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化工集团年产20万吨醋酸工程建设项目可行研究报告.doc

  • 资源ID:594116       资源大小:1.51MB        全文页数:176页
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化工集团年产20万吨醋酸工程建设项目可行研究报告.doc

1、年产20万吨醋酸工程建设项目可行性研究报告目录1 总论11.1项目名称及主办单位11.2编制依据11.3编制原则21.4项目建设的目的和意义21. 5 报告编制单位概况51.6项目研究范围71.7研究结论81.8主要技术经济指标92 市场预测112.1性质与用途112.2国际市场132.3国内市场152.4目标市场212.5醋酸价格分析213 产品方案及生产规模243.1产品方案243.2生产规模确定的原则243.3生产规模243.4产品规格254 建厂条件和厂址方案264.1建厂条件264.2厂址方案305 工艺技术方案315.1工艺技术方案的选择315.2工艺流程和消耗定额645.3自控方

2、案765.4主要设备795.5标准化836 主要原、辅助材料和动力供应886.1原料供给886.2辅助材料及规格897 公用工程和辅助设施方案927.1总图运输927.2给排水947.3供电及电信997.4供热1087.5冷冻站1097.6储运设施1107.7外管1127.8采暖通风1147.9维修1167.10土建1167.11分析化验1188 节能措施1208.1能耗指标及分析1208.2节能措施综述1208.3编写依据1229 环境保护1249.1厂址与环境现状1249.2设计依据1269.3建设项目污染物状况1279.4环境保护与综合利用论述1299.5环境保护费用13210 劳动保护

3、与安全卫生13310.1设计依据及标准13310.2职业危害因素及其影响13310.3职业安全卫生防护的措施13710.4劳动安全卫生机构设置及人员配备情况13910.5专用投资概算13911 消防14011.1 设计依据14011.2消防环境现状14011.3工程的火灾危险性类别14011.4 消防设施和措施14112 工厂组织、劳动定员和人员培训14312.1工厂体制及组织机构14312.2生产班制及定员14312.3人员来源和培训14413 项目实施规划14513.1建设周期14513.2项目实施规划14514 投资估算14714.1工程概况14714.2编制依据14714.3编制说明1

4、4714.4投资分析14815 资金筹措15315.1资金来源15315.2资金运筹规划15316 财务评价15416.1编制依据15416.2基础数据15416.3财务评价15617 不确定性分析15817.1盈亏平衡分析15817.2敏感性分析15818 结论16118.1综合评价16118.2社会效益评价16118.3研究报告结论162附图:图1:总平面布置图图2:粉煤气化流程图图3:NHD脱硫流程图图4:NHD脱碳流程图图5:PSA-CO工艺流程图图6:羰基合成醋酸工艺流程图图7:醋酸催化剂工序流程图图8:醋酸装置物料平衡图图9:35kV供电系统图图10:醋酸工程蒸汽平衡图图11:醋酸

5、工程水平衡图附表:附表1:财务评价汇总表附表2:固定资产折旧估算表附表3:无形资产/递延资产摊销估算表附表4:其他费用估算表附表5:流动资金估算表附表6:全部投资现金流量表附表7:损益表附表8:投资计划及资金筹措表附表9:外购燃料动力费用估算表附表10:外购原材料费用估算表附表11:销售收入销售税金及附加估算表附表12:某某某某某某某公司现金流量表附表13:资产负债表附表14:资金来源与运用表附表15:自有资金现金流量表附表16:总成本费用估算表附表17:敏感性分析表1 总论1.1项目名称及主办单位项目名称年产20万吨醋酸工程主办单位某股份有限公司某某某公司法人代表:某某某项目联系人:某某某可

6、行性研究报告编写单位某某某某某某某设计院法人代表: 地址:某某某某某某传真:电话:邮编:1.2编制依据某股份有限公司某某某公司与某某某某某某某设计院签订编制某股份有限公司某某某公司20万吨/年醋酸工程可行性研究报告合同。某某某某某某某设计院20万吨/年羰基合成醋酸装置基础技术资料。某股份有限公司某某某公司提供的某股份有限公司某某某公司20万吨/年醋酸工程前期工作基础资料。化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定。1.3编制原则根据节省投资,确保工程质量增加经济效益的原则,设计应遵循国家有关政策和法规,采用先进、可靠技术,最优化规则,以确保工程长周期稳定安全运行。充分利用现有工厂的公用工程及有

7、关设施,以节省投资,取得更好效益。严格执行国家环境保护的有关政策规范,对“三废”进行有效的治理,达到国家和当地有关环境保护要求和规定。总图布置要一体化,生产单元尽量露天化,采用新型轻型结构,有关设施可与某某某某县某某工业园区统一考虑,设备尽量提高国产化比例。设计要满足安全和卫生要求,要贯彻“安全第一,预防为主”的方针。1.4项目建设的目的和意义建设单位概况某股份有限公司(以下简称某某某某)创立于1998年6月,是一个集化肥、化工、化工机械设备制造于一体的国家大型煤化工企业集团,是某某省最大的合成氨、尿素、甲醇生产企业。1998年被某某省委、省政府确定为全省34户重点企业之一,2001年通过IS

8、O9001国际质量体系认证,2003年跻身全国化工企业500强,化肥企业100强和某某省工业企业综合实力30强。2006全国化工企业500强排名72位,氮肥企业50强排名第6位 。某某某某总部设在某某省某某市,注册资本15550万元,总资产35亿元,总占地面积150余公顷,员工7000余人。其中大中专毕业生及各类专业技术人员占到18%。某某某某下设某某某某、等九个分公司,纯碱、化工设备等12个控股参股子公司。集团氨醇年生产能力为120万吨,化肥、化工产品实物总量230万吨。其中:尿素120万吨,甲醇45万吨,纯碱15万吨,氯化铵15万吨,碳铵15万吨,三聚氰胺3万吨,二甲醚1万吨,硝酸、硝铵、

9、硝盐等其它产品20多万吨,塑料编织袋1200万套,化工机械设备制造能力1万吨。集团年销售收入35亿元以上,年利润3亿元以上。某某某某主导产品“某某”牌尿素曾先后荣获“中国首届亿万农村消费者信得过产品金奖”、“95中国十大畅销化肥之一”、“中华化肥精品”和“某某省名牌产品”等称号,2004年10月获“国家免检产品”称号。“某某”商标连年被某某省工商局评定为“某某省著名商标”,2006年被评为“某某省标志性名牌产品”和“质量信誉等级AAA企业”。某某系列产品覆盖国内20多个省(市)、自治区,并出口东南亚,深受广大用户的欢迎。某某某公司是某某某某的核心企业,其前身为某某某某化工总厂。企业从1970年

10、开始筹建,1974年建成投产。原系年产合成氨5000吨、单产碳酸氢铵的小氮肥厂。“八五”以来,以深化改革为龙头,以强化管理为中心,以技改扩建为主导,以规模经济抗衡市场,目前已形成年产合成氨35万吨、尿素60万吨、甲醇18万吨、复混肥5万吨、液体CO22万吨,编织袋1200万套的装置规模。多年来积极采用新技术,以新技术的运用作为企业经济新的增长点,坚持以肥为主、肥化并举逐渐发展为拥有固定资产15亿元,年销售收入13亿元,利税2亿元的的综合性大型化工企业,是某某省化肥行业的重点骨干企业,中国500家最大化学工业企业之一。占地总面积800余亩,拥有员工4000余名,大中专毕业生950名。展望未来,某

11、某某某将在不断优化存量的基础上,按照“以肥为主、肥化并举”的发展思路,通过控股、参股、兼并、收购等资本运营手段和持续的技术改造、新产品开发、产品结构调整,进一步做强做优化肥产业,做大做精化工产业,积极发展装备制造产业,努力打造百亿某某、百年某某、百姓某某,到“十一五”末实现“32111”的宏伟目标,即300万吨尿素,200万吨甲醇及化工、精细化工产品,10万吨装备制造和铝镁合金加工,100亿元销售收入,10亿元利润。从而把公司建设成为中国乃至全球最具竞争力的煤化工企业集团。项目提出的背景及必要性某某省的可持续发展应抓住中部崛起的发展机遇,加快新型能源和工业基地建设,发展循环经济,这是构建和谐某

12、某的迫切需要。某某省政府最近提出了关于循环经济发展的“五个层面”部署,找准切入点,由点到面,逐步实施,建立循环型、集团化、区域型工业园区,先形成单一企业,“点”上小循环,再构筑众多企业“线”上中循环,最后实现区域“面”上大循环。现阶段国际石油价格居高不下,而以煤作为原料的化工产品越来越具有竞争优势,国家和地方部门也出台好多优惠政策扶持和鼓励煤化工产业的发展。某某某某作为某某几个大的化肥生产厂家之一,主要产品为尿素和甲醇,产品比较单一,投入高,利润有限,随着化肥市场的逐步放开,该领域必将存在激烈的竞争。而甲醇的最大潜在市场在燃料领域,但距大规模应用尚有时日。所以必须开发新的化工产品,扩大企业规模

13、,提高企业效益,促进企业的持续发展。某某某某具有大量的氨、甲醇、尿素、CO、CO2、H2等资源,与其它同行相比,发展精细化工产品有着得天独厚的优势。醋酸是重要的基本有机化工原料,下游产品较为丰富。用于生产醋酸乙烯(VAM)、醋酸酯类、醋酸纤维素、醋酐、精对苯二甲酸(PTA)等产品,因此广泛应用于化工、纺织、轻工、医药、食品等领域。随着新兴产业的迅速发展,醋酸还将被应用于微电子原器件、助剂等的生产中,有良好的发展前景。随着我国化学工业和经济的发展,醋酸的需求量在快速增长。我国醋酸消费量由1992年的47.8万吨增加到2005年的187.7万吨。2006年国内醋酸总需求量将超过200万吨。目前,世

14、界醋酸工业中羰基化法以占总能力的70%以上。国外主要醋酸生产国家已经完成上述比例的调整;而国内至今仍是羰基化法只占57.5%、乙烯法22.5%、乙醇法占20%左右。因此,今后我国羰基化法合成醋酸技术的发展将完成醋酸工艺结构比例的调整。从上可以看出,现阶段醋酸消费有巨大的市场,加上某某某公司现有甲醇、煤、蒸汽等资源和公用工程基础,投资相对较少,而且可以缓解甲醇贮存压力,还可以延长产品链,增加新的利润增长点,提高企业的市场竞争力。1. 5 报告编制单位概况某某某某某某某设计院(简称“某某某”)始建于1958年,是集科研、技术开发、工程设计、工程承包、技术咨询、信息调研、产品生产和科技贸易为一体化原

15、化工部直属重点技术开发型研究院所。1993年获国家首批科研院所自营进出口权。1999年7月由事业单位整体转制为科技企业,进入中国某某某化工集团总公司,被四川省认定为高新技术企业。2001年1月,由某某某某某某某设计院为主要发起人组建的某某某某科技股份有限公司在上海证券交易所上市。某某某长期从事天然气化工、碳一化学、乙炔化工、变压吸附气体分离、特种气体、技术经济评价、信息咨询和化工工程设计。是“国家变压吸附分离技术工程研究推广中心”、“国家碳一化学工程技术研究中心”的依托单位;“水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心含氧化学部”、中国化工学会煤化工专业委员会、全国气体标准化技术委员会、全国天然气化工

16、专业委员会、天然气化工信息站、四川省气体检测站的挂靠单位;天然气化工、甲醛与甲醇刊物的主办单位。某某某持有国家有关部门颁发的甲级工程设计证书、工程咨询甲级证书、一、二、三类压力容器设计证书、工程承包资格证书和环境影响评价乙级证书。由某某某全资、控股或参股设立的公司有近二十家,主要涉及化工新产品、新技术的研发及工程开发、技术咨询、技术评价及各类化工产品生产、机械设备制造、自动化控制、催化剂与吸附剂研发等。某某某长期承担了大量的重大攻关项目,开发出一大批产业化的高新技术成果。迄今为止,完成科研项目560余项,其中220多项获国家级、省部级科技进步奖,35项获得国家专利授权,有10余项成果达到或超过

17、国际先进水平。甲醇羰基合成制醋酸、变压吸附制提纯CO、甲醇脱水制二甲醚、低压合成甲醇技术、甲醇合成催化剂、转化催化剂、甲醇裂解制氢、N-甲酰吗啉等成套工业装置和产品应用于全国800多家企业,并出口美国、欧洲、亚洲等国及香港等地区,为企业创造了显著的社会经济效益。1.6项目研究范围本工程以航天炉粉煤造气制取CO,再以CO和甲醇为原料生产20万吨/年醋酸,工程范围主要包括煤气化、净化、变压吸附、醋酸等生产装置、罐区及有关辅助生产设施。表1-1研究范围序号主项说明备注一生产装置1煤气化装置采用HT-L粉煤气化技术2净化装置采用NHD进行脱硫脱碳3变压吸附装置采用变压吸附制取CO4醋酸装置以甲醇、CO

18、为原料采用低压羰基化工艺合成醋酸,含催化剂制备。5控制室采用DCS系统二辅助生产设施1冷冻站采用压缩制冷机组,供应低温冷冻水和低温冷量。2化验室中心化验室和车间控制分析3醋酸罐区2座5000m3醋酸储罐4火炬系统三厂内公用工程1给排水管网2变配电及电信3供电及照明系统4工艺管架5消防设施含消防水管网6总图运输四服务设施1综合楼包括办公楼,特殊材料机修1.7研究结论可行性研究报告结论根据市场、工艺技术和经济效益分析,本报告的结论如下:(1)本工程采用具有国内自主知识产权的甲醇低压羰基合成技术生产醋酸,技术是先进的。(2)本工程市场主要面向某某,同时可进入华东市场,并可出口,项目建设符合国情,市场

19、乐观。(3)本工程煤气化富裕的合成气以及变压吸附制取一氧化碳副产的解吸气合并进行综合利用生产甲醇,可实现国家提倡的循环经济模式。(4)本工程由于充分利用了某某某公司现有的公用工程设施、土地,不但节省投资,而且有可靠原材料(煤、甲醇),充足的水源及可靠的动力供应,因此有很好的公用工程条件。(5)从经济分析结果来看,本项目的经济效益是好的,所得税前后的内部收益率分别为19.63%和15.27%,项目效益较好。从敏感性分析可以看出,当固定资产投资增加20%,或销售量减少20%,经营成本增加20%,外购原燃动增加20%时,税前内部收益率均高于12%,说明项目有较强的抗风险能力。综上所述,本工程建在某某

20、某某县某某工业园区内,原材料来源充足,建厂条件优越,资金落实,产品有销路,有市场竞争力,生产技术先进可靠,经济效益良好,因此项目是可行的。存在的问题和建议(1)本着项目“三同时”的原则,为了加快项目的实施,建议尽快开展环评、安评等有关工作。(2)本工程的超限大型设备很多,故超限大型设备的设计、制造、运输等技术问题需进行必要的准备和落实工作。(3)虽然醋酸市场前景很好,但随着大型醋酸装置的建设和老装置的改扩建,我国醋酸生产能力近几年增长极快,因此建议本项目应及早建立销售渠道。1.8主要技术经济指标本工程的主要技术经济指标参见表1-2。表1-2主要经济技术指标序号项目名称单位数量备注一生产规模1醋

21、酸装置吨/年200000二年操作小时小时8000三主要原料、燃料消耗1甲醇吨/年10.881042煤吨/年21.78104四公用工程消耗量1新鲜水m3/年2161042循环冷却水m3/年6571.21043除氧水m3/年401044冷冻水m3/年561045电kWh/年116521046蒸汽吨/年52104五总图运输1厂区总占地面积平方米1000002运输量万吨/年77.16运入量万吨/年32.66运出量万吨/年44.50六总定员人250七建设期月36八三废排放量1废水吨/小时69其中50吨为间歇排放2废气Nm3/小时42003废渣吨/年12000九工程报批总投资万元153775.7其中外汇万

22、美元52101建设投资万元151263.23其中外汇万美元52102建设期利息万元9416.033流动资金万元8374.94辅底流动资金万元2512.47十年均销售收入万元99461.14十一年均总成本万元63401.41十二年均利润总额万元27015.13十三年均销售税金及附加万元9046.08十四财务评价指标1投资利润率%16.922投资回收期年所得税前年7.05包括建设期所得税后年7.98包括建设期3财务净现值万元所得税前万元63156.63基准折现率12%所得税后万元24692.4基准折现率12%4所得税前内部收益率%19.63所得税后内部收益率%15.272 市场预测2.1性质与用途

23、醋酸为无色透明液体,有刺激性气味。与水、乙醇、甘油和乙醚互溶,不溶于二硫化碳。纯净的醋酸在15以下是无色透明鳞片状结晶。其稀溶液(5%)历来用作食醋;浓溶液具有与无机酸同样的强酸性和腐蚀性,对酯类特别具有溶解性。醋酸具有酸的通性。醋酸能发生羧基的取代反应,生成醋酸衍生物。表2-1 醋酸物性表项 目性 质分子式CH3COOH分子量60.06比重1.0492熔点16.63沸点118粘度20,CP1.22折射率n1.3715着火点57(开杯)自燃温度427爆炸极限417(vol)空气中的最高允许浓度65mg/m3醋酸是用途最广的有机酸之一,主要用于生产醋酸乙烯、聚乙烯醇、对苯二甲酸、醋酸乙酯、醋酸丁

24、酯、醋酸酐、氯乙酸、醋酸纤维和醋酸盐等,还可进一步地加工成农药、医药、染料、涂料、合成纤维、塑料和粘合剂等多种产品。因此,醋酸在化工、合成纤维、医药、轻工等工业部门有广泛的用途。醋酸在有机化学工业中的地位可与无机化学工业中的硫酸相提并论,是一种极为重要的基本有机化工原料。醋酸的主要衍生物及用途见图2-1。 醋酸乙烯 醋酸乙烯衍生物 -丙内酯 用于有机合成 山梨酸 山梨酸钾盐 食品添加剂 乙烯酮 薄膜、过滤嘴 乙酸纤维素 纺织片基、涂料 乙酰水杨酸 医药 乙酸酐对乙酰氨基苯乙醚医药 香豆素 香料定香剂 乙酰丙酮 催化剂、饲料添加剂、涂料助剂 乙酰乙酸乙酯 有机合成、医药、染料、香料、催化剂等 双

25、乙烯酮 喹叮啶酮 涂料油墨等用的染料、医药 脱氢乙酸 食品添加剂、医药 医药(退热冰) 乙酰替苯胺 氧化物稳定剂、橡胶硫化促进剂 染料中间体醋酸 乙酰氯 有机合成、染料、医药 洗涤促进剂、 乳化稳定剂、纸张、纺织品胶料 羟甲基纤维素 食品工业 丙二酸甲酯 VB2原料 丙二酸 镇定药原料 氯乙酸乙酯 有机合成、染料、医药 巯基乙酸辛酯 PVC稳定剂 氯乙酸 巯基乙酸 钠盐和铵盐作冷烫精、钙盐作脱毛剂 甘氨酸 有机合成、食品添加剂 肌氨酸 洗涤剂 羟基乙酸(乙醇酸) 用于制造洗涤剂、染色剂、电镀添 加剂、合成中间体 氰乙酸 医药、染料中间体 2,4-二氯苯氧基乙酸(2,4-D酸) 除草剂 2,4,

26、5-三氯苯氧基乙酸(2,4,5-T酸) 除草剂 水处理剂、螯合剂 乙二胺四乙酸(EDTA) 漂白液稳定剂 乙酸甲酯 乙酸乙酯 溶剂、 乙酸丁酯 萃取剂、 乙酸酯乙酸异丙酯 染料医药、 二甲基乙二醇醚乙酸酯 合成香料、 乙基乙二醇醚乙酸酯 纺织助剂 丁基乙二醇醚乙酸酯 有机合成溶剂 溶剂焊药组份 乙酸铵 乙酰胺 涂料皮革胶片 增塑剂 图2-1 醋酸及下游衍生物用途图2.2国际市场国际上醋酸的产能世界上醋酸的生产方法主要是甲醇羰基合成法、乙醛氧化法、丁烷液相氧化法,其中甲醇羰基合成法约占总生产能力的72%。2003年,全球醋酸的生产能力约为956万吨,需求量711.8万吨。世界最大的五个生产商分别

27、为美国Celanese、英国BP-Amoco、Daicel、Acete某和Millennium公司,其所拥有的生产能力已超过世界总生产能力的80%,而且还将进一步扩大。世界上主要的醋酸生产厂家的基本情况见表2-2。表2-2国外主要全球醋酸生产装置名称地区能力名称地区能力Celanese1美国100BP3英国22.0Celanese2美国24.9Nitron俄罗斯15.0Eastman美国25.4TechmashiMPort乌克兰15.0Millennium美国40.9Severidbetsj Azon乌克兰15.0Sterling美国49.0Kyoda Sakusan日本40.8Acete某法

28、国40.0Daicel Chemicals日本38.0Rhone-Pouene法国30.0BP-Patronas Acetyis马来西亚50.0BP1英国12.5Celanese新加坡50.0BP2英国40.0Samsung/BP韩国35.0目前,美国是世界上最大的醋酸生产国,其中Celanese醋酸装置位于德克萨斯Clear Lake,采用AO-Plus工艺改造后能力为100万吨/年,是世界上最大的生产装置。西欧BP-Amoco是该地区最大的生产商,其在英国Hull地区的生产装置采用Cativa工艺改造后,生产能力已经达到74.5万吨/年,生产成本下降了30%。日本目前醋酸生产能力为103.

29、8万吨/年;韩国三星/BP醋酸装置能力为35万吨/年。亚洲是近几年新建醋酸装置最多的地区,美国Celanese公司在新加坡建设了50万吨/年醋酸装置,BP在马来西亚也建了一套50万吨/年醋酸装置,加上中国已有三套装置在运行。因此,亚洲已成了世界最大的醋酸生产基地。全球醋酸的消费和供需情况全球醋酸的供需情况见下表2-3 表2-3 20002005年世界醋酸供需情况 单位:万吨项 目2000年2001年2002年2003年2004年2005年生产能力862896.8898.2956.2972.41018.8开工率%75.374.877.1474.476.577.3产 量649670.6692.37

30、11.8744.3787.42003年全球醋酸的消费量约711.8万吨,以醋酸乙烯为第一大用户,占全球醋酸总消费量的43.5%。醋酸乙烯主要用于生产聚醋酸乙烯和聚乙烯醇,这两个产品的醋酸用量约占醋酸乙烯用途的70%。对苯二甲酸是第二用户,占全球醋酸总消费量的19%,醋酸主要在对苯二甲酸的生产中作为溶剂。醋酸酯类为第三用户,占全球醋酸总消费量的14%,醋酸酯类主要用于农药、涂料和粘结剂。醋酐用醋酸占第四位,占全球醋酸总消费量的10%,醋酐主要用于醋酸纤维素的生产,醋酸纤维素主要用于香烟的过滤嘴生产。近几年全球醋酸消费构成如表2-4。表2-4全球醋酸用途分配情况 单位:万吨用途2000年2001年

31、2002年2003年2004年2005年醋酸乙烯290.2295303309.9324.4334.1对苯二甲酸110.9119127.4136.1133.7141.1醋酐87.488.990.491.895.4101.6醋酸酯87.393.796.698.7111.9130.3其它73.27474.975.378.980.3合计649670.6692.3711.8744.3787.4根据有关方面预测,全球醋酸消费结构中,今后10年醋酸乙烯的生产将以年均3%的速度增长;由于聚酯需求的快速增长,带动了对苯二甲酸生产的发展,预计今后10年,对苯二甲酸将以年均增长率6%的速度发展;醋酸酯类的需求增长主

32、要是醋酸乙酯和醋酸丁酯的发展所带动的。作为溶剂,醋酸乙酯和醋酸丁酯替代有毒性的甲乙酮和甲苯(尤其是在发达国家),使两者需求量有一定的增长。由于高固性、水溶性和粉末涂料的发展,具有挥发性的涂料生产在萎缩,这方面对醋酸酯类的需求有所下降。因此,总的来看,醋酸酯类对醋酸的需求增长率仍保持目前的水平,年均5%;醋酐主要用于醋酸纤维素的生产来制造香烟过滤嘴。由于今后香烟的需求增长不会很快,因而醋酐的需求增长会维持在一个较低的水平上。预计到2008年世界醋酸的需求量将达到910万吨。2.3国内市场我国醋酸的生产能力我国冰醋酸生产工艺路线有乙炔法,乙醇法,乙烯法和甲醇法。2005年,我国醋酸生产能力约200

33、万吨,实际产量为137万吨,占世界醋酸生产能力的15%。我国现有醋酸主要生产厂家及装置能力和扩建计划,分别列于表2-5、表2-6表2-5我国主要冰醋酸生产企业情况 单位:吨/年序号企业名称2005年2004年同比%1江苏索普(集团)有限公司40271726306053.09 2扬子江乙酰化工有限公司25006021396516.87 3上海吴泾化工有限公司2071132014352.82 4吉林石化分公司14038512672110.78 5大庆石化分公司78920750645.14 6扬子石油化工股份有限公司7882386793-9.18 7山东金沂蒙集团有限公司7770679394-2.1

34、3 8石家庄新宇三阳实业有限公司428043670916.60 9上海石油化工股份有限公司293351908053.75 10肥城市荣祥化工有限公司15250923065.22 11江阴市长华化工有限公司1292026047-50.40 12南宁化工集团有限公司11396571499.44 13南阳天冠集团有限公司1002594086.56 14南通醋酸化工股份有限公司82023761118.08 15天津市宁河县永宏福利华工厂23002380-3.36 16建德市新化化工有限责任公司1346105327.83 17重庆华维实业总公司250441-43.31 18合 计136960011606

35、7817.99 2006年国内羰基合成法装置不断扩大,已开工和建成的装置计有:表2-6我国醋酸新扩建项目生产企业新扩建能力(万吨/年)阶段上海吴泾化工公司20已开工大庆油田甲醇厂20已开建云南云维集团20已开工榆林榆天化15已开工南京Celenese60已开建BP-中国石化(南京扬子)50计划之中届时,羰基合成法的比例将大幅上升,而国内乙醇法和乙烯法的开工率将进一步下降。表2-7列出近年来醋酸各工艺装置的开工率。表2-7我国醋酸各工艺生产装置开工率工艺2000年2001年2002年甲醇羰化法94.9101.3102.7乙烯氧化法91.586.277.3乙醇氧化法5.513.313.0我国醋酸的

36、供需情况我国近十年冰醋酸的产量见表2-8,从1990年我国醋酸产量35.95万吨,到1995年增至42.5万吨,2005年又增长到137万吨,年均增长率10.62%。 表2-8近年我国冰醋酸产量情况 单位:万吨年份产量比上年同期增减(%)1990年35.95+23.61991年39.73+10.51992年44.37+11.61993年39.14-11.81994年39.5+0.91995年42.5+7.61996年45.55+7.21997年58.14+27.61998年64.91+11.61999年71.96+10.92000年86.51+20.022001年86.13-0.42002年8

37、5.1-1.22003年94.68+11.252004年115.16+21.632005年137+18.96虽然国内生产能力不断提高,产量不断上升,但尚不能满足国内需求,进口量呈逐年上升趋势,参见表2-9,国内醋酸表观需求量参见表2-10。表2-9我国醋酸产品的进出口情况年份进口量(万吨)平均单价(美元/吨)出口量(吨)平均单价(美元/吨)19931.09422.930.63390.1819943.83408.140.73565.0319956.33687.280.18919.79199612.14515.950.10586.1119979.59530.330.02862.29199813.5

38、4359.560.02728.16199910.59310.10.04658.4200010.36383.270.08614.92200119.92365.100.06757.09200234.9358.370.13611.29200350.46391.870.14678.69200452.5496.271.60694.86200554.2638.823.50597.41 表2-10 近几年我国醋酸消费量 单位:万吨、%年份1999200020012002200320042005表观消费量82.5196.77105.99119.9144.99166.06187.7表观消费增长率4.8517.2

39、89.5313.1220.9314.5313.03国内自给率87.2189.4081.2670.9765.2969.3572.99根据我国海关进出口统计数据,我国进口的醋酸主要来自Celanese和BP两大公司,其向我国出口量占我国总进口量的70%以上。Celanese向我国出口的醋酸主要来自新加坡和美国,BP向我国出口的醋酸主要来自马来西亚、韩国和英国。预计今后我国还会有冰醋酸和其下游产品的进口,对国内市场仍有一定的影响。我国冰醋酸的消费构成及下游产品的进口情况我国冰醋酸消费构成大致是:醋酸乙烯和聚乙烯醇约占冰醋酸总销量的41.18%,对苯二甲酸占16.26%,醋酸酯类占19.87%,醋酸酐

40、占9.81%,氯乙酸占5.78%,双乙烯酮占2.23%,其它产品占4.88%。图2-2 2004年国内醋酸消费比例示意图目前我国醋酸下游产量基本上都不能满足需求,因而较大量的依赖进口,参见表2-11 表2-11醋酸及其下游产品进口情况 单位:万吨产品2000年2001年2002年2003年2004年2005年醋酸丁酯4.874.246.486.463.422.53醋酸乙酯4.415.354.584.273.464.64醋酐1.752.133.755.136.535.42对苯二甲酸250.53311.66429.7454.61572.1649.13醋酸乙烯酯3.826.6614.6114.751

41、4.7215.25EVA共聚物21.9723.9629.3135.5041.2639.39发展前景目前我国醋酸下游产品呈现快速发展态势,这些产品包括醋酸乙烯、醋酸酯、醋酐、双乙烯酮、氯乙酸等。醋酸下游衍生物中,醋酸乙烯是醋酸最大的用户,其消费量占醋酸总消费量的41.2%。我国醋酸乙烯主要用来生产聚乙烯醇及维尼纶。目前醋酸乙烯产量已不能满足其下游产品发展的需要,实际上现在国内醋酸乙烯的当量消费量(包括进口的醋酸乙烯和其下游产品)已经达到80万吨以上。随着我国醋酸乙烯用途的不断开发,目前它己成为有发展前途的热点产品之一。近几年国外和台湾的一些醋酸乙烯生产厂商有意在中国建设大型的以乙烯为原料的生产装

42、置。预计到2010年醋酸乙烯将达到175万吨。精对苯二甲酸(PTA)是生产聚酯的主要原料,2004年我国PTA产量已达到450万吨,进口量达到572万吨,需求量为1021.5万吨,国内自给率约为44.05%;由于聚酯产能增长迅速,预计2010年我国精对苯二甲酸的需求量将超过1000万吨。醋酸酯有众多系列产品,如醋酸乙酯、乙酰醋酸、甲酯、醋酸甲酯、醋酸丙酯、醋酸丁酯、醋酸异戊酯等20余种酯类,是醋酸的主要下游产品之一,是重要的有机溶剂,广泛应用于涂料、粘合剂、医药等许多领域。近年来我国醋酸酯类生产能力已有所增长,2004年生产能力约为45万吨/年左右,但是普遍规模较小,无法满足国内市场的需求。2

43、004年我国醋酸酯进口量总计为4.2万吨,进口产品占国内市场消费量的10%以上,因此醋酸酯类尚有一定的发展空间。预计到2010年我国醋酸酯的需求量将超过100万吨。醋酐是主要的乙酰化剂和脱水剂.主要用于生产醋酸纤维素,然后用于制造胶片、塑料、纤维制品,其目前最大的用途是制造香烟过滤嘴(二醋酸纤维素)。我国目前醋酐生产能力约17万吨/年左右,2004年产量约13万吨,产量逐年增长,仍无法满足国内市场的需求。2004年净进口量达到6.53万吨,目前国内醋酐主要用于醋酸纤维素、医药、农药、染料等行业,其中医药、农药和染料业需求稳定增长,尤其是医药行业消费量基数较大.下游产品前景看好,预计,2010年

44、需求量将达到22万吨。双乙烯酮是重要的精细化工中间体,由于其分子结构中含有两个双键,化学性质非常活泼,可进行加成、硝化、卤化、分解、聚合等有机反应,广泛应用于医药、农药、染料、食品和饲料等领域。由于其下游产品开发力度不断加大,应用领域不断拓展,市场前景极为广阔。我国双乙烯酮生产厂家20余家,总生产能力约3万吨,产量约2万吨。近年来,虽然双乙烯酮的产量具有较大幅度增长,但随着国内农药、医药新品种的不断开发,双乙烯酮消费量也在逐渐增加,价格趋升。目前我国双乙烯酮消费结构为医药占50%,农药38%,染料7%,其它5%。预计到2010年我国双乙烯酮的需求量可达到5万吨。氯乙酸是一种重要的有机精细化工中

45、间体,广泛应用于农药、医药、染料、油田化学品、造纸化学品、纺织助剂、表面活性剂、电镀、香精香料等领域。随着技术进步和发展,氯乙酸新的应用领域逐渐得到开发;因此氯乙酸应用和发展前景十分广阔。我国氯乙酸消费结构为:农药58%,羧甲基纤维素15%,制药11%,染料10%,其他6%。据有关资料预测我国用氯乙酸作原料的农药、医药、羧甲基纤维素等行业近年内都会有较大的发展,对氯乙酸的需求也将会持续增长。2004年我国氯乙酸产量为12万吨,净出口量为0.75万吨,国内实际消费量为11.25万吨。由此可知,2004年我国的醋酸当量消费量约为226万吨。由此推算预计到2010年我国醋酸的需求量约为310万吨。2

46、.4目标市场据预测,世界醋酸需求量将逐步增长,市场容量增加。另外,乙醛法和其他醋酸工艺将会在竞争中逐步退出市场。因此,本工程的产品销售策略为占领醋酸需求量增加而扩大的市场空间和其他醋酸工艺退出后的市场空间。某某地处我国中西部,向东或向南可以直达我国醋酸主要市场华东华南地区,向西,目前我国西部地区尚没有大的羰基合成醋酸生产装置,虽然规划了很多年,但是由于种种原因实施很困难,现在计划中较快的是云南云维集团公司。近年来石化企业规划了许多PTA生产装置,而且都是年产几十万吨生产规模,如中西部地区的洛阳石化、乌鲁木齐石化等。每吨PTA需醋酸八十公斤左右,目前国内外PTA都是醋酸的第二大用户。因此在某某某

47、某某某公司建立20万吨/年醋酸装置其目标市场定位,应该是某某和周边省份,陕西、河北、安徽、河南、内蒙古,并向新疆、广东甚至江浙上海伸延。进一步瞄准向东南亚市场,争取出口。2.5醋酸价格分析价格分析近年来醋酸的市场价格变化幅度较大,国内市场的价格可以在3200元/吨8800元/吨之间波动,而国际市场价格可以在350美元/吨780美元/吨之间波动。1994年,由于国际经济的复苏和国际部分装置不正常运行,国际及国内市场醋酸突然火爆,价格一路上扬,于1995年达到价格最高峰8800元/吨。之后,随着原有装置的改扩建和新建装置的投产,市场达到新的供需平衡,价格回落。1997年亚洲金融危机爆发,东南亚及全

48、球化工市场需求萎缩,加剧了醋酸价格的下滑,于1999年5月达到醋酸价格的最低点3200元/吨。6月份以后,随着国际原油价格及化工原料价格的上涨,醋酸价格开始回升。国内市场与国际市场变化类同。醋酸市场变化首先是与原料甲醇的价格相对应,而甲醇价格又与原油的价格密切相关。国际甲醇价格在100美元/吨时,对应醋酸价格为350美元/吨;国际甲醇价格在270美元/吨时,对应醋酸价格为780美元/吨。国内1995年甲醇最高价3800元/吨时,醋酸升至8800元/吨;1999年甲醇价格跌至1000元/吨时,醋酸降至3200元/吨。2003年甲醇价格在2400元/吨2500元/吨,醋酸价格为4500元/吨510

49、0元/吨。图2-3 2004-2006年我国冰醋酸价格趋势图另外由于事故或检修,造成醋酸短期生产减少,引起市场暂时供应紧张,继1994年之后2004年8月中国醋酸市场出现暴涨行情,一个月内,醋酸从6000元/吨直逼历史最高水平9000元/吨。这是由于亚洲四套装置因故停产或检修,商品市场醋酸储量减少而引起。受“非典”影响,2003年5月过氧乙酸消费量猛增,不可避免出现了醋酸价格暴涨的现象,如我国醋酸价格最低的华东地区醋酸价格也涨至5500元吨,但这是暂时现象,随着“非典”影响逐渐减少,醋酸价格回落并保持原水平。2005年仍是国内醋酸市场行情大起大落的一年。受索普醋酸装置意外的影响,元月后行情高开

50、在7000元/吨左右,且上半年行情总体高位运行。索普装置恢复正常开车后,价格自5月底起从高位滑落,其间,又因国外多套醋酸装置开工异常,下半年各地行情反复在5000元/吨7000元/吨的范围内波动。2006年上半年行情相对稳定,在5000元/吨6000元/吨之间徘徊,波动幅度较小。今后随着大型的羰基合成醋酸装置的建成,醋酸价格将会回落,其底线预计在4500元/吨5500元/吨。价格竞争力分析以2006年5月亚洲醋酸CIF价540美元/吨,加上进口商品运到中、西部市场所发生的费用。1美元=8.0元人民币折算,关税按2%计,增值税按17%计,仓储费用80元人民币/吨醋酸,国内醋酸运转费150200元

51、人民币/吨醋酸: 5408.01.021.17+80+200=5400元/吨本报告国内醋酸售价按4500元/吨(含税价)进行计算,较当前市场价格5400元/吨仍有一定的余地。3 产品方案及生产规模3.1产品方案本项目醋酸生产技术选用目前世界上先进的甲醇低压羰基合成制醋酸的技术,选用该项技术对改善我国醋酸生产的原料结构,提高醋酸生产技术含量,发展我国碳一化学具有积极意义。符合国家产业政策和技术政策,符合行业发展规划和产品结构调整要求,也符合国家清洁生产的需要。3.2生产规模确定的原则 市场容量由市场可知2010年我国的醋酸需求量将达310万吨,而目前国内的醋酸生产能力仅为200万吨。 规模经济目

52、前利用甲醇低压羰基合成醋酸技术已在世界各地建成了十几套装置,装置规模为10万吨/年50万吨/年,最大规模达100万吨/年。根据对不同规模生产装置的经济比较,甲醇低压羰基合成醋酸装置的经济规模应不低于15万吨/年。结合经济规模及某某、华北地区市场容量考虑,以及有关专家的建议,本工程拟建醋酸装置规模为20万吨/年。3.3生产规模生产规模:醋酸:200000吨/年;600吨/天;25吨/小时;年操作时间:8000小时3.4产品规格醋酸某某某某某某某设计院开发的低压羰基合成醋酸工艺,产品醋酸质量符合GB/T 1628.1-2000优等品指标,产品指标见表3-1表3-1 产品醋酸规格项 目指 标醋酸含量

53、,% 99.8色度(铂钴),号 10水含量,% 0.15甲酸含量,% 0.05乙醛含量,% 0.05高锰酸钾试验,min 30铁含量,ppm 0.4蒸发残渣,% 0.014 建厂条件和厂址方案4.1建厂条件 厂址自然地理概况某某某某县位于某某省西南部,某某盆地三角地带北沿。某某某某县北邻某某某某县,东临某某市,南靠某某某某市,西临黄河,隔黄河与陕西省接壤,地理位置优越。某某某某某某某公司地处某某某某县城城西3km的某某某某县某某工业园区,209国道纵贯县城南北,省道临风线横穿城区东西,公路交通运输非常方便。今后几年将逐步形成由铁路、公路组成的综合交通运输网。某某某某某某工业园区位于县城的西南部

54、,其北接合欢接,南依工农街,东靠五一路,西临庙风公路。某某大道、西外环路等交通主道横贯其中,园区交通便利。园区属于县城总体规划的有污染的西工业园区,其位于县城下水下风方位,园区北高南低,地形大致平坦,地理位置优越。工程地质根据岩土工程勘察报告,某某某某公司区域范围内地壳稳定性良好,未发现有明显活动的断裂构造,场区内无不良工程地质现象存在,该区域内属相对稳定的地质体。因此,综合判定,该拟建场区是稳定性的建筑场地,无软弱土层,适宜建筑。从勘察资料分析,本场区内的地基土分布均匀,层位稳定,粉土、粉制粘土互层为主,场地稳定性良好。厂区海拔高度:406.5m;地耐力:15t/m2;地震烈度:7度;土质:

55、湿陷性次生黄土。水文地质.1地下水温地下0m150m 15地下150m190m 26地下190m以下 34.2地下水水质分析表4-1 地下水水质分析表项目指标pH值6.58.5总硬度450mg/L铁0.3mg/L锰0.1mg/L氨化物260mg/L硝酸盐20mg/L氯化物1.0mg/L钾0.05mg/L溶解固体物681mg/L 气象条件(1)气温年平均气温14.2年极端最高气温42.8年极端最低气温-18.5最热月平均气温27.3(2)气压年平均气压96.94kPa年绝对最高气压99.11kPa年绝对最低气压94.87kPa(3)冻土线地冻深度42cm(4)雨量年平均降雨量505.1mm一昼夜

56、最大降雨量105.5mm年平均降雨天数79.5天(5)雪最大积雪厚度11cm(6)相对湿度最热月相对湿度70%(7)风3月至9月主导风向东风12月至2月主导风向北风最大风速18m/s(西北风)(8)雷暴年平均雷暴天数9天年雷暴最多天数17天外部交通运输状况某某某某县位于某某省南部的某某地区,某某某某县北邻某某某某县,东临某某市,南靠某某某某市,西临黄河,隔黄河与陕西省接壤,地理位置优越。某某某某某某某公司地处某某某某县城城西3km的某某某某县某某工业园区,209国道纵贯县城南北,省道临风线横穿城区东西,公路交通运输非常方便。今后几年将逐步形成由铁路、公路组成的综合交通运输网。供水某某某某公司用

57、水取自地下水,已设有深井25眼,单眼井出水量约为40m3/h50m3/h,总出水量为1000m3/h1250m3/h。现实际用水量约为1000m3/h,尚有150m3/h200m3/h的富裕量。为了今后发展我公司将从某某某某县引黄工程上分流一股黄河水,以缓解地下水位下降而造成的供水紧张局面,目前清水池已完工,管道铺设正在进行,建成后可以补充200m3/h300m3/h一次水能满足本工程需求。供电某某某公司现有一座110kV变电站,两回110kV电源线路。两回(LGJ-240)引自距某某某公司110kV变电站约19km的临晋站177,179两个开关。某某某公司110kV变电站110kV侧采用单母

58、线分段接线,两条110kV电源进线分别接至两段110kV母线段上。110kV I段母线接有3#、5#,两台主变压器,其型号分别为SFS8-31500/110、SFS-50000/110。两台主变低压侧分别接入III、V段6kV母线上。110kV II段母接接有1#、4#主变压器,其容量为16000kVA和50000kVA,变压器低压侧接6kV I段母线、6kV IV段母线。某某某公司110kV变电站为室外布置,变压器总容量为147500kVA。目前全厂总的用电负荷为95000kW,全部为外购电。全厂总供电能力能满足本次新增用电负荷的需要。供热某某某公司现有锅炉10台,其中130吨锅炉一台,75

59、吨锅炉两台,35吨锅炉一台,25吨锅炉四台,10吨锅炉两台,合成氨三个分厂配吹风气回收装置三台,产汽能力分别是一厂35吨/ h,二厂25吨/ h,三厂30吨/h总发汽能力为520t/h。主要供分公司下属四个分厂的化工用汽。目前两台75吨锅炉供甲醇气轮机使用,抽凝气供尿素分厂使用,130吨锅炉将计划在二期甲醇中供气轮机使用,合成氨三个厂蒸汽能达到自给,所以下面七台锅炉将要做为备炉使用,这样公司的蒸汽富裕量是很大的。表4-2 供热设备现状序号锅炉型号数量能力效率备 注1SHF35-3.82-M135t/h80.31%2SHF某25-2.45/400-P125t/h85%3SHF某25-2.5/40

60、0-PA125t/h80.5%4SHF某-25-2.5P250t/h86.7%5SHL10-25/400-A220t/h76%6合 计7155t/h4.2厂址方案20万吨/年甲醇羰基合成醋酸工程包括:醋酸装置、煤气化装置、净化装置、变压吸附装置及相关公用工程总用地约150亩左右,经与业主磋商,建议厂址选择在西邻大庆路,南邻工农路,东靠西外环路,北靠原分公司事故水池的预留地。5 工艺技术方案5.1工艺技术方案的选择原料路线确定我国煤炭储量丰富,价格低,新型的煤气化技术使以煤为原料的大型气化装置能够做到低成本、低能耗、低污染。本项目拟建于某某某某县某某工业园区,某某拥有丰富的煤炭资源,以煤为原料,

61、不但可以满足对本装置20万吨/年醋酸装置CO原料气的供应,而且还可以为某某某公司的甲醇装置提供部分合成气,增加甲醇产量,实现双赢。还可以根据市场情况,在醋酸装置与甲醇装置之间进行原料与产品的平衡协调,以达到更好的经济效益。工艺技术方案比较与选择.1气化装置气化方法简介煤气化技术是煤化工的先导和基础。煤气化技术有100多年的研究开发和商业化应用历史。19世纪50年代,西门子公司开发出用于生产燃气的第一台阶梯式炉蓖的煤气发生炉。20世纪20年代,合成氨和甲醇工业的出现,催生煤气化技术开始用于合成气生产。为了提高煤气化的气化率和气化强度,改善环境,20世纪70年代以来发达国家加快了新一代煤气化技术的

62、开发和工业化进程。近年来国内煤气化技术也得到较大发展。煤气化的发展趋势是:气化压力向高压发展、气化温度向高温发展、固态排渣向液态排渣发展、气化炉向大型发展、提高碳转化率、提高煤气有效组份、与其他先进技术联合使用。煤气化技术可分为固定床、流化床和气流床。固定床固定床(移动床)包括间歇式气化(UGI)和连续式气化(Lurgi)两种。UGI炉国外已经淘汰,国内有数千台气化炉;Lurgi炉国内有20余台,多用于生产城市煤气,若以烟煤为原料用于生产合成气,需要设CH4蒸汽转化工段(例如某某潞城引进装置)。该技术煤气初步净化系统极为复杂,不是公认的首选技术。固定床间歇式气化炉(UGI)UGI炉以块状无烟煤

63、或焦炭为原料,以空气和水蒸气为气化剂,在常压下生产合成原料气或燃料气。该技术是20世纪30年代开发成功的,投资少,设备全部国产化,工艺技术成熟可靠,容易操作。我国中小化肥厂广泛采用该技术生产合成氨原料气,仍有3000多台运行,最大炉径3.6m。UGI炉采用无烟块煤或焦炭,煤质要求严格,原料路线窄;单产气量偏小(最大的3.6m炉产气量12000m3/h);一个制气循环中有效制气时间少,气化强度低;渣中含炭量高;制气过程中大量吹风气排空(每吨合成氨吹风气放空多达5000m3),放空气体中含CO、CO2、H2、H2S、SO2、NO某及粉灰;洗气塔排出的污水含有焦油、酚类及氰化物,污染环境。目前已属落

64、后的技术,随着能源政策和环保要来越来越高,会逐步被新的煤气化技术所取代。60年代末吉林化肥厂开始利用本厂空分富余的O2在老的间歇造气炉上进行了富氧空气-蒸汽连续气化制取合成氨原料气取得成功,使单炉生产能力增加了一倍。之后,淮南化肥厂进行的焦炭和白煤富氧连续气化试验也取得成功。Lurgi气化炉20世纪30年代德国鲁奇(Lurgi)公司开发成功固定床连续块煤气化技术,此后得到广泛应用,是目前世界上建厂数量最多的煤气化技术。国内有某某天脊(30万吨/年合成氨)、云南解化(17万吨/年合成氨)、哈尔滨气化厂等采用。该技术虽然能连续加压气化,但由于气化温度低,生成气中甲烷含量大,同时生成气中含苯、酚、焦

65、油等一系列难处理的物质,净化流程长;尤其是该技术只能用碎煤不能用粉煤,因而原料利用率低,大量筛分下来的粉煤要配燃煤锅炉进行处理。此技术于上个世纪九十年代经过英国煤气公司和鲁奇公司联合开发,开发出了一种新炉型(BGL气化炉),将鲁奇炉干粉排渣改为熔融排渣,同时提高了气化反应温度,气化效率和气体成分有了很大改进,污染问题也有所改善。现有一台日处理500吨煤工业示范炉在德国运行,用于处理城市垃圾,所用原料为各种城市垃圾、废塑料和烟煤。由于BGL炉与传统鲁奇气化炉在气化温度上变化不大,生成气中甲烷及氮气含量仍然较高;其次,煤气净化流程变长,且三废治理难度大。流化床流化床气化炉常见炉型有温克勒(德国Wi

66、nkler)、灰团聚(美国U-Gas)、循环流化床(CFB)、加压流化床(PFB是PFBC的气化部分)和恩德粉煤气化工艺等。在上海焦化厂建成的世界上第一套U-Gas气化工业装置(120吨/天台)1994年11月开车,迄今运转仍不正常。CFB、PFB可以生产燃料气,但国际上尚无生产合成气的先例。Winkler已有用于生产合成气,但对粒度、煤种要求较为严格,甲烷含量较高(0.7%2.5%),设备生产强度较低,已不代表发展方向。Lurgi循环流化床气化炉(CFB)鲁奇公司开发的CFB可气化各种煤,水蒸气和氧气作气化剂,气化比较完全,气化强度大,是移动床的2倍,碳转化率高(97%),炉底排灰中含碳2%

67、3%,气化原料循环过程中返回气化炉内的循环物料是新加入原料的40倍,炉内气流速度在5m/s7m/s之间,有很高的传热传质速度。气化压力0.15MPa。鲁奇公司CFB气化技术,全球已有60多个工厂采用,正在设计和建设的还有30多个工厂。CFB气化炉基本是常压操作,若以煤为原料生产合成气,每kg煤消耗气化剂水蒸气1.2kg、氧气0.4kg,可生产煤气l.9 m32.0m3。煤气成份COH275%,CH4含量2.5%左右,CO215%(低于德士古炉和鲁奇MK型炉煤气中CO2含量),有利于合成氨的生产。灰熔聚流化床粉煤气化技术灰熔聚是国内自主研发的第二代新型煤气化技术,具有原料适应性广,投资费用低的特

68、点,可用于化工合成气,民用和工业炉窑燃料气、发电燃料气的生产。2001年灰融聚技术气化在陕西城固化肥厂建成了工业化装置,单炉年产合成氨2万吨、日投煤量100吨的装置,投运以来运行效果较好,已进行6种煤的试烧,焦炭粉、烟煤粉煤、无烟煤粉煤、高硫煤粉煤等也可使用,碳转化率大于90%,粉煤粒径要求小于6毫米。2004年底,国家将灰融聚煤气化技术列为氮肥行业原料结构调整5种煤气化示范技术之一,安排天津碱厂等示范项目的建设。2006年上半年,我国第一套大型常压灰融聚煤气化装置两台单炉日投煤量200吨气化炉在天津碱厂投入运行,该装置在安全、稳定、长周期、连续运行方面取得了突破性进展,实现了单炉连续运行45

69、天、装置连续运行145天、累计运行300天的良好业绩,标志着我国自主研发的煤气化技术大型化迈上了新的台阶。目前灰融聚煤气化炉主要问题是常压操作,单炉生产能力不高,目前单炉能力为年产合成氨4万吨左右,比较适合于现有小氮肥厂的改造。据了解,技术开发单位正研制加压灰融聚煤气化炉,预计操作压力为1.0MPa、单台炉日投煤量在500吨1000吨的气化炉预计2007年在某股份有限公司建成。灰融聚气化是流化床气化,气化效率不及气流床。该技术的主要特点有:a.煤种适应性广,可使用冶金焦、瘦煤、烟煤、无烟煤、长焰煤、气煤、焦煤等。使用烟煤、次烟煤等劣质煤时原料便宜,污染少。b.气化强度高,操作温度适中(炉内温度

70、约1,100)。c.气化炉是一个单段流化床,结构简单,可在流化床内一次实现煤的破粘、脱挥发份、气化、灰团聚及分离、焦油及酚类的裂解。d.部分气化剂从气化炉底部中央进入,使炉内形成一局部高温区(约1400),促使灰的团聚,保证灰与煤有效分离,灰渣含碳量低,碳利用率高(总碳利用率可达90%)。e.气化剂水蒸汽从分布板进入气化炉,形成相对的低温区,有效防止炉内结渣。f.炉气带出的细粉经除尘系统捕集后返回气化炉,提高碳利用率。g.旋分离器设置在气化炉的体外,采用体外循环,防止料腿堵塞。h.产品中不含焦油,含酚量很低,因而洗涤水污染少。连续气化无废气排放,对大气污染少。i.采用纯氧气化,生产出的煤气中C

71、O+H2可达68%70%,适合于用作甲醇合成原料气。j.国产化技术,全部材料及设备制作立足于国内,专利费及投资较低。该技术可用于生产燃料气、合成气和联合循环发电,特别适用于中小氮肥厂替代间歇式固定床气化炉。据测算,以烟煤替代无烟煤生产合成氨原料气,可以使合成氨成本降低15%20%,具有广阔的发展前景。恩德粉煤气化技术恩德粉煤气化技术是朝鲜在早期的温克勒气化炉的基础上形成的粉煤气化技术。在国内已有多套装置投入运行,且在合成气领域有运行经验。恩德粉煤气化技术的技术特点与优势在于:a.煤种适应性较宽。恩德粉煤气化炉适用于褐煤、长焰煤、不粘或弱粘结煤,仅对煤的活性(95065%)和灰熔点(1,250)

72、有一定的要求,对灰分(低于40%)、煤的粒度(10mm)等要求不高。b.技术成熟可靠,可用于较大规模生产。目前该技术已经系列化,单炉生产能力5000m3/h40000m3/h。该技术成熟,在朝鲜制造甲醇和合成氨已30多年。c.环境影响小。在流化床中,由于温度高而且各处温度分布均匀,原料中的挥发份受热迅速分解,焦油、重质烃等裂解较为完全,从而煤气中不含焦油及油渣,净化系统简单、污染少。d.操作弹性大,生产负荷可在60%105%范围内调节。 e.开停炉方便。f.运转稳定可靠、检修维护少。气化炉仅由内衬耐火材料的炉体和可拆卸的喷嘴组成,没有传动部分和易损件,故连续运转率较高。 g.气化效率较高(72

73、%76%)、气化强度大。 h.投资少,由于技术设备已完全实现了国产化,恩德粉煤气化炉投资仅为引进气化炉的30%50%。i.自产蒸汽量大,每万立方米煤气可产5.5吨蒸汽(0.6MPa)。 景德镇煤气厂采用恩德气化炉生产低热值煤气(10000Nm3/h)。黑龙江化肥厂已建成2台40000Nm3/h气化炉用于生产合成氨。淮南化工总厂20000Nm3/h气化炉用于生产合成氨。该技术的缺陷是只能适应高活性的煤种,在我国分布范围窄;上部灰分排放量大、炉灰含碳量高;造气工段排放物对环境有一定污染。气流床气流床从原料形态分有水煤浆、干煤粉两类,Te某aco、Shell和GSP具有代表性。气流床对煤种(烟煤、褐

74、煤)、粒度、含硫、含灰都具有较大的兼容性,国际上已有多家单系列、大容量装置运作,其清洁、高效代表着当今煤气化技术的发展潮流。德士古煤气化技术德士古水煤浆加压气化法是目前世界上先进的气化技术之一,属气流床加压气化法。其特点是该工艺对煤的适应范围较宽,可利用粉煤,单台气化炉生产能力较大,气化操作温度高,液态排渣,碳转化率高,煤气质量好,甲烷含量低,不产生焦油、萘、酚等污染物。排出的粗灰渣可以用做水泥的原料和建筑材料。三废处理简单,易于达到环境保护的要求。生产控制水平高,易于实现过程自动化控制。Te某cao公司自1957年在蒙特培罗(Monetebello)研究室开始以氧为气化剂对煤、焦进行气化研究

75、,1973年建立了一套投煤量15吨/天的试验装置进行加压水煤浆气化试验。经过30多年的试验及工业化过程,德士古水煤浆加压气化工艺已经发展成为一项先进、成熟可靠的煤气化工艺。具体工业生产情况见下表。表5-1世界水煤浆气化装置一览表序号工厂名称数量压力MPa投煤量吨/天废热回收工厂产品备注1美国伊斯曼1+16.5820激冷甲醇、醋酐1983年投产2美国冷水工程1+14.2910废锅激冷发电1995年停运3日本宇部氨厂3+14.01380激冷合成氨1984年投产4德国SAR厂14.4730废锅合成气、氢气1986年投产5瑞典尼那斯厂46.54550激冷合成氨甲醇、燃料气1989年投产6美国TAMPA

76、1+13.922000废锅联合循环发电1996年投产7鲁南化肥厂1+112.72.9360激冷合成氨甲醇1993年投产2000年投产8上海焦化厂3+14.01500激冷甲醇、CO1995年投产9渭河化肥厂2+116.56.51500800激冷激冷合成氨甲醇1996年投产2006年投产10淮南化工总厂2+14.01000激冷合成氨1999年投产11金陵石化公司2+14.02000激冷合成氨2005年投产12浩良河化肥厂2+14.0960激冷合成氨2006年投产13南化公司1+14.0激冷甲醇、合成氨正在安装14神木20万吨甲醇厂2+14.0900激冷甲醇正在安装15湘火炬3+16.52250激冷

77、甲醇正在安装加压水煤浆气化的特点a.煤种适应性广:年轻烟煤,粉煤皆可作为原料,灰熔点要求不超过1350,煤可磨性和成浆性好,制得煤浆浓度要高于60%为宜。b.气化压力范围大:从2.5MPa6.5MPa皆有工业化装置,气化压力高可节省合成气压缩功。c.气化炉热量利用:有激冷工艺制得含蒸汽量高的合成气如用于生产合成氨,在变换工序不需再外加蒸汽,也可采用废锅流程回收热量副产高压蒸汽,但废锅设备价格较高,可择优选用。d.气化炉内无传动装置,结构比较简单。e.单位体积产气量大,一台直径2800mm,6.5MPa气化炉可产干气量55000Nm3/h。f.有效气成分高,CO+H280%,排渣无污染,污水污染

78、水易处理。因高温气化,气体中甲烷含量低(CH40.1%),无焦油,气化炉排渣无污染可用作铺路路渣,污水含氰化物少易处理。g.产品气一氧化碳和氢含量高是碳一化学最好合成原料气,可用来生产羰基合成原料气、甲醇、制氢、合成氨,用途广泛。h.碳转化率高:最高可达99%。水煤浆气化对煤质要求a.Te某aco水煤浆气化对煤质适应性较广。除褐煤、泥煤及热值低于22940kJ/kg,灰熔点高于1350的煤不太适用外,其他粘结性煤、含灰量较高的煤、石油焦、烟煤均可作原料。b.煤中灰含量对消耗指标的影响。煤中的灰含量增加会增加氧气的消耗,同时也增加每Nm3(CO+H2)气体的煤消耗量,一般煤中灰含量从20%(wt

79、)降到6%(wt),可节省5%无灰干基煤消耗,节省氧气消耗10%左右。c.煤的灰熔点。由于气化炉内操作温度一般在煤的灰熔点以上通常要高50100,鉴于炉内耐火材料承受耐高温的限制,要求煤的灰熔点不要超过1350,如果煤的性质较好,而灰熔点较高一些,可采取熔剂如石灰石、石灰粉等把灰熔点降下来,以保护炉内耐火材料的使用寿命。d.煤的可磨性。煤的可磨性是指煤可磨碎的难易程度,通常用哈氏指数(Hardgrove Inde某)来表示。一般希望哈氏指数小,这样的煤磨煤所消耗的功就小,可节省能量。e.煤的成浆性。水煤浆气化炉是将煤制成煤浆送入气化炉,故对煤的成浆性很重要,例如褐煤成浆性很差就不宜选作原料,在

80、选用原料煤时除正常工业分析,一定要进行成浆试验,制成煤浆浓度最好在60%以上。浓度越高,耗氧量越少,煤浆浓度在65%左右为宜。德士古气化技术经过近30年的应用,无疑是成熟的技术。我国应用也已十多年,从技术的掌握和操作的熟练,设备的国产化和配套的耐火材料的制造都有较大优势。GE能源集团于2004年6月收购雪佛龙德士古公司的Te某aco气化技术以来,GE能源集团已与中国企业签订了4项气化许可贸易协议。从20世纪70年代以来,该技术在中国已累计签署了26项许可贸易协议,其中17个项目已开始商业运行。多喷嘴对置式气化技术本项技术是“九五”期间华东理工大学、水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心(兖矿鲁南化

81、肥厂)、中国天辰化学工程公司合作开发的。2000年10月通过国家石油和化学工业局组织的鉴定和验收。示范装置为兖矿国泰化工有限公司,建成两套日投煤1150吨的气化炉,操作压力4.0MPa,生产24万吨/年甲醇、联产71.8MW发电。装置已于2005年10月投入运行,正在进行长期运行考验。第二个项目应用在华鲁恒升大氮肥国产化工程,日投煤750吨,操作压力6.5MPa,装置已于2005年6月初正式投入运行。总体上讲,各装置运行没有根本性问题,只是在炉顶部高径比设计上取得过小,导致顶部的耐火砖侵蚀较快,有待改进。根据运行数据表明,由于对置式多喷嘴比单喷嘴相应增加了气固相的相对速度,有利于提高碳转化率达

82、到98%以上(单喷嘴只有95%),气化效果优于引进的德士古炉。当然这种技术还是用水煤浆,还要用耐火砖,水煤浆气化本身的弊病如:效率低下、氧耗量高、对煤质要求高、耐火砖寿命短 、喷嘴寿命不长等,不会有根本性的改变,多喷嘴多路控制系统还增加了设备投资和维修工作量。道化学水煤浆加压气化法道化学水煤浆加压气化法(现E-Gas)是在德士古水煤浆加压气化法的基础上,最近十几年才开发出来的。因此,它具有德士古水煤浆加压气化工气的一些优点,如碳转化率高、不污染环境等。另外,由于该炉利用了气化炉下段出口的高温气体的显热,在上段热解和气化一部分水煤浆。因此,能耗低于德士古气化炉。但是,也因此而对煤的活性要求高。同

83、时,所生产的煤气中甲烷含量比德士古气化炉生产的煤气中的甲烷含量要高,所生产的水煤气用于发电,无生产合成气的经验,有待于进一步生产考验,现在尚不能转让技术。壳牌干煤粉加压气化法(荷兰Shell,SCGP气化技术)荷兰壳牌(Shell)公司1972年开始在阿姆斯特丹研究院(KSLA)开始进行煤气化技术研究,1976年SCGP应用于一台每天进6吨煤的试验装置。于1978年在美国休斯顿郊区迪尔帕克(Deer Park)炼油厂内建设了一套名为SCGP-1示范装置,生产中热值净煤气和高压蒸汽用于相邻综合制造公司联合循环发电装置。示范装置能处理高硫分烟煤250吨/天,或处理高灰份褐煤400吨/天,日产中热值

84、煤气32500Nm3和高压蒸汽16吨/小时。试验用煤为伊利诺斯5号煤,含水分13.3%(wt),灰分11%(wt),硫3.6%(wt),热值25565kJ/kg,气化压力2.52 MPa2.44MPa,操作温度14001700,干煤气典型成分如下:表5-2 干煤气典型成分表项目指标(V%)H230CO65CO21.6N2+Ar3.1H2S+COS0.3CH4微量碳转化率97%98%示范装置于1987年7月投入运行,1990年5月完成试验阶段,第一年运行4100多小时,第二年运行5个月,进行了3000多小时试验,一次连续运行超过1500小时。累积运行15000小时,示范装置取行成果,以后就转入试

85、验各种煤种的气化性能,试验不同结构材料的适应性能,及测试优化操作条件等,到1991年才关闭。壳牌公司在SCGP-1示范装置基础上,接着设计了日处理煤2,000吨的SCGP工业生产装置,由荷兰德姆科勒克公司(Demkolec B.V)在布根伦(Buggenum)市建一座250MkW的煤气化联合循环发电厂(IGCC)采用的是单台多烧嘴气化炉。1990年开工,1993年完工,1994年开始其示范计划,1998年1月成功的投入了商业运行。它是目前世界上第一家大规模应用加压气流床干粉煤气化煤气用于发电的工厂,证明壳牌SCGP工艺技术基本是可行的。表5-3 Shell煤气化技术的工程应用一览表序号工厂名称

86、数量压力MPa投煤量吨/天工厂产品备注1德国汉堡KVA气化装置14.01501983年投产2美国休斯敦SCCP-1气化装置14.02504001987年投运3荷兰Demkolec电厂14.020001993年投产4湖北双环化工集团14.0900合成氨2006年投产5广西柳州化肥厂14.01300合成氨正在安装6中石化洞庭氮肥厂14.02000合成氨正在安装7中石化湖北化肥厂14.02000合成氨正在安装8中石化安庆化工总厂14.02000合成氨正在安装9神华集团24.02000制氢正在安装10云南云维集团14.02900合成氨正在安装11云南云天化集团14.02800合成氨正在安装12大连大化

87、集团14.01100甲醇正在安装13永城煤业集团14.02000甲醇正在安装14中原大化集团14.02000甲醇正在安装15河南开祥公司14.01100甲醇正在安装SCGP粉煤加压气化装置所使用原料煤主要性质:表5-4 SCGP气化用的原料煤性质煤组分SCGP-1Demkolec水分(收到基ar/%)4.530.74.712.1灰分(分析基mf/%)5.724.54.516.2氧(分析基mf/%)5.316.35.214.0硫(分析基mf/%)0.35.20.61.1氮(分析基mf/%)0.010.410.010.15Na2O(灰分基/%)0.13.10.31.4K2O(灰分基/%)0.13.

88、30.62.3CaO(灰分基/%)1.223.70.76.9Fe2O3(灰分基/%)5.927.83.312.4SiO2(灰分基/%)24.958.945.159.8Al2O3(灰分基/%)9.532.619.032.8高位热值(HHVmf/MJ/kg)22.833.127.232.9据报道,SCGP-1示范装置中,试用了18种不同的煤种,在德姆科勒克厂已使用了14种不同的煤种。气化炉中煤灰呈熔渣形式排出,故煤灰熔点应低于1500,若高于1500,粉煤中可添加助熔剂或采用混煤办法来解决,德姆科勒克厂采用混煤方法很有效的解决了使用单独气化有困难的煤种。SCGP气化炉,对煤种适应性较广,褐煤、烟煤

89、、无烟煤均可使用,对煤的灰分、硫分和氧含量,对煤的粒度、粘结性、结焦性及活性均不敏感。SCGP煤气化装置工艺流程Shell粉煤气化工序由以下主要单元组成:a.磨煤及干燥;b.煤加压及进煤;c.气化及合成气冷却;d.除渣;e.除水;f.洗涤;g.废水汽提及澄清;h.气化公用工程系统等。Shell煤气化工序以干煤粉为原料、纯氧为气化剂,液态排渣,属加压气流床气化。原煤先行破碎,合格粒度的原料煤用胶带输送机输送至磨煤机将煤磨成煤粉并经干燥处理,再用N2气加压送入贮罐,贮罐内的煤粉与氧气和蒸汽一起,送进气化炉的燃烧器。上述过程所用的氧气由空分装置供给。喷入气化炉的煤粉、氧气和蒸汽的混合体在约3.0MP

90、a压力下,14001700的温度范围内发生化学反应。使煤所含的灰分熔化并沿水冷壁流到气化炉底部,变成一种玻璃状不可沥滤的炉渣而排出。这个温度亦防止形成有毒热解副产物,如苯酚和多环芳烃。出气化炉的合成气温度13001500,用循环气体激冷冷却至900。然后进入一个合成气冷却器(即废锅)进一步冷却,同时产生中压过热蒸汽。从气化炉出来的合成气流中所携带的少量灰分颗粒,在一个高温高压过滤器中分离除出,再部分循环返回气化炉,以确保碳转化率达到99%以上。离开气化工序的合成气含有80%83%的原煤能量,它被称为冷煤气效率,由气化炉和合成气冷却器产生的蒸汽含有另外的14%16%的原煤能量。煤碳中所含的硫、卤

91、素及氮化合物,在气化过程中生成气态的硫化物、卤素、分子态氮、痕量氨及氰化氢。大部分氰化氢及羰基硫(COS)被氧化为氨及硫化氢,卤素和氨经水洗去除。水洗后的合成气送往后序工段。Shell气化炉为立式圆筒形气化炉,炉膛周围安装有由沸水冷却管组成的膜式水冷壁,其内壁衬有耐热涂层,气化时熔融灰渣在水冷壁内壁涂层上形成液膜,沿壁顺流而下进行分离,采用以渣改渣的防腐办法,基本解决了高温耐火材料损坏严重的检修频繁的难题。水冷壁与筒体外壳之间留有环形空间,便于输入集水管和输出集汽管的布置,便于对水冷壁的检查和维修;环形空间内充满250300的有压合成气。炉体设有对称的四个煤粉烧嘴,烧嘴使用寿命保证期一年,美国

92、休斯顿示范厂烧嘴使用寿命据说已达到9500小时以上。SCGP技术的特点a.适合于气化原料煤的范围较宽:采用高温加压干粉煤气流床SCGP气化方法,拓宽了适应制取合成气原料煤的煤种,如褐煤、烟煤、无烟煤等各种灯均可使用,对煤的性质如:粒度、结焦性、灰分、水分、硫分、氧分等含量均不敏感。b.成功的设计了膜式水冷壁气化炉:采用水冷壁气化炉,基本消除了频繁检修、更换炉内耐火衬里和耗费昂贵的敝端。同时单炉产气能力大,具有高效、大型化和长周期运行的显著特点。c.SCGP技术具有较高的热效率:煤炭利用率高,碳转化率可达99%,其原料煤能量回收率高,80%83%以合成气形式回收(即冷煤气效率),14%16%以蒸

93、汽形式回收。德姆科勒克厂IGCC发电机组煤发电热效率达43.2%。d.环境质量高SCGP气化工艺,壳牌公司称它为“洁净煤”工艺,其生产的合成气是甲烷含量很低的高洁净合成气。在煤气化过程中,粉煤制备采用密闭系统,无粉尘排放;煤中所含硫,以元素硫形态回收;煤中灰分在气化炉排出时被转化为玻璃体颗粒,可作为道路建筑材料,不污染环境;合成气水洗排放液经汽提冷却后循环使用,汽提逐出的H2S气体送硫回收装置;燃气轮机排放气中NO某和SO2含量很低,折合1000kWh(MWh):NO某为60g120g,SO2为60g。壳牌公司称Demkolec厂为“洁净工厂”。HT-L粉煤气化技术HT-L粉煤加压气化技术是北

94、京航天石化工程公司多年来,跟踪国际先进的煤气化技术的发展,利用航天特种技术优势,攻克了一系列煤气化关键设备的技术难关,成功地实现了关键设备的国产化工作。在此基础上,通过对现有煤气化工艺技术的深入研究和消化吸收,开发了HT-L粉煤加压气化工艺技术。该技术具有煤种适应性广、洁净高效、建设和运行费用低廉、具有完全的自主知识产权、设备和工艺技术成熟的特点,完全适应我国对于煤炭利用技术的要求。HT-L粉煤加压气化技术充分吸收了当今世界两大先进煤气化技术的优点,该技术备煤、输煤、燃烧调节系统、气化炉辐射段采用先进的粉煤气流床气化技术,灰渣水系统、洗涤、净化则采用水煤浆工艺的急冷流程技术,利用中国航天十一所

95、多年来在煤气化以及能源化工行业关键设备研制方面的成果,重点在原料煤本地化、工艺路线的优化、减少投资、关键设备国产化方面做了深入细致的工作。HT-L工艺是一种以粉煤为原料,惰性气体输送,高温、高压气流床煤气化工艺。该技术是采用航天炉主要技术路线研发的国内最先进的造气技术,以干煤粉作原料,采用激冷流程,可使热效率达95%,碳转化率高达99%,气化温度能达到15001700,与国际上最先进的壳牌、德士古技术水平相当。由于该技术对煤种要求低,具有国内自主知识产权,又可实现原料本地化和关键设备国产化,相对可节约大量投资和生产成本。HT-L粉煤加压气化技术已在濮阳市甲醇厂年产20万吨甲醇配套改造项目中采用

96、。GSP煤气化技术该气化炉主要结构是单喷嘴下喷式干煤粉加压气流床气化,根据煤气用途不同可用直接水激冷(如合成气用户),也可用废锅回收热量,产生高压蒸汽(如IGCC发电用户)。2005年5月西门子集团与中国神华宁煤集团合资成立了负责中国业务的地区公司,截至2006年5月,国内已签定了3份GSP技术转让合同:宁夏煤业集团83万吨/年二甲醚项目的一期60万吨/年甲醇气化岛项目,安徽淮化集团30万吨/年合成氨气化岛项目,神华宁煤集团52万吨/年煤制烯烃项目的167万吨/年甲醇气化岛项目。GSP气化工艺技术主要优点:采用了干煤粉进料、水冷壁,既扩大了煤种范围,又避开了耐火砖的麻烦。下喷的直接水激冷使其设

97、备造价大幅度下降,激冷后合成气中的水蒸气基本能满足变换用。GSP气化技术存在的主要问题是,在单炉能力和生产长期运行考验方面还存在不足,目前已运行过的装置,单炉能力只有日投褐煤720吨的规模;GSP炉燃烧室的高径比偏小,可能出现煤粉燃烧不完全就排到激冷室的现象;炉子在放大时,一般单喷嘴容易受到限制。GSP煤气化工艺具有如下特点:a.原料适应能力强(包括煤、工业废渣、石油焦、生物质)、气化效率高、运行费用低; b.工艺技术流程短,投资相对较小;c.设备紧凑,制造工期短,便于运输;d.操作、维修简单,起停时间短,负荷调节灵活;e.设备使用寿命长、开工率高。主要缺点:a.干法气化受粉煤加料方式的限制,

98、气化压力一般为3.0MPa;b.粉煤制备对原料煤含水量要求比较严格,需进行干燥,能量消耗高,煤粉制备一般采用气流分离,排放气需进行洗涤净化,这样增加了了制煤粉系统投资;c.气化炉结构复杂,制造难度大,要求高。目前GSP气化技术还没有工业化装置,故暂不考虑此技术。西安热工研究院干煤粉加压气流床煤气化工艺开发进展西安热工研究院提出了一种结构合理、寿命长并具有高碳转化率、冷煤气效率的两段式干煤粉(TPRI气化炉)。2000年建成特性实验装置(10kg/h20kg/h粉煤,压力3.0MPa)。2005年联合攻关,完成中试研究(36吨/天)。华能集团计划采用该技术将两座100MW燃气轮机电站改为煤气化联

99、合循环发电机组,气化炉投煤量为1000吨/天,预计2008年建成投运。两段式气化工艺的特点:拥有自主知识产权;比一段炉降低约10%的氧耗;废锅体积减小1/2;省去循环冷煤气压缩机。其与Shell工艺的差异见表5-5。表5-5 两段式气化工艺与Shell工艺的差异项 目两段式气化工艺Shell工艺气化炉结构两室两段一室一段激冷方式第二反应区加煤和蒸汽代替激冷循环冷煤气激冷加料方式上置式加煤加煤量不受料仓内煤位的影响下置式加煤煤位高低对加料量有影响煤气化技术的选择煤气化技术总的发展方向是气化压力由常压向中高压发展(可满足甲醇等压合成)、气化温度向高温发展、以氧气(或富氧)气化代替空气气化、以粉煤代

100、替块煤、由固态排渣向液态排渣发展以及煤气化技术与脱硫、除尘技术的集成创新,最终目标是清洁、低耗、高效煤气化技术的开发。各种炉型的气化条件和生成气特征均不相同。 表5-6 各种煤气化的技术参数比较气化炉型固定床流化床气流床代表技术氧气鼓风鲁奇HTW灰熔聚ShellTe某acoHT-L排渣方式干灰干灰干灰灰团聚液态熔渣液态熔渣液态熔渣煤种无烟煤烟煤褐煤烟煤次烟煤褐煤烟煤褐煤无烟煤给煤形式块煤块煤干粉煤干粉煤干粉煤水煤浆干粉煤进煤粒度/mm5-505-500-60-60.10.595959690999599冷煤气效率/%85858571817683灰渣含碳量/%-117.7-9-投资小小较小较小大大

101、大从技术先进性、能耗、环保等方面考虑,对于大型煤气化装置生产合成气应选择气流床气化。表5-7 三种气流床的技术参数比较项目HT-LShellTe某aco比氧耗(Nm3/KNm3)330360330360410430有效气成分CO+H2(%)899189917881碳转化率(%)999998冷煤气效率(%)808380837176煤气化热效率(%)969686原料煤输送形式干粉,气体输送干粉,气体输送水煤浆,泵输送烧嘴寿命每6个月维修头部每12个月维修头部每45天维修头部水冷壁或耐火砖寿命水冷壁结构简单,属圆筒盘管型,水路简单,易制造,寿命10年,副产中压饱和蒸汽水冷壁呈多段竖管排列,水路复杂,

102、合金钢材质,制造难度大,寿命10年,副产中压饱和蒸汽和过热蒸汽昂贵的耐火砖只能用一年,不产蒸汽原料煤的适应性气化原料煤几乎涵盖从褐煤到无烟煤的所有煤种,可以实现原料煤本地化气化原料煤几乎涵盖从褐煤到无烟煤的所有煤种,可以实现原料煤本地化对煤种要求高(灰熔点低于1250,成浆性好),无法实现原料煤本地化电耗低高低投资(万元)186003800023700维修费用(万元/年)50030001000综上所述,本研究报告拟推荐选用具有完全的自主知识产权,煤种适应性广,建设和运行成本低,能够洁净高效地利用我国丰富的煤炭资源的HT-L粉煤加压气化工艺。.2净化装置净化工艺技术概况采用煤浆气化工艺生产的粗煤

103、气除含CO、H2、CO2外,还有少量H2S、COS、CH4、N2,微量的氯,氨等成分。硫化物、氯、重金属镍等对催化剂是毒物,必须除去。气体净化装置的主要任务包含二个方面,一方面是脱除原料气中的H2S及少量有机硫;另一方面是脱除CO2。脱硫方法有干法脱硫和湿法脱硫二种。干法脱硫一般采用固体脱硫剂脱除少量硫,属精脱硫范畴,有活性炭、改性活性炭和氧化锌等方法。湿法脱硫,一般可分为物理吸收和化学吸收二种,常用物理吸收方法有低温甲醇洗、NHD工艺等;常用的化学吸收方法有栲胶、ADA、MDEA工艺等。用于气体脱除CO2技术,根据操作过程的特点和机理,基本上分为化学吸收法、物理吸收法和物理化学吸收法三大类:

104、化学吸收法利用气体中CO2与吸收剂中的活性组份起化学反应生成不稳定化合物,而热再生时不稳定化合物又被分解释放出活性组份和CO2。常用的工艺有MDEA法、热钾碱法等。化学吸收法常用于低CO2分压的原料气处理。物理吸收法利用气体中CO2溶解于吸收溶剂,并且在不同分压下有较大溶解度差异这一机理来脱除CO2。吸收溶剂一般为非电解质、有机溶剂或其它溶液。再生采用减压闪蒸及气提。常用的工艺有碳酸丙烯酯法、Sele某ol法(国内称为NHD法)、低温甲醇洗法等。物理吸收法常用于高CO2分压的原料气处理。物理化学吸收法综合利用化学和物理吸收两种方法的机理来脱除CO2。再生除减压闪蒸、气提外,还需热再生才能将酸气

105、彻底释放出来。常用的工艺MDEA法等。物理化学吸收法常用于中等CO2分压的原料气处理,在大型原料气处理也较常使用。根据原料气的特点,在本工程中脱除CO2气体采用物理吸收法或物理化学吸收法比较有利。这是因为化学吸收法中溶剂的循环量以及热再生的耗热量与酸性气含量成正比,高CO2含量会使溶剂循环量急剧增加,这将造成系统的能耗大大增加,经济上不合理;而物理吸收法中溶剂的循环量仅与原料气中被吸收气体的分压有关,因此较高的操作分压有利于物理吸收。对于大型工业装置,减少溶剂循环量对降低能耗和操作费用十分重要,因此本工程酸性气体脱除选择物理化学吸收法或物理吸收法脱除酸性气体。以下将几种常用在大型工业化装置的物

106、理化学吸收法或物理吸收法脱除酸性气体技术说明如下:物理化学吸收法有具有代表性工艺为MDEA脱硫、活化MDEA脱碳工艺。MDEA即N-甲基二乙醇胺的英文缩写。MDEA为叔胺,其稳定性好、蒸汽压较低,无降解产物生成,在水溶液中会与H结合而生成R3NH,从而呈弱碱性,能够从气体中选择性吸收H2S和CO2等酸性气体。MDEA脱硫、脱碳技术特点如下:MDEA对H2S和CO2的反应速率相差若干个数量级,故MDEA表现出对H2S有良好的选择性。同时经过活化的MDEA水溶液对CO2也有较好的吸收效果,兼有物理与化学吸收的特点。MDEA与酸性气体的溶解热最小,说明MDEA在吸收和再生过程中增加的温差最小,且再生

107、温度可较低。由于MDEA对H2S的吸收能力很大,因此,动力消耗较小。MDEA溶液对有机硫的吸收能力较差,若采用MDEA脱硫、脱碳需增加有机硫水解及脱除装置。MDEA稳定性好、蒸汽压较低,在使用过程中基本无降解产物生成,溶剂损失小,同时对碳钢设备基本无腐蚀。因此,根据原料气的性质,采用活化的MDEA溶液脱碳能耗过高,本项目不宜采用活化的MDEA溶液脱碳。物理吸收法有二种具有代表性工艺即NHD和低温甲醇洗工艺。Sele某ol工艺是由Allied化学公司于60年代开发的,1993年UOP公司取得Sele某ol技术许可证。Sele某ol于80年代初用于合成气中脱除CO2,以后发展为从气体中选择性脱除酸

108、性气体。国内南京化学工业公司于80年代经过研究,获得了物化性质与Sele某ol相似的吸收溶剂组成,称之为NHD溶剂,1984年经化工部鉴定,确定为NHD净化工艺,在1993年建成第一套以德士古造气、NHD脱硫、脱碳,年产8万吨合成氨的工业化示范装置,变换气经NHD脱硫、脱碳后,净化气CO20.2%,总硫小于5ppm。目前,国内已广泛采用该工艺,该工艺最大能力为淮南18万吨/年合成氨。低温甲醇洗(Rectisol)工艺是采用冷甲醇作为溶剂脱除酸性气体的物理吸收方法,是由德国林德(Linde)公司和鲁奇(Lurgi)公司联合开发的一种有效的气体净化工艺。第一个低温甲醇洗装置由鲁奇公司于1954年建

109、在南非Sasol的合成燃料工厂,目前世界上有一百多套工业化装置,其中中国引进了十多套,低温甲醇洗工艺适合于处理含硫渣油部分氧化、煤气化生成的气体中CO2和硫化物。该工艺为典型物理吸收法,是以冷甲醇为吸收溶剂,利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的特性,脱除原料气中的酸性气体。由于甲醇的蒸汽压较高,所以低温甲醇洗工艺在低温(-60)下操作,在低温下CO2与H2S的溶解度随温度下降而显著地上升,因而所需的溶剂量较少,装置的设备也较小。在-30下,H2S在甲醇中的溶解度为CO2的6.1倍,因此能选择性脱除H2S。该工艺气体净化度高,可将变换气中CO2脱至小于10ppm,H2S小于0.1ppm,气体的

110、脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行。低温甲醇洗工艺技术成熟,在工业上拥有很好的应用业绩,被广泛应用于国内外合成氨、合成甲醇及其他羰基合成、城市煤气、工业制氢和天然气脱硫等气体净化装置中。净化工艺技术的比较及选择下面就对气体净化装置的采用低温甲醇洗工艺和NHD工艺技术进行比较、分析如下:低温甲醇洗工艺特点:a.吸收能力大,在3.1MPa(G)压力下吸收能力约为150180Nm3CO2/m3溶液,因此溶液循环量小;b.气体净化度高,出口气中CO2可脱至1020ppm,总硫(有机硫+无机硫)小于0.1ppm。除能兼脱COS外,还可以同时兼脱羰基铁和羰基镍;c.作为吸收剂的甲醇,容易获得,且价

111、格低廉;d.其缺点:其一吸收剂本身有毒,对运转设备管理要求高。其二投资偏高,需要用低温材料。更重要的是该技术为国外技术,专利费用高。NHD法工艺特点:a.气体净化度高,操作稳定,净化气中CO2含量均在20%20%100t/d95%99.8%国内 可靠能200高已建72100t/d装置,工艺连续,投资消耗较高,SO2排放20%10t/d96%99.5%国外 可靠可能120较低已建7450t/d装置,要求使用高活性催化剂,有机硫完全水解,克劳斯段H2S/SO22,选择性氧化段空气过量,操作简单。亚露点(MCRC,sulfreen)5%10t/d96%99%国外 可靠可能125较低已建13500t/

112、d装置,二、三级过程气采用时间程控周期性切换操作,要求使用高活性催化剂,有机硫完全水解,H2S/SO22,比率控制要求严格,操作控制要求高。内冷式反应器(Clinsulf-ssp)120%10t/d-99.6%国外 可靠可能125较低适用于10t/d的装置,采用内冷式反应器技术,时间程控周期性切换操作,要求使用高活催化剂,有机硫完全水解,H2S/SO22,比率控制要求严格,操作控制要求高。氧化吸收不限可作为硫回收装置的尾气洗涤装置-99.9%国内 可靠能较高该工艺处理Claus尾气,不回收硫磺。要求尾气经高温焚烧后全部转化为SO2,再采用Na2CO3或Ca(OH)2溶液吸收SO2,吸收液经空气

113、氧化后生成石膏等副产品。液相直接氧化ADA.PDS不限液相硫回收装置-99.9%国内可靠能最高采用脱硫溶剂选择性氧化吸收原料气中的H2S并将溶液中的H2S直接氧化成元素硫后分离出来,该法运行费用高,硫磺产品质量差。.4CO分离技术CO分离技术概况从低温甲醇洗以后的净化气中分离一氧化碳目前主要有以下二种方法:(1)变压吸附法(PSA法)(2)深冷分离法CO分离技术比较及选择变压吸附法(PSA法) 变压吸附气体分离技术(PSA)具有操作简单、自动化程度高、维护工程量小、运行稳定、产品纯度高、适应范围广、操作弹性大、节能降耗特别明显等特点,是气体分离领域中的新技术。PSA法分离高纯度CO和其它方法比

114、较,适用气源广并可在环境温度下操作,但其分离过程复杂,须采用两段PSA装置提纯制一氧化碳,其纯度可大于98%,回收率约70%。其不足之处在于:a.对原料气要求较高,当原料气中CH4+Ar达到1%时,一氧化碳纯度只能达到96%。b.若原料气中一氧化碳浓度较低时,则CO回收率随之降低。c.PSA装置的规模受一定限制。若处理气量大,需要多套并联操作。深冷法深冷法是上世纪60年代开始在工业上采用的制备高纯度一氧化碳的方法。目前,国外最新深冷法分离一氧化碳技术又分为部分冷凝和甲烷洗工艺。甲烷洗工艺是利用低温下液态甲烷对一氧化碳,溶解力相当强的特点,在洗涤塔中用液态甲烷洗涤原料气中一氧化碳,再通过CO/C

115、H4塔精馏得到高纯度一氧化碳。甲烷洗工艺投资相对较高。部分冷凝法是利用一氧化碳与其他气体组分冷凝点的差别,使混合气在-165-210的低温下,使某一组分或几个组分冷凝液化,其他组分保持气态,从而将一氧化碳分离出来。该法其主要缺点为:a.要消耗大量的冷量。b.当原料气中含N2时,动力消耗较大。c.必须脱除原料气中水,使其含量小于0.1ppm,否则在低温下易堵塞管道。d.采用低温合金钢需进口。关于深冷分离和PSA的比较见如下表:表5-9 CO提纯方法比较表对比指标深冷法两段PSA 分离原理液化蒸馏物理吸附适用规模大特大大中小CO纯度%9898CO收率%9080操作难度较难易单位产品相对投资%170

116、90单位产品相对费用%19080由以上两方法比较,结合本工程脱硫脱碳采用工艺,宜采用变压吸附气体分离技术。.5醋酸装置国内、外工艺技术概况国外技术概况1911年德国建成第一套乙醛氧化合成醋酸的工业化装置,1952年美国Celanese公司开发了低碳烷烃氧化生产醋酸方法,乙烯-乙醛氧化法在60年代迅速发展,第一套Wacker法醋酸装置1960年在欧洲投产,同年德国BASF公司开发了以甲醇为原料,钴为催化剂的高压高温甲醇羰基合成工艺。1968年美国Monsanto公司开发了以铑为催化剂的高活性、高选择性甲醇羰基化制醋酸催化剂,于1971年在美国德克萨士州建成工业化装置,其后1983年美国Eastm

117、an公司开发成功醋酸醋酐联产技术,并建成一套22.5万吨/年生产装置。目前国外醋酸工业生产技术主要有甲醇羰基合成法、乙醛氧化法、正丁烷/轻油氧化法,其中乙醛氧化法又分为乙烯氧化法,乙炔法和乙醇氧化法,而以乙烯液相氧化法为主。据统计,当前世界70%以上的醋酸生产是甲醇羰基化法,乙醛氧化法25%,其余为丁烷氧化法,但是随着Monsanto羰基化工艺发展,乙烯乙醛法的比重逐渐减小,美国Celanese公司27.2万吨/年乙烯乙醛氧化法装置于1982年关闭,日本的四套乙烯乙醛法装置也于1980年关闭。甲醇羰基合成法中主要生产工艺有Monsanto/BP工艺、Halcon/Eastman醋酐工艺和Cel

118、anese的AO工艺等。Monsanto/BP工艺特点在于原料消耗少,转化率高,产品质量高,能再生任何痕量的失活催化剂。Halcon/Eastman的工艺就生产醋酐的工艺与Monsanto/BP工艺有相似之处,但催化剂不同,Halcon/Eastman除铑外还添加了一些有机胺和Cr、W等化合物,而Monsanto/BP仅用铑为催化剂Celanese在1986年推出了AO工艺路线,可联产醋酸与醋酐,其特点就加入了LiI为助催化剂,并建成了100万吨/年的工业装置。近年来,国外各醋酸生产厂商纷纷推出新技术,以求降低生产成本,提高在市场上的竞争力。BP公司采用铱、钌、铼作催化剂(称Cativa工艺)

119、,使其比原来的铑催化剂活性好,价格便宜,从而可以降低10%30%的操作费用,先在英国Hull BP化学公司进行开发,1995年在美国德克萨斯(Te某as)Sterling化学公司使用,顺利将原来13万吨/年产量提高到46万吨/年,又在南朝鲜Ulsan、三星BP化学及Kerteh-Petrona公司均使用了此催化剂系统。美国UOP公司和日本千代田最近开发甲醇羰基化技术以甲醇和CO为原料,以碘甲烷为助催化剂,铑催化剂络合在聚乙烯基吡啶树脂上,甲醇转化生成醋酸收率大于99%,反应器具有较低的碘化氢浓度,对环境腐蚀性小,产品纯度高,不存在催化剂沉淀等问题,副产品少。Monsanto最早发表了气相制醋酸

120、的专利,用铑和活性炭作催化剂,在280下反应生成醋酸。Eastman Chemical也发布采用甲醇羰基化制醋酸的气相路线,此路线采用一种铱/钌催化剂,活性碳为载体,其优点在于免去了从反应物中回收高价值催化剂这一难度大且成本也较大的步骤,排除了一氧化碳传质到液相反应所造成的速度限制。BP公司还开发了一种载体催化剂,首先将铑镍钴或铱化合物催化剂溶液浸渍碳载体,然后,将浸渍后碳在400下的氢气中还原成活性催化剂,此催化剂在甲醇转化率98.4%时,醋酸的选择性为58%。日本昭和电工采用钯系新催化剂,由乙烯不经乙醛直接氧化为醋酸。Haldor Topsoe是将甲醇和CO一起生产,采用Cu-Zn-Al甲

121、醇合成催化剂和一种脱水催化剂的混合物在240290和3.9MPa压力下使H2/CO(2:1)接触获得摩尔数几乎相等的甲醇和二甲醚,然后二甲醚与CO反应生成醋酸。Waeker-Chemie正在开发一种低成本醋酸新工艺,以丁烯混合物(炼厂抽余液)为原料经选择性气相氧化合成醋酸,其主要优越性使原料价格便宜,能够在中等规模上经济的生产醋酸。因此Waeker在1999年一套中试装置投入运行。国内概况我国醋酸生产起步于1953年,上海试剂一厂按乙醇-乙醛-醋酸路线建成一套工业装置,目前国内醋酸生产技术路线包括甲醇羰基化法、乙烯氧化法、粮食酒精为原料的乙醇-乙醛-醋酸法及国外早以淘汰的乙炔-乙醛-醋酸法,其

122、中甲醇羰基化法两套为引进BP技术,一套是我国自己开发,乙烯/乙醛氧化法全部是引进国外技术,由于消耗乙烯资源,因此今后也不再发展此法。乙醛氧化法是我国最早掌握的方法,虽然在技术上、节能及三废处理上不断改进。但由于酒精是由粮食发酵而来,价格高,数量有限,今后也将逐渐萎缩。丁烷/轻油法在国内没有厂家使用,乙炔法严重的汞污染也被淘汰。我国某某某某某某某设计院在七十年代便开始进行羰基合成醋酸的研究开发工作。取得了大量的研究成果,最终形成了具有我国自主知识产权的专利国家知识产权局授权的“甲醇低压液相羰基合成醋酸反应方法”(专利号:ZL92108244.4),其研究成果通过了国家石油和化学工业局组织的科学技

123、术成果鉴定。该专利以铑的羰基络合物为催化活性物质,采用不同于Monsanto/BP的反应工程与分离工程技术,通过增加一个第二转化反应器,降低反应液中的水含量及配合其它反应工程的方法来提高反应深度,同时使容易分解沉淀的铑催化剂转化为能承受加热蒸发,蒸发时不分解、不沉淀的稳定的铑络合物。因此该工艺可采用不同于Monsanto/BP技术的蒸发工艺,可较大地提高粗产品中的醋酸含量,减少蒸发器母液的循环量和蒸馏工序的负荷。该工艺采用甲醇吸收尾气中的碘化物和醋酸,甲醇吸收液可直接用作反应原料,可降低操作费用。工艺路线的比较下表列出了低压和高压两种羰基合成法醋酸的主要工艺指标,也列出了乙醛氧化法和丁烷液相氧

124、化法的主要工艺指标,进行比较。由比较可见,甲醇低压羰基合成醋酸工艺技术因甲醇和CO来源广泛,反应条件温和,催化剂性能稳定、活性高、选择性好;产品收率高,质量好且无副产品;工艺过程简单、操作稳定、安全可靠、维修简便;三废少无污染;原材料及动力消耗低,经济效益好等特点,理当成为目前新建醋酸装置的首选工艺。表5-10 不同醋酸工艺技术的比较序号工艺技术单位甲醇羰基合成法乙醛氧化法丁烷液相氧化法低压高压1技术来源某某某BASFWackerCelanese2原料甲醇,CO甲醇,CO乙醛,氧丁烷,氧3催化剂铑碘钴碘醋酸锰醋酸钴4反应条件温度压力MPa1853.02506.5951.01755.45醋酸收率

125、998895766消耗指标 冷却水 电 蒸汽m3kWh吨138402.01353502.8250183.6475152087原料来源广泛、易得广泛、易得广泛、不易得有限8流程的复杂程度简单复杂简单复杂9投资(相对值)1001001507510操作费用(相对值)10010014015011技术的先进性应用的广泛性和可靠性原料低廉来源广泛无副产物选择性高工艺先进应用广泛操作稳定安全可靠原料低廉来源广泛无副产物收率较高工艺复杂应用不广条件苛刻原料较贵来源有限有副产物收率较高工艺成熟应用较广操作简单安全可靠原料便宜来源较少副产物多收率较低技术可行应用不广安全性好本工程建议采用甲醇低压羰基化合成工艺。考

126、虑到技术的可靠性和节省投资,本项目拟采用在国内技术领先的某某某某某某某设计院开发的羰基合成法技术。该技术现已分别向国内多家公司转让,其中兖矿20万吨/年羰基合成醋酸装置已于2005年6月投料开车生产出合格的产品醋酸。某某某某某某某设计院工艺的特点Monsanto/BP工艺巧妙的用大循环和闪蒸方法解决了催化剂的循环问题,同时带来了循环量大、能耗大和助催化剂损耗大等缺点。早在1968年1971年间,拥有高压羰基合成醋酸技术的BASF公司,希望用蒸发的方法取出醋酸而避免物料的大循环,却因蒸发时催化剂在釜底形成沉淀而破坏了系统循环,没有成功。某某某某某某某设计院早在1978年,深入研究了反应过程中甲醇

127、转化深度与溶液中铑羰基络合物稳定性间的关系,提高转化深度可使Rh(CO)2I2-络合物向热稳定性较好的RhCOI4-和RhCOI52-等多碘羰基络合物转化,因而在反应器后面加一个转化釜,实现了用蒸发的方法取出产品醋酸。此工艺经过长时间循环试验的验证,申报了中国发明专利并获授权。分离工艺仍为三塔流程,吸收工艺采用甲醇作吸收剂。因此,某某某某某某某设计院开发的专利工艺技术吸收了国外技术的一些长处,又克服了国外技术的某些不足,该工艺技术具有一定特色。5.1.3技术来源及引进意见HT-L气化、NHD脱硫脱碳、变压吸附气体分离、羰基合成醋酸、超级克劳斯硫回收技术,需引进工艺软件包及专利技术许可证。基础设

128、计和详细设计由国内工程公司完成。5.2工艺流程和消耗定额全厂总工艺流程煤经传送带由煤场送来,在煤研磨和干燥系统中研磨和干燥。干燥的热风来自惰性气体发生器。粉煤经干燥后,由氮气加压输送到气化炉烧嘴,煤在气化炉内与蒸汽和氧气高温燃烧反应生成合成气、飞灰和渣。炉内盘管水冷壁可以将粉煤部分燃烧热回收,转化为中压蒸汽输出。在盘管内维持一个强制的水循环,保证水的循环倍率控制在一个合理的范围之内。气化炉气化室排出的高温合成气和熔渣经急冷环被水急冷后,沿下降管导入急冷室进行水浴,熔渣迅速固化,合成气被水饱和。出气化炉的合成气再经文丘里洗涤器和合成气洗涤塔用水进一步润湿洗涤,除去残余的飞灰。大部分渣从底部以熔渣

129、形态离开气化炉,并在渣(水)池中经急冷后散裂成小的玻璃状的颗粒。收集在渣池中的渣由锁斗系统排出,并经链式捞渣机使其与水分离后,运至渣场。粗合成气通过NHD进行脱硫脱碳,生产出合格的合成气分成两股,一股通过变压吸附制取醋酸装置所需的合格的CO,再与甲醇进行羰基合成生成产品醋酸;剩余的解吸气与另一股合成气一并送往相邻的甲醇合成装置。醋酸CO粉煤合成气解吸气HT-L气化变压吸附醋酸装置去甲醇装置NHD硫回收全厂工艺流程方框图见图5-1图5-1 全厂工艺流程方框图.1气化装置工艺流程磨煤及干燥单元该单元使用常规的煤研磨及干燥技术。来自原料煤贮仓的碎煤/石灰石加入到磨煤机内磨成粉状,并由高温惰性气流烘干

130、。惰性气体发生器的燃料正常情况下采用合成气并用燃烧空气鼓风机提供助燃空气。在开车和停炉期间采用液化石油气进行操作。粉煤加压及输送单元 该单元采用锁斗来完成粉煤的加压和输送,实践证明这是一种在压力下输送固体的既安全又可靠的方法。在一个加料程序中,常压煤斗内的粉煤首先通过重力作用装入粉煤锁斗,在其内部充满粉煤后,即与所有低压设备隔离,然后加压。当加压到与加压煤斗具有相同的压力时,加压完毕,位于粉煤锁斗与加压煤斗之间平衡阀门打开。当锁斗与加压煤斗具有相同的压力且加压煤斗内的煤位降低到足以接收下一批粉煤时,只需打开煤粉锁斗下部的两个锁斗阀就能将煤从锁斗倒入加压煤斗,到此,完成一次加料。开关程序协调煤粉

131、锁斗的截止、降压和再次装煤。另外,在加压煤斗(该煤斗为烧嘴提供进料)和气化炉之间要保持恒定的压差。气化及合成气洗涤单元 气化炉由上段的辐射室和下段的急冷室组成。煤粉在辐射段内高温不完全燃烧,生成的合成气主要成分为CO和H2。在急冷室,合成气被急冷并被水饱和,熔渣迅速固化并通过渣锁斗系统定期排出界外。出气化炉的合成气再经文丘里洗涤器和合成气洗涤塔用水进一步润湿洗涤,可以除去残余的飞灰。粗合成气出急冷室后进入文丘里洗涤器,与高压灰水泵送入的灰水直接接触形成雾化,粗合成气进一步被增湿,被水润湿的固体颗粒增重,将在合成气洗涤塔内加速沉降。煤中约65%的矿物含量是以熔渣形式离开气化区的。在辐射燃烧室内维

132、持高的气化温度能够保证渣会以液态形式沿着膜壁向下流动, 进入急冷室水浴室后固化成玻璃体。大多数从气化炉来的固体都在锁斗的底部沉积。大块的渣由破渣机破碎。粗渣和其它沉降在气化炉急冷室底部的固体由一股循环水输送到锁斗中。相对干净的水从锁斗顶部出来再通过渣锁斗循环泵循环到气化炉急冷室水池。间隔一段时间,一般约为30分钟,程序会启动锁斗卸料循环。减压以后,用灰水对管线进行简单的冲洗以除去所有的固体,使渣和水倾倒进渣池的刮板输送机。卸料完成后,锁斗在高压灰水作用下再次增压,总的卸料循环过程(降压、卸料、再次注水、增压)时间大约为三分钟。渣及灰水处理单元 从气化炉急冷室和合成气洗涤塔底部来的灰水在减压后送

133、入高压闪蒸罐。一部分的水闪蒸变成蒸汽,其余液体固体混合物减压后送至真空闪蒸罐。高压闪蒸出的蒸汽一部分送到除氧器使用,其余的蒸汽可送至硫回收单元使用。从真空闪蒸来的水和固体混合物送到沉降槽。从刮板输送机溢流的水也被送到沉降槽。在沉降槽中加入絮凝剂来促进沉降。在沉降槽安装了一个缓慢移动的沉降槽耙料机来把沉降下来的固体送到底部的出口。在沉降槽底部的固体和水通过沉降槽底流泵送到过滤机。从沉降槽溢流出来的水仅含有非常细小的固体,通过重力作用流到灰水槽。大部分灰水循环送回到工艺过程中。一部分灰水排到废水处理装置,用来控制灰水系统中溶解的离子的累积。气化装置二氧化碳/氮气系统 高压二氧化碳/氮气系统高压二氧

134、化碳/氮气系统在气化装置生产中起着非常重要的作用,固相物料输送、系统加压、吹扫、干燥都要用到氮气。由于气化系统许多设备为间歇操作,当出现峰值消耗时,氮气用量可通过高压二氧化碳/氮气系统进行调节。低压氮气系统低压氮气来自空分,经管网分配送往各用户。.2净化装置工艺流程粗合成气冷却至40左右送入脱硫塔底部,与塔顶喷淋下的NHD贫液逆流接触,吸收气体中几乎所有的H2S和COS气体,使气体中总硫1ppm,经换热、分离、气体进入脱碳塔底部,自下而上与塔顶下来的NHD贫液逆流接触,吸收气体中CO2,使CO20.1%(mol)。而脱硫富液经两级闪蒸,换热进入再生塔。由脱硫再生塔排出含H2S气体,送至超级克劳

135、斯副产硫磺,而脱碳富液经两级闪蒸出CO2,纯度在98.5%以上送至相邻的尿素装置。再生后的溶液循环使用。.3 变压吸附分离装置PSA-I工序来自脱硫脱碳装置的原料气,首先进入气液分离器,分离掉气体中夹带的机械水后,再经孔板流量计计量后送入吸附器I,在此气体中含有的CO2及部分CH4等杂质组份被吸附,使其达到初步净化的目的。若装置急停车,原料气可通过超压调节系统去放空总管。半产品气从吸附塔塔顶出来经一组压力调节系统将压力调节至3.4MPa后送入半产品气缓冲罐,稳压后再送至PSA-II工序。再生阶段,首先将塔内气体从吸附器底部排出(逆放),使其压力降至常压,逆放前期压力较高部分气体先经程控阀进入解

136、吸气缓冲罐,再经压力调节系统调压后,与逆放后期经一组手操调节系统的压力较低部分气体一起送入解吸气混合罐,逆放完成后,再经水环真空泵(两开一备)对吸附器I进行抽真空,进一步将吸附器中剩余的杂质组份分离出来,抽空出来的气体也送入解吸气混合罐。逆放和真空阶段从塔底出来的气体作为PSA-I工序解吸气排出,经解吸气压缩机(一开一备)压缩后送至相邻的甲醇装置。解吸气压缩机入口若超压,可通过压力调节系统去放空总管;若抽负,可通过压力调节系统由出口返回入口。终充阶段采用半产品气经两组手操调节系统对吸附器I充压。五台中间罐分别与吸附器I进行二均、四均、六均、八均、十均用。将十台吸附器I中间加切断阀进行两塔一组分

137、组的目的是为了操作方便,可根据实际情况进行多种运行方式的切换。PSA-II工序来自PSA-I工序的半产品气体,进入十二个吸附器II组成的PSA-II工序。在此吸附废气从吸附器II顶部出来,经一组压力调节系统调压后进入吸附废气缓冲罐,出来的吸附废气分三路,一路进吸附废气压缩机(一开一备)压缩至4.0MPa送出界外回收;一路经手操调节系统去置换废气压缩机入口;一路经程控阀去PSA-I工序作再生气用。来自置换气压缩机(一开一备)的置换气,经除油过滤器除掉夹带的机械油,再进置换气缓冲罐出来,经手操调节系统后,由下而上对吸附器II进行置换,将吸附剂吸附的H2、O2、CH4、N2等杂质进一步置换,作为置换

138、废气从吸附器II顶部出来,置换废气经一组压力调节系统后分两路,一路经置换废气缓冲罐I,再经压力调节系统进置换废气压缩机(一开一备)压缩至4.0MPa送出界外回收。从置换废气压缩机出来的气体一部分可经手操调节系统返回PSA-II工序进口,另一部分可经手操调节系统返回PSA-I工序进口,以充分回收产品CO。置换废气压缩机出口若超压,可经超压调节系统后去放空总管。另外,从置换废气缓冲罐I出来的少部分气体可经程控阀去PSA-I工序作抽空冲洗气用。从吸附器II顶部出来的置换废气另一路经压力调节系统后进置换废气缓冲罐II,作为PSA-II工序抽空后的升压气用。PSA-II工序逆放阶段,前期压力较高的逆放气

139、经程控阀首先进入产品CO缓冲罐,从产品CO缓冲罐出来的气体再经一组压力调节系统降压后,与逆放后期经手操调节系统压力较低的气体一起进入并联的三台CO混合罐,从CO混合罐出来的气体分成两路,一路进产品气压缩机(两开一备)压缩至4.0MPa,再经孔板流量计计量后作为产品气输出界外;另一路去置换气压缩机压缩后作置换气用。产品气压缩机出口若超压,可经超压调节系统后去置换气压缩机出口。产品气压缩机入口若超压,可经超压调节系统后去放空总管;若抽负,可通过压力调节系统由出口返回入口。PSA-II工序抽空阶段,通过五台(四开一备)的罗茨真空泵对吸附器II抽空,进一步回收一氧化碳气体,从真空泵出来的气体进入真空泵

140、后冷却器冷却至常温,之后再进入CO混合罐。终充阶段采用吸附废气经两组手操调节系统对吸附器II充压。五台中间罐分别与吸附器I进行二均、四均、六均、八均、十均用。将十二台吸附器II中间加切断阀进行两塔一组分组的目的是为了操作方便,可根据实际情况进行多种运行方式的切换。.4醋酸合成装置工艺流程羰基合成醋酸的工艺流程图参见附图6醋酸生产是甲醇和CO反应,是连续工艺,其主要反应如下: 甲醇与CO羰基化反应:副反应有: 变换反应 生成丙酸 醋酸装置可分为四个工序:催化剂工序、合成工序、精馏工序和吸收工序。催化剂工序催化剂溶液的配制是将RhI3与稀醋酸在催化剂制备釜中搅拌混合,在加热条件下通入CO,使不溶性

141、的RhI3与CO反应,生成可溶于反应液并具有催化活性的羰基铑络合物。由此得到羰基合成反应使用的催化剂溶液。助催化剂的制备是将CO、甲醇、氢碘酸和固体碘加入催化剂制备釜搅拌混合反应,生成所需要的助催化剂,进入助催化剂贮罐。合成工序本工序需用的CO由变压吸附气体分离装置送来,含量98%(干基,以下同),压力为3.4MPa(A)的CO气体经反应釜底部气体分布器进入反应釜内。甲醇由中间罐区甲醇加料泵送至本工序。与来自吸收工序、由吸收甲醇富液泵送来的吸收甲醇富液混合后,再与来自精馏工序的稀醋酸(轻相)、返回的碘甲烷(重相)混合液混合,进入反应釜底部。各股物料在185、3.0MPa的条件下,并在搅拌器作用

142、下充分混合与CO反应生成醋酸,反应液由反应釜液相出口流出进入转化釜底部。未反应完的CO气及部分有机蒸汽由反应器顶部放出,经转化釜底部气体分布器进入转化釜,与反应液中未反应的甲醇、醋酸甲酯进一步反应生成醋酸。含饱和有机蒸汽及不凝性气体由转化釜顶部排出,经转化釜冷凝器,使汽体冷凝冷却,进入高压分离器进行气液分离。含少量饱和有机蒸汽的气相由高压分离器顶部排出送至高压吸收塔塔釜,液相中的重相由高压分离器靠重力返回反应釜底部,液相中的轻相,靠重力返回转化釜。反应所产生的热量,部分通过换热器移出。转化釜流出的液体经调节阀减压至0.2MPa后,进入蒸发器,显热使部分物料汽化,液相在蒸发器下部,经加热蒸发,在

143、蒸发器上部汽液分离,汽相一并由顶部流出蒸发器,去精馏工序脱轻塔。液体即循环母液。循环母液(含铑-碘的羰基络合物、碘化氢、醋酸、水等的溶液)由蒸发器底部经母液循环泵后,进入反应釜底部。精馏工序本工序利用各组分间的沸点差,采用精馏方法,把来自合成工序含有醋酸、水、碘化氢、碘甲烷等组份的混合物加以分离,最终得到合格醋酸成品,并对碘甲烷、碘化氢、水及未反应完的甲醇、醋酸甲酯加以回收,使之返回合成工序循环使用。本工序主体分离设备为:脱轻塔、脱水塔、成品塔。脱轻塔的主要任务是分离回收碘甲烷,同时以稀醋酸形式将部分水分离回收。相对于醋酸而言(正常沸点117.7),醋酸甲酯、甲醇和水都是轻组份,丙酸为重组份,

144、碘化氢在水中可以电离,因而其挥发度与含水量有关,在96%99%的醋酸水溶液中,其挥发度相差几个数量级。从蒸发器送到脱轻塔的气相中,夹带有少量的铑催化剂,经过脱轻塔下部塔板洗涤,由脱轻塔塔釜送回蒸发器后返回反应釜。脱轻塔釜液,保持醋酸中水含量5%,碘化氢大部分也留在塔釜中,以后一并打回蒸发器。碘甲烷及醋酸甲酯、甲醇等在脱轻塔塔顶冷凝器冷凝,碘甲烷密度大(20,2.279g/ml),且难溶于水,在分层器中沉淀为重相,重相返回反应釜。冷凝器中醋酸、水及少量醋酸甲酯、甲醇成为轻相,一部分回流入脱轻塔,一部分返回反应釜。脱轻塔下部取出浓度约83%的粗醋酸,送入脱水塔。脱水塔进一步分离水,得到干燥醋酸。在

145、脱水塔中往提馏段中加入少量甲醇,使甲醇与溶液中的HI反应,生成低沸点的碘甲烷。塔顶取出水和醋酸的混合物,冷却后部分回流,部分返回反应釜。脱水塔底部醋酸物料含水600ppm1000ppm送成品塔。成品塔主要任务是分离丙酸,得到成品醋酸。脱水塔、成品塔还兼有精密脱除碘化物的作用。在成品塔进料管注入少量KOH,使之与HI反应,出现游离碘时,可注入次磷酸,使游离碘转化为碘离子。在成品塔上部取出成品醋酸。此外还设有提馏塔,它是成品塔的副塔,其作用是从成品塔的残液中回收醋酸。成品塔釜液送至提馏塔,经提馏后,气相返回成品塔,而余下含金属碘化物的醋酸溶液排至废酸槽。吸收工序来自合成工序的高压尾气和来自精馏工序

146、的低压尾气中,除了含有未反应完的一氧化碳,副反应产生的二氧化碳、氢等无机气体外,还含有碘甲烷、醋酸等有机组份。本工序利用各组份在吸收剂中的溶解度的差别以及低温冷凝的原理,采用高压吸收和低温吸收工艺过程,将来自合成工厂的高压尾气和来自精馏工序的低压尾气中的有机组份主要是碘甲烷加以回收,使之返回合成工序循环使用。由于碘甲烷在甲醇中的溶解度大,用甲醇做吸收剂吸收效果好,吸收剂用量少,甲醇又是合成工序的反应原料,吸收后的含碘甲醇可直接进入反应釜,正常操作时,可不用含碘甲醇再生等操作程序,对设备材质要求低。因此,本工序采用甲醇作为吸收剂。本工序的主要设备有:高压吸收塔,低压吸收塔,再生塔。高压吸收塔处理

147、来自合成工序的高压尾气,用甲醇做吸收剂,将高压尾气中的有机组份-主要是碘甲烷吸收下来。低压吸收塔处理来自精馏工序的低压尾气,用低温甲醇做吸收剂,将低压尾气中的有机组份主要是碘甲烷冷凝、吸收下来。再生塔主要用于第一次开车及开、停车频繁时。饱和吸收甲醇溶液过多,大于合成工序需用的甲醇量时,造成饱和吸收甲醇量贮量增加,随之要求碘甲烷的贮量也增加。但是碘甲烷生产周期长,无法满足需要,饱和吸收甲醇贮存时间过长时容易变质,不能直接使用。因此再生塔主要是在第一次开车及开、停车频繁时,将饱和甲醇溶液再生,使甲醇、碘甲烷循环使用。.6 硫回收装置来自NHD脱硫装置的酸性气,采用克劳斯分流法工艺,使1/3的酸气在

148、燃烧炉中与全量空气燃烧,剩余2/3的酸气自燃烧室后部送入,进行克劳斯催化反应。其主要工艺过程如下:由主风机给主燃烧炉提供空气,氧化进入主燃烧炉中的酸性气,给一、二、三、四级燃烧炉提供空气燃烧燃料气,生成热惰性气体加热克劳斯反应过程气,给超级克劳斯反应器提供氧化空气,进行超级克劳斯反应。为准确控制克劳斯生产过程对空气的需求量,进主燃烧炉的空气流量由两路调节系统控制,空气总量的90%由主路调节系统根据酸气流量及组分的变化调节,空气总量的10%由尾气中H2S/SO2的比例变化调节,通过这两路调节系统,控制三级克劳斯反应器出口过程气中H2S体积浓度为0.45%。来自主燃烧炉混合室的过程气,经过冷却后,

149、硫蒸汽被冷凝,液态硫从气体中分离出来。冷却后的工艺气进入一级燃烧室与一级燃烧炉来的烟气混合,升温至245进一级克劳斯反应器进行催化反应, 维持一级克劳斯反应器床层温度约315,以尽量多的水解有机硫,提高硫回收率。反应后的工艺气进入一级硫冷凝器,冷却工艺气,冷凝分离出液硫,冷却后的工艺气至二级燃烧室与二级燃烧炉来的烟气混合,升温至225进二级克劳斯反应器,在二级克劳斯反应器中,在催化剂的作用下,工艺气继续进行克劳斯反应, 反应后的工艺气进入二级硫冷凝器, 冷凝分离出液硫。 冷却后的工艺气至三级燃烧室与三级燃烧炉来的烟气混合,升温至210进入三级克劳斯反应器在催化剂的作用下进行克劳斯反应,反应后的

150、工艺气进入三级硫冷凝器冷凝冷却工艺气,冷凝分离出液硫, 冷却后的工艺气至四级燃烧室与四级燃烧炉来的烟气混合,升温至215,与主风机来的氧化空气混合后,进入超级克劳斯反应器,在催化剂的作用下进行超级克劳斯反应,反应后的工艺气进入三级硫冷凝器冷凝、冷却工艺气,冷凝分离出液硫。出三级硫冷凝器后的冷却尾气经硫磺捕集器捕集微量的硫磺后,尾气送锅炉房焚烧处理。由废热锅炉及各硫冷凝器分离出的液硫经硫磺液封槽后,自流至液硫池, 经液硫泵送至硫磺切片机,进行固化切片后送至硫磺装袋机装袋,贮存并外售。工艺装置消耗工艺装置分为煤气化、净化、变压吸附、醋酸等装置。.1 煤气化装置消耗表5-13 煤气化装置消耗序号名称

151、 (规格、型号)单位时耗备注一原材料消耗1原料煤吨27.52氧气(99.6%)Nm315500二公用工程消耗1除氧水吨352循环水(0.45MPa,t=10)吨9403低压蒸汽(0.6MPa 饱和)吨64电(10000/380V)kWh1735三副产1中压蒸汽(1.45MPa 饱和)吨-33四产品1合成气CO:64.76%H2:24.14%CO2:4.6%Nm349320.2净化装置消耗表5-14净化装置消耗序号名称 (规格、型号)单位时耗备注一原材料消耗1合成气Nm3493202NHD溶剂kg7.5二公用工程消耗1循环水(0.45MPa,t=10)吨10302电(10000/380V)kWh

152、17803低压蒸汽(0.6MPa,饱和)吨104除氧水吨2三产品1净化气CO:72.77%H2:27.02%Nm343885.3 变压吸附分离装置消耗表5-15 变压吸附分离装置消耗序号名称 (规格、型号)单位时耗备注一原材料消耗1净化气Nm329200二公用工程消耗1循环水(0.45MPa,t=10)吨10002电(10000/380V)kWh6035三副产1解吸气Nm3-15600四产品1CO气体CO:98%Nm311360.4醋酸合成装置消耗定额表5-16 醋酸合成装置消耗序号名称 (规格、型号)单位时耗备注一主要原材料1一氧化碳(CO98%)Nm311360折纯100%2甲醇(99.8

153、5%)吨13.6二辅助材料1氢氧化钾(45%48%)公斤6.252次磷酸(50%)公斤0.3253醋酸催化剂、助催化剂公斤4.23三公用工程1蒸汽2.5 MPa 225吨3.0间歇1.45 MPa 199吨42.50.6 MPa 164吨40.25MPa 135吨2.52循环水(0.45MPa,t=10)吨34503电(220V:380V)度10004除氧水(1.6 MPa)吨45冷冻水(进7 出13)吨706冷量(-20)kJ0.55.3自控方案 自控水平和主要控制方案本项目采用集散控制系统(DCS)在中央控制室对整个生产过程进行监视和自动控制。主要的和重要的参数集中到中央控制室,由DCS系

154、统显示和控制。对于一般的参数,采用就地显示或控制。对于生产操作要求上必须要在现场操作和监视的机组或设备,例如压缩机等,则在机组或设备附近设置操作仪表盘。装置的联锁系统由独立于集散控制系统(DCS)的紧急停车系统(ESD)来完成。紧急停车系统(ESD)则选用世界上技术先进、性能可靠的ESD系统独立承担。 仪表选型本装置仪表将选用先进的、可靠的和高精度的仪表,以保证生产操作的可靠性。除一些就地仪表外,主要的仪表均采用电子型。仪表的选型将符合有关的防爆区域等级划分要求,并适合气体组分和温度等级。根据本装置的生产场所的防爆要求,设计采用本安型仪表。所有现场仪表均是全天候的。.1 温度仪表集中检测温度选

155、用一体化温度变送器。就地温度指示选用双金属温度计。.2 压力仪表压力或压差变送器将采用智能型电容式或扩散硅式。就地压力指示一般选弹簧管压力表,根据工艺介质要求可选用隔膜或膜盒型压力表。.3 流量仪表工艺管道的管径小于、等于DN25流量测量选用转子流量计;大于DN25 的管道则选用涡街流量计,重要控制回路的流量测量选用高精度的质量流量计。就地指示流量选用金属转子流量计;用于仪表吹扫管线的流量计,选用玻璃转子流量计。.4 液位仪表液位测量以用差压法测量为主,差压变送器采用智能型。对于液位量程小于1500mm时 ,则选用浮筒液位计。就地液位指示选用磁浮子液位计。.5 分析仪表出料成分分析、产品中丙酸

156、量分析、弛放气以及混合弛放气中CO、CO2、N2含量采用气相色谱分析仪;CO成分分析采用红外吸收分析仪;CO贮槽区和催化剂室设置可燃气体探头;火炬总管碘甲烷含量选用紫外光谱分析仪;电导率仪和pH计也将被选用;所有的在线分析仪均放置在分析器室,采取空调和换气以保持分析器室温度恒定和空气洁净。.6 调节阀调节阀选用中外合资的气动薄膜调节阀,少量耐腐蚀或特殊要求的调节阀选用国外产品。 主要控制设备的确定及要求本装置主要控制设备为DCS和ESD系统。该系统由操作站、控制站、打印机、辅助操作台等设备组成。本项目的DCS系统与其它装置的DCS系统之间留有通讯接口并能够互相通讯。 仪表动力供应.1仪表电源D

157、CS/ESD系统和重要的仪表,采用不中断供电装置(UPS)供电。UPS的容量应满足在主电源中断后,最少能维持30分钟的供电时间。电压等级:220V,50HZ交流。24V,直流。.2仪表空气供气流量:1500Nm3/小时供气压力:0.4 MPa0.7MPa(G)质 量含 尘:0.1g/m3(3microM)含 油:8ppm露 点:-50仪表用压缩空气设置空气贮罐,其容量应能保持在气源中断时,能维持30分钟的供气容量。为保障仪表空气供应,通常采用补充N2的方法,即当仪表空气压力降至极限时,N2自动进入仪表空气系统,确保仪表的正常运行,同时当N2进入仪表空气系统时将发出警报信号,提示操作人员采取适当

158、的安全措施,当仪表空气压力恢复正常时系统内的N2将自动被置换,确保仪表空气系统的安全。5.4主要设备 主要设备的选择原则根据我国的技术水平和建厂经验,HT-L煤气化、NHD净化、羰基合成醋酸及变压吸附等各工序的主要设备的制造与选型可以立足国内。除少数特材设备需要在国外加工,绝大部分静止设备国内完全可以制造,为了保证质量和满足专利上的技术要求,关键设备应由取得ASME认证的制造厂按照ASME规范制造提供。气化炉关于气化炉的炉型尺寸,气化压力3.7MPa下处理能力为660吨煤/台以上。根据本项目醋酸装置的规模,拟选用2800的通用型气化炉一台,可以满足生产要求。具体炉膛容积将由专利商在工艺包设计时

159、确定。气化炉在国内已有成熟的制造经验,可以由张家港化工机械厂制造,但喷嘴需北京航天石化工程公司提供。反应釜内径为3300mm,直筒部份为5380mm,V=60m3。搅拌轴上设有三层搅拌器,上面二层为浆式搅拌器,下部为涡轮式搅拌器。设备底部有带有若干小孔的环形分布管,CO气体经过小孔喷入反应溶液。设备操作压力为3.0MPa,温度185,主要材料为锆-钢复合板。转化釜内径为1500mm,设备总高7620mm,设备下部有一盘管式气体分布器,设备操作压力2.86MPa,190,主要材料为锆-钢复合板。蒸发器气相部份内径为4300mm,高3300mm,液相部份的内径1800mm,高1600mm,设备总高

160、11320mm,气体出口处设有集液盘和散液盘,下部催化剂流出口设有底部挡板,设备操作压力为0.20MPa(A),138.8,主要材料为Hastelly B3。脱轻塔该塔操作压力塔顶和塔底分别为0.06MPa(G)和0.085MPa(G),操作温度塔顶和塔底分别为118和137。塔内操作物料有醋酸、水、碘甲烷、碘化氢和少量催化剂。设备材料为锆705和锆702。塔上部内径2400mm,下部内径1000mm,塔高18650mm。脱水塔该塔操作压力塔顶和塔底分别为0.174MPa(G)和0.212MPa(G),操作温度塔顶和塔底分别为130和157。塔内操作物料为醋酸、水和微量碘化氢。设备材料为锆70

161、2和锆705塔上部内径为2000mm,下部内径为2600mm,塔高46000mm。成品塔该塔操作压力塔顶和塔底分别0.08MPa(G)和0.128MPa(G),操作温度塔顶和塔底分别为136和149。塔内物料为醋酸和少量水。设备材料为316L,内件为Hastelly C-276。塔上部内径为3000mm,下部内径为2000mm,塔高57400mm。主要设备一览表表5-18 主要设备表序号设备名称单位台数材质一气化1磨煤机台22磨煤输送机台33斗式提升机台14常压煤仓台15加压煤仓台26煤锁台27气化炉台18烧嘴个29文丘里洗涤器台110合成气洗涤塔台111高压灰水泵台212锁斗台113高压闪蒸

162、罐台114高压闪蒸分离器台115真空闪蒸罐台116真空闪蒸分离器台117中压蒸汽发生器台1碳钢18除氧水加热器台1碳钢19中压锅炉给水泵台1+1组合件20空分套1二NHD脱硫脱碳1脱硫塔台1碳钢2脱硫再生塔台1碳钢3脱碳塔台1碳钢4气提塔台1碳钢5浓缩塔台1碳钢6脱硫高压闪蒸槽台1碳钢7脱硫低压闪蒸槽台1碳钢8脱碳高压闪蒸槽台1碳钢9脱碳低压闪蒸槽台1碳钢三变压吸附分离装置组合件1吸附器I台1016MnR2气液分离器台116MnR3半产品气缓冲罐台116MnR4吸附器II台1216MnR5二均中间罐台116MnR6四均中间罐台116MnR7六均中间罐台116MnR8八均中间罐台116MnR9十

163、均中间罐I台116MnR10解吸气缓冲罐台120R11解吸气混合罐台120R12吸附废气缓冲罐台116MnR13二均中间罐II台116MnR14四均中间罐II台116MnR15六均中间罐II台116MnR16八均中间罐II台116MnR17十均中间罐II台116MnR18置换废气缓冲罐I台116MnR19置换气缓冲罐台116MnR20CO气缓冲罐台116MnR21CO气混合罐台116MnR22置换废气缓冲罐II台116MnR23水环真空泵台324罗茨真空泵台525解吸气压缩机台226产品气压缩机台327置换气压缩机台228置换废气压缩机台229吸附废气压缩机台230CO压缩机 离心式台1组合件

164、四醋酸装置1换热器台1管程:锆;壳程:碳钢2转化釜冷凝器台1管程:锆;壳程:碳钢3反应釜台1锆复合板4转化釜台1锆复合板5高压分离器台1316L6蒸发器台1管程:哈氏;壳程:碳钢7脱轻塔台1锆8脱水塔台1锆9成品塔台1哈氏合金10高压吸收塔台1316L11低压吸收塔台1316L12催化剂制备釜台1锆复合板13外循环泵台2组合件14母液循环泵台2组合件15重相泵台2组合件五硫回收1H2S锅炉台1碳钢2克劳斯反应器台1碳钢3液硫泵台大型超限设备表表5-19 大型超限设备表序号设 备 名 称数量设备外形尺寸长宽高(米)备 注1气化炉12.8142脱硫塔13.046.33脱碳塔13.054.54反应釜

165、13.45.385脱轻塔12.411.5/1.02.26脱水塔12.625.2/2.013.327成品塔13.252.158蒸发器14.33.3/1.81.6为方便运输和安装,设计中将设备按结构的合理性分段。需整体热处理且运输必须分段的塔,可在现场组装。组装后对焊缝按压力容器安全监察规程进行热处理。5.5标准化基本类建筑设计防火规范GB50016-2006石油化工企业设计防火规范(1999年版)GB50160-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-1992化工企业安全卫生设计规定HG20571-1995工艺专业化工工艺设计施工图内容和深度统一规定HG20519-1992化工

166、装置设备布置设计规定HG20546-1992化工装置管道布置设计规定HG20546-1992化工装置管道材料设计规定HG/T20646-1999输送流体用无缝钢管GB/T8163-1999流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T14976 钢制管法兰、垫片、紧固件HG20592-1997工业金属管道工程施工及验收规范GB50235-1997工业金属管道设计规范GB50316-2000化工设备、管道外防腐设计规定HG/T20679-1990设备专业国家质量技术监督局“压力容器安全技术监察规程”(1999)钢制压力容器GB150-1998钢制化工容器设计基础规定等五项规定HG2058020584-1998

167、钢制焊接常压容器JB/T4735-1997压力容器用钢板GB6654-1996钢制压力容器焊接工艺规程JB/T4709-2000钢制压力容器-分析设计标准JB4732-2000自控专业化工自控设计技术规定HGJ20507205016-19992自控安装图册HG/T21581-1995(上、下册)石油化工自动控制设计手册(第二版)工业自动化仪表安装工程质量检验评审标准GBJ131-1990电气专业工业企业照明设计标准GB50034-1992建筑物防雷设计规范GB50057-1994低压配电设计规范GB50054-1995电力工程电缆设计规范GB50217-1994爆炸和火灾危险环境电力装置设计规

168、范GB50058-1992供配电系统设计规范GB50052-1995通用用电设备配电设计规范GB50055-1993电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-1992建筑结构专业:厂房建筑模数协调标准GBJ6-1986工业建筑防腐蚀设计规范GB50046-1995工业建筑地面设计规范TJ37-1979建筑抗震设计规范GBJ11-1989建筑结构设计统一标准GBJ68-1984建筑地基基础设计规范GBJ7-1989钢结构设计规范GBJ17-1988动力机器基础设计规范GB50040-1996建筑结构荷载规范GB50009-2001砌体结构设计规范GB50003-2001混凝土结构设计规

169、范GB50010-2002建筑结构荷载规范GB50009-2001设备安装及验收中低压化工设备施工及验收规范现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-1998化工工程建设起重施工规范HGJ201-1983化工机器工程施工及验收规范(通用规定)HGJ203-1983化工机器工程施工及验收规范(化工用泵)HGJ207-1983工业设备及管道绝热工程施工及验收规范GB50185-1993化工设备管道防腐工程施工及验收规范HGJ231-1991石油化工设备安装工程工程质量检验评定标准SHJ514-1990压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范GB50275-1998工业金属管道工程施工及

170、验收规范GB50235-1997现场设备、工业金属管道焊接工程施工及验收规范GB50236-1998工业设备及管道绝热工程施工及验收规范GBJ126-1989工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范HGJ229-1991管道的安装及验收遵循规范现场设备、工业金属管道焊接工程施工及验收规范GB50236-1998工业设备及管道绝热工程施工及验收规范GBJ126-1989工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范HGJ229-1991自控仪表的安装及验收遵循规范仪表安装调校施工及验收技术规范HGBJ96-1988化工部设计标准图自控安装图册(1988)HGJ516-1987工业自动化仪表工程施工及验收规

171、范GBJ131-1990自动化仪表安装工程质量检验评定标准GB131-1990现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-1998工业设备及管道绝热工程施工及验收规范GB50185-1993 电气设备的安装及验收遵循规范电气装置安装工程低压电器施工及验收规范GB50254-1996电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169-1992电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范GB50170-1992电气装置安装盘、柜二次回路接线施工及验收规范GB50171-1992电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50150-1991电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB50168-

172、1992电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范GB50257-1996建筑电气安装工程质量验收规范GBJ50303-2002进口材料及设备本装置进口材料与设备参照ASME锅炉及压力容器规范(2001版)执行。6 主要原、辅助材料和动力供应6.1原料供给气化用煤某某省煤炭资源极为丰富,已探明储量达2327亿吨,远景储量8710亿吨。主要有大同煤田、宁武煤田、西山煤田、河东煤田、沁水煤田、霍西煤田等六大煤田,且具有储量大、分布广、品种全、质地好、埋藏浅和易开采等特点,适合于大规模开采,完全满足目前技术条件下煤化工产业对煤的质量和数量要求。本工程气化用煤主要选用某某某某当地煤,日用

173、量660吨。工业分析:固定碳 55wt%挥发份 3036wt%水份 7.5wt%灰份 27.5MJ/kg低位发热值:21.0MJ/kg煤的灰融点: 11401240一氧化碳甲醇低压羰基合成醋酸装置的主要原料是一氧化碳和甲醇,本工程所需的一氧化碳是从航天炉粉煤制气,通过NHD脱硫脱碳,再经变压吸附分离制取,送至醋酸装置。要求供给一氧化碳气体规格表6-1表6-1 一氧化碳规格(干基,V%)项 目指 标CO含量,% 98.0H2含量,% 0.68CH4含量,% 0.10N2含量,% 0.74CO2含量,% 0.30O2含量,%0.01总S,ppm0.2氯化物含量,ppm 0.1甲醇供给本工程所需的原

174、料甲醇由某某某公司提供,目前现有甲醇生成能力已达到年产18万吨,到2007年末将达到30万吨,完全能满足醋酸生产需要。要求供给甲醇的规格见表6-2。表6-2 甲醇规格项 目指 标甲醇,%99.85外观无色透明液体,无可见杂质色度(铂钴),号5密度(20),gcm3 0.7910.792温度范围(0,101325Pa),64.065.5沸程(包括64.60.1),0.8高锰酸钾试验,min 50水溶性试验澄清水含量,%0.10酸度(以HCOOH计),%0.0015碱度(以NH3计),%0.0002羰基化合物(以CH2 O计),ppm 30蒸发残渣,%0.001乙醇含量,ppm 50铁含量,ppm

175、0.10硫含量,ppm0.1氯化物含量,ppm0.16.2辅助材料及规格氧气氧气规格见表6-3,供气压力6.5MPa(A),40。表6-3 氧气规格(V %)组 份含 量O299.6N2+Ar0.4氧气由本工程HT-L煤气化装置配套的空分装置生产提供。液体氢氧化钾液体氢氧化钾要求的规格(GB/T 1919-2000)见表6-4表6-4 液体氢氧化钾规格(GB/T 1919-2000)组 份规 格KOH,%45.048.0颜色水色透明K2CO3,%1.21.5KCl,%1.01.5次磷酸溶液规格次磷酸溶液规格参见表6-5表6-5 次磷酸溶液规格组 份规 格H3PO2,%5052亚磷酸盐(以H3P

176、O3计),%1.0颜色水色透明密度(20),gml1.2201.230硫酸盐(以SO4计),%0.02Ba,ppm无重金属(以Pb计),ppm35铁含量,ppm25其它化学品及催化剂其它化学品、催化剂及助催化剂参见表6-6。表6-6 其它化学品,促进剂及催化剂名 称型号及规格氢碘酸,%45碘,%99.5三碘化铑(铑含量,%)18.521.28其它辅助材料,化学品及催化剂等,国内可供应满足生产需求的,拟由国内供应商提供,国内不能生产的,则进口解决。7 公用工程和辅助设施方案7.1总图运输设计规范(1)建筑设计防火规范GB50016-2006(2)石油化工企业设计防火规范(1999年版)GB501

177、60-1992(3)工业企业总平面设计规范GB50187-1992(4)厂矿道路设计规范GBJ22-1987总平面布置.1布置原则(1)符合当地规划部门总体规划要求,使总平面布置与之相适应;(2)功能分区明确,工艺流程合理顺畅;(3)因地制宜,充分利用地形,布置紧凑;(4)满足环保、消防、劳动卫生要求;本着总图运输的布置原则,设计中做出了以下布置:根据生产运输要求,在汽车灌装附近均设置混凝土地坪以满足槽车装卸用。根据工艺要求,厂区内部物料以管道运输为主,设计管廊穿越道路的净空高度不小于5米,以满足厂内汽车运输及消防要求。.2建构筑物朝向和装置单元间的防火间距从厂方提供的基础资料表明,拟建厂区的

178、主导风向为东风,根据风向和场地情况本装置建构筑物的朝向为北偏东11度。由于本设计主要工序火灾危险性为甲类,主要原料和产品具有火灾危险性,因此相互之间的防火、防爆间距必须满足有关规范要求。本装置内各工序与道路的间距均满足规范要求。.3总平面布置的主要技术经济指标表7-1 主要技术经济指标一览表序号指标名称单位数量1装置占地面积平方米1000002建构筑物占地面积平方米168003道路及广场占地面积平方米120004管线及管架占地面积平方米80005建筑系数%16.806利用系数%36.807厂区绿地计算面积平方米200008厂区绿地率%20.009厂区土石方工程总量立方米50000竖向布置布置原

179、则:符合总体规划要求,充分利用地形,因地制宜,尽量节约土方,合理确定厂区内的排水方式。厂区标高的确定:拟建装置新征场地内高差起伏不大,室外地平标高设计为394.80m,场地内不存在大填大挖。据此,厂区采用平坡式布置。 排水:根据生产和园区原有排水系统特点,装置区主要采用管道排水方式。雨水与污水分流,雨水经管道排入当地排水系统内。污水经处理后管道排入当地污水系统内。工厂运输表7-2 工厂运输量表序号材料名称单位数量运输方式备注运入 主要原材料1甲醇吨108800管道输入2原料煤吨217800汽车、火车运出 产品3醋酸吨200000汽车、火车外运4合成气吨233000管道外送5废渣吨12000汽车

180、外运装置区内设置环行道路,路面宽为10米,满足运输与消防的要求,道路的转弯半径采用10米,道路等级为汽-20级,结构层从上至下依次为:C30混凝土25cm、级配碎石30cm。工厂防护设施及其它装置区内设置环行道路。装置区内除设计环行水消防管网外,还可依托某某某某某某某公司原有消防站进行事故状态下的消防。厂区绿化本装置为石油化工企业,增加绿化面积一方面能改善工厂的环境,另一方面还能加强防火安全。根据本装置的性质,装置区绿化以草坪为主,其间间种少量灌木,以形成良好的工作环境。7.2给排水 概述本设计承担某某某公司20万吨/年醋酸生产装置项目的可行性研究设计。给排水设计主要系统为:工厂循环水系统和高

181、压消防给水系统,新增的建构筑物室内及室外消防,按其相应规范增加消火栓。循环水系统新增补充水及装置需增加生产给水, 均由某某某公司从某某某某县引黄工程上分流一股黄河水补充。设计中采用的给排水标准建筑给水排水设计规范GB50015-2003室外给水设计规范GB50013-2006室外排水设计规范GB50014-2006工业循环水冷却设计规范GB/T50102-2003化工企业循环冷却水处理设计技术规定HG/T 20690-2000建筑设计防火规范GB50016-2006石油化工企业设计防火规范(1999版)GB50160-1992低倍数泡沫灭火系统设计规范(2000年版)GB50151-1992污

182、水综合排放标准GB8978-1996装置给水本工程需建四套给水系统:生产生活给水系统;循环水系统;除氧水系统;消防水系统。工程用水量见下表: 表7-3 装置用水量一览表 单位:m3/h装置名称循环水除氧水新鲜水平均最大平均最大平均最大煤气化94011283542净化1030123623变压吸附10001200醋酸3450414045冷冻站425510化验56生活用水12.515绿化用水55未预见2.54合计6845821441502530注:以上用水未包括消防水用量循环水补充水考虑当地气候条件按3%计算,则需补充新鲜水250m3/h,总新鲜水用量约为280 m3/h。 生产生活给水系统某某某某

183、公司用水取自地下水,已设有深井25眼,单眼井出水量约为40m3/h50m3/h,总出水量为1000m3/h1250m3/h。现实际用水量约为1000m3/h,尚有150m3/h200m3/h的富裕量。为了今后发展某某某某公司将从某某某某县引黄工程上分流一股黄河水,以缓解地下水位下降而造成的供水紧张局面,目前清水池已完工,管道铺设正在进行,建成后可以补充200m3/h300m3/h一次水能满足本工程需求。 循环冷却水系统拟建循环水系统采用9140风机逆流式混凝土冷却塔三座 (单塔处理水量4500 m3/h),选循环水泵三台(两开一备), 其性能Q=3000 m3/h5500m3/h; H=54m

184、43m N=800kW U=10kV。循环水回水采用余压上塔。循环水泵房为半地下式。为配合循环水的水质稳定处理,在循环水系统中设加药设备二套;加氯机二台,一用一备。钢制无阀过滤器(单台处理水量200m3/h)三台,水质监测仪一台。循环冷却水规格如下:循环水量: 8214m3/h给水温度: 32回水温度: 42给水压力: 0.45MPa (装置界区)悬浮物: 20 mg/l污垢系数: 3.4410-4 m2K/W氯化物: 300mg/l除氧水系统本工程所需的除氧水具体规格如下,暂由某某某公司供应:表7-4 除氧水规格项 目指 标总硬度,(mol/L) 0电导率,(25,s/cm) 5.0二氧化硅

185、(g/L)100铁含量,ppm 0.15氯化物含量,ppm 0.10O2含量,(g/L)30总水量: 50m3/h压力: 1.6 MPa(装置界区)温度: 80消防水系统低压消防水:直接从醋酸工程的总管上连接,在界区内路边按规定距离网状布置。也可同时与循环冷却水系统接通,将循环水系统作为消防给水的备用水源,平时用阀门切断。高压消防水:高压消防水源及控制系统依托原某某某公司的高压消防给水系统。本工程的环状高压消防管网与公司原有的高压消防系统环状管网连接,消防用水量为1200m3/h,供水压力1.0MPa。火灾延续时间按3小时计量。装置排水本拟建装置大量用的是循环水,因此,总排水量不大,排水种类有

186、如下四种:清净废水;生产排污水;生活排污水;雨水。其排水量见下表7-5: 表7-5装置排水量表 m3/h序号装置名称清净废水生产排污水生活排污水平均最大平均最大平均最大1煤气化13132醋酸2503化验254生活(各单元)365未预见2530合计25301563511清净废水包括各单元排出的清净废水,如循环冷却水站的排放水、蒸汽导淋、干净的冲洗水及淋浴排水等。生产排污水本工程的生产污水主要是来自煤气化装置其污水处理前的废水,醋酸合成装置设备管道检修时的冲洗水,污染地面的冲洗水及污染雨水。生活排污水包括装置各单元的生活污水。雨水指一般雨水,不包括装置区域内受污染的雨水。针对以上各类排水,本工程应

187、设如下排水系统:生活污水排放系统本系统用于排放各单元的生活污水,最大流量为11m3/h,系统采用PVC排污管和铸铁排污管,生活污水经新建化粪池排到就近的公司生活污水排放系统。化验室有毒污水不得排入此系统,必须单独收集处理。清净废水及一般雨水排放系统该系统用于排除装置各单元排出的清净废水和一般雨水,系统采用钢筋混凝土管或铸铁管,埋地敷设,由于清净废水的量不大,整个工程的占地面积也不大,清净废水和雨水经系统就近排入原公司地下排水系统。生产污水排放系统新建一套闭路循环系统,处理造气污水;在醋酸合成装置区域新建污水池一个,有效容积150m3,池内按一台污水泵,流量Q=5 m3/h10 m3/h。醋酸合

188、成装置区域内产生的生产污水和受污染的雨水均排入该污水池,再用泵送到新建污水站处理系统处理。7.3供电及电信供电.1 标准、规范及规定本拟建醋酸工程供电设计必需遵循国家标准执行的有关电力专业的各种标准、规范及规定。除了遵循国家的电气标准外,还应遵循原国家石化局和国家电力局制定的有关电力专业的标准和规定。.2设计范围本工程设计承担某某某某某某某公司拟建的20万吨/年醋酸工程的全部电气设计。电修设施:大、中修依托某公公司现有的大、中修设施,但在生产厂房或新建配电所内建电气维修用房,设一定数量的专业人员,以快速解决日常维修任务。.3 用电负荷及负荷等级醋酸及煤气化等主要生产装置及辅助生产装置用电设备属

189、于连续性运行负荷,自动化水平高、生产规模大,原料和产品大多具有易燃、易爆等特点,电源突然中断会造成较大经济损失、设备损坏,成品报废,产量减少等,故对供电可靠性要求较高,根据“供配电系统设计规范”和“化工企业供电设计技术规定”其绝大部分负荷等级确定为二级负荷,生产装置中部分负荷为一级负荷(应急负荷),因此本装置供配电系统的电源必须由双电源供电。根据工艺、公用工程用电条件,煤气化装置、醋酸装置、公用工程及相应的辅助设施用电设备需要负荷总计14565kW,其中10kV中压电动机18台,需要负荷为11180kW,低压380V需要负荷为3385kW。其用电负荷计算见表7-6。表7-6 20万吨/年醋酸工

190、程需用电量负荷表序号名称35kV10kV380V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)(kW)(kW)(kW)(kW)一醋酸装置1变压吸附57353002醋酸合成、精馏7502503罐区704综合楼805控制室506变电所807主装置照明1008小计64859309折10kV7415二气化、净化装置1磨煤7201652气化6153灰水处理6402404热回收400505输煤系统2806净化16601208照明1009小计3420157010折10kV4990三公用工程1循环水12754052消防水403空分空压3404照明及其它1005小计12758856折10kV2

191、160四1合计1118033852折35kV14565五考虑变压器的损耗及5%的余量,拟在工厂总变电所选用2台35/10kV、16000kVA主变压器向整个装置供电。选用2台10/0.4kV、1250kVA动力变压器,向醋酸装置及厂前区供电。六考虑变压器的损耗及5%的余量,拟在装置变电所选用4台10/0.4kV、2000kVA动力变压器,向磨煤、输煤系统、气化及污水处理等装置供电。七考虑变压器的损耗及5%的余量,拟在公用工程变电所选用2台10/0.4kV、1250kVA动力变压器,向循环水、消防水及空分空压等装置供电。注:消防用电负荷未计入。负荷等级按照化工设计标准 CD9045-1985“化

192、工企业供电技术规定”有关条款,一氧化碳、醋酸等化工生产过程属于高温高压、易燃易爆的生产环境。由于生产中有易燃易爆介质及连续生产的要求,对供电的连续性及可靠性要求很高。停电所造成的经济损失很大,故用电负荷中绝大部分均为二级以上负荷,生产装置中的关键设施为一级负荷,如:大型压缩机中的润滑油泵、盘车电机、仪表控制系统中的DCS电源。电信及火灾自动报警系统电源也为一级负荷,其余与生产过程关系不大的用电负荷为三级负荷。.4电源情况及供电方案(1)电源情况本装置所需电源由某某某公司110kV总变电站供给。由于本醋酸工程连续生产的重要性,要求某某某公司110kV总变电站给醋酸装置配电所供给二回路35kV电源

193、,每一回路电源能负担100%的负荷,即当一回路电源因故障或检修停电时,另一回路电源应能满足本项目一级、二级电负荷用电。(2)供电方案根据工艺及有关专业提供的用电负荷大小,为尽量使配电所、变电所靠近负荷中心,初步考虑供电方案如下;根据醋酸装置用电负荷的分布情况及总体布置情况,为便于统一管理以及考虑醋酸装置供电布局的合理,在界区内建一座35/10/0.4kV工厂总变、一座10kV/0.4kV装置变电所和一座10kV/0.4kV公用工程变电所。在工厂总变电所内设有35kV高压配电系统、10kV中压供配电系统、低压380V动力/马达控制中心(PMCC)以及两台35/10kV主变压器和2台10/0.4k

194、V动力变压器,其35kV和10kV系统均为单母线分段运行;380V系统分为一组低压PMCC,其PMCC系统亦为单母线分段运行。根据用电负荷计算情况,工厂总变电所选用两台16000kVA、35/10kVA有载调压主变压器,由某某某公司110kV总变电站的35kV系统引二回路电源至工厂总变电所35kV两段母线上,工厂总变电所35kV高压母线为单母线分段运行,在35kV母线的母联上设有自投装置,正常时两段母线独立运行,当一回电源发生故障,母联自投,由另一回电源承担向全部用电负荷供电的任务,以保证供配电系统的可靠性,在35kV两段母线上设有8台35kV高压开关柜;35kV电源经两台16000kVA、3

195、5/10kVA主变压器变压后送至10kV母线;同样在10kV两段母线的母联上亦设有自投装置,正常时两段母线独立运行,当一回电源或变压器发生故障,母联自投,由另一台变压器承担向全部负荷供电的任务,在10kV两段母线上设有36台10kV中压开关柜,其中包括10kV电动机用18台,10kV变压器出线回路柜8台,电容器出线柜2台,以及进线柜、母联柜、PT柜、备用柜等9台,并由此向全厂10kV电动机和变压器供电;在总变电所的10/0.4kV低压变电所设有2台1250kVA、10/0.4kV动力变压器和一组PMCC,由总变电所的10kV系统送二回路电源,经10kV变压器变压后至0.4kV母线,同样在0.4

196、kV母线的母联上亦设有自投装置,正常时两段母线独立运行,当一回电源或变压器发生故障,母联自投,由另一台变压器承担两段母线上全部负荷的供电任务;并由PMCC向醋酸装置及厂前区的380V负荷供电,总变电所用电负荷的供电亦采用电缆直配形式供电。为向气化、输煤系统及污水处理等装置供电,在煤浆制备旁边设一座10/0.4kV等级的装置低压变电所,其内设有变压器室、低压配电室、柴油发电机室及值班室,在低压变电所内设有4台2000kVA、10/0.4kV动力变压器和二组PMCC(PMCC1PMCC2);每组PMCC均为单母线分段运行,且由两台10kV变压器供电,每组变压器的二回路10kV电源来自工厂总变电所中

197、压配电室的两段10kV母线,经两台变压器变压后送至低压PMCC的0.4kV的两段母线,在PMCC的两段母线的母联上同样设有自投装置,正常时两段母线同时独立运行,当一回电源或变压器发生故障时,母联自投,由另一台变压器承担向全部两段母线负荷供电的任务。由此变电所向磨煤、输煤系统、气化及污水处理等工段用电设备供电。在装置变电所内设一台应急柴油发电机,且在低压配电室内设有一组事故母线和配电柜,正常时由正常电源供电,当事故时柴油发电机在10s15s内自起动向全部保安负荷。另外在循环水装置设一座10/0.4kV等级的公用工程低压变电所,内设有变压器室、低压配电室及值班室,其低压变电所设有2台1250kVA

198、、10/0.4kV动力变压器和一组低压配电柜,低压配电系统亦为单母线分段运行,且由两台10kV变压器供电,二回路10kV电源亦来自工厂总变中压配电室的两段10kV母线,经两台变压器变压后送至低压配电系统的0.4 kV的两段母线,在其两段母线的母联上同样设有自投装置,正常时两段母线同时独立运行,当一回电源或变压器发生故障时,母联自投,由另一台变压器承担向全部两段母线负荷供电的任务。由此向循环水、消防水、污水处理等用电设备供电。根据以上方案及考虑总图布置,新建工厂总变电所布置在厂前区,其结构为四层,一层为35kV及380kV的电缆夹层和维修间,其层高2.8米;二层为35kV开关室和380kV配电室

199、及变压器室,8台35kV高压开关柜布置在35kV开关室内;低压PMCC布置在低压配电室的中央,端子柜、变频器柜布置在预留位置,其层高5米;2台主变压器和2台动力变压器布置在变电所的北侧,在变电所外设巡检平台通道;三层为中压电缆夹层、电容器室和空调机房,其层高为3米,四层为中压10kV开关所、监控室和办公值班室,36台10kV中压开关安装在中压配电室内,其层高5米;微机监控室布置在四层南侧,其地面采用防静电活动地板;由于变电所进出电缆和所内敷设的相互联系电缆较多,因此在变电所的两侧设有电缆通道用于电缆的进出。考虑工厂总变电所规模大、设备相对集中散热量大,亦采用集中空调方式,空调机布置在夹层的西边

200、,采用风管向各功能间集中送风,变压器室和电缆夹层采用自然通风或采用排风机进行通风。装置变电所其结构为单层布置,且一层平面抬高,其底层为电缆夹层布置电缆桥架,2组低压PMCC及应急配电柜布置在低压配电室的中央,并设有值班室,变压器、柴油发动机间。工厂总变电所与装置变电所和公用工程变电所之间的供电能够相互兼顾,为以后发展提供有利条件。根据供用电规程规定及考虑节能,使功率因数达0.9以上,故必须采取措施,减少向系统要求的无功功率值,本装置拟采用集中和分散的补偿方式,在工厂总变电所的中压10kV母线集中补偿,并考虑在各低压变电所的0.4kV母线进行分散补偿。对动力配电考虑到变压器的铁损、铜损以及电力系

201、统中的无功功率指标等都是造成损耗的直接原因;因此电气设备选型上考虑采用节能新产品;如选用节能变压器;合理选择电缆截面,以减少电缆中的阻抗损耗(线损);以及选用低损耗元器件,提高电压质量等措施。工厂总变电所和装置变电所电缆沿夹层内电缆桥架敷设,公用工程变电所内电缆沿电缆沟内桥架敷设,装置区内电缆桥架尽可能沿工艺管架或沿墙、沿柱子安装,电缆主要沿工艺管架上的电缆桥架敷设,局部穿钢管敷设或直埋至用电设备;道路照明电缆采用直埋。生产和辅助装置设置正常照明和应急照明,应急照明按正常照明的 15%20% 考虑,正常照明由正常电源供电,应急照明采用EPS(应急电源)供电。为保证DCS系统用电的可靠性,本项目

202、采用UPS向DCS系统供电,其UPS的储备时间为30分钟。(3)线路及用电设备保护总变电所设置微机监控系统,对变电所的运行状况进行实时监控,监控系统后台机采用双机(一用一热备)。微机监控系统的电源应采用不间断电源。35kV系统继电保护采用微机综合保护方案,保护及自动装置设置如下:a.采用35kV高压熔断器作为短路保护b.主变压器本体的轻瓦斯动作于信号、重瓦斯跳10kV总断路器c.主变压器有载分接开关的轻瓦斯动作于信号、重瓦斯跳10kV总断路器d.主变压器油温信号装置e.主变压器油位信号装置f.主变压器低压侧保护。10kV侧装设过流保护、负序保护g.10kV出线保护。装设自动重合器保护,包括过流

203、、接地、重合h.10kV并联电容补偿装置保护。装设(反时限或定时限)过流保护、过电压保护、失压保护。总变电所还具有实施监控的远方控制端,能对变电所实行“四遥”操作。控制端应具有以下功能:a.控制端自动化系统的硬件和软件应采用标准化、模块化设计,具备在线自诊断和自恢复功能,便于检修和维护。b.提供交互式软件生成数据库,显示画面、报表,控制流程修改等一系列支撑软件,便于现场修改和扩充。c.数据处理、记录及设备管理。d.当电力系统和运行设备发生故障,继电保护及自动装置动作,断路器跳闸,自动顺序记录;当设备运行异常,测量值越限时,自动报警显示打印记录。e.根据需要可与各级调度通信。.5主要设备见下表表

204、7-7 主要设备表序号名 称型 号单位数量一35kV总变电所135kV主变压器SFZ10-16MVA、35/10.5kV台2210kV动力变压器S10M-1250kVA、10/0.4kV台2335kV高压开关柜KYN-40.5系列台8410kV高压开关柜KYN28系列台36510kV电力电容器TBBQT10-1000/10套26低压配电柜MNS系列台207UPS60kVA套18EPS40kW套19变电所综合自动化系统套110直流电源GZDC-I-200/220套111照明箱台4二装置变电所110kV变压器S10M-2000kVA、10/0.4kV台42低压配电柜MNS系列台483柴油发电机35

205、0kW台1三公用工程变电所110kV变压器S10M-1250kVA、10/0.4kV台22低压配电柜MNS系列台18电信.1电信设施的组成根据醋酸合成装置、辅助生产装置及公用工程的规模及行政、生产管理体制的需要,本工程电信设施,由行政电话系统、生产调度电话系统、内部通信呼叫系统、火灾自动报警系统以及相应的电信网络等组成。.2行政电话系统本装置需增加20门行政电话,直接进入某某某某某某某公司电话系统,以满足日常行政管理工作的需要。 .3生产调度电话系统根据拟建醋酸工程的具体情况,为了统一指挥、管理,也为了同有关部门的联系,在厂区前设置生产调度站。采用程控数字调度电话总机50门,以便对主要装置、生

206、产车间的控制室及有关的生产管理部门进行生产调度。.4内部通信呼叫系统醋酸及煤气化等主要生产装置区内装设内部通信呼叫系统,以便各装置区内部各岗位操作现场与其控制室的通信联系,以及生产巡回检查、维护等联系。根据电气标准所确定爆炸危险区及等级划分,本系统在爆炸危险区内采用防爆型通信设备及线路,其它户外安全区采用防水防尘型。.5火灾自动报警系统本工程的火灾自动报警系统,采用集中一区域方式。每个主要生产装置区,划分为一个防火区域,在其装置区的控制室内设置区域火灾报警控制盘,以接收装置界区内为保护建筑物设置的烟感、温感探测器的信号,以及装置界区内建筑物的主要出入口装设的手动报警按钮的信号,同时将以上信号传

207、输至装设在消防站内的集中报警控制盘,以利尽快采取消防措施确保安全生产,并与某某某公司火灾报警系统联合组成统一消防系统。7.4供热蒸汽供给本工程醋酸装置、煤气化装置及辅助等设施用热及副产蒸汽的情况,结合总体规划,同时为了提高全厂经济性,降低化工产品能耗,对全厂蒸汽进行合理安排,综合平衡。拟定本工程的蒸汽平衡见附图17蒸汽平衡图。表7-8 蒸汽用量表 t/h序号名称2.5MPa1.45MPa0.6MPa0.25MPa1煤气化6.02净化10.03醋酸(3.0)42.54.02.55火炬(10.0*)6贮运站(2.5)合计(3.0)开车42.5(10.0)20.02.5(2.5)由全厂蒸汽平衡图可以

208、看出,全厂蒸汽管网分为四个等级:MPa 225b.1.45MPa 199c.0.6MPa 164d.0.25MPa 135本工程所需用蒸汽全部由某某某某某某某公司原蒸汽管网提供。7.5冷冻站本工程设置的冷冻站为醋酸装置的工艺部分提供冷量。醋酸装置冷冻站供冷负荷由两部分组成,即工艺装置用冷和空调用冷。(1)工艺装置用冷量正常生产需用+6冷冻水,正常用冷量2070kW,最大用冷量2340kW,连续使用。(2)空调系统用冷量空调系统用冷量随季节变换,夏季平均冷量负荷为300kW。溴化锂吸收式制冷机按驱动热源可分为蒸汽型、热水型和直燃型;按驱动热源的利用方式可分为单效型、双效型、多效型和多级发生型。本

209、冷冻站选用蒸汽双效型溴化锂吸收式制冷机以供工艺及空调用冷。蒸汽双效型溴化锂吸收式冷水机组由高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和高压热交换器、低压热交换器、凝水热交换器等主要部件,以及屏敝泵(溶液循环泵、冷剂循环泵)、真空泵和抽气装置等辅助部分组成,是几个管壳式换热器的组合体,并由抽气装置和真空泵保持机组内一直处于高真空状态,是一种以蒸汽为驱动热源,溴化锂溶液为吸收剂,水为制冷剂,制取低温水的设备。溴化锂制冷工作流程,在高压发生器中,稀溶液被蒸汽加热,产生冷剂蒸汽,通入低压发生器作为热源,加热低压发生器中的溶液,同时产生冷剂蒸汽,而且高压发生器中产生的冷剂蒸汽在低压发生器中加热溶液后

210、,凝结成冷剂水,经节流减压后进入冷凝器,与低压发生器中产生的冷剂蒸汽一起被冷凝器管内的冷却水冷凝冷却成冷剂水。冷凝器中的冷剂水节流后流入蒸发器并蒸发,经冷剂水泵输送,喷淋在蒸发器管束上,吸取管内冷水的热量并蒸发,使冷水温度降低,达到制冷的目的,蒸发器中产生的冷剂蒸汽流入吸收器。稀溶液由发生泵输出,经高、低温热交换器、凝水热交换器,进入高压发生器与低压发生器(并联流程)。被加热蒸汽加热成浓溶液,浓缩的浓溶液流出分别进入高温热交换器和低温热交换器,在两个热交换器中用于加热进入高、低压发生器的稀溶液,温度降低后与吸收器中稀溶液混合成中间溶液,经溶液泵输送,进入吸收器喷淋管,喷淋在吸收器管束上,吸收来

211、自蒸发器的冷剂蒸汽,从而使蒸发器中有较低的蒸发压力,使制冷过程连续进行。溶液吸收冷剂蒸汽后,成稀溶液,热量被冷却水带走,然后稀溶液再由发生泵输送,如此往复循环不断。7.6储运设施概述本项目固体和液体物料贮运包括HT-L粉煤气化装置所需原料煤的贮运以及醋酸产品的贮运,醋酸产品贮运仅包括醋酸生产装置区的中间罐区的贮运,醋酸中间罐区每天向醋酸成品罐区输送产品醋酸。产品醋酸汽车槽车装车、铁路槽车灌装和运输均为新建。 固体物料贮运系统.1 原料的供应进厂原料煤为粒度不大于80mm。.2 原料煤贮运技术方案(1)原料煤的厂外运输及卸载方案原料煤来自附近煤矿。原料煤运距150km。原料煤的运输采用汽车和火车

212、,考虑1.11.2的公路运输不均衡系数,每天最大来煤约45辆(20吨自卸汽车)、900吨。(2)原料煤的厂内贮存煤的贮存形式分露天堆存和筒仓贮存两种。露天堆存贮量大,建设投资低;但煤损耗大、环境污染大。筒仓贮存方案的优点是对环境污染小、占地面积小(比煤堆场小7倍左右)、容易管理、贮煤量和质量不受自然环境影响等。鉴于本工程为新建工程,为了保护环境,在装置区内采用筒仓贮存方案。贮煤筒仓斜面与水平夹角应保证不小于60,筒仓内表面应压光斜面衬铸石,下料采用带缝隙槽配叶轮给料机设施,从而防止了筒仓贮煤容易起拱的严重弊病,避免了安装空气炮等一系列防拱、破拱设备,这样可简化工艺布置和增强生产的安全性。根据化

213、工机械化运输设计原则规定的要求,当装置与供煤距离200公里时,则贮存天数可确定为10天15天。本装置共设计20m筒仓2个,每个贮量6000吨,两个筒仓总贮量12000吨,约15天的贮量。 液体物料贮运系统.1 液体物料贮运系统设计的原则醋酸中间罐区的液体物料贮运按贮存物料的特点和贮运标准进行设计。设计中采用的标准为:石油化工企业设计防火规范(1999年版)GB50160-1992石油化工企业储运系统罐区设计规范SH3007-1999.2 物料贮存运输方案(1)产品醋酸的贮量和贮存天数产品醋酸年产量为20万吨,年生产时间为8000小时,考虑到运输距离及周转时间需设置15天贮存量,因此需设置贮罐区

214、贮量:200000/80002415=9000吨设置5000m3贮罐2个。(2)产品醋酸的运输方式及运输量本工程产品醋酸销售去向主要为本工程的周边地区,贮运设施首先考虑火车槽车。另外考虑到周边附近地区,运输量小,公路运输方便,也设置了汽车槽车来供应附近用户。其它醋酸的凝固点为16.6,输送醋酸物料的管道在低于16.6时即冻结,故需采用蒸汽伴管或电伴热保温,控制管内温度为2538。同时在醋酸贮槽内增设蒸汽盘管,以保证贮槽内物料温度为38。对醋酸贮槽设有氮气保护压力调节系统,保证无论是在进料或出料的任何液位变化的情况下,及时减少或补充氮气的流量,使贮槽内始终保持恒定的微正压。醋酸贮槽的氮封排气经过

215、尾气洗涤后排放。为防止可燃有毒有害气体有可能的泄漏造成严重事故,考虑在成品罐区内设置可燃气体报警装置,检测探头分布在罐区内,报警仪设置在消防值班室或与全厂火灾自动报警系统联为一体。7.7外管 工作范围及介质情况本装置界区内的工艺及供热外管道设计,包括原料甲醇和产品醋酸的输送管道,火炬管道和来自公司的加热蒸汽和返回的冷凝水输送管道等。醋酸腐蚀性强且凝固点较高(16.6),所以产品醋酸管道均选用不锈钢管,外加蒸汽伴热保温。工艺装置对除氧水的纯净度要求很高,除氧水管道也选用不锈钢管。仪表空气管道选用A3钢镀锌钢管。弱腐蚀性工艺物料管道及供热管道均采用20#钢普通无缝钢管。介质温度t250的管道,保温

216、材料为硅酸铝纤维制品。介质温度t250的管道,保温材料为岩棉制品。保冷管道的保冷材料为可发性自熄性聚苯乙烯泡沫塑料管壳,保护层材料为铝合金板。保温管道的防腐:碳钢管道表面除锈后,涂二道铁红硼钡酚醛防锈漆(FS3-9)。不保温管道的防腐:碳钢管道表面除锈后,先涂二道铁红硼钡酚醛防锈漆做底漆,再涂二道银白色醇酸磁漆做面漆。此外,由于甲醇和醋酸等均属于易燃易爆物料,因此这些管道采用静电接地措施。 管道敷设的原则及敷设方式本装置界区工艺及供热管道全部采用管架架空敷设,枝状管网输送。需要进行热补偿的管道一般采用“”形平面伸缩器或立体方形伸缩器及自然补偿。管架形式以双柱双层桁架式管架和双柱单层梁式管架为主

217、,结构为钢筋混凝土结构,净空不小于5米,其中桁架式管架跨距约为15米,梁式管架跨距为9米12米。其余为单柱梁式管架,结构为钢筋混凝土钢梁结构,净空约5米,跨距为9米12米。固定点间距50米左右。7.8采暖通风气象情况:年平均气温14.2最热月平均气温27.3最冷月平均气温年平均相对湿度%年主导风向东风年最大风速18m/s醋酸工程的采暖与通风除满足工艺提出的要求外,还应遵守国家标准化工采暖通风与空气调节设计规定(HG/T20698-2000)、工业企业设计卫生标准(GBZ1-2002)、爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范(GB50058-1992)采暖本拟建工程所在地属于规定采暖地区,除敞开式厂

218、房外,其余建筑物均设全面采暖。在全厂设置一个采暖热水站,本热水站的水主要供给CO、醋酸生产装置的辅助建筑物使用,采暖所需热水由热交换机组提供,采暖热水闭路循环使用。热水站所供热负荷3410kW,循环水流量118吨/小时。全厂办公室、化验室、计量室均为18;机、电、仪维修均为16。一般生产厂房,有防腐要求的车间选用高压四柱型铸铁散热器;办公室、化验室、计量室选用钢制散热器。通风根据有关专业的要求,对在生产过程中散发有害气体、大量余热的厂房车间必需考虑通风问题。醋酸合成及辅助生产工艺都会有一定量的有害气体、物质和余热散发出来,必需解决通风问题,根据本工程的具体情况,通风方案如下:对于露天厂区,主要

219、采用自然通风,必要地段设置防爆型移动轴流排风扇。对于散发大量余热,但基本没有有害气体的厂房车间采用自然通风与强制通风相结合的方案,在厂房上部墙上安装轴流排风机,必要时启动风机通风。对于散发有害物质的房屋、车间必需采用强制通风。在土建设计时就同时设计通风系统,选用离心式通风机安放在房顶防震板上,一律选用转速低于1450r/min的风机,以利于防震、降噪。风机的大小与材质根据具体情况选择,所用风机在防爆区内选用防爆型风机,风机出口风管的高度在阻力允许范围内尽量高。根据本醋酸工程的具体情况初步估计,要求离心风机的大小及数量如下:离心风机: 数量 1012台 风量 5000m3/h10000 m3/h

220、不等 风压 450Pa 转速 1450r/min轴流风机: 数量 14台16台 风量 3100Nm3/h 风压 53Pa 转速 960r/min在生产过程中,对空气温度、湿度有一定要求,需设计空气调节。设计方案是控制室温度为232,湿度均为605%,采用柜式空调机,集中送冷热风;化验室、办公室温度均为27采用柜式空调机,集中送冷;在线分析室、催化剂工序厂房温度均27选用防爆新风机组和防爆空调净化机组。7.9维修大、中修大、中修按社会化的原则来考虑,依托某某某某某某某公司统筹解决(包括机、电、仪)。日常的维修与检修筹建一维修车间,统一管理醋酸装置(包括辅助生产装置和公用工程)的维修检修工作,其具

221、体任务如下:a.备用备件库的管理,除日常维修和检修所需的备用备件外,还必需与有关部门与单位协调,对大、中修所需的备用备件统一管理。b.特殊备用备件库的管理,由于醋酸装置所需锆材及哈氏合金的特殊性,必需建立锆材料备用备件库与哈氏合金材料备用备件库。c.日常机、电、仪维修站的管理。d.特殊维修站的管理。必需考虑建一特殊维修站,专门实施对锆、哈氏合金设备、管线及阀门等的维修。维修站建在备用备件库旁,必需备有专用氩弧焊机。7.10土建对土建工程的要求生产装置和辅助生产装置及公用工程厂房,应考虑采用厂房一体化、设备露天化的布置原则。建、构筑物的平面布置、结构选型应充分满足工艺生产操作和维修的需要,并应考

222、虑化工生产的特点和地震对建筑物的要求。建筑设计标准,应考虑时代的特征,并结合当地的建筑特点。生产装置的主要建、构筑物可采用钢结构或钢筋混凝土框架结构,压缩机房等的单层厂房可采用钢筋混凝土排架结构,辅助生产装置及公用工程的建筑物,以钢筋混凝土为主,也可采用砖混结构。管廊上部的横梁等采用钢结构,立柱用钢筋混凝土。由于拟建地地貌有一定的坡度,必需平整,建、构物的基础,应按有关专业要求或采用天然地基或采用桩基。7.10.2主要建、构物一览表本工程各装置及公用工程建筑物结构型式和建筑面积见下表:表7-9主要建、构物一览表序号工程名称层数结构型式建筑面积(m2)1气化炉框架7钢筋混凝土排架30002磨煤厂

223、房2钢筋混凝土排架30003灰水处理2钢筋混凝土排架10004空压机厂房2钢筋混凝土排架3005催化剂厂房2钢筋混凝土排架4506醋酸厂房4钢筋混凝土排架45007脱硫厂房2钢筋混凝土排架27508脱碳厂房2钢筋混凝土排架27509火炬钢塔架10CO压缩1钢框架20011总变4钢筋混凝土排架350012装置变电所1钢筋混凝土排架50013公用工程变电所1钢筋混凝土排架20014综合楼3钢筋混凝土排架150015破碎楼3钢筋混凝土排架15016转运站2钢筋混凝土排架7017卸煤间2钢筋混凝土排架1200186000 吨桶仓(共2座)钢筋砼桶体19输煤栈桥(共4条)1钢桁架混凝土100020煤贮存

224、与准备4钢结构45021机、电、仪修1-3钢筋混凝土排架75022综合仓库3钢筋混凝土排架90023化学品库1砖混结构30024厂办公楼4砖混结构27007.11分析化验7.11.1概述工艺流程中的分析监测对醋酸生产起着重要作用,需要在各工序的控制或监测位置设立分析取样点,取样点位置的设立应保证样品的代表性和时效性。根据控制要求,有些工序应设有过程分析室,或将在线分析仪装入防爆箱内安置在现场, 在线分析仪应尽可能的靠近取样点。在新建装置内设置车间控制化验室和总厂质量中心化验室。总厂中心化验室总厂中心化验室建在新建厂区内,该化验室主要设有化学分析室、仪器分析室、天平室、高温室、样品室、标准溶液室

225、、仪器维修室、办公室、会议室。其中仪器分析室包括紫外可见室、气相色谱室、原子吸收室、等离子光谱室。中心化验室的具体职责是:(1)按标准要求,严把进厂主要化工原料和出厂产品的质量关,防止不合格品进、出厂。(2)对厂区环境保护常规监测项目进行分析,对生产过程出现的异常进行必要的检测验证,为生产的稳定运行和达标排放提供准确的分析数据。(3)负责全厂各分析室所需的各种标准溶液和蒸馏水的制备、配制、发放工作。(4)对各分析室提供技术服务和技术管理及进行专业技术检查。(5)对公司分析人员进行业务培训、技术指导和专业考核。(6)做好分析仪器的维护维修保养等工作。车间化验室车间化验室界于煤气化装置和醋酸装置之

226、间,便于取样分析测试。车间化验室主要负责各装置的分析工作,具体是对生产控制点的取样及分析检验,配合主要是气体、溶液分析。同时配制本化验室使用的部分试剂,配合对厂区的环保进行监测。车间化验室设备布置与中心化验室大体相同。主要设有化学分析室、仪器分析室、天平室、高温室、样品室、办公室、会议室等。车间化验室人员为三班制连续工作。8 节能措施8.1能耗指标及分析8.1.1 计算依据本能耗指标计算的依据是中华人民共和国行业标准SH/T3110-2001石油化工设计能量消耗计算方法。8.1.2 装置的设计能耗(kW)及单位设计能耗(MJ/t或MJ/km3)8.1.3醋酸装置表8-1 醋酸装置能耗汇总表序号

227、项 目消耗量能量折算值设计能耗单位设计能耗单位数量单位数量(kW)(MJ/t)1除氧水t/h4MJ/t385.19427.9961.632循环水t/h3450MJ/t4.194015.42578.223冷冻水t/h70MJ/t4.1981.4711.734电kWh/h1000MJ/kWh11.843288.89473.65蒸汽1.45MPat/h42.5MJ/t3,68443491.676262.80.6MPat/h4MJ/t3,1823535.55509.120.25MPat/h2.5MJ/t2,7631918.75276.36氮气m3/h375MJ/m36.28654.1794.27仪表空

228、气m3/h500MJ/m31.59220.8331.88冷量MJ/h166.6724合 计57801.418323.48.2节能措施综述2004年11月25日,国家发改委分布了节能中长期专项规划,这是我国政府制定实施的第一部节能中长期专项规划。该规划指出,我国现阶段重化工工业存在的一个主要问题是能源和资源消耗较大。本工程设计中坚持和实施节能优先的方针,主要能源选择合理,采用节能新工艺或低能耗工艺,以避免资源浪费,节约能源。8.2.1 煤气化工艺本项目以煤为原料生产CO气体及生产醋酸,煤气化技术采用具有自主知识产权的HT-L粉煤气化,再经过NHD脱硫脱气体碳净化,最后采用变压吸附分离技术,其整个

229、工艺流程先进合理。主要节能措施包括如下:(1)采用HT-L粉煤气化技术,煤碳转化率相对较高(约99%),节省能源。符合国家发改委20061350号文国家发改委并于加强煤化工项目建设管理促进产业健康发展的通知的有关精神。8.2.2 醋酸产品合成工艺(1)深化转化,降低原料和动力消耗某某某某某某某设计院甲醇低压液相羰基合成法生产醋酸技术,在醋酸反应釜后增加转化釜,不仅提高了甲醇和一氧化碳生成醋酸的转化率,还将其中活性铑络合物转化为一类可承受外部加热而不沉淀、不分解的稳定性铑络合物,减少了贵金属铑催化剂的损耗。(2)蒸发流程大大提高粗产品中醋酸含量从转化釜排出的反应液,由于此时的铑络合物较为稳定,因

230、而采用蒸发流程取出粗产品,以补偿由于循环物料量下降后,闪蒸出粗产品数量的不足。蒸发流程大大提高粗产品中醋酸含量,从而减少蒸发器母液的循环量,同时降低精馏工序的负荷。(3)采用甲醇为吸收剂由于碘甲烷在甲醇中的溶解度大,尾气吸收工序是以甲醇为吸收剂,吸收效果好,吸收剂用量少。而且甲醇又是合成工序的反应原料,吸收后的含碘甲醇可直接进入反应器,正常操作时,可不用对含碘甲醇进行再生等操作程序,可降低能耗。以甲醇为吸收剂,对设备腐蚀小,对设备材质要求低。8.2.3 公用工程(1)利用工艺反应余热产生大量的中低压蒸汽满足工艺用汽,并驱动蒸汽透平;最大限度的回收蒸汽冷凝液,以充分利用热能,并减少除氧水的消耗量

231、。(2)在工程设计中,除禁止选用已公布淘汰的机电产品外,也大力提倡选用节能降耗型机电产品。根据不同用电设备的工艺要求,合理选择变压器的容量和设计供电系统,高效率的使用电设备,减少电能损耗。(3)考虑到工程中使用的高温设备和冷冻设备,在设计中选用高性能的保温材料,以降低设备的能量损失,以节约能源。8.2.4 其它节能措施8.2.4.1 节水某某某某某某某公司醋酸项目所需用水由某某某公司现有的管网提供。合理的利用现有水资源,本着节约用水原则,对装置内的各种工艺用水最大限度的加以回收。本工程工艺冷却水全部作为循环水重复利用,避免直流水作为冷却介质。本工程蒸汽冷凝水考虑回收利用,可以返回装置作系统补充

232、水,也可返回除氧水系统,这样既能节水又节省能量。根据我国水源供需状况和全国节水总体目标:万元工业增加值取水量到2005年为170立方米,到2010年为120立方米。本工程的万元工业增加值取水量不到100立方米,已远远超过国家的节水总体目标要求。8.3编写依据石油化工设计能量消耗计算方法SH/T3110-2001企业节能量计算办法GB/T13234-1991企业能量平衡通则GB/T3484-1993石油化工厂合理利用能源设计导则SHJ3-1988石油企业能量平衡方法SH2600-19929 环境保护9.1厂址与环境现状9.1.1 地理位置本项目建于某某省某某某某县,其北邻某某某某县,东临某某市,

233、南靠某某某某市,西临黄河,隔黄河与陕西省接壤,地理位置优越。某某某某某某某公司地处某某某某县城城西3km的某某某某县某某工业园区, 209国道纵贯县城南北,省道临风线横穿城区东西,公路交通运输非常方便。今后几年将逐步形成由铁路、公路组成的综合交通运输网。某某某某某某某公司位于某某某某县城西南2公里处,厂区东面有水泥厂、食品厂,北面、西面、南面分别有公路、村庄、农田。当地气候干燥,年平均气温14.2,最大风速18m/s。当地地形是平原,主要河流是涑水河,环境状况良好。9.1.2 自然条件及环境概况9.1.2.1 气象本项目所在地气候干燥,年平均气温14.2,最大风速18米/秒。当地地形是平原,主

234、要河流是涑水河,环境状况良好。9.1.2 工厂“三废”排放现状某某某某某某某公司现有“三废”排放状况如下:表9-1 现有废气排放情况一览表序号污染源污染物名称治理措施1造气造气吹风气吹风气经过旋风除尘后送吹风气回收装置燃烧,燃烧后废气在排气筒经喷水降尘后排放。2合成放空合成放空气氨罐弛放气经等压回收氨、氢回收装置回收氢后,气体进入二改一,回收氨水送尿素解析。3脱硫再生脱硫再生气直接排放。4脱碳气化闪蒸闪蒸汽脱碳闪蒸汽去压缩机二段,返回生产系统。气化闪蒸汽回收至合成氨二分厂造气炉。5甲醇分离器甲醇弛放气去二改一燃烧。6精炼回流塔精炼再生气经净氨塔后气体进罗茨,回收的稀氨水做为等压回收的母液。7尿

235、素放空管尿素放空气1、建尿素回收装置,减轻解析负荷,2、增大解析塔,内装新型规整填料,提高解析能力,3、加大尾吸塔,增大尾吸压力,提高氨吸收能力。8尿素造粒塔尾气采用新型专利喷头,合理气流比,降低粉尘产生量。9氨泵无组织泄漏将液氨泵由水封改为油封,减少氨排放。10锅炉锅炉烟气(烟尘、SO2)原有7台锅炉采用文丘里麻石除尘器除尘,除尘水中加石灰提高SO2去除率。75T锅炉采用静电除尘。11煤堆场煤尘建有地下贮煤场,在煤坑四周、挖煤行车处设喷水除尘装置。12煤的破碎筛分煤尘安装两套UF-5STD袋式除尘器。13甲醇合成弛放气回收至合成氨一分厂压缩三出做原料气。粗醇中间槽闪蒸气去合成氨一分厂造气气柜

236、。14精馏甲醇精馏不凝气经冷却后排放。15罐区甲醇罐选用立式内浮顶式贮罐,罐顶设固定喷淋冷却装置,减少甲醇挥发。表9-2 现有废水排放情况一览表序号污染源污染物名称治理措施1造气洗气塔洗气水排入造气循环水系统,沉淀冷却后循环使用,少量外排至污水处理厂。2锅炉除尘器除尘水排入锅炉除尘水循环系统,沉淀冷却后循环使用。3脱硫脱硫洗涤洗涤水经凉水塔冷却后循环使用,少量排入污水处理。4甲醇精馏塔精馏残液送气化磨煤配煤浆,不外排。5尿素解析塔尿素解析水改造解析塔,提高解析能力,设置蒸发洗涤工艺,回收一段蒸发气相中和闪蒸气中的尿素,降低一表液中尿素含量,减轻解析负荷,降低解析废水中NH3含量,解吸废水送尿素

237、循环冷却水系统。6尿素装置无组织排放1、严格控制操作条件,加强管理,降低尿素装置无组织排放,2、氨泵由脱盐水密封改为油封,降低氨泵泄漏,3、建设250m3地池并与原1400m3气柜连接作为事故废水收集池。7气水分离器排污水将设备排污静置分离,上层油送油回收站,废水送污水处理厂处理后排放。8锅炉房排污水部分用于除尘器出渣喷淋和出渣冷却循环水系统补充水,其余直接外排。9锅炉房浓水脱盐水站废水用于原料志、渣场除尘及消防、洗手间用水。10脱盐水站间接冷却水凉水塔冷却后循环使用,少量排污水送污水处理厂。11设备冷却冲洗水送污水处理厂。12地面冲洗造气黑水在沉降槽前加入阴离子絮凝剂,污水中的细颗粒物絮凝沉

238、降后,上部清液返回系统配浆,下部沉降物用泵送到真空带式过滤机固液分离,分离后的上清液排入污水厂,分离出的细渣作燃料。表9-3 现有废固排放情况一览表序号污染源污染物名称治理措施1造气炉造气炉渣造气炉渣部分掺入沸腾炉,剩余部分民用2锅炉房炉渣锅炉燃煤灰渣送水泥厂砖厂3氨合成塔变换炉甲醇合成塔失活催化剂由催化剂厂家回收4脱硫槽失活脱硫剂许家窑堆场填埋5硫泡沫槽硫泡沫熔硫釜熔硫,回收的固体硫磺外销表9-4 现有噪声排放情况一览表序号污染源污染物名称治理措施1鼓风机压缩机循环机泵噪音安装消音器、消音墙、减振支撑、设隔音间等减轻噪音污染9.1.3 环境监测管理机构环境监测可以为企业环境管理、污染源调查等

239、,提供监测数据。通过定期对厂内外的环境质量进行监测,可以掌握生产运行对企业内外部环境的动态变化,并对可能发生的非正常事故污染排放有预报警能力。本着依托某某某某某某某公司,节约投资的原则本项目暂不设环境监测站,主要利用某某某某某某某公司现有的环境监测设施及人员。9.2设计依据1989年公布的中华人民共和国环境保护法国务院1998第253号令建设项目环境保护管理实施细则环境空气质量标准GB3095-1996二级标准地表水环境质量标准GB3838-2002 IV类标准城市区域环境噪声标准GB3096-1993 3类标准工业企业厂界噪声标准GB12348-1990 III类标准恶臭污染物排放标准GB1

240、4554-1993二级标准污水综合排放标准GB8978-1996二级标准大气污染物综合排放标准GB16297-1996二级标准危险废物鉴别标准GB5085-1996危险废弃物焚烧污染控制指标GWKB2-1999化工建设项目噪声控制设计规定HG20503-19929.3建设项目污染物状况本项目为新建一套年产20万吨醋酸装置,生产工艺拟采用HT-L粉煤气化、NHD脱硫脱碳、变压吸附气体分离、甲醇低压羰基合成醋酸工艺。新增主要污染源及污染物排放点如下:9.3.1 废气废气排放情况见下表。表9-5 废气排放情况表序号污染源及污染物排放量(Nm3/h)排放规律污染物组成治理方案1气化炉开停车废气5000

241、0开停车CO: 17%CO2: 6%H2: 14%H2O: 63%至火炬焚烧后高空排放2气化装置事故放空气130000间歇CO: 17%CO2: 6%H2: 14%H2O: 63%至火炬焚烧后高空排放3NHD脱碳放空气2200连续CO2:91.6%N2: 7.49%CO: 0.62%可回收其中的CO2,送至尿素装置。4醋酸吸收后放空尾气2000连续CO: 74.2%H2: 12%CO2: 7.6%CH4: 1.2%N2: 3.4%MeOH: 1.6%CH3I: 微至火炬焚烧后高空排放9.3.2 废水废水排放情况见下表。表9-6 废水排放一览表序号污染源及污染物排放量(m3/h)排放规律污染物组

242、成治理方案1气化装置废水13连续NH3-N: 300mg/LBOD: 250mg/LCOD: 500mg/LS2-: 9.0mg/LHCN: 0.5mg/LSBR法生化处理后排入开发区污水处理场2生活污水6连续化粪池预处理后去SBR法生化处理3醋酸装置设备、管道检修冲洗液及地面冲洗水50间歇PH: 4.7HAc: 2100ppm可溶固体: 3600ppm去SBR法生化处理9.3.3 废渣表9-7 废渣排放一览表序号污染源及污染物排放量(t/a)排放规律污染物组成治理方案1气化炉炉渣9000连续含碳6%7%送水泥厂作辅料或铺路2灰水处理细渣3000连续含碳25%送水泥厂作辅料或铺路3催化剂制备釜

243、极少量间歇含碘9.3.4 废液表9-8 废液排放一览表序号污染源及污染物排放量(kg/h)排放规律污染物组成治理方案1废酸塔废液110连续醋酸:27.8%丙酸:70%其它:2.2%送至废酸焚烧9.4环境保护与综合利用论述9.4.1 污染物的综合治理措施9.4.1.1 废气(1)火炬系统气化炉开停车废气、气化装置事故放空气、醋酸吸收放空尾气等均含有可燃气体,分别经管道送往火炬系统进行无害化燃烧处理。(2)废气综合利用NHD脱硫装置富H2S气送硫回收装置回收,尾气处理后高空排放。NHD脱碳装置放空的富CO2气,可以将其回收利用,送至相邻的尿素装置。9.4.1.2 废水生产净下水与不可预见水排入工业

244、园区污水排水管网。生活污水先化粪池预处理,后去污水处理站生化处理。气化装置废水经污水处理站生化处理后排入某某某某分公司或工业园区污水处理场进行深度处理。污水处理站设计规模为150m3/h。污水处理采用SBR序批式活性污泥法处理工艺去除氨、氮。污水处理站由调节池、沉淀池、SBR池、出水监测池、污泥脱水间、加药间等组成。9.4.1.3 废液本工程废液全部来自醋酸装置,主要是来自废酸塔的废酸,其主要成分丙酸70%、醋酸27.8%、高碳酸 2.2%,流量约110kg/h。还有间歇排放的少量烷烃混合物。醋酸装置运行多年后产生的腐蚀残渣和催化剂残余物。由于分离困难,无法将上述废液进行回收利用,将其全部送至

245、废酸焚烧。9.4.1.4 废渣气化炉炉渣,装车运出厂外送水泥厂作辅料或铺路。废催化剂由催化剂生产厂家回收处理。碘化物罐排放的少量碘推荐将其送至城市废弃物填埋场填埋,含碘包装的塑料衬里可送至焚烧站焚烧。9.4.1.5 噪声噪声控制采取综合措施,主要为:优先选用低噪声设备;采取隔音、消声措施,将高噪声设备置于隔音室内,墙内壁安装吸音材料并安装隔音门窗;采用减振措施,在需要降噪的设备基础上采取安装减震座、减震垫等;安装消声措施,在有气流急剧变化的放空管上安装消声器与消声材料等,以减轻项目噪声源对周围声环境的不利影响。为出入高噪声区的操作人员配备个人听力防护用品如耳塞、耳罩等,减轻项目噪声对职工的影响

246、,以保护工人身心健康。表9-9 主要噪声一览表序号噪声源名称工作状况声压级dB(A)1CO压缩机连续902CO压缩机放空瞬时1323空分透平压缩机连续1004污氮放空间断1105再生气放空间断1006氧气放空间断1007透平压缩机放空瞬时1208母液循环泵连续1059外循环泵连续10510循环冷却水塔连续8511气化炉放空瞬时1409.4.2 预计达到的效果本项目严格遵循清洁生产和环境保护的原则,采取多种控制污染的措施,做到尽量低的污染排放。原料煤贮运系统可能产生的大气污染物是煤粉尘,本工程原料运输全部采用设于封闭式栈桥内的皮带运输机输送,并且在皮带转运、下料及破碎机进、出料口等易扬尘部位,均

247、调置吸尘及高效气固分离设施,防止煤尘外泄。对含可燃气体的废气,分别经管道送往火炬系统进行无害化燃烧处理;对含H2S浓度较高的NHD脱硫装置浓缩气,回收硫磺;对能达标排放的废气均高点达标排放。废水采用清污分流制。气化污水经污水处理站SBR法生化处理,预计能达到污水综合排放标准二级标准,满足某某工业园区污水处理场进水要求。气化炉炉渣,装车运出厂外送水泥厂作辅料或铺路;废催化剂由催化剂生产厂家回收处理。预计废渣处置方式可行。噪声经综合防治后,预计厂界噪声满足工业企业厂界噪声标准(GB12348-1990)III类标准要求。9.5环境保护费用本项目的主要环境保护设施依托某某某某某某某公司现有设施,并对

248、新建装置的环保设施设有专用环保资金,环境保护投资估算见表9-10。表9-10 工程环境保护投资估算表环境保护措施投资(万元)酸洗气体处理750火炬500气化灰水处理350污水处理费用300废酸焚烧870环保监测设施150噪声治理设施50绿化费100总计3070环保投资约占工程费用的比例为2.44%。10 劳动保护与安全卫生10.1设计依据及标准劳动部令1996第3号建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定建筑设计防火规范GB50016-2006石油化工企业设计防火规范(1999年版)GB50160-1992生产过程安全卫生要求总则GB12801-1991生产设备安全卫生设计总则GB5083-199

249、9爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-1992化工企业静电接地设计规程HG/T20675-1990建筑物防雷设计规范GB50057-1994建筑抗震设计规范GB50011-2001化工企业安全卫生设计规定HG20571-1995化工企业总图运输设计规范HG/T20649-1998化工建设项目噪声控制设计规定HG20503-1992工业企业设计卫生标准GBZ1-2002工作场所有害因素职业接触限值GBZ2-2002火灾自动报警系统设计规范GB50116-1998安全色GB2893-2001安全标志GB2894-199610.2职业危害因素及其影响10.2.1生产过程中职业危害因素的

250、分析本工程采用的工艺技术先进,装置运行可靠,由于使用的原料甲醇、一氧化碳和产品醋酸及其它中间物料大都具有易燃、易爆、毒性和腐蚀性,因此必须注意生产过程中有关物料的危害性,预防火灾和爆炸事故的发生,以保护设施及人身安全。甲醇是一种燃烧、爆炸范围较广的物品,人体接触后会引起毒性中毒。一氧化碳是一种无色无臭、易燃易爆的气体,人体接触大量一氧化碳会中毒致死。醋酸具有强腐蚀性。本工程中使用的催化助剂、产生的部分废气、废水和废渣,若处理不当也会造成不良影响。另外,本工程还存在氢、氮等,当这些物质浓度过高时,会使空气中氧含量降低,可能引起缺氧窒息。10.2.2主要有害物质的种类及其物化性质10.2.2.1甲

251、醇英文名称:Methanol分子式:CH3OH分子量:32.0危险品分类及编号:GB32类32058,UN No.1230* 联合国危险货物运输中联合国编号物化性质:无色类似果酒气味的挥发性液体。液体相对密度0.7914,熔点-97.8,沸点65,折光率1.3288,粘度(20)0.56CP,膨胀系数(20)0.00103/,临界温度240.0,临界压力7.96106Pa,蒸气压(20)12.8kPa,蒸气密度(空气=1)1.1。流动速度过高时可能产生静电。能与水、乙醇、醚、苯、酮类和其他有机溶剂混合,能与多种化合物形成共沸物。卫生标准:空气中的允许浓度我国卫生标准规定为50mg/m3。美国为

252、200ppm(260mg/m3)。10.2.2.2一氧化碳 英文名称:Carbon mono某ide分子式:CO分子量:28.0危险品分类及编号:GB21类21005,UN No.1016物化性质:无色无臭没有任何刺激性的气体。液体相对密度0.97(-195,液体),熔点-205,沸点-191.5,临界温度-140.2,临界压力3.5106Pa,蒸气密度(空气=1)0.97。微溶于水。卫生标准:空气中允许浓度我国卫生标准规定为30mg/m3。美国为50ppm(55mg/m3)。10.2.2.3醋酸英文名称:Acetic acid分子式:CH3COOH分子量:60.1危险品分类及编号:GB81类

253、81601,UN No.2789物化性质:无色透明液体,有强烈的刺激性酸味。液体相对密度1.0492,熔点16.63,沸点118,蒸气密度(空气=1)2.07。冬季严寒时,冰醋酸能冻结(冰点为16.6),冷冻后体积膨胀。冰点时液体比重1.05,固体时比重1.27,能使玻璃容器胀破。溶于水、乙醇、乙醚、四氯化碳,不溶于二硫化碳。卫生标准:空气中的允许浓度我国为25ppm(65mg/m3)。美国为10ppm(25mg/m3)。 10.2.2.4碘英文名称:Iodine分子式:I2分子量:253.8物化性质:灰黑色具金属光泽的鳞片状或颗粒状结晶,有辛辣的刺激味。易升华,常温下即挥发出紫色腐蚀性蒸气。

254、相对密度4.98,熔点113.5,沸点184。微溶于水,易溶于有机溶剂,如乙醚、氯仿、二硫化碳、煤油及氢碘酸、碱金属碘化物的水溶液中。卫生标准:空气中的允许浓度美国为0.1ppm(1mg/m3)。10.2.3可燃可爆危险性物质本工程存在的可燃可爆危险性物质主要有一氧化碳、氢气、硫化氢、甲醇、甲烷等,其主要物性参数如下:表10-1主要可燃可爆性物质特性数据表序号物质名称分子量熔点()沸点()闪点()自燃温度()爆炸极限V%火灾危险分类下限上限1氢2.01-259.2-252.8-504004.174.1甲2一氧化碳28.01-199.1-191.4-5061012.574.2乙3硫化氢34.08

255、-85.5-60.4-502604.046.0甲4甲醇32.04-97.864.8113855.544.0甲B5甲烷16.04-182.5-161.5-1885385.315甲空分装置中存在氧。氧是易燃物、可燃物燃烧爆炸的基本要素之一,能氧化大多数活性物质。与易燃物(如乙炔、甲烷、氢等)形成有爆炸性的混合物。遇高热,容器内压力升高,有开裂和爆炸的危险。原料煤是可燃性物质,遇明火或受热有燃烧的危险。10.2.4其它本工程在生产过程中还存在粉尘、高温、低温、高压、静电、高处坠落等危害。其中粉尘主要来自原料煤的破碎、贮运等。建设场地存在雷电、暴雨、地震等自然危害。10.3职业安全卫生防护的措施工艺设

256、计中采取的防护措施(1)醋酸装置对设备材料要求较为严格,重要设备都从国外购进,设置安全配件。引进设备及材料的选用、制造、检验标准均以最新国际通用标准为准。(2)根据设计规范确定生产装置的危险区域,划分危险等级,并选用相应的电气设备。对生产装置、设备、设施、贮罐以及建筑物设计可靠的防雷保护装置。(3)主要生产装置均采用DCS控制系统,对生产过程进行自动控制。当生产过程发生事故时,DCS控制系统可使装置紧急停车,防止事故发生。(4)整个装置全部采用敞开式结构,露天布置,充分利用自然通风,防止有毒有害气体积累造成的污染。(5)各生产装置中所使用的物料、中间产品及最终产品,凡具有易燃易爆性质者,对其所

257、使用的设备、管道、贮罐等均按规定进行防静电设计。(6)本工程设计有完善的消防系统和火灾报警系统,根据生产特点、物料性质和火灾危险性配置消防灭火设施。泄漏监测(1)在装置现场多处安装一氧化碳浓度自动检测报警仪,报警信号在现场和控制室同时显示。操作人员进入生产现场时还要随身携带便携式一氧化碳监测仪。对于所有监测仪器,要定期检查、维护,确保其随时处于正常工作状态。(2)醋酸装置在正式开工或大修后重新开工之前必须做好严格的压力测试,确保所有的工艺设备和管道有效密封。装置运行后,操作人员要随时巡查,严防跑、冒、滴、漏的出现。对于碘甲烷的泄漏,可以选用便携式碘甲烷监测器进行监测。个人防护用品及辅助卫生设施

258、(1)进入生产装置现场时,必须佩戴符合安全帽试验方法(GB2812-1989)要求的安全帽,用以保护头部、颈部以及眼睛,避免受头上方坠落物的撞击以及泄漏的化学液体的溅洒。(2)运煤车卸煤处应加强对煤粉尘的治理,进入煤仓的输送方式应采用密闭输送,防止粉尘外泄。从煤仓到磨煤机,也应采用密闭输送,防止煤尘外泄。为防止对操作人员的伤害应配备劳动防护用品。(3)醋酸生产过程中的醋酸、甲醇、碘甲烷等对眼睛会造成伤害,操作过程中应佩戴防化学液眼睛,以防止液体飞溅或固体颗粒对眼睛的伤害。另外可戴防飞溅面罩对眼睛以及面部进行防护。有甲醇、醋酸等液体存在的操作现场,应设置眼睛冲洗设施,诸如洗眼器等。(4)在醋酸生

259、产过程中,操作人员手可能接触甲醇、醋酸等具有腐蚀性的危险化学品,因此应佩戴劳动防护手套通用技术条件(GB12624-1990)中的耐酸碱手套或防毒手套,特别要注意的是有可能接触碘甲烷的人员,普通塑胶手套的防护作用有限,应考虑使用进口的特殊橡胶防护手套。操作中有可能割破、擦伤双手时,应佩戴皮制或布制手套。(5)进入生产现场的人员必须穿安全皮鞋,严禁穿高跟鞋、凉鞋、拖鞋进入。脚部有可能接触腐蚀性化学品时,应该加穿耐腐蚀的长统靴。(6)操作人员上班时间必须穿配发的工作服,有可能接触危险化学品时,应穿戴合适的防护服,以确保对身体各部分加以完全的保护。特别要注意某些化学液体可能渗透服装,因此应穿防毒物渗

260、透工作服,或加穿防渗透围裙。对于碘甲烷,还应穿戴专用防护服。催化剂制备中需要将碘倒入催化剂制备釜,操作人员应穿一次性纸工作服,操作完毕后,统一处理纸工作服。另外,可能存在污染的危险场所应设置淋浴器,便于身体受到污染时,及时用流动清水冲洗。(7)操作人员需要直接接触碘甲烷、甲醇、醋酸等危险化学品时,或有一氧化碳、碘甲烷等危险化学品泄漏或发生火灾时,应该穿戴合适的,有相应滤毒罐的防毒面具或防毒口罩以防止吸入毒气,确保自身的安全。需要注意的是:一般的防毒面具对一氧化碳无效,有一氧化碳泄漏时,应该穿戴供氧式防毒面具。(8)生产车间内需设置一定的辅助卫生设施,如洗眼器、淋浴器、浴室等,工作完毕,沐浴更衣

261、。10.4劳动安全卫生机构设置及人员配备情况本工程为某某某某某某某公司的新建项目,应按规范设立专职劳动安全卫生管理机构,负责本工程的劳动安全卫生工作。本工程设二名专职安全技术员。10.5专用投资概算本工程的安全卫生专用投资计730万元。其中火灾自动报警系统150万元,可燃有毒气体报警80万元,火炬系统500万元。11 消防11.1 设计依据建筑设计防火规范GB50016-2006石油化工企业设计防火规范(1999年版)GB50160-1992建筑灭火器配置设计规范(1997年版)GBJ140-1990自动喷水灭火系统设计规范GB50084-2001水喷雾灭火系统设计规范GB50219-1995

262、火灾自动报警系统设计规范GB50116-1998建筑物防雷设计规范(2000年版)GB50057-1994化工企业静电接地设计规程HG/T20675-199011.2消防环境现状某某某某某某某公司设有消防站、泡沫站、消防水泵站、消防队。该消防站可以为本工程提供良好的依托条件。本工程暂不设置消防站,也不配备消防车辆及装备。11.3工程的火灾危险性类别本工程的HT-L粉煤气化装置、醋酸生产装置、中间罐区及贮运站的火灾危险类别为甲类;磨煤工段、空分装置、冷冻站的火灾危险类别为乙类;综合办公楼、中央控制室、总变电所、装置变配电等设施的火灾危险类别为丙类。煤气化和醋酸的生产装置区及贮罐区,气柜均为2区爆

263、炸危险区域。本工程土建结构均采用钢筋混凝土,砖石等非燃烧材料,轻隔墙,吊顶等亦采用非燃、难燃材料,建筑物耐火等级均可达到二级。表11-1危险介质燃烧特性表序号名 称闪点燃点沸点爆炸极限V%比 重水溶性火险类别下限上限水=1空气=11甲醇11.0385.064.85.544.00.791.11溶甲2一氧化碳-50.0610.0-191.412.574.20.790.97微溶乙3氢-50.0400.0-252.84.174.10.07/-2520.07不溶甲4硫化氢-50.0260.0-60.44.046.01.19溶甲11.4 消防设施和措施11.4.1 消防系统的扩建本工程外接厂区原有消防水系

264、统,在装置内部自建管道。装置中的消防设施主要包括室内、外消火栓系统和罐区的消防灭火系统。室内、外消防用水量以及水源形式、供水能力、管网形式和供水压力均按规范达到本工程的消防灭火要求。泡沫消防系统暂不建,由某某某某某某某公司内部协调,使用某某某公司原有的的泡沫消防系统。在贮罐区设置固定式液上喷射泡沫灭火系统,泡沫混合液由某某某公司的泡沫消防系统送至装置管网,由泵房内泡沫消防泵加压。本工程的消防设施预算费用约为310万元。11.4.2消防安全管理醋酸生产场所为甲类火灾危险区域,生产过程中的一氧化碳、甲醇、醋酸等物质属易燃易爆化学品,其火灾危险特性为:闪点28,爆炸下限10%的气体,均属甲类,在生产

265、过程中必须注意消防安全管理。现根据易燃易爆化学物品消防安全监督管理办法制订醋酸生产企业中消防安全管理制度。11.4.2.1安全生产、使用生产车间的设备、所有建构物必须按照建构物防雷设计规范安装避雷设施。醋酸生产过程中使用的电气设备必须符合爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的要求。生产设备和装置必须按国家规范设置消防安全设施,并定期保养、校验。醋酸装置生产车间的操作人员必须经主管部门进行消防安全培训,经考试取得合格证后方准上岗。醋酸生产过程中使用的易燃易爆化学品的灌装容器、包装及其标志,必须符合国家标准或行业标准。11.4.2.2安全储存甲醇、醋酸等易燃易爆化学品的储存应当遵守仓库防火安全管理规

266、则。必须建立易燃易爆化学品的入库验收、发货检查、出入库登记制度。凡包装、标志不符合国家标准,或破损、渗漏及物品变质、分解的,严禁出入库。仓库管理人员发货时,必须检查提货单位的易燃易爆化学物品准运证,无易燃易爆化学物品准运证的不得发货。11.4.2.3安全运输运输醋酸等化学品的车辆必须办理易燃易爆化学物品准运证,否则不得从事易燃易爆化学品的运输业务。运输易燃易爆化学品的车辆标志,必须符合国家标准道路运输危险货物车辆标志(GB13392-1992)。运输醋酸等易燃液体的罐车车身颜色必须符合国家色标要求,并安装静电接地装置和阻火设备。12 工厂组织、劳动定员和人员培训12.1工厂体制及组织机构12.

267、1.1工厂体制实行厂长负责制,全厂管理机构按二组设置。12.1.1厂级设厂长一人,副厂长二人,书记由厂长或副厂长兼任。一副厂长兼任总工程师。12.1.2二级二级管理机构包括行政,财务,销售,生产等部门。12.1.2生产和辅助生产系统的机构设置生产车间分为气化车间、净化车间、醋酸车间;公用工程及辅助生产装置分为动力车间和贮运车间。其中动力车间包括供排水系统、污水处理站、全厂变配电所、机电仪修等,贮运车间包括原料煤和产品醋酸等贮运设施。12.2生产班制及定员12.2.1班制划分连续化生产车间如气化、净化、醋酸车间等生产岗位实行四班三运行、八小时工作制。非连续化或辅助生产的车间和岗位实行较为灵活的生

268、产班次。管理部门全部实行白班八小时工作制。全厂所有职工包括干部和工人法定周工作小时均为40小时。12.2.2全厂总定员全厂总定员暂定为250人。12.2.2.1各类人员定员表见表12-1表12-1 各类人员定员表 序号岗位名称管理人员技术人员操作人员辅助人员小计1厂长112副厂长223行政部444财务部335销售部776生产部28107气化车间10852708净化车间5420299醋酸车间59365010动力车间24192511辅助生产系统22274912总计41331492725012.3人员来源和培训12.3.1人员来源本工程人员主要可由某某某某某某某公司内部调剂解决,此外还应调入一部分或

269、招聘一部分工程人员和一部分大学生。12.3.2人员培训全厂30%的工程技术人员,生产主操人员,分析化验人员及维修人员,应在开车前一年在国内对口的醋酸厂进行培训、学习管理、操作、维修及处理各种问题的技能和经验。对于进口的大型仪器必须在仪器安装前半年时间内到进口厂商去学习、培训。13 项目实施规划13.1建设周期本项目总进度为从合同生效到建成共36个月。根据目前进度大体可分为下述五个阶段:第一阶段:项目前期工作,从可行性报告编制工作开始到可行性研究报告批准。第二阶段:勘探和设计工作,即从地质勘探到详细工程设计完成,其中包括主要设备材料采购工作。第三阶段:施工前期准备工作:包括征地、三通一平,临时设

270、施建成。第四阶段:施工安装,从土建地下工程施工开始到电、仪表安装完成。第五阶段:试车、投产,考核,从单机试车到考核验收完成。详细计划参见实施规划表13.2项目实施规划本工程的项目实施规划见表13-1项目实施规划表。表13-1 项目实施规划表序号时 间项 目2008年2009年2010年1234567891011121234567891011121234567891011121可性行研究报告编制2可性行研究报告评审3对外询价4地质勘探5基础设计6详细工程设计7设备采购8三通一平9地下及土建工程10设备及管道安装11电气及仪表安装装12单机试车13联动试车14投料试车15考核验收14 投资估算14

271、.1工程概况某某某某某某某公司20万吨/年醋酸工程设计范围包括以下几个项目:(1)主要生产项目:煤气化装置、净化装置、变压吸附装置和醋酸装置。(2)公用工程及辅助生产项目:综合楼、产品罐区、冷冻站、界区内总变配电站、总图运输、电气及电讯、给排水循环水站、环保、消防、劳动安全及工业卫生、火炬、外管系统等。(3)厂外工程:厂外供水、供电、供热和除氧水等外管。14.2编制依据(1)国石化规发(1999)195号文化工建设项目可行性研究投资估算编制办法(修订本)(2)国家计委、建设部关于发布工程勘察设计收费管理规定的通知计价格200210号(3)投资项目的划分按照原化工部化工建设项目经济评价方法与参数

272、(4)本工程引进设备按免征关税和增值税考虑,引进外汇汇率按1美元=7.8元人民币计算(5)本估算中其它费用按化工工程建设可行性研究投资估算编制办法计取。(6)本估算已考虑土地费用;14.3编制说明(1)本估算中辅助生产项目及公用工程项目考虑了依托某某某某某某某公司。(2)主要设备及材料价格按供应商报价计,不足部分根据市场价格估算。(3)设备运杂费按10%计算,已计入设备购置费中。(4)各种填料、催化剂等的一次填充费用计入设备购置费中。(5)安装工程按类似工程以一定比例估算。(6)建筑工程费用按当地建筑经济指标估算。(7)本估算按国家发展计划委员会文件计投资(1999)1340号文件,未计取价差

273、预备费;基本预备费率取工程费用的8 % 。(8)建设期利息的计算。固定资产投资的70%考虑银行贷款,其贷款年利率按6.12%计算。(9)建设单位管理费按工程费用的1.6%,联合试运转费按建安费用的0.7%,生产准备费包括提前进厂费和培训费,培训费按每人9600元计算;提前进厂费按每人5100元计算。14.4投资分析14.4.1工程总投资工程总投资由固定资产投资和流动资金组成,总计159638.14万元。本工程项目批报总投资:153775.7万元,含外汇5210万美元。总投资估算表参见表14-1。表14-1 总投资估算表序号工程或费用名称估算价值(万元)合计占建设投资的比例建筑工程费设备购置费安装工程费其它费用人民币(万元)其中外汇(万美元)一建设投资960085140241901241013134052101.1固定资产费用960085140241907042.5125972.55210工程费用960085140241901189305210主要生产项目583071630207601189305210(1)醋酸装置22004380016600626004700(2)煤气化装置296014030161018600(3)净化装置350330010504700(4)变压吸附装置32010500150012320500公用工程项目37701351


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