车间/备品备件库 5危废间 6火炬系统高架火炬 7围墙与门卫 XX实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 1.2 12主要研究结论 1.2.1 主要结论主要结论1.2.1.1 本项目符合国家产业政策本项目符合国家产业政策 本项目利用以焦炉气为原料43、，生产液化天然气（LNG）、液氨和食品级 CO2。本项目首先是属于综合利用资源、节能减排项目，符合 2019 年 10 月 30 日国家发展改革委发布的产业结构调整指导目录（2019 年本）（中华人民共和国国家发展和改革委员会令第 29 号）有关条款的决定，本项目属于规定的“第一类 鼓励类”中第四十三类“环境保护与资源节约综合利用”中第 15 条“三废综合利用与治理技术、装备和工程”产业政策。同时，本项目的 LNG 产品系利用富余的焦炉气生产的清洁燃料，属于产业结构调整指导目录（2019 年本）中规定的“第一类 鼓励类”中第七类“石油、天然气”中第 9 条“液化天然气技术、装备开发与应用”和第44、八类“钢铁”中第 2 条“焦炉加热精准控制、焦炉气高附加值利用等先进技术的研发与应用”。因此，本项目的建设既符合国家的产业政策和环保政策，也符合建设单位的发展规划。1.2.1.2 采用的工艺技术先进可靠采用的工艺技术先进可靠 本项目采用XX化工等单位的焦炉气净化、甲烷化、深冷分离、低压合成氨、液体 CO2等技术，工艺先进，技术成熟，具有能耗低、三废少、产品质量高等特点，装置投产后可以长期稳定、安全、满负荷地运行。1.2.1.3 原料来源原料来源本项目的原料焦炉气来自于建设单位旁边东鑫XX，原料来源稳定可靠。1.2.1.4 能耗状况能耗状况本装置年消耗焦炉气 3.2 亿 Nm3，年产 LNG 产45、品 6.33 万 t，液氨 8.94 万吨，液体二氧化碳 5 万吨。本项目全年综合能耗：电按当量值计折标煤 15515.62tce/a；电按等价值折标煤 43521.51 tce/a。1.2.1.5 环保、安全卫生及消防措施落实环保、安全卫生及消防措施落实本项目三废排放量较小，装置建成后对周围环境影响较小，符合国家清洁生产的要求。同时在设计中注意安全生产及工业卫生，认真贯彻执行国家和地方的各项法规，采取完善的安全卫生消防措施，确保安全生产。XX实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 1.2.1.6 13项目经济可行性项目经济可行性 本装置项目总投资为 73298.52 万元，其中建设投资 46、69458.55 万元，建设期利息3351.12 万元，铺底流动资金 488.85 万元。当原料焦炉气按 0.70 元/Nm3（含税）计价时，年均总成本费用 44930.51 万元；当 LNG 的出厂价格按 4000 元/吨（含税价）、液氨的出厂价格按 3000 元/吨（含税价）、液体二氧化碳的出厂价格按 400 元/吨（含税价）计算时，年均销售收入 54428 万元；年均利润总额 7279.53 万元，年均净利润5459.65 万元。项目税后投资内部收益率为 11.93%，总投资收益率 10.96%，项目资本金利润率 24.45%，项目税后静态投资回收期 8.38 年（含建设期）。项目在经济47、上可项目在经济上可行。行。1.2.1.7 项目抗风险能力较强项目抗风险能力较强 以生产能力利用率表示的盈亏平衡点（BEP），生产期平均计算值为 54.03%，此表明只要达到设计能力的 54.03%，企业就可以维持盈亏平衡，抗市场风险能力较强。1.2.1.8 环保效益及社会效益环保效益及社会效益 本项目符合国家及地方节约能源的有关精神，为地方建设资源节约型、环境友好型企业以及实现节能减排目标做出贡献。本项目的建设是建设单位将焦炉气制 LNG、液氨、液体二氧化碳作为其重要的战略发展方向，不仅解决了焦炉气的出路问题，也将大力推进双向减排，为改善用能结构，建设资源节约型、环境友好型社会，推进经济结构调48、整，转变增长方式，起到很好的示范和推广作用。1.2.2 存在问题和建议存在问题和建议 1）由于未收到拟建厂址的勘探测绘资料，目前土建、总图费用均按类似项目估算。后期将根据勘探情况调整总图布置以及相关投资。2）目前项目建设各原材料价格波动较大，项目投资将根据建设期间原材料涨跌情况进一步细化与调整。3）液体二氧化碳市场容量和销售价格受地域限制较大，建议业主对该产品市场作进一步的调研。4）建议建设单位尽快对焦炉气杂质含量（焦油、萘、硫化氢、有机硫、氨、苯、氰化氢等）进行全组分分析，为后续工程设计提供准确设计依据。5）需要与园区污水处理站对接，明确处理后外送污水具体指标要求。XX实业40000Nm3/49、h焦炉气综合利用项目 14附：综合技术经济指标表 表 1-2 综合技术经济指标 序号 指标名称单位数量备注 一生产规模 1亿 Nm3焦炉气处理量/a40000 Nm33.2/h 二产品方案 1LNG万 t/a6.337.91 t/h 2万液氨t/a8.9411.17t/h 3万液体二氧化碳t/a56.25t/h 4万 Nm3尾气/a1301 Nm3/h1041，送界外 万 Nm3合成氨尾气/a755 万 Nm3二氧化碳尾气/a286 52.5MPa 蒸汽万 t/a2.6副产，送界外 三年操作时间小时8000 四主要原材料消耗 1Nm3焦炉气/h40000 2Nm3氮气/h6570新建空分制氮装50、置 3脱萘剂t/a108 4脱油剂t/a120 5预加氢催化剂t/a56 6一加氢催化剂t/a30 7二级加氢催化剂t/a9 8精脱硫剂t/a210 9脱氯剂t/a8.5 10变换催化剂t/a8 11MDEA 溶液t/a6 12甲烷化催化剂t/a8 13干燥剂t/a26 14氨合成催化剂t/a3 15制冷剂t/a15 16脱汞剂t/a2 17冷剂干燥剂t/a2 18压缩机润滑油t/a3 19气柜密封油t/a6 20CO2净化剂t/a8 21化学药品t/a400 五公用工程消耗 1电（10kV/380V）kW19767来自界外 2一次水t/h120来自界外 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合51、利用项目 15序号 指标名称 单位 数量备注 3 循环水t/h6000新建循环水站 4 脱盐水t/h16新建脱盐水站 5 Nm3仪表空气/h400新建空分装置 6 Nm3氮气/h800新建空分装置 六 劳动定员人150 七 m占地面积2 163482约 245 亩，含火炬占地 八 m建构筑物占地面积244985 九能耗数据 1 综合能耗tce/a 15515.62 电按当量值计算 2 综合能耗tce/a 43521.51 电按等价值计算 十 项目总投资万元73298.52 1 建设投资万元69458.55 2 建设期利息万元3351.26 3 铺底流动资金 万元488.85全额流动资金 16252、9.50 万元 十一 年均销售收入 万元54428含税，生产期平均 十二 年平均总成本 万元44930.51生产期平均 十三 年均税金及附加万元134.35 十四 年均增值税万元1679.35 十五 年均利润总额万元7279.53 年均所得税1万元819.88 年均净利润万元5459.65 十六财务评价指标 1项目投资内部收益率 项目投资内部收益率%14.98税前 项目投资内部收益率%11.93税后 2项目投资财务净现值 项目投资财务净现值 10826.万元66i=12%，税前 项目投资财务净现值 万元7581.74i=10%，税后 3 总投资收益率%10.96 4 项目资本金净利润率%24.53、45 5静态投资回收期 静态投资回收期 年7.31税前，含建设期 静态投资回收期 年8.38税后，含建设期 6动态投资回收期 动态投资回收期 年12.57税前，含建设期 动态投资回收期 年14.26税后，含建设期 7 盈亏平衡点%54.03生产期平均 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 2 16市场分析市场分析 2.1 产品用途 2.1.1 产品产品 LNG 用途用途 天然气用途广泛。天然气发电是缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径，且从经济效益看，天然气发电的单位装机容量所需投资少，建设工期短，上网电价较低，具有较强的竞争力。天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资54、少、成本低、污染少等特点。天然气可用作居民生活用燃料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气可用作车用燃料，以天然气代替汽车燃油，具有费用低、污染少、安全等优点。天然气还可广泛作为机械制造、玻璃陶瓷、集中空调的燃料或原料。天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清洁燃料，与燃煤相比，能减少二氧化硫和粉尘排放量近 100%，减少二氧化碳排放量 60%和氮氧化合物排放量 50%，并有助于减少酸雨形成55、，延缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。其优点有：1）绿色环保：天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有毒物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。2）经济实惠：天然气与人工煤气相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，能延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。天然气是洁净燃气，供应稳定，能够改善空气质量，因而能为该地区经济发展提供新的动力，带动经济繁荣及改善环境。3）安全可靠：天然气无毒、易散发，比重轻于空气，不易积聚成爆炸性气体，是较为安全的燃气。4）改善生活：随着家庭使用安全、可靠的天然气，将会极大改善家居环境56、，提高生活质量。LNG（Liquefied Natural Gas），即液化天然气的英文缩写，主要成分是液态的甲 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 17 烷，其密度为标准状态下甲烷的 625 倍。LNG 是将在常压下气态的天然气冷却至-162，使之凝结成液体，天然气液化后可以大大节约储运空间和成本。LNG 是一种清洁、高效的能源，具有热值大、性能高、燃烧完全等特点，是优质的发动机燃料，燃烧排放的 SO2、NOx 少，碳排放量低。在相同发热量下，其燃烧时的碳排放量与燃料油、煤的对比如下。表 2-1 LNG 燃烧时碳排放量对比 燃料名称 LNG 汽油 柴油 煤油 原油 重油 烟煤 无57、烟煤 碳排放量（t/t）0.71 0.80 0.84 0.82 0.84 0.88 1.09 1.14 在目前能源供应和节能减排环保要求的形势下，汽车工业发展清洁的代用燃料己势在必行。目前使用的各种汽车代用燃料中，天然气由于其自身对大气环境污染小等特点，是理想的清洁燃料。2.1.2 产品氨的用途产品氨的用途 在国民经济中，氨占有重要地位，特别是对农业生产有着重大意义。液氨主要用于生产化肥。液氨可以直接用作肥料，它的加工产品有氨水、尿素、硝酸铵、硫铵、氯化氨和碳酸氢氨以及磷酸铵、氮磷钾混合肥等。氨也是非常重要的工业原料，在化学纤维、塑料工业中，则以氨、硝酸和尿素作为氮元素的来源生产己内酰胺、尼龙58、-6、丙烯腈等单体和尿醛树脂等产品。由氨制成的硝酸，是各种炸药和基本原料，如三硝基甲苯，硝化甘油以及其它各种炸药。硝酸铵既是优良的化肥，又是安全炸药，在矿山开发等基本建设中广泛应用。氨在其他工业中的应用也非常广泛。在石油炼制、橡胶工业、冶金工业和机械加工等部门以及轻工、食品、医药工业部门中，氨及其加工产品都是不可缺少的。例如制冷、空调、食品冷藏系统大多数都是用氨作为制冷剂。2.1.3 液体二氧化碳用途液体二氧化碳用途 CO2根据其纯度不同，涉及不同的应用领域，主要应用在食品相关、医疗卫生、机械加工业、石油开采业、消防、制冷等行业或领域。2.1.3.1 食品相关领域食品相关领域（1）饮料和啤酒行59、业的应用 食品级高纯 CO2主要供给饮料和啤酒行业，其消耗量可占食品级高纯 CO2市场 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 18 的 90%左右。可乐、汽水、碳酸饮料和啤酒行业需要大量的高品质 CO2产品。随着我国居民对饮料、啤酒消费量的逐年増长，饮料和啤酒行业对 CO2的消费量将有较大增长，因此食品级高纯 CO2在此行业的市场会逐步扩大。（2）烟草行业的应用 CO2是优质的烟丝膨胀剂，而将食品级髙纯 CO2应用于香烟丝的膨化处理，平均可以节约每箱香烟烟丝约 2.5kg，占总量的 5%6%，还可以有效提高烟丝的质量，减少尼古丁等有害成分含量。（3）食品保鲜 常规的食品保鲜主要是使用60、冷库，食品不可避免的会不同程度的失水，造成食品不新鲜。而 CO2作为一种保护性气体，可以抑制食品的氧化过程，并且杀灭需氧细菌、霉菌，维持食品原有的风味和营养，是一种很好的食品保鲜剂。同时 CO2 也大量应用于贮存粮食的杀虫熏蒸，可以使储存的谷物中无药物残留，减少大气污染。将液体 CO2直接喷于食物表面，可使食物迅速结冰，保持了原有的色香味，且气化过程不留痕迹，目前已广泛应用于冷链运输。因此食品保鲜是一个巨大的潜在市场。2.1.3.2 医疗卫生相关领域医疗卫生相关领域 在医疗卫生方面，CO2可以用于医用 CO2激光治疗机，并作为一种良好的呼吸刺激剂使用，液体 CO2也用于低温手术。2.1.3.361、 石油化工相关领域石油化工相关领域（1）CO2助采 CO2助采的机理是它既溶于水又易溶于原油，在采油过程中注入 CO2可以使原油体积膨胀，降低其密度和粘度，进而减少对于重力分离的不利影响，所以将 CO2注入油田后可实现有效驱油，提高采油率，提升采油量。另外液体 CO2注入油井后气化迅速，体积急剧膨胀，可用作油田洗井剂。CO2现在己广泛应用于我国的石油的二次、三次回采，可以很好的提高采油率，CO2助采是最重要的强化采油技术之一。长庆油田管理局在长庆油田进行了 CO2助采试验，在 CO2二、三次采油及油井洗井方面均取得了可喜的成果。（2）气肥行业 在植物生长的塑料大棚内，通过科学地施放 CO2，可62、以提高作物产量，加快植物成熟，有良好的经济效益。CO2用于气肥行业将有较大的发展前途，国家政策也大力支持。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 19 （3）超临界萃取剂 CO2是一种良好的超临界萃取剂。常温常压状况下，CO2对液体和固体几乎没有溶解能力，但随着压力的増加，其对有机化合物的溶解能力有明显的増加。CO2是一种无毒、不燃、价廉、可提纯的萃取溶剂，被广泛应用于高附加值的精细化工、对萃取剂残留要求高的食品医药等领域。（4）新型化工原料 以 CO2为原料制取可降解树脂的技术已实现工业化，用于制造可降解泡沫材料、一次性餐具、饮料瓶等，制得的产品可在自然界自行降解，不会产生二次污染。63、CO2制造塑料技术的大规模工业化发展，将极大地刺激市场对于高品质 CO2的需求。渝林云化绿能有限公司生产碳酸二甲酯，创建了西北 CO2做碳酸二甲酯生产原料的先河，大大减少了 CO2放空。碳酸二甲酯是制造聚碳酸醋的原料，市场需求很大。2.1.3.4 其他领域其他领域（1）焊接行业 CO2气体保护电弧焊是黑色金属最重要的焊接工艺之一，可以降低焊接金属的氧化，减少有毒物质产生，有利于提高焊接质量和保护职工健康，是一种省时省力的焊接方法，也是我国重点推广的技术项目之一。采用此工艺比手工电弧焊工作效率高，电耗低。（2）消防行业 CO2是一种用途广泛的灭火介质，可以用于许多不能用水作为消防介质的场合，CO64、2灭火剂也是最常用的灭火剂，常应用于图书馆、精密仪器的灭火，在消防领域应用很广。（3）制冷行业 CO2是低价、环保、天然无毒、密度低的制冷工质。目前已有 CO2螺杆冰机实际应用，随着 CO2压缩制冷技术的进一步发展，CO2产业将会有量的飞跃。2.2 LNG 产品市场现状及预测 2.2.1 全球天然气市场现状及预测全球天然气市场现状及预测 由于天然气作为化石能源的清洁属性，以及全世界致力于环境保护和降低二氧化碳等温室气体排放的努力，近年来全球天然气供给与需求量实现大幅增长。同时，液 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 20 化天然气(LNG)以其安全储存和易于运输的优势，成为整个天然65、气产业链中的重要环节，进一步促进了天然气全球贸易的发展。据数据统计，2017 年世界一次能源消费总量为 135.11 亿吨油当量，石油、天然气、煤炭等化石能源的消费占比为 85.18%，其中天然气的消费占比为 23.36%。从世界天然气储量及地理分布来看，到 2017 年底，全球已探明剩余天然气可采储量为 193.5 万亿立方米，储产比为 52.61。天然气在全球范围内分布不均，主要集中在中东国家。到 2017 年底，中东国家天然气储量为 79.1 万亿立方米，占比为40.9%。天然气探明储量排在前三的国家分别是俄罗斯、伊朗和卡塔尔，其探明储量占全世界的份额分别为 18.1%、17.2%和 166、2.9%，合计占比为 48.2%。上世纪 70 年代以来，伴随着勘探技术的突破、新气田的发现、以及深海勘探开发技术水平的提高，全球天然气储量持续增加。根据数据显示，2018 年全球天然气已探明储量为 197.1 万亿立方米，较 2017 年增加了 1.3 万亿立方米；2019 年全球天然气已探明储量为 198.8 万亿立方米，较 2018 年增长 0.85%，增速略有加快。图 2-1 20152019 年全球天然气探明储量 2019 年北美天然气已探明储量为 15 万亿立方米，与 2018 年持平；中南美天然气已探明储量为 8 万亿立方米，与 2018 年持平；欧洲天然气已探明储量为 3.4 67、万亿立方米，与 2018 年持平；独联体天然气已探明储量为 64.2 万亿立方米，较 2018 年增加了 0.6 万亿立方米；中东天然气已探明储量为 75.6 万亿立方米，与 2018 年持平；非洲天然气已探明储量为 14.9 万亿立方米，较 2018 年增加了 0.2 万亿立方米；亚太地区天然气已探明储量为 17.7 万亿立方米，较 2018 年增加了 0.8 万亿立方米。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 21 图 2-2 2014-2019 年全球各地区天然气已探明储量统计（万亿立方米）2019 年中东天然气已探明储量占全球天然气已探明储量的 38.04%；独联体天然气已探明68、储量占全球天然气已探明储量的 32.29%；亚太地区天然气已探明储量占全球天然气已探明储量的 8.88%；北美天然气已探明储量占全球天然气已探明储量的7.57%；非洲天然气已探明储量占全球天然气已探明储量的 7.51%；中南美天然气已探明储量占全球天然气已探明储量的 4.02%；欧洲天然气已探明储量占全球天然气已探明储量的 1.69%。图 2-3 2019 年全球天然气已探明储量结构 近年来全球天然气产量持续增长，2018 年全球天然气产量为 3857.5 十亿立方米，较 2017 年增加了 185 十亿立方米；2019 年全球天然气产量为 3989.3 十亿立方米，较 神马实业40000Nm69、3/h焦炉气综合利用项目 22 2018 年增加了 131.8 十亿立方米。图 2-4 2014-2019 年全球天然气产量统计 2019 年北美天然气产量为 1128 十亿立方米，较 2018 年增加了 77.9 十亿立方米；中南美天然气产量为 173.6 十亿立方米，较 2018 年减少了 2.6 十亿立方米；欧洲天然气产量为 235.9 十亿立方米，较 2018 年减少了 15.3 十亿立方米；独联体天然气产量为 846.5 十亿立方米，较 2018 年增加了 15.4 十亿立方米；中东天然气产量为 695.3十亿立方米，较 2018 年增加了 14.6 十亿立方米；非洲天然气产量为 270、37.9 十亿立方米，较 2018 年增加了 1.7 十亿立方米；亚太地区天然气产量为 672.1 十亿立方米，较2018 年增加了 40.1 十亿立方米。图 2-5 2014-2019 年全球各地区天然气产量统计（十亿立方米）2019 年北美天然气产量占全球天然气产量的 28.27%；独联体天然气产量占全球 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 23 天然气产量的 21.22%；中东天然气产量占全球天然气产量的 17.43%；亚太地区天然气产量占全球天然气产量的 16.85%；非洲天然气产量占全球天然气产量的 5.96%；欧洲天然气产量占全球天然气产量的 5.91%；中南美天然气产71、量占全球天然气产量的4.35%。图 2-6 2019 年全球天然气产量结构 从全球范围来看，天然气已成为各国向绿色低碳发展转型的主要的过渡能源，近年来天然气需求增长迅猛,工业和电力需求将成为主要驱动力。2019 年全球天然气消费量为 3929.2 十亿立方米，较 2018 年增加了 77.6 十亿立方米。随着工业化、城镇化的持续推进和环保要求的不断提升,预计未来天然气需求仍将持续快速增长。图 2-7 2014-2019 年全球天然气消费量统计 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 24 2019 年北美天然气消费量为 1057.6 十亿立方米，较 2018 年增加了 31.8 十亿立72、方米；中南美天然气消费量为 165.4 十亿立方米，较 2018 年减少了 4.5 十亿立方米；欧洲天然气消费量为 554.1 十亿立方米，较 2018 年增加了 6.1 十亿立方米；独联体天然气消费量为 573.7 十亿立方米，较 2018 年减少了 8.6 十亿立方米；中东天然气消费量为558.4十亿立方米，较 2018年增加了 12.6十亿立方米；非洲天然气消费量为 150.1十亿立方米，较 2018 年增加了 1.3 十亿立方米；亚太地区天然气消费量为 869.9 十亿立方米，较 2018 年增加了 38.9 十亿立方米。图 2-8 2014-2019 年全球各地区天然气消费量统计(十73、亿立方米)2019 年北美、亚太地区、独联体、中东、欧洲五个地区天然气消费量的总和占全球天然气消费量的 91.97%，是全球天然气的主要消费地区。2019 年北美天然气消费量占全球天然气消费量的 26.92%；亚太地区天然气消费量占全球天然气消费量的22.14%；独联体天然气消费量占全球天然气消费量的 14.60%；中东天然气消费量占全球天然气消费量的 14.21%；欧洲天然气消费量占全球天然气消费量的 14.10%；中南美天然气消费量占全球天然气消费量的 4.21%；非洲天然气消费量占全球天然气消费量的 3.82%。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 25 图 2-9 2019 74、年全球天然气消费量结构 在天然气供需方面，俄罗斯作为全球天然气储量最高的国家，其天然气产量明显高于消费量，是一个典型的天然气净出口国家。俄罗斯是一个天然气供需大国，其每年的天然气产量和消费量平稳波动。根据 BP 数据显示，2019 年，俄罗斯天然气产量达 6790.4 亿立方米，国内天然气消费量为 4443.1 亿立方米，国内天然气消费量占国内产量的 65.43%，国内天然气消费需求量较大。沙特阿拉伯、委内瑞拉天然气产销基本平衡，产量基本满足需求。我国天然气产销率超过 100%，表明天然气供不应求趋势明显。虽然 2019 年我国天然气储产量增幅均创历史新高，新增天然气探明地质储量 1.58 万75、亿立方米，同比增加约 6000 亿立方米，增幅约 61%，但是仍然无法满足需求。天然气产销率不断上升，2019 年高达173.03%，远超其他国家。未来，我国应加强与其他国家合作，进一步提高天然气供应能力，有利于国家能源安全。图 2-10 2015-2019 年全球主要国家天然气产销对比情况 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 26 2.2.2 我国天然气供需市场现状及预测我国天然气供需市场现状及预测 2.2.2.1 我国天然气对外依存度我国天然气对外依存度 2020 年中国天然气对外依存度 43.59%，略低于 2019 年平均水平。2018 年国内天然气消费激增，进口气量快速增76、加，对外依存度高达 41.42%，2019 年开始国内需求稳步提升，国产气量也保持 10%左右增速，2019 年中国天然气对外依存度约为44.19%，较 2018 年增加 2.77 个百分点。图 2-11 中国天然气对外依存度走势（亿立方米，%）2.2.2.2 我国天然气消费量统计情况及预测我国天然气消费量统计情况及预测 图 2-12 2015-2020 年中国天然气表观消费量及增长情况 2013 年以来直至 2016 年，我国天然气受国内经济环境以及天然气经济性缺失等因素影响，消费增速持续下滑；2017 年开始，国内环境治理政策推行，天然气下游消费出现恢复性增长；2018 年，消费高增速主要77、为前期“煤改气”存量释放；2019 年，神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 27 国内天然气市场发展更加合理，增速趋稳 8%；2020 年，受疫情外部因素影响，整体消费增速有所下滑。预计“十四五”期间，天然气市场发展相对平稳，消费增速将主要集中在 7%-8%之间，趋同于整体供应增速。2020 年，中国天然气消费量 3272.24 亿立方米，同比增加 6.97%。近年我国天然气供需情况详见下表。表 2-2 20162020 年中国天然气供需平衡表（单位：亿立方米）名称 2016 年 2017 年 2018 年 2019 年 2020 年 天然气年度产量 1371 1487 1615 78、1754 1897.3 天然气年度进口量 757.79 922.85 1265.59 1322 1425.72 天然气年度出口量 33.79 35.26 33.98 35.54 52.01 天然气年度表观消费量 2122 2373 2860 3059 3272.24 预测在 2023 年中国天然气消费量将增长至 4500 亿立方米，2020-2023 年均复合增长率约为 10.19%。2.2.2.3 我国天然气产量统计情况及预测我国天然气产量统计情况及预测 天然气消费量快速增长的同时，天然气产量增速则略显缓慢。2016 年我国天然气产量为 1371 亿立方米，同比仅增长 1.5%，增速连续四年79、下行。一方面，宏观经济转型导致能源消费总量增速下行。另一方面，页岩油革命带来宽松的油气资源供应环境，油气进口成本优势致近年来天然气对外进口依存度不断提升。截止至 2017 年中国天然气产量增长至 1487 亿立方米，累计增长 8.5%。进入 2018 年，中国天然气产量达到了 1615 亿立方米，同比增长 7.8%，增速显著低于消费量增速。这就导致下游消费量的爆发只能靠进口来进行弥补，进而我国天然气的对外依存度不断攀升，2017 年中国超过日本成为世界上最大的天然气进口国，2018 年天然气对外依存度进一步上升至 45.3%，不利于我国的能源安全。图 2-15 2016-2020 年中国天然气80、产量统计情况 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 28 2019 年，我国天然气产量实现 1754 亿立方米，较 2018 年增长 10.85%。2020 年中国天然气产量 1897.3 亿立方米，同比增加 8.178%。从天然气生产地区来看，陕西、四川、新疆三大西部省份产量最高，这是也是西气东输工程开展的原因;其他省份体量较三大省份小得多。2019 年，三大省份的天然气产量占全国天然气总产量的 70.57%。图 2-13 2019 年中国天然气生产地区产量分布情况 而液化天然气产量方面，2020 年中国液化天然气产能 1754 万吨，产量为 3646.6万吨。近年我国液化天然气供81、应趋势详见下图。图图图 2-16 2017-2020 年中国液化天然气供应趋势图 2.2.2.4 我国天然气进出口总体分析我国天然气进出口总体分析 2020 年气态天然气进口量 1425.72 亿立方米，同比增长 7.85%。2020 年气态天然 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 气出口量 52.01 亿立方米，同比增长 46.34%29。图 2-17 2016-2020 年中国液化天然气进口情况 图 2-18 2016-2020 年中国液化天然气出口情况 2.2.3 河南省河南省 LNG 市场情况市场情况 表 2-3 河南省主要 LNG 生产企业以及产能表 序号 产能，万 Nm82、3/名称年备注 1鹤壁宝发1666.7 2心连心1333.3 3京宝XX10000 4河南利源11666.7 5河南宇天化工10000 6三峡益众20000 7晋煤天庆33333.3 8中原绿能10000 9绿能融创16666.7 10济源金瑞10000 合计124666.789 万吨/年 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 30 2.2.4 我国天然气行业发展前景分析我国天然气行业发展前景分析 在时代的进步下，发展低碳型的清洁能源将成为全球能源发展的重点方向。尤其近年来过高的煤炭消费量导致环境污染日益严重，使用天然气等清洁能源逐步代替煤炭是改善环境质量的有力举措之一。因此天然气改83、革是我国能源发展的重中之重。经过多年发展，天然气产业已成为我国“十三五”期间重点支持的产业之一。2016 年 12 月公布的天然气发展十三五规划中提出，提升天然气在一次能源消费比例，增强天然气供应能力，大力开发非常规气，引导中游基础设施建设和下游市场开发。2017 年 5 月印发的关于深化石油天然气体制改革的若干意见明确了深化石油天然气体制改革的总体思路，通过改革促进油气行业持续健康发展，大幅增加探明资源储量，不断提高资源配置效率，实现安全、高效、创新、绿色，保障安全、保证供应、保护资源、保持市场稳定。2017 年 6 月，发改委颁布加快推进天然气利用的意见，确定到 2020 年天然气占一次能84、源消费比例达 10%。2017 年下半年，“2+26”城市规划推出，围绕京津冀地区的煤改气政策执行力度加大，2017 年冬季京津冀地区雾霾得以有效控制。2018 年 8 月，国务院颁布关于促进天然气协调稳定发展的若干意见，要求力争到 2020 年底前国内天然气产量达到 2000 亿立方米以上。在上述环保压力和市场需求驱动，以及国内良好发展政策扶持下，2009 年起，我国开始大规模建设天然气管道，从四个地域向国内进口天然气。西气东输等管网工程的建成投运，天然气市场开始进入快速发展阶段，到 2018 年底，中国天然气长输管道总里程近 7.6 万千米。鄂安沧输气管道一期、蒙西管道一期、中缅管道支干线85、楚雄至攀枝花天然气管道投产，加上中俄东线、潜江韶关天然气管道已部分完工，估计全年建成跨省干线管道 1540 千米。此外，南川水江涪陵白涛国家重点天然气管道工程开工建设即将投运，建成后将有利于涪陵页岩气外输。区域管网建设持续推进，广东天然气管网粤东、粤西、粤北三地 6 个主干管网项目动工，计划 2020 年底建成。2020 年年 LNG 行业变化：行业变化：一、随着 2020 年国家管网公司的成立，上游企业加快一体化道路，欲通过直供进入下游市场。二、中字头企业频频签约进口天然气大单，我国天然气资源供给形势发生变化，神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 31 天然气长期供不应求、资源紧缺86、的局面正在改变，下游用户选择气源的自由度更高。三、随着煤改气的持续推广，天然气大用户数量逐年增多，在客观上直供需求增加。过去五年，电厂和大型工业用户数量逐年增多，中国天然气消费量年均增长率为12%。四、“十四五”期间，国家将进一步加强天然气产运储销体系建设、扩大天然气利用。同时，中国天然气产业发展有资源、有需求、有政策、有产业基础。首先，有资源支撑。全球天然气资源充足，供大于求；国内上游开放力度加大，天然气供应日益增加。其次，有需求支撑。天然气在我国能源结构中占比仅为 8.3%，亚洲平均水平为 12.1%，全球平均水平为 24.8%，发展潜力巨大。第三，有政策支撑。油气体制改革步伐加快，国家管87、网公司的成立，进一步推动了管网独立、第三方公平准入，产供储销体系建设不断深入，促进了储气能力、管网互联互通水平的提升。第四，有产业基础支撑。我国天然气下游已形成多主体、多元化格局，市场充分竞争，企业能力不断提高。五、十九届五中全会提出，推进能源革命，加快数字化发展。以北京燃气为例，数字化正在成为北京燃气实现高质量发展的重要抓手。北京燃气拥有 600 多万天然气用户，每时每刻都会产生海量用户数据。北京燃气通过用户管理系统的开发和应用，在用户服务、销售管理、绩效管理等方面提高工作效率，提升用户满意度并解决了很多管理难题。随着中国天然气管网的继续完善和天然气价格机制改革的不断推进，中国天然气消费将继88、续增加。预计到 2030 年，中国天然气需求量为 5000 亿6000 亿立方米，而国产气供给能力仅为 2000 亿立方米。随着天然气价格市场化改革的加速推进，天然气价格下行带动天然气在发电、城市燃气和工业燃料等诸多应用领域的需求爆发，天然气行业将迎来重要的十年黄金发展期。中国天然气需求将维持高速增长趋势。2.3 合成氨产品市场现状及预测 我国合成氨工业自 20 世纪 50 年代以来不断发展壮大，目前已成为世界上最大的合成氨生产国，产量约占世界总产量的 1/3。合成氨生产技术工艺不断提升，在生产设备领域也以国内品牌为主，进口设备占比较小，我国合成氨行业自主研发创新能力较强，对外依赖度较低。我国89、合成氨行业已经掌握使用焦炭、无烟煤、焦炉气、天然 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 32 气、油田伴生气、液态烃等多种原材料生产合成氨的技术，其中，以煤、焦两大原材料为主，产能占比达到 95%以上，以气为原材料的产能占比不足 5%。2.3.1 供需格局供需格局 中国合成氨工业始于解放之前，经过七十多年的发展，目前已经进入成熟期，产能、产量均居全球第一。2015 年国内合成氨产能到达峰值 7417 万吨，随后几年中国供给侧改革，合成氨去产能进程加快，产能连续回落，至 2019 年产能减少至 7000万吨，较峰值下滑 5.62%。2020 年部分新增产能推迟开车，再加上落后产能不断退90、出，产能略减至 6900 万吨左右。合成氨生产的主要原料有煤炭、天然气，全球合成氨产能大约 70%是以天然气为原料的，而中国“多煤、少气、缺油”的能源结构决定了煤炭的重要地位。中国以煤炭为原料合成氨产能占比达 74%，以天然气为原料产能占比 23%，其他原料占比 3%左右，与之形成鲜明的对比。中国合成氨企业生产工艺主要有煤制氨和气制氨，煤制氨工艺又分为固定床和水煤浆，固定床采用的原料为资源趋于匮乏的无烟块煤，而水煤浆采用的原料为资源丰富的烟煤、褐煤。2013-2016 年间，我国合成氨行业产量波动幅度较小，整体呈现小幅上升趋势；2017 年，我国合成氨行业产量为 4868 万吨，较 2016 91、年下降 8.56%，下降幅度较大。合成氨的下游应用市场中，尿素领域需求占比为 67.6%，其他化肥领域需求占比为18.1%，化工领域需求占比为 14.3%，化肥领域是其重要下游市场。2015 年以来，受我国农业市场化肥需求低迷的影响，合成氨消费量持续下降，2017 年，我国合成氨市场表观消费量为 4949 万吨，较 2016 年下降 7.83%。我国合成氨产销量均呈下降趋势。近年我国合成氨供需情况详见下表。表 2-4 近年我国合成氨供需情况一览表（单位：万吨）名称 2016 年 2017 年 2018 年 2019 年 2020 年 99.699.9%行业产能 7250 7200 7100 792、000 6900 99.699.9%行业产量 5324.399 4868.238 4504.694 4721 5082.415 99.699.9%进口量 46.52 81.25 93.30 105.46 115.38 99.699.9%出口量 0.618 0.613 0.115 0.177 0.236 99.699.9%表观消费量 5370.296 4948.873 4597.875 4826.283 5197.562 根据中国海关数据显示：2020 年中国合成氨进口数量为 115.383 万吨；2020 年中国合成氨出口数量为 0.236 万吨。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目93、 33 图 2-19 近年我国合成氨进出口量趋势图 2.3.2 消费构成及需求预测消费构成及需求预测 氨本身是最重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大都是先合成氨，再加工成尿素或各种铵盐肥料，这部分均占 70%的比例，称之为“化肥氨”，同时氨也是重要的无机化学和有机化学工业基础原料，用于生产铵、胺、染料、炸药、合成纤维、合成树脂的原料，这部分约占 30%的比例，称之为“工业氨”。我国合成氨主要运用于农业，从下游需求来看，其中尿素占比最大约 68%，其他化肥占比 18%，化工行业占比 14%，其中我国合成氨消费量最大的区域主要是华东、中南、XX和华北等地区。图 2-20 2020 年我国合成氨下游消费94、情况 中国合成氨的消费主要有两方面：农业和工业。农业上，氨本身除直接作为肥料施用以外，最主要的还是作为中间产品加工成多种化肥。工业上，氨及其氨加工产品是许多重要工业不可缺少的基本原料，广泛应用于各个领域，在国民经济中起着重要的作用。国产氨总量中大部分作为中间产品直接加工成农用化肥产品：尿素、硝酸铵、碳 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 34 酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、磷酸一铵、磷酸二铵、硝酸磷肥及氨水，占合成氨产量的90%左右。（1）尿素是一种高浓度化肥，是中国农民非常喜欢的高效肥料，是合成氨消费的最大用户，约占合成氨消费量的 30%以上。（2）碳酸氢铵是中国特有的化肥品种，是适合95、中国国情的产物，开发于 50 年代后期。中国农民施用碳酸氢铵的积极性很高，就近使用销路一直很好。但碳酸氢铵具有有效成分低、易挥发、易结块等缺点。（3）硫酸铵、硝酸铵、氯化铵、磷酸一铵、磷酸二铵、硝酸磷肥、三元复合肥等，这些高浓度化肥深受农民欢迎。中国目前施肥状况是低浓度肥料比例大，且少磷缺钾，增施高浓度肥及磷、钾肥是中国的当务之急。（4）液氨直接施肥，国内液氨直接施肥始于 70 年代后期，先后在北京，山东、河北、浙江，广东、辽宁、新疆等地进行了不同规模的试验和推广，由于液氨供应得不到保证(中国液氨很少直接作为商品出售)，且价格高(几乎与尿素相同)、贮存困难(长年生产，季节使用)等问题，到目前只96、有北京和新疆一直坚持使用。1984 年至 1996年累计共施用液氨 1.8 万吨。1995 年液氨直接施肥量约为 2000 吨，由于中国农户耕作规模小，而液氨的施用则需要大面积和统一性，尽管有关部门正在做积极的努力，但估计到目前只有新疆因农场型经营而持续施用披液氨直接施肥。国产氨总量中其余部分作为氨及氨加工产品直接加工成工业产品：如浓硝酸、硝酸铵、尿素、氯化铵、碳酸氢铵、硫酸铵、氨水等，占合成氨产量的 10%左右。工业用商品液氨主要用于以下几个方面：（1）丙烯腈：丙烯腈用来生产聚丙烯纤维(即合成纤维腈纶)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、苯乙烯塑料和丙烯酰胺(丙烯腈水解产物)。另外，丙烯97、腈醇解可制得丙烯酸酯等。丙烯腈在引发剂(过氧甲酰)作用下可聚合成一线型高分子化合物聚丙烯腈。聚丙烯腈制成的腈纶质地柔软，类似羊毛，俗称“人造羊毛”，它强度高，比重轻，保温性好，耐日光、耐酸和耐大多数溶剂。丙烯腈与丁二烯共聚生产的丁腈橡胶具有良好的耐油、耐寒、耐溶剂等性能，是现代工业最重要的橡胶，应用十分广泛。（2）己内酰胺：己内酰胺是重要的有机化工原料之一，主要用途是通过聚合生成聚酰胺切片(通常叫尼龙-6 切片，或锦纶-6 切片)，可进一步加工成锦纶纤维、工程塑料、塑料薄膜。尼龙-6 切片随着质量和指标的不同，有不同的侧重应用领域。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 35 （3）乙98、醇胺：用于焦煤气等工业的净化，并可循环使用。也用于制洗涤剂、擦光剂、润滑剂、软化剂、表面活性剂等，也可用于有机合成。（4）三聚氰胺：是一种用途广泛的基本有机化工中间产品，最主要的用途是作为生产三聚氰胺甲醛树脂（MF）的原料。三聚氰胺还可以作阻燃剂、减水剂、甲醛清洁剂等。该树脂硬度比脲醛树脂高，不易燃，耐水、耐热、耐老化、耐电弧、耐化学腐蚀、有良好的绝缘性能、光泽度和机械强度，广泛运用于木材、塑料、涂料、造纸、纺织、皮革、电气、医药等行业。（5）其它商品液氨还可以用于冶金、冷冻、医药、纺织、造纸、水处理等许多行业，且用量少，用途广泛。表 2-5 2021-2025 年中国合成氨供需数据预测（单位99、：万吨）项目 2021 年 E 2022 年 E 2023 年 E 2024 年 E 2025 年 E 产量 5300 5400 5450 5500 5400 进口量 130 135 135 140 150 总供应量 5430 5535 5585 5640 5550 出口量/1 1/下游消耗量 5430 5534 5584 5640 5550 总需求量 5430 5535 5585 5640 5550 备注：计算公式：总供应量=产量+进口量 总需求量=出口+下游消耗量 从全球市场来看，到 2025 年全球合成氨产能预计达到 2.28 亿吨。南亚地区合成氨新项目投产全部来自印度，非洲产能增量主要100、来自埃及、埃塞俄比亚、尼日利亚等地区新项目的投产。预计合成氨产能关闭的地区主要出现在东亚（中国）、西亚（科威特）、拉丁美洲（巴西）和中欧（罗马尼亚）等地区。从中国市场来看，2020 年中国合成氨产能略减至 6900 万吨，同比减少 1.43%，全年合成氨产量增加至 5117 万吨，同比增加 4.3%。据卓创资讯统计，2021-2022 年间中国将是新增产能的集中爆发期，预计 2021 年合成氨产能将达到 7100 万吨，同比上涨 2.90%。产量也随之尿素需求以及工业领域需求的增加而水涨船高，预计增加至5300 万吨，同比上涨 3.58%。预计 2023-2025 年阶段，中国合成氨行业产能集101、中度将得到较大程度的提升，新增产能投放进程放缓，总产能或将维持 7200 万-7300 万吨。届时，尿素需求及工业领域需求也将趋于平稳，预计合成氨整体需求维持在 5400 万-5600 万吨。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 36 我国合成氨行业的迅猛发展，促进了新一轮的合成氨技术的革新。目前，合成氨技术具有较高的利用率、氨净值高、较低的费用和应用方便等诸多优点。未来合成氨行业的发展必然是下游联产、综合利用装置结构多样化，装置的原料适应性强，低能耗、低压及大型化将是行业的主流方向。2.3.3 河南省河南省 LNG 市场情况市场情况 表 2-3 河南省主要合成氨生产企业以及产能表 102、序号 名称 产能，万吨/年 备注 1 金山化工 90 2 开封晋开 200 3 卫辉豫北 30 4 河南延化 20 5 中盈化肥 46 6 中原大化 38 7 昊华骏化 100 9 河南心连心 100 合计 624 2.4 二氧化碳市场分析 2.4.1 CO2全球市场分析全球市场分析 国外 CO2气体主要来源于工业副产，来源大致有五个方面，包括制氢工厂的副产、合成氨工厂副产、高炉炼铁厂副产、石油化工厂副产以及酿制业副产，此外，还有少部分来自天然 CO2 气井。由于液体二氧化碳运输经济，再加上很大一部分二氧化碳的消费与其提供冷量的物理特性相联系，所以作为商品形式出售的大部分都是液体二氧化碳。液体103、二氧化碳是以罐装方式进行运输的，由于其运输中需要保冷，所以其运输半径受到极大限制，由此也决定了二氧化碳行业生产和消费呈区域性发展的特点。目前，在二氧化碳产业中，尽管有众多的生产企业，但生产能力较大、技术先进的装置主要集中在法国液化空气公司、林德集团和梅塞尔集团等为数不多的大型集团公司，且这些公司的独资/合资企业遍布全球。北美地区，美国是世界上最大的二氧化碳生产和消费国，液体二氧化碳的生产能力约 1279 万 t/a，加拿大液体二氧化碳生 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 37 产能力约为 184 万 t/a，产能高度集中在林德、普莱克斯和 AP 三大工业气体公司。欧洲地区液体二氧104、化碳生产能力主要集中在西欧约为 770 万 t/a，主要生产商有 Yara、林德和法国液化空气公司。亚洲地区中国液体二氧化碳的总生产能力最大约为 1019万 t/a，约有 48 家生产企业，其次是日本液体二氧化碳的总生产能力约为 214 万 t/a。根据行业咨询公司的统计和预计，2015-2020 年世界二氧化碳的总需求年均增长率约为 2.6%，其中，液态和固态二氧化碳的市场需求年均增长率约为 2.1%。在液体和固体二氧化碳消费市场，美国占领先地位，约占全球消费量的 27.1%，其次是中国和西欧，分别占 20.3%和 16.0%。这三个地区消费量合计占总消费量的 2/3 以上。图 2-21 世105、界各国或地区液体二氧化碳消费分布 2.4.2 国内二氧化碳市场国内二氧化碳市场 国内 CO2商品主要由石化行业副产 CO2尾气、合成氨 CO2尾气、发酵气和一些富含 CO2放空气副产，分液体和固体两种形式。二氧化碳作为现代工业生产的重要基础原料，已广泛用于碳酸饮料、啤酒、烟草、食品保鲜、粮食贮藏、机械制造、污水处理、工业清洗、油田开采、消防、气象、科研、高效生态农业、超临界萃取、生物制药、冷源、舞台效果等行业。我国 CO2市场形成较晚，真正形成为 90 年代，跨国公司来投资 CO2生产厂以后。在此之前，80 年代初期，我国 CO2的年消费量仅为几万吨，主要用于碳酸类饮料。80 年代末，国内 C106、O2产销量迅速增长到 20 万吨/年，市场已经初具规模。进入 90 年代，随着我国工农业经济的多元化发展，国内 CO2需求量快速增长。至 1997 年国内CO2的消费总量增长到 80 万吨/年。至 2000 年，各种品级的 CO2年需达 100 万吨/年。接近世界发达国家（如日本）80 年代末 90 年代初的市场的规模。经过三十多年的发 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 38 展，我国已成为二氧化碳的重要生产国和消费国，我国二氧化碳产业基本上自给自足，贸易量极小，对世界的二氧化碳产业的影响并不显著。我国二氧化碳市场需求量和消费结构因地域不同存在一定差别，市场主要分布在沿海开放城市107、和经济发达的地市区，其消费结构因各地的工业结构不同而不同。据卓创调研得知，二氧化碳作为焊机保护气的比例高达 52.7%，用于油田驱油的比例为10.8%，用于制作干冰的比例为 10.3%，用于化工的比例为 10.2%，用于烟丝膨胀的比例 1.9%，其余 14.1%左右的二氧化碳被用于啤酒、碳酸饮料、食品保鲜等行业中。图 2-22 我国二氧化碳消费结构 2.4.2.1 国内液体二氧化碳产能国内液体二氧化碳产能 目前中国二氧化碳回收和综合利用尚处于企业自发行为阶段，严峻的减排形势，可观的产品利润和国家相关刺激政策拉动了回收项目的投资。二氧化碳回收装置的产能呈现连年上涨的趋势，特别是在 2017 年和108、 2018 年，新增产能井喷式的扩张，年增涨率接近 10%。2019 年由于经济环境影响，产能增长率有所放缓。截止 2020 年年底我国二氧化碳中国二氧化碳回收装置总生产能力已达1479.3万吨/年，同比增长2.2%。由于国家环保政策对尾气排放及碳排放权的相关政策要求越来越严格，未来几年二氧化碳产能继续扩张成为必然趋势。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 39 图 2-23 2016-2020 年二氧化碳供应情况 2.4.2.2 国内液体二氧化碳消费国内液体二氧化碳消费 2016-2019 年中国二氧化碳产量呈现明显增长，2016 年受国内经济萧条影响，产量增长较少，基本与 201109、5 年持平。2017-2019 年，市场氛围向好，下游油田注井以及气肥方面需求增长明显，产量表现增长。2019 年下游行业诸如焊接、油田注采等部分行业用量继续表现增长；化工生产方面需求涨幅有限，基本持平；啤酒及碳酸饮料生产行业需求基本保持持平，整体需求表现增长，产量跟随需求同时增长。但增速较前几年有所放缓，2019年，中国商品二氧化碳自产总量718万吨左右，同比上涨3.01%。2020 年受疫情影响，产量未有实质性增加。表 2-7 中国近年来二氧化碳产能产量消费情况表 年份 年度表观消费量（万吨）年度产量（万吨）年度行业产能（万吨）年度产能利用率（%）2016 511.80 524.38 11110、59 45.98 2017 548.07 551 1245 46.6 2018 602.96 604 1289 47.01 2019 723.19 725.948 1457.8 50.22 2020 790.21 755.54 1479.3 50.38 随着国家节能减排和环保政策实施，碳排放越来越受到限制，预计二氧化碳的利用率将逐年提高。2.4.2.3 主要生产商主要生产商 目前国内二氧化碳企业有 50 多家，但有一定影响力的主要是是普莱克斯、华扬液碳、林德、凯美特等。美国普莱克斯实用气体有限公司是全球三大工业气体公司之一，公司在世界 40多个国家和地区有投资业务。普莱克斯自 1888 年就已111、开始其二氧化碳的业务，至今已积累了 110 年的经验和传统，是全球最大的二氧化碳生产和供应商。普莱克斯于 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 40 1997 年进入中国二氧化碳市场，是中国最早利用工业废气制造食品级二氧化碳的企业，目前液体二氧化碳总产能 13 万 t。林德气体是一家具有百年历史的德国公司，公司专业从事气体生产用于科技、医疗、食品等各种领域，也致力于气体应用技术的开发，提供气体产品、供气设备及气体应用装置的配套服务。林德气体于 1994 年进入中国二氧化碳市场，目前林德公司在中国的液体二氧化碳总产能为年产 18.5 万吨。江苏华扬液碳有限责任公司成立于 1983 年，112、隶属于中国石化集团公司华东石油局，是一家以开采地下二氧化碳资源为原料的二氧化碳生产企业，总产能为年产 50万吨，是全国最大的液体二氧化碳生产企业。但华扬液碳公司以从地下开采二氧化碳资源为原料，与当今“节能减排”的宏观环境相违背。湖南凯美特气体股份有限公司位于中国湖南岳阳市，是一家从事气体开发、应用、科研生产、经营于一体的专业性公司。主要生产优质食品级二氧化碳和干冰，食品级液体二氧化碳年产能 31 万吨。随着国际、国内保护环境、减少温室气体排放的呼声越来越高，在发达国家已开始将工业排放二氧化碳液化后注入地下封存的背景下，以开采地下二氧化碳气源为原料的华扬液碳将面临越来越大的生存压力，相应地，以工113、业排放气体为原料的其它二氧化碳企业将获得宽松的环境和发展机会。2.4.3 目标市场分析目标市场分析 2020 年河南省液体二氧化碳产能 114 万吨/年，二氧化碳年消费量约在 89 万吨左右，其中，化工原料占 41%、焊接加工占 32%，啤酒饮料行业占 19%，其余占 8%。近年来河南省液体二氧化碳产能变化情况详见下图。表 2-6 近年河南省二氧化碳行业产能一览表（单位：万吨）日期 产能（万吨）备注 2017 年 100 2018 年 113 2019 年 114 2020 年 114 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 41 图 2-25 20172020 年河南省液体二氧化碳产114、能变化情况 本项目液体产品市场：河南省；近邻山西省近年二氧化碳产能均较低，2020年为 24 万吨/年，仅占全国的 1.62%。故本项目产品可销外山西省；但液体二氧化碳运输半径一般在 300 公里范围以内，建议液体产品目标市场定位以河南、山西为主，超过正常运输半径的区域为辅。2.5 产品价格分析 2.5.1 LNG 价格分析及预测价格分析及预测 2016 年，国内 LNG 市场价格处于低位，拉动了下游工业市场的开发及车用市场需求量回升；同时煤改气政策支持下，LNG 点供市场在 2016 年下半年至 2017 年上半年内呈现爆发性发展。而 LNG 工厂产能增速较低，国内 LNG 市场部分时间段内115、出现供应紧张。另外，进口 LNG 成本降低及新接收站项目的投产，LNG 市场内进口气占比逐年提升。2018 年，进口气开始占据主要消费市场，占比提升 7 个百分点至 57%。2019 年中国 LNG 市场稳步扩张，但较 2017-2018 年扩张速度有所放缓。受国产及进口供应双双增长、下游消费量增速放缓影响，2019 年国内 LNG 价格走势低于市场预期。下游方面，工业用气依然是下游需求的主要增长点，但受中俄天然气进口管道或将提前投产影响，2019 年下游消费增长不及预期。2020 年受到全球公共卫生事件影响，国际天然气市场供应宽松局面加剧，加之原油价格大幅下跌影响传导到国内 LNG 进口成本116、，进口市场充足的供应以及低廉的价格对国内 LNG 价格形成压制，国内 LNG 市场价格持续下行；11-12 月份，受需求超过预期，而供应增长不足影响，LNG 市场价格大幅上行，拉高全年 LNG 均价。2020 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 42 年全年中国 LNG 出厂均价为 3345 元/吨，同比下滑 15%。图 2-26 中国 LNG 工厂产量增长图 2016 年至 2019 年，中国 LNG 工厂产量逐年提升，除 2018 年因受到气源限制影响，LNG 工厂开工率下降，导致产量增速较低。2019-2020 年 LNG 工厂产量增速持续提升，均在 25%以上。2020 年117、，中国 LNG 工厂产量 1754 万吨，同比增长 30%。图 2-27 中国 LNG 接收站槽批量对比图 2016 年至 2019 年，接收站对 LNG 市场供应量连续增长，2018 年接收站 LNG销售量超过LNG工厂供应量；占比由2017年的50%提升7个百分点至2018年的57%；2019 年接收站 LNG 销售量占比小幅降至 54%。2020 年，中国 LNG 接收站槽批量 2239万吨，同比增长 37%，接收站销售量占比回升至 57%。进口价格走低，接收站槽批 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 43 价格维持低位，带动槽批量增长。图 2-28 中国 LNG 消费量增长118、图 受到煤改气政策引导，2016-2017 年 LNG 消费量增速大幅增长，2017 年增速达到 48%。消费量的高速增长带动 LNG 价格走高，2017 年冬季 LNG 市场价格大幅增长，2018-2019 年 LNG 消费量增速放缓，跌至 20%以下。2020 年 LNG 市场消费量 3894 万吨，同比增长 35%，主要受益于前三季度进口价格大幅走低，LNG 相对于替代能源的经济性提高，拉动 LNG 消费量大幅提升。图 2-29 20162020 年中国 LNG 出厂价格走势图 2016-2017 年 LNG 价格经过前期低位盘整之后，于 2017 年年底出现大幅增长，国产气价格突破 1119、0000 元/吨，局部市场价格一度飙升至 12000 元/吨。转入 2018 年年 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 44 初，因下游需求回落、上游供应增加等因素影响价格有所下跌，但仍然维持在5000-6000 元/吨之间。2019 年，天然气整体供应相对充足，LNG 调峰需求减少，LNG出厂价格低位震荡，价格维持在 3000-5000 元/吨。2020 年受公共卫生事件影响，前三季度进口及国产 LNG 供应充足，虽然消费增长情况可观，但价格持续走低，11-12 月受极寒天气及管道气供应不足影响，LNG 价格异常走高。2020 年，中国 LNG 出厂均价为 3345 元/吨，较 120、2019 年下跌 595 元/吨，价格同比降低 15%。从相关项目进展情况来看，管道及 LNG 接收站布局日趋完善，进口天然气资源量继续增长，我国天然气供应能力将继续提高，LNG 调峰需求增速或将进一步放缓，淡旺季消费差进一步缩减。鉴于 2020 年冬季 LNG 价格异常走高，拉高 2020 年初价格，预计 2021 年 LNG 价格走势波动幅度高于预期。2021-2023 年间，随着需求增速放缓，预计 LNG 市场价格整体仍将有下行趋势，季节性差异或也将进一步减小。2.5.2 液氨价格分析及预测液氨价格分析及预测 图 2-30 2017 年中国合成氨价格走势图 由上图可知，2017 年出现两121、次大涨大跌的现象，以下着重分析：第一次涨势期间处于 2017 年 1 月至 2 月中旬，时长较短。造成此次涨价的主要原因是受外销量变化的影响。国内整体外销量减少以及下游补货影响，多数市场上涨，加上春节期间，多数厂家根据自身情况调整出货价格，货源紧张的企业调涨价格。一直多维持库存低位运行，节后下游逐步恢复，厂家原料缺乏，采购较为积极；加之部 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 45 分液氨厂家装置运行不稳，外销量不多，市场出货顺畅，交投稳健，成交重心顺势上移。第二次涨势期间处于 2017 年 9 月至 11 月底，时长相对偏长。而造成再次涨价的主要原因是原料煤炭价格的高位运行和联产产122、品甲醇的拉涨。因众多利好因素的支撑，再厂家涨价心切，市场气氛较为高涨。加上十九大会议的影响，部分液氨厂家有减量、停车检修计划，市场供应紧缩，对市场又是一大利好，厂家借此价格持续飙升；虽后期受秋冬大气治理和运输限制的影响，下游需求有所减弱，但价格还是相对维持高位运行。正所谓有涨就有跌，第一次跌价紧接于 2 月中旬至 5 月。造成此次跌价的主要原因是尿素行情低迷，市场缺乏支撑，整体外销量加大，市场供大于求，多数厂家出货面临压力。其中，华东地区下调较为明显，下调的原因是：安徽地区个别厂家面临检修，需紧急清理库存，连续两天下调 100-150 元/吨，周边市场受其影响，出现不同程度下调趋势。其他地区受123、供需关系的影响，有小幅涨跌调整价格，但整体趋势处于下滑状态。第二次跌价期间处于 8 月初至 9 月份。下滑的主要原因是第四批环保督查全面启动，合成氨下游厂家大多关停整顿，市场需求较弱，供应关系严重失衡，市场呈断崖式下滑。虽部分地区报价维稳，但成交有所松动；后期，部分厂家减量生产，受天津全运会影响，禁行危险车辆，部分厂家出货不畅，承压下滑。6 月份至 8 月份期间，合成氨市场还是处于相对平稳的状态，虽市场大涨大跌，但从全国均价来看，2016 年初至 12 月 13 日均价在 2034.5 元/吨，2017 年的均价在2636.3 元/吨，涨幅 601.8 元/吨，同比上调 29.58%。加上近期124、尿素因限气的影响，行情大涨，合成氨后期或受其影响，又将开启上调模式。2016 年我国共退出合成氨产能 292 万吨，尿素产能 433 万吨。还有约 500 万吨处于长期停产状态。2017 关停合成氨产能 340 万吨，尿素产能 300 万吨。而 2017 年仅有一套 30 万吨产能投产。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 46 图 2-31 2019 年中国合成氨出厂均价走势图 2019 年液氨价格指数半年度均价 3090 元/吨，2018 年同期 3159 元/吨，下降 2.2%，需求不佳，下游产品行情整体转弱，收货价格僵持抵制，加上商品氨货源增加，前三季度低位震荡、操作空间难寻125、支撑。市场上液氨供应量增加致使本年度走势呈每次降价探底、但反弹幅度受限的特点。图 2-32 20182020 年中国合成氨价格走势图 液氨价格指数 2020 年度上半年均价 2645 元/吨，较 2019 年同期 3090 元/吨下降15%。2020 年整体价位继续平行下移，近年来合成氨行业产能利用率提升、市场商品氨供应量增加，加上下游部分行业高利润空间压缩，导致整体价位水平限制，各区域的供需局面也无明显紧俏地区，难有瞬间的大幅涨跌带动。2020 年上半年受疫情影响，春节后物流受阻下高库存跌至底部，四五月供应充足、下游差致使持续下滑又筑 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 47 底126、，涨跌幅较大且周期长，可见市场利空因素影响明显及回弹操作慢。图 2-33 2020 年中国合成氨价格走势图 2021 年上半年，国内液氨行情持续上涨，液氨经历了 5 月份的大涨后，6 月到 7月上旬一直在高位盘整，从 7 月中旬开始液氨行情再次启动，继续上涨，涨幅偏强，部分报价突破4800元/吨大关，液氨价格飙升是成本推高和供需紧张双重作用的结果。图 2-34 2021 年合成氨价格走势图 2.5.3 液体二氧化碳液体二氧化碳价格分析及预测价格分析及预测 2.5.3.1 价格现状分析价格现状分析 二氧化碳产品不易储存与运输，需要低温、高压环境，还需要专用槽车进行运输，所以其经济运输半径较短，约127、为 300 km 的销售半径，相对于生产成本而言，二氧化 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 48 碳的储藏与运输成本较高，运输距离过长显然不经济，在价格上也会失去竞争力，所以二氧化碳没有形成全国统一格局的大市场，即二氧化碳的需求量、消费结构和价格均有着显著的地域性，各省市差别较大。这就导致了有丰富气源的工业发达地区二氧化碳产能超过需求量，价格偏低。而在某些不发达地区或小城市，虽然消费量不大，但价格相对较高，从而抑制了这些地区二氧化碳消费市场的增速。近年来目标市场液体二氧化碳（食品级二氧化碳产品）价格走势为：2014 年京津冀地区二氧化碳的价格也在 480 元580 元/吨左右，河128、北地区二氧化碳的价格也在 140 元520 元/吨左右，山西地区二氧化碳的价格也在 240 元450 元/吨左右。2015 年京津冀地区二氧化碳的价格也在 480 元540 元/吨左右，河北地区二氧化碳的价格也在 140 元400 元/吨左右，山西地区二氧化碳的价格也在 240 元350元/吨左右。2016 年月京津冀地区二氧化碳的价格也在 480 元550 元/吨左右，河北地区二氧化碳的价格也在 120 元450 元/吨左右，山西地区二氧化碳的价格也在 220 元300 元/吨左右。近年我国液体二氧化碳价格走势如下图所示。图 2-34 2016 年 1 月2020 年 5 月我国液体二氧化碳129、价格走势图 图 2-35 2016 年 1 月2020 年 5 月山东省液体二氧化碳价格走势图 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 49 目前液体二氧化碳市场价格受季节变化的原因波动比较大。河南省内多为工业级液体二氧化碳，价格在 320420 元/吨。本项目为食品级液体二氧化碳，根据国内食品级液体碳价格为多在 6501350 元/吨左右。2021 年 1 6 月初河南省二氧化碳价格在 475625 元/吨波动。2.5.3.2 价格预测价格预测 二氧化碳普遍应用于化工、石油开采、煤矿开采、焊接、啤酒、碳酸饮料、冷冻保鲜、干冰清洗、烟草等诸多领域。作为一种工业副产品，二氧化碳行业发展变130、化受原料气供应及下游需求影响较大，由于原料气来源广泛且下游应用多样，故并没有明显的发展周期可循。近年来，伴随着国内经济增速放缓，国内二氧化碳市场下游行业需求增速亦受到一定抑制，但受节能减排等政策影响，作为相关配套项目的二氧化碳产能却处于持续增长之中。目前中国二氧化碳行业已发展到成熟期，未来发展方向主要受新增产能增加以及下游需求决定。图2-36 2020 年 4 月2021 年 9 月河南省广益液体二氧化碳价格走势图 展望未来，受供需面波动硬性，预计二氧化碳市场价格将延续先震荡上涨后震荡下跌的走势。但由于 2021 年供应或将大幅增加，预计市场价格走势将更加趋于平缓，市场均价也将更低。2022-131、2023 年市场新增产能或会减少，但产能基数较大，市场需求在无较大增长的前提下，市场均价或在 400 元/吨左右的位置长期震荡变动。2.6 产品价格确定 2.6.1 LNG 价格确定价格确定 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 50 图 2-36 中国 LNG 均价指数走势图（元/吨）据目前市场数据显示，受全球疫情影响，2020 年我国天然气价格整体处于低位，年初 LNG 价格指数为 3689 元/吨。二季度开始价格持续触底，国庆节后价格大幅度反弹。四季度，国内 LNG 价格达到全年高位。国庆节过后，LNG 市场价格大幅走高，涨幅 200-1200 元/吨不等。与 9 月的平淡期形132、成鲜明对比，进入四季度北方采暖季来临，LNG 市场旺季到来需求增加，市场利好因素持续推动 LNG 价格持续上涨。而进入 2021 年 1 月 LNG 价格指数上调 954 元至 7487 元/吨，环比上行 14.6%。LNG 价格震荡上行，需求面影响因素：一、国内第二波寒流来袭，城燃需求明显增加；二、沈阳、河北地区疫情防控升级，车辆运输暂停，区内 LNG 资源供应紧张。供应面，随着土库曼 B 区东部二期达什拉巴特气田投产成功，中亚气源源不断的输入国内，同时其他进口管道也增加输气量，管道气市场资源供应有所增加；而目前西北 LNG 工厂原料气量暂未有明显增加，上游直供原料气的供应仍存在增加预期，届133、时 LNG 工厂的开工率将有一定提升。详细来看，国内大部分液厂仍暂停对外报价，但根据从市场了解，本月 LNG 市场价格环比上月有大幅度推涨，其中，河南、山西、宁夏、河北等地区 LNG 价格上调明显。海气方面，本周华东广汇启东站价格推涨，因受疫情影响，中海油天津、中石化天津、河北曹妃甸、辽宁大连及青岛董家口均发出对于疫情中高风险区车辆装车的管控通知，一定程度影响疫情区域的 LNG 资源供应。后市预测：国内 LNG 一季度价格将在 6000-8000 元/吨区间波动。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 51 表 2-7 近年河南省 LNG 年均价格 河南省 LNG 日度市场价（年度）年134、份 单位 年均价 最高价 最低价 备注 2016 元/吨 3122.95 4050 2600 现款现汇，送到，含税 2017 元/吨 4136.99 11800 3100 现款现汇，送到，含税 2018 元/吨 4901.78 10000 3500 现款现汇，送到，含税 2019 元/吨 4119.26 6400 3250 现款现汇，送到，含税 2020 元/吨 3626.71 10200 2400 现款现汇，送到，含税 2021 元/吨 5242 12500 3050 现款现汇，送到，含税 近五年均价 元/吨 4405.35 但结合 2020 年以来国内 LNG 价格，考虑运输费用以及销售淡135、旺季因素。故考虑将 LNG 产品按 4000 元元/吨（含税）吨（含税）价格进行财务评价，并在财务评价中对产品价格下降和上涨 20%时分别进行不确定性分析，以供建设单位参考。2.6.2 产品液氨价格确定产品液氨价格确定 表 2-7 近年河南省液氨年均价格 河南省液氨（99.6%-99.9%）日度市场价（年度）年份 单位 年均价 最高价 最低价 备注 2016 元/吨 2030.64 2510 2600 现款现汇，自提，含税 2017 元/吨 2627.59 3203 2267 现款现汇，自提，含税 2018 元/吨 3057.6 3400 2763 现款现汇，自提，含税 2019 元/吨 28136、47.24 3208 2450 现款现汇，自提，含税 2020 元/吨 2697.86 3575 2240 现款现汇，自提，含税 2021 元/吨 3760 4950 2700 现款现汇，自提，含税 近五年均价 元/吨 2998.06 通过以上产品价格分析中对合成氨近几年价格综合分析，考虑到未来种种不确定因素，故考虑将产品液氨按 3000 元元/吨（含税）吨（含税）价格进行财务评价。并在财务评价中对产品价格下降和上涨 20%时分别进行不确定性分析，以供建设单位参考。2.6.3 产品液体二氧化碳价格确定产品液体二氧化碳价格确定 食品级液体二氧化碳主要用户有：饮料厂、卷烟厂、啤酒厂等；工业级液体二137、氧化碳主要用于焊接保护气、铝材加工厂等。目前，由于二氧化碳的很多应用领域尚未完全展开，所以二氧化碳的商品总量并不很高，其市场主要由饮料行业支撑。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 52 因二氧化碳产品储存与运输费用相对较高，不适宜长距离运输，所以二氧化碳没有形成全国统一格局的大市场，即二氧化碳的需求量、消费结构和价格均有着显著的地域性，各省市差别较大。在销售半径内如果相关对口企业需求量发生显著下降，则会对产品销售产生影响。且食品二氧化碳需求具有显著的季节性特征，由于食品二氧化碳会大量用于饮料和食品行业，那么在春季和夏季时市场上对食品二氧化碳的需求较为旺盛，而到了冬季则可能需求较低。138、本可研报告食品级二氧化碳年均价按 400 元元/吨（含税）吨（含税）考虑。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 3 53生产规模和产品方案生产规模和产品方案 3.1 产品方案3.1.1 产品方案确定产品方案确定 本项目以XX装置副产的焦炉气为原料，生产液化天然气（LNG），深冷分离的富氢气作为合成氨原料气生产液氨，富含二氧化碳的废气作为提取液体二氧化碳产品的原料。3.2 生产规模及产品产量3.2.1 生产规模生产规模 装置规模：正常处理量为 40000Nm3/h。操作时间：年操作时间 8000 小时。操作弹性：50%110%。3.2.2 产品产量产品产量 产品LNG 产量：7.91t139、/h，6.33 万 t/a。液氨产量：11.17t/h，8.94 万 t/年。液体二氧化碳：6.25t/h，5 万 t/a。副产品尾气：1301Nm3/h，1041 万 Nm3/a，低位热值 4.95MJ/Nm3（1183kcal/Nm3），送回焦炉作燃料。中压蒸汽：2.5MPa 饱和蒸汽，3.28t/h，26240t/a（送界区外）。3.3 产品控制指标 （1）LNG 产品指标本项目 LNG 产品质量满足 GB/T 38753-2020 液化天然气中贫液类标准，满足民用、车用燃料的质量要求。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 54 表 3-1 LNG 产品指标（GB/T 3875140、3-2020）项 目 贫液类 常规类 富液类 甲烷摩尔分数/%97.5 86.097.5 75.086.0 C4+烷烃摩尔分数/%2 二氧化碳摩尔分数/%0.01 氮气摩尔分数/%1 氧气摩尔分数/%0.1 总硫含量（以硫计）*/(mg/m3)20 硫化氢含量*/(mg/m3)3.5 高位体积发热量*/(MJ/m3)37.0 且38.0 37.0 且42.4 42.4 注 1 本标准使用的计量参比条件是 101.325kPa，20，燃烧参比条件是 101.325kPa，20。（2）液氨产品指标 液氨产品质量符合国家标准（GB536-2017）优等品标准，其指标如下表。表 3-2 液氨产品指标（141、GB536-2017）指标名称 优等品 一等品 合格品 氨含量%99.8 99.8 99.6 残留物%0.1（重量法）0.2 0.4 水分含量%0.1 油含量 mg/kg 5（重量法）2（红外光谱法）铁含量 mg/kg 1 （3）液体二氧化碳 本项目液体二氧化碳定位为工业级液体二氧化碳，产品质量达到中国国家标准GB/T6052-2011工业液体二氧化碳优级品指标，具体内容见下表。表 3-3 工业液体二氧化碳技术要求（GB/T6052-2011）项目 指标 合格品 一级品 优级品 二氧化碳含量a/10-2 99 99.5 99.9 油分 按 4.4 检验合格 按 4.4 检验合格 按 4.4 检142、验合格 一氧化碳、硫化氢、磷化氢及有机还原物b 按 4.6 检验合格 按 4.6 检验合格 气味 无异味 无异味 无异味 水分露点/-60-65 游离水 无-a 焊接用二氧化碳含量应99.5*10-2 b 焊接用二氧化碳应检验该项目；工业用二氧化碳可不检验该项目 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 4 55工艺技术方案工艺技术方案 4.1 原料路线 本项目利用焦炉气为原料，经压缩净化、变换脱碳、甲烷化、深冷分离得到 LNG产品；深冷分离的尾气中主要是氢气，补入空分制氮过来的氮气去合成氨，得到液氨产品；脱碳的 CO2解吸气经压缩净化、液化精馏得到食品级二氧化碳。该工艺路线将焦炉气中的143、有用成份都实现了有效分离，使得各成份得到了最大效益的利用，能实现经济效益的最大化。4.1.1 原料焦炉气的供应及规格原料焦炉气的供应及规格 本项目焦炉气来自东鑫XX，焦炉气平均值组成如下：表 4-1 焦炉气组成（干基 vol%）H组分2 O2 N2 CO CO2 CH4CnHm V%61.50 0.40 4.00 7.80 3.00 21.002.30 杂质组分BTX 焦油 NH萘3 HCN H2S有机硫 mg/Nm 2000 50 50 50 50 50200 温度：30压力：7-10kPa低位热值：16.52MJ/Nm3，3946.69kcal/Nm3焦炉气供应量按 40000Nm3/h（144、干基）设计。4.2 工艺技术方案的选择 工艺技术方案的选择是否先进、合理、可靠等，直接关系到整个装置的稳定运行及该项目的经济效益。因此在工艺技术方案的选择上，主要考虑各工序之间的流程特点，充分对多种工艺技术方案进行组合和比较，通过反复对几种工艺流程的组合模拟计算、关键设备的投资和能耗比较，确定优化的工艺路线，遵循的基本原则如下：采用的技术方案力求先进、合理、可靠。力求降低原料焦炉气和公用工程（主要是电）的消耗，全装置尽量做到气和热电平衡，尽量降低生产成本。保证产品性能的前提下，选用成熟的成套节能定型产品，以节省投资，缩短建 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 56 设周期，提高投资145、回收期，创造尽可能好的经济效益和社会效益。遵循国家的有关设计规范、规定及标准。本项目的原料、中间过程及产品均为易燃易爆物质，在设计中严格执行国家及有关部委关于消防、环保、劳动安全与工业卫生的有关规范，采取有效措施，改善劳动条件，保证安全生产。4.2.1 焦炉气压缩净化方案选择焦炉气压缩净化方案选择 焦炉气净化在国内是十分成熟的工艺技术，但由于焦炉气来源不同，前端对杂质处理方法不同，气相组成及杂质含量不尽相同，因此净化方案无固定模式，只能依据具体气体组份及后续工序要求而定。4.2.1.1 焦炉气预处理焦炉气预处理 焦炭装置焦炉气脱萘通常采用较低温度下油洗的办法，但经油洗处理后的焦炉气中仍然含有少146、量萘、焦油及尘，本项目原料焦炉气中的萘含量为 50mg/Nm3，焦油及尘含量为 50mg/Nm3。为保证后续焦炉气压缩机能连续稳定运行，需对焦炉气进行预处理，对焦油萘进行脱除。焦炉气粗脱焦油萘一般采用吸附的方法，多台吸附器切换使用。由于焦炉气压力较低，应采用阻力较小的脱焦油脱萘方案。疏松纤维床由极细纤维编织成的疏松网状结构制成，比表面积大，对细小的含尘雾滴具有凝聚效应，具有分离效率高、易清洗、耐腐蚀、抗高温等特点。本项目拟采用疏松纤维床来脱除焦炉煤气的焦油尘，同时可脱除部分萘。4.2.1.2 焦炉气气柜焦炉气气柜 气柜型式有干式和湿式两种。干式气柜是内部设有活塞的圆筒形或多边形立式气柜。活塞直147、径约等于外筒内径，其间隙靠稀油或干油气密填封，随贮气量增减，活塞上下移动，多用于贮存煤气。干式低压气柜的基础费用低，占地少，运行管理和维修方便，维修费用低，无大量污水产生，煤气压力稳定，寿命可长达 30 年。大容量干式气柜在技术与经济两方面均优于湿式气柜。中国已有容量（千 m3）为 20、30、50、100、150 等系列。湿式气柜是最简单常见的一种气柜。通常用于煤气贮存，它由水封槽和钟罩两部分组成。钟罩是没有底的、可以上下活动的圆筒形容器。如果贮气量大时，钟罩可以由单层改成多层套筒式，各节之间以水封环形槽密封。寒冷地区为防冬季水封槽结冰，神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 57 148、必须用蒸汽加热槽中的水。湿式气柜构造简单，易于施工，但是其煤气压力波动大，土建基础费用高，冬季耗能大，检修时产生大量污水，寿命只有约 10 年。大容量贮气柜用此型不经济。此类气柜中国已有系列生产，其容量（千 m3）为 5、10、20、30、50、100、150、200 等系列。本项目选择干式气柜，设置公称容积 30000m3干式气柜 1 台。气柜缓冲时间约40 分钟，能保证焦炉气组成相对稳定，同时保证压缩机入口压力稳定。4.2.1.3 焦炉气压缩焦炉气压缩 焦炉气压缩机是本项目重要的动力设备，可供选择的有离心式、往复式、螺杆式三种形式的压缩机。由于焦炉气中含有焦油、粉尘等，这对离心式压缩机的叶149、轮是致命的伤害，难以保证压缩机的连续正常运转。对 往复式压缩机来说，情况远比离心式压缩机性能好，尽管焦炉气含有焦油及粉尘等杂质，经过粗脱萘和焦油，通过蒸汽的定期吹扫，能够保证压缩机在一定周期连续稳定运转。目前国内开发的湿式螺杆压缩机，适宜于焦炉气介质，主机冷却形式采用喷软化水或柴油，防止杂质对缸体产生影响，其优点是能耐一定的焦油萘粉尘等杂质，检修部件少，一般不设备机。但相对往复压缩机，螺杆压缩机效率较低，同时价格相对较高，制造周期长。为此，根据本项目焦炉气气量负荷，本报告推荐选用往复式压缩机组往复式压缩机组对焦炉气进行加压，此类压缩机已经在同类项目中有着广泛的应用。4.2.1.4 焦炉气净焦炉150、气净化化 由于出压缩机焦炉气含有一定的油雾、萘、焦油，这些杂质加热到精脱硫需要的温度时会严重结焦，会对焦炉气换热设备造成堵塞并沉积在加氢催化剂和精脱硫剂的表面，缩短焦炉气换热设备检修周期及加氢催化剂和精脱硫催化剂的使用寿命。为了保证设备长周期运行及加氢催化剂和精脱硫催化剂的使用寿命，本项目采用吸附剂进行精脱油脱萘来除去焦炉气中夹带的油雾、萘、焦油。设置洗氨塔，采用水吸收除去焦炉气中的氨，防止焦炉气中氨对后续工序催化剂的影响，同时保证进入冷箱的气体氨含量达到指标。4.2.1.5 有机硫转化与精脱硫有机硫转化与精脱硫（1）有机硫转化 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 有机硫转化设置两151、级：一级加氢转化和二级加氢转化。一级加氢转化：尽管前工序已除去多种杂质，为避免剩余部分杂质对有机硫转化催化剂产生不良影响，在一级加氢转化前设置预转化。预转化催化剂首先接触焦炉气对一级转化催化剂起保护作用。预转化常规设两个槽，以保证长周期、稳定运行；预58转化和一级转化阶段均用铁钼转化催化剂。二级加氢转化：其目的是将气体中未转化的有机硫几乎全部转化为无机硫（H2S），二级加氢转化催化剂一般选用钴、钼转化催化剂或镍-钴-钼催化剂，虽然价 格较高，但可充分发挥其对有机硫高转化率、净化度高的特点。本项目针对一级和二级有机硫转化的不同特点选择不同的转化催化剂，一级加氢转化要求在较高浓度下将大部分有机硫转152、化，而净化度要求不高，可选用价格便宜的铁钼转化催化剂。二级加氢转化要求把有机硫基本脱除干净，需选用价格贵的催化剂，为取得高的价格性能比，一方面应尽量增加一级加氢负荷、减少二级加氢负荷，同时二级选用价格相对较高的镍-钴-钼催化剂。（2）精脱硫 二级有机硫转化后的精脱硫，要求脱硫后气体中总硫0.1ppm，本项目采用氧化锌作为精脱硫剂。4.2.1.6 变换变换工艺方案的比较和选择工艺方案的比较和选择 变换工艺主要是在催化剂的作用下，原料气中的 CO 与 H2O 发生反应，生产 CO2和氢气，主要反应方程式如下：CO+H2O CO2+H2+Q 酸性气体脱除（脱碳）技术基本上分为两大类：一类是化学吸收法153、。它是利用气体中有关组份能与吸收剂中的活性组份起化学反应生成化合物，而再生时所生成的化合物又被分解释放出活性组份及气体。常用的有热钾碱法(如 Benfield)和醇胺法(如 MDEA)根据变换催化剂对硫的耐受性，分为耐硫变换和无硫变换。无硫变换根据催化剂对温度的适应性又分为中高温变换和低温变换。本项目采用西南院新开发的无硫宽温变换催化剂，该催化剂起活温度低，使用温度范围广 200320。4.2.1.7 脱碳工艺的比较和选择脱碳工艺的比较和选择等。另一类是物理吸收法。利用气体中有关组份能溶解于溶剂这一性质，以非电解质、有机溶剂或其溶液作吸收剂。常用的工艺方法有碳酸丙烯酯法(Fluor)、低温甲醇154、洗法 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 59 (Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。实际上，当气体分子与吸收剂分子之间有较强的物理作用，例如生成氢键时，这样的吸收过程已接近于弱化学反应条件下的吸收过程。环丁砜法和 MDEA 法实际上就是既有物理吸收又兼有化学吸收的特点。目前大中型工业装置中脱除酸性气体常用的方法有：低温甲醇洗、NHD 和 MDEA三种。（1）低温甲醇洗 低温甲醇洗是20世纪50年代初由德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺。该工艺以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气溶解度极大的优良特性，脱除原料气中的酸性气体。该工艺气体净化155、度高，选择性好，气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行。我国已投产的大型渣油和煤制氨装置也大都采用这一技术。但是低温甲醇洗为专利技术，工艺设计在低温下操作，为有效回收能量，降低能耗，该工艺流程较复杂，装置换热设备较多，投资费用也较大。同时该工艺在低温下操作，对设备和管道的材质要求高，需部分使用低温钢材，在设备制造上也有一定的难度。这些因素使得低温甲醇洗的软件费用和硬件费用均较高。因此，低温甲醇洗多用于大型化工装置。（2）NHD Selexol 工艺是由 Allied 化学公司于 20 世纪 60 年代开发的，并于 80 年代初开始用于从合成气中脱除 CO2，后发展为从气体中选择性脱除156、酸性气。国内南京化学工业公司研究院于八十年代经研究筛选，获得了物化性质与 Selexol 相似的吸收溶剂组成，称之为 NHD 溶剂。NHD 溶剂对 H2S 和 CO2的吸收能力较高，尤其对 H2S 的吸收具有较高的选择性。NHD 为国内自行研究开发的工艺技术，工艺相对较简单，其操作温度在-5150之间，普通钢材即可满足要求，因此 NHD 工艺的软件费用和硬件费用均低于低温甲醇洗工艺，这是 NHD 工艺最大的优点。但是 NHD 工艺的脱硫和脱碳是分别进行的。脱硫部分采用常温下选择性吸收 H2S、H2S 浓缩及再生的三塔流程，配以二级闪蒸。脱碳部分采用双塔二级闪蒸流程，脱碳塔的塔顶贫液温度 02，157、空气气提或加热进行溶液再生。NHD 净化工艺主要应用于中小型合成氨或制合成气装置中。（3）MDEA 醇胺脱碳工艺中以甲基二乙醇胺(MDEA)为代表，经过不断更换溶液化学成份和 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 60 改进工艺技术，逐渐发展成为目前能耗最低、腐蚀性最小的化学吸收工艺之一。该工艺是德国 BASF 公司于 1971 年开发的以哌嗪为活化剂的活化 MDEA 脱碳方法。国内南化集团研究院从 1987 年开始开发 MDEA 脱碳工艺，在 1992 年通过技术鉴定，并已在国内中、小型化肥厂得到广泛应用。MDEA 性质稳定，对碳钢不腐蚀。同时，由于它的弱碱性，被吸收的 CO2容易158、解吸，可以采用减压闪蒸的方法再生，从而节约大量热能。MDEA 脱碳在天然气工业中有广泛的应用业绩。上述三种酸性气体脱除技术的具体比较如表 4-2 所示。表 4-2 酸性气体脱除技术比较 比较工艺比较工艺 比较项目比较项目 低温甲醇洗低温甲醇洗 NHD MDEA 技术特点 净化度高，选择性好，脱硫脱碳可在一个塔内分段进行。但流程复杂，需反复换热，设备较多。净化度较高，选择性好，脱硫脱碳在不同塔内分别进行。流程较简单，设备较少 净化度较高，选择性好，脱硫脱碳在一个塔内同时进行。流程简单，设备很少。操作温度-20-60-5150 25130 设备要求 需低温耐腐蚀钢材 多采用板式换热器 常规管壳换热159、器 设备投资 设备投资大，需购置深冷设施 设备投资较小，需购买制冷机组 设备投资小，无特殊要求 溶剂特性 甲醇，价廉易得，但有毒性，且运行中损耗较大 NHD 价格为甲醇 710倍，溶剂初次填充费用较高，运行中损耗较低 MDEA 比 NHD 溶剂廉价，溶剂初次填充费用较低，运行中损耗较低 有效气体损失 H2 损失 0.05%H2 损失 0.4%H2 损失 0.08%溶剂再生 减压闪蒸，氮气气提或蒸汽加热，蒸汽耗量很少 减压闪蒸，空气气提或蒸汽加热，蒸汽耗量较少 减压闪蒸，蒸汽加热再生，蒸汽耗量较多 运行费用 溶液循环量小，运行费用低 溶液循环量较大，运行费用较高 溶液循环量较大，运行费用较高 本160、项目中，对于焦炉气的脱碳，由于净化变换后的焦炉气中不含硫化物且 CO2浓度较低，使用低温甲醇洗工艺不合理。本项目变换后焦炉气脱碳采用 MDEA 工艺，技术成熟、投资小、操作简单、安全性高。4.2.2 甲烷化工艺选择甲烷化工艺选择 4.2.2.1 工艺原理工艺原理 净化变换脱碳后的焦炉气中的除含有较多的 CH4外，还含有大量 H2和少量的碳氧化物（CO 和 CO2）。在深冷分离 LNG 过程中，CO2的含量必须降低到较低浓度以 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 61 免堵塞冷箱，影响正常的生产操作。可以通过甲烷化工艺来脱除 CO 和 CO2，同时提高 CH4含量，以获得更多的产品。161、甲烷化过程中，焦炉气中的多碳烃也会转化为甲烷，即增加了 LNG 产量，也简化了进冷箱前的净化工艺，避免因多碳烃含量高造成冷箱堵塞。甲烷化工艺的原理是 CO、CO2和 H2在合适的温度压力条件下，经催化剂作用发生下列主要反应：CO+3H2=CH4+H2O H 0 298=-206.2 kJ/mol (4-1)CO2+4H2=CH4+2H2O H 0 298=-165.0 kJ/mol (4-2)CO+H2O=CO2+H2 H 0 298=-41.16 kJ/mol (4-3)研究表明，一般情况下，反应（4-1）比反应（4-2）速度快，也更容易进行完全。由反应式可知，甲烷化反应是体积缩小的强放热反162、应。从热力学角度分析，提高反应压力和降低反应温度，将有利于反应平衡向正方向进行。4.2.2.2 甲烷化工艺介绍甲烷化工艺介绍 由于甲烷化反应是一个强放热过程，保持甲烷化反应器床层的温度在允许的范围内，及时而有效的移走反应热是甲烷化工艺过程能够平稳进行的关键。根据移走热量的方式不同，目前国内外甲烷化工艺流程有多种，但经常应用的主要有以下三种类型：（1）等温甲烷化工艺 该工艺是甲烷化反应直接在等温（典型的为列管式）反应器中进行，反应产生的热量由冷媒及时移走。其优点是反应可以控制在最佳的温度范围内进行，反应床层的温度梯度小，因而催化剂装填量较小。缺点是反应器结构较为复杂、反应管材质为不锈钢，造价较高163、；其次，除了为反应器移走热量的冷媒循环系统之外，还需要另外设置反应热回收系统（如锅炉给水-蒸汽系统）。国内以中科院大连化物所开发工艺为代表，使用导热油作为反应器移热的冷媒。（2）无循环绝热甲烷化工艺 该工艺流程的反应器采用绝热反应器，反应热在反应器外被移走。该类流程经常在合成氨等工业装置中采用：通过甲烷化反应将工艺气中微量的 CO 和 CO2与 H2反应转化为 CH4来达到净化的目的。在原料气中 CO 和 CO2含量较高的情况下采用本工艺方案，由于反应温升明显，要求甲烷化催化剂有非常好的耐热性能，同时反应器必须能够适应高温反应工况。目前在国内，从事耐高温甲烷化催化剂和绝热甲烷化工 神马实业40164、000Nm3/h焦炉气综合利用项目 62 艺研究，并取得较好成果的有西南化工研究设计院、西北化工研究院等单位。（3）有循环外移热甲烷化工艺 该工艺流程的反应器仍为绝热反应器，不同之处在于：在甲烷化反应气在回收了热量并分离掉游离水后，部分气相通过循环压缩机升压后，与新鲜原料气混合，再回到反应器的入口。这种工艺适合于中、大型工业装置上采用。与其它方案相比，具有明显的优点：反应温升不剧烈，流程相对简单，控制相对平稳，可以有效回收中压蒸汽，反应器结构简单、无须采用特殊材质、投资相对较省、易于放大。同时，也存在不足：由于反应器进料流量增大，反应推动力减小，催化剂装填量在一定程度上明显增加，此外，该工艺必165、须要设置循环气压缩机，与无循环方案相比，会增加一定的动力消耗。西南化工对该工艺进行深入研究与工业开发，目前已有多套工业化装置。4.2.2.3 国内外甲烷化工艺技术现状国内外甲烷化工艺技术现状 国外甲烷化催化剂及工艺的研究可追溯到 20 世纪初，当时主要用于脱除合成气中残留少量的碳氧化物（CO 和 CO2）。高 CO 含量甲烷化的开发始于 20 世纪 40 年代，而真正发展时期是从 20 世纪 70 年代初开始。国外从事甲烷化催化剂和工艺研究的很多，美国煤气化研究所（GRI）、法国煤气发展公司（GI）、美国芝加哥煤气研究所（IGT）、托普索（Topse）、Lurgi 等的研究成果，最引人注目。2166、0 世纪 70 年代初英国煤气公司采用间接甲烷化路线将鲁奇气化炉生产的煤气经变换再甲烷化得到合成天然气（SNG）；1984 年，历时 8 年的美国煤气甲烷化生产代用天然气的示范工厂大平原厂终于建成投产。该装置采用 RM 多级甲烷化工艺直接将煤气转化为燃气。目前，利用煤气甲烷化生产燃气已经在美国、德国、丹麦等多个国家应用。有代表性的甲烷化流程有：RM 的多级绝热甲烷化工艺、Koppers-SNG法的变换-甲烷化联合工艺、LurgiSasol 甲烷化工艺、托普索的 TREMP 甲烷化工艺等。国外已工业化的 SNG 装置，以及国外公司（如丹麦托普索公司等）推荐采用的甲烷化工艺方案也都是通过循环气外部167、移走反应热。国内西南化工、中科院大连化物所、西北化工研究院、华东理工大学、北京煤气化所等单位也开展了许多研究工作，在甲烷化催化剂的研制和甲烷化工艺研究上取得了不少成果。如西北化工研究院开发的 RHM-266 型耐高温煤气甲烷化催化剂在 1986年就通过了化工部的鉴定，该院开发的 JRE 性耐高温煤气甲烷化催化剂 1996 年也通过了化工部的鉴定。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 63 西南化工具有 50 多年的催化剂研发和生产基础，早在 90 年代就开始研究甲烷化催化剂，并获得了工业化应用的甲烷化催化剂产品 CNJ-2，该产品广泛应用在国内多家合成氨厂的甲烷化净化装置。西南化工针168、对焦炉气的组成，在原有甲烷化催化剂科研成果的基础上，开发了具有自主知识产权的焦炉气甲烷化制 SNG、CNG/LNG 工艺流程与专用甲烷化催化剂。CNJ-5a 型焦炉气制天然气专用甲烷化催化剂具有耐高温、高活性、高选择性、高烃转化能力和氧的脱除能力等特点。结合在气体净化和分离方面的优势，西南化工集成焦炉气净化、甲烷化、膜分离或深冷分离等技术，开发出焦炉气制 SNG/CNG/LNG（联产燃料电池级氢气或液氨）成套技术，该技术已申报 20多项国家发明专利，并已在 20 多个工业装置中应用。因此，结合本项目的具体情况，本报告推荐采用西南化工甲烷化技术，采用两段绝热甲烷化工艺。4.2.3 深冷分离方案选169、择深冷分离方案选择 4.2.3.1 深冷分离技术概况深冷分离技术概况 天然气液化的流程按制冷方式分为 3 种模式：阶式制冷循环工艺；混合制冷剂制冷循环工艺（MRC），包括闭式、开式、丙烷预冷、CII 等流程；带膨胀机制冷循环工艺，包括天然气膨胀、氮气膨胀、氮-甲烷膨胀等。（1）阶式制冷循环工艺 该液化流程由 3 个制冷段（即 3 个温度级：丙烷段-38、乙烯段-85、甲烷段-160）串接组成。为了使实际级间操作温度尽可能贴近原料气的冷却曲线，减少熵增，提高效率，人们后来将 3 个温度级改进为 9 个温度级，即再将丙烷段、乙烯段、甲烷段各分为 3 个段。（2）混合制冷剂制冷循环工艺 混合冷剂制冷170、循环又称 MRC（Mixed Refrigerant Cycle）工艺，该工艺采用多组分制冷剂（N2+C1C5 混合物）循环，利用混合物各组分不同沸点、部分冷凝的特点，达到所需的不同温度水平。在混合冷剂循环的基础上，发展有丙烷预冷的 MRC 工艺，简称 C3/MRC 工艺，它的效率接近阶式循环。C3/MRC 工艺综合了阶式制冷循环工艺和 MRC 工艺的特长，具有流程简单、效率高、运行费用低、适应性强等优点。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 64 （3）膨胀机制冷循环工艺 以膨胀机制冷循环为基础的天然气液化工艺流程是通过采用透平膨胀机进行等熵膨胀而达到降温目的的过程。根据进入膨胀机171、的介质的不同，膨胀机制冷循环分为两种：1）天然气膨胀机工艺采用天然气膨胀制冷的循环，又称开式膨胀机循环；2）氮气膨胀机循环工艺采用氮（或氮-甲烷混合物）膨胀制冷（闭式）的工艺流程。天然气膨胀机工艺是利用原料气（即天然气）自身的压力进行膨胀，该循环仅适用于当原料气具有较高的压力，且天然气液化率要求不高的场合。氮气膨胀机循环工艺是利用透平膨胀机制冷原理，以氮为介质，进行密闭循环制冷。氮膨胀制冷循环是一个密闭的、独立的系统，因此该工艺的选用，可不考虑原料气压力的高低，并且可根据需要，使进入装置的天然气液化率几乎达到 100%。为了降低膨胀机制冷循环的功耗，采用 N2-CH4双组分混合气体代替纯氮，发172、展了 N2-CH4膨胀机制冷循环。与混合冷剂循环相比，N2-CH4 膨胀机制冷循环具有起动时间短、流程简单、控制容易、制冷剂测定和计算方便等优点。同时由于缩小了冷端换热温差，它比纯氮膨胀机制冷循环节省 1020%的动力消耗。4.2.3.2 甲烷化气体深冷分离工艺的确定甲烷化气体深冷分离工艺的确定 本项目中，由于深冷分离液化工序在项目投资和能耗中所占的比例较大，因此，合理地评价及选择分离液化流程尤其重要。根据目前国内随着天然气液化装置可供选择的液化流程种类和已建成工业化装置的运用情况，本着尽量采用国产化、可靠、节能的原则选择深冷分离工艺。与一般液化天然气装置的不同在于，焦炉气甲烷化后原料气体中含173、有大量的氢气（约3060%），一定量的氮气（约 5-10%），通过对几种不同方法分离氢、氮后深冷分离的工艺流程进行组合和模拟计算，并分别对其甲烷总收率、能耗进行综合比较分析，本项目对甲烷化后气体液化分离采用“混合制冷剂制冷系统+氮气循环系统”的制冷工艺。混合制冷剂循环可以大大降低能耗，而氮气循环又能为精馏塔塔顶提供更低的冷量。为满足深冷液化对原料气的要求，进深冷系统原料气中 CO2含量30ppm，水1ppm 的要求，需对进深冷系统的富甲烷化气进行深冷预处理。深冷预处理采用分子筛作为干燥剂对富甲烷气进行脱水干燥。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 65 4.2.4 LNG 储罐储罐 174、4.2.4.1 低温贮罐概况低温贮罐概况 LNG 贮罐是 LNG 罐区的核心设备。低温 LNG 贮罐当有效容积 V125m3时，可采用真空粉末或真空多层绝热方式，在制造厂内整体制作（包括抽真空工序）完工，经公路、铁路或水路运输至现场安装。当有效容积125m3时，可在现场组装，可供选择的技术方案有：（1）子母罐；（2）球罐；（3）圆筒罐；（4）常压罐；（5）集群罐。其中（1）（3）方案的内罐均为压力罐，因此排液采用压力挤压法，（4）方案则采用泵加压排液。所有方案中，内罐的材料为奥氏体不锈钢，外罐为低合金钢或碳素压力容器用钢。4.2.4.2 LNG 贮罐方案比选贮罐方案比选（一）子母罐 子母罐是指175、由多个（三个以上）子罐并联组成的内罐，以满足低温液体贮存站大容量贮液的要求。多只子罐并列组装在一个大型外罐（即母罐）之中。子罐通常为立式圆筒形，外罐为立式平底拱盖圆筒形。由于外罐形状尺寸过大等原因不耐外压而无法抽真空，外罐为常压罐。绝热方式为粉末（珠光砂）堆积绝热。子罐通常在压力容器制造厂制造完工后运抵现场吊装就位，外罐则加工成零部件运抵现场后，在现场组装。单只子罐的几何容积通常在 100180m3之间（目前国内最大单只子罐容积为250m3）。子罐的数量通常为 37 只，因此可以组建 3001750m3的大型贮罐。子罐可以设计成压力容器，最大工作压力可达 1.8MPa，通常为 0.21.0MP176、a，视用户使用压力要求而定。子母罐具有如下特点：（1）依靠容器本身的压力可采用压力挤压的办法对外排液，而不需要输液泵排液。由此可获得操作简便和可靠性高的优点。（2）容器具备承压条件后，可采用带压贮存方式，减少贮存期间的排放损失。（3）子母罐的制造安装较球罐容易实现，制造安装成本较低。（二）球罐 低温液体球罐的内外罐均为球罐。工作状态下，内罐为内压力容器，外罐为真空外压容器。夹层通常为真空粉末绝热。球罐的内外球壳板在压力容器制造厂加工成形后，在安装现场组装。球壳板的成形需要专用加工工装保证成形，现场安装难度大。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 66 国际上，美国和前苏联在航天火箭 177、LH2、LO2 地面贮罐上采用过。国内采用过 200m3球罐储存 LO2。球罐具有如下特点：（1）在相同容积条件下，球体具有最小的表面积，设备的净重最小。（2）球罐具有最小的表面积，则意味着传热面积最小，加之夹层可以抽真空，有利于获得最佳的绝热保温效果。（3）球罐的球形特性具有最佳的耐内外压力性能。（三）圆筒罐 圆筒罐为双圆筒夹套式结构，夹层充填或包扎绝热材料并抽真空，保温效果较为理想。一台大型圆筒罐可以等容量取代多台小容量并联贮罐，可以节省贮罐配套用阀门仪表。该贮罐适用于容积 2001000m3，工作压力 0.21.0MPa 范围之间。圆筒罐具有如下特点：（1）由于操作阀门仪表的减少，操作更178、加方便可靠。（2）占地面积较少。（3）与球罐相比，圆筒罐加工成形、组装技术难度比低，更易实现。（四）常压罐 常压罐为立式平底拱盖双圆筒结构，内罐用于常压贮存液体，夹层充填绝热材料。外罐为常压容器，夹层无法抽真空，绝热方式为堆积绝热。常压罐通常与液体生产装置相匹配。常压罐自身的排液压力极为有限，通常需采用输液泵加压排液。因此，对泵的可靠性要求较高，使整个储存区的可靠性受到制约。常压罐具有如下特点：（1）建造技术难度低，容易实现。（2）材料利用率高，投资省。（3）容量适用范围宽，可达 200200000m3。（4）占地面积小，维护方便。（五）集群罐 罐建站模式是指采用多只容量 100m3左右，在制179、造厂整体制造完工的真空粉末绝热压力贮罐，运抵用户现场，并联组成较大总贮液量要求的建站模式。当 LNG 站的总贮量200m3时，采用集群罐建站模式可以获得缩短建站周期，减少现场安装工作量等效果。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 67 集群罐具有如下特点：（1）贮罐可在制造厂整体制造（包括抽真空合格）完工后交用户。产品制造施工条件较好，有利于保证质量。（2）单只贮罐的容量100m3时，无论公路、铁路运输均能实现。但当容量100m3时，某些地域运输受限，且运费高昂。（3）建站周期短，投资占用期相应缩短。4.2.4.3 储存方案的选择储存方案的选择 本项目 LNG 的出口压力为 0.01180、5MPaG，所以采用常压储罐储存。本项目 LNG 储存量根据市场调节，按 710 天的储存天数考虑，根据 LNG 产量，配备约10天的贮存容量，即设1个5000m3的LNG常压贮槽储存。贮存压力15kPaG，设计压力为 20kPaG。4.2.5 合成氨工艺技术比选合成氨工艺技术比选 合成氨合成气（主要成分是 H2和 N2）在催化剂的作用下，反应生成合成氨，其反应式如下：1/2N2+3/2H2 NH3+46.22kJ/mol 反应过程要在高压下进行，压力越高，越有利于氨的合成。温度低时，反应有利于向氨合成的方向进行，但反应速度较慢，提高温度不利于反应平衡，但可以加快反应速度，在实际操作中，温度的181、选择取决于触媒的活性，必须借助触媒，以加快反应速度。以气态烃为原料的合成氨流程，尽管国际上各公司采用的工艺方法有所不同，但基本生产过程没有发生大的改变；氨合成工艺也是这样，流程基本相同。目前氨合成的方法，由于采用的压力、温度和催化剂种类的不同，一般可以分为低压法、中压法和高压法三种。（1）低压法 操作压力低于 20MPa 的称为低压法，操作温度 450550。采用活性强的亚铁氰化物作催化剂，但它对毒物很敏感，所以对气体中的杂质（CO、CO2）要特别严格。该法的优点是由于操作压力和温度较低，对设备、管道的材质要求低，生产容易管理。但低压法合成率不高，合成塔出口气中含氨约 8%10%，所以催化剂的182、生产能力比较低；同时由于压力低，必须将循环气冷至-20的低温才能使气体中的氨液化，分离 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 68 比较安全，所以需要设备庞大的冷冻设备，使得流程复杂，而且生产成本较高。（2）高压法 操作压力为 60MPa 以上的称为高压法，其操作温度为 550650。高压法的优点：氨合成的效率高，合成塔出口气中含氨达 2530%，催化剂的生产能力较大。由于压力高，一般用水冷的方法气体中的氨就能得到较完全的分离，而不需要氨冷。从而简化了流程；设备和流程比较紧凑，设备规格小，投资少，但由于在高压高温下操作，对设备和管道的材质要求比较高。合成塔需用高镍优质合金钢制造，即使183、这样，也会产生破裂。高压法管理比较复杂，特别是由于合成率高，催化剂层内的反应热不易排除而使催化剂长期处于高温下操作，容易失去活性。（3）中压法 操作压力为 2060MPa 的称为中压法，操作温度为 450550。中压法的优缺点介于高压法与低压法之间，目前此法技术比较成熟，经济性比较好。因为合成压力的确定，不外乎从设备投资和压缩功耗这两方面来考虑。从动力消耗看，合成系统的功耗占全厂总功耗的比重最大。但功耗决不只取决于压力一项，还要看其它工艺指标和流程的布置情况。总的来看，在 1535MPa 的范围内，功耗的差别是不大的，因此世界上采用此法的很多。氨合成的上述三种方法，各有优缺点，不能简单的比较其184、优劣。由于本项目以深冷液化分离后的富氢尾气为原料，合成气中的杂质（CO、CO2）含量已很低，本项目推荐采用操作压力和温度较低，对设备、管道的材质要求低，生产容易管理的低压法低压法合成氨工艺合成氨工艺。4.2.6 液体二氧化碳工艺技术方案比选液体二氧化碳工艺技术方案比选 CO2液化工艺是二氧化碳装置的核心工艺，常见的工艺有：（1）高压液化法 将原料二氧化碳气通过压缩机提压至 8.0MPa 左右，经过常温水冷后液化，在高压下直接充瓶销售。该方法的优点是流程短，工艺简单，投资省。而缺点则很明显，由于压力高，许多必备的净化手段因制作难度和费用高而被取消，杂质因压力高而溶解在产品中，产品质量低，储存运输185、均不方便。产品中烃类、醛类、醇类等可燃有机物也无法除去，产品纯度低，杂质多，只能用于一般工业用途。（2）低压深冷法 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 69 它是在高压法的基础上加以改进，配合脱硫、干燥、高压节流至浅低压，低温氨冷，将沸点与二氧化碳相近的低沸点杂质分离，产品纯度有很大提高。但诸如苯、多碳烃、含氧有机物等高沸点杂质仍然无法脱除。产品中的有毒有害物质含量高，只能用于工业用途或一般行业。（3）变压吸附法 利用吸附剂对不同气体在吸附量、吸附速度、吸附力等方面的差异以及吸附剂的吸附容量随压力变化而变化的特性，在加压时完成混合气体的吸附分离，在降压下完成吸附剂的再生，从而实现气186、体分离和吸附剂再生、循环使用的目的。在生产液体产品时配备冷凝和提纯工序而实现。该法的特点是气源纯度适应范围较宽，适合二氧化碳浓度 20%以上的各种气源（如浓度太低，经济效益低），较适合于从低浓度 CO2 气体中提取较高浓度 CO2。但纯度和杂质含量波动大，很难长期保证产品质量稳定，特别是对国际饮料二氧化碳标准和食品安全国家标准 食品添加剂 二氧化碳（GB1886.228-2016）标准中那些痕量和超痕量杂质指标无法可靠保证。该法生产的产品仅可用于工业和一般行业，不能达到国际饮料技术协会（ISBT）和GB1886.228-2016 标准的质量要求。（4）浅低温吸附精馏法 该法综合了低压深冷和精馏187、的优点，分离沸点比二氧化碳相近的杂质，配合使用特定的选择性很强的吸附剂，有针对性地脱除沸点比二氧化碳高、通过精馏仍无法分离的杂质。但一般二氧化碳的原料气中，杂质是多种多样的，该方法在工业化装置中一般每种吸附剂独立设一个塔或几种吸附剂组合装填于一个塔中进行吸附分离，从理论上讲是可以实现的。但在实际生产中，由于不同吸附剂对不同杂质的吸附容量不同，而气源中不同杂质的含量也不同，很难保证多种吸附剂同时穿透失效，可能某一种或几种吸附剂已经穿透失效了而其它吸附剂还未失效，从而难以保证原料中的几十种杂质同时合格。该工艺和变压吸附一样，无法保证国际饮料二氧化碳标准和二氧化碳新国标中那些痕量和超痕量杂质指标的稳188、定。国内采用吸附净化的企业都有过失败教训，特别是以煤为原料生产合成氨过程中放空的二氧化碳原料气，要想通过吸附净化法生产出符合国际饮料协会和 GB1886.228-2016 标准的 CO2产品难度非常大。（5）洗涤、吸附与低温精馏组合法 该法综合了低压深冷和精馏的优点，首先通过清水洗除去原料气中水溶性杂质，再低温精馏分离沸点比二氧化碳低深的杂质，配合使用活性炭吸附剂，有针对性地脱 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 70 除沸点比二氧化碳高、通过精馏无法分离的杂质。此法生产的液体二氧化碳浓度较高并且稳定，一些低沸点杂质可稳定地脱除。该法较适宜于酒精厂发酵气生产食品级液体二氧化碳，产品189、各项指标均可达食品级液体二氧化碳 GB1886.228-2016 标准。（6）催化氧化与精馏组合法 此法的特点是在特定条件下利用催化氧化的原理，将原料气中的所有可燃性杂质与氧发生氧化反应而加以脱除（特别是那些沸点比二氧化碳高的有毒有害杂质，如多碳烃、醛、醇等含氧有机物），燃烧后的产物是水和二氧化碳，由于燃烧反应彻底，为这些杂质的彻底去除提供了技术保证，再结合使用合理先进的脱硫技术和低温提纯技术，产品质量完全可以达到国际饮料协会（ISBT）和 GB1886.228-2016 标准。表 4-2 各种工艺的优缺点对比表 工艺技术 可靠性 先进性 与本项目适用性 消耗 经济性 产品质量 高压液化法 低190、 一般 差 低 低，投资低，产品成本高 不满足食品级 低压深冷法 低 差 差 低 低 不满足食品级 变压吸附法 低 一般 差 低 差 很难满足食品级 浅低温吸附精馏法 一般 一般 一般适用 原料气组成影响较大 高 一般 很难满足食品级 洗涤、吸附与低温精馏组合法 一般 好 较好 较高 一般 满足食品级 催化氧化与精馏组合法 高 较好 较好 较低 较高 满足食品级 综上，本项目 CO2原料来自湿法脱碳解吸气，杂质含量降低，推荐使用吸附与低温精馏组合法，其为成熟工艺。4.3 工艺过程说明 4.3.1 工艺流程概述工艺流程概述 本项目工艺装置分为以下部分：1）焦炉气压缩净化装置：包括焦炉气预处理、气191、柜、焦炉气压缩、焦炉气净化、精脱硫、变换、脱碳、甲烷化、脱水等单元；2）深冷分离装置：包括脱汞、冷箱、制冷剂压缩、氮气压缩、BOG 压缩、制冷剂储存与卸车等单元；神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 71 3）合成氨装置：包括氮气压缩、氢氮气联合压缩、氨合成、氨分离、驰放气洗涤、驰放气氢回收等单元；4）二氧化碳提纯装置：包括二氧化碳压缩、净化、液化、精馏等单元；5）空分制氮装置：氮气供氨合成、全厂用氮气、全厂用仪表空气与压缩空气。6）储运系统：设置 5000m3LNG 全容罐 1 台，存储时间约 10 天。设置 2000m3液氨球罐 3 台，其中 1 台为备用罐，存储时间约 8 天。192、设置 650m3液体二氧化碳球罐2 台，储存周期约 8 天。焦炉气预处理、压缩、净化后，经加氢转化、精脱硫至总硫小于 0.1ppm 后进行宽温变换，将大部分 CO 转化为氢气和 CO2。然后采用湿法脱碳将 CO2含量脱除至0.5%左右。通过甲烷化将其中剩余的少量 CO、CO2都转化为甲烷，甲烷化过程同时也可以将多碳烃、苯等转化为甲烷。甲烷化后富甲烷气干燥脱汞后进入冷箱，经深冷分离得到 LNG 产品，LNG 产品进入 LNG 储罐。深冷分离尾气中补入部分氮气调整氢氮比至 3 左右，然后去合成液氨。脱碳解吸气经压缩净化、液化精馏得到液体二氧化碳，进入二氧化碳储罐。本项目工艺流程示意图与总物料平衡见193、图 4-1。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 72 图 4-1 焦炉气综合利用工艺流程示意图 4.3.2 流程说明流程说明 4.3.2.1 焦炉气压缩净化装置焦炉气压缩净化装置 焦炉气压缩净化装置包括焦炉预处理、焦炉气压缩、焦炉气净化、变换、脱碳、甲烷化、干燥等单元。（1）焦炉预处理 来自界外的焦炉煤气，压力 57kPa，进入焦炉煤气预处理，在除雾除尘器内首先经雾化喷淋，降低焦炉煤气中杂质浓度(焦油尘/硫/氨/苯/等)；洗涤后的煤气进入特殊板组段，去除煤气中包裹有杂质的大液滴；最后焦炉煤气进入疏松纤维床精处理，包裹有焦油尘的小液滴与焦炉煤气在疏松纤维床内高精度分离，粗脱油脱萘后的194、焦炉煤气进入下游工序。为了减少焦油尘在纤维床内的逐步累积而导致堵塞，系统设计了定期的冲洗系统，对预处理器彻底冲洗，冲洗后的含尘废水落入塔下部，由特殊设计的排污口排出。2）焦炉气气柜 286万Nm3/a 液体 CO2 焦炉气(干基)循环气 6.33 万吨/a 3.2 亿 Nm3/a 预处理 焦炉气压缩 变换 脱水 深冷分离 CO2解吸气 LNG 甲烷化 气柜 液氨 氮气 5256 万 Nm3/a 8.94 万吨/a 合成氨尾气 脱碳 MDEA 空分制氮 755 万 Nm3/a 压缩净化 液化精馏 5 万吨/a 精脱硫 焦炉气净化 氢氮气压缩 氨合成 氨分离 CO2 尾气 尾气 2.4MPaG 3195、kPaG 5-7kPaG 0.1ppm 萘10mg/Nm3 焦油1mg/Nm3 氨 15mg/Nm3 洗氨 2.3MPaG 300 70 0.2-0.5%250-6501.0-3.0MPaG 3000-15000h-1 副产蒸汽2.5MPaG 1ppm 装车 1.9MPaG 储存 0.015MPaG-163 1.6MPaG 1.6MPaG 14.5MPaG 1041万Nm3/a 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 73 根据本项目的焦炉气处理量，建议设置 1 台 3 万 m3干式气柜，缓冲时间约 40分钟。经粗脱油脱萘后的焦炉气进入气柜贮存、缓冲，出气柜的焦炉气去压缩工序。管网中焦196、炉气过剩时，将活塞顶起。当活塞上升至报警上限时，声光报警，随之自动打开紧急放散阀进行放散，当活塞继续上升时又通过机械连锁机构实现安全放散。当管网中焦炉气不足时，由气柜内焦炉气补充，随之活塞下降，当活塞下降到报警下限时声光报警，焦炉气出口电动阀门自动关闭。为保证密封油的黏度指标，在气柜底集油槽内设有加热管，油温指示计与阀门连锁进行温控，使油温始终控制在 535范围内。气柜柜体上设有柜容、柜位指示器和压力、温度及焦炉气泄漏监测装置等，并相应设有报警和连锁控制装置。（2）焦炉气压缩 焦炉气压缩机是将来自焦煤气气柜的焦煤气从 3kPaG 增压至 2.4MPaG。焦炉气压缩采用往复压缩机，共 3 台，2197、 开 1 备，压缩机采用电驱动。（3）焦炉气净化 1）精脱油。来自焦炉气压缩机三级出口的焦炉气进入精脱焦油萘单元。该单元由 3 台精脱萘焦油器组成，采用常温吸附、升温脱附的方法，焦炉煤气自精脱油脱萘器下部进入，自下而上经吸附剂吸附除去焦油煤气中所含的焦油和萘等物质，萘含量降低到10mg/Nm3，焦油含量降低到1mg/Nm3，当某台精脱油脱萘器已不能满足工艺要求时，马上切换至另一台备用精脱油脱萘器，并将已吸附饱和的精脱油脱萘器中的吸附剂再生或者更换，如此往复循环。2）洗氨。本单元设置原料焦炉气洗氨塔，洗去焦炉气中含有的少量氨（50mg/Nm3），防止氨对后续工段催化剂活性造成影响。来自焦炉气压缩198、机四级出口的焦炉气，经换热回收热量，并冷却至常温后从洗氨塔底部进入洗氨塔。在洗氨塔的填料中，经与塔顶进入洗氨水逆流接触，洗去焦炉气中的氨（洗后氨降至15mg/Nm3）。洗氨后的焦炉气在经过两台除雾器，进一步除去焦炉气中微量杂质后，送加氢脱硫工序。（4）精脱硫 焦炉气精脱硫采用预加氢+一级加氢+一级精脱硫+二级加氢+二级精脱硫工艺，可将焦炉气中总硫脱除至 0.1ppm 以下。来自焦炉气压缩机的焦炉气经换热，在 2.3MPaG，210260下进入两台可并可 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 74 串的预加氢槽，脱除焦炉气中的氧，同时采用铁钼加氢催化剂将部分有机硫转化为硫化氢。预加氢后199、的焦炉气经一级加氢将大部分有机硫转化为硫化氢。一级加氢采用铁钼加氢催化剂。一级精脱硫采用氧化锌脱硫剂将大部分硫化氢脱除。一精脱硫塔采用两个，可并可串。二级加氢采用钴钼加氢催化剂，将剩余有机硫全部转化为硫化氢。二级精脱硫采用氧化锌脱硫剂将焦炉气中的总硫含量脱除至小于 0.1ppm。二精脱硫塔采用两个，可并可串。（5）变换 来自加氢脱硫后的焦炉气，温度约为 300，首先加入中压蒸汽，作为变换用工艺蒸汽，后依次通过变换中压蒸汽发生器，锅炉水预热器调整温度后进入变换反应器，在催化剂的作用下发生一氧化碳变换反应，生成氢气和二氧化碳，以及少量的副产物甲醇。出变换炉的变换气，经过低压蒸汽发生器、锅炉水预热、200、脱盐水预热等回收热量后，降温至 70，进入水洗塔洗去甲醇，水洗后变换气降至常温，送入脱碳单元。洗涤塔用水为甲烷化后的工艺冷凝液。变换气洗涤水进入中压蒸汽汽提塔，采用甲烷化副产的中压蒸汽汽提，汽提后废水主要作为上述洗氨用水，剩余部分送循环水站作为补充用水。（6）脱碳 采用湿法脱碳工艺将变换后的焦炉气中 CO2脱除至 0.20.5%，然后去甲烷化工序。二氧化碳解吸气去生产液体二氧化碳。来自变换单元的变换气，进入 CO2吸收塔底部。气体在 CO2吸收塔下段内由下而上经活化 MDEA 半贫液喷淋洗涤，其中的大部份 CO2 被活化 MDEA 溶液吸收下来；出 CO2吸收塔下段的气体进入上段，由下而上经活201、化 MDEA 贫液喷淋洗涤，脱除残余的 CO2并经除沫层除去气体夹带的液滴后出 CO2吸收塔顶，再依次进入净化气冷却器和净化气分离器，进一步冷凝并分离气体中的冷凝液。脱碳后的净化气，送入甲烷化单元。从 CO2吸收塔底部出来的富液去闪蒸槽。在闪蒸槽降压闪蒸出的 H2、N2及部分CO2等气体，去焦炉气压缩机加压后送净化工段回收；出闪蒸槽的富液进入常压解吸塔顶部，经减压并由蒸汽逆流汽提，将富液中溶解的大部分 CO2解吸出来，使富液得到部分再生即为半贫液。从常压解吸塔解吸出来的 CO2气经塔顶除沫层分离脱碳液后去二氧化碳装置。从塔底导出的半贫液分为两股，大部分经半贫液泵加压后送到 神马实业40000N202、m3/h焦炉气综合利用项目 75 CO2吸收塔下段顶部循环；小部分经溶液泵加压后，去溶液换热器与再生塔底部来的热贫液预热，然后进入再生塔顶部，与由塔底来的蒸汽逆流接触，进一步进行再生。得到充分再生的活化 MDEA 溶液即为贫液，由再生塔底部排出，经溶液换热器换热，再经贫液水冷器冷却后，由贫液泵加压送至 CO2吸收塔上段顶部。从 CO2吸收塔上段底部排出的、吸收了部分 CO2的贫液，与半贫液泵来的半贫液汇合后去 CO2吸收塔下段顶部喷淋而下，如此完成溶液循环。从净化气分离器分离出的冷凝液送回再生塔，以维持系统的水平衡。在 CO2吸收塔富液总管上设有旁路，将 23%的溶液送到机械过滤器过滤后，再送203、到富液再生系统，以除去溶液中的固体杂质和降解物。（7）甲烷化 甲烷化反应是一个强放热反应，保持甲烷化反应器床层的温度在允许的范围内，且及时有效的撤除反应热是甲烷化工艺过程能够持续稳定进行下去的关键。本项目采用西南化工开发的绝热甲烷化工艺流程。甲烷化反应温度为 250650，反应压力 1.03.0 MPaG，空速 300015000h-1，催化剂是西南化工的 CNJ-5焦炉气甲烷化专用催化剂。采用两段甲烷化工艺。来自脱碳单元的净化后的焦炉气，首先经过甲烷化预热器和，分别与二段甲烷化出口气、二段甲烷化入口气换热，温度升至 330360，进入一段甲烷化反应器，在催化剂作用下，发生 CO 和 CO2的204、甲烷化反应。从甲烷化一段反应器出来的高温反应气（温度 450500），首先经一段蒸汽发生器副产 2.5MPaG 蒸汽后，温度降至 380350，再经甲烷化预热器与入口气换热后，温度控制在 270300，进入甲烷化二段反应器继续进行甲烷化反应。来自甲烷化二段反应器出口的气体（温度 280320），首先甲烷化预热器 1 预热一段入口原料气后，再依次进入汽包给水加热器、甲烷化水冷器回收热量，降温至40，经气液分离器分离冷凝水后再进入干燥脱水工序。本单元副产的 2.5MPa 蒸汽，首先作为变换单元汽提塔汽提废水后，后送入甲烷化反应器内作为工艺蒸汽。本单元的工艺冷凝水经过收集作为变换气的洗涤水，洗涤变换205、气后，进入汽提塔脱除 CO2、甲醇等溶解的气体成分，汽提后凝液一部分作为洗氨塔洗涤水，另一部分送循环水站作为补水。甲烷化过程中，苯、CnHm 等多碳烃转化为甲烷。（8）脱水 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 76 采用分子筛脱水干燥，将富甲烷气中的水脱除至小于 1ppm（露点小于-76）。4.3.2.2 深冷分离装置深冷分离装置（1）脱汞 干燥后富甲烷气进入脱汞塔，将富甲烷气中的汞脱除后进入冷箱。（2）深冷分离 本项目采用混合冷剂制冷循环工艺 MRC 加精馏液化的流程。富甲烷气、制冷剂和制冷用氮气再进入冷箱内的各段换热器被返流的低温介质冷却。甲烷化工序来的富甲烷气经主换热器后，在206、一定温度下以气液混合物进入低压塔的再沸器，作为低压塔精馏所需的热源，然后进入高压塔，在塔内经初次精馏塔顶富氢气体进入 LNG 过冷器，过冷器后富氢尾气去主换热器复热送出冷箱做为合成氨原料气。塔釜获得富含甲烷液体，节流后进入低压塔中部进行精馏，低压塔塔釜获得 LNG经过冷器过冷后送至常压 LNG 贮罐中储存；低压塔塔顶部抽出驰放气进入 LNG 过冷器过冷 LNG 后去主换热器复热送出冷箱。氮气经氮气压缩机压缩后进入主换热器，冷却成液体后进入分别减压进入高、低压塔顶冷凝器作为冷源，并被气化后经主换热器复热后送出冷箱循环压缩。富甲烷气液化所需冷量由一套混合制冷剂压缩机和氮气压缩机提供。混合制冷剂由甲207、烷、乙烯、丙烷、异戊烷和氮气等组成，利用各组分沸点的不同在各换热器内冷凝并过冷经 J-T 阀减压进入返流制冷剂中依次冷却不同温区的富甲烷气及正流制冷剂，返流制冷剂被复热后出冷箱进入混合制冷剂压缩机循环压缩。在运行异常和开车时，混合冷剂压缩机入口缓冲罐可以保护压缩机没有液体进入。混合冷剂循环压缩机采用离心式压缩机。混合冷剂制冷循环中的制冷剂，主要由氮气、甲烷、乙烯、丙烷、异戊烷等物质按照一定比例混合而成。配比好的混合冷剂由压缩机压缩，通过冷却后，进入压缩机出口分离器中，分离出由于增压并降温而冷凝的液体。氮气制冷压缩机采用往复式压缩机，主要是把从冷箱出来制冷用氮气经过循环氮气压缩机压缩冷却后再进入208、冷箱制冷。氮气在主换热器被预冷至一定温度后节流降压，并为精馏塔提供冷量后回主换热器复热，复热后的氮气进入氮气循环压缩机，如此循环反复。在 LNG 装车过程中，来自槽车内的 BOG 气体先送入 LNG 储罐与 LNG 储罐 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 77 自身产生的 BOG 气体混合，再经 BOG 换热器升温进入 BOG 压缩机加压至1.9MPaG，经 BOG 换热器换热降温送至液化工段冷箱入口，经净化气预冷器进一步降温至12，进入冷箱液化回用。低压塔抽出的富氮气复热后，混合一部分深冷制氮单元的氮气，作为干燥单元的再生气，再生干燥吸附剂后，与富氢气混合气合成氨单元做原料。（209、3）LNG 储运 本装置液化天然气产量约为 441m3(液体)/天，考虑到生产能力、销售与运输，厂区内储罐至少应该能够满足 79 天的储存能力，储罐在充装时需留出一定的空间，作为介质受热膨胀之用，不得将储罐充满，故此选用 1 个 5000m3全容罐。贮存压力0.015MPa(g)，温度-163。最大存储时间约 10 天。在 LNG 储罐中闪蒸出的 BOG 经 BOG 空温器至常温，进入 BOG 进口缓冲罐，再经 BOG 压缩机增压后送至冷箱原料气冷却器进口处。自 LNG 储罐来的 LNG 经过 LNG 泵将 LNG 通过灌装鹤管引导到装车站，根据实际需要，装车台设置 3 个装车台。LNG 装车210、台按两个装车臂、一个泄压臂进行设计。4.3.2.3 合成氨装置合成氨装置（1）氮气压缩、氢氮气压缩 从冷箱工序来的、压力为 1.60MPaG 的富氢气，与制氮装置过来的经氮气压缩机升压至 1.60MPaG 的氮气、驰放气回收的氢气混合，控制混合气中 H2/N23，然后进入氢氮气联合压缩机升压。（2）氨合成 来自氢氮气-循环气联合压缩机、压力约 14.5MPa 的氢氮气作为新鲜补充气，经补充气氨冷器冷却后进入补充气分离器分离冷凝液，分液后的新鲜补充气与来自冷交换热器的循环气混合后送进入氢氮气/循环气联压机循环气段压缩到15.2MPa。联压机出口设置一台高效油过滤器以防止压缩机带油，油过滤器出口气211、返回氨合成作入塔气，在进出塔换热器中预热后，进入氨合成塔发生氨的合成反应。氨合成塔出塔气经合成废热锅炉副产 2.5MPaG 中压蒸汽、合成气给水预热器、进出塔换热器回收热量后，在合成水冷器中冷却到 40，然后经冷交换器、1#氨冷器冷却到 11，大量的氨被冷凝并在 1#氨分离器中分离出来。一次分氨后的出塔气进入 2#氨冷器中冷却到-6，在 2#氨分离器中进一步分氨后弛放一部分以控制合成 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 78 回路中的惰性气体含量，剩余的大部分不凝气经冷交换器回收冷量后作为循环气。氨合成弛放气洗氨后送甲醇装置做燃料。1#氨分离器与 2#氨分离器分离下来的液氨在液氨闪212、蒸槽中降压闪蒸，除去大部分溶解的合成气后，经液氨换热器换热后送入成品罐区的液氨贮罐。闪蒸汽送界外做燃料。（3）氨冷冻工序 氨合成装置设有氨冷冻站。1#氨冷器和 2#氨冷器所需的液氨均由冷冻氨槽输来，氨冷器蒸发出的气氨去氨压缩机升压后，送氨冷凝器冷凝为液氨并返回冷冻氨槽，如此形成循环。氨冷冻系统的补充氨由液氨换热器出口管道或液氨贮罐输来。（4）氨储运 设置 3 台 2000m3液氨球罐，其中 1 台为备用罐，存储时间约 8 天。液氨装车与LNG 装车合建，设置 3 个装车位。（5）氢回收 合成氨驰放气中含有70%的氢气，经洗氨、减压至 5.6MPa 后去 PSA 回收氢气，回收氢气去合成氨，提氢213、解吸气送出装置界区外做燃料。洗氨水中氨含量 5-10%，送污水处理站处理。4.3.2.4 二氧化碳提纯装置二氧化碳提纯装置（1）二氧化碳压缩 来自脱碳单元解吸塔的二氧化碳放空尾气（主要杂质：氢气、氮气、一氧化碳、多碳烃、甲烷、水等，0.02MPa，40），经外管廊进入二氧化碳装置界区。进入界区的原料 CO2气体经二氧化碳压缩机四级压缩后，出口压力为 2.7 MPaG。（2）净化 从压缩机出口来的压缩气体进入净化工序，首先净分离器分离游离水，而后进入特种吸附器。特种吸附器采用 TPSA 吸附和脱水，能将水含量脱除至 10ppm 以下，其他烃类及有机物也能脱除至 10ppm 以下。本 TPSA 吸214、附流程采用三塔流程，分别进行吸附、热吹和冷吹的工作，任何时候有 1 台吸附器在吸附，2 台吸附器在再生，每步操作切换周期大概为 8 小时。再生气采用提纯塔顶的不凝气作为再生气，再生气量按 400 Nm3/h 进行设计。再生气先经过调节阀减压至 0.1MPaG（阀后压力通过手阀控制在结冰压力范围以上），进入冷吹吸附器进行冷吹，再经吸附再生加热器加热至 180进 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 79 入热吹吸附器，再生尾气与合成氨尾气混合后送东鑫焦化燃料气管网。（3）液化精馏 经过吸附后的 CO2气进入 CO2液化器液化。CO2气进口温度 33，约 2.5MPaG，经制冷剂冷却至-215、17，液化率达到 95%以上。从液化器出来的气液两相 CO2，利用压力可直接进入提纯塔顶部进行精馏提纯。提纯塔操作温度塔底操作温度-17-15，操作压力 2.5MPaG，通过脱烃气作为再沸器热源加热后，低温精馏出氧气、氮气、甲烷、氢气等不凝气，塔顶不凝气作为吸附再生气。塔底液体二氧化碳经减压至 2.0 MPaG 后进入二氧化碳球罐储存。（4）罐区 来自提纯塔塔底的液体 CO2通过压力流入液体二氧化碳储罐。本项目设两台二氧化碳球罐，球罐体积 650m3。共配置两台 CO2装车泵。4.3.2.5 空压制氮空压制氮 合成氨需要的氮气由深冷制氮装置补充，本单元以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换216、使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同，通过液空的精馏，使它们分离来获得氮气。空分制氮装置同时提供全厂需要的氮气、仪表空气与压缩空气。本单元采用分子筛纯化，透平膨胀机组，全精馏流程，主要包括空气过滤系统，空气压缩系统，空气预冷系统，分子筛纯化系统，精馏塔系统等。（1）空气过滤和压缩 空气进入自洁式空气过滤器，去除杂质和其他的机械污染物，然后进入空压机进行多级压缩，接着进入水冷却器。压缩产生的热量由循环冷却水带走。（2）空气冷却和纯化 空气进入分子筛吸附器前由预冷机组冷却，降低空气温度，减少空气水含量以便于减少分子筛吸附器的工作负载以及洁净空气。接着空气被带入217、分子筛吸附器移除水分，乙炔和二氧化碳。分子筛吸附器有两台，并进行轮流循环操作，一台吸附杂质时另一台再生。再生气体由电加热器加热，电加热器有两台，一台使用，一台备用。（3）空气精馏 从纯化系统出来的空气将流向主换热器，并被快速冷却至接近液化的温度。之后，压缩空气进入精馏塔底部开始精馏，在精馏塔内，上升的气体和下降的液体完全接触。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 80 在进行传热和物质交换后，上升气体中的氮含量不断上升。在塔顶部生产出纯氮。气态纯氮在蒸发器中被液态空气冷凝，而同时液态空气被蒸发。液态空气是由精馏塔底部引出的气体，经过过冷器后再进行节流而产生的。在蒸发器上部，将废气引出218、，经过过冷器后导入主换热器。然后被复热到一定的温度，进入膨胀机给冷箱生产冷量，废气再次流过主换热器后，被引向电加热器以用于分子筛的再生气体。（4）产品循环 从氮塔顶部引出氮气和液氮。氮气经主换热器复热至常温出冷箱，经过膨胀机增压端，增压到需要的压力后供给用户。液氮则从塔顶部抽出节流到需要的压力后排出冷箱灌入贮槽，以作纯氮设备的备用气。4.4 主要消耗 表 4-3 本项目主要消耗表 序号 项目 规格 单位 时耗 年耗 备注 一 原辅材料 （一）原料 1 焦炉气 Nm3 40000 32000 104 来自界外 2 氮气 0.7MPa,99.99%Nm3 6570 5256 104 来自空分制氮（219、二）辅助材料 1 脱萘剂 t 108 1 年一换 2 脱油剂 t 60 1 年一换 3 预加氢催化剂 t 56 1 年一换 4 一加氢催化剂 t 30 1 年一换 5 二级加氢催化剂 t 9 2 年一换 6 精脱硫剂 t 210 1 年一换 7 脱氯剂 t 8.5 1 年一换 8 变换催化剂 t 8 2 年一换 9 MDEA 溶液 t 6 年补充量 10 甲烷化催化剂 t 8 2 年一换 11 干燥剂 t 26 3 年一换 12 氨合成催化剂 t 3 5 年一换 13 制冷剂 t 15 年补充量 14 脱汞剂 t 2 3 年一换 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 81 序号 项目220、 规格 单位 时耗 年耗 备注 15 冷剂干燥剂 t 2 3 年一换 16 压缩机润滑油 t 3 年更换量 17 气柜密封油 t 6 年更换量 18 CO2净化剂 t 8 3 年一换 19 化学药品 t 400 年消耗量 二 公用工程消耗 1 电 10kV/380V kWh 19767 15814 104 2 循环冷却水 32，t=10 t 6000 4800 104 计入新鲜水和电耗 3 脱盐水 t 16 12.8 104 计入新鲜水和电耗 4 新鲜水 t 120 96 104 来自界外 5 仪表空气 Nm3 400 320 104 来自空分制氮 6 氮气 Nm3 800 640 104 来221、自空分制氮 4.5 主要设备 4.5.1 焦炉气压缩净化焦炉气压缩净化 表 4-4 焦炉气压缩净化装置主要设备表 序号 设备名称 单台型号规格及 主要技术参数 数量(台/套)主要材质 备注 一 焦炉气预处理 1 除雾除尘器 立式椭圆封头 1 组合件 含疏松纤维床 2 冲洗水罐 立式平底平盖 1 碳钢 3 洗油罐 立式平底平盖 1 碳钢 4 冲洗水泵 离心泵 2 组合件 1 开 1 备 5 循环泵 离心泵 2 组合件 1 开 1 备 二 焦炉气气柜 1 气柜 30000m3，干式 1 三 焦炉气压缩 1 焦炉气压缩机 往复机 0.002MPa2.40MPa 打气量 20826Nm3/h（湿基）3222、 组合件 2 开 1 备 2 废液泵 自吸泵，Q=20m3/h，H=40m 1 组合件 3 起重机 防爆桥式起重机,额定起重量：35/5 t 1 组合件 4 放空气冷却器 卧式固定管板换热器 1 碳钢 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 82 序号 设备名称 单台型号规格及 主要技术参数 数量(台/套)主要材质 备注 5 放空分离器 立式椭圆封头 1 碳钢 四 焦炉气净化 1 洗氨塔 立式椭圆封头 1 碳钢 2 精脱油罐 立式椭圆封头 2 碳钢 1 开 1 备 3 精脱萘罐 立式椭圆封头 2 碳钢 1 开 1 备 4 气液分离器 立式椭圆封头 1 碳钢 五 精脱硫 1 硫预转化器 223、立式椭圆形封头 2 15CrMoR 1 开 1 备 2 硫转化器 I 立式椭圆形封头 1 15CrMoR 3 硫转化器 II 立式椭圆形封头 1 15CrMoR 4 精脱硫罐 I 立式椭圆形封头 2 15CrMoR 1 开 1 备 5 精脱硫罐 立式椭圆形封头 2 15CrMoR 1 开 1 备 6 加氢预热器 立式固定管板 1 15CrMoR 7 加氢换热器 U 型管式换热器 1 15CrMoR 9 脱盐水加热器 立式固定管板 1 不锈钢、复合板 10 加氢电加热器 1000kW 1 组合件 六 变换 1 除雾器 立式椭圆形封头 2 碳钢 2 变换炉 立式椭圆形封头 1 15CrMoR 3 224、变换蒸汽发生器 管壳式换热器 1 合金钢 4 锅炉水预热器 管壳式换热器 1 合金钢/碳钢 5 脱盐水预热器 管壳式换热器 1 碳钢 6 变换水冷器 管壳式换热器 1 不锈钢 7 变换分离器 立式椭圆形封头 1 不锈钢 8 变换电加热器 1000kW 1 组合件 9 冷凝液汽提塔 1 10 工艺冷凝液泵 2 组合件 11 甲醇洗涤塔 1 12 洗醇塔循环泵 2 组合件 13 锅炉水泵 2 组合件 14 排污水闪蒸罐 1 15 排污水冷却器 1 七 脱碳 1 吸收塔 填料塔 1 碳钢 2 再生塔 填料塔 1 碳钢 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 83 序号 设备名称 单台型号规格225、及 主要技术参数 数量(台/套)主要材质 备注 3 机械过滤器 组合式 1 组合件 4 净化气冷却器 管壳式换热器 1 碳钢 5 吸收塔气液分离罐 立式椭圆封头 1 碳钢 6 贫液罐 卧式 1 碳钢 7 富液闪蒸槽 卧式椭圆形封头 1 不锈钢 8 再生塔气液分离罐 立式椭圆封头 1 不锈钢 9 地下溶剂罐 常压罐 1 碳钢 10 贫液冷却器 板式换热器 1 碳钢 11 贫富液换热器 管壳式换热器 1 不锈钢 12 再生塔顶冷凝器 板式换热器 1 不锈钢 13 再生塔再沸器 管壳式换热器 1 不锈钢 14 贫液泵 离心泵 2 组合件 1 开 1 备 15 再生塔回流泵 离心泵 2 组合件 1 开226、 1 备 16 溶液补充泵 离心泵 1 组合件 17 液下泵 液下泵 1 组合件 八 甲烷化 1 一段甲烷化反应器 立式椭圆封头 1 合金钢衬里 2 二段甲烷化反应器 立式椭圆封头 1 合金钢衬里 3 一段预热器 立式固定管板 1 合金钢 4 二段预热器 立式固定管板 1 合金钢 5 汽包给水加热器 立式固定管板 1 不锈钢 6 脱盐水预热器 立式固定管板 1 不锈钢 7 甲烷化水冷器 I 立式固定管板 1 不锈钢、碳钢 8 甲烷化水冷器 II 立式固定管板 1 不锈钢、碳钢 9 冷凝液换热器 卧式固定管板 1 不锈钢 10 冷凝液水冷器 卧式固定管板 1 不锈钢 11 排污水冷却器 卧式固定227、管板 1 碳钢 12 热水加热器 卧式固定管板 1 不锈钢 13 蒸汽分水器 立式椭圆形封头 1 碳钢 14 气液分离器 I 立式椭圆形封头 1 不锈钢 15 气液分离器 立式椭圆形封头 1 不锈钢 16 汽提塔 立式椭圆形封头 1 复合板 17 排污水闪蒸罐 立式椭圆形封头 1 碳钢 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 84 序号 设备名称 单台型号规格及 主要技术参数 数量(台/套)主要材质 备注 18 甲烷化蒸汽发生器 卧式中心管调节 1 组合件 19 开工电加热器 900 KW 1 组合件 20 甲烷化汽包 与蒸汽发生器配套 1 组合件 21 除氧器 大气式热力除氧器，带水228、箱 1 组合件 22 汽包给水泵 多级离心泵 2 组合件 23 汽提水输送泵 离心泵 2 组合件 24 磷酸盐站 计量泵，配液罐带搅拌 1 组合件 25 氨水站 计量泵，配液罐带搅拌 1 组合件 九 干燥 1 进口分离器 立式 1 碳钢 2 干燥器 立式外绝热 3 碳钢 3 再生气加热器 卧式管壳式(BEU)1 碳钢 4 再生气电加热器 立式电加热，150kW 1 组合件 5 再生气冷却器 卧式管壳式(BEU)1 碳钢 6 再生气气液分离器 立式 1 碳钢 4.5.2 深冷分离深冷分离 表 4-5 深冷液化装置主要设备表 序号 设备名称 单台型号规格及 主要技术参数 数量（台套）主要材质 备注229、 1 粉尘过滤器 立式 2 组合件 1 开 1 备 2 脱汞吸附器 型式：立式 2 碳钢 1 开 1 备 3 主板翅换热器 结构形式：板翅式 1 5052/5083 置于冷箱内 4 过冷换热器 结构形式：板翅式 1 5052/5083 置于冷箱内 5 脱氢塔 型式：填料塔 1 5052/5083 置于冷箱内 6 脱氢塔冷凝器 结构形式：板翅式 1 5052/5083 置于冷箱内 7 脱氢塔分离器 型式：立式 1 5052/5083 置于冷箱内 8 脱氮塔 型式：填料塔 1 5052/5083 置于冷箱内 9 脱氮塔冷凝器 结构形式：板翅式 1 5052/5083 置于冷箱内 10 脱氮塔塔顶分230、离器 型式：立式 1 5052/5083 置于冷箱内 11 脱氮塔再沸器 结构形式：板翅式 1 5052/5083 置于冷箱内 12 冷剂压缩机组 离心式，电机驱动 1 组合件 13 冷剂压缩机入口缓冲罐 型式：立式 1 碳钢 14 冷剂压缩机级间分离器 结构形式：立式 1 碳钢 15 冷剂压缩机末级分离器 结构形式：立式 1 碳钢 16 冷剂压缩机级间冷却器 型式：卧式管壳式1 碳钢 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 85 序号 设备名称 单台型号规格及 主要技术参数 数量（台套）主要材质 备注(BEU)17 冷剂压缩机末级冷却器 型式：卧式管壳式(BEU)1 碳钢 18 冷剂231、级间预冷换热器 型式：卧式管壳式(BEU)1 碳钢 19 冷剂末级预冷换热器 型式：卧式管壳式(BEU)1 碳钢 20 氮气缓冲罐 型式：立式 1 碳钢 21 氮气压缩机 往复压缩机,2 组合件 1 开 1 备 22 氮气预冷换热器 型式：卧式管壳式(BEU)1 碳钢 23 BOG 汽化器 型式：空温式 1 碳钢 24 水浴式 BOG 加热 工作介质：BOG/水 1 碳钢 25 BOG 入口缓冲罐 型式：立式 1 碳钢 26 BOG 压缩机组 往复压缩机 2 组合件 1 开 1 备 27 BOG 出口缓冲罐 型式：立式 1 碳钢 28 LNG 汽化器 1 组合件 29 乙烯汽化器 1 组合件 232、30 液烃干燥器 1 组合件 31 液氮汽化器 1 组合件 32 氮气平衡罐 1 组合件 4.5.3 氨合成氨合成 表 4-6 氨合成装置主要设备表 序号 设备名称 单台型号规格及 主要技术参数 数量（台套）主要材质 备注 1 氨合成塔 立式/DN1600 1 碳钢/合金钢 2 开工电加热炉 塔内电加热炉，1600kW 1 碳钢/合金钢 3 废热回收器 卧式/NKU 型 1 碳钢/合金钢 4 锅炉给水加热器 卧式/NEU 型 1 碳钢/合金钢 5 热交换器 立式 1 碳钢/合金钢 6 水冷却器 卧式/BEU 型 1 Q345R/16Mn 7 冷交换器 立式 1 Q345R/16Mn 8 一级氨233、冷器 卧式/BKU 型 1 Q345R/16Mn 9 二级氨冷器 卧式/BKU 型 1 Q345R/16Mn 10 排污膨胀槽 立式 1 碳钢 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 86 序号 设备名称 单台型号规格及 主要技术参数 数量（台套）主要材质 备注 11 循环气油分离器 立式 1 碳钢 12 氨分离器 立式 1 碳钢 13 液氨闪蒸器 卧式 1 碳钢 14 污氨槽 立式 1 碳钢 15 氨回收塔 立式 1 不锈钢 16 氢氮气/循环气联合压缩机 往复机 压缩段:16297Nm3/h 1.6MPa13.2MPa 循环段:67246 Nm3/h 13.2MPa14.0MPa 234、3 2 开 1 备 17 氮气压缩机 往复机 0.7MPa1.6MPa 打气量 6570Nm3/h 2 1 开 1 备 18 PSA 进气分离器 立式椭圆形封头 1 碳钢 19 PSA 吸附塔 立式椭圆形封头 14 碳钢 20 氢气缓冲罐 立式椭圆形封头 1 碳钢 21 解吸气缓冲罐 立式椭圆形封头 1 碳钢 4.5.4 二二氧化碳装置氧化碳装置 表 4-7 二氧化碳装置主要设备表 序号 设备名称 单台型号规格及 主要技术参数 数量（台套）主要材质 备注 1 二氧化碳压缩机 往复机 0.002MPa2.70MPa 打气量 3762Nm3/h 2 组合件 1 开 1 备 2 水分离器 1 304235、 复合板 3 预冷分离器 1 16MnDR 3 TPSA 吸附器 3 304 复合板 4 再生气加热器 1 碳钢 5 液化器 1 套 6 精馏塔 1 16MnDR 4.5.5 储运设施储运设施 表 4-8 储运设施主要设备表 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 87 序号 设备名称 单台型号规格及 主要技术参数 数量（台套）主要材质 备注 1 LNG 储罐 5000m3全容罐 1 不锈钢，碳钢 2 LNG 潜液泵 2 组合件 1 开 1 备 3 LNG 装车臂 4 组合件 4 低温收集罐 型式：立式 1 组合件 5 液氨储罐 2000m3，球罐 3 组合件 6 液氨泵 3 组合件 236、2 开 1 备 7 液氨装车臂 4 8 二氧化碳储罐 650m3，球罐 3 1 台为备用 9 二氧化碳装车泵 2 1 开 1 备 10 二氧化碳装车臂 2 11 汽车衡 1 4.5.6 空分制氮空分制氮 表 4-9 空分制氮装置主要设备表 序号 设备名称 单台型号规格及 主要技术参数 数量（台套）主要材质 备注 1 空气过滤器 1 2 空气压缩机机组 20000 Nm3/h 常压0.85MPa 1 3 空气分离罐 1 4 空气预冷系统 1 套 5 冷气机组 1 6 水分离器 1 7 水过滤器 1 8 分子筛纯化系统 1 套 9 分子筛吸附器 2 10 电加热器 50kW 2 11 分馏塔系统 237、1 套 12 透平膨胀机组 1 套 13 液氮储罐 50m3 1 14 液氮泵 1 15 汽化器 1 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 88 4.6 自控技术方案 4.6.1 概述概述 本项目工艺生产过程具有易燃、易爆、有毒及连续化生产等特点，要求采用就地监视为辅、集中监视和控制为主的基本原则。本项目焦炉气压缩净化、深冷分离、氨合成、二氧化碳装置等的自动控制采用 DCS 集散控制系统；制冷剂压缩机的自动控制采用 PLC 控制系统，并与 DCS 通讯；空分制氮、消防水站、循环水站、脱盐水站、污水处理站火炬自带控制系统。本装置设置一套独立的安全仪表系统（SIS）来实现紧急停车，保证生238、产过程和重要设备的安全。安全仪表系统（SIS）需与过程控制 DCS 进行通讯。本装置拟设一个中央控制室（CCR），主装置 DCS 系统还设有通讯接口同时监控其它定型设备所配套控制系统的主要信息，如空分系统、消防水站、火炬等控制系统的重要工艺参数。4.6.2 生产过程的自动化水平及控制、检测仪表选型原则生产过程的自动化水平及控制、检测仪表选型原则 4.6.2.1 DCS 集散控制系统集散控制系统 DCS 集散控制系统的选型以安全性、可靠性、通用开发性、操作使用方便、易维护性及先进性等为原则，本项目拟采用国内一流的集散控制系统（DCS）对整个装置进行监视、控制和操作，利用其多种的功能、良好的操作性239、高度的可靠性，以保证装置的连续平稳运行。装置的自动化水平达到目前国际同类装置先进水平。集散控制系统（DCS）在中央控制室（CCR）对整个生产过程进行自动检测和控制。生产过程中主要的和重要的参数集中到 CCR 由 DCS 系统进行显示和控制；次重要的参数及设定值不需经常调节的参数，可采用就地显示和调节。DCS 系统在完成过程控制的同时还能进行生产管理和生产统计，并通过上位机，与全厂的管理计算机网络相连，从而实现全厂的信息化管理。DCS 系统的自诊断功能以及系统所采用的热冗余技术、容错技术使控制系统运行的安全性和可靠性大大的提高，从而保证工艺生产过程的长期稳定运行，并减轻劳动强度，改善工作条件。240、本项目 DCS 系统拟选用国内一流品牌的最新产品，硬件可靠性指标优良，软件版本最新，备品备件及硬件、软件维修服务容易到位。DCS 系统由操作站、工程师站、控制站、打印机、辅助操作台、大屏幕、通讯总线及相关接口组成。在系统配置 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 89 中要考虑重要控制回路卡件、系统电源、通讯总线及 CPU 的冗余。DCS 系统留有与上位机通讯的网络接口，同时设置一套实时数据采集服务器，以便将装置的数据和信息实时地传送到工厂管理系统。4.6.2.2 安全仪表系统（安全仪表系统（SIS）联锁保护控制以及当生产装置出现紧急情况时，由 SIS 发出保护联锁信号，对现场设备进241、行安全联锁保护。安全仪表系统（SIS）采取硬接线连接。4.6.2.3 可燃、有毒气体检测报警系统（可燃、有毒气体检测报警系统（GDS）本装置设置一套可燃气体/有毒气体检测系统（简称 GDS），设独立的控制器、卡件、机笼与操作站。4.6.2.4 检测仪表检测仪表（1）环境特征及仪表防爆 1）根据装置防爆区域划分，防爆区为 2 区防爆场所，因此在仪表选型时需考虑防爆等措施。远传仪表优先选用本安型，防爆等级不低于 Ex iaCT4，当没有本安型仪表可选时可采用隔爆型，防爆等级不低于 Ex dCT4。2）需防冻的测量管路、变送器、液位计、在线分析仪等采用伴热保温。（2）仪表的防护及防腐 1）安装在爆炸242、危险场所的现场仪表防护等级不低于 IP65，变送器等仪表尽可能安装在保温（护）箱内。2）根据工艺介质特点及仪表所处的安装环境选择耐腐蚀的仪表。（3）主要仪表选型 1）压力仪表：就地指示主要选用不锈钢弹簧管式压力表、不锈钢耐震压力表、不锈钢膜盒压力表、不锈钢隔膜压力表。用于集中测量压力、差压的变送器选用智能变送器（HART）。2）温度仪表：就地指示的温度仪表选用抽芯式双金属温度计。集中显示的温度仪表，其一次仪表选用国内专业生产厂制造的本安或隔爆型铠装热电阻、铠装热电偶；工艺管道上安装的温度计选用铠装式带外热保护套管，设备上安装的选用法兰式热电阻或热电偶并配带外热保护套管。对于作为调节/联锁用的温243、度测量，通过安全栅转换为 420mA.DC 信号进入 DCS 系统进行冗余。3）流量仪表：远传流量测量分别采用调整型孔板流量计、锥形流量计，配套智能差压变送器（HART）；以及超声波流量计、电磁流量计、金属转子流量计（变送 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 90 器）等。4）液位仪表：有腐蚀、粘稠、易结晶、易结冻的部分工艺介质远传液位测量主要采用双法兰毛细血管智能差压变送器；其余介质远传液位测量分别采用单法兰智能差压变送器、智能电容式锅炉汽包液位计、智能浮筒液位计等。就地液位指示主要采用磁性液位计、玻璃板液位计等。5）安全栅：选用国际知名的隔离式安全栅。6）分析仪表：焦炉气氧含量244、分析采用激光在线气体分析仪。甲烷化进口原料气、反应气、产品气二氧化碳及甲烷含量在线分析采用隔爆型在线红外分析仪，产品气微量水分析采用本安型露点分析仪，均配套采用成套的预处理系统及分析小屋。7）控制阀：选用蝶形、球形、套筒调节阀，阀体材质为铸钢、合金钢、不锈钢，阀芯、阀座、阀杆、材质为不锈钢，阀门密封形式主要采用硬密封，部分采用软密封。所有调节阀均配套智能电气阀门定位器和空气过滤减压阀。在调节阀的选型中，尽量考虑了调节阀的噪声小于 85dB。联锁用气动切断阀选用国外或合资公司生产的三偏芯蝶阀及球阀，并配带阀位检测开关。驱动装置有气动和电动两种：驱动气缸动作的电磁阀优先选用美国 ASCO 公司的产245、品；电动执行机构选用国内外知名品牌，配带一体化电子式伺服机构。TSA 工艺的程序控制阀建议采用专用程控阀，并配套 ASCO公司生产的防爆电磁阀和德国 P+F 公司生产的阀位传感器。8）仪表管线：现场导压管选用 142，气动讯号管线为 14、12、10、8，材质均选用不锈钢。仪表伴热支管选用无缝钢管。4.6.3 保证自控系统正常运行的主要安全技术措施保证自控系统正常运行的主要安全技术措施 由于本项目主要物料具有易燃、易爆等特点，仪表的选型上考虑选用防爆型仪表，并采用隔离器和安全栅等设备进行隔离及采取安全接地措施。本设计在工艺装置区和产品贮存内以及易泄漏可燃气体的场所，设置有可燃气体检测报警仪；易246、泄漏有毒气体合成气的场所，设置有 CO、H2S、NH3 气体检测报警仪，带现场声光报警。一旦发现报警，便可及时采取措施，以防事故的发生。可燃、有毒单独成一套独立报警系统，通过通讯引入 DCS 系统。4.6.4 仪表的供电和供气仪表的供电和供气（1）仪表供气 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 91 本项目仪表用气量 400Nm3/h。仪表空气来自本项目新建空压制氮装置，质量标准要满足仪表气源规范要求。（2）仪表供电 所有控制仪表设备由 2 路 UPS 提供总供电电源，UPS 总容量为 2 台 20kVA。UPS 的电池应完全密封、铅酸组合、免维护类型，后备时间为 1 小时，不间断供247、电系统使用电池最小使用寿命为 10 年。4.6.5 中央控制室中央控制室 中控室位于非爆炸、无火灾危险的区域内，为独立单层建筑，按抗爆结构设计，靠装置侧的墙不设窗户。采用 DCS 控制系统，中控室分隔为操作间、机柜间、UPS间、空调间、工程师站、值班室及交接班室；操作间内设 DCS 操作员站、SIS 系统辅操台、消防控制台、调度电话(含语音对讲机)、电视摄像监控台以及液晶大屏幕显示器等；机柜间内设本装置所需的配电柜、端子柜、DCS/SIS 机柜、继电器柜等；机柜间、UPS 电源间的进线口均设有可燃气体检测报警仪。就地分控室位于相关装置区内，靠装置侧的墙不设窗户，满足防爆要求。现场机柜室分隔为监248、控间、机柜间（含 UPS）；监控间内设 DCS 及 GCS 控制系统的监控站（可兼作操作员站）；机柜间布置有配电柜(含 UPS)、端子柜、DCS/SIS/GCS 机柜、继电器柜等；机柜间进线口设有可燃气体报警检测仪。4.6.6 仪表维修仪表维修 本项目仪表维修负责一次仪表，DCS、SIS 等系统备品备件的维修，采用社会化协作方式进行。计量器具定期送当地计量主管部门检验。4.7 标准化 本项目在设计、设备制造、安装、施工验收中所依据的主要标准规范如下：4.7.1 工艺规范工艺规范 城镇燃气设计规范GB50028-2006（2020 修订版）化工工厂初步设计文件内容深度规定（HG/T20688-2249、000）化工工艺设计施工图内容和深度统一规定（HG/T20519-2009）(2017 年复审)化工装置设备布置设计规定（HG20546-2009）(2017 年复审)神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 92 化工装置管道布置设计内容和深度规定（HG/T20549.1-1998）化工装置管道材料设计规定（HG/T20646-1999）石油化工储运系统罐区设计规范（SH/T3007-2014）(2017 年复审)液化天然气（LNG）生产、储存和装运GB/T 20368-2012 液化天然气（LNG）汽车加气站技术规范NB/T1001-2011 4.7.2 设备设计、安装、施工验收规范250、设备设计、安装、施工验收规范 固定式压力容器安全技术监察规程TSG 21-2016 压力容器GB/T150.1150.4-2011 热交换器GB/T151-2014 塔式容器NB/T47041-2014 卧式容器NB/T47042-2014 立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范GB50341-2014 钢制焊接常压容器NB/T47003.1-2009 钢制化工容器设计基础规定HG/T2058020585-2011 塔器设计技术规定HG20652-1998（2009）压力容器焊接规程NB/T47015-2011 承压设备无损检测 NB/T47013.147013.6-2015 锅炉和压力容器用钢板GB251、/T713-2014 压力容器用爆炸焊接复合板NB/T47002.147002.4-2009 钢制管法兰、垫片、紧固件HG/T20614/20635-2009（2017 年复审）承压设备用碳素钢和合金钢锻件NB/T47008-2017 低温承压设备用低合金钢锻件NB/T47009-2017 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件NB/T47010-2017 容器支座JB/T4712.14712.4-2018 压力容器封头GB/T25198-2010 钢制人孔和手孔的类型和技术条件HG/T21514-2014（2017 年复审）补强圈JB/T4736-2002 压力容器法兰、垫片、紧固件NB/T47020252、47027-2012 压力容器涂敷与运输包装JB/T4711-2003 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 93 化工设备吊耳及工程技术要求HG/T21574-2008（2017 年复审）塔顶吊柱HG/T21639-2005（2017 年复审）压力容器波形膨胀节GB/T16749-2018 4.7.3 自控设计规范自控设计规范 过程测量与控制仪表的功能标志及图形符号HG/T20505-2014（2017 年复审）自动化仪表选型设计规定HG/T20507-2016（2017 年复审）控制室设计规范HG/T20508-2014（2017 年复审）仪表供电设计规范HG/T20509-20253、14（2017 年复审）仪表供气设计规范HG/T20510-2014（2017 年复审）信号报警、安全联锁系统设计规定HG/T20511-2014 仪表配管配线设计规范HG/T20512-2014（2017 年复审）仪表系统接地设计规范HG/T20513-2014（2017 年复审）仪表及管线伴热和绝热保温设计规范HG/T20514-2014（2017 年复审）自动分析器室设计规范HG/T20516-2014（2017 年复审）可编程控制器系统工程设计规定HG/T20700-2014（2017 年复审）自控安装图册（上、下册）HG/T21581-2012 化工装置自控工程设计规定（上、下卷）H254、G/T2063620639-1998 钢制管法兰、垫片、紧固件HG/T20614/20635-2009（2017 年复审）石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范GB 50493-2019 4.7.4 电气、电信设计规范电气、电信设计规范 GB50052-2009供配电系统设计规范 GB50054-2011低压配电设计规范 GB50055-2011通用用电设备配电设计规范 GB50053-201320kV 及以下变电所设计规范 GB 50060-20083110kV 高压配电装置设计规范 GB/T 50062-2008电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB/T 50063-2017电力装255、置的电测量仪表装置设计规范 GB 50217-2007电力工程电缆设计规范 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 94 GB 50227-2017并联电容器装置设计规范 GB 50056-1993电热设备电力装置设计规范 GB 50260-2013电力设施抗震设计规范 GB 50058-2014爆炸危险环境电力装置设计规范 GB 50034-2013建筑照明设计标准 GB 50057-2010建筑物防雷设计规范 GB50016-2014(2018 年版)建筑设计防火规范 GB50160-2008石油化工企业设计防火标准（2018 版）SH/T3027-2003（2017 复审）石油化256、工企业照度设计标准 SH/T 3038-2017石油化工装置电力设计规范 SH/T 3060-2013（2017 年复审）石油化工企业供电系统设计规范 HG/T20675-1990化工企业静电接地设计规程 SH/T3097-2017石油化工静电接地设计规范 GB 50116-2013火灾自动报警系统设计规范 GB 50115-2009工业电视系统工程设计规范 GB 50343-2012建筑物电子信息系统防雷技术规范 SH/T 3028-2007石油化工装置电信设计规范 SH/T 3153-2007石油化工企业电信设计规范 4.7.5 消防专业设计消防专业设计规范规范 火灾自动报警系统设计规范G257、B50116-2013 建筑物防雷设计规范GB50057-2010 石油化工企业设计防火规范GB50160-2008（2018 年版）水喷雾灭火系统设计规范GB50219-2014 干粉灭火系统设计规范GB50347-2004 固定消防炮灭火系统设计规范GB50338-2003 自动喷水灭火系统施工及验收规范GB50261-2005 火灾自动报警系统施工及验收规范GB50166-2007 4.7.6 工业安全卫生工业安全卫生 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 95 中华人民共和国安全生产法主席令2014第 13 号 中华人民共和国职业病防治法（2017 修订）中华人民共和国主席令258、2011第52 号 危险化学品建设项目安全监督管理办法国家安全生产监督管理总局令第 45号令 危险化学品安全管理条例国务院令2002第 344 号 国家安全监管总局关于危险化学品建设项目安全许可和试生产（使用）方案备案工作的意见 安监总危化（2007）121 号 压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类HG20660-2000 化工企业安全卫生设计规定HG20571-2014 4.7.7 建筑设计建筑设计 厂房建筑模数协调标准GB/T50006-2010 房屋建筑制图统一标准GB/T50001-2017 建筑制图标准GB/T50104-2010 建筑地基基础设计规范（GB50007-201259、1）建筑结构荷载规范GB50009-2012 建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)混凝土结构设计规范（GB50010-2010）建筑工程抗震设防分类标准(GB50223-2008)建筑抗震设计规范（GB50011-2010）建筑设计防火规范(GB50016-2014)（2018 年版）构筑物抗震设计规范（GB50191-2012）屋面工程技术规范GB50345-2012 建筑地面设计规范GB50037-2013 办公建筑设计规范JGJ 67-2006 工业建筑节能设计统一标准GB 51245-2017 公共建筑节能设计标准GB 50189-2015 工业建筑防腐蚀设计规范（G260、B50046-2008）工程建设标准强制性条文(建标 219 号)神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 96 建筑结构制图标准(GB/T50105-2010)4.7.8 总图运输设计总图运输设计 建筑设计防火规范GB 50016-2014（2018 年版）石油化工企业设计防火规范GB 50160-2008（2018 年版）工业企业总平面设计规范GB 50187-2012 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 5 97原材料、辅助材料、燃料和动力供应原材料、辅助材料、燃料和动力供应 5.1 原料的供应及规格本项目拟建在河南省平顶山XX区东鑫焦化南侧。本项目属于焦炉气综合利用项261、目，装置所需焦炉气用量为 40000Nm3/h。焦炉气来自东鑫焦化现有焦化系统，来源 可靠有保障。5.2 辅助材料供应 辅助材料主要为各种催化剂和化学药品，其年用量和供应途径见下表。表 5-1 辅助材料供应表 序号 名称 单位 首次装填量 年消耗量 供应来源 备注 1 脱萘剂t 108 108 1国内市场年一换 2 脱油剂t 120 60 1国内市场年一换 3 预加氢催化剂t 56 56 1国内市场年一换 4 一加氢催化剂t 30 30 1国内市场年一换 5 二级加氢催化剂t 18 9 2国内市场年一换 6 精脱硫剂t 210 210 1国内市场年一换 7 脱氯剂t 8.5 8.5 1国内市场262、年一换 8 变换催化剂t 16 8 2技术商年一换 9 MDEA 溶液t 20 6 技术商 年补充量 10 甲烷化催化剂t 16 8 2技术商年一换 11 干燥剂t 78 26 3技术商年一换 12 氨合成催化剂t 15 3 6技术商年一换 13 制冷剂t 30 15 技术商 年补充量 14 脱汞剂t 6 2 3技术商年一换 15 冷剂干燥剂t 6 2 3技术商年一换 16 压缩机润滑油t 6 3 国内市场 17 气柜密封油t 8 6 国内市场 18 CO2净化剂t 24 8 3技术商年一换 19 化学药品t 400 国内市场 5.3 公用工程供应及规格 5.3.1 新鲜水新鲜水 神马实业40263、000Nm3/h焦炉气综合利用项目 新鲜水包括循环水补充水、脱盐水用水、生活用水、消防用水、地坪冲洗水及绿化用水等。本项目新鲜水用水量为 120t/h。工业用水和生活用水取自园区内建设单位现有管网，能满足本项目的需要。5.3.2 98电电 本项目内用电规格为：50Hz、10kV/380V。本项目正常生产时用电量约 19767kW。本项目 35000V 两路电源分别引自：南顾庄 11 万站，有 35000V 间隔，距离项目用地 3km；XX变 22 万站，有 35000V 间隔，距离项目用地 3km。5.3.3 蒸汽蒸汽 本项目开工需 2.5MPa 中压蒸汽 8t，来自东鑫焦化。正常生产量后，副264、产中压、低压蒸汽除自用，还可外送 2.5MPa 饱和蒸汽 3.28t/h，进入中压蒸汽管网送外部企业装置使用。蒸汽系统的所有冷凝液将最大限度加以回收并循环使用。5.3.4 循环冷却水循环冷却水 本项目循环水正常用量约 6000m3/h。供水压力 P=0.40MPa(G)；给水温度 32，回水温度 40，温差 t=8；浊度50mg/L，污垢热阻1.43 10-4m/h./kJ，腐蚀度0.2mm/a（钢），0.005mm/a（铜，不锈钢）。新建一套 8000m3/h 的循环水装置。5.3.5 氮气氮气 本项目正常运转时需 N2气(99.99%)7400Nm3/h，其中用于 6570 Nm3/h 用265、于氨合成原料，800 Nm3/h 压缩干气密封、储罐氮封、系统保压、系统吹扫等。由新建空分制氮装置提供。空分装置制氮能力按 8000Nm3/h 设计。5.3.6 仪表空气仪表空气本项目正常运转时需仪表空气量为 400 Nm3/h，要求仪表空气压力 0.60.7MPa，神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 99 露点-40，并且无油及无 0.3m 以上微粒。由新建空分制氮装置提供。5.3.7 脱盐水脱盐水 本项目正常生产需要脱盐水 16t/h，主要用于甲烷化、变换、脱碳、氨合成蒸汽发生器用水、系统工艺补水。本项目新建脱盐水站，脱盐水设计能力按 30t/h，脱盐水水质要求满足中压热管锅炉266、给水要求，其指标如下：电导率0.5S/cm(25)CL-0.5ppm 油 0.3mg/L 铁30g/L 铜5g/L SiO220g/L 硬度1.0mol/L PH(25):78 5.3.8 公用工程供应公用工程供应 本项目公用工程供应见下表。表 5-2 本项目公用工程供应 序号 项目名称 规格 单位 小时消耗 来源 1 电 10kV/380V kWh 19767 新建 35kV 变电站 2 新鲜水 0.4MPa，常温 t 120 园区生产生活水管网 3 循环冷却水 32，t=8 t 6000 新建循环水站 4 蒸汽 2.5MPa t 8 开工用，来自东鑫焦化 2.5MPa 饱和蒸汽 t 3.2267、8 外送 5 脱盐水 0.5S/cm t 16 新建脱盐水站 6 仪表空气 0.7MPa Nm3 400 新建空分装置 7 氮气 99.99%，0.7MPa Nm3 800 新建空分装置 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 100 6 建厂条件和厂址选择建厂条件和厂址选择 6.1 建厂条件 6.1.1 厂址的地理位置厂址的地理位置 本项目厂址位于河南省平顶山市XX区东鑫焦化南侧。平顶山市位于河南省中南部，北纬 3308至 3420，东经 11214至 11345 之间，以中心市区建在山顶平坦如削的平顶山下而得名。全境东西长 150 公里，南北宽 140 公里，总面积 8802 平方268、公里。中心市区位于北纬 3340至 3349，东经 11304至11326，东西长 40 公里，南北宽 17 公里，面积 421.5 平方公里。平顶山市位于河南省的中部地区，它是国家优秀旅游城市、中国书法城、中国汝石龙区位于中原名城平顶山的西部，韩梁煤田腹地。周边与鲁山、宝丰接壤。她西依伏牛，东望焦枝，北临汝官遗址，南有石人相伴，207 国道穿境而过，铁路专线衔焦枝四通八达，公路网拥绿荫纵横交织。距市区 52 公里、距洛阳市 143 公里、南阳市 159 公里、省会郑州 140 公里。2005 年底全区人口 5.6 万人，其中城市人口 4.1万人，总面积 37.9 平方公里，可耕地 1.2 万269、亩。6.1.2 地形地貌概况、工程地质、地震烈度地形地貌概况、工程地质、地震烈度6.1.2.1 地形地貌概况地形地貌概况窑陶瓷艺术之乡等等。平顶山市地形地貌多样，有丘陵、平原、河谷、盆地等等。其东部为丘陵和平原，西部主要是山地。总的地形是西高东低，呈梯形分布。平顶山市处于豫西山地和淮河平原的过渡地带。西部以山地为主，最高山峰位于鲁山县西部边界的尧山，海拔 2153.1 米。东部以平原为主。在低山和平原之间，分布着高低起伏的丘陵。从北往南看，大体有三列山地夹两组河谷平原。北部是箕山，中部是外方山的东段及平顶山市区以北的落凫山等低山，南部则是伏牛山东段及其余脉。北部夹北汝河冲积平原，南部夹沙河、澧270、河等冲积平原。其海拔高度大多在 300-700米之间，具有西高东低的特征。属浅山丘陵区。大体为西北东南向岗地，主要河流石龙区贯穿全境。6.1.2.2 工程地质工程地质 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 101 1）断层 石龙区内断裂构造较发育，主要为 NNWNENW 向三组断裂，NNW 向发育较早，NE 向次之，NW 向较晚。其中，规模较大，延伸较远，对煤层的完整性及水文地质条件有较大影响的断裂有 9 条。其他为一些延伸不远，断距不大的小断层。2）岩浆岩 石龙区北部的上寺庙，南部的大营火山口所喷发的安山纷岩、角砾岩、凝灰岩等火山岩系，以间歇性多旋回堆积在不同地层之上。同时，岩浆沿271、地层软弱带侵入穿插在不同煤系地层中，程度不同地破坏了煤层的完整性，并使煤层发生了部分质变。侵入体多以舌状岩床、岩墙、岩脉产出。总之，石龙区位于向斜倾状端，宽缓褶曲、断裂构造均较发育，又受岩浆岩活动的侵扰为其地质特征。根据河南省抗震办公室 1993 年编制的河南省工程抗震设防烈度图，平顶山市的地震设防烈度为度。根据中国地震动峰值加速度区划图（GB18306-2001A1）和中国地震反应谱特征周期区划图（GB18306-2001B1），本区地震动峰值加速度为 0.17g，地震反应谱特征周期为 0.45s。6.1.3 水文概况水文概况 石龙区河流均属淮河水系。年均径流量 1685 万立方米。石龙河：272、辖区最大河流。上游河水由西至东山泉出幽谷，在石龙区境内宽 2030米，长约 10 公里。黑鱼河：发源于段岭北坡，经段岭、南顾庄、捞饭店至竹茂村注入石龙河。流域内捞饭店村建有小型水库 1 座。应河：源于赵岭村，经鲁山县梁洼镇、宝丰县马街至薛庄南原滍阳（古应国国都）处注入沙河。夏庄河：源于侯岭村，河流呈西北东南走向，石龙区境内长 5 公里。6.1.4 气象条件气象条件 平顶山市为大陆性季风气候，地处暖温带，春暖、夏热、秋凉、冬寒，四季分明，雨量充沛，光照充足。风向以偏南、西北、东北风最多，春 夏盛刮偏南风，秋冬盛刮偏北风，常有来自西伯利亚的冷空气入侵。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目273、 102 平顶山市处于暖温带和亚热带气候交错的边缘地区，具有明显的过渡性特征。这一带冷暖空气交汇频繁，四季分明，气候温和，雨量充沛，无霜期长。全市年总日照时数为 18002200 小时。年平均气温在 14.815.2之间;极端最低气温为-11.3，极端最高气温为 38.1。无霜期 214231 天，可满足农作物一年两熟。全市年降水量为1000 毫米左右，春季和秋季是比较适合到这里旅游的季节。6.1.5 交通运输概况交通运输概况 石龙区有韩梁铁路和焦枝铁路，207 国道。有韩梁路、李高路、人民路、宝石路、环湖路等已初步形成的三纵三横的城市交通网络。通讯设施完善，电话装机容量达到5000 门，实现274、了村村通电话。投资 1000 多万元，完成了宝山路延伸、刘庄大桥建设和人民路二期等工程。6.1.6 产业规划产业规划 石龙产业集聚区位于石龙区中心城区东侧，是平顶山市重要的能源化工基地。2009 年，被河南省政府确定为省级产业集聚区之一，2012 年，经省发改委批准进行规划调整，规划面积由 5.1 平方公里调整为目前的 9.46 平方公里，主导产业调整为现代煤化工和新型建材，产业集聚区整体规划布局以兴龙路为主轴，规划建设煤化工、炭基新材料、新型建材和综合服务园区，形成“一轴、四园”空间结构。近年来，石龙区委、区政府依托石龙产业集聚区(“省级产业集聚区”和“全省循环经济发展试点区”)，强力推动经275、济转型发展，形成了以煤化工、新型建材行业为主导，以新能源、新材料、机械制造为辅的产业发展格局，成为全市化工类、建材类、新能源、新材料、机械制造类行业产业转移重点承接地和培育发展地。截止 2019 年底，石龙产业集聚区建成区面积 5.4 平方公里，入驻各类企业 43 家，其中“四上”企业 24家，主导产业培育成效显著，现代煤化工产业得到不断改造升级，产业链条进一步拉长，现已基本构建了以中鸿煤化、东鑫焦化、等骨干企业为支撑，以焦炭、焦油、苯、硫铵、合成氨、甲醇、煤化工新材料等多种产品为基础的煤化工产业体系，逐步形成以中鸿煤化为龙头，多家精细化工企业相关联的煤化工产业集群，“煤-洗-焦-化-电-气-276、煤化工新材料”循环经济产业链基本形成;新型建材产业规模进一步扩大，支撑作用进一步增强:棉纺、机械制造等补充产业也得到良好发展。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 103 6.2 厂址方案 厂址的选择是工程建设的重要环节之一，其合适与否将对工厂的文明生产、经营管理、经济效益和生态环境等产生重大影响。拟选厂址应符合以下要求：1）厂址位置必须符合国家工业布局、城市或地区的规划要求；2）厂址宜选在原料、燃料供应便利的地区；3）厂址应靠近水量充足、水质良好的水源地；4）厂址应尽可能靠近原有交通线（水运、铁路、公路），以避免新建项目修建过长的专用交通线；5）厂址应尽可能靠近热电供应地；6）厂址277、宜选在位于城镇居住区全年主导风向的下风向，且不应位于窝风地段；7）厂址选择注意当地自然环境条件，并对装置建成投产后对于环境可能造成的影响做出评价，最终的厂址应在通过环境影响评价和安全卫生预评价后确定。本项目地址主要位于河南省平顶山市石龙区东鑫焦化南侧。该厂址方案的特点为：1）符合建设单位的发展规划；2）靠近焦炉气供应管线，能节省管线投资；3）距公路较近，交通运输条件良好；4）地势较为平整，能节省平整场地的费用。5）项目拟建地远离居民区、商业中心、公园等人口密集区域；远离学校、医院、影剧院、体育场（馆）等公共设施；远离供水水源、水厂及水源保护区；远离河流、湖泊、风景名胜区和自然保护区等其他环境敏278、感区域，不会对周边造成安全隐患。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 104 7 总图运输、储运及土建总图运输、储运及土建 7.1 总图运输 7.1.1 总平面布置总平面布置 1）总平面布置原则 符合工艺流程，保证物料流向顺畅 生产设施相对集中布置 遵守国家现行的防火规范 便于原料和成品的运输 2）竖向设计原则 满足生产工艺对高程的要求 满足运输装卸对竖向标高的要求 便于排水 3）总平面布置 本装置生产介质为易燃、易爆物质，生产的火灾危险性分类为甲类和乙类，装置总平面布置严格遵照 化工企业总图运输设计规范 和 石油化工企业设计防火规范等规范的有关规定，注意装置各建、构筑物之间的防火间279、距和装置界区消防车道的畅通。并根据当地气象条件，对装置进行合理布置。本项目主要由生产装置区、公用工程与辅助设施区、储运设施区、生产管理设施区组成，分别为：生产装置区：焦炉气压缩净化装置、深冷分离装置、氨合成装置、二氧化碳装置。配套系统包括储运、辅助生产及公用工程区和生产管理设施等。储运设施区：LNG 储罐区、液氨罐区、CO2罐区、LNG 装车区、液氨装车台、CO2装车台、汽车衡。辅助生产及公用工程区包括：空分制氮系统、变配电站、循环水站、消防水站、泡沫消防站、事故水池、污水处理站、脱盐水站/采暖水站、高架火炬、危废间及机修间/备品备件库等。生产管理设施包括抗爆控制室、综合楼和分析化验室等。本项280、目总占地 245 亩（包括火炬 49 亩，给东鑫焦化污水处理预留 6 亩），总平面 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 105 布置详见总平面布置图。表 7-1 总图布置技术经济指标表 序号 指标名称 单位 数量 备注 1 本项目用地面积 m2 163482 245 亩 2 建构筑物用地面积 m2 44985 3 露天操作场面积 m2 1500 4 道路及回车场用地面积 m2 25000 5 管廊用地面积 m2 3000 6 建筑系数%37.8 7 利用系数%56.8 8 厂区绿地率%15 7.1.2 绿化绿化 7.1.2.1 绿化规划绿化规划 本项目的绿化规划根据项目的污染特点，281、即装置中无组织排放的废气、粉尘及噪声污染情况以保护环境和改善环境为出发点，绿化规划布置上考虑以下几个方面：1）在有较强的噪声车间与比较安静的车间或部门之间应设置隔声林带；2）在产生有害气体及烟尘的车间与要求清洁的车间或部门之间，应设隔离林带；3）要求较高的清洁厂房，不宜采用有扬花、飞絮的树种。7.1.2.2 绿化面积及绿化系数 本项目绿化覆盖率（绿化系数）约为 15.0%，绿化由建设单位统一考虑。7.1.2.3 树种配置树种配置 树种的配置根据装置区各生产车间性质和要求的不同而定。1）对散发有害气体（如 H2S、CO 等）的车间（如净化工段）附近，因会有跑、冒、滴、漏等无组织排放的污染物所造成282、的局部污染，为使其尽快扩散、稀释，在其周围不宜种植成片、过密、过高的林木，尽可能多种抗 H2S、CO 的草皮等低矮植物。2）在有噪声车间（如压缩厂房）的周围，宜选择降噪能力强、树冠矮、分枝低、枝叶茂密的乔、灌木，高低搭配，形成隔声林带。3）办公楼的绿化主要净化空气、美化环境，故对树形、色彩的选择应与环境协调，在配置树种时还应兼顾采光和通风的要求。7.1.2.4 绿化植物的选择绿化植物的选择 根据本项目的污染特点，绿化植物宜选择一些抗 H2S、CO、NH3类、抗尘的树 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 106 种，结合当地自然条件选择。7.1.3 工厂运输工厂运输 1）运输方式的确283、定 原料焦炉气自建设单位焦化装置通过管道输至本项目界区，其他辅助材料通过汽车运输。产品可由汽车转运至当地铁路货运站，再通过铁路输送到各级用户。产品运输依托社会力量。装置区内设置环行道路，主要道路路面宽 9 米，次要道路路面宽 6 米，满足运输与消防的要求。2）主要材料及产品运输量一览表 主要材料及产品运输流量如表 7-2 所示。表 7-2 年运输流量表 序号 原料名称 单位 年均运输量/包装方式 运输方式 一 运入 1 催化剂、脱硫剂等 t 968.5 固、液态 汽车 小计 t 968.5 二 运出 1 LNG 产品 t 60700 液态 汽车 2 液氨产品 t 89400 液态 汽车 3 液284、体二氧化碳 t 50000 液态 汽车 4 废脱硫剂、催化剂、润滑油等 t 568.5 固、液态 汽车 小计 t 200668.5 合计 t 201637 7.2 贮运设施 本项目主要贮运设施详情见下表。表 7-3 贮运设施一览表 序 号 名 称 储罐型式 储罐规格 数量 贮存天数 备 注 1 LNG 储罐 三层全容罐 5000m3 1 9 1 台 2 液氨储罐 球罐 2000m3 3 8 1 台为备用 3 液体二氧化碳储罐 球罐 650m3 2 8 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 107 4 装车台 7.3 土建 7.3.1 土建工程原则的确定土建工程原则的确定 1）建筑设计285、应符合国家现有的有关规范、规程要求，在满足生产功能所需的前提下，尽可能做到安全适用、经济合理、技术先进、美观大方，创造比较好的工作条件，进行文明生产。2）建筑物在建筑形式上要做到全厂基本统一、协调，结构造型尽量采用统一的构件类型。3）根据建筑设计防火规范GB50016-2014（2018 年版）进行防火设计。7.3.2 设计依据设计依据 1）各专业提供的设计条件 2）现行建筑、结构设计规范 3）气象、地质资料：见第 6 章。4）地震：抗震烈度为 7 度。7.3.3 防护措施防护措施 按保温要求，所有围护墙采用 370 厚空心砖，双层钢窗，室内外装修均采用一般装修标准，防火、防腐、防噪音、防尘等286、按相关工艺及规范要求作相应处理。7.3.4 结构设计结构设计 结构的设计使用年限为 50 年，考虑满足工艺要求及当地习惯，大多数建筑采用钢筋砼框架及天然地基基础，设计基础大部分也采用天然地基，个别特重特高的设备基础采用桩基。结构形式详见下表。表 7-4 主要建构筑物一览表 序号 项目名称 占地面积，m2 建筑层数 建筑面积，m2 耐火等级 火灾危险性类别 备注 1 焦炉气预处理 34.7 16.7 二 甲 钢筋混凝土框架 2 焦炉气气柜 62.1 62.1 二 甲 钢筋混凝土框架 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 108 3 焦炉气压缩 87.3 24.7 1 2156.31 二287、 甲 框、排架，梯型轻钢屋架 4 焦炉气净化 68 36 二 甲 露天设备基础 5 甲烷化/深冷液化区 81 99 1 1598 二 甲 钢筋砼框架 6 二氧化碳装置区 50 30 1 216 二 乙 露天设备基础 7 LNG 罐区 86.3 86.3 二 甲 钢筋砼防火堤、钢筋砼框架设备基础 8 氨合成装置（含冷冻站）88 61 1 2046 二 甲 钢筋砼框排架、梯型轻钢屋架 9 液氨罐区 23 84 二 乙 钢筋砼防火堤、露天设备基础 10 装车站 53.5 21 二 甲 钢结构 11 危废间 24.5 9.5 1 232.75 二 丙 钢筋砼 12 变配电室 17 35.9 3 178288、5 二 丙 钢筋砼框架 13 区域配电室 16 30 1 480 二 丙 钢筋砼框架 14 抗爆控制室 22.1 36.5 1 806.65 二 丁 防爆剪力墙 15 综合楼 34.6 17 3 1500 二 民用 钢筋砼框架 16 分析化验室 17.3 31.7 1 540 二 丙 钢筋砼框架 17 机修/备品备件库 15.6 30.8 1 450 二 丁 钢筋砼框架 18 循环水站 54.6 40.7 1 560 二 丁 钢筋砼框架、水池 19 消防水站 55 52 1 420 二 丁 钢筋砼框架、水池 20 泡沫消防站 18.8 6.4 1 120 戊 21 脱盐水站/采暖水站 38 1289、7.5 1 646 二 丁 钢筋砼框架 22 空分系统 60 50 1 1080 二 丙 钢筋砼框架 23 事故水池/初期雨水池 76.6 27.1 二 水池 24 污水处理站 6555 1 60 二 丙 钢筋砼框架、水池 25 高架火炬 180 180 二 明火设备 构筑物 8 公用工程方案和辅助生产设施公用工程方案和辅助生产设施 8.1 给排水 8.1.1 编制范围编制范围 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 109 本项目研究范围为工艺装置界区与其配套的部分辅助设施的室内外给水排水管网、消防水设施及循环水系统设施。8.1.2 编制原则编制原则 本项目的各生产装置生产用水、生活290、用水水源与污水处理依托园区现有设施。工艺生产用水尽可能采用循环用水，重复利用，减少一次用水量。排水按照清污分流的原则，对生产污水、生活排水及初期污染雨水均要收集，排入自建污水处理装置处理，然后送园区现有的污水处理厂进行处理；对发生火灾情况时产生的消防灭火废水采取收集设施进行收集，并对水质进行分析监测，防止污染。8.1.3 可依托情况可依托情况 1）水源：本项目的生产、生活用水从建设单位所在园区管网就近接管。2）污水处理站：园区已建有污水处理站，本项目生产污水、生活排水及初期污染雨水经自建污水处理装置处理，达到园区污水处理站接收标准后，送园区污水处理站进一步处理达标后排放。8.1.4 用水量用水291、量 本项目生活、生产水用水量为 120t/h，循环水用水量正常量约 6000m3/h。用水量详见下表。表 8.1-1 用水量表（单位：m3/h）序号 用水单元 生活、生产水 循环水 脱盐水 正常 最大 正常 最大 正常 最大 1 焦炉气压缩净化 0.5 3600 5 2 深冷分离 800 3 氨合成 1200 11 4 二氧化碳装置 80 5 空分装置 320 6 分析化验用水 1 7 绿化用水 1 8 地面冲洗水 1 9 循环水站补水 93.5 10 脱盐水站用水 20 11 生活用水 1 12 未可预见水 2 合计 120 6000 16 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 1292、10 8.1.5 给水管网划分给水管网划分 本项目给水管网系统划分主要分为生活、生产给水系统、稳压消防给水系统、循环冷却水系统、脱盐水系统、回用水系统。1）生活、生产给水系统 本项目生活、生产用水主要用于各装置的卫生设施用水、分析化验用水、循环水系统补充水、绿化用水等，正常负荷时总用水量详见表 8-1，接自园区现有生活、生产用水管网，并在本装置界区内形成生活、生产水管网，沿界区内道路埋地枝状敷设。2）循环冷却水系统 本项目循环水用水量正常量为 6000m3/h。循环水系统包括：循环水的供水/回水管网、循环水泵、循环水冷却塔、循环水池、无阀滤池、水质稳定加药系统。循环水冷却塔选用喷雾节能型冷却水293、塔。本项目拟新建 8000 m3/h 的循环水站提供。工艺参数如下：供水压力：P1=0.45MPa 回水压力：P2=0.20MPa 供水温度：32 回水温度：40 温差：t=8 本项目采用敞开式循环水系统。循环水系统由冷却塔、循环水泵、循环水给水、回水管网、旁滤设备和加药装置等组成。冷却塔选用钢筋混凝土逆流冷却塔 2 座，单塔处理能力 4000 m3/h，回水利用余压进入冷却塔。泵房内设循环水泵三台，两用一备。水泵间、值班、配电、加药、加氯设在同一建筑内。该系统水质稳定处理采用投加缓蚀、阻垢、杀菌灭藻剂，并设置水质稳定处理加药设施。另外，为了保证循环水的浊度，对循环水进行旁滤处理，处理水量约按294、总水量的 4%考虑，设钢制重力无阀过滤器两台，单台过滤水量 120m3/h。3）消防给水系统 本界区内所需消防水拟由新建消防水站提供，并需设置两根进水管道。根据石油化工企业设计防火规范，厂区占地面积1000000m2，同一时间内火灾处数为 1 处，仅考虑一处着火即可。本装置消防水用量最大的单体为 LNG 罐区，根据第 8.10.6.1 条按全冷冻液化烃储罐计算：神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 111 LNG 罐区为 1 个全冷冻式立式罐：容积：V=5000m3 固定式消防水量：（44+95）1.1=152.9L/S 固定式消防水余量：63L/S 移动辅助水量：45L/S 消防专295、业计算的泡沫水量为：4L/S 则罐区总消防水量为：152.9+63+45+4=264.9L/S，（取 270/S）本项目消防水总量取 270L/S，其中消防冷却水量取 265L/S，火灾延续时间为 6h；泡沫消防水量 4L/S，火灾延续时间为 40min，共需消防用水约 5733.6m3。拟新建 6000 m3消防水站提供。在罐区周围设置地上式减压稳压型消火栓，在罐壁顶部及上部设置喷淋环管，环管上设置水雾喷头。界区内管网上设室外地上式消火栓及消火栓箱（消防水枪采用水/雾两用型），并在工艺装置高大设备周围布置消防水炮（水/雾两用型），对装置区实行覆盖保护。在产品罐区周围设置地上式消火栓，在罐顶部296、及上部设置固定喷淋环管，环管上设置喷雾喷头。消防管道埋地敷设，管道采用无缝钢管，焊接连接。4）脱盐水系统 本项目脱盐水供变换、甲烷化、氨合成汽包用水，以及洗氨、脱碳补水等，正常需要 16t/h。本项目新建脱盐水站，脱盐水装置总出水能力按 30t/h 设计，连续供水。脱盐水水质达到二级脱盐水指标，具体指标满足以下要求：电导率0.5s/cm CL-0.5ppm 原水箱 预处理 一次水 反渗透 脱气塔 中间水箱 混床 脱盐水箱 工艺装置 脱盐水泵 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 112 油1.0 mg/L 铁50g/L 铜10g/L SiO220g/L 硬度2.0mol/L PH(2297、5):78 压力：0.5MPa(G)5）回用水系统 回用水系统是将蒸汽冷凝水、工艺冷凝水、汽包排污水进行回用，回用水量约20t/h，主要用作除氧器锅炉给水、循环水系统补充水、系统工艺用水等。8.1.6 排水量及系统划分排水量及系统划分 本项目排水系统根据排水性质划分为：生活污水排水系统、生产废水排水系统、事故污水及初期雨水系统、雨水排水系统。1）生活污水系统 生活污水主要来源于卫生设施排出的污水。生活污水先经化粪池处理后排入生活污水管网，送园区污水处理站。生活污水管道采用双壁波纹排水管（HDPE），橡胶密封圈承插式连接，埋地敷设。2）生产废水排水系统 生产废水主要来源于焦炉气压缩净化、氨合成装298、置、二氧化碳装置的生产排污水、地面冲洗水、分析化验污水等。该废水经管网收集排入新建污水处理站，经污水处理站处理后废水送园区污水处理站。生产废水管材采用双壁波纹排水管（HDPE），橡胶密封圈承插式连接，埋地敷设。脱盐水站反渗透浓盐水、循环水站旁滤排污水与处理后生产废水一起送园区污水处理站。消防废水是在发生火灾时所产生的灭火废水，经管道收集排入消防废水收集池，不能直接对外排放，需经分析确认水质后再确定排放去向。3）事故污水及初期雨水系统 事故污水及初期雨水是指在发生火灾时所产生的灭火废水，以及污染工序的初期雨水，经管道收集排入消防废水收集池，不能直接对外排放，需经过处理，分析确认 神马实业4000299、0Nm3/h焦炉气综合利用项目 113 水质后再确定排放去向。本项目新建事故水池，水池有效容积约 6500m3。4）雨水排水系统 本项目清净雨水进入园区雨水管网。8.2 供电及电信 8.2.1 供电供电 8.2.1.1 编制依据及范围编制依据及范围 根据各专业提供的条件以及业主提供的有关资料和要求，编制本可行性研究报告。编制范围包括：焦炉气气压缩净化装置、深冷分离装置、合成氨装置、二氧化碳装置以及相关配套设施的动力、照明、防雷接地等内容。8.2.1.2 电源情况电源情况 本项目拟建于平顶山市石龙区东鑫焦化南侧。本项目拟引入两路 35000V 电源为本项目的工作电源，在本厂区内新建一座 35kV300、 变配电所负责向本装置供电。35000V两路电源分别引自：南顾庄 11 万站有 35000V 间隔，距离项目用地 3KM；石龙变 22万站，有 35000V 间隔，距离项目用地 3KM，电源完全满足工程生产、生活用电需要。8.2.1.3 用电负荷及负荷等级用电负荷及负荷等级 本工程属长周期连续运转的大型化工装置。电源突然中断会造成较大经济损失，连续生产过程被打乱，需较长时间才能恢复。根据国家标准供配电系统设计规范中的有关规定，本装置生产用电负荷、与生产相关的公辅工程负荷为二级负荷，其他用电设备负荷为三级负荷。项目中 DCS 离散控制系统及 SIS 仪表安全联锁系统是整个生产工艺的控制核心，用于301、监视工艺生产中的各重要参数并在装置异常时按设定的控制逻辑发出相应的控制命令，保证生产装置安全停车，属一级负荷。另根据仪表供电设计规范HG/T20509-2014 中要求，本装置 DCS、SIS 系统用电属一级负荷中特别重要负荷。项目内各子项建筑消防应急照明根据建筑设计防火规范中 10.1.1条要求，划分为一、二、三级负荷。其他生产类框架构筑物或设备区非消防类应急照明负荷等级与该子项工艺用电设备负荷等级相同，且不低于二级负荷。根据工艺、公用工程等专业提供的用电负荷条件，本项目装机容量 40493.4kW，神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 114 正常用电计算负荷为 19767kW。302、详见表 8-2。神马实业 40000Nm3/h 焦炉气综合利用项目 115 表 8-2 全厂用电负荷表 序号 主项名称 10kV 0.66kV 0.4kV 220/380V 照明需要容量 设备容量 需要容量 设备容量 需要容量 设备容量 需要容量(KW)(KW)(KVAR)(KW)(KW)(KVAR)(KW)(KW)(KVAR)(KW)(KVAR)一 变配电所 1 焦炉气压缩净化装置 10200.00 6120.00 -5508.00 3100.00 2635.00 0.00 1052.90 524.32 220.20 15.00 7.50 2 深冷分离装置 6800.00 5760.00 3303、571.20 451.00 208.40 129.73 15.00 7.50 3 氨合成装置 6440.00 3798.00 -3117.20 1600.00 1360.00 0.00 245.00 107.50 67.11 10.00 7.20 4 二氧化碳装置 900.00 405.00 251.10 40.00 16.00 9.92 5.00 2.40 5 储运设施 112.50 48.00 29.76 10.00 5.00 6 公辅设施 7800.00 5580.00 3559.60 1302.00 727.80 293.14 10.00 5.00 7 其他 450.00 355.00304、 266.25 合计 32140.00 21663.00 -1343.30 4700.00 3995.00 0.00 3653.40 1987.02 1016.10 65.00 34.60 乘以同时系数Kp=0.90,Kq=0.95 19496.70-1276.20 1788.32 965.29 58.50 32.87 二 装置年耗电量 1 正常半小时最大负荷（P30）21380.45（kW）2 平均负荷 21380.45 1.08=19796.72（kW）3 年耗电量 19796.72 8000=1.58E+08（kWh）神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 116 8.2.1.4305、 供电方案供电方案 1）供电系统电压的确定 电源进线 AC，35kV，50 Hz，三相 200kW 及以上电动机 AC，10 kV，50 Hz，三相 200kW 以下电动机 AC，380 V，三相 电加热器 AC，660 V，三相 检修电源 AC，380/220V，三相/单相 照明电源 AC，380/220V，三相/单相 仪表用电 AC，220V UPS 电源 高压开关柜操作、控制电压 DC 220V 2）供电方案 本项目从南顾庄 11 万站与石龙变 22 万站引入两路 35kV 电源为本项目的工作电源，在本厂区内新建一座 35KV/10KV 变配电所负责向本装置供电，变配电所内设置2 台容量306、为 25MVA 的 35/10.5kV 双绕组有载调压变压器。35kV、10kV、0.4kV 配电装置均采用单母线分段接线方式，母联设置备自投，正常情况下 2 路电源同时运行，1 路电源故障时母联断路器自动投入，另 1 路电源带全部负荷。另设置 10kV/0.69kV干式变压器一台，专为开工电加热器供电。仪表采用 UPS 供电，事故照明采用 EPS 电源供电。10kV 侧无功补偿采用调节同步电动机的励磁的方式来补偿，0.4kV 侧无功实偿采用集中电容器补偿方式进行无功补偿。通过高低压补偿后，使全装置高压侧功率因数达到 0.9 以上。3）设备的起动及控制方式 10kV 电机功率2000kW，采用307、软起动方式，小于 2000 kW，采用直接起动方式。所有电机均在现场设置机旁操作柱进行操控，电机运行参数送 DCS 系统。380V 电机功率90kW 采用软起动方式起动，其余低压用电设备均采用直接起动方式。现场设置操作柱操控，电机运行参数送 DCS 系统。电机功率除工艺有特殊要求外，一般为 37kW 及以上现场操作柱设置电流表。所有电气设备除现场操作柱操控外，其它操控方式根据生产工艺要求配置。8.2.1.5 变电所综合自动化系统变电所综合自动化系统 为提高供电系统的自动化水平，确保供电的运行质量和可靠性，本项目 35kV 和 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 117 10kV 系308、统继电保护采用微机综合保护系统，微机保护及自动化装置采用分层分布式综合自动化装置。各微机监控保护装置分散安装于各台高压柜上。各种保护及自动装置设置如下：35kV 部分：1）35kV 进线断路器设置光纤纵联差动保护、电流速断保护，过电流保护、过负荷保护；2）35/10.5kV 变压器保护设置纵联差动保护、带时限过电流保护，瓦斯保护、温度保护、压力保护。10kV 部分：1）10kV 进线断路器设置带时限电流速断保护，过电流保护、过负荷保护；2）10kV 母联断路器设置电流速断保护（合闸后自动解除）、过电流保护以及母联备自投；3）10/0.4kV 和 10/0.69kV 变压器保护设置电流速断、过电309、流保护，过负荷保护，温度保护；4）10kV 异步电动机保护设置电流速断保护（2000kW 的装设磁平衡差动保护），过负荷保护，单相接地保护，低电压保护；5）10kV 同步电动机保护设置电流速断保护（2000kW 的装设磁平衡差动保护），过负荷保护，失步保护，单相接地保护，低电压保护。8.2.1.6 电缆敷设电缆敷设 装置内电缆主要采用电缆桥架敷设，没有电缆桥架的地方采用电缆直埋或穿钢管保护埋地敷设。8.2.1.7 主要设备及材料的选择主要设备及材料的选择 根据工艺的条件，本项目内压缩、净化、甲烷化、分离液化、氨合成及罐区属 2区爆炸危险场所，主要爆炸危险介质有：H2、NH3、CH4、CO、C2310、+等。循环水站属于潮湿环境，其余辅助生产装置为正常环境。本项目按环境特征选择相应等级的电气设备及材料，主要如下：1）35 kV 高压开关柜选用 KYN61-40.5 铠装移开式金属封闭开关柜，配套微机型保护装置，真空断路器，开断能力为 31.5kA。2）35kV 变压器需用三相有载调压油浸式变压器 SZ11-2500035 YN，d11 Uk%=10%。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 118 3）10kV 高压开关柜选用 KYN28A-12 铠装移开式金属封闭开关柜，配套微机型保护装置，真空断路器，开断能力为 31.5kA。4）10kV 高压软起动装置选用固态软起动装置。5）1311、0kV 配电变压器选用 SCB18，D,yn11 10/0.4kV 和 10/0.69kV 系列干式变压器。6）直流电源装置选用智能高频开关直流电源装置，150AH，应急时间 2h。7）低压配电柜选用 MNS 系列抽屉式开关柜。8）10kV 配电装置的电源进线、母线联络母线桥选用空气绝缘母线桥；380V 配电装置的电源进线、母线联络母线桥选用密集型母线桥。9）配电箱：一般工作场所动力配电箱选用 XL-21 及 XM(R)型；照明配电箱选用XM(R)型。10）现场防爆操作柱选用 BZC51、53 系列防爆产品和 FZC 型防水防尘产品。爆炸危险区域内所有电气设备的选型其防爆等级均应符合装置内爆炸312、性气体混合物的级别和组别。11）电缆桥架选用大跨距梯级式热浸锌钢制桥架。35kV 电力电缆：选用 ZA-YJV-26/35kV 系列铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套阻燃电力电缆。10kV 电力电缆：选用 ZA-YJV-8.7/15kV 系列铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套阻燃电力电缆。低压电力电缆：选用 ZA-YJV-0.6/1kV 或 ZA-YJV22-0.6/1kV 型阻燃交联聚乙稀绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆，截面按载流量选择、电压降校验。控制用控制电缆：选用 ZA-KVV-0.45/0.75kV 型阻燃交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套控制电缆和 ZA-KVVP-0.45/0.75kV 型阻燃交联聚乙313、烯绝缘聚氯乙烯护套铜丝编织屏蔽控制电缆。控制室信号电缆：至 DCS 系统均采用 ZA-DJYPVP-0.3/0.5KV 聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套阻燃屏蔽仪表信号电缆。8.2.1.8 电气照明电气照明 本工程照明设计的最低照度值应满足建筑照明设计标准和石油化工企业照度设计标准。在各主要工序内设置照明配电箱，负责该工序照明设备的供电。各子项工序照明配电箱电源主要引自变电所低压开关柜。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 119 应急照明配电根据需要设置应急照明配电箱。属于一级负荷的应急照明以及属二级负荷及以上的消防应急照明其应急照明配电箱内设置双电源自动切换开关，2 路电源分别引自变电所314、低压开关柜及 EPS，属二、三级负荷的非消防应急照明及属三级负荷的消防电源配电箱其电源由 EPS 单回路供电。有人值班的装置区等建筑物由分散在建筑物内的照明配电箱或照明开关就地控制。照明电源采用 380/220V 三相四线制 TN-S 系统。装置区照明回路采用单相三线制。照明系统选用电缆或电线的最小截面不小于 2.5mm。对电气室、控制室、办公室和生活用房内，可根据不同要求装设单相双孔和单相三孔插座。1）工作环境照明 工作区照明设正常照明。照明光源主要采用荧光灯、LED 等高效光源。变配电所、控制室等正常工作环境的所有照明灯具和开关均选用普通型，爆炸危险环境的所有照明灯具和开关均选用防爆型，其315、他非爆炸危险环境生产场所（如循环水站）的照明灯具选用防水防尘灯具。正常生产时无人操作的生产子项工序、露天布置的子项工序以及厂区道路照明采用智能光控，根据室外亮度自动打开。室内大面积厂房照明主要采用照明配电箱集中控制方式，有人值守场所的建筑物内照明采用照明开关就地分散控制方式。2）应急照明 本项目根据生产工艺及建筑防火设计规范要求，在相应的子项工序内设有应急照明，以保证在装置事故情况下的工艺巡检操作人员疏散并为装置安全停车操作提供必要的照明。应急照明分为备用照明、消防疏散照明以及疏散标志灯。普通非消防备用照明电源由 EPS 提供，属于一、二级负荷的消防备用照明由变电所低压柜及 EPS 经双电源自316、动切换开关转换后提供；消防疏散照明、疏散标志灯主电源由集中电源装置主供电源提供，备用电源采用集中电源装置内部自带的蓄电池。3）厂区道路照明 道路照明采用马路弯灯照明，光源选用功率 250W 钠灯，灯高 6 米。根据厂区道路宽度（6 米9 米），路灯均采用单侧布置，间距 40 米左右。道路照明灯具防护等级均满足室外使用要求。道路照明由安装在甲醇变电所机柜室内的道路照明配电箱供电，控制采用智能光控方式（光敏探头布置于室外，随电缆 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 120 桥架敷设）。4）照明线路敷设 一般正常环境：建筑物内照明配电线路均采用 BV-0.45/0.75kV 1 2.5m317、m2铜芯硬塑料电线穿 PVC 硬电线管暗敷。多水潮湿环境：多水潮湿环境照明配电线路采用 ZA-YJV-0.6/1kV n 2.5mm2铜芯硬塑料电线穿镀锌钢管明敷。爆炸危险区域：爆炸危险区域装置区照明配电线路一般采用ZA-YJV-0.6/1kV n 2.5mm2铜芯硬塑料电线穿镀锌钢管明敷。道路照明：道路照明配线采用 ZA-YJV22-0.6/1kV 型铠装电缆沿路肩直埋敷设，横跨马路处穿钢管保护。8.2.1.9 防雷接地、防静电措施防雷接地、防静电措施 1）防雷接地措施 按照 GB50057-2010 建筑防雷设计规范，所有生产装置属于第二类防雷建筑物，其余的建构筑物为第三类防雷建筑物。厂房318、泵房建筑物采用屋顶装设避雷针或避雷带的方式防雷，室外露天设备壁厚均大于 4mm，采用直接接地的方式防雷。本项目内电气工作接地、仪表接地、保护接地、防雷、防静电接地共用一个接地网，接地电阻不大于 1 欧姆，接地装置以人工接地体为主，接地极采用 DN50 的镀锌钢管（其长度2.5米），垂直打入地下，接地干线采用-40 4的镀锌扁钢，接地支线采用-25 4的镀锌扁钢。2）防静电措施 装置内所有工艺设备、管道、电缆金属外皮及带常不带电的金属物体均与接地装置连接。平行敷设的管道，净距小于 100mm 时每隔 20 米跨接。8.2.1.10 电气维修电气维修 本项目只考虑日常小型修理及维护，对变压器、大319、中型电动机等电气设备的维修需依托外协解决。8.2.1.11 主要节能措施主要节能措施（1）变频调节 对负荷波动较大的设备采用变频器调节。（2）采用高效节能的电气设备 采用新型节能电器元件、采用 YA、YB 系列高效节能电机、SCB13 型节能变压 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 121 器、照明灯具选用节能型光源。（3）提高功率因数 在变电所的高、低侧采用无功功率补偿，使其功率因数达到 0.95 以上，以减少无功功率损失。（4）降低线损 变电所尽可能靠近装置负荷中心位置以缩短线路的长度，减少线损。大电流的高压电缆按经济电流密度校验其缆芯截面。（5）合理选择设备电压等级 对功率较320、大的开工用电加热器采用 0.69kV 电压等级，减少电流值，采用专用变压器负责供电，减少元器件规格和电缆截面。8.2.2 电信电信 8.2.2.1 编制依据及范围编制依据及范围 根据各专业提供的条件以及业主提供的有关资料和要求，编制本可行性研究报告。编制范围主要包括行政管理电话、调度电话、扩音对讲，无线通讯，火灾自动报警，综合布线，工业电视系统等内容。8.2.2.2 电信业务预测电信业务预测 根据生产操作及管理对通讯的要求，该项目电信系统设有行政电话系统、调度电话系统、无线对讲电话系统、扩音对讲电话系统、火灾自动报警系统、工业电视监视系统。8.2.2.3 电讯设施方案电讯设施方案 1）行政管理321、电话 根据本项目的规模，行政管理电话数量不多，为了节省投资，本项目不建行政管理电话站，所有行政电话用户均依靠当地电话局虚拟电话网来解决。2）生产调度电话 整个厂区初步考虑建在中控室设置一套约 30 门的程控调度电话站。供全厂区内生产调度指挥用。3）扩音对讲 由于各工艺装置区大多属高噪声环境，且无固定操作岗位，因此在各工艺装置区 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 122 设置扩音对讲系统，用于装置区与主控室之间、装置区巡检人员之间的通信联络。4）无线通讯 为了满足装置安装、调试、巡视时的通讯联系，本项目拟设 6 对防爆无线对讲电话手机。5）火灾自动报警系统 为了防止火灾，及时进行火322、灾报警，本项目拟设一套火灾自动报警系统，该系统由火灾报警控制器、火灾探测器、手动报警按钮组成。在装置区及重要通道口安装若干个手动报警按钮，在控制室、变电所等重要建筑物室内安装探测器。火灾报警控制器设于装置控制室内。当发生火灾时，由火灾探测器或手动报警按钮迅速将火灾信号报至火灾报警控制器，以便迅速采取措施及时组织扑救。6）综合布线 本项目在控制室内的语音（电话）和数据（计算机）线路拟采用综合布线方式布线。7）工业电视 为适应现代化企业管理的需要，强化安全监测，增强装置的安全性，全厂区内设置有工业电视监视系统，在装置区一些重点部位设置摄象机，所有视频信号送至中央控制室显示。8.2.2.4 线路线路323、敷设敷设 本工程综合布线系统、工业电视监控系统、火灾自动报警系统在装置内部分别单独组网自成系统。配线电缆穿金属钢管或封闭式线槽方式敷设，线缆在厂房内为明敷设，建筑物内为暗敷设，其中火灾自动报警线路如采用明敷时还应在金属管或金属线槽表面采取防火保护措施。室外火灾报警系统、扩音对讲系统埋地敷设，其余电信电缆大部分沿电缆桥架敷设，局部穿管直埋。所有电信系统线路穿墙穿孔处均用防火堵料封堵。8.3 供热 本项目开工需 2.5MPa 中压蒸汽 8t，来自东鑫焦化。正常生产量后，副产中压、低压蒸汽除自用，还可外送 2.5MPa 饱和蒸汽 3t/h，进入中压蒸汽管网送外部企业装置使用。神马实业40000Nm3324、/h焦炉气综合利用项目 123 全厂用蒸汽按压力分为以下各等级：中压蒸汽：P=2.5MPaG，t=225，低压蒸汽 P=0.4MPaG，t=155。蒸汽系统的所有冷凝液将最大限度加以回收并循环使用。表 8-3 蒸汽平衡表（夏天）序号 蒸汽规格 产蒸汽量（t/h）用蒸汽量（t/h）备注 一 2.5MPa 蒸汽 1 焦炉气压缩净化装置 6 8.5 2 深冷分离装置 0.5 3 合成氨装置 11 4 二氧化碳装置 0.5 5 空分制氮 0.5 6 减压去低压蒸汽管网 3 7 外送中压蒸汽管网 4 合计 17 17 二 0.4MPa 蒸汽 1 2.5MPa 蒸汽减压 3 2 焦炉气压缩净化装置 3.4325、 6 3 污水处理 0.4 合计 6.4 6.4 表 8-4 蒸汽平衡表（冬天）序号 蒸汽规格 产蒸汽量（t/h）用蒸汽量（t/h）备注 一 2.5MPa 蒸汽 1 焦炉气压缩净化装置 6 8.5 2 深冷分离装置 0.5 3 合成氨装置 11 4 二氧化碳装置 0.5 5 空分制氮 0.5 6 减压去低压蒸汽管网 5 7 外送中压蒸汽管网 2 合计 17 17 二 0.4MPa 蒸汽 1 2.5MPa 蒸汽减压 5 2 焦炉气压缩净化装置 3.4 6 3 污水处理 0.4 4 采暖水站 1.2 5 伴热 0.8 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 124 序号 蒸汽规格 产蒸汽量326、（t/h）用蒸汽量（t/h）备注 合计 8.4 8.4 8.4 仪表空气、氮气供应 本项目所需的仪表空气气量约 400 Nm3/h，压力 0.7MPaG，温度为常温，压力露点-35，含油量10mg/m3，含尘径3m。本项目氮气用量约 7400Nm3/h，氨合成装置氮气用量约 6570Nm3/h。氮气质量要求 N299.9%，无油无尘，露点-40，压力 0.6MPa.G。本项目仪表空气与氮气由新建空分制氮系统提供，空分制氮系统按氮气 8000 Nm3/h 设计。8.5 中心控制室 8.5.1 中心控制室设置原则 本项目为了装置生产的正常运行，拟建一个抗爆中心控制室，所有工艺装置、公用工程均在中心327、控制室内控制。8.5.2 中心控制室的要求 DCS 系统操作站在中心控制室内对各生产单元进行监视和操作。中心控制室设计要严格遵循国内外相关标准规范，并本着”以人为本、安全可靠、功能齐全、布局合理、环境舒适”的原则进行设计。中心控制室的火灾危险性类别为丁级，建筑物耐火等级为二级，室内地坪应高于室外地面 600mm 以上。中心控制室照明设计要考虑适当的照度及舒适的照度分布，宜人的光色和良好的显色性，使人视觉舒适，不易疲劳。在操作室等人员集中的场合设置近自然的照明，其它房间根据需要采用相应的照明设施。中心控制室还考虑事故照明和紧急用电设施。中心控制室设置空调系统，保持操作室内空气恒温恒湿，对空气进行328、过滤、除尘及活性碳净化，确保空气质量，以营造安全、舒适的工作环境。中心控制室的消防设计贯彻“预防为主，防消结合”的方针，设置感温、感烟报警 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 125 器和可燃气体检测报警器，并设置消防设施和直通厂消防站的火警电话。中心控制室通讯设计中除考虑设置常规的行政电话、调度电话和无线对讲电话外，还将设置扩音对讲电话系统；同时为使操作人员能够对现场情况有直观了解，设置工业电视监视系统。8.5.3 中心控制室房间设置 中心控制室内设有操作间、机柜间、UPS 室、工程师室、空调间等，总面积约800m2。（1）操作间 操作间地面要求水磨石地面，室内外高差 600mm329、 以上，房顶要求吊顶，距地板净高不小于 3300mm。操作室内放置操作站、打印机、大屏幕等设备。（2）机柜间 机柜间地面要求敷设防静电地板，房顶要求吊顶，距地板净高不小于 3300mm。机柜室内放置所有控制系统的控制站、端子柜、电源柜以及成套仪表机柜等设备。（3）工程师室 工程师室地面要求敷设防静电地板，房顶要求吊顶，距地板净高不小于 3300mm。工程师室放置所有系统的工程师站、打印机和服务器等设备。（4）UPS 间 UPS 间内设置 1 套 UPS，供所有控制系统用电和现场仪表用电。在设计整个系统用 UPS 容量时，应为后期扩展系统考虑足够的容量。仪表供电电压：220VAC 5%；频率：5330、0 0.5Hz；波形：正弦波、失真率小于 5%；允许电源瞬间断电时间：3ms。UPS 具有防浪涌功能并带输出接点。（5）空调间 中心控制室设计为整体空调，根据空调设计规范上下风走向为下回风、上送风原则。8.6 分析化验 为使生产正常运行、确保产品的质量和产量，节约原料及能源，同时为了控制环境污染以及安全生产，必须对原料、成品及中间产品的各项指标进行监督与分析。为此，本项目需设置中央化验室。神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 126 8.6.1 分析方法和分析仪器 本项目需要分析的项目较多，涉及到化学分析，仪器分析等，所需的分析仪器、设备多，主要分析仪器包括硫分析仪、气相色谱分析仪、331、分光光度计、pH 计、微量水分析仪、奥氏气体分析仪、可燃气体测爆仪等；主要分析设备包括光电分析天枰、高温电阻炉、真空泵、电热鼓风干燥箱等。以上分析仪器，设备国产质量已有保障，本 LNG 生产装置均选用国产的分析仪器、设备。对于项目的分析方法严格执行国家标准或相关标准。8.6.2 主要分析项目 表 8-3 主要分析项目 序号 项目名称 分析项目 分析方法 备注 一 原料分析 1 焦炉气 H2、CO、CO2、N2、CH4、CnHm、O2 气相色谱法 奥氏气体分析 2 杂质分析 苯、氨、硫化氢、焦油及尘 萘等 气相色谱法 吸收滴定法 硫分析仪 过滤法 气相色谱法 二 控制分析 1 甲烷化气体 H2、332、CO、CO2、N2、CH4、C2H4、H2O 气相色谱法 卡尔费休法 2 制冷剂 N2、CH4、C2H4、i-C4H10、i-C5H12 气相色谱法 卡尔费休法 3 脱硫前后焦炉气、甲烷合成气 有机硫，无机硫 硫分析仪 三 产品分析 1 LNG 产品 N2、CH4、H2、CO2、H2O 气相色谱法 卡尔费休法 2 液氨产品 H2、CH4、N2、H2O 气相色谱法 卡尔费休法 2 液体二氧化碳产品 H2、CH4、N2、H2O 气相色谱法 卡尔费休法 8.6.3 分析化验室设置本项目新建分析化验室 为保证分析工作顺利进行以及分析工作人员的身体健康，分析化验室必需要有良好的通风设施，以排除室内的有害333、气体；要求分析化验室设置中央空调，既可改善分析人员的工作环境，更重要的是可以保证分析结果的重复性，可靠性，同时还可以延 神马实业40000Nm3/h焦炉气综合利用项目 127 长仪器的使用寿命；分析化验室的地板要求打磨水磨石地面或铺设防滑瓷砖，天枰台，仪器平台以及周围墙壁（2m 高）均铺设白色瓷砖；水池选用标准瓷具，分析化验室尽可能与分析工作人员的休息室分开；本分析化验室要求远离振动源，远离高压电源（3050m）及强磁场。本项目分析化验室综合考虑分析仪器及分析任务，面积拟定为 240m2。设置仪器分析室、化学分析室、天平室、水质分析室、高温室等。化学分析室进行药品的化学处理和分析测定，工作中常使用一些小型的电器设备及各种化学试剂，也有一定的危险性。为保证工作安全、正常地进行，应考虑防火等安全问题，即化验室应用耐火或不易燃烧的材料建成。8.6.4 采用的相关标准 取样系统设计应确保安全并能取