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  • 2022-04-22 11:26:20 发布

矿业集团有限公司180万ta甲醇项目可行性研究报告

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'陕西X矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目可行性研究报告目录1总论11.1概述11.2研究结论及建议102市场预测分析162.1产品概述162.2世界供需分析及预测162.3国内供需分析及预测212.4产品价格分析及预测452.5产品目标市场分析493生产规模与产品方案543.1生产规模543.2产品方案543.3主要产品/中间产品规格544全厂总工艺流程及技术方案564.1全厂总工艺流程及物料平衡564.2煤气化604.3变换804.4酸性气体脱除83 4.5硫回收884.6冷冻924.7合成气压缩934.8甲醇合成944.9氢回收1004.10甲醇精馏1014.11空分1014.12技术来源及引进范围1044.13工艺流程和消耗定额1054.14设备方案1154.15自动控制1295原材料、辅助材料、燃料和动力供应1365.1主要原材料、辅助材料、燃料的种类、规格、年需求量1365.2公用工程需求量和供应1386建厂条件和厂址方案1406.1建厂条件1406.2厂址方案1467公用工程和辅助设施方案1487.1总图运输1487.2给水排水1527.3供电1687.4电信1767.5供热站1797.6采暖通风及空气调节1877.7空压、制氮1887.8贮运设施190 7.9维修设施1927.10土建1927.11中央化验室、环保站、气防站1947.12火炬1967.13生活福利设施1968循环经济建设方案1978.1循环经济建设原则1978.2循环经济建设方案1979消防2079.1消防设计依据2079.2消防设计原则2079.3火灾危险性分析2089.4主要消防措施和设施20810环境保护21010.1环境现状21010.2环境质量现状21010.3执行的环境保护法规和拟采用的标准21210.4拟建项目主要污染源及污染物21310.5污染物治理措施21810.6环境监测设施及机构22210.7绿化22210.8水土保持22210.9拟建项目污染物总量控制方案22310.10环保投资22310.11环境影响分析22311劳动安全与工业卫生225 11.1劳动安全卫生执行的标准、规范及其它依据22511.2劳动安全卫生危害因素分析22611.3劳动安全卫生危害因素的防范与治理方案24311.4劳动安全卫生投资估算25311.5预期结果25412组织机构和人力资源配置25512.1组织机构25512.2人力资源配置25512.3人员来源和培训25613项目实施计划25813.1建设进度规划25813.2实施进度规划25814投资估算与资金筹措26114.1总投资估算26114.2资金筹措26315财务评价26515.1成本和费用估算26515.2财务评价26615.3财务评价结论270 1总论1.1概述1.1.1项目基本情况(1)项目名称陕西X矿业集团有限公司180万t/a甲醇项目(2)项目性质本项目为新建项目,由陕西X矿业集团有限公司出资建设。(3)承办单位情况承办单位:陕西X矿业集团有限公司法人代表:地址:咸阳市世纪大道中段58号1.1.2主办单位基本情况陕西X矿业集团有限公司(以下简称X集团)是经陕西省政府2002年批准,2003年3月正式挂牌成立的煤炭企业,是陕西煤业化工集团有限公司的全资子公司。X集团注册资本15亿元,2008年销售收入140261万元,利税30236万元,净利润15034万元,技术装备水平达到机械化程度100%,实现了机械化,数字化生产经营。X集团在省、市、县各级政府和部门的大力支持下,在煤业化工集团的正确领导下,在短短的几年中,X集团经历了由无到有、由小变大、由弱变强的发展过程,逐步形成了规模开发、产业集群、循环发展、总体推进的新局面。近年来,我们始终坚持“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的指导方针,深入实施科教兴企和人才强企战略,大力推进创新型企业建设,深化改革,加大投入,取得了显著成效。在先进技术装备、工艺推广应用和自主创新能力上都有了长足进步,逐步形成煤、电、化、气综合发展的循环经济模式,促进了区域经济的快速发展。267 X矿区规划面积790km2,已探明煤炭地质储量67.29亿t,其中X矿业集团依法获得资源储量50.3亿t。X矿业集团将开发建设大佛寺、胡家河、孟村、小庄、文家坡5座大型矿井,前期形成3200万t/a的煤炭生产能力,最终形成5000万t/a的煤炭生产能力。大佛寺煤矿矿井规划生产能力为800万t/a,服务年限92.5年,分两期建设,一期形成生产能力300万t,二期形成生产能力800~1000万t/a。该项目目前已成功实现生产系统联合试运转。与大唐电力公司相互参股建设胡家河矿井和装机容量480万kW的马屋电厂,第一台60万kW机组预计年底发电,胡家河矿井正在抓紧建设,预计2011年建成投产。1.1.1煤层气资源及开发规划情况目前陕西X矿业集团有限公司依法取得煤炭资源采矿权的范围包括大佛寺、小庄、胡家河、孟村、文家坡5对矿井煤炭采矿权区域。东西长5~28km,南北宽10~19km,面积约340km2。上述范围内煤层气资源量为72.90亿m3。其中,大佛寺井田为31.67亿m3,胡家河井田为13.80亿m3,小庄井田为18.64亿m3,孟村井田为5.28亿m3,文家坡井田为3.51亿m3。煤层气资源丰度较低,平均为0.23亿m3/km2。根据《陕西X矿区煤层气开发整体规划》(2010~2020年),到2015年,在大佛寺、胡家河、小庄井田等资源富集区进行煤层气勘探开发,实现地面煤层气开发产能1.5亿m3/a,产量1.2亿m3/a,煤层气利用率100%。在勘探取得重要进展的地区,积极申报煤层气储量,力争使煤层气探明地质储量达25亿m3以上。逐步形成煤层气勘探、开发、利用以及科研等相配套,X矿区和彬县、长武县城以煤层气为主要生活用气的产业格局,初步将该区建设成为我国首个低变质煤矿区的煤层气产业化生产基地。一期开发结束后,扩大规模继续进行煤层气开发,到2020年,力争实现煤层气产能3.0亿m3/a,产量2.4亿m3/a,申报探明储量达到50亿m3267 ,在全矿区地质、储层、资源条件、地形及交通等相对有利地区进行煤层气勘探开发,实现全矿区地面煤层气开发的产业化。煤层气勘探开发规划目标阶段开发时间产能规模(亿m3/a)产量规模(亿m3/a)探明储量(亿m3)规划一期2010~2015年1.51.225规划二期2016~2020年1.51.225合计2010~2020年3.02.450煤层气的用途非常广泛,可以用作民用燃料、发电燃料、工业燃料、汽车燃料和重要的化工原料等。目前,国内煤层气开发利用的主要方向是供给城市燃气、发电、工业燃气和化工原料等。1.1.1项目提出背景,投资目的、意义和必要性1.1.1.1项目提出的背景陕西省历史悠久,地理位置优越、资源丰富、经济基础好、科技人才力量雄厚、旅游资源非常丰富,是我国西部大开发的重点地区。近年来陕西省经济快速增长,省内市场较为发达,对化工产品的需求旺盛,市场发展前景非常乐观。虽然陕西经济发展成就很大,但是其主要经济指标与东部地区相比,差距仍然较大。从发展的角度来看,陕西资源、科技和人才优势明显,经济基础好,发展空间巨大,尤其需要大型骨干项目拉动地方经济的发展,促进和加快产业升级和优化。中央西部大开发战略的实施为陕西带来了千载难逢的发展历史机遇。陕西省委、省政府决策要紧紧抓住西部大开发的历史机遇和当前有利的发展条件,坚持以科学发展观为指导,坚定不移地推进三个转化(即煤向电转化,煤电向载能工业品转化,煤气油盐向化工产品转化),打造四大产业链,走科技含量高、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道路。267 陕西X矿业集团有限公司充分依托当地丰富的煤炭资源优势,采用先进技术和工艺,建设大型现代化煤化工项目,实现煤炭资源优势向经济效益优势转化,从而拓宽企业的发展领域,调整产业结构,形成新的效益增长点,并以此促进陕西石油和化学工业的发展,带动轻工、纺织、电子、建筑等相关行业的发展,同时还可以提高我国煤化工行业的整体水平。本项目产品可以通过MTO、MTP等技术,实现从煤化工延伸拓展到石油化工领域,实现以煤炭资源部分替代稀缺的油气资源,为缓解石油短缺,保障我国能源安全做出贡献。在上述背景下陕西X矿业集团有限公司委托石油和化学工业规划院开展技术咨询工作,编制《陕西X矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目可行性研究报告》。1.1.1.1项目建设的必要性和意义(1)符合国家经济发展总体战略,促进区域经济的快速发展国家实施西部大开发战略,强调把加快西部经济社会发展同保持政治社会稳定结结合起来。在充分调动西部地区自身积极性的基础上,逐步加大对西部地区的支持力度,推进西部地区人口、资源、环境与经济社会的协调发展。我国国民经济和社会发展十一五规划指出,支持西部地区“资源优势转化为产业优势,大力发展特色产业、加强清洁能源、优势矿产资源开发及加工”。陕西省是西部大开发的重点地区,西部大开发的实施为该地区的发展提供了很好的机遇。本项目以当地丰富的煤炭资源为基础,采用高新技术,实现了资源的合理利用,项目的建设符合国家经济发展战略,可以推动地区经济发展,促进国家西部大开发战略的实施。(2)符合国家产业政策国家鼓励通过煤炭的清洁利用发展能源和化工产业,国家“十一五”规划纲要中明确指出“加强煤炭清洁生产和利用”,“发展煤化工,促进煤炭深度加工转化”。另外国家利用外资政策也明确表示鼓励“大型煤化工产品生产”。267 二〇〇六年七月七日国家发展和改革委员会以发改工业[2006]1350号文件下发了“国家发展改革委关于加强煤化工项目建设管理促进产业健康发展的通知”。通知中确定的“十一五”煤化工产业发展方向是“在有条件的地区适当加快以石油替代产品为重点的煤化工产业的发展”。本项目符合国家相关产业政策及有关建设规模的技术政策。(3)通过产品的应用和延伸发展,为缓解国家能源、石化产品的短缺做贡献由于我国国民经济快速、稳定发展,2008年我国对进口石油的依赖程度高达48%左右,同时我国现有主要油田大部分已接近稳产或衰减期,我国对进口石油的依赖程度将进一步增加,预计到2020年将达到近60%,能源供应的安全问题日趋严峻。目前国内石化和化工产品市场容量巨大,而国内自给率较低,如2008年乙烯自给率按当量消费量计仅为48.4%,丙烯自给率当量消费量为63%。预计未来十年国内市场对石化和化工产品的需求仍将保持6%~8%的年均增长率,市场发展前景广阔。我国能源结构的特点是煤多油少,在常规化石能源中,煤炭资源占90%以上。因此,本项目以煤为原料生产的甲醇产品,可以直接用于掺混成甲醇燃料,部分替代汽油,也可以进一步生产二甲醚,部分替代LPG和柴油,达到缓解石油短缺的目的,另外,甲醇通过生产烯烃,也可以实现对于石油的替代,这对于优化我国能源结构,降低石油进口依存度、保证国民经济的持续稳定发展最有重要意义。(4)采用高新技术,以循环经济的发展模式,提高资源利用率,实现可持续发展本项目采用水煤浆气化、耐硫变换、低温甲醇洗、低压甲醇合成等先进技术,实现了煤炭的高效清洁转化,资源利用率高。项目产生的SO2通过硫回收装置生产硫磺,气化炉渣用于生产建材,充分体现了“减量化、再循环、再利用”的循环经济理念,最大程度地提高资源利用率,达到节能减排的目的。267 同时,将矿区丰富的煤层气综合利用,既充分利用了矿区资源,提高了资源利用率,又极大的减少cO2的排放量。若按近期规划每年利用1.2亿m3的煤层气计算,对温室效应的影响相当于减少1800万吨cO2排放。(5)增加就业机会,推进区域经济发展,社会效益显著本项目年均销售收入为42.3亿元,可实现工业增加值17.7亿元,年均为国家和地方贡献税收6.36亿元。从国内外历史情况看,化学工业对国民经济的带动系数达到1.8~2.2,本项目可以带动当地相关产业工业增加值为32~39亿元。项目的建设需要大量的生产操作、管理人员,相关产业的发展也将间接产生众多的就业岗位,不但为当地提供大量的就业机会,而且通过人才的引进和培养,可以大大提高地区科技力量的水平,使得投资环境得到大大改善,从而形成聚集效应和良性循环,并带动交通运输、电讯、金融、文化教育等其它产业的发展,在促进区域经济快速发展的同时,推进和谐社会的建设。(6)优化企业产业结构,实现可持续发展X集团主要从事煤炭开采业务,要实现企业可持续发展的主要实现途径就是要依托丰富的煤炭资源优势,大力发展煤碳深加工领域,逐步丰富企业的产业结构,实现上下游一体化,将资源优势最大程度的转化为经济效益优势,因此,X集团在保持煤炭资源勘探开发稳定发展的同时,积极拓展能源化工领域,建设高水平的煤炭深加工项目,有利于企业优化产业结构,实现可持续发展。1.1.1项目建设的优势条件(1)政策优势本项目符合国家经济发展总体战略、可以推动地区经济发展,促进国家西部大开发战略的实施,充分贯彻了省委、省政府关于“三个转化”的决定。本项目依托资源优势,采用先进技术,实现了资源的清洁、高效、合理转化,符合国家相关产业政策和技术政策。(2)资源优势267 X煤田是陕西省的第二大煤田,是关中地区的能源接续地。矿区规划面积790km2,详查获批准地质储量67.29亿t,并且煤层稳定,结构简单,易于开采。文家坡井田资源储量为7.62亿t,煤质属中硫~中高硫、低磷~特低磷、中高发热量、较低软化温度的优良动力及化工用煤;X矿区煤层气资源总量约为73m3可做为煤制甲醇的补充原料。亿亿亭口水库工程的建设,保障了项目用水的需求,因此,本项目具有较好的建设条件。(3)交通运输优势彬县区位优势明显,东连旬邑、淳化,南依永寿、麟游,西临长武、灵台,北接甘肃正宁,为连接秦陇的咽喉要道,是古“丝绸之路”上的重要驿站。目前西平铁路正在建设中。312国道纵贯全境,距离西安咸阳国际机场120km。福银(福州—银川)高速公路西平段(西安—平凉)穿境而过,县境内主干线有306省道、连接宝鸡市的彬宝二级运煤专线、彬新路、彬底路、彬麟路等,目前彬县周边基本形成了较为完善的铁路、公路交通网络,完全具备建设大型化工项目的交通条件。(4)经济基础和产业基础优势近年来,咸阳市宏观经济加速运行,经济实力显著增强。据初步核算,2008年全市实现生产总值764.6亿元,同比增长16%。全市财政总收入完成60亿元,增长29.9%。咸阳市的工业生产快速增长,全年全部工业增加值321.5亿元,比上年增长20.8%。能源化工、食品工业、装备制造业、电子工业、建材工业、医药制造业、纺织服装业七大支柱产业完成工业产值775.4亿元,增长36.7%。彬县经济总量不断扩大,发展速度继续创高。2007年全县实现生产总值(GDP)24.48亿元,增长25.1%,增速高于全市11.9个百分点,位居全市第一,工业经济对全县GDP贡献率达73%以上,实现增加值12.19亿元,增长43.4%。2008年度县域经济社会发展监测考评,彬县在全省2008年度经济社会发展综合检测排名中列第20位,较2007年度第24位,上升了4位。X集团实力雄厚,是X267 矿区开发建设的主体,隶属陕西煤业化工集团有限责任公司。X集团注册资本15亿元,2008年销售收入140261万元,利税30236万元,净利润15034万元,技术装备水平达到机械化程度100%,实现了机械化,数字化生产经营。(5)科学技术和人才优势科技是发展循环经济的根本驱动力。陕西省科技实力雄厚,全省有各类普通高校43所,成人高校30所,民办高校37所和2000多个科研单位。其中国家级重点院校和科研单位898个,有17个专业是全国唯一,50个专业全国领先,有国家重点实验室10个,国家部门专业、专项实验室50个,省级重点实验室29个,两院院士38人。综合科技实力居全国第3位。可以成为项目建设的坚实后盾和技术力量支撑。1.1.1编制依据、指导思想和原则1.1.1.1编制依据(1)石油和化学工业规划院与陕西X矿业集团有限公司签定的编制《陕西X矿业集团有限公司180万t/a甲醇项目可行性研究报告》的合同。(2)国家和地方的有关法规、标准、参数和计算方法。(3)中国石油和化学工业协会中石化协产发(2006)76号《化工投资项目可行性研究报告编制办法》。(4)陕西X矿业集团有限公司提供的的建设现场条件、其它相关的技术资料和双方商定的有关条件。1.1.1.2编制指导思想和原则(1)遵循和贯彻国家有关部门的法规、标准和规范;(2)产品方案要重点考虑陕西省及西部地区的市场需求,还要面对国内市场。充分考虑市场容量和装置的经济规模以及下游产品深加工方案,尽可能做到市场和规模的最佳结合;(3)充分利用规模化优势来降低成本,提高产品市场竞争力。选择合理的有竞争力的生产规模,以提高项目的竞争能力。267 (4)生产装置选用成熟可靠的先进技术,以提高生产效率、降低消耗和生产成本、减少污染,保证装置运行和产品质量的稳定性。(5)在技术先进适用,装备合理,生产安全、符合环保要求的前提下,尽可能减少投资、降低成本。(6)贯彻“安全第一,预防为主”的方针,遵循现行防火、安全生产和劳动保护等有关规范,确保本项目投产后能稳定生产,符合职工安全卫生的要求,保障劳动者在劳动过程中的安全和健康。(7)整个工程考虑近期生产要求和远期发展需要,装置的设计原则应尽可能达到布置一体化,生产装置露天化,建筑结构轻型化,公用工程设施社会化以及设备材料国产化的要求;(8)加强环境保护,减少污染物和排放总量,执行国家和地区的有关环保政策。对生产中的“三废”进行处理,并达到国家和地区规定的排放标准。1.1.1研究范围本项目是以煤为原料生产甲醇的大型化工装置,同时副产硫磺副产品。该生产装置主要包括空分、煤气化、变换、净化、压缩合成、精馏、硫回收等主要生产装置。本项目研究范围包括装置区内的所有生产设施、公用工程设施、辅助工程设施、生活设施、环保设施、全厂道路等。本项目的主要研究范围如下表所示。工程研究范围序号名称规模(万t/a)主要内容备注一生产装置1801空分空分新建2煤气化备煤、煤气化、灰水处理新建3变换耐硫变换新建4净化低温甲醇洗新建5压缩合成压缩、低压甲醇合成新建267 6甲醇精馏三塔精馏、新建7硫回收克劳斯硫回收新建8中央控制室中央控制室新建二辅助生产设施1空压空压站新建2机、电、仪维修只设小修、部分中修及日常维修新建3中心化验室原料、中间产品及成品分析新建4仓储设施硫磺产品等新建5消防消防设施、消防站新建6火炬新建三公用工程1全厂给排水系统新鲜水处理、循环水系统、脱盐水站、生活给水系统、生活污水系统、高压消防水泵站等新建2全厂变配电根据装置需要,设置配变电所新建3供热系统根据装置需要,设置动力站新建4电信电话总机及通信新建5污水处理污水处理厂新建6全厂总图运输运输系统、道路、围墙、绿化等新建四厂前区综合办公楼、车库、卫生室、倒班宿舍、电信配线间、食堂等。1.1研究结论及建议1.1.1研究结论(1)中央西部大开发战略的实施为陕西带来了千载难逢的发展历史机遇。为了贯彻陕西省委、省政府坚持以科学发展观为指导,坚定不移地推进三个转化的决策,陕西X矿业集团有限公司267 充分依托当地丰富的煤炭资源优势,采用先进技术和工艺,建设大型现代化煤化工项目,实现煤炭资源优势向经济效益优势转化,从而拓宽企业的发展领域,调整产业结构,形成新的效益增长点。并通过本项目产品采用MTO、MTP等技术向下游延伸,实现从煤化工拓展到石油化工领域,实现以煤炭资源部分替代稀缺的油气资源,为缓解石油短缺,保障我国能源安全做出贡献。本项目的建设是十分必要的。(2)2008年国内甲醇供需缺口为107万t,靠进口解决,缺口基本在华东地区。预计2010年国内甲醇出现大规模过剩的局面,在70%开工率的情况下,大约有735万t的过剩量;到2015年国内甲醇过剩的局面将有很大程度改观,在75%开工率的情况下,过剩量在25~125万t左右,届时,国内甲醇供需基本平衡,但如果考虑进口甲醇的因素,国内甲醇市场的竞争仍将十分激烈。本项目甲醇的下游产品加工方案推荐采用国内自主开发的甲醇制烯烃技术,生产低碳烯烃及其下游石化产品,甲醇产品不外销。(3)本项目年产甲醇180万吨,符合国家相关产业政策的规模要求,同时,也可以满足建设经济规模下游烯烃装置的要求,产品指标先进、合理。(4)本项目采用水煤浆气化技术、耐硫变换、低温甲醇洗、低压甲醇合成、三塔精馏、克劳斯加尾气处理等工艺技术,技术选择先进、成熟可靠。绝大部分设备有国内制造,少量专利设备和国内制造尚不成熟的设备或材料有进口解决,国产化率高,符合装备国产化的相关要求。(5)本项目位于陕西省咸阳市彬县境内小章镇东南2km处。拟建厂区已经规划为工业区,符合城市总体规划;用地范围内村庄较少,土地开发成本小;周边用地面积充裕,今后有足够的发展空间;厂区所在区域公路交通条件较好,运输有保障;另外厂区靠近资源产地,可以实现就地加工转化,节省原料运费。(6)本项目水、电、汽等辅助设施和公用工程条件较好,其中项目用水由由亭口水库供应,水源可靠、水量有保障。本项目建有自备供热站,保证项目供热需求。项目用电引自乾县330kV变电站,作为全厂用电设备的电源,实现双回路供电,满足本项目用电可靠性的要求。267 (7)本项目总体建成投产后,年均营业收入为361471万元,年平均总成本费用为248848万元。年均营业税金及附加为3299万元(不含增值税),年均利润总额109324万元,年均净利润总额81993万元,年均增值税额32985万元,年平均息税前利润121500万元,年均息税折旧摊销前利润185455万元,总投资收益率11.6%,总投资利税率13.9%,资本净利润率26.4%,项目投资内部收益率(所得税前)14.2%,项目投资内部收益率(所得税后)11.4%,全投资回收期(所得税前)8.3年,全投资回收期(所得税后)9.3年,项目资本金内部收益率16.1%。经济效益测算表明,在测算条件下,项目基本方案的经济效益较好,有一定的盈利能力和偿债能力,资本亦可获得较好的收益。不确定分析说明项目有一定的抗风险能力,本项目在财务上是可行的。(8)本项目建成投产后年均销售税金及附加(含增值税)为3.63亿元,年均所得税为2.73亿元,两项合计为6.36亿元,说明本项目对国家的税收贡献是十分巨大的。综上所述,本工程中的产品用途广泛,可延伸发展到石油化工领域,发展前景好,各装置规模经济合理、技术水平先进可靠,建厂条件好,具有较好的经济效益和社会效益,本项目的建设可以促进当地经济的发展,加快企业产业升级和优化,起到推进西部大开发战略实施的作用,项目的建设是可行的。1.1.1主要技术经济指标主要技术经济指标表序号名称单位数据或指标备注一生产规模1甲醇万t/a180二产品方案1甲醇万t/a180GB338-20042硫磺万t/a1.4GB-2449-20063硫铵万t/a3.9267 三年操作时间H8000四主要原材料用量1原料煤万t/a282.24五公用工程消耗1新鲜水t/h20322电kWh/h432603蒸汽t/h8224燃料煤万t/a97.5六主要三废排放量1废气m3/h12785952废水t/a03废渣t/a644604七运输量万t/a6391运入量万t/a389.32运出量万t/a249.7八全厂定员人749九总占地面积公顷120十经济数据**项目引进部分外汇投资万美元199541项目总投资万元1049968规模总投资万元10366681.1建设投资万元9620001.2建设期利息万元689671.3流动资金万元190001.3.1其中:铺底流动资金万元57002资金筹措万元10499682.1其中:借款万元7389682.2资本金万元311000资本金比例%30.00%3年平均营业收入万元3614714年平均营业税金及附加万元3299267 5年平均总成本费用万元2488486年平均利润总额万元1093247年平均所得税万元273318年平均净利润万元819939年平均增值税万元32985Ⅱ财务评价指标1总投资收益率%11.57%2总投资利税率%13.87%3资本金净利润率%26.36%4项目财务内部收益率%14.23%税前5项目投资回收期年8.26税前6项目财务内部收益率%11.35%税后7项目投资回收期年9.34税后8项目资本金内部收益率%16.12%9借款偿还期(建设期起)年1010盈亏平衡点(生产能力利用率)%54.90%11年平均息税前利润万元12150012年平均息税折旧摊销前利润万元18545513项目财务净现值万元183282税前14项目财务净现值万元78193税后15利息备付率6.916偿债备付率1.51.1.1问题及建议(1)目前国内甲醇市场已经严重过剩,本项目应尽快进行甲醇深加工方案的研究工作,建议尽快进行甲醇制烯烃(DMTP)项目可行性研究研究报告的编制工作,争取使甲醇制烯烃项目的建设能够与本项目的建设同步进行。(2)本项目投资估算是根据同类装置价格估算的,因此更为准确的技术参数和价格待与国内外各个专利商谈判后再进行优化及调整。267 (3核定亭口水库供水保证率p=97%时,可为本项目提供的原水量。尽快进行水资源论证工作。(4)尽快落实废渣的综合利用方案和数量,并在此基础上,确定渣场容积。267 市场预测分析1.1产品概述在基础有机化工原料中,甲醇消费量仅次于乙烯、丙烯和苯,是重要的大宗化工产品。大约有90%的甲醇用于化学工业,作为生产甲醛、甲基叔丁基醚(MTBE)、醋酸、氯甲烷、甲胺、二甲醚、甲酸甲酯等的原料;还有10%用于能源工业,由于甲醇是良好的溶剂,可掺入汽油作燃料用。新用途还包括用作乙烯和丙烯原料以及燃料电池等。甲醇深加工产品目前已达120多种,我国以甲醇为原料的一次加工产品近30种。1.2世界供需分析及预测1.2.1世界供应状况分析及预测世界上基本采用天然气为原料制取甲醇,天然气价格对成本的影响甚至已超过装置规模的影响。近年来美国等天然气价位较高的国家和地区的甲醇厂家纷纷关闭,向天然气价格低廉的中东及中南美转移。世界甲醇生产以大型化为主,20世纪90年代以来,国外新建单套甲醇装置的规模一般为82万t/a(2500t/d),有的达167万t/a(5000t/d)。近年来,具有大量天然气储备而本国消费又很少的国家已经建立了世界级规模的甲醇生产装置。2004年由Methanex公司和BP公司组建的合资企业—Atlas公司的167万t/a甲醇生产装置建成投产,成为世界上产能最大的甲醇装置,世界甲醇生产装置大型化的趋势越加明显。世界甲醇装置主要集中在中南美、中东、亚洲和北美地区,其中北美曾是世界上最大的甲醇生产地区,2000年产能占世界总产能的20.0%,2008年产能下降为1.85%;中南美洲产能则上升至19.5%;亚洲和中东地区产能增长迅速,2008年分别占总产能的40.7%和19.9%。2008年世界甲醇生产能力为6408万t/a,产量为4208万t,产量和需求基本保持平衡。2008年世界甲醇分地区生产消费情况如下表:267 2008年世界甲醇生产及消费情况(单位:万t/a、万t)地区能力产量进口出口表观消费量北美洲118.891.7633.123.2697.2中南美洲1249.9802.542.2739101.6西欧326214.5814.4313.9708.3中东欧577443.683.8202.5321非洲185.8160.46.5146.320.6中东1276.41104.940.6786.6359日本001890193中国2385.71154.7143.4361262.1其他亚洲219.9175.5469.7126.4511.3大洋洲68.8611.650.212.3合计6408.24208.92424.12424.14186.3数据来源:SRI公司Methanex是世界上最大的甲醇生产商和销售商,约占世界总能力的8.72%,智利和新西兰是其主要的生产基地。该公司几乎不生产甲醇下游产品,因此其甲醇商品量约占世界供应市场的40%,是世界最大的甲醇供应商。其次是中东的沙特基础工业公司(SABIC)和特立尼达和多巴哥甲醇股份公司,二者分别占世界产能的8.2%和6.06%。2008年世界大型甲醇生产企业概况如下表:2008年世界甲醇主要生产企业概况(单位:万t/a,%)序号企业名称生产能力比例备注1Methanex5598.722SaudiMethanol(SABIC)525.28.203MethanolHoldings(Trinidad)388.26.064AtlasMethanol1702.655ZAGROSSPetrochemical1652.572009年二季度新增165万t/a能力6OmanMethanol1051.647NationalMethanol1051.64267 8FanavaranPetrochemical1001.569Metafrax1001.5610Toglliatti1001.5611InternationalMethanol971.5112EquatorialGuinea93.51.4613Statoil901.4014QatarFuelAdditives88.51.3815Tomskneftekhim801.2516PetronasMethanol661.032009年一季度新增170万t/a能力17NationalMethanol(Libya)661.0318其它3509.854.77合计6408.2100目前世界上各生产企业纷纷将甲醇生产装置转移到天然气原料更为廉价的地区,特别是在天然气富足的中东、中南美地区集中建设甲醇装置。而美国、加拿大、荷兰等国的甲醇装置因竞争力问题可能关闭。预计未来几年世界新增甲醇生产能力主要来自中东、东欧、中国、东南亚、非洲等国家和地区,而西欧和北美的甲醇装置因经济竞争力问题将逐渐关停,预计2013年全球甲醇生产能力将达到11585万t/a。2013年世界甲醇生产及消费情况(单位:万t/a、万t)地区能力产量进口出口表观消费量北美洲8870659.20729.2中南美洲1326.99270787.1139.9西欧256170533.40703.4中东欧823.56340238396非洲415.83520219.3132.7中东1800.91448.90874.3574.7日本00198.50198.5中国6400.22128.4425.602554267 亚洲其他468347292.80639.8大洋洲6.559.1014.1合计11585.86082.42118.72118.76082.4数据来源:SRI公司1.1.1世界需求状况分析及预测2008年世界甲醇消费量为4209万t,主要集中在亚洲、北美和西欧地区。2008年世界甲醇消费构成按地区分,亚洲占47%、北美占16.7%、西欧占16.9%、其它地区占19.4%。2008年世界甲醇主要消费在甲醛、MTBE、醋酸/醋酐和燃料等方面。2008年世界甲醇消费结构如下表:2008年世界甲醇消费构成(单位:万t,%)消费领域消费量比例甲醛1452.134.5MTBE547.213.0醋酸/醋酐420.910.0燃料315.77.5甲烷氯化物168.44.0甲胺126.33.0MMA126.33.0溶剂126.33.0管道脱水剂84.22.0TAME42.11.0其它799.719.0合计4209100267 甲醛为甲醇最大的下游消费领域,主要用于胶粘剂的生产,并且可以生产多聚甲醛、多元醇、1,4-丁二醇等下游产品,此外,甲醛作为杀菌剂、消毒剂、防腐剂、溶剂、还原剂以及尿素-甲醛型缓效肥料等,在农业、水处理、涂料、医药以及染料等方面都具有一定市场。由于MTBE对地下水的污染,2005年美国禁止添加MTBE。但是在亚洲,随着汽油的无铅化,使用MTBE仍是成本合理和有效的增加优质无铅汽油产量的方案,MTBE依然是首选的汽油添加有机含氧化合物。由于甲醇CO羟基合成法工艺先进,原料易得而且产品收率高,生产成本低,是目前广泛采用的醋酸/醋酐生产工艺。随着甲醇应用领域的开发,甲醇制烯烃(MTO/MTP)、甲醇制汽油(MTG)、甲醇燃料的技术进步及工业化突破以及醋酸、甲酸甲酯、碳酸二甲酯、二甲醚等下游产品不断开发,使作为碳一化工基石的甲醇有可观的发展潜力。根据上述分析,如甲醇燃料、二甲醚、甲醇制烯烃行业迅速发展,预计到2013年全球甲醇需求量将达到6082万t,甲醛仍是最大的消费领域,占总消费量的28%,其次是燃料占17%,醋酸/醋酐和MTBE分别占8.7%和8.4%。2013年世界甲醇消费构成(单位:万t,%)消费领域消费量比例甲醛1703.128.0%MTBE509.98.4%醋酸/醋酐532.08.7%燃料1034.017.0%其它2303.437.9%合计6082.4100%1.1.1供需平衡分析及预测2008-2013年期间,世界甲醇产能将以年均12.57%的速度继续增长,但在2013年前,甲醇新应用领域开发应用还比较缓慢,供过于求的局面将难以转变转变。预计2013年,世界甲醇产能将达到11586万t/a,需求将由目前的4186万t/a增加至267 6082万t,开工率将由2008年的65.3%进一步降低到52.5%。世界甲醇供需状况和预测(单位:万t/a,万t,%)项目2008年2013年08-13年增长率产能6408.211585.812.57需求4186.36082.47.8开工率65.352.5-1.1国内供需分析及预测1.1.1甲醇供应分析截至2008年底,我国甲醇生产能力约为2400万t/a,由于我国相对富煤、少油、缺气的能源结构特点,再加上近年来国际原油价格的大幅上涨,目前我国甲醇装置能力中以煤为原料的约占66%,以天然气和焦炉气为原料的约占34%。2008年国内甲醇产量为1126万t,开工率仅为46.9%,主要原因是新投产甲醇装置生产期较短、经济危机以及大量低价进口甲醇等原因所导致。2008年我国甲醇生产企业情况如下表:2008年国内主要甲醇生产企业(单位:万t/a,万t)序号企业名称产能产量备注1榆林天然气化工有限责任公司5348.5天然气2上海焦化有限公司8040.13泸天化(集团)有限责任公司4031天然气4中国石化集团四川维尼纶厂3526.6乙炔尾气5平煤蓝天化工股份有限公司8060.36兖矿国泰化工有限公司2429.67江苏华昌化工股份有限公司65.68山西丰喜肥业(集团)股份有限公司2823.19大庆油田化工有限公司2020.7天然气267 10山西天泽煤化工集团股份公司116.611陕西神木化学工业有限公司262112内蒙古远兴能源股份有限公司10059.9天然气13永煤集团股份有限公司147.514久泰能源科技有限公司3226.915湖北宜化集团有限责任公司26.920.316中国石油青海分公司4015.4天然气17兖矿鲁南化肥厂1515.318中海石油建滔化工有限公司7360天然气19建滔天然气化工(重庆)有限公司4520.6天然气20浙江晋巨化工有限公司1613.521中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司141222山西兰花丹峰化工股份有限公司10823河北正元化工集团股份有限公司2518.124安徽临泉化工股份有限公司13.710.125安徽昊源化工集团有限公司1516.926河南心连心化肥有限公司108.827山东明水化工有限公司2011.728中海石油天野化工股份有限公司2016.9天然气29中国石油股份克拉玛依石化分公司205.6天然气30山东兖矿国际焦化有限公司203.9焦炉气31福建三钢(集团)三明化工有限责任公司65.532河北凯跃化工集团有限公司1511.833兖矿国宏化工有限责任公司508.434陕西渭河煤化工集团有限责任公司1511.335曲靖大为焦化制供气有限公司89.4焦炉气36合计1026.6710.9国内甲醇产量主要集中在煤炭资源和天然气资源丰富的华北和西北地区,2008年区域产量分布情况如下图:267 2008年国内甲醇产能分布1.1.1产品进出口分析1.1.1.1产品进口分析由于国内市场对甲醇旺盛的需求和存在的缺口,国际上一些大的甲醇生产商和经销商都把目标对准了中国市场。2008年我国净进口甲醇106.6万t。2000-2008年国内甲醇供需状况如下表、图:2000-2008年国内甲醇供需状况表(单位:万t)年份产量进口量出口量表观消费量自给率2000年198.7130.70.5328.960.4%2001年206.5152.11.0357.757.7%2002年211.0180.00.9390.054.1%2003年298.9140.25.1434.068.9%2004年440.6135.93.3573.276.9%2005年535.6136.05.5666.280.4%2006年847.9112.719.0941.690.0%2007年1076.484.556.31104.697.4%2008年1126143.436.81232.691.3267 2000-2008年国内甲醇供需平衡示意图我国甲醇进口主要来自中东、南美以及大洋洲等天然气资源丰富、价格低廉、甲醇装置具有经济规模的国家和地区,近三年国内进口甲醇来源及价格情况如下表:近三年我国甲醇进口贸易国(单位:万t)国别2006年2007年2008年进口量比例进口量比例进口量比例沙特24.321.6%24.128.5%42.929.9%智利40.335.8%1.51.8%4.33.0%伊朗11.410.1%26.130.9%27.919.4%印尼3.63.2%2.22.6%13.99.7%新西兰7.76.8%10.312.2%11.58.0%马来西亚5.34.7%5.36.3%11.17.7%卡塔尔10.19.0%1.51.8%3.72.6%巴林7.16.3%3.23.8%2.61.8%阿曼0.00.0%7.08.3%19.913.9%韩国0.50.4%0.30.4%3.92.7%其它2.42.1%2.83.3%1.71.2%合计112.7100.0%84.5100.0%143.4100.0%267 由于国际能源价格不断上扬,近年我国甲醇进口价格也呈上升趋势,2008年甲醇进口完税价格为3060元/t。2001-2008年甲醇进口价格如下表所示:近年甲醇进口平均价格(单位:元/t)年份进口完税平均价格进口关税税率备注2001年149410%汇率8.32002年157910%汇率8.32003年23875.5%汇率8.32004年25955.5%汇率8.32005年24515.5%汇率8.12006年26295.5%汇率7.92007年28535.5%汇率7.52008年30605.5%汇率6.851.1.1.1产品出口分析我国甲醇出口量一直维持在较低的水平,一方面因为近年我国甲醇的消费需求较高,另一方面是因为我国甲醇主要采用煤为原料,而且小型甲醇装置为主,与国外以天然气为原料的大型甲醇相比在经济性上处于劣势。近年来我国甲醇主要的出口去向有韩国、中国台湾省以及美国亚,2008年我国共出口甲醇36.8万t,主要销往韩国,占总出口量的66.8%。近三年国内甲醇出口国别和平均价格分别如下表:近年来国内甲醇出口国别和平均价格情况国别2006年2007年2008年出口量比例出口量比例出口量比例韩国10.957.4%23.742.1%24.666.8%台湾省1.89.5%6.912.3%6.818.5%马来西亚0.94.7%5.59.8%0.20.5%印度00.0%4.88.5%00.0%267 美国00.0%3.66.4%1.23.3%新加坡0.94.7%35.3%0.82.2%其它4.523.7%8.815.6%3.28.7%合计19100.0%56.3100.0%36.8100.0%近年甲醇出口平均价格年份出口平均价格($/t)出口平均价格(¥/t)备注2001年214.91784汇率8.32002年456.33787汇率8.32003年239.71990汇率8.32004年261.22168汇率8.32005年265.92154汇率8.12006年349.32760汇率7.92007年399.62997汇率7.52008年481.63295汇率6.851.1.1甲醇消费市场分析1.1.1.1细分市场分析2008年国内甲醇主要消费在甲醇衍生物领域,其中作为甲醛原料是最大的消费领域,占总消费量的45.6%,其次二甲醚占16.8%,以下是醋酸占10.7%;在甲醇的直接用途中,甲醇作为燃料使用在一些省份发展较快,多是使用在甲醇掺烧汽油领域,2008年已占总消费量9.7%。2008年国内甲醇消费结构及预测情况如下表:2008年国内甲醇消费结构(单位:万t)消费结构消费量比例甲醛56345.66%燃料1209.73%267 醋酸13210.71%MTBE806.49%二甲醚20716.79%甲胺604.87%甲烷氯化物282.27%烯烃00.00%其他433.49%合计1233100.00%2008年国内甲醇消费够成图2008年甲醇消费结构分析及需求预测分述如下:Ø甲醛甲醛是重要的有机化工原料,也是基础碳一化学品之一,其化学性质活泼,易于聚合,是化学合成中重要的中间体。国内甲醇用于生产甲醛的消费约占甲醇总消费的40%以上。甲醛主要用于制造热固性脲醛、酚醛和蜜胺甲醛树脂及其它氰胺甲醛树脂,也是聚甲醛、维尼纶等各种合成材料的重要原料,广泛应用于胶粘剂、涂料、塑料、炸药、染料以及医药、农药等众多化工及非化工领域中。267 2008年我国甲醛生产企业超过了400家,总生产能力约2080万t/a,甲醛总产量约1250万t,居世界首位。2008年中国主要甲醛生产厂商生产能力如下表:2008年国内甲醛主要生产企业概况(单位:万t/a)序号生产商名称装置地点生产能力1建滔(番禺)化工有限公司广东省番禺252建滔(太仓)化工有限公司江苏省太仓203上海溶剂厂上海194广东榕泰实业股份有限公司广东省揭阳185河北文安凯跃化工公司河北省文安406广州溶剂厂广东广州207河北文安太平洋公司河北省文安108河北正定腾飞公司河北省正定189河南新乡新龙化工公司河南新乡1010山东潍坊寿光旭东化工公司山东潍坊寿光1011山东德州禹城大禹精细化工公司山东德州禹城2012上海申星化工有限公司上海1513珠海一德石化有限公司广东省珠海1314镇江李长荣综合石化有限公司江苏省镇江1215苏州精细化工集团有限公司江苏省苏州1216建滔(常州)化工有限公司江苏省常州1817连云港雅丹化工有限公司江苏省连云港1218湖北浠水中泰化工有限公司湖北省浠水1219广州市骏鑫化工有限公司广东省番禺1020河北冀州银河工业有限公司河北省冀州10目前国内大部分的甲醛被用来生产“三醛树脂”267 ,因此建筑、建材行业的发展将直接影响甲醛的消费。我国是一个人口众多的国家,这方面的需求潜力很大,我国的建筑、建材及装饰行业仍将保持良好的发展态势,这将对我国的甲醛工业的发展产生重要影响。根据全国甲醛行业协作组分析预测,“十一五”期间国内甲醛供需预测如下表:甲醛供需预测表(单位:万t/a,万t)年份2008年2010年2015年需求125013501900产能208021502300产量125013501900开工率60%62.80%82.6%2008年国内甲醛产量约为1250万t(以37%甲醛溶液计),消费甲醇563万t,占总消费量的45.6%。根据预测,到2010年我国甲醛产量将达到1350万t,2015年达到1900万t左右;届时国内甲醛行业对甲醇的需求量将分别达到608万t和855万t。Ø醋酸醋酸是重要的有机原料,主要应用于醋酸乙烯/聚乙烯醇、醋酸酯、对苯二甲酸(PTA)、醋酐/醋酸纤维素、医药、氯乙酸等领域。随着国内醋酸乙烯、醋酸酯、醋酐/醋酸纤维素和PTA的需求量逐步增长,促进了对醋酸的需求。2008年,我国醋酸的生产能力为427万t/a,其中甲醇羰基合成法343.6万t/a,占总能力的80.5%,乙醇乙醛法83.5万t/a,占总能力的19.5%。由于国内醋酸需求的快速增长,致使更多的社会资本进入醋酸生产行业。随着国内甲醇羰基合成法装置不断扩产,特别是近年煤化工和天然气化工的长足发展,大型甲醇羰基合成醋酸建设项目增多。2008年国内醋酸主要生产企业的生产情况(单位:万t/a)序号企业名称生产能力备注1江苏索普(集团)有限公司60甲醇羰基合成2南京Celanese60甲醇羰基合成267 3扬子乙酰化工有限公司35甲醇羰基合成4上海吴泾化工有限公司60甲醇羰基合成5山东兖矿国泰化工有限公司60甲醇羰基合成6云南云维集团20甲醇羰基合成7陕西榆林天然气化工公司15甲醇羰基合成8山东华鲁恒升集团30甲醇羰基合成9贵州水晶3.6甲醇羰基合成10吉林吉安集团松原吉安生化有限公司21乙醇乙醛法11山东金沂蒙集团有限公司10乙醇乙醛法12石家庄新宇三阳实业有限公司10乙醇乙醛法13广西柳州凤荣释业生物科技有限1公5乙醇乙醛法14天津市冠达实业总公司4乙醇乙醛法15南通醋酸化工股份有限公司1.5乙醇乙醛法16肥城市荣祥化工有限公司2乙醇乙醛法17南阳天冠集团有限公司1.5乙醇乙醛法18江阴市长华化工有限公司2乙醇乙醛法19南宁化工集团有限公司1.5乙醇乙醛法20天津市宁河县永宏福利化工厂0.5乙醇乙醛法21明天(沈阳)酒精有限公司3乙醇乙醛法22辽通中科天元化工20乙醇乙醛法23其它1.5乙醇乙醛法合计427.1今后几年我国醋酸工业将经历一个新建和扩建投产高峰,我国将成为世界上最大的醋酸生产国家。预测到2010年我国各种生产方法的醋酸生产能力将达到721万t/a。2008年产量约245万t,进口量为30.4万t,出口量2.3万t,表观消费量达到273.1万t。2000-2008年国内醋酸消费量年均增长率为13.8%。2000-2008年国内醋酸供需情况如下表:267 2000-2008年国内醋酸供需情况(单位:万t)年份产量进口量出口量表观消费量自给率2000年86.510.40.196.889.4%2001年86.119.90.1105.981.3%2002年85.134.90.1119.971.0%2003年94.750.50.1145.165.3%2004年111.652.51.6162.568.7%2005年137.054.23.5187.773.0%2006年177.770.72.8245.672.4%2007年21049.913.8246.185.3%2008年24530.42.3273.189.7%我国醋酸消费量最大的领域主要是对苯二甲酸、醋酸酯和醋酸乙烯/聚乙烯醇等。2008年国内醋酸产量约为245万t,消费甲醇达到132万t,占甲醇总消费量的10.7%。预计2010年我国醋酸需求量为330万t,产量为415万t,消耗甲醇224万t;预计2010-2015年,我国醋酸仍将保持5%左右的增长速度,到2015年需求量达到420万t左右,产能约为900万t/a,产量630万t,消耗甲醇340万t。醋酸供需预测表(单位:万t/a,万t)年份2008年2010年2015年需求273330420产能427690900产量245410630开工率57.4%60%70%ØMTBE267 甲基叔丁基醚(MTBE)是一种良好的汽油添加剂,其辛烷值高达117,与催化裂化、催化重整汽油调合后可使油品辛烷值大大提高,并提高汽油含氧量,从而降低CO、NOx、挥发性有机物如苯、醛、炔等毒性物质排放量。MTBE是由甲醇和异丁烯反应制得的高辛烷值无铅汽油添加剂。目前我国汽车的尾气排放标准及油品标准基本上都参照欧洲标准制定。2005年7月开始执行的新标准要求进一步降低汽油中的烯烃和硫含量,并且汽油氧含量限制为≤2.7%。我国汽油质量标准的提升,对降硫、降烯烃提出了更高的要求,同时为弥补汽油辛烷值损失和达到清洁燃烧的目的,MTBE需求量仍将以一定的速率增长。此外,化工领域也将对MTBE有一定的需求增长。2008年,国内MTBE能力为248万t,产量约为220万t,消费甲醇达到80万t,占甲醇总消费量的6.5%。我国主要MTBE生产企业情况(单位:万t/a)序号名称生产能力1北京燕山股份公司152上海石化股份公司7.33镇海炼化分公司154福建炼化有限公司35上海高桥分公司66金陵分公司7.57九江分公司28济南分公司49齐鲁分公司410武汉分公司411广州分公司412茂名分公司413海南炼油化工有限公司1014长岭炼化公司7.515新星泰州石化厂316清江石化公司217扬-巴公司818大庆炼化分公司1419哈尔滨石化分公司5267 20吉林石化分公司521大连西太平洋有限公司422抚顺石化分公司723锦西石化分公司4.324大连石化分公司925独山子石化分公司2.526兰州石化分公司15.527华北石化分公司7预计到2010年和2015年国内MTBE产量将达到255万t和280万t;届时国内MTBE对甲醇的需求分别为92万t和101万t。Ø甲胺甲胺是一甲胺、二甲胺以及三甲胺的统称,三种甲胺都是重要的有机化工原料,广泛应用于有机化工原料、医药、农药、染料等各个部门的生产。今后甲胺在农药行业上的消费将会有所下降,而在医药和其它有机化工原料,特别是DMF等方面的消费将会保持较高增长速率。近年来,由于受DMF需求增加影响,作为DMF生产原料,我国二甲胺在局部地区供不应求;一甲胺和三甲胺目前在我国均供大于求。而总体上由于甲胺下游需求的扩大,对甲醇的需求将保持一定的增长速率,其市场前景仍较乐观。国内主要甲胺生产企业情况如下表:国内甲胺主要生产企业状况(单位:万t/a)序号企业名称产能1浙江江山化工股份有限公司152扬子-巴斯夫有限公司43河南安阳九天精细化工有限责任公司124山东华鲁恒升集团205江苏新亚化工公司4267 7太原化学工业集团有限公司0.68安徽淮化精细化工股份有限公司59山东章丘日月化工有限公司410河南骏马化工集团有限公司211菱天(南京)精细化工有限公司412云南云维股份公司10合计80.62008年国内甲胺产量约50万t,消费甲醇约60万t,占甲醇总消费量的4.9%。预计2010年和2015年国内甲胺产量将分别达到58万t和80万t,届时对甲醇的需求分别为70万t和96万t。Ø甲烷氯化物甲烷氯化物是一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)和四氯化碳的总称。主要用于有机硅单体原料、HCFC-22、溶剂、清洗剂、三醋酸纤维素、以及CFC-11、CFC-12等的生产。“十五“期间,我国甲烷氯化物生产和消费得以迅速发展,特别是一氯甲烷作为有机硅单体原料、二氯甲烷作为溶剂和清洗剂、三氯甲烷为氟氯烃HCFC-22的原料都有较大的发展。甲烷氯化物有众多的下游产品,是重要的碳一化工产品。随着国内经济的快速发展,国内有机硅、医药、农药、甲基纤维素和季胺化合物对一氯甲烷的需求较大;而二氯甲烷在感光材料、电子电器、金属脱脂、脱漆和医药等国家重点发展行业的需求将保持增长势头;氯仿作为HCFC-22的原料,在2015年之前仍将呈增长势头;而四氯化碳在制冷剂和溶剂行业将完全被淘汰,将只用作精细化工产品的原料。但总体上甲烷氯化物的前景仍看好,因此对甲醇的需求仍将保持良好的势头。2008年国内甲烷氯化物企业中仅有中国昊华集团西南公司采用天然气热氯法工艺,其余产能全部采用甲醇法工艺,今后我国新建甲烷氯化物装置将全部采用甲醇路线,对甲醇的需求将不断增长。2008年国内甲烷氯化物生产企业状况如下表:267 2008年国内甲烷氯化物生产企业概况(单位:万t/a)序号生产企业生产能力1江苏梅兰化工股份有限公司20.02浙江巨化集团20.03山东金岭化工股份有限公司20.04山东东岳(集团)氟硅材料有限公司14.05昊华西南化工有限责任公司13.06无锡格林艾普化工股份有限公司4.07山东海化集团4.08泸州北方化学工业有限公司2.09重庆天玄化工股份有限公司(停产)10泸州鑫福化工股份有限公司2.011阿科玛(常熟)氟化工有限公司-12重庆天原化工股份有限公司4.013常熟理文(香港)化工有限责任公司4.0合计108.22008年我国甲烷氯化物产量约90万t,其中甲醇原料路线甲烷氯化物产量约79万t,消费甲醇28万t。预计到2010年和2015年国内甲烷氯化物产量将达到110万t和154万t,对甲醇的需求将分别达到35万t和51万t。Ø二甲醚二甲醚是重要的有机原料,其用途十分广泛,可以用于化工合成的原料、气雾剂的抛射剂、替代柴油用作清洁的汽车燃料以及替代LPG作民用燃料等。二甲醚用作燃料具有高效率和低污染的优点,可实现无烟燃烧,因此其作为清洁燃料方面的发展前景潜力巨大,已经得到了国内外的广泛关注。2001年以来不断攀升的国际原油价格和国内对二甲醚替代能源的消费预期,刺激了国内二甲醚项目大规模建设。2006-2008年期间,我国二甲醚产业实现超常规发展,生产能力由2006年的60万t/a增至2008年的267 645万t/a左右。2008年国内主要二甲醚生产企业生产能力情况如下表:2008年国内二甲醚主要生产企业情况(单位:万t/a)序号厂家名称生产能力备注1河北凯跃化工集团有限公司115100万t装置2008年投产2久泰能源(山东)453湖北天茂集团3020万t装置2008年投产4久泰能源(张家港)有限公司302008年投产5山东玉皇化工有限公司2520万t装置2008年投产6久泰能源(广州)有限公司307神华宁煤集团212008年投产8新奥张家港新能股份有限公司209内蒙古天河化工有限责任公司2010永煤集团龙宇煤化工有限公司202008年投产11义马新源化工能源有限责任公司202008年投产12河南罗山金鼎化工公司1513库车天成化工152008年投产14云南解化集团152008年投产15陕西渭化集团112008年扩产到11万t16湖南岳阳汉臣石化102008年投产17河北裕泰实业集团有限公司1018河北中捷石化集团1019四川泸天化绿源醇业公司1020江苏邳州永辉化工有限公司102008年投产21山西兰花集团102008年投产2008年我国二甲醚产量为148万t,开工率仅为23%,消耗甲醇207万t。根据国内现有二甲醚装置以及在建和拟建的二甲醚项目情况,预计2010年国内二甲醚的产能约为900万t/a,2015年将达到1000万t/a左右。267 预计2010年和2015年我国LPG需求量分别为2185万t和2510万t,如按50%的LPG掺混二甲醚(比例为20%)估算,二甲醚需求量分别为219万t和251万t,相应消费甲醇分别为307万t和351万t。Ø燃料甲醇是一种易燃液体,燃烧性能好、辛烷值高、抗爆性好,而且其发动机燃烧的尾气排放总体上优于汽油排放,因此推动了甲醇代用汽油研究和推广。甲醇能以不同比例掺入汽油,形成M3-M5(甲醇掺入比例3-5%)、M10-25、M85-100的车用甲醇燃料。随着国际油价的上涨和国内大型甲醇装置的建成,甲醇生产成本将进一步降低,可以与汽油价格进行竞争,为发展甲醇燃料提供了机遇,使其市场前景更为广阔。此外,甲醇作为车用替代燃料的推广可以在一定程度上缓解我国原油短缺,特别是在原油资源匮乏的四川、山西等地,目前已有山西、陕西、四川、河南、重庆、安徽、新疆等地开展了甲醇燃料汽车的示范运行。据估计,2008年国内甲醇作为燃料的消费约为120万t,占甲醇总消耗量的9.7%。随着我国甲醇燃料(M85)标准的发布,M15国家标准预计明年发布,国内甲醇燃料的需求量将会大量增加。预计到2010年和2015年我国汽油需求量将分别达到7090万t和9259万t,如30%的需求量推广M15甲醇燃料,相应甲醇需求量分别为319万t和417万t。如果国家政策鼓励及良好经济效益的鼓舞,届时燃料领域对甲醇的需求量可能更大。Ø甲醇制烯烃原油价格的持续上涨以及甲醇制烯烃技术的突破,为富煤少油地区开辟了以煤为原料生产石化产品的新路线。目前国内富煤地区建设煤基甲醇制烯烃项目的积极性较高,目前国内在建煤基甲醇制烯烃项目情况如下表:国内在建、拟建甲醇制烯烃项目表(单位:万t/a)序号生产企业生产能力类别预计投产时间1大唐国际发电(内蒙古)50MTP2010年267 2中国神华宁夏煤业集团50MTP2010年3神华煤烯烃(内蒙古)60DMTO2010年根据国内在建煤基烯烃项目项目进展,预计大唐、宁煤及神华项目将于2010年建成投产,考虑70%的开工率,2010年将消费甲醇360万t。在保持对石油基烯烃竞争力的基础上,2010-2015年期间国内煤基甲醇制烯烃项目将有大幅增长。预计2015年国内煤基甲醇制烯烃项目生产能力将达到480万t/a,消费甲醇1444万t。Ø其它甲醇在医药、农药、溶剂以及其它化学品等其它行业也有大量的应用,2008年其它领域分别消费甲醇约43万t,占总消费量的3.5%。预计2010年和2015年甲醇需求量将达到50万t和70万t。综上所述,根据近期国内甲醇消费市场的发展状况和趋势分析,今后国内对甲醇的需求将保持较为强劲的增长势头。预计到2010年甲醇需求为2065万t,2006-2010年期间年均增长率为29.4%;2015年达到3725万t,2010-2015年期间年均增长率为12.5%。主要来自于国内二甲醚、甲醇燃料和甲醇制烯烃领域的需求增长。1.1.1.1区域市场分析中国各地区间经济发展不平衡,导致我国甲醇消费区域性差异较明显。2008年我国甲醇表观消费1233万t,主要集中在华东、中南经济发达地区,分别消费甲醇516万t和257万t,分别占总消费量的41.8%和20.8%。2008年国内甲醇区域市场消费结构情况如下图:267 2008年甲醇区域消费构成示意图随着未来国内甲醇制烯烃和醋酸行业的快速发展,西北和华北地区(主要指内蒙古自治区)甲醇消费量将大幅增长,国内甲醇消费将在一定程度上向西北和华北地区转移,但上述两个地区仍然是国内主要的甲醇调出地区。1.1.1.1替代产品分析国内甲醇消费主要用于下游衍生物的生产,其中甲醇作为甲醛、醋酸、MTBE、甲胺、甲烷氯化物、DME等产品的主要原料,基本不存在替代品;在溶剂领域,随着国内高纯甲醇工艺技术的进步,在该领域也不存在被替代的危险。现有的对苯二甲酸二甲酯(DMT)生产工艺将逐步被直接酯化技术所取代,但DMT对甲醇的需求较小,不会影响未来对甲醇的需求。1.1.2产品供需预测1.1.2.1供应预测267 近年来由于国内甲醇下游行业的迅速发展及甲醇价格的高企,激发了富煤地区发展煤化工产业的积极性,国内甲醇产能快速增长,到2008年已经达到2400万t/a,今后两年还仍有大量的甲醇装置将要建成投产。国内主要在建甲醇装置情况如下表:国内主要在建甲醇装置情况序号企业名称规模原料路线1亿达信煤焦化能源有限公司10焦炉气2大连大化集团有限公司303神华包头煤化工有限公司1804神华乌海能源公司30焦炉气5呼伦贝尔东能化工有限公司206大唐多伦煤基烯烃项目1677鄂尔多斯市荣程能源化工公司24兰碳焦炉气8世林化工有限公司30两段粉煤9内蒙古三维资源集团2010久泰能源(大路)9011大同煤矿集团6012山西通洲集团10焦炉气13沧州中铁20焦炉气14山西富嘉焦化有限公司20焦炉气15内蒙蒙大6016达钢20天然气17四川旺苍县合众化工有限公司20焦炉气18神华宁夏煤业集团6019宁煤集团煤制烯烃16720榆林天然气化工有限责任公司6021华亭中煦煤化工有限责任公司6022青海中浩天然气化工有限公司60天然气23陕西投资集团咸阳分公司6024天富热电股份有限公司3025延长石油180煤天然气26陕西渭河煤化工集团有限责任公司40267 27青钢兖州焦化厂10焦炉气28安徽无为华谊6029江苏徐州天安化工15焦炉气30中海油建滔有限公司80天然气31遂平化工厂2032光山化工分公司2033河南鹤煤集团6034重庆化医集团80小计18732008年我国甲醇生产能力约为2400万t/a,到2009年7月,产能增长到2621万t/a,预计到2010年国内甲醇产能将进一步增长到4494万t/a,其中大约有500万t/a规模小、能耗高的落后产能,如将这部分产能淘汰,届时有效产能约为4000万t/a,如考虑70%的开工率,产量达到2800万t。预计2010-2015年期间,国内新增甲醇生产能力约800~1000万t/a,预计2015年国内甲醇生产能力将达到4800~5000万t/a,考虑75%开工率,产量达到3600~3750万t。1.1.1.1需求预测根据甲醇下游衍生物发展分析及预测,2010年和2015年国内甲醇需求预测情况如下表:国内甲醇需求预测情况消费结构2008年2010年2015年需求量比例需求量比例需求量比例甲醛56345.66%60829.44%85522.95%燃料1209.73%31915.45%41711.19%醋酸13210.71%22410.85%3409.13%MTBE806.49%924.46%1012.71%267 二甲醚20716.79%30714.87%3519.42%甲胺604.87%703.39%962.58%甲烷氯化物282.27%351.69%511.37%烯烃00.00%36017.43%144438.77%其他433.49%502.42%701.88%合计1233100.00%2065100.00%3725100.00%国内甲醇需求预测示意图(单位:万t)2010年和2015年,华北、中南以及西北地区的甲醇需求急剧增加,主要来自于二甲醚和甲醇制烯烃领域的需求,甲醇和烯烃项目的特殊性在于自供甲醇原料,因此国内甲醇区域供需状况不会有较大的变化,华东地区仍将呈供需失衡态势。267 2010年我国甲醇产能分布(单位:万t/a)地区产能比例东北1523.4%华北139531.0%西南3648.1%华东71716.0%中南73616.4%西北113125.2%合计4494100.0%2010年我国甲醇产能分布示意图2010年和2015年国内甲醇区域市场分析及预测(单位:万t)区域分布2008年2010年2015年需求量比例需求量比例需求量比例华北地区19816.0%51424.9%96525.9%东北地区756.1%974.7%2917.8%华东地区51641.8%67332.6%92024.7%中南地区25720.8%34716.8%59616.0%西南地区836.7%1848.9%2055.5%267 西北地区1058.5%25012.1%74520.0%合计1234100.0%2065100.0%3725100.0%国内甲醇消费地区分布示意图(单位:万t)1.1.1.1供需平衡预测根据上述预测分析,国内甲醇供需平衡预测情况如下表:甲醇国内供需平衡预测(单位:万t/a,万t)项目2008年2010年*2015年*2008-2010年均增长率2010-2015年均增长率生产能力240040004800~500029.1%3.7%~4.5%产量112628003600~375057.7%5.2%~6.0%开工率47%70%75%--需求量12332065372529.4%12.5%需求平衡-107735125~25--*为有效产能。2008年国内甲醇供需缺口为107万t,靠进口解决,缺口基本在华东地区。预计2010年国内甲醇出现大规模过剩的局面,在7267 0%开工率的情况下,大约有735万t的过剩量;到2015年国内甲醇过剩的局面将有很大程度改观,在75%开工率的情况下,过剩量在25~125万t左右,届时,国内甲醇供需基本平衡,但如果考虑进口甲醇的因素,国内甲醇市场的竞争仍将十分激烈。1.1产品价格分析及预测1.1.1国际价格分析和预测国际甲醇主要以天然气为原料(中国除外),国际市场甲醇价格的波动不仅随着市场需求而变化,也与原油、天然气等能源的供应状况及价格走向有着密切的关联。2003年以来国际原油价格跌宕起伏,不断刷新历史记录,带动国际市场天然气和甲醇价格走高。2000-2009年国际市场甲醇价格走势如下表:2000-2009年甲醇国际市场价格(单位:美元/t)年份布伦特原油价格(美元/桶)国际市场甲醇价格2000年28.631802001年24.451902002年25.011632003年28.832502004年38.212832005年54.383192006年65.144712007年72.355372008年97.454892009年1-9月54.66228267 从2003年到2007年间,国际甲醇价格受国际原油价格不断走高,带动天然气价格上涨,气源供应紧张等因素,导致国际甲醇价格持续走高,到2007年达到537美元/t。2008年前十个月国际市场甲醇价格仍然维持在500美元/t以上的高位水平,随着世界金融危机的发生和深入,甲醇价格大幅跳水,2008年底和2009年初下跌到200美元/t,为近年来的最低点。而后,从2009年3月开始触底反弹,到8月已经回升到265美元/t。随着世界经济的逐步好转,原油、天然气价格的上升,预计近期内甲醇价格还会逐步上涨,短期内有可能上升到300美元/t左右。中长期甲醇价格除了受能源价格的影响外,供求关系也是重要因素,考虑到相关因素影响,预计中长期国际甲醇价格可能在300~350美元/t之间。1.1.1国内价格分析和预测由于经济全球化的影响,近年来国内甲醇价格随着国际甲醇价格也开始走高。从区域范围看,受运输和市场需求的影响,国内甲醇价格存在西低东高、北低南高的状态,1995-2009年国内市场甲醇价格如下表所示:267 1995-2009年国内市场甲醇价格(单位:元/t)年份东北华北华东中南西南西北全国1995年29983405293129073100314630811996年24762684221122422427209023551997年28282527259124562320226924981998年20531921188819172070200819611999年14651428139513041400140013982000年18401869183319751887177818642001年20951883186119532013184219412002年16541745171717291633162916852003年23272230235620622254226222482004年25072575273823962421245425152005年24162343241322732267212523062006年28102663269824712640241326162007年26642729249522412381271325992008年28902822332327483061299429732009年1-8月1850178018351778188815501780注:2008年前数据来自中国石化咨询公司《参数与数据》,2009年由CICCC统计267 1995-2008年期间,甲醇价格呈“W”走势,其中1995年国内甲醇产量主要来自联醇装置,生产成本较高;由于亚洲金融危机的影响,1999年国内甲醇市场价格跌倒谷底;2003年后随着国际能源及甲醇价格的上涨,带动了国内甲醇价格的上扬。到2008年第三季度,国内甲醇市场价格上涨到最高点,部分地区甲醇价格达到4000元/t以上,甲醇价格大幅上涨的主要原因是受原油、煤炭等能源和原材料价格的影响。从2008年第四季度开始,同样是受世界金融危机的影响,甲醇价格随着能源价格的变化大幅下降,加上近几年国内甲醇大量投产,产能过剩,以及国外低价甲醇的冲击,使得国内市场甲醇价格一落千丈,部分地区甲醇价格跌到1500元/t甚至以下。从2009年1~8月份的市场情况来看,国内大部分地区甲醇价格在1700~2000元/t之间,西北地区较低在1500~1700元/t之间。预计短期内,甲醇价格将会有所回升,但受过剩产能的影响,不会有很大的上涨,甲醇价格会在1900~2200元/t之间变化。267 今后几年国内仍有大量的甲醇装置建成投产,国内甲醇市场供大于求的矛盾会进一步加剧,届时甲醇价格将主要受供求关系的影响,预计中长期甲醇市场价格可能会维持在2200-2600元/t之间。本项目技术经济测算采用的甲醇价格为2350元/t。1.1产品目标市场分析甲醇是重要的基本有机化工原料,其下游应用非常广泛。由甲醇生产的初级产品有甲醛、醋酸/醋酐、甲烷氯化物、甲胺、MTBE、DMT、二甲醚、烯烃、甲醇蛋白以及各种甲酯类产品,另外甲醇可以直接作为溶剂、燃料等。甲醇的下游产品分以下几个产品链进行分析:Ø甲醛及下游产品目前,我国甲醛主要用于三醛胶(脲醛胶、酚醛胶和三聚氰胺甲醛胶)的生产,其次用于生产二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),其它用作生产季戊四醇、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、新戊二醇、聚甲醛等产品的原料。由于甲醛及甲醛下游产品的市场发展已经较为成熟,市场容量增长有限,对于甲醇的消耗不大,不能从根本上解决本项目大量甲醇的市场销售问题,因此不建议本项目选择甲醛及下游产品产品链。Ø醋酸及下游产品醋酸作为重要的有机化工原料,用于生产醋酸乙烯、醋酐、醋酸纤维素、醋酸酯类、对苯二甲酸、氯乙酸和醋酸盐类等;可广泛用于化工、轻工、纺织、医药、印染、橡胶、农药、照相药品、电子、食品等部门,其衍生物多达几百种。2008年底我国醋酸生产能力约427万t/a,产量为245万t,消费量246万t。预计2010年我国醋酸需求量为330万t,届时生产能力为690万t/a,产能大量过剩。因此不建议介入醋酸领域。对于醋酸下游产品(如醋酐、醋酸乙烯、醋酸酯、醋片等)项目,市场较好,但目前已有大量的在建装置,预计未来市场竞争也将日趋激烈。Ø二甲醚267 二甲醚以其清洁卫生、安全性好、应用领域广泛等优势从众多煤化工产品中脱颖而出。在国家发改委、大型国有和民营企业以及国际投资机构的共同推动下,我国二甲醚发展迅猛。2008年国内二甲醚产能已经达到645万t/a,产量为148万t,开工率仅为23%,产能已经大量过剩。由于以煤为原料生产二甲醚工艺流程长,能效低,而且目前二甲醚只能用于掺混液化气,加上天然气、LPG等其他能源的竞争,因此,其市场发展前景并不乐观。另外大规模的二甲醚运输对于本项目也不太现实,因此,不推荐二甲醚产品。Ø燃料甲醇是一种易燃液体,燃烧性能好、辛烷值高、抗爆性好,而且其发动机燃烧的尾气排放总体上优于汽油排放,因此推动了甲醇代用汽油研究和推广。目前我国甲醇燃料(M85)标准已经发布,M15国家标准预计明年发布,国内甲醇燃料的需求量将会有较大的增加。陕西省发展甲醇燃料已经有一定的基础和规模,有较好的条件。但目前陕西省甲醇燃料市场消耗甲醇不大,需求量增长需要一定得培育期和发展期,考虑到本项目甲醇产量很大的特点,不建议以甲醇燃料作为本项目的目标市场。Ø甲醇制烯烃下游产品甲醇制烯烃是目前的投资热点,也是近年来碳一化工唯一的创新技术,此技术把碳一化工和传统石油化工结合起来,拓宽了碳一化工的发展领域。这对于石油资源匮乏的地区发展石油化工产品十分重要,通过此技术使得由煤炭生产乙烯、丙烯,可解决缺油地区石油化工产品供求矛盾。乙烯、丙烯下游主要可投资产品如下图:267 乙烯产品链示意图丙烯产品链示意图267 根据甲醇细分市场分析,未来国内甲醇市场主要集中于甲醛、醋酸、二甲醚、烯烃以及甲醇燃料领域。2010年和2015年国内甲醇消费构成预测情况如下图:从上述消费预测可以看出,将来国内甲醇消费增长最快的就是烯烃领域。目前我国石化和化工行业的发展还不能满足国民经济发展的要求,国内石化和化工产品市场容量巨大,而国内自给率较低,如2008年乙烯自给率按当量消费量计仅为48.4%,丙烯自给率当量消费量为63%。预计未来十年国内市场对石化和化工产品的需求仍将保持6-8%的年均增长率,以甲醇为原料生产石化产品可以在一定程度上填补国内市场的缺口。本项目年产180万t甲醇,采用DMTO技术,可以建设60万t/a甲醇制烯烃装置,符合国家发展改革委发布的《关于加强煤化工项目建设管理促进产业健康发展的通知》(发改工业[2006]1350号)文件对于煤制烯烃项目设置了60万t/a的规模的要求。因此,本项目甲醇加工方案推荐选择甲醇制烯烃下游产品链。267 Ø其它甲醇其它下游衍生化工产品还有甲烷氯化物、甲醇蛋白、MTBE、甲胺等。在当前市场条件下,甲醇蛋白暂时不具备投资价值;生产MTBE需外购异丁烯原料,而甲胺、甲烷氯化物需求量不大且环保投资及运营费用较高,因此不适合本项目的特点和建设条件。综上所述,本项目下游产品加工方案和目标市场推荐采用国内自主开发的甲醇制烯烃技术,生产低碳烯烃及其下游石化产品,甲醇产品不外销。267 生产规模与产品方案1.1生产规模由于甲醇合成塔、压缩机以及其他大型设备的开发和应用,近年来国内甲醇产业正向着单系列、大型化方向发展。尤其是随着甲醇制烯烃技术的发展成熟,提出了进一步降低甲醇生产成本的必要性。本项目未来拟采用自主开发的甲醇制丙烯技术(DMTP)建设煤制烯烃项目,目前该技术已完成实验室小试工作,将于2010年完成中试试验。陕煤集团已确定在X采用DMTP技术发展煤制烯烃项目,考虑到煤制烯烃项目的经济性,本项目生产规模确定为年产180万t甲醇。1.2产品方案产品方案表(单位:万t/a)产品名称生产能力产品名称产量备注甲醇180精甲醇180GB338-2004硫磺1.4GB-2449-20061.3主要产品/中间产品规格1.3.1甲醇工业用甲醇国家标准(GB338-2004)项目指标优等品一等品合格品色度/Hazen单位(铂-钴色号)≤510密度(20℃),g/cm30.791~0.7920.791~0.793沸程(0℃,101.3kPa,在64.0~65.5℃范围内,包括64.6±0.1℃)/℃≤0.81.01.5高锰酸钾试验,min≥503020267 水混溶性试验通过实验(1+3)通过实验(1+9)-水的质量分数,%≤0.100.15-酸的质量分数(以HCOOH计),%≤或碱的质量分数(以NH3计),%≤0.00150.00300.00500.00020.00080.0015羰基化合物含量(以CH2O计),% ≤0.0020.0050.010蒸发残渣质量分数,%≤0.0010.0030.005硫酸洗涤实验/Hazen单位(铂-钴色号)50-乙醇的质量分数%供需双方协商-1.1.1硫磺工业硫磺国家标准(GB-2449-2006)项目指标优等品一等品合格品硫的质量分数,%≥99.9599.5099.00水分的质量分数,%固体硫磺≤2.02.02.0液体硫磺≤0.100.501.00灰分的质量分数,%≤0.030.100.20酸度的质量分数(以H2SO4计),%≤0.0030.0050.02有机物的质量分数,%≤0.030.300.80砷(As)的质量分数,%≤0.00010.010.05铁(Fe)的质量分数,%≤0.0030.005-筛余物的质量分数a,%粒度大于150μm≤003.0粒度为75~150μm≤0.51.04.0a表中的筛余物指标仅用于粉状硫磺267 全厂总工艺流程及技术方案1.1全厂总工艺流程及物料平衡1.1.1原料路线确定煤炭、焦炭、天然气、炼厂气、石脑油(轻油)、渣油(重油)、焦炉气和乙炔尾气等均可用来生产合成气,作为合成甲醇的原料。其中以煤或天然气为原料制合成气的生产工艺都比较成熟,国内外都有大型工业化装置在运转。根据陕西省资源分布及储量,X地区发展甲醇甲醇可供选择的原料主要为煤炭和天然气。国家天然气利用政策明确限制采用天然气作为原料新建甲醇项目,因此,本项目推荐采用煤为原料生产甲醇的原料路线。1.1.2267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1.1总工艺流程及物料平衡X年产180万t煤制甲醇项目工艺流程简图267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目物料平衡表物料号12345物料名称原料煤氧气粗煤气变换气净化气组份t/h(wt)%Nm3/h(V)%Nm3/h(V)%Nm3/h(V)%Nm3/h(V)%H220252532.96%35416146.40%35404467.90%CO30372549.43%15158319.86%15001628.77%CO210390416.91%25414933.30%152492.92%CH46120.10%6110.08%5810.11%Ar+N28300.4%15090.25%15080.20%15270.29%H2S+COS12290.20%12300.16%00.00%CH3OHH2O8602381526其它20673299.6%体积流量352.8100%207563100%614456100%763242100%521416100%温度℃常温402404040压力MPa常压9.86.25.45.2267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目物料平衡表(续)物料号678910物料名称粗甲醇精甲醇弛放气富氢气酸性气组份kg/h(wt)%Nm3/h(V)%Nm3/h(V)%Nm3/h(V)%Nm3/h(V)%H2500.02%1756489.90%1545597.95%482.41%CO1490.06%3611.85%730.46%502.52%CO26370.27%1820.93%1180.75%66133.26%CH41460.06%4512.31%00.00%00.00%Ar+N27950.34%8994.60%1320.84%00.00%H2S+COS00.00%00.00%122861.81%CH3OH22837596.22%22500099.99%800.41%H2O71833.03%230.01%10.00%体积流量237336100%225023100%19538100%15778100%1987100%温度℃40404025压力MPa0.50.57.00.11.1267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1煤气化1.1.1煤气化技术方案选择煤气化技术按照气化炉的形式来划分,主要有三大类:固定床、流化床和气流床。煤气化技术类别在三类气化炉中,固定床气化相对简单和成熟,固定床气化需要使用块煤,有效气(CO+H2)产率低,干灰排渣,环保问题较多。流化床气化采用碎煤进料,灰渣循环使用,对环保压力小,但仍存在气化温度较低,要求原料煤有较好的反应性。气流床技术是当今先进煤气化技术,符合大型化要求,近年来发展较快。目前世界上以煤为原料先进可靠,具有商业化业绩的气化技术主要有固定床加压气化(Lurgi)、水煤浆加压气化(GE、对置多喷嘴、多元料浆)以及干粉煤加压气化技术(Shell、GSP),上述各种气化工艺特点及优劣势分析如下。1.1.1.1Lurgi加压气化技术Lurgi碎煤加压气化技术产生于20世纪40年代,是目前世界上建厂数量最多的煤气化技术,运行中的气化炉达数百台。目前国内有22台Lurgi气化炉,煤气中甲烷含量较高,多用于生产城市煤气,生产合成气的厂较少。我国云南解化集团和山西天脊集团采用该技术生产合成氨,解放军化肥厂为年产17万t合成氨,山西天脊集团为年产30万t合成氨。Lurgi加压气化技术特点如下:267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目lLurgi加压气化技术以块煤为原料(粒度6~50mm),适用于不粘结或弱粘结性和灰熔点较高的褐煤和活性好的次烟煤、贫煤等多煤种;l氧耗低,鲁奇炉气化工艺在目前各种采用纯氧为气化剂中氧耗最低;l冷煤气效率高,冷煤气效率代表煤中的热量转化为煤气中热量的程度,Lurgi炉最高可达93%,高于其它的煤气化技术;lLurgi气化技术合成气中甲烷含量高(8~10%),且含焦油、酚等物质,气化炉后需配备甲烷分离转化装置以及较复杂的污水处理装置,环保处理费用较高;l投资省,国产化率可达100%,单炉投资与引进相比大幅下降。由于Lurgi气化技术所含煤气初步净化系统复杂,粗煤气中CH4含量高适合生产城市煤气,不适合生产合成气,不是公认的首选技术。Lurgi煤气化技术近年来也在某些方面有所改进,如排渣系统的改进(熔渣气化技术),三废处理技术的改进等,Lurgi煤气化技术在某些地区及部分领域仍应是一个先进适用的技术。我国山西潞安煤制油项目,根据当地煤资源的特点及依托条件,选用了Lurgi加压气化技术。1.1.1.1BGL气化炉BGL技术是1975年英国煤气公司与德国鲁奇能源与环境公司合作开发的。BGL气化炉是鲁奇干灰式气化炉的改进型,即液体排渣型移动床气化炉。液态排渣BGL气化技术与固态排渣比较,关键在于通过提高气化温度来提高气化速度,气化强度大、生产能力高。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目BGL气化炉示意图2005年,中国云南煤化工集团下属的云南解化集团应用BGL熔渣气化技术改造现有鲁奇气化炉,作为试验和示范炉直接试烧当地高含水量褐煤(35%)。2006年10月成功完成炉体改造和开车试验,达到预期目标。云南解化集团在开远市应用BGL气化技术建设20万t甲醇/二甲醚生产装置也以投产。BGL气化炉示意图如下:BGL气化工艺具有以下特点:l煤料床顶部的气体温度一般为~450℃267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目、因而不需要昂贵的热回收设备;l气体出口处凝结的焦油和油类副产品可保护炉壁金属表面使之不受腐蚀,这样,产品冷却段使用低成本的碳钢就足够了;l气化炉的炉体是由双层钢板制成,水夹套中由锅炉水取热产生蒸汽,外筒体承压,夹套中锅炉水的压力与气化炉压力相近,这样内筒体承受的压力很小l灰渣是质地紧密的固体物质,封存了微量元素。灰渣无害并具非浸溶性,适于作建筑材料;l气化过程中无飞灰产生;原始产品气的CO2含量低;能够满足改变负荷的要求;l水蒸汽/氧气喷射系统可使焦油和油类气化;喷嘴也可用来把其他废弃物喷入气化炉中进行焚烧;l在气化炉底部的高温区,炉壁被一层固体灰渣所保护;l原煤可被气化,粉煤可另加工成型煤投入或从喷嘴喷入;lBGL设备不必由专门生产商提供部件一可确保当地供应部件;l净化后的产品气可直接用作燃料气,其热值约为13MJ/Nm3,或用作各种化工工艺所需的原料气;l工艺废水量少,水处理量仅为固态排渣时的1/4~1/3,并且可回用于气化炉,没有废水排放;BGL技术与Shell和GE煤气化技术进行对比,BGL气化工艺除了比Shell和GE煤气化多出副产物的焦油、酚的分离、回收系统外,其他部分要比这两种技术来的简单。BGL的氧耗、煤耗也比较低,合成气的热值最高,但CH4含量比较高,相对于Shell和GE煤气化来讲更适合于发电或生产代用天然气。与Shell和GE煤气化相比单台生产能力较低,需设多台炉操作,目前商业化的气化压力为2.5MPa,提高反应压力虽然能略微提高处理能力,但是CH4也随之升高。1.1.1.1GE水煤浆气化工艺267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目GE水煤浆加压气化工艺是美国Texaco石油公司在重油气化的基础上发展起来的(现为GE并购)。1945年Texaco公司在洛杉矶近郊蒙特贝洛建成第一套中试装置,并提出了水煤浆的概念,水煤浆采用柱塞隔膜泵输送,克服了煤粉输送困难及不安全的缺点,后经各国生产厂家及研究单位逐步完善,于80年代投入工业化生产,成为具有代表性的第二代煤气化技术。1984年,中国山东鲁南化肥厂从美国Texaco公司引进技术,建设了中国第一套Texaco水煤浆气化装置,1993年建成投产。此后上海焦化厂、陕西渭河煤化工公司、安徽淮南化工总厂、浩良河化肥厂和中石化金陵石化公司又相继引进了GE水煤浆气化技术。水煤浆气化技术在中国已有多年的应用业绩,技术成熟,投资较省。目前国内已建成投产以及正在设计建设中的有代表性的GE气化装置如下表:中国水煤浆气化装置概况表工厂名称投煤量(t/d)气化炉(台数)气化压力(MPa)投产时间流程特点产品山东鲁南化肥厂3601+112.72.91993年2000年激冷流程氨、甲醇上海焦化厂15003+14.01995年激冷流程甲醇、CO渭河化肥厂15002+16.51996年激冷流程合成氨淮南化工总厂10002+14.01999年激冷流程合成氨浩良河化肥厂10002+14.02004年激冷流程合成氨金陵石化公司20002+14.02005年激冷流程合成氨神木化工10002+14.02005年激冷流程甲醇兖州煤业榆林能化30002+16.52008年激冷流程甲醇兖矿国宏化工公司25002+16.52007年激冷流程甲醇新奥集团30002+16.52008年激冷流程甲醇中石化南化公司15001+18.72006年激冷流程合成氨GE水煤浆气化工艺具有如下特点:●267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目对煤种有一定适应性。国内企业运行证实水煤浆气化对使用煤质有一定的选择性:气化用煤的灰熔点温度T3值低于1350℃时有利于气化;煤中灰分含量不超过15%为宜,越低越好,煤的热值高于26000kJ/kg,并有较好的成浆性能,使用能制成60~65%浓度的水煤浆之煤种,才能使运行稳定。●气化压力高。工业装置使用压力在2.8~8.7MPa之间,可根据使用煤气的需要来选择。●气化技术成熟。制备的水煤浆可用隔膜泵来输送,操作安全又便于计量控制。气化炉为专门设计的热壁炉,为维持1350~1400℃温度下反应,燃烧室内由多层特种耐火砖砌筑。热回收有激冷和废锅两种类型,可根据煤气用途加以选择。●合成气质量较好。其有效组分(CO+H2)含量占80%左右,甲烷量<0.1%。碳转化率95~98%。冷煤气效率70~76%,气化指标较为先进。由于水煤浆中含有35~40%水分,因而氧气用量较大。●对环境影响较小。气化过程不产生焦油、萘、酚等污染物,故废水治理简单,易达到排放指标。高温排出的融渣,冷却固化后可用于建筑材料,填埋时对环境也无影响。●国产化程度高,投资较低。国内已经完全掌握了GE气化工艺,主要设备都可以国产化,只引进烧嘴、煤浆泵等少量设备,因此,投资省。●由于国内已经完全掌握了GE气化工艺,积累了大量的经验,因此,设备制造、安装和工程实施周期短,开车运行经验丰富,达标达产时间短。1.1.1.1壳牌(Shell)干煤粉气化工艺壳牌(Shell)干煤粉气化工艺在1972年就开始基础研究,1993年在荷兰建成日处理煤量为2000t的单系列大型气化装置。目前国内已有20套装置在建或已签合同,其中湖北双环、岳阳巴陵、柳州和安庆项目于2006年建成投产。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目引进Shell气化技术概况(单位:t/日)序号业主投煤量产品开车时间1中石化洞庭氮肥厂2000合成氨2006年2湖北双环化工集团有限公司1000合成氨2006年3柳州化工股份有限公司1300合成氨2006年4中石化湖北化肥分公司2000合成氨2007年5中石化安庆化肥分公司2000合成氨2006年6云天化集团云南天安化工有限公司2600合成氨2008年7云南沾化有限责任公司2600合成氨2008年8河南永城煤电(集团)有限责任公司2000甲醇2008年9中原大化有限公司2000甲醇2008年10中国神华煤制油有限公司2×2400制氢2008年11大连化工集团有限责任公司1300甲醇2008年12河南开祥化工有限公司1300甲醇2008年13天津渤海化工集团天津碱厂2×2400甲醇、合成氨工程设计中14贵州宏福化工有限公司2400甲醇、合成氨工程设计中15大唐国际多伦煤基烯烃3×2800甲醇2009年16河南鹤壁煤化集团2700甲醇工程设计中17云南云天化股份有限公司甲醇2008年签约18大同煤矿集团有限责任公司甲醇2008年签约19河南龙宇煤化工有限公司甲醇2008年签约Shell粉煤气化工艺具有如下特点:●采用干煤粉作气化原料,煤粉用惰气输送,操作十分安全。对煤种的适应性比较广泛,从较差的褐煤、次烟煤、烟煤到石油焦均可使用;对煤的灰熔点适应范围比其它气化工艺更宽,即使是高灰分、高水分、高硫的煤种也能使用。●气化温度高,一般在1400~1600℃,碳转化率高达99%。煤气中甲烷含量极少,不含重烃,CO+H2达到90%以上。●267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目氧耗低。采用干煤粉进料与水煤浆气化相比不需在炉内蒸发水分,氧气用量因而可减少15~25%,从而降低了成本。配套的空分装置规模相对缩小,投资也可相应降低。●气化炉采用水冷壁结构,无耐火砖衬里。水冷壁设计寿命按25年考虑。正常使用维护量很小,运行周期长,也无需设置备用炉。●每台气化炉设有4~6个烧嘴,对生产负荷调节更为灵活。Shell烧嘴保证寿命为8000小时,已超过连续16000小时运行。●热效率高。Shell煤气化的冷煤气效率达到78~83%,其余~15%副产高压或中压蒸汽,总的原料煤的热效率达98%。●对环境影响小。气化过程无废气排放。系统排出的融渣和飞灰含碳低,可作为水泥等建筑材料,堆放时也无污染物渗出。气化污水不含焦油、酚等,容易处理,需要时可作到零排放。●国产化程度较低,投资高。Shell气化炉非常复杂,加工和制造难度大,主要设备如气化炉内件需从国外进口,国产化程度较低,由此,造成投资大。●目前国外有一套用于发电的Shell气化炉在运行,2006-2008年期间,国内有多套Shell气化炉相继投产,为国内后续Shell气化炉设计、建设和运行积累了大量的经验。总体上看,Shell气化炉庞大且复杂,在设备制造、安装和工程实施方面难度大,周期长。1.1.1.1Siemens公司GSP干煤粉气化工艺GSP工艺技术于上世纪70年代末由前民主德国的德意志燃料研究所开发,目的是用高灰分褐煤生产民用煤气。1984年,在黑水泵市(SchwarZePumpe)的劳柏格(Laubag)电厂建立了一套130MW冷壁炉的商业化装置,原料处理能力为720t/天,该装置运行了10多年,未更换过气化炉烧嘴的主体和水冷壁。目前该技术属于德国Siemense公司。国内GSP工艺技术应用情况序号项目名称气化炉(台数)投煤量(t/d)备注267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1神华宁夏煤业集团有限公司5200050万t/a煤制烯烃2山西兰花煤化工有限责任公司2200030万t/a合成氨GSP工艺技术有以下特点:●GSP气化原料的适应范围广,可以气化褐煤、烟煤、无烟煤和石油焦,对煤的活性基本没有要求,对煤的灰熔点适应范围比其他气化工艺更宽,对于高灰份、高水分、高含硫煤同样适应。●GSP气化工艺的气化温度为1400~1600℃,碳转化率可达99%以上,甲烷含量低,煤气中有效组分(CO+H2)达90%以上,煤的消耗低。●GSP气化采用干粉进料,与水煤浆相比氧耗降低15%-20%,可以减少空分能力,节约投资。●已投入运行的气化炉压力为3.0MPa,单炉日处理煤720t。可以设计2000-2500t/天,甚至更大能力的气化炉。●热效率高,冷煤气效率为78%~83%,其余15%~20%热能可通过副产蒸汽进行回收,总气化热效率约为90%。●GSP气化炉的开工率高,维修基本上是每年一次,烧嘴的设计寿命为8000小时,实际使用已达10年未出现问题。气化炉的开停车比较灵活,所需时间比较短。●气化炉渣经激冷后成玻璃状颗粒,性质稳定,不污染环境。气化污水少,有害组分低,容易处理,可达标排放。●目前GSP气化炉仅有一套720t/天的装置运行,装置能力较小,工程放大还有一定风险。气化炉的结构较为复杂,需引进,国产化程度较低。●目前GSP气化炉用于化工生产尚无先例,开车运行经验少,可靠性有待验证。1.1.1.1对置多喷嘴水煤浆气化工艺267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目对置多喷嘴水煤浆气化技术是先进煤气化技术之一,是在Texaco水煤浆加压气化技术的基础上发展起来,具有完全自主知识产权。2000年,华东理工大学,原鲁南化肥厂(水煤浆工程国家中心的依托单位),中国天辰化学工程公司共同承担的多喷嘴对置水煤浆气化炉中试工程经过三方共同努力,于7月在鲁化建成投料开车成功,10月通过72小时考核,11月经过国家主管部门的鉴定及验收。多喷嘴对置式水煤浆气化技术工艺原理简图对置多喷嘴水煤浆气化技术涉及以纯氧和水煤浆为原料制合成气的过程,装置包括磨煤单元、气化及初步净化单元及含渣水处理单元,技术特点是:多喷嘴对置的水煤浆气流床气化炉及复合床煤气洗涤冷却设备;混合器、旋风分离器、水洗塔三单元组合煤气初步净化工艺;蒸发分离直接换热式含渣水处理及热回收工艺。除了华鲁恒升和兖矿国泰两个商业运行的多喷嘴对置水煤浆气化装置外,还有多个多喷嘴对置水煤浆气化装置正在施工建设或设计中:267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目新型水煤浆气化技术的项目应用状况工厂名称投煤量(t/d)气化炉(台数)气化压力(MPa)投产时间流程特点山东华鲁恒升化学有限公司75016.52004激冷流程兖矿国泰化工有限公司115011501+114.02005激冷流程山东滕州凤凰国产化大化肥30002+16.5在建激冷流程镇江索普CO/甲醇项目30002+16.5在建激冷流程山东鲁南化肥厂115014.02008激冷流程江苏灵谷合成氨项目18001+14.02009激冷流程神华宁煤18002+14.0在建激冷流程对置多喷嘴水煤浆气化技术技术特点如下:●对置多喷嘴气化炉和新型预膜式喷嘴的气化效率高,技术指标先进。与采用国外水煤浆气化技术的兖矿鲁南化肥厂同期运行结果相比,有效气成分提高2~3个百分点,CO2含量降低2%~3%;碳转化率提高2%~3%,比氧耗降低7.9%,比煤耗降低2.2%。●对置多喷嘴气化炉具有开车方便、操作灵活、投煤负荷增减自如的特点,尤其是新型水煤浆可灵活停下一对烧嘴另一对烧嘴可继续工作,气化炉以半负荷运行。●复合床型洗涤冷却技术的热质传递效果好,液位平稳,避免了引进技术的带水带灰问题。●分级式合成气初步净化工艺节能、高效。表现为系统压降低,分离效果好,合成气中细灰含量低(<1mg/Nm3)。●渣水处理系统采用直接换热技术,热回收效率高,克服了设备易结垢和堵塞的缺陷。对置多喷嘴水煤浆气化技术实在GE气化技术的基础上发展起来的,没有根本性的突破。而且其267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目气化炉烧嘴较多,停车检修或更换烧嘴时影响面较大,由于采用四喷嘴,需要配合多台高压煤浆泵及相应管线和仪表控制系统,加之炉体加长,气化流程中增加了分离器等,故投资与GE气化技术相比(计入专利费)差不多。此外,对置多喷嘴气化技术存在的不足之处是工业化运行装置较少,实际生产经验还需要进一步积累。1.1.1.1多元料浆气化技术多元料浆煤气化技术由西北化工研究院开发,其气化过程与GE煤气化技术的气化原理、反应机理基本相同,且两者同时期开发,研发时间长,技术成熟可靠,都有大型工业化装置并实现了长周期安全稳定运行。多元料浆气化技术在国内应用状况如下表:多元料浆气化技术建设装置表(单位:万t/a)序号企业名称规模用途运行时间1浙江丰登公司3合成氨20002浙江巨化公司6甲醇20023山东华鲁恒升公司30合成氨20044山东华鲁恒升公司30甲醇20065内蒙古三维资源集团有限公司20甲醇20086甘肃华亭中煦煤化工有限责任公司60甲醇20097内蒙古伊泰煤制油有限公司16煤制油20098久泰能源内蒙古有限公司90甲醇20099陕西咸阳化学工业有限公司60甲醇200910山西华鹿煤化工有限公司20甲醇200911安徽淮化集团有限公司30合成氨200912内蒙古奈伦集团有限责任公司30合成氨200913新疆天富热电股份有限公司30甲醇201014鄂尔多斯蒙华能源有限公司20甲醇201015山东阿斯德化工有限公司30合成氨201016贵州鑫晟煤化工有限公司30甲醇201017合肥四方集团20甲醇200918蒙大新能源60甲醇2010267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目19内蒙古伊化集团60甲醇201120贵州盘江煤电股份有限公司60甲醇2010多元料浆气化技术主要有以下特点:●原料适应性广,包括煤、石油焦、石油沥青、渣油、煤液化残渣、生物质等含碳物质以及纸浆废液、有机废水等液体废弃物。●新型结构的气化炉及独特的激冷器,具有结构简单,操作安全易控的特点,而且有利于热量回收、耐火材料保护及固液分离。●富有特色的固态排渣和液态排渣技术,不仅解决了高灰熔点原料的气化难题,而且从技术角度拓宽了原料适用范围。●成熟完善的系统放大技术,解决了不同规模、不同压力等级气化装置的工程化问题。已工业化装置的压力等级为1.3~6.5MPa,生产规模从年产3万t合成氨到年产90万t甲醇,单炉日投料量为150~2000t。该技术碳转化率高,为96%~98%。●通过气化原料的优化组合,既解决了原料成浆性问题,又解决了灰熔点问题,特别是难成浆原料的制浆问题,大大提高料浆的有效组成,降低了气化消耗。同时,解决了高浓度、高粘度料浆长距离输送的难题。●独具特色的灰水处理技术(I~III级换热闪蒸),减少了装置投资,简化了工艺流程。●设备完全立足于国内,投资少,效益显著。●三废排放少,环境友好,属于洁净气化技术。●通过40余年的开发和完善,多元料浆气化技术形成了完整、系统的专利体系。1.1.1.1非溶渣-溶渣分级气化技术267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目非溶渣-溶渣分级气化技术是清华大学和北京达立科科技有限公司针对GE水煤浆气化技术的优势和不足进行认真分析的技术上开发的煤气化技术,具有完全自主知识产权的煤气化技术。山西丰喜集团采用该技术(2x500t/d)建设用于10万t/a甲醇装置。非溶渣-溶渣分级气化技术示意图该工艺将煤的连续气化过程进行分级,和现有的气流床煤气化技术具有本质上的不同。主要技术特点如下:●氧气的分级加入提高气化炉下部的温度,整个气化炉的平均温度得到提高,气化反应更加充分,下部温度的提高使气化炉的排渣更加顺畅;●采用CO2、N2、水蒸汽等其它气体调节氧气和燃料的预混程度,调节火焰中心的温度和距离喷嘴端面的距离,降低喷嘴附近的温度,延长喷嘴的使用寿命;●二次氧气加强了气化炉内的物料混和,气化反应加强;物料混和的加强,延长了物料的停留时间,气化反应进行更加彻底;●减少了第二段的回流区,气化炉的有效气化空间增加,同样体积气化炉的生产能力提高;267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目●增加二次氧气系统并不会增加整个气化系统的复杂性和对测量、操作和控制精度的要求。1.1.1.1两段式干煤粉气化技术两段式干煤粉加压气化炉于2004年在陕西省渭南渭河煤化工集团公司内建成,处理煤量为36~40t/d,操作压力为3.0~4.0MPa,操作温度为1300~1800℃。截至目前,装置累计运行时间达到2300小时,试验了包括褐煤、烟煤、贫煤和无烟煤在内的十二种典型煤种,证明了两段式干煤粉加压气化流程的合理性,为我国干煤粉加压气化技术的发展和工程化奠定了坚实的基础,填补了国内在干煤粉煤气化领域的空白。2006年5月16日,科技部组织专家对装置进行了测试和验收,验收专家组认为,该项技术的各项指标均达到或超过了国外先进技术指标,具备了大型化的条件,顺利通过了国家科技部的验收。两段式干煤粉气化炉结构示意图两段式干煤粉加压气化技术具有如下工艺特点:267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目l煤种适应性广:煤种适应性广,从无烟煤、烟煤、褐煤到石油焦均可气化。l气化温度约1300℃~1600℃,压力可达4.0MPa,碳转化率高达99%以上,产品气体相对洁净,不含重烃,煤气中有效气体(CO+H2)高达90%以上。高温气化不产生焦油、酚等凝聚物,不污染环境,煤气质量好。l喷嘴冷却水系统能有效防止气化炉内高温对喷嘴造成过热损坏。软水经喷嘴冷却水泵分别进入一段喷嘴和二段喷嘴,出喷嘴的冷却水进入喷嘴冷却水冷却器进行冷却后循环使用。l干煤粉被气化剂雾化,在气化炉的一段(温度1300~1600ºC)煤与O2和H2O发生部分氧化反应,生成以CO+H2为主要成分的粗煤气。在气化炉二段(1000~1300ºC)送入少量煤、N2和蒸汽,主要进行煤的干馏热解、挥发分的二次裂解及水蒸汽的分解等反应。气化炉采用水冷壁结构,以渣抗渣,无耐火砖衬里,维护量少,运转周期长,无需备炉。l可以通过停掉两个煤粉喷嘴或减少喷嘴进煤量来调节气化炉处理煤量,负荷调节能力较强。l由于两段式干煤粉气化炉利用二段的化学反应,使炉内高温煤气温度降低,从而省去了常规干煤粉气流床气化的冷煤气再循环过程,从而大大降低了气化岛的自耗功,同时也省去了庞大的煤气压缩机,使废热锅炉和除尘器设备规模减小了一半。l两段气化形成的粗煤气(约900℃)离开气化炉进入废热锅炉,在废热锅炉内与脱氧水(4.9MPa,260℃)进行热交换,冷却至330℃左右。l氧耗比较低,因而与之配套的空分装置投资可减少。热效率比较高,一般冷煤气效率80%以上,另有约15%的能量被回收为中压蒸汽,总的热效率为95%以上。1.1.1工艺技术方案的比较和选择1.1.1.1煤气化技术常压固定床投资较低,但其必须使用块煤,碳转化率低、能耗高、气化强度低、污水中含焦油和酚,达标排放处理复杂,目前已基本淘汰。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目国内固定床气化还有富氧连续气化技术,虽然该技术连续气化无吹风气排放,污染较少,但只能采用焦炭或无烟煤作原料,原料价格高;且生成气中氮气含量高,不适合作合成甲醇的原料气。Lurgi和BGL气化技术入炉煤必须是块煤,原料来源受一定限制;煤气中含焦油、酚等,污水处理和煤气净化工艺复杂、流程长、设备多。该技术粗煤气中CH4含量较高,适合生产城市煤气,不适合生产合成气,不是公认的首选技术。本项目不予选用。本项目气化工序推荐采用气流床气化技术,目前国内外具有代表性的Shell、GE、GSP、多喷嘴、多元料浆等气化技术的比较如下:267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目气流床煤气化工艺技术比较序号工艺名称ShellGEGSP对置多喷嘴多元料浆1进料方式干粉煤粉煤锁斗系统比较复杂,要求防爆、防泄漏60~65%水煤浆输煤系统简单,操作方便干粉煤粉煤锁斗系统比较复杂,要求防爆、防泄漏60~65%水煤浆输煤系统简单,操作方便煤:60-65%油:10-15%水:20-30%2气化工艺气流床液态排渣气流床液态排渣气流床液态排渣气流床液态排渣气流床液态排渣3适用煤种褐煤、次烟煤、烟煤、无烟煤、油渣次烟煤、烟煤、油渣褐煤、次烟煤、烟煤、无烟煤、油渣次烟煤、烟煤、油渣次烟煤、烟煤、油渣4烧嘴数量4-6,灵活性大1,灵活性小1,灵活性小4,灵活性大15气化压力MPa2.0~4.02.8~8.72.0~4.04.0~6.51.3-6.56气化温度℃1400~16001300~14001400~16001300~14001300-14007气化剂氧气+蒸汽氧气氧气+蒸汽氧气氧气8单炉最大投煤量t/d3000≥20007202000750-18009氧气消耗(km3CO+H2)330~360380~430330~340380~430~40010碳转化率%~99~98~99~9896-9811冷煤气效率%78~8370~7678~8372~78~7612总热效率%98(废锅流程)9090(激冷流程)90-13操作弹性%50~13070~11060~12060~120-14对环境影响低低低低低15工艺技术成熟度较高高一般高高16设备国产化程度较低,引进气化炉内件高,引进烧嘴、煤浆泵较低,引进气化炉高,引进烧嘴、高267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目煤浆泵17制造、安装周期、工程实施难度难度大难度小难度较小难度较小难度小267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目从以上五种气流床气化工艺的特点可以看出,Shell和GSP均属于粉煤气化工艺,与水煤浆气化工艺相比,在煤种适应性、氧气消耗、碳转化率、热效率等方面占有一定的优势,但在技术的可靠性、投资、国产化、工程实施、生产经验等方面不如水煤浆气化工艺。本项目气化用煤水分含量低,属低硫含量的较易成浆性煤种;其灰分含量较低,固定碳含量高、发热量高,可磨性中等,反应活性中等。。从设计煤种的煤质指标和以往生产使用情况判断,干粉煤气化和水煤浆气化工艺均适用于该煤种的气化,都可以作为本项目的备选煤气化技术。以Shell、GSP为代表的国外先进粉煤气化技术工艺技术指标先进,尤其是Shell在国内已经开车成功,本项目可充分借鉴其建设和操作经验,但引进国外干粉煤气化工艺最大的弱点是投资高;尽管GSP气化技术投资较Shell技术低,单比水煤浆仍然高出很多,而且国内外也没有用于甲醇生产的经验可以借鉴。目前,我国自主开发的水煤浆气化技术已经成熟,并达到国际先进水平,大型工业化装置国产化率达90%以上,气化炉在国内制造,可以控制并节省大量投资、同时可有效缩短建设周期。此外,水煤浆气化技术国内支撑率高,生产运行管理经验多,风险少,因此本项目推荐采用水煤浆气化技术。国内运行经验比较丰富的有GE水煤浆加压气化技术和西北化工研究院开发的多元料浆气化技术。目前,水煤浆加压气化压力可以采用2.8MPa、4.0MPa、6.5MPa和8.7MPa,四种气化压力均已有大型装置的运行经验。甲醇装置气化系统压力采用8.7MPa,甲醇合成采用低压等温甲醇合成技术,可以充分利用气化系统的压力,实现甲醇等压合成,甲醇能耗可以比6.5MPa气化压力降低5%,节能效果显著。但8.7MPa气化技术仅需配置6台气化炉,从停车、倒炉到维修的工作量要比6.5MPa气化炉降低很多,而且国内缺乏成熟、完善的生产、管理经验。因此,本项目暂推荐采用多元料浆气化技术,气化压力为6.5MPa。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目多元料浆加压气化技术,以煤、石油焦、石油沥青等含碳物质和油(原油、重油、渣油等)、水、添加剂等经优化混配形成多元料浆气化技术,已成功地应用于油气化装置的改造,并建有多套工业化装置,能够满足本项目的建设要求。1.1.1.1气化炉规格气化炉的规格有φ2800、φ3200二种,可根据合成气规模确定。本项目日处理煤量为7664t,拟选用φ3200气化炉8台,6开2备。气化炉检修时间为每40天左右一次,每次约需10天左右,每年至少更换或检修耐火砖一次,时间约1个半月,因此,两台备用气化炉可以保证安全稳定连续生产。1.1.1.2灰水处理灰水处理系统主要包括:高温闪蒸单元、低温闪蒸单元和黑水澄清单元、细渣过滤单元。1.2变换1.2.1工艺技术概况采用GE水煤浆气化所产合成气生产甲醇,由于煤气化送出的6.2MPa粗煤气中CO含量为49%(干基)左右,H2含量为33%,且原料气中硫含量较高,不符合甲醇合成的要求,因此必须部分变换,增加H2含量,才能满足甲醇合成的要求。变换反应方程式如下:CO+H2O→CO2+H2+Q在催化剂作用下,原料气中的CO与H2O反应生成相应量的CO2和H2,并放出大量反应热。CO变换技术是随变换催化剂的进步而发展的。变换催化剂的性能确定了变换工艺的流程及其先进性。采用Fe-Cr系变换催化剂的变换工艺,操作温度在350~550℃,称为中、高温变换工艺。其操作温度较高,原料气经变换后仍含有3%左右的CO。Fe-Cr系变换催化剂的抗硫能力差,适用于总硫含量低于100ppm的气体。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目采用Cu-Zn系变换催化剂的变换工艺,操作温度在200~280℃,称为低温变换工艺。这种工艺通常串联在中、高温变换工艺之后,将3%左右的CO降到0.3%左右。Cu-Zn系变换催化剂的抗硫能力更差,适用于总硫含量低于0.1ppm的气体。采用Co-Mo系变换催化剂的变换工艺,操作温度在200~550℃,称为宽温变换工艺。其操作温度较宽,流程设计合理,经变换后CO可降至0.3%左右。Co-Mo系变换催化剂的抗硫能力极强,对总硫含量无上限要求。国内外对上述三种变换工艺及其不同组合均有丰富的使用经验。1.1.1工艺技术方案的比较和选择1.1.1.1变换工艺选择本装置采用水煤浆气化工艺生产粗合成气,粗合成气具有蒸汽分压高、硫含量较高,分压大的特点,适合采用耐硫变换工艺。耐硫变换较非耐硫变换有以下优点:●可以避免冷热病。采用水煤浆加压气化工艺,工艺气含有一定的温度和大量的水蒸汽,采用耐硫变换不必将气体冷却,还可以利用其中的水蒸汽满足变换反应的需要,降低蒸汽耗量。●钴钼系催化剂具有有机硫加氢转化功能,可以有效降低有机硫含量。●钴钼系催化剂活性高,特别是低温活性要比铁铬系高得多,使用钴钼系催化剂可以降低催化剂装量,减小反应器体积。生产甲醇工艺变换方案的关键在于控制变换气中的CO含量,使其满足合成甲醇工艺气要求的(H2-CO2)/(CO+CO2)=2.05~2.1的氢碳比。为了实现这个要求,变换方案可以有全气量、部分变换和部分气量、深度变换两种方案。全气量部分变换方案为所有的工艺气均经过变换反应器,变换气中CO含量的调节方式采用控制变换炉出口温度的方式控制;部分气量深度变换方案采用部分气体经变换反应器进行变换反应,部分气体经旁路去后系统,调节两股气体的比例来控制最终的CO含量。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目部分气量深度变换的优点是由于部分气体进变换炉,气量少,气体中水/汽比高(约1.4),变换反应推动力大,催化剂用量少,其中变换气体中的有机硫约95%以上可转化为H2S;通过调整入变换炉的气量调节变换气中H2/CO比,容易调整,变换炉及粗煤气预热器设备小,可以有效降低变换单元的投资。综上所述,本项目推荐采用宽温耐硫部分变换工艺,整个流程包括:合成气变换、热量回收和冷凝液回收。其中,变换炉采用轴径向反应器,内件进口,外壳国内供应。1.1.1.1变换催化剂选择目前,国内外Co-Mo系耐硫催化剂研制单位和生产厂家较多,根据催化剂使用的操作压力,分为小于2.5MPa和大于2.5MPa二大类,如上海化工研究院生产的B301及SB系列、湖北化学研究所生产的B302Q、B303Q等、齐鲁石化研究院生产的QCS-02及其系列,这些催化剂均使用在小于2.5MPa压力的变换工艺中。而湖北化学所的生产EB-6、齐鲁石化研究院生产的QCS-01、QCS-04、英国JohnsonMatthey公司生产的K8-11、K8-11/1等催化剂均使用在大于2.5MPa压力的变换工艺中,这类催化剂适合本装置,下表将催化剂性能及使用业绩进行对比说明。催化剂使用性能及业绩表催化剂EB-6K8-11QCS-01QCS-04生产厂家湖北化学所JM公司齐鲁石化院齐鲁石化院堆密度1.0~1.50.73~0.750.75~0.820.85~0.90适用压力≤5.0MPa≤10.0MPa≤10.0MPa≤5.0MPa已使用压力2.9MPa8.1MPa8.1MPa5.0MPa起活温度200℃200℃200℃180℃干气空速~3500~5500~3500~4500使用寿命3年5年4年3年价格5.5万元/m313万元/m310万元/m37万元/m3从上表可看出K8-11和QCS-01比较适合本装置。K8-11可使用在宽温变换和低温变换,国内最早引进的大型合成氨变换装置均采用K8-11,使用经验丰富。近几年,齐鲁化工研究院研究推出的QCS-267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目01催化剂逐步替代国内大型装置引进的K8-11催化剂,已有较多的使用经验。因此,本项目宽温变换工艺催化剂可在选择K8-11和QCS-01中选择,均可国内生产供应。1.1酸性气体脱除1.1.1工艺技术概况酸性气体脱除的任务是脱除变换气中H2S、少量有机硫和CO2。脱硫工艺一般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,属气体粗脱硫范畴,一般可分为物理吸收和化学吸收二种,常用的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。除了栲胶、ADA法外,其它的各种湿法脱硫工艺常常与脱碳一并考虑。目前,世界上脱碳工艺,根据操作过程的特点和机理,基本上分为以下三大类:(1)化学吸收法化学吸收法利用气体中CO2能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分解出活性组份和CO2。常用的工艺有MDEA法、热钾碱法等。(2)物理吸收法物理吸收法利用气体中CO2能溶解于某些溶剂,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出酸性气。常用的工艺有碳丙法、Selexol法(国内称为NHD法)、低温甲醇洗法、NMP法等。(3)物理化学吸收法物理化学吸收是利用某些溶剂对CO2的吸收具有化学反应和物理吸收两种机理来脱除CO2。再生除减压闪蒸、气提外,还需热再生才能将酸气彻底释放出来。常用的工艺有MDEA法等。甲醇合成工序要求本工序,将变换气中的H2S、COS、CO2267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目等脱除,使其H2S<0.1ppm,CO2约2-4%(v)。在国内外大型工业化装置中使用脱硫、脱碳的工艺方法很多。而较常使用的有:MDEA脱硫脱碳,NHD(Selexol)脱硫脱碳、低温甲醇洗脱硫脱碳。采用何种酸性气体脱硫技术是根据原料气的性质和产品气的要求而选择不同方法。在本装置中脱除CO2气体采用物理吸收比较有利,这是因为化学吸收法中溶剂的循环量在活性组分浓度一定时与酸性气含量成正比,CO2的高含量会使溶剂循环量急剧增加,这将造成系统的操作能耗大大增加,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。物理吸收法中按照吸收温度的不同,一般分为热法和冷法。热法中以Selexol工艺最为著名,冷法则以低温甲醇洗(通常称Rectisol)为代表。二者的技术说明如下:1.1.1.1NHD(Selexol)脱硫、脱碳工艺用聚乙二醇二甲醚溶液作吸收剂的气体净化过程,国外称为Selexol法,Selexol工艺是由Allied化学公司于六十年代开发的,1993年UOP公司取得Selexol技术许可证。Selexol于八十年代初开始从合成气中脱除CO2,以后发展为从气体中选择性脱除酸性气体。国内南京化工研究院于八十年代经过研究,获得了物化性质与Selexol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Texaco造气、NHD脱硫、脱碳,年产8万t合成氨的工业化示范装置,变换气经NHD脱硫、脱碳后,净化气CO2<0.2%,总硫小于50ppm。目前,国内已广泛采用该工艺,已经建成淮南18万t/a合成氨、神木20万t/a甲醇装置等。NHD由于是国内技术,装置投资相对低一些,但受工艺自身的限制,装置的运行费用相对较高。NHD(Selexol)脱硫、脱碳工艺技术特点如下:●溶剂对CO2、H2S等酸性气体吸收能力强;●溶剂的蒸汽压低,挥发性小;267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目●溶剂不氧化、不降解,有很好的化学和热稳定性;●溶剂对碳钢等金属材料无腐蚀性;●溶剂本身不起泡;●具有选择性吸收H2S的特性,并且可以吸收部分COS等有机溶剂;●溶剂无臭、无味、无毒,但价格较贵;●溶剂在常温下吸收,脱硫采用热再生,脱碳采用气提再生,热耗较低;●采用水力透平回收热量,减少溶液输送功耗;1.1.1.1低温甲醇洗脱硫、脱碳工艺低温甲醇洗是50年代初德国Linde公司和Lurgi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体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。低温甲醇洗工艺技术成熟,在工业上有着很好的应用业绩,被广泛应用于国内外合成氨、合成甲醇和其他羰基合成、城市煤气、工业制氢和天然气脱硫等气体净化装置中。在国内以煤、渣油为原料建成的大型合成氨装置中也大都采用这一技术。低温甲醇洗脱硫、脱碳技术特点如下:●溶剂在低温下对CO2、H2S、COS等酸性气体吸收能力极强,溶液循环量小,功耗少;●溶剂不氧化、不降解,有很好的化学和热稳定性;●净化气质量好,净化度高,CO2<20ppm,H2S<0.1ppm;●溶剂不起泡;●具有选择性吸收H2S、COS和CO2的特性,可分开脱除和再生;●溶剂廉价易得,但甲醇有毒,对操作和维修要求严格;●该工艺技术成熟,目前全世界约有87套大中型工业化装置。该工艺需从国外引进。由于操作温度低,设备、管道需低温材料,且有部分设备需国外引进,所以投资较高;●低温甲醇洗溶剂在低温(-50℃)下吸收,含硫酸气采用热再生,回收CO2采用降压解吸,脱碳采用气提再生,热耗很低;267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目虽然低温甲醇洗工艺投资较高,但电耗低、蒸汽消耗低,溶剂价格便宜,操作费用低。特别是脱硫的净化度高,对甲醇生产十分有利。1.1.1工艺技术方案的比较和选择NHD工艺和低温甲醇洗工艺比较如下:NHD工艺和低温甲醇洗工艺比较序号工艺方法名称低温甲醇洗NHD1工艺指标处理气量88000Nm3/h88000Nm3/h吸收压力3.1MPa3.1MPa吸收温度-26/-51℃0~-5℃原料气中CO2含量-40%(mol%)-40%(mol%)总硫含量-0.9%(mol%)-0.9%(mol%)净化气中CO2含量≤20ppm≤0.1%总硫含量≤0.1ppm<1ppm溶液吸收能力160-180Nm3CO2/m340-55Nm3CO2/m3CO2纯度>99%(mol%)>98.5%(mol%)2占地占地面积3000m22800m23气体损失气体损失净化损失占总H2量的约0.12%净化损失占总H2量的约0.4%4溶剂循环量溶剂循环量贫甲醇循环量在370m3/h左右贫NHD循环量在1150m3/h左右5溶剂一次充填量溶剂一次充填量甲醇一次充填量350m3左右NHD一次充填量320m3左右6新鲜水--15m3/h7公用工程消耗冷却水308m3/h374m3/h电776kWh1600kWh蒸汽(0.5MPa)9t/h19t/h蒸汽(1.0MPa)1.5t/h氮气7000Nm3/h7000Nm3/h氨冷量3*106kcal/h1.7*106kcal/h甲醇或NHD消耗约44kg/h约8.3kg/h8投资总投资约6300万元约5500万元267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目由以上二种工艺技术特点及技术经济比较数据可以看出,从技术先进及公用工程消耗上采用低温甲醇洗工艺明显优于NHD工艺。因此,变换气的酸性气体脱除推荐低温甲醇洗工艺技术。目前,国外低温甲醇洗工艺国外有Linde工艺和Lurgi工艺二种流程,二者在基本原理上没有根本区别,而且技术都很成熟。两家专利在工艺流程设计、设备设计和工程实施上各有特点。国内大连理工大学经过近20年的研究,也开发成功了低温甲醇洗工艺软件包,并获得了国内两项专利。●Linde低温甲醇洗工艺流程采用Linde的专利设备――高效绕管式换热器,提高换热效率,特别是多股物流的组合换热,节省占地、布置紧凑,能耗较省;但高效绕管式换需要国外设计(可国内制造)。原料气进入低温甲醇洗装置后,喷入少量循环甲醇,防止气体结冰,避免系统阻塞。在甲醇溶剂循环回路中设置甲醇过滤器,除去FeS、NiS等固体杂质,防止其在系统中积累而堵塞设备和管道。一般采用氮气气提浓缩硫化氢,二氧化碳回收率70%。●Lurgi低温甲醇洗工艺流程由于没有中间循环甲醇提供冷量,吸收所需的冷量全部由外部供给;甲醇溶液吸收温度低,甲醇溶液循环量相对较大,相对于林德流程能耗稍高,吸收塔的尺寸也较大。系统冷量全部由外部提供,操作调节相对灵活。●大连理工大学低温甲醇洗工艺流程大连理工大学从1983年开始进行低温甲醇洗的工艺过程研究,在中石化和浙江大学的协助下1999年该项研究通过了中石化的鉴定,2000年获得了中石化科技进步三等奖,并且获得了国内两项专利申请。经改进后该技术采用六塔流程,与林德工艺相似,据介绍冷负荷和设备投资比林德工艺低~10%。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目利用该项开发成果大连理工大学为国内采用低温甲醇洗工艺的8个厂进行了过程分析,为改进操作提出了有益的建议。同时该技术由大连理工大学提供工艺包,也被德州化肥厂国产化大化肥项目、渭河化肥厂20万t/a甲醇等项目先后采用。考虑Linde与Lurgi二种低温甲醇洗工艺都非常成熟,尽管各有特点,但其消耗相差不大。而大连理工大学低温甲醇洗工艺虽然技术指标不比国外技术差,但鉴于该技术尚未在大型装置上应用,考虑到本项目装置规模大,采用国内技术存在着一定的风险。从目前情况看,在本项目低温甲醇洗装置中Linde与Lurgi两种工艺流程均可采用,最终选择何者,还要参考商务报价、设备制造周期等相关因素确定,本项目可研报告推荐选用Linde低温甲醇洗工艺。由于运输尺寸限制,低温甲醇洗工段推荐按双系列考虑。1.1硫回收硫回收工艺种类繁多,主要可分为两大类:一类是固定床催化氧化法,另一类是湿式氧化法。第一类主要代表是克劳斯(Claus)法,它是目前炼厂气、天然气加工副产酸性气体及其它含H2S气体回收硫的主要方法。其最大的特点是:流程简单、设备少、占地少、投资省、回收硫磺纯度高。林德(Linde)公司开发的Clinsulf法可以处理低H2S含量的酸性气体,H2S含量小于15%,最低可达3~7%(vol%),此工艺目前有多套工业化装置。鲁奇(Lurgi)的Sulfree工艺在世界范围内已有多套工业化装置,我国也引进了多套。该工艺与传统的克劳斯工艺接近,对原料气中H2S浓度有要求(>25%)如果原料气硫含量偏低,整个装置出现低负荷运转,当负荷低于25%时,Sulfree装置便不能正常运行,因而总硫回收率受到影响。加拿大Delta公司的MCRC硫回收工艺是一种亚露点Claus转化,即改变了常规Claus反应的平衡条件,在低于硫的露点下操作,三级MCRC转化,硫回收率可达99%,它不仅是一种硫回收方法,也是较好的尾气净化方法;荷兰Comprimo公司开发的超级克劳斯硫回收工艺,一改以往单纯增加转化级数来提高H2267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目S的方法,在两级普通克劳斯转化之后,第三级改用选择性氧化催化剂,将H2S直接氧化成元素硫,总回收率达99%以上,在国内外已有多套工业装置。第二类主要有国内的栲胶法,还有国外的LO-CAT工艺(空气资源公司开发)等。栲胶法在国内合成氨厂已普遍使用,操作经验丰富,但设备数量多、投资大,且尚无用于高CO2含量酸气的先例。本项目酸气中CO2含量较高,因此不适用此法。LO-CAT法工业化于1976年,该法流程简单。硫回收率高达99.85%,但容易起泡,引起堵塔等一系列操作问题,影响推广应用。典型的克劳斯装置通常由一个燃烧段和随后的二个或三个催化转化段组成,燃烧段由带有燃烧室的燃烧炉和废热锅炉组成,在燃烧段,克劳斯原料气中1/3的硫化氢按照下面的化学反应式燃烧生成二氧化硫,根据克劳斯平衡反应,SO2与剩余的H2S反应生成单质硫:3H2S+3/2O2→2H2S+SO2+H2O2H2S+SO2→3/2S+2H2O在燃烧室典型的1200℃温度条件下,硫的转化率为60~70%,由于原料气中含有CO2、NH3和烃类等杂质,因此,在燃烧段可产生许多副反应,反应后的气体离开燃烧室,进入废热锅炉冷却至160℃左右,回收热量产生蒸汽,以冷凝分离液硫,工艺气再经加热后,将在有克劳斯催化剂的反应器里利用催化剂使克劳斯平衡反应向生成硫的方向进行,以进一步提高硫的转化率。克劳斯反应段由工艺气加热器、催化反应器和硫磺冷凝器组成。硫磺在克劳斯反应器后冷凝分离,未反应的气体进入下一个催化反应段继续反应和生成硫,其反应过程如下:2H2S+SO2→3/2S+2H2O对于H2S含量高的富酸性气,设有二个反应段的克劳斯装置理论上的回收率为96%,设有三个反应段的克劳斯反应段的克劳斯装置理论的上的硫回收率为98%,但在实际上,由于受到各种条件的限制,硫的回收率只能达到94~97%。而H2S267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目含量在25%V左右的酸性气,硫回率将更低。造成硫回收率低的原因,除了催化剂失活外,主要受到以下几个方面因素的限制。●热力学因素限制了硫的转化率;●水汽含量增加,相应降低了工艺气中硫化氢和二氧化硫的浓度;●由于发生副反应,生成了一些难以转化的硫化合物;●对空气和酸气配比调节控制的局限和滞后。目前世界上硫回收率较高的硫回收装置一般都配有相应的尾气处理单元,这些先进的尾气处理单元或与克劳斯硫回收装置联合为一个整体装置,或单独成为一个贫酸气硫回收装置。目前先进的克劳斯尾气处理技术主要有:还原吸收、选择性氧化、内冷式反应器、亚露点、氧化吸收等。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目克劳斯尾气处理技术工艺类型最低H2S浓度要求适宜的生产能力克劳斯段硫回收率总硫回收率技术来源是否满足环保相对投资%运行费用%工艺特点克劳斯二级>20%<20t/d~96%~96%国内可靠不能80低适用于20t/d以下的小型装置,工艺简单连续,要求H2S/SO2≈2,有机硫完全水解。克劳斯三级>20%<50t/d~98%~98%国内可靠不能100低适用于50t/d以下的中型装置,工艺简单连续,要求H2S/SO2≈2,须装填使用高活性毓催化剂,有机硫完全水解。还原吸收法SCOT不限>100t/d~95%99.8%国内可靠能200高已建7~2100t/d装置,工艺连续,投资消耗较高,SO2排放<300ppm,最低可至1~50ppm,不要求特别严格的H2S/SO2比率控制和有机硫的完全水解,适于规模为100t/d以上的大型装置。选择性氧化Superclaus>20%>10t/d~96%99.5%国外可靠可能120较低已建7~450t/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/SO2>2,选择性氧化段空气过量,操作简单。亚露点(MCRC,sulfreen)>5%>10t/d~96%99%国外可靠可能125较低已建13~500t/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/SO2≈2,比率控制要求严格,操作控制要求高。内冷式反应器(Clinsulf-ssp)1~20%~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/SO2≈2,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。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目加氢还原吸收尾气处理是目前世界上公认的最彻底的制硫尾气处理工艺。加氢还原吸收工艺是将硫回收尾气中的元素S、SO2、COS和CS2等,在很小的氢分压和极低的操作压力下,用特殊的尾气处理专用加氢催化剂,将其还原和水解为H2S,再用醇胺溶液吸收,吸收H2S的富液经再生处理,富含H2S气体返回硫回收装置,经吸收处理的净化气中的总硫<300ppm。其特点可大致归纳如下:(1)在克劳斯硫磺回收界区的下游,将尾气预热、加氢还原,还原气急冷和H2S吸收、解析等4个工序组成一个相对的工艺界区。解析出的H2S气返回系统,上游克劳斯装置任何条件的波动对本装置的操作无影响。因此,当硫磺回收装置尾气的组成、流量、温度、压力等状态参数强烈波动时,尾气处理装置仍能保持平稳运转,通常操作弹性范围20%~200%。(2)装置的硫负荷能力很高。即使上游装置的硫磺回收率仅为90%左右仍不会影响处理后尾气中硫的净化度,故上游装置只设置2个转化器,可以不使用价格昂贵、操作条件要求高的有机硫水解催化剂。(3)加氢还原工序的效率高。除SO2外,尾气中所有的有机硫化合物(COS、CS2、各种硫醇等)以及元素硫均可被还原成H2S而返回硫磺回收装置,从而使装置的总硫磺回收率达到99.95%。该工艺相对流程复杂,操作工艺条件苛刻,设备投资较大。通过上述分析,本项目硫回收装置推荐采用克劳斯加SCOT尾气处理的硫回收工艺,具有成熟可靠、装置硫负荷能力强、脱硫效率高(可达99.95%)的优点,尾气处理工艺可以保证尾气排放达到环保要求。1.1冷冻设置冷冻工序向低温甲醇洗和空分装置提供冷量。冷冻装置是将制冷剂通过制冷压缩机及辅机由压缩、冷凝、节流、蒸发(提供冷量)四个过程组成制冷循环,为用户提供冷量。工业上常用的制冷剂有氨、丙烯等介质,其中溴化锂制冷常用于需要0~5℃冷量的场合,氨制冷技术常用于需要-5~-35℃冷量的地方,丙烯制冷常用于需要-45℃以上冷量的场合。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目常用的制冷压缩机种类有往复式、螺杆式、离心式压缩机等。往复式压缩机单台制冷量小,能耗高,维修量大,占地大,价格也较高;螺杆式压缩机具有回转式运转和容积式压缩制冷的优点,制冷量可无级调解,运行平稳,操作方便,年连续运行可达8000小时;离心式压缩机制冷单台制冷量大,具有转速高,蒸发温度低,维护简单,占地面积小,能经济方便调解制冷量的优点。由于本项目蒸发温度低,操作工况多,制冷量需求大,因此,推荐采用离心式丙烯压缩机制冷技术。同时离心式压缩机采用蒸汽透平驱动,可以合理利用副产的蒸汽,有很好的节能效果。氨制冷压缩机制冷系统较为复杂,维护和维修工作量大,占地面积大,一次性投资高;丙烯离心式压缩机制冷系统简单,占地面积小,一次性投资低,制冷介质丙烯为本项目的产品之一,容易获得,因此本装置推荐采用丙烯离心压缩机制冷技术。为提高制冷循环的经济性,节约能源和制取低蒸发温度下的冷量,采用节能型双级离心式压缩制冷循环,工艺流程中带有“中间省功器”。采用省功器后,部分中间压力的低温气体补入压缩机的二级入口,起到了一次补气冷却的作用,从而达到节能的效果。另外,实行中间节流后,单位质量工质的制冷量增大,节省了丙烯蒸汽进入一级压缩的压缩功,达到了省功的目的。项目所需冷量表序号用户蒸发温度冷冻量1低温甲醇洗-40℃26800kW2低温甲醇洗0℃5400kW1.1合成气压缩本项目甲醇装置采用等压合成,仅设置循环气压缩机,采用离心式压缩机。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1甲醇合成1.1.1工艺技术概况目前世界上甲醇生产主要采用低压法(5~10MPa),七十年代后国外新建的大中型甲醇装置全部采用低压法,低压法是大规模甲醇工业化装置的发展主流。各种甲醇工艺过程类似,主要区别在于反应器的设计、反应热的移走及回收利用方式的不同,另外所用催化剂亦有差异。甲醇合成系统包括合成气压缩(等压合成除外)、甲醇合成、热量回收、甲醇分离等。甲醇合成塔是核心设备,目前先进的合成塔主要有以下几种:(1)冷激合成反应工艺技术该技术也因其成熟可靠,结构简单,造价低而有愈多应用业绩。但因其出口甲醇浓度仅在4%左右,不能有效地回收反应热,故近年来,在大型甲醇装置中逐渐被等温式反应技术和气冷-水冷联合反应器所取代。(2)Lurgi气-水冷联合反应器技术Lurgi公司近年来在大型甲醇装置上运用了Mega集成化合成塔,用于年生产能力超过100万t/a的甲醇装置。为了实现大型化装置的单系列,鲁奇采用了Lurgi冷管塔和Lurgi管壳塔的串联组合结构,有效地综合了合成气生产和甲醇合成中的经济性和可靠性,其具有如下优点:l较其传统的等温列管式反应器相比,单程转化率明显提高,循环气量可降至前者的一半;l联合技术中水冷反应器的反应温度可大幅提高,t醇可产0.8t4.0~5.0MPa中压蒸汽;l省略了原有的中间换热器,循环气量的减少,在降低循环压缩机功耗的同时,也降低了其规模及其它相关设备的尺寸,从而可使合成投资费用降低至原等温列管式反应器技术的40%;267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目l单系列能力大,单系列能力可达7000t/日规模。Lurgi甲醇合成反应器示意图目前采用该技术建设的165万t/a甲醇装置已在特立尼达和多巴哥投产。国内大唐国际和神华宁煤50万t/aMTP项目均采用该技术,单系列生产能力为167万t/a,其中大唐国际项目将于2009年投料试车。(1)Davy的SRC径向产汽合成塔技术原料合成气由上到下径向通过装有催化剂床层的壳侧,通过控制蒸汽压力来控制催化剂的床层温度,达到接近等温的温度分布。此合成塔相当于一个垂直的立式管壳式换热器,催化剂装在壳与管之间,沸水则在管侧蒸发上升,原料气从上进入塔内催化剂床,反应气被外面的沸水冷却,使操作温度更接近最佳温度曲线,该反应器的特点是:l催化剂在壳侧有更高的催化剂容量同时易装载;l等温反应有利于提供催化剂寿命;l单程径向流的低压降低能耗;l反应器可副产1.5~2.5MPa的低压蒸汽。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目Davy甲醇合成反应器示意图Davy公司在特立尼达建设的甲醇由两台蒸汽上升式反应器串/并联流程组成的日产5400t甲醇装置已于2005年10月投产。2006年12月包头神华煤化工有限公司与Davy公司签订了5500t/日甲醇技术引进合同,采用两个合成塔耦合串并联。(1)CasaleI.M.C等温合成反应器技术原料合成气经过两个催化剂床层,反应热被置于催化剂床层中的板式换热器移走,上床层气体从上到下轴向走向,锅炉给水在上床层底部进入,逆流副产中压蒸汽。按设计需要,上床层反应热可灵活的用于产汽、预热锅炉水或预热进料气。下床层为轴径向气气换热以保证低压降,进料气预热到上床层初反应温度进入催化剂上床层反应。该反应器的特点是:l塔内操作温度与最佳温度曲线偏离小,单程转化率高合成塔效率高;l循环量小,动力消耗和公用工程消耗小;l设备尺寸相对较小,单台生产规模大。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目Casale甲醇合成反应器示意图轴径向合成塔的缺点是催化剂筐需要更换,催化剂装卸复杂。优点是大型化的潜力大。轴径向合成塔的生产能力取决于塔的高度,合成塔过高造成催化剂装卸困难。一般塔高为16m,相应的生产能力为5000t/d。上海焦化有限公司45万t/a甲醇装置、新能能源有限责任公司60万t/a甲醇、山东久泰能源(内蒙古)有限公司100万t/a甲醇装置采用了Casale的IMC板间换热式甲醇合成技术。Casale承接的最大甲醇项目是伊朗正处于项目设计阶段的7000t/d天然气制甲醇项目。(1)Topsφe绝热式甲醇合成塔Topsφe公司采用3台串联绝热式甲醇合成塔,在第一、第二甲醇合成塔出口设废热锅炉回收热量,第三甲醇合成塔出口气体预热第一甲醇合成塔的人口气体。Topsφe公司的绝热式甲醇合成塔与多段激冷式合成塔相比有以下特点:l较高的单程转化率。l较低的催化剂用量。l热量回收好。l设计简单,设备制造容易,便于运输。l单系列生产能力大。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目l缺点是设备台数多,流程复杂,投资较大。l要求在反应器之前设置保护床,对合成气进一步净化,使合成气中总硫小于5×10-9。(1)MHI/MGC管壳-冷管复合型SPC甲醇合成技术日本三菱重工(MHI)和三菱瓦斯(MGC)共同开发的SPC(Superconverter)甲醇合成器,相当于一个垂直的简单双套管换热器。催化剂装在内管和外管之间,沸水则在管壳间循环,原料气从下面进入内管,被加热后的气体进入催化剂床,反应气被外面的沸水冷却,同时被里面的气体冷却,使操作温度更接近最佳温度线。沿内管和外管流动的气流是相反的,合成气进入催化剂层的入口温度最高,在向出口流动时逐渐降低。该反应器反应温度随着反应进程而降低,反应温度曲线与最大反应速率曲线吻好最好,平衡温距小,单程转化率(甲醇出口浓度)高,与其它反应器相比,其具有如下特点:l单程转化率高,甲醇出口浓度可达其它反应器的1倍;l合成循环气量大幅降低,循环压缩机功耗也大幅降低,t甲醇综合能耗可降低9%以上;l单系列生产能力高,可达2500t/日。三菱甲醇合成反应器示意图(2)MRF多段径向流动甲醇合成技术267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目日本东洋工程公司(TEC)开发出一种新型节能降耗的多段内冷式(间接冷却)径向流动(简称MRF)甲醇合成塔,该合成塔是一个立式圆筒形压力容器,由受压外壳、一个带中心管的催化剂筐以及与锅炉给水汽化总管和蒸汽集气总管相连接的立式锅炉列管(冷却管)组成。列管排列成若干层同心圆,垂直安装在催化剂床层上,合成气由中心管进入,然后径向流动通过催化剂层进行反应,反应后的气体汇集于催化剂筐与合成塔外壳之间的环形空间,由上部出去。锅炉给水从炉底进入冷却管,产生的蒸汽汇集到蒸汽集气总管,再从塔顶排出。MRF多段径向流动甲醇合成塔的结构与Davy径向流蒸汽上升式甲醇合成塔类似,主要特点如下:l气体径向流动,流道短,空速小,压降小。l合成气垂直通过锅炉列管表面,即使气体流速较低,床层与冷管之间的传热效率也很高。l单程转化率高,循环气量小。l锅炉列管的排列方式使反应温度几乎接近理想温度分布曲线,反应过程按最佳温度线进行,甲醇产率高,合成塔出口粗甲醇浓度高于8.5%。l及时有效地移走了反应热,床层温度稳定,催化剂用量少且在温和条件下操作,催化剂寿命长。l结构复杂,制造难度大;副产的蒸汽压力比管壳式塔副产蒸汽压力低,蒸汽利用困难;炉水在双套管内强制循环,循环泵功率较大,泵维修的工作量较大。(1)林达JW均温型甲醇塔技术管内为冷却介质,经总管分流到各换热管内,吸收管外催化剂反应热,汇总到上部各小集流管,上导管到上部小筒体内出塔,冷却介质可以是水或原料气,反应原料气由上部进入壳侧催化剂床层,反应气由底部出塔。独特的双U型冷管胆结构,使每两根相邻冷管内介质互为逆流,达到触煤层等温均温反应目的,温差低达10℃。该反应器一般用于中小型甲醇装置,国内使用该反应器的最大规模为20万t甲醇/年,因此本项目不推荐使用。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1.1工艺技术方案的比较和选择上述各种甲醇合成塔都有工业化装置的业绩,各有优缺点,技术上都是成熟的,各种甲醇合成技术并不存在十分悬殊的先进性差异,目前技术的主要差别在于单系列装置生产能力的大型化及催化剂的性能两方面。目前已投产的最大规模甲醇装置为日产5400t甲醇,位于特立尼达和多巴哥的MethanolHoldingsLtd.。该装置采用Davy公司SRC辐射式低压甲醇合成技术,单系列设置。此外,国内包头神华煤化工有限公司也于2006年和Davy公司签订了5500t/日甲醇技术引进合同,采用两个合成塔耦合串并联,预计将于2010年商业运行。由于Davy公司技术已经成功应用于日产5400t级甲醇规模,因此,本项目推荐采用Davy公司SRC甲醇合成技术。1.2氢回收甲醇合成气驰放气中含有大量的氢气,目前工业上分离这部分氢气主要有膜分离法和变压吸附法。变压吸附法是利用吸附剂对混合气中各组分的吸附容量随着压力变化而呈差异的特性,由选择吸附和解吸再生两个过程交替切换的循环工艺,吸附和再生在相同的温度下进行。阀门的切换由微机自动控制完成,此法的特点是产品纯度高、回收率高、操作费用低;缺点是阀门切换频繁,因而对阀门的性能、自动控制的水平及可靠性要求高。膜分离法即中空纤维膜分离技术,此法是以中空纤维膜两侧气体的分压差为推动力,通过溶解—扩散—解析等步骤,产生组分间传递率的差异而实现气体分离的目的。膜分离法的特点是投资省、占地少、操作简单、开工率高,其氢气回收率和有效组分回收率略高于变压吸附法,但产品纯度较低,只能制取纯度90%左右的氢气。由于膜分离产品氢气已能满足本项目的要求,因此,本项目确定采用膜分离技术回收氢气。国内膜分离技术已有大量应用业绩,成熟可靠,技术来源确定为国内技术。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1甲醇精馏甲醇装置精馏工艺有两塔流程和三塔流程之分。其比较如下表所示。甲醇精馏两塔和三塔流程比较序号项目两塔流程三塔流程1相对投资比1.01.152相对能耗1.00.6-0.73流程简单较复杂4操作控制简单较复杂5占地较小较大6技术成熟程度现工业化实用技术现工业化实用技术两塔和三塔流程的工艺指标基本相当,主要区别在于热量的消耗。三塔流程由于采用双效精馏,因而降低了冷却水和热能的消耗,但设备投资较高且操作相对较复杂。两塔流程采用单效流程,冷却水和热能的消耗较高,但设备投资较低,操作简单,此两种工艺各有优缺点。三塔流程产品纯度高,能耗只有两塔流程的60~70%,而投资只比其高15%左右,对于大型装置多采用三塔流程,而两塔流程则适合中、小型装置。本项目甲醇精馏建议选取三塔精馏工艺。1.2空分1.2.1工艺技术概况空分技术经过100余年的不断发展,现在已步入大型全低压流程的阶段,能耗不断降低。大型全低压空分装置整个流程由空气压缩、空气预冷、空气净化、空气分离、产品输送所组成,其特点是:●用高效的两级精馏工艺制取高纯度的氧气和氮气;●用增压透平膨胀机,利用气体膨胀的输出功直接带动增压风机以节省能耗,提高制冷量;●热交换器采用高效的铝板翅式换热器,使结构紧凑,传热效率高;●267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目采用分子筛净化空气,具有流程简单、操作简便、运行稳定、安全可靠等优点,大大延长装置的连续运转周期。由于产品氧气的用户对氧气的压力有一定要求,纯氧又是一种强氧化介质,氧气的增压工艺常常成为研究的一个重点。氧的增压有两种方式,分别为氧气压缩机和液氧泵,即外压缩流程和内压缩流程。前者压缩介质为气氧,将出冷箱的低压氧气采用压缩机压缩到所需要的压力;后者压缩介质为液氧,将主冷凝蒸发器中的液氧采用液氧泵升压到所需要的压力,气化、复热出冷箱后直接送往用户。世界上大型空分制造厂比较著名的有德国林德公司(Linde)、美国空气产品和化学品公司(APCI)、法国空气液化公司(AirLiquide)等。法液空的分子筛吸附器是立式双层环形床结构,其余两家是卧式双层扁平床。冷箱内管道、容器材料一般都用铝合金,法液空是用不锈钢(板翅式换热器除外)。各公司对精馏塔的研究大多数致力于其结构、效率以及气液流向等方面,以减小塔径,降低塔高。过去精馏塔板多采用筛板塔,现开发了金属规整填料塔。我国主要的空分制造厂如杭州制氧机厂、四川空分设备厂、开封空分设备厂等与上述拥有世界一流技术的空分设备公司都建立了技术合作关系,能合作制造大型空分设备。1.1.1工艺技术方案的比较和选择空分装置的主要功能是向煤气化工序提供高压氧气、向低温甲醇洗工序提供气提用氮气;提供整个项目所需各等级氮气以及仪表空气和工厂空气。1.1.1.1空分规模本项目甲醇装置生产能力为180万t/a,拟采用多元料浆气化工艺,要求使用纯度99.6%、压力8.3MPa(G)的氧气207563Nm3/h,具有氧气用量大、用氧压力高的特点。目前在世界上仍没有如此大规模的单系列空分装置运行的先例。因此,只能将空分装置拆分成若干个子装置,采用同步运行的模式。考虑到煤种变化和生产能力变化所引起氧气消耗的波动,本项目空分装置的拆分规模可分为4×60000Nm3/h和3×80000Nm3267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目/h,两个方案均能满足气化要求。本项目暂推荐选择供氧能力为60000Nm3/h的空分装置四套,具体方案待与空分供货商交流后最终确定。1.1.1.1空分流程选择空分装置的氧气增压方案有内压缩流程和外压缩流程之分,它们的共同点都是采用全低压空气压缩、空气预冷、分子筛空气净化、深冷分离。不同点是内压缩流程采用液氧泵获得高压氧气;外压缩流程采用氧压机获得高压氧气。从能耗上看,相同制氧能力空分装置,采用内压缩流程和外压缩流程的实际功耗相近。因为,尽管内压缩流程使用了空气增压机来提供系统的部分制冷量,理论上要多消耗3%的压缩功;但是空气增压机、液氧泵的效率比氧压机高,氧压机实际运行往往偏离其设计工况。两者实际的功耗是很接近的。从安全方面分析,尽管外压缩流程的使用也比较普遍,氧气压缩机的设计和制造水平不断提高,但是统计数据表明,国内用户使用的氧压机(包括进口氧压机)有多台次发生过燃烧事故,而内压缩流程从未出现过类似事故。另外,由于内压缩流程使用了液氧泵,可及时抽走主冷凝蒸发器液氧中的液态烃,使得空分装置的运行更加安全、可靠。从投资上看,两种流程相接近,内压缩流程稍低一些。此外,使用液氧泵的内压缩流程比使用氧压机的外压缩流程操作、管理更为方便,维修工作量少,占地也少。因此,本项目推荐液氧泵内压缩流程。1.1.1.2空分设备选择目前国外大型空分装置规模已达120000Nm3/h以上,国内已经投运的宝钢5#空分单机容量为70000Nm3/h,开封空分设备有限公司生产的德州40000Nm3/h空分已经开车。2006年8月由杭州制氧机集团、沈阳鼓风机集团和杭州汽轮机股份公司联合设计制造的安庆石化48000Nm3/h空分装置一次开车成功。杭州制氧机集团为中原大化甲醇制造的52000Nm3/h空分已于2008年投产,同时为伊朗制造的两台63000Nm3267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目/h空分也将于近两年投产。目前国产4~6万级空分设备的主要性能参数和技术指标已与国外同步,部分指标已接近国际先进水平,如氧的提取率达95~97%,氩的提取率可达70%~80%。国外空分装置先进、可靠,但投资较高,目前60000Nm3/h的空分装置已经基本实现国产化。只要进口主要动设备和部分仪表,进一步保证装置的可靠性,从技术上来说是安全的、可靠的、先进的。1.1.1.1空分方案空分装置的主要功能是向煤气化工序提供高压氧气、向低温甲醇洗工序提供气提用氮气;提供整个项目所需各等级氮气以及仪表空气和工厂空气。设置全厂统一氮气管网,为全厂提供不同压力等级的氮气。设置全厂统一仪表空气、工厂空气管网,为全厂提供仪表空气和工厂空气。仪表空气要求常压露点≤-40℃。供氧方式采用液氧由液氧泵加压至一定压力后,经高压换热器气化复热后、送出空分装置进入管网。空分装置连续运转周期不少于二年。本装置采用四套60000Nm3/h的空分系统,产品方案如下:空分产品方案(单位:Nm3/h)序号项目规格数量1氧气≥99.6%,11.0MPa2075632氮气≥99.99%,13.0MPa24003氮气≥99.99%0.5MPa370004仪表空气0.5MPa,40℃82501.2技术来源及引进范围根据上述工艺技术的选择,确定甲醇装置技术来源及引进范围如下:267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目甲醇装置技术来源及引进范围表序号项目选择技术技术来源引进范围1煤气化多元料浆加压气化西北院2空分内压缩流程国内合资空分设备制造厂或国外可靠技术3变换Co-Mo系宽温区耐硫变换工艺国内技术4气体净化低温甲醇洗技术Linde工艺软件包或基础工程设计5甲醇合成SRC甲醇合成技术Davy工艺软件包或基础工程设计6甲醇精馏三塔精馏技术国内技术7硫回收克劳斯+SCOT国内技术1.1工艺流程和消耗定额1.1.1工艺流程说明(1)煤浆制备气化原料煤送进破碎机破,碎粒度小于10mm后,加入振动筛筛出大颗粒煤,合格的煤粉被原料皮带输送机送入料仓,再经煤称重进料机计量送入磨机。原料在磨机中与水、添加剂、pH值调节剂一次共磨制浆,达到要求的粒度分布,制得料浆浓度约为60~65%。磨机溢流出的料浆经圆筒筛除去料浆中的大颗粒后,依靠重力流入磨机出口槽,磨机出口槽搅拌器使料浆均化并保持悬浮状态。料浆再通过低压料浆泵送入气化系统的料浆贮槽供气化用。(2)煤气化水煤浆经高压料浆泵送入工艺烧嘴。料浆和氧气经工艺烧嘴喷入气化炉内,进行气化反应,生成粗煤气。气化原料中的未转化组份和由部分灰形成的液态熔渣与生成的粗煤气一起并流进入气化炉下部的激冷室。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目气化生成的粗煤气及少量的其它物质(包括氯化物、硫化物、氮气、氩气及甲烷等)、液态熔渣及细灰颗粒。这些物质出气化炉燃烧室,沿下降管进入激冷室水浴。熔渣在水中淬冷固化,并沉入气化炉底部水浴。粗煤气与水直接接触进行冷却,大部分细灰留在水中。粗煤气沿下降管与导气管之间的环隙上升,经激冷室上部折流板折流分离出部分粗煤气中夹带的水分,从气化炉旁侧的出气口引出,送往文丘里管和洗涤塔。粗煤气进入文丘里管,与来自灰水循环泵的水经文丘里管混合。湿粗煤气进入洗涤塔沿下降管进入洗涤塔底部水浴,粗煤气中夹带的大部分细灰在此从粗煤气中除去。粗煤气经下降管和导气管间的环隙上升,进入洗涤塔顶部的塔板,来自变换工艺热冷凝液将粗煤气中残留的细灰洗涤下来。粗煤气夹带的水滴在塔板上方的除沫器中分离下来。基本上不含细灰的粗煤气出洗涤塔送到变换系统。沉积在气化炉激冷室底部的粗渣及其它固体颗粒,通过循环水流的循环作用带入锁斗。大的渣块经破渣机进行破碎。从气化炉排出的大部分灰渣沉降在锁斗底部。从锁斗顶部抽出较清的水,经锁斗循环泵循环进入气化炉激冷室水浴。(3)灰水处理气化炉激冷室黑水和洗涤塔黑水经过减压后送入气化高温热水器。高温热水器顶部送出的闪蒸气,在灰水加热器中与洗涤塔给水换热冷却,然后进入高温分离器。分离出的冷凝液去脱氧水槽,不凝气送火炬。高温热水器底部的液体及细渣经液位调节进入低温热水器。低温热水器在真空条件下操作,顶部出来的气体经低温冷凝器的冷凝,经低温分离器的气液分离,分离出的水经真空泵分离器出口冷却器后,返回至低温分离器,不凝气从分离器排入大气。来自低温热水器的水及细渣混合物由澄清槽进料泵经絮凝剂管道混合器送入澄清槽。澄清槽底部的细渣及水经澄清槽底泵送往细渣过滤系统。澄清后的灰水由澄清槽溢流并依靠重力进入灰水槽。回收的灰水经低压灰水泵返回系统循环使用。低压灰水泵出口的灰水,分别送往脱氧水槽、锁斗冲洗水罐以及渣池。为防止灰水中溶解物在水系统中的累积和沉积,保持灰水中溶解物的平衡,部分灰水送往界外废水处理系统。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目来自澄清槽底泵浓缩黑水,送入过滤给料槽,细渣/水的混合物经过滤机给料泵送入真空带式过滤机。真空带式过滤机(M3001A/B)的滤液进入带式过滤机,过滤产生的细渣送至界外。(4)变换来自气化工段的水煤气分为两股,一股水煤气(约63%)进入原料气预热器与变换气换热后进入变换炉,与自身携带的水蒸汽在耐硫变换催化剂作用下进行变换反应,出变换炉的高温气体经原料气预热器与进变换炉的粗水煤气换热后进入中压废热锅炉副产4.0MPa蒸汽,降温后的变换气加热高温凝液后进入低压废热锅炉副产1.0MPa蒸汽,经第1水分离器分离冷凝液后进入低压余热锅炉副产0.5MPa蒸汽后一次经第2水分离器、脱盐水预热器、变换气水冷器、第5水分离器后与换热后未变换水煤气混合。另一部分未变换水煤气(约42%)进入低压废热锅炉副产1.0MPa蒸汽,经第3水分离器分离冷凝液后进入低压废热锅炉副产0.5MPa蒸汽,然后依次经锅炉给水预热器、第4水分离器、脱盐水预热器、水煤气水冷器、第6水分离器后与变换气混合后(CO含量约18%)送净化工序。第1~4水分离器分离出的高温冷凝液经变换气升温后送气化工段碳洗塔。第5、6水分离器分离出的低温冷凝液送汽提塔汽提,塔顶汽提气经顶部的塔顶冷凝器冷却分离后送硫回收装置,塔底的冷凝液经低温冷凝液泵升压后送至气化。(5)低温甲醇洗来自变换工段的变换气进入本工段,与循环气体混合,并在原料气中注入防止结冰及形成水合物的贫甲醇后,气体经原料气冷却器与洗涤塔出来的净化气、CO2膨胀塔塔顶出来的CO2气和从H2S浓缩塔出来的尾气换热降温,经水分离器分离出冷凝的甲醇、水混合物后,原料气从下部进入甲醇洗涤塔,与自上而下的贫甲醇逆流接触,脱除气体中的CO2、H2267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目S和COS,塔顶出来的净化气经原料气冷却器回收冷量后送甲醇合成工段。从水分离器分离出的甲醇、水混合物经甲醇水分离塔给料加热器加热后进入甲醇水分离塔中上部。在甲醇洗涤塔上部,用来自热再生工段温度较低的贫甲醇液脱除CO2,在甲醇洗涤塔底部对H2S、COS进行吸收,CO2吸收的溶解热部分通过去下游的甲醇带走,再通过循环甲醇冷却器用来自H2S浓缩塔的冷甲醇液冷却循环甲醇及通过3#甲醇急冷器用丙烯冷却循环甲醇,带走部分热量。甲醇洗涤塔底部富含H2S甲醇通过甲醇换热器和1#甲醇急冷器分别被温度较低的甲醇和冷冻剂液态丙烯冷却,经过冷却,这部分甲醇膨胀至中压进入1#循环气闪蒸罐闪蒸出来的H2。来自循环气闪蒸罐的闪蒸气经循环气压缩机压缩后,经压缩机后冷却器冷却,在进入原料气冷却器之前并入变换气中。来自甲醇洗涤塔的富含CO2甲醇,先经甲醇换热器和2#甲醇急冷器,分别被温度较低的甲醇和冷冻剂液态丙烯冷却,膨胀至中压进入2#循环气闪蒸罐,闪蒸后的闪蒸气再经1#循环气闪蒸罐进入循环气压缩机。来自2#循环气闪蒸罐的富含CO2的甲醇先膨胀进入CO2膨胀塔顶,在CO2膨胀塔中富含CO2甲醇液膨胀后产生无硫CO2气体。来自CO2膨胀塔的CO2气体经原料气冷却器回收冷量后进入尾气洗涤塔,由从上部喷入的脱盐水进一步除去含有的微量甲醇,CO2气体放空。从CO2膨胀塔中较低的升气管式塔板上抽出来的温度较低的甲醇液送H2S浓缩塔的中上部,来自CO2膨胀塔底部的富含H2S甲醇也进入H2S浓缩塔下段。为了提高装置H2S馏分的浓度,在H2S浓缩塔下部用来自空分工段的低压氮气对CO2进行气提,同时在塔的上部,用来自CO2膨胀塔顶部的另一股没有被用作CO2膨胀塔回流洗涤液的无硫甲醇对气提出来的H2S和COS进行洗涤。出H2S浓缩塔的尾气基本上不含硫,经原料气冷却器换热后与来自CO2膨胀塔的CO2气一起进入尾气洗涤塔进一步由脱盐水洗去其中含有的微量甲醇和H2S。从H2S浓缩塔升气管式塔板上抽出温度较低的甲醇液作为冷却剂先后用在3#贫甲醇冷却器、循环甲醇冷却器及甲醇换热器,在经过循环甲醇冷却器换热升温后进入甲醇闪蒸罐,闪蒸出来的闪蒸气进入CO2267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目膨胀塔的底部与来与上部的甲醇逆流接触脱除闪蒸气的H2S组分。来自甲醇闪蒸罐的闪蒸液经CO2膨胀塔给料泵加压后进入甲醇换热器作为冷却剂,在此换热过程中产生的闪蒸气在进入CO2膨胀塔脱硫之前在CO2膨胀塔底部进行分离。从H2S浓缩底部出来的富含H2S甲醇经甲醇再生塔给料泵通过2#贫甲醇冷却器、1#贫甲醇冷却器进入甲醇再生塔。在甲醇再生塔中用甲醇再生塔再沸器加热产生的甲醇蒸汽及来自甲醇水分离塔的甲醇气提蒸汽,对富甲醇中所含的H2S及CO2进行完全解析,甲醇再生塔顶部气体经甲醇再生塔回流冷却器、酸性气换热器及甲醇再生塔回流冷凝器分别被冷却水、冷酸性气及丙烯冷却。冷凝液经H2S浓缩塔底部及经甲醇再生塔回流泵送回甲醇再生塔顶部。离开酸性气分离器的酸性气通过酸性气换热器加热后去硫回收工段。离开甲醇再生塔塔底经过再生的甲醇在1#贫甲醇冷却器中冷却到42℃左右,甲醇收集槽缓冲,再用贫甲醇泵送往甲醇洗涤塔。贫甲醇经水冷却器、2#贫甲醇冷却器、3#贫甲醇冷却器分别与冷却水及温度较低的富甲醇换热冷却,一小部分再生甲醇注入原料气中。来自水分离器的甲醇和水混合物冷凝液经甲醇水分离塔给料加热器加热,送入甲醇水分离塔,通过蒸馏将水和甲醇进行分离。该塔由甲醇水分离塔再沸器进行加热,塔顶甲醇蒸汽送甲醇再生塔,水作为废水排出,送往污水处理系统。甲醇水分离塔所需的回流甲醇由甲醇再生塔再生甲醇提供,通过甲醇水分离塔给料泵,经甲醇水分离塔给料加热器冷却后入塔。大部分循环的再生甲醇,通过甲醇粗过滤器除去甲醇循环系统中的固体及其它颗粒。甲醇粗过滤器位于甲醇再生塔给料泵的下游。进入甲醇水分离塔的所需的回流甲醇在进入甲醇再生塔之前要经过甲醇过滤器进行进一步的过滤以除去固体及其它颗粒。为了增加去硫回收工段的H2S组分的浓度,一部分来自酸性气分离器的酸性气体循环进入H2S浓缩塔的下部。循环的CO2离开H2S浓缩塔塔顶,同时循环H2S用甲醇进行洗涤。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目为了搜集排放甲醇,配置有甲醇排污系统,各个支管将所有导淋排放甲醇的设备连接总排放甲醇槽。(6)冷冻从低温甲醇洗来的丙烯(-40℃),压力约为0.12MPa,进入丙烯分离器,将气体中的液滴分离出来后进入离心式制冷压缩机一段进口,经2级压缩后,气体压力升到1.9MPa,温度为97℃,然后进入丙烯冷凝器。丙烯蒸气通过对冷却水放热冷凝成液体后,靠重力排入丙烯贮槽。丙烯液体温度-40℃,送低温甲醇洗装置进行蒸发制冷。(7)硫回收l克劳斯硫回收工艺来自甲醇装置的酸性气与尾气再生酸性气混合后,一部分进入制硫燃烧炉火嘴,在炉内根据制硫反应需氧量,通过比值调节和H2S/SO2在线分析仪反馈数据严格控制进炉空气量。过程气经制硫余热锅炉发生1.0MPa(G)饱和蒸汽回收余热,过程气温度降至300℃左右,再经一级冷凝冷却器发生0.35MPa(G)饱和蒸汽回收余热,过程气温度降至160℃左右并回收其中的液硫;根据反应温度要求,一级冷凝冷却器出来的过程气经高温掺合阀与制硫燃烧炉后部的一部分高温气流混合升温,并与另外一部分原料酸性气混合进入一级转化器,在催化剂的作用下,过程气中的H2S和SO2进行Claus反应,转化为元素硫,自一级转化器出来的高温过程气进入过程气换热器管程,与自二级冷凝冷却器出来的过程气换热后,再进入二级冷凝冷却器,过程气经二级冷凝冷却器发生低压饱和蒸汽并使元素硫凝为液态,液硫捕集分离后进入液硫池;由二级冷凝冷却器出来的过程气再经过程气换热器壳程加热后进入二级转化器,使过程气中剩余的H2S和SO2进一步发生催化转化,二级转化器出口过程气经三级冷凝冷却器发生低压饱和蒸汽并使元素硫凝为液态,液硫被捕集分离进入液硫池;尾气经尾气分液罐分液后进入尾气处理部分。l尾气处理和尾气焚烧工艺267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目由尾气分液罐出来的制硫尾气,经尾气加热器,与尾气焚烧炉后的高温烟气换热、混氢(释放气)后进入加氢反应器,在加氢催化剂的作用下SO2及COS等被加氢水解,还原为H2S。进入加氢反应器的H2量是根据加氢反应器后的在线氢分析仪给出的H2浓度信号进行调节的。从加氢反应器出来的气流经蒸汽发生器发生低压饱和蒸汽回收热量后进入尾气急冷塔,与急冷水直接接触降温。塔底急冷水经过经急冷水循环泵升压、过滤器过滤、急冷水冷却器冷却后重新打入塔内循环使用,因尾气温度降低而凝析下来的、多余的急冷水送至酸性水汽提装置处理。急冷降温后的尾气自塔顶出来进入尾气吸收塔,用胺液再生部分贫液泵送来的甲基二乙醇胺溶液吸收其中的H2S,尾气吸收塔顶出来的净化气进入尾气焚烧炉燃烧,在尾气焚烧炉内,净化气中残余的H2S被燃烧为SO2,烃类分解成CO2和H2O,高温烟气经蒸汽过热器、尾气加热器和尾气废热锅炉回收余热后由烟囱排放。尾气吸收塔使用后的富液用富胺液泵送返胺液再生部分进行溶剂再生:富液经过贫富液换热器升温后进入溶剂再生塔再生,溶剂再生塔的热源由硫回收部分产生的低压饱和蒸汽和部分中压饱和蒸汽通过塔底重沸器提供,凝结水经凝结水回收器至全厂凝结水管网加以回收。溶剂再生塔顶的气体经过再生塔顶空冷器冷凝冷却,凝液作为塔顶回流,不凝气返回硫回收部分制硫;塔底贫液经过贫富液换热器降温后进入贫胺冷却器冷却后进入溶剂储罐,再经贫胺液泵升压,经胺液过滤器过滤后至尾气吸收塔循环使用。l液硫脱气和液硫成型硫回收部分生产的液体硫磺进入液硫池,通过往液硫中注入氨气并用液硫脱气泵将液硫循环喷洒,溶于液硫中的硫化氢逸出,用吹扫氮气及蒸汽喷射器将废气抽送至尾气焚烧炉焚烧。脱气后的液体硫磺用液硫提升泵送至液硫成型机冷却固化为半圆形固体硫磺颗粒,经过传送带进入硫磺包装码垛机,自动称重,包装、码垛后运入硫磺库棚存放,产品外运出厂。(8)甲醇合成来自低温甲醇洗工序的7.3MPa新鲜合成气,与来自氢回收装置的富氢气混合后进入原料气预热器加热到180℃267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目,热源为甲醇合成反应器副产2.2MPa饱和蒸汽。加热后的合成气进入ZnO脱硫槽去除残留的微量H2S和COS,避免甲醇合成催化剂中毒。净化合成气与循环气混合并被甲醇合成塔出口的热反应气加热后进入预转化器,出预转化器的气体进入辐射式合成反应器进行甲醇合成反应。该反应器为蒸汽上升式,气体由中心管进入径向辐射段入触媒床,反应热由分布在触媒床中管束内的锅炉水移出并进入汽包产生2.2MPa饱和蒸汽。出反应器的合成气经换热、水冷分离粗甲醇后进入循环压缩机压缩后返回合成系统,一部分作为弛放气排出以调节合成系统内的惰性气体含量,弛放气送膜分离装置回收氢气,粗甲醇送中间罐区。甲醇合成反应器副产2.2MPa中压饱和蒸汽,一部分用于加热甲醇合成原料气,另一部分送甲醇装置界区外做其他用途。(10)甲醇精馏从甲醇合成闪蒸槽来的粗甲醇进入精馏系统。精馏系统由预精馏塔、加压塔、常压塔组成。预精馏塔塔底出来的富甲醇液经加压至0.8MPa、80℃,进入加压塔下部,加压塔塔顶气体经冷凝后,一部分作为回流,一部分作为产品甲醇送入贮存系统。由加压塔底出来的甲醇溶液自流入常压塔下塔进一步蒸馏,常压塔顶出来的回流液一部分回流,一部分作为精甲醇经泵送入贮存系统。常压塔底的含甲醇的废水送入磨煤工段作为磨煤用水。在常压塔下部设有侧线采出,采出甲醇、乙醇和水的混合物,由汽提塔进料泵送入汽提塔,汽提塔塔顶液体产品部分回流,其余部分作为产品送至精甲醇中间罐区。汽提塔下部设有侧线采出,采出部分异丁基油和少量乙醇,混合进入异丁基油贮槽。汽提塔塔底排出的废水,含少量甲醇,进入沉淀池,分离出杂醇和水,废水由废水泵送至废水处理装置。(11)空分装置本装置工艺为分子筛净化空气、空气增压、氧气和氮气内压缩流程,带中压空气增压透平膨胀机,采用规整填料分馏塔,全精馏制氩工艺。原料空气自吸入口吸入,经自洁式空气过滤器除去灰尘及其它机械杂质。过滤后的空气进入离心式空压机经压缩机压缩到约0.57267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目MPa,然后进入空气冷却塔冷却。空气自下而上穿过空气冷却塔,在冷却的同时,又得到清洗。冷却水为经水冷塔冷却后的水。经空冷塔冷却后的空气进入切换使用的分子筛纯化器空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水分被吸附。分子筛纯化器为两只切换使用,其中一只工作时,另一只再生。纯化器的切换周期约为8小时,定时自动切换。净化后的空气抽出一小部分进入螺杆压缩机压缩,作为仪表空气和工厂空气用,其余空气分成两股,一股直接进入低压板式换热器,从换热器底部抽出后进入下塔。另外一股进入空气增压机,然后进入高压板式换热器,冷却后进入低温膨胀机,膨胀后空气进入下塔精馏。高压空气进入高压板式换热器,冷却后经节流阀节流后进入下塔。空气经下塔初步精馏后,获得液空、纯液氮和污液氮,并经过冷器过冷后节流进入上塔。经上塔进一步精馏后,在上塔底部获得液氧,并经液氧泵压缩后进入高压板式换热器,复热后出冷箱,进入氧气管网。预留液氧抽口。在下塔顶部抽取的液氮,大部分经高压液氮泵压缩后进入高压板式换热器,在其中被气化复热后送至用户,其余液氮经过冷器过冷后出冷箱,进入液氮贮罐,作为事故用氮气。从上塔顶部得到低压氮气,经过冷器、高压板式换热器复热后出冷箱,进入产品氮压机。从上塔上部引出污氮气经过冷器、低压板式换热器和高压板式换热器复热出冷箱后分成两部分:一部分进入分子筛系统的蒸汽加热器,作为分子筛再生气体,其余污氮气去水冷塔。从上塔中部抽取一定量的氩馏份送入粗氩塔,粗氩塔在结构上分为两段,第二段氩塔底部的回流液经液体泵送入第一段顶部作为回流液,经粗氩塔精馏得到99.6%Ar,2ppmO2的粗氩,送入精氩塔中部,经精氩塔精馏在精氩塔底部得到纯度为99.999%Ar的精液氩作为产品抽出送入贮槽。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1.1消耗定额(1)甲醇装置消耗定额甲醇消耗定额表序号名称规格单位甲醇单耗年耗量一原材料及辅助材料万单位1原煤t1.568282.242氧气99.6%Nm3922.51660503添加剂kg14.726464助溶剂kg13.023405溶剂甲醇kg0.61086变换触媒kg0.047.27甲醇触媒kg0.0598硫回收触媒kg0.0030.5二公用工程1电10kV/380VkWh150.2337912新鲜水0.42MPat1.9423.23脱盐水t0.252.44锅炉给水t3.67995循环冷却水0.45MPa,△t=10℃t186.8420336高压蒸汽9.8MPa,540℃t0.6145.67中压蒸汽2.2MPa,过热t0.2478低压蒸气1.0MPa,饱和t1.5345.59低压蒸气0.5MPa,饱和t0.47910仪表空气0.5MPa40℃Nm331.3705011工厂空气0.5MPa40℃Nm325.3570012氮气Nm3139.631400三副产0.01中压蒸汽4.0MPa,435℃t-0.4-852中压蒸汽2.2MPa,饱和t-1.0-2203低压蒸汽1.0MPa,饱和t-1.7-384267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目4低压蒸汽0.5MPa,饱和t-0.4-935工艺凝液t-1.9-416.56透平凝液t-0.6-145.6(2)空分装置消耗定额空分装置消耗定额序号项目规格单位消耗量备注1电380VkW74632新鲜水0.42MPat/h123循环冷却水0.45MPa,△t=10℃t/h16110空冷4高压蒸汽9.8MPa(G)540℃t/h6645低压蒸汽1.0MPa(G)185℃t/h126仪表空气0.8MPa40℃Nm3/h12007蒸汽凝液t/h6741.1设备方案1.1.1概述本项目主要设备有气化炉、碳洗塔、变换炉、甲醇洗涤塔、合成循环压缩机、甲醇合成塔等。根据我国的技术水平和建厂经验,水煤浆气化、一氧化碳变换、低温甲醇洗、甲醇精馏等各工序主要设备的制造与选型可以立足国内。绝大部分静止设备国内完全可以制造,甲醇合成塔为了保证质量和满足专利上的技术要求,由国外引进。(1)煤气化设备高压煤浆泵、渣阀等考虑引进,其他设备和材料立足国内。(2)变换设备变换炉内件考虑引进,其它设备和材料立足国内。(3)低温甲醇洗设备267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目贫甲醇泵和部分低温材料、低温阀门考虑引进,其他设备和材料立足国内。(4)甲醇合成设备甲醇合成反应器和汽包由国外引进,部分关键的转动设备、特殊设备、特殊阀门、仪表及材料需要引进。精馏设备以及其他的设备和材料立足国内设计和采购。(4)空分装置国内合资公司制造,主体国产,转子进口。1.1.1关键设备方案比选(1)煤气化气化装置,包括水煤浆制备、气化、灰水处理三个工段,关键设备有气化炉、锁渣罐、碳洗塔等。气化部分关键设备按如下选择:l气化炉气化炉是水煤浆气化装置的核心设备,其主体为压力壳体,还包括耐火衬里、破渣机、表面温度计及渣阀等附属部分。压力壳体分上下两部分,上部为燃烧室,下部为激冷室。压力壳体:是一个由中间锥体分为两部分的压力容器,设计压力为7.15MPa,操作温度燃烧室为1380~1480℃,激冷室为252~270℃。壳体材料选用SA387合金钢。激冷室壳体采用不锈钢复合材料。耐火衬里:其主要作用是隔热和抵御高温熔渣的冲蚀,技术关键是解决炉衬向火面所需要的高铬耐火材料。经过多年研制攻关,国产耐火材料已经达到国际同类产品先进水平,热面砖的寿命已达2年,损蚀率小于0.01mm/h,而且与耐火衬层结构设计和施工质量紧密相关。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目烧嘴:主要功能是藉由高速氧气流的动能,将水煤浆雾化并充分混合,在炉内形成一股稳定火焰,为气化创造条件。烧嘴具有三流通道,氧分为两路,一路为中心氧,由中心管喷出,与由内环道喷出的水煤浆在烧嘴口前预先混合,另一路氧为主氧通道,由外环道喷出,并在烧嘴口出与水煤浆和中心氧再次混合。烧嘴是水煤浆加压气化装置的核心设备之一,烧嘴的结构和寿命对气化炉运行效果的好坏有重要影响。激冷环:安装在气化炉燃烧室和激冷室相连接的喉部。该部件操作条件极为苛刻,是气化炉中关键的易损部件,材料特殊,制造要求高难度大。破渣机:是一台置于气化炉下部出口的炉渣破碎机械,其作用是防止大块炉渣堵塞系统。该设备结构复杂设计制造难度大,航天部11所已研发成功并有应用。渣阀:气化炉操作压力稳定在6.5MPa,而锁渣罐操作压力需伴随炉渣的定时排放由0~6.5MPa循环升降操作,渣阀则起到密封和排渣的双重作用。由于渣阀频繁启闭操作又必须严密不漏的特殊要求,因而成为煤气化装置安全稳定操作的关键部件之一。因系统压力高,启闭压差大,炉渣有腐蚀和磨蚀性,渣阀的设计制造和维修要求很高,建议引进国外可靠产品。l锁渣罐锁渣罐是煤气化装置重要设备之一,主要起储存和排放炉渣作用,是一台承受循环载荷的压力容器。按其载荷性质该设备须遵循压力容器应力分析设计规范进行设计制造和检验。该设备分析设计采用国家标准GB4732-1995,材料宜采用16MnR。国内对此类设备的设计、制造和检验已具备一定的经验和业绩。l碳洗塔碳洗塔是煤气化装置关键设备之一,其主要作用是将气化炉送出的经文氏管洗涤的粗合成气,进一步洗涤净化和气水分离。该塔结构设计的关键技术是气体的高效洗涤和水分脱除。(2)变换变换装置采用耐硫变换工艺,是变换工段的核心设备。变换炉设计压力6.9MPa,设计温度为480℃。壳体材料的选择除要求有较好的高温强度外,还必须具有优良的抗氢和耐酸性气体腐蚀的性能,拟采用SA387或16MnR。(3)净化267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目净化采用低温甲醇洗法,其主要设备为甲醇洗涤塔、H2S浓缩塔、热再生塔等。低温甲醇洗工艺技术是通过甲醇吸收脱除粗合成气中的酸性气体H2S和CO2。甲醇洗涤塔在低温高压下操作,设计温度为-70℃,设计压力为6.5MPa,塔体采用SA203Gr.E或相当材料,塔盘及内件采用不锈钢。该类型塔对材料和设备结构的要求很高,应进行整体热处理,国内拥有成熟的设备制造经验。(4)甲醇合成及精馏l甲醇合成塔甲醇合成塔选用DAVY专利技术的SRC甲醇合成塔,甲醇生产的心脏设备,要从操作、结构、材料及维修等方面考虑;对甲醇合成塔的要求主要有:催化剂床层温度控制容易、调节简单、压降低,结构简单紧凑、空间利用率高,催化剂装卸方便;材料选择上要求具有抗羰基化物和抗氢腐蚀的能力;要制造、维修、运输、安装方便。SRC甲醇合成塔由国外引进。l预精馏塔、加压塔、常压塔采用规整填料塔,在大型甲醇装置中,这种塔使用广泛,操作简便、弹性高、使用可靠,可有效降低塔高,提高分离效率。塔体采用碳钢,内件采用不锈钢。l联合压缩机联合压缩机具有气体流量大,压差小,压缩功率较大,拟选用离心式压缩机,循环压缩机的驱动采用蒸汽透平,该设备制造难度较大,需引进。(5)空分装置空分装置的负荷调节在空压机流量变化范围内能实现气氧产量从设计工况的70%到110%的范围内连续变化。空压机入口设置流量调节导叶,以满足空分变负荷操作时平稳运行的要求。原料空气压缩机和空气增压机共用一套汽轮机驱动。分子筛吸附系统采用8小时长周期切换,再生气加热器采用节能型蒸汽加热器。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目低温液氧泵、液氩循环泵选择离心式,配置变频控制器。均采用一用一备。透平膨胀机采用增压机制动,操作弹性为60~110%。采用中控、机旁柜相结合方式及DCS系统,有效地监控空分装置的运行。空气透平压缩机驱动形式为全凝式蒸汽汽轮机、冷凝温度≥70℃表面冷凝器采用空冷。1.1.1主要工艺设备规格(1)磨煤机棒磨煤机,数量8台,单台磨机额定出力65t/h(2)空分装置产氧量:60000Nm3/h氧气纯度:99.6%压力:8.3MPa(A)轴功率:44000kW数量:4套(3)多元料浆气化炉规格:φ3300×96/φ3800×(100+6)数量:6开2备(4)洗涤塔板式塔φ3500H=21300mm数量:6+2台(5)变换炉φ2800×14000mm催化剂装填量60m3。数量:2台(5)克劳斯反应器267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目一级/二级克劳斯反应器,催化剂床层催化剂:12m3数量:1台(6)丙烯制冷压缩机结构型式:离心式单缸Ⅱ段5级叶轮制冷介质:丙烯蒸发/冷凝温度:-40/0℃一段进口压力:0.12MPa(A)排气压力:1.9MPa(A)轴功率:20000kW数量:1台(7)甲醇合成联合压缩机离心式、蒸汽透平驱动进气压力:5.0MPa循环气进气压力:7.8MPa排气压力:8.3MPa轴功率:18500kW数量:1台(8)甲醇合成塔φ3700×15600mm,设计压力8.9MPa催化剂装量:95m3数量:2台(9)预精馏塔填料塔φ4250H=32800数量:1台(10)加压精馏塔填料塔,φ5600,H=58600数量:1台267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目(12)常压精馏塔填料塔,φ7300,H=60000数量:1台1.1.1进口设备分交方案本项目设备分交方案以可靠、稳妥为原则,国内设备制造能力完全能满足工艺生产的要求,全部为国产化,专利设备、国内不能制造或没有运行业绩的设备,采用进口方案。最终设备配置方案将在设计阶段与国内外设备制造厂家进行充分的技术交流和调研后确定。甲醇装置主要引进设备或材料如下表所示:主要进口设备表序号进口设备名称技术规格台(套)材质备注1空气压缩机/增压机组(蒸汽透平驱动)42增压透平膨胀机43高压氧换热器84高压液氧泵85渣阀186激冷环87煤浆加压泵隔膜泵8CS8高压氮气压缩机隔膜式3组合件10贫甲醇泵413丙烯制冷压缩机离心式1组合件14甲醇合成联合压缩机离心式115甲醇反应器216甲醇合成汽包217硫回收反应器烧嘴118尾气焚烧炉烧嘴11.1.2超限设备表267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目主要超限设备表序号设备名称设备外形尺寸长×宽×高(m)台(套)备注1气化炉φ3.3/3.8×1982碳洗涤塔φ3.5×2183甲醇洗涤塔φ3.9×6824H2S浓缩塔φ4.5×6525热再生塔φ4.2/5.8×3326甲醇合成塔φ3.7×1627合成气净化器φ4.0×4.318预精馏塔φ4.3×32.819加压精馏塔φ5.6×58.6110常压精馏塔φ7.3×6011.1.1设备汇总根据技术选择确定的工艺技术,初步提出,设备方案,随着技术交流和商务谈判的进行,技术来源和设备方案有可能发生变化,因此,下面仅列出现阶段确定的关键和主要设备。(1)煤气化煤气化工段主要设备表序号名称及规格单位数量材料备注一备煤1磨煤机65t/h湿式溢流型棒磨机台6+2CS2磨煤机出料槽泵H=160m台4+2二气化1煤浆储槽φ10500,H12200台4CS2高压煤浆泵H=770m台6+2CS/SS引进3气化炉φ3300/3800台6+2SS/CS/AS激冷环、渣阀引进4工艺烧嘴台12AS267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目5破渣机台6+2CS旋转式6激冷水泵H=140m台24SS离心泵7锁斗循环泵H=60m台16组合件离心泵8渣池泵H=55m台12组合件离心泵9烧嘴冷却水泵H=200m台8CS离心泵10洗涤塔φ3500H=21300台6+2CS/SS筛板塔11氧气缓冲罐台1CS/SS12烧嘴冷却水槽φ2800V≈34m3台1CS13事故激冷水罐φ2600V≈32m3台1CS14锁斗φ2600V≈35.8m3台6+2CS15锁渣冲洗水罐φ2400V≈42m3台6+2CS16渣池10000×3600×3800台6+2CS+SS方形槽17扒渣机台6+2CS+SS18氮气压缩机台3组合件19高压氮缓冲罐616Mn三灰水处理1高温热水器台6+2SS2低温热水器台6+2SS3低温分离器台6+2CS4澄清槽φ23000台3CS5灰水加热器φ1200台6+2CS/SS6真空带式过滤机台2+1组合件7高压灰水泵台8+3组合件离心式8低压灰水泵H≈80m台6+2组合件离心式9真空泵H≈35m台6+2组合件蒸汽喷射、水环式(2)变换267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目变换工段主要设备表序号名称及规格单位数量材料备注1变换炉φ2800×14000台2SA3872中温换热器/蒸汽过热器台2CS+CS/SS3废热锅炉I台2CS/SS4废热锅炉II台2CS/SS5废热锅炉III台213MnNiMoNbR+3166低压废锅台213MnNiMoNbR+3168汽提塔台1(3)低温甲醇洗低温甲醇洗工段主要设备表序号名称及规格单位数量材料备注1甲醇洗涤塔,φ3900H~68000台2SA203GrE/304材料引进2H2S浓缩塔,φ4500H~65000台2SA203GrE/304材料引进3甲醇再生塔φ4200/5800H~33000台216MnR/304SS4甲醇水分离塔φ1400/2400H~31000台216MnR/304SS5水分离罐φ2200H~4500台216MnR/321SS61#循环气闪蒸罐φ3200L~9000台216MnDR72#循环气闪蒸罐φ3400L~10000台216MnDR8甲醇收集罐φ4000L~12000台216MnR9酸性气分离器台2SS10回流液罐台2SS11甲醇闪蒸罐台216MnDR12排放甲醇收集槽台20Cr18Ni9267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目13甲醇水分离器进料塔分离器台216MnR14闪蒸气循环压缩机N=160kW台2引进15原料气冷却器,绕管式台20Cr18Ni10Ti16循环甲醇冷却器,绕管式台20Cr18Ni10Ti17甲醇换热器,绕管式台20Cr18Ni10Ti181#贫甲醇冷却器,绕管式台20Cr18Ni10Ti192#贫甲醇冷却器,绕管式台20Cr18Ni10Ti203#贫甲醇冷却器,绕管式台20Cr18Ni10Ti21浓缩塔甲醇泵台422解析塔给料泵台423再生塔给料泵台424贫甲醇泵台4引进25甲醇水分离塔给料泵台426甲醇再生塔回流泵台4(4)冷冻冷冻工段主要设备表序号名称及规格单位数量材料备注1丙烯制冷压缩机-40/0℃台1引进2丙烯冷凝器台116MnR3丙烯储槽台116MnR(5)甲醇合成和精馏甲醇合成和精馏工段主要设备表序号名称及规格单位数量材料备注1合成气净化器φ4000×4290台12甲醇合成反应器φ3700×15600台2引进3汽包φ1800×13000台2引进267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目4合成气热交换器台25粗甲醇冷凝器台2空冷6粗甲醇分离器台27粗甲醇过滤器台28粗甲醇冷凝器台2水冷9合成气压缩机台1引进10预精馏塔φ4250H=32800台116MnR/CS+SS11加压精馏塔φ5600H=58600台116MnR/CS+SS12常压精馏塔φ7300H=60000台116MnR/CS+SS13预塔回流槽台1CS14加压塔回流槽台1CS15常压塔回流槽台1CS16预塔再沸器台217加压塔再沸器台218加压塔进料泵台4CS/304SS19预塔回流泵台2CS/304SS20加压塔回流泵台2CS/304SS21常压塔回流泵台2CS/304SS22碱液泵台2CS/304SS23预塔回流槽台116MnR24加压塔回流槽台116MnR25常压塔回流槽台116MnR26配碱液槽台1SS27膜分离套128吸附塔台429加热器台130产品气缓冲罐台131解析气缓冲罐台2267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目(6)硫回收硫回收工段主要设备表序号设备名称单位数量材料备注1尾气急冷塔台1C.S+S.S填料塔2尾气吸收塔台1C.S+S.S板式塔3溶剂再生塔台1C.S+S.S板式塔4制硫鼓风机台2离心机5尾气炉鼓风机台2离心机6一级转化器台1C.S+S.S固定床7二级转化器台1C.S+S.S固定床8加氢反应器台1C.S+S.S固定床9尾气分液罐台1C.S10循环气缓冲罐台1C.S11再生塔顶回流罐台1C.S12溶剂配置罐台1C.S13液硫脱气泵台2离心泵14液硫提升泵台2离心泵15成型冷却水泵台2离心泵16急冷水循环泵台2离心泵17富胺液泵台1离心泵18贫胺液泵台2离心泵19再生塔回流泵台2离心泵20胺液配置泵台1离心泵21制硫燃烧炉台1圆筒炉22尾气焚烧炉台1C.S圆筒炉23制硫余热锅炉台1C.S柔性管板24一级冷凝冷却器台1C.S固定管板25三级冷凝冷却器台1C.S固定管板26二级冷凝冷却器台1C.S固定管板27尾气加热器台1C.S固定管板28尾气废热锅炉台1C.S柔性管板267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目29蒸汽过热器台1C.S固定管板30贫-富液换热器台2C.S浮头式31再生塔底重沸器台1C.S+S.SU形管32贫液冷却器台2C.S+S.S板式33急冷水冷却器台2C.S+S.S板式34再生塔顶空冷器台2C.S+S.S35成型循环水冷却器台1C.S+S.S板式36硫磺成型机台2C.S+S.S钢带成型37急冷水过滤器台1S.S38贫胺液过滤器台1S.S(7)空分空分装置主要设备表序号名称规格数量(台、套)材料备注1空冷塔φ4200/47004CS/SS2水冷塔φ47004CS3空气冷却器416MnR4蒸汽加热器立式、翅片管式45水冷却器管式46高压氧换热器绕管式8引进7低压氧换热器铝制板翅式168高压氧气汽化器水浴式49高压氮气汽化器水浴式410中压氮气汽化器水浴式411分子筛吸附器φ42008CS12空气过滤器413空气压缩机/增压机组4CS/SS引进14膨胀机4CS/SS引进267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目16循环水泵8CS17冷冻水泵8CS18液氧泵8引进19液氮泵820冷箱421液氮储槽1CS/SS22液氧储槽1CS/SS1.1自动控制1.1.1概述从甲醇生产工艺装置过程和介质特性来看,本装置属易燃、易爆、高温、高压的化工装置。1.1.2自动化水平根据甲醇生产装置检测点和控制回路数量、全厂自动化水平要求和社会发展的情况,甲醇生产装置过程控制系统设置情况为:采用一套分散型控制系统(DCS)对甲醇装置和配套的公用工程装置生产实施过程检测、数据处理、过程控制、能量平衡核算、计量管理、用电设备状态显示等,以提高全厂自动化水平、减轻劳动强度,降低生产成本。根据甲醇生产装置的安全度等级,拟采用1套安全仪表系统(SIS)对装置中的气化炉等设备和生产过程进行安全联锁保护,实现生产安全、稳定、长期高效运行。保证人员和生产设备的安全、增强环境保护能力等。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目甲醇装置中的合成气循环压缩机组,以及空分装置的空压机、膨胀机组拟采用压缩机机组控制系统(ITCC)来完成装置压缩机机组的联锁、防喘振控制及负荷控制,机组的轴位移、轴振动、轴温、转速等信号送压缩机机组控制系统,通过通讯接口,所有机组的重要信号送至DCS控制系统显示。由蒸汽透平驱动的压缩机组(如合成气、循环压缩机等)其透平检测和控制系统应用微机系统处理数据,可对振动和轴位移做出准确判断,检测整机运行性能,预测故障发生,在偶然事故中,可分析故障原因。因此,压缩机将设置压缩机组监视和控制系统、瞬时数据管理系统(TDM)。压缩机随机仪表盘(含监视、报警、操作仪表和按钮开关等)集中安装于压缩机旁控制柜内,随机组设备成套带来。大型机泵设备(如高压煤浆泵等)设就地控制盘,随设备成套带来。随设备成套提供的控制系统应与中央控制室的DCS通讯,部分关键信号采用硬接线连接,其控制系统可放置在中央控制室。对于现场巡视及开停车时必须在现场观察的参数设就地指示仪表。煤气化、净化、甲醇和空分装置设一个中央控制室进行集中监视和控制,中央控制室为密闭型(设中央空调)。由操作室、机柜室、工程师站室、UPS电源室和维修间等组成。对于罐区及其它辅助设施则分别设置就地控制室。1.1.1主要控制方案本研究自动控制方案优先选用成熟的,经实践证明是可靠的控制方案,除常规的PID单回路和串级、比值、分程等复杂控制外,装置内还采用了如下复杂的控制方案:进煤烧嘴氧煤比控制气化炉负荷控制煤烧嘴开停顺序控制气化炉吹扫顺序控制排渣排灰顺序控制汽包液位与锅炉给水、蒸汽量三冲量控制1.1.2信号报警及联锁系统267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目为保证装置的正常运行和操作人员的安全,本研究按照一旦装置发生故障,系统将起到安全保护作用的原则设置了必要的过程参数越限报警和联锁系统。联锁接点采用直接型(如物位开关等)或间接型(变送器作用的开关)。联锁系统的现场参数检测原则上采用独立的系统,重要的安全联锁采用“二取二”或“三取二”表决原则设置。当信号需同时进入DCS和SIS,又不宜采用独立传感器时,采用隔离安全栅或信号隔离器将信号一分为二,分别进入DCS和SIS系统。在中央控制室的辅助操作台上设置紧急停车按钮和联锁复位按钮。本研究设置的主要紧急停车和安全联锁系统有:煤气化装置中气化炉的紧急停车和安全联锁系统、甲醇装置紧急停车和安全联锁系统以及离心式压缩机组安全联锁保护系统(在ITCC中实现)。一般报警信号在DCS中作报警显示及打印;对重要的安全联锁系统的信号报警另设置硬报警,外接闪光报警器,以引起操作人员的注意。1.1.1仪表选型(1)控制系统本研究所选用的DCS和SIS控制系统应具有同类型装置长期成功使用经验和业绩的控制系统。本研究所选用的DCS系统应是一个功能完善的系统,具有过程控制(连续控制和离散控制)、操作、显示记录、报警、制表打印、信息管理、与上位管理机或其它控制系统(ITCC、SIS、PLC等)通讯、系统组态以及自诊断等基本功能。DCS通讯系统、电源系统和控制器均为1:1冗余,控制和操作联锁回路(包括I/O卡)为1:1冗余。SIS系统是基于微处理器技术的,具有高度安全性和可靠性,独立于DCS之外的安全系统。该系统具有实现装置紧急停车和安全联锁所必需的基本功能,如逻辑运算、事故顺序(SOE)、信息管理、与上位机或DCS通讯、系统组态以及自诊断等,并获得相关的安全认证。ITCC系统是基于微处理器技术的监控系统,具有高度安全性和可靠性,能实现机组相关过程参数的监视和控制,并具有与DCS系统通讯、系统组态以及自诊断等功能。(2)现场仪表267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目根据甲醇装置的介质特性,本研究的重要现场仪表(如高压或高压差控制阀、氧阀、分析仪等)要选择国外产品,其它的仪表设备以国内引进技术合作生产的产品为主。除开关信号和热电偶信号外,均采用4~20mADC标准传输信号。控制阀采用气动执行机构。主要检测仪表选型原则如下所述:a)温度仪表就地温度指示仪表选用防护抽芯式双金属温度计,表盘直径为100mm。集中检测和控制用测温元件,温度较高时采用热电偶;温度较低时采用热电阻,分度号为Pt100。所有测温仪表均配带温度计套管,其材质按工艺介质不同分别选用不锈钢和合金钢。但还有一些专用温度仪表如:气化炉炉壁表面温度检测元件、气化炉体、甲醇合成塔的温度检测元件都较为特殊。b)压力仪表就地压力指示仪表根据不同工况选用弹簧管压力表、膜盒压力表或不锈钢压力表;对于易发生堵塞及强腐蚀性场合,选用隔膜压力表,隔膜材料根据工艺介质情况选用;泵出口就地压力测量选用耐震压力表。压力表刻度盘直径一般为100mm。集中压力检测采用智能型压力(差压)变送器。对于结晶、腐蚀、高粘度场合,采用法兰远传压力(差压)变送器。c)流量仪表流量测量一般选用标准法兰取压孔板配差压变送器,孔板材质一般为不锈钢,特殊要求时根据介质确定。对于原料和成品的流量测量采用高精度的流量仪表。一些特殊的场合也可以采用面积式流量计、涡街流量计、电磁流量计和质量流量计等。d)物位仪表集中液位测量一般选用差压式变送器,对于腐蚀性、易结晶的介质采用隔膜密封型液位变送器。高压容器的液位测量,选用高压外浮筒液位计。部分固体物料的测量选用超声波料位计等。e)控制阀267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目控制阀通常采用单座球形阀,其它种类的调节阀,如角阀、球阀、蝶阀、闸阀等根据工艺条件的要求选择,其中气化工段的排渣阀较为特殊。用于放空场合的控制阀,其泄漏量等级应不低于ANSIClassV。当能源发生故障或控制信号突然中断时,控制阀应位于使生产装置处于安全的位置。控制阀一般为法兰连接,采用气动薄膜执行机构。开关阀的执行机构一般为气动弹簧复位型,并带阀位开关和防爆电磁阀。控制阀的所有附件,包括电气阀门定位器、电磁阀、阀位变送器、阀位开关及过滤减压器等均随控制阀成套供货。f)分析仪表分析仪表应带有预先装配好的采样预处理系统。分析仪应尽可能靠近采样点安装或安装在分析器小屋内。在分析器小屋中,应安装有可燃气体检测器和其它相应的安全设备。分析仪的放空气体应排放到安全的区域。根据工艺要求,采用不同的分析仪表对介质进行在线连续分析,如红外线气体分析仪、磁氧式氧分析仪和气相色谱仪等自动在线分析仪表。在线分析仪主要以引进产品为主,其预处理系统和系统集成可由国内有经验的集成商完成。g)称重仪表给煤仓、灰仓采用称重传感器测量其重量,原料煤输送采用电子皮带称。h)安全栅选用隔离式安全栅。1.1.1主要安全技术措施为保证操作人员和生产装置的安全,本研究特设置以下安全措施:267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目中央控制室位于安全区域,毗邻装置侧采用防爆墙,电缆入口处设可燃气体监测报警,室内设有火灾报警系统;装置区域内设有必要的可燃气体监测探头;设置必要的紧急停车和安全联锁系统以及报警系统;各主要装置的仪表电源由不间断电源(UPS)供电。现场仪表的防护等级一般不低于IP55,以确保仪表全天候安全运行;安装于爆炸危险区域内的仪表符合防爆要求;对易冻介质的测量管线采取伴热、保温措施;对高温介质的测量管线采取隔热、防烫等保护措施;对于高压差的控制阀,选用低噪音、抗气蚀控制阀,确保装置正常运行;分析仪表的预处理系统应随分析仪表成套供货,现场分析小屋应由专业的分析小屋成套商或分析仪制造商成套提供,以确保分析仪系统正常运行。1.1.1动力供应(1)仪表电源本设计主装置DCS、SIS、ITCC和随设备带来的控制系统和仪表均采用不间断电源(UPS)供电。UPS由电气专业设计并分别送至各主要用电点。UPS电源的质量要求是:220VAC±5%,50±0.5Hz,波形失真率<5%,蓄电池备用时间30分钟。UPS容量大约为120kVA。(2)仪表气源仪表空气质量符合《仪表供气设计规定》HG/T20510-2000的有关要求。仪表空气的露点应比极端最低温度至少低10℃,含尘粒径不应大于3μm,油份含量应控制在8ppm(重量)以下。仪表用压缩空气来自空分装置。送至各用气装置的仪表气源压力不低于0.6MPa(G)。重要场合的仪表用压缩空气应单独设置空气贮罐,其容量应能保持在气源中断时,维持仪表正常工作5~10分钟。1.1.2仪表修理车间本研究仪表维修按照小修考虑,装置大中修将依托社会力量。1.1.3设计中采用的主要标准及规范过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号HG/T20505-2000自动化仪表选型设计规定HG/T20507-2000控制室设计规定HG/T20508-2000仪表供电设计规定HG/T20509-2000267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目仪表供气设计规定HG/T20510-2000信号报警、安全联锁系统设计规定HG/T20511-2000分散型控制系统工程设计规定HG/T20573-1995电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全GB/T20438.1~6/IEC61508-1~6267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目原材料、辅助材料、燃料和动力供应1.1主要原材料、辅助材料、燃料的种类、规格、年需求量1.1.1主要原材料及燃料供应1.1.1.1煤炭资源情况X煤田是陕西省的第二大煤田,是关中地区的能源接续地。矿区规划面积790km2,详查获批准地质储量67.29亿t。矿区主采煤层平均厚度10.64m,并且煤层稳定,结构简单,易于开采。文家坡井田位于X矿区东部,储量丰富,开采条件好,面积87.39km2,资源储量7.62亿t。煤质属中硫~中高硫、低磷~特低磷、中高发热量、较低软化温度的优良动力及化工用煤,煤的工业牌号为不粘煤31号,煤类单一。1.1.1.2原料煤、燃料煤供应方案本项目的原料煤和燃料煤主要来自文家坡矿井,文家坡矿井和选煤厂设计能力均为400万t/a。本项目年需要原料煤、燃料煤合计379.74万t,其中年需要原料煤282.24万t,燃料煤97.5万t。本项目距离选煤厂较近,原料煤、燃料煤从井田选煤厂用皮带输送至项目界区。综上所述,本期项目所需的原料煤和燃料煤供应方案落实,供应是有可靠保证的。1.1.1.3原料和燃料煤规格267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目原料煤的规格项目单位分析结果工业分析元素分析水分Madwt%2.78灰分Aadwt%9.15挥发分Vadwt%26.27固定碳FCadwt%61.8碳Cadwt%74.09氢Hadwt%4.17氮Nadwt%0.66硫St.adwt%0.56氧Oadwt%8.59发热量Qb.adKJ/kg29410可磨指数HGI/68灰熔点变形温度DT℃1210软化温度ST℃1270流动温度FT℃1350灰组成分析SiO2wt%52.76Al2O3wt%24.52Fe2O3wt%3.51CaOwt%9.75MgOwt%1.19SO3wt%5.87TiO2wt%1.33燃料煤的规格项目单位分析结果全水Mtwt%12.4水分Madwt%2.42灰分Aadwt%24.91挥发分Vadwt%24固定碳FCadwt%48.67267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目氢Hadwt%3.4硫St.adwt%1.03高位发热量Qr.adKJ/kg23.61低位发热量net.arKJ/kg20.28DT℃1280ST℃1320HT℃1320FT℃1340辅助材料表序号名称及规格单位数量来源备注1石灰石t/a23387外购2添加剂、絮凝剂、分散剂t/a26460外购3烧碱42%t/a125外购4甲醇t/a1080本厂原始开车时外购5氨水t/a46000外购6变换催化剂m3/a60外购装填量为1207甲醇合成催化剂m3/a95外购装填量为1908硫回收催化剂m3/a4外购装填量为121.1公用工程需求量和供应本项目所需的公用工程包括新鲜水、循环水、脱盐水、蒸汽、电、氮气、仪表空气等,其需求量见下表:267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目公用工程需求量和供应表序号名称单位需求量供应1新鲜水t/h2032亭口水库2循环水t/h60143新建3高压蒸汽(9.8Mpa)t/h822供热站4电(110kV)kW43260变电站5氮气Nm3/h39400空分装置6仪表空气Nm3/h8370空分装置7工厂空气Nm3/h5900空分装置267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目建厂条件和厂址方案1.1建厂条件1.1.1厂址位置本项目拟建厂址位于陕西省咸阳市彬县境内小章镇东南2km处,厂址北侧紧邻现有彬县至曹家店县级公路,南部靠近赵寨村,东侧紧邻屯庄,厂址距彬县县城约8km。彬县位于陕西省咸阳市西北部,距咸阳市125km,南距西安150km,西至长武40km,东连旬邑、淳化,南依永寿、麟游,西临长武、灵台,北接甘肃正宁,为连接秦陇的咽喉要道。X煤田位于陕西省彬县、长武县境内,具有较好的开采条件,具备建设大型煤炭生产基地的优越条件,可以形成黄河以南仅次于大同煤矿的优质动力煤炭基地。1.1.2自然条件1.1.2.1气象条件厂址地处中纬高原区属暖带半干旱大陆性季风气候区。气象数据如下:(1)气温:平均气温11.1℃极端最高气温40.0℃极端最低气温-22.5℃(2)气压:平均气压921.1毫巴平均水气压10.4毫巴(3)空气湿度:平均相对湿度68%(4)降水量:267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目平均降水量557.1mm一日最大降水量105.6mm(5)降雪:最大积雪深110mm(6)蒸发量:平均蒸发量1425.2mm(7)冻土:最大冻土深50cm(8)风速:平均风速1.4m/s实测最大风速17m/s最多大风日数7d(9)日照:平均日照时数2124.9h1.1.1.1地形地貌本项目厂址位于彬县县城东北约8km处。厂址地形东北高西南低,自然地面标高在1184.8~1211.5m(黄海高程,下同)之间,场地较为开阔平坦。属黄土状轻亚粘土,具湿陷性。厂址部分用地为农田,主要种植小麦、玉、豆类等农作物,也有蔬菜、红薯和果园等经济作物。1.1.1.2地质条件(1)区域地质概况彬(县)长(武县)地区位于鄂尔多斯地台南缘的渭北挠褶带北缘,根据石油、煤炭系统的有关资料,渭北挠褶带以蒿店-御驾宫大断裂为界,南称铜川凸起,北称庙彬凹陷。主体构造以东西向宽缓褶皱构造为主;自南而北有林由背斜、窑院背斜、太峪背斜、瓦窑坪-夜虎庄背斜,其间亦有宽缓向斜及次一级波状起伏组成。一般上三迭系地层中翼部倾角可达20°~70°,侏罗系地层倾角5°~10°,白垩系地层倾角一般小于5°。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目本区在中生代为一内陆湖盆,新生代早期地壳仍处于下沉状态,晚期转为稳定上升,形成了近代黄土地貌,由于中、新生代为一长期稳定的盆地,故堆积了巨厚的中、新生代地层,印支期以后的构造运动对本区影响不大,最新的喜马拉雅运动在本区仅表现为缓慢上升,因此本地区地质构造简单,没有较大规模的断裂构造,是构造稳定性较好的地段。(2)地震X地区历史上未发生过强烈地震,仅有长武县1653年8月4.2级地震,近代弱震也不活跃。外来地震对本区有影响的主要有1556年1月23日华县的8.0级地震;1879年7月1日武都的7.5级地震;1920年12月16日的海源8.5级地震,上述地震波及影响到本地区的最大烈度均小于7度。依据《中国地震动峰值加速度区划图》和《建筑抗震设计规范》,该地区的地震动峰值加速度为0.05g,反应谱特征周期为0.45s,抗震设防烈度为6度。设计地震分组为第3组。(3)场地稳定性评价X地区地质构造简单,没有较大规模的断裂构造,是构造稳定性较好的地段;依据《建筑抗震设计规范》,可不考虑其对地面建筑的影响。故厂址的区域稳定性相对较好,适宜建厂。(4)水文地质泾河自西而东斜贯境内,流长104km,将全县分为南北两塬一道川。本项目厂址南距泾河7km,泾河是一条山区河流,其集水流域为黄土丘陵山区和沟壑区,流域植被差,水土流失严重,河道洪枯水量变化悬殊,洪水流量大,水体含沙量高。根据虎家湾河段景村水文站实测洪枯水量统计计算获得,最大洪水流量为8150m3/s,枯水最小流量只有1m3/s,洪水期最大含沙量达到1060kg/m3,调查历史最大洪水流量15700m3/s;采用景村水文站实测洪水流量资料,按P-Ⅲ型法进行统计计算,得河段百年一遇洪水流量为13608m3/s,估算得出在该河段上下游断面现状情况下百年一遇洪水位分别为831.4m和829.2m。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目本项目厂址位于塬上,地势高,不会对地下水产生不利影响。地下水也不会对设备基础产生腐蚀等不利影响。1.1.1交通运输条件1.1.1.1铁路彬县及长武县目前尚无铁路,为开发X煤田,铁道部第一勘测设计院完成“新建西安平凉铁路预可行性研究报告”,根据该报告,西平线位于陇海铁路以北、宝中铁路以东、侯西铁路以西的陕西省中西部和甘肃省的东部。线路自西安铁路枢纽陇海铁路新丰镇编组站引出,利用西安枢纽大北环线,经关山、阎良至三原,向西经泾阳、礼泉、乾县、永寿、彬县、长武、宁县、泾川等县,西至陇东重镇平凉市,行经陕甘两省计三个地区(市),全线新建正线长度305.3km,利用既有线81.07km。西平铁路线路主要技术标准:(1)铁路等级:地方铁路I级,线路平、纵断面等主要标准按路网I级干线统筹协调。(2)正线数目:单线。(3)最小曲线半径:一般800m,困难600m。(4)限制坡度:6‰、乾县至彬县双机12.5‰。(5)牵引种类:内燃,预留电化条件。(6)机车类型、牵引质量:DF4D、4000t。(7)到发线有效长度:850m,(双机地段另加30m),平面预留1050m。(8)机车交路:货机交路——新建彬县内燃机务段担当彬县至新丰镇、西安西的货机交路及大佛寺、上孟的小运转交路,并担当彬县至乾县的补机交路。客机交路——西安机务段担当西安至彬县的客机交路。(9)闭塞类型:继电半自动。(10)输送能力:1300万t/a。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目西平铁路向西可联结宝中铁路的平凉南站,与包兰、干武铁路相接,直达新疆,东联咸铜铁路的三原站,与候西、候月、新焦、新荷、兖石铁路相接,形成平行于京兰、陇海两大干线间的又一条东西干线,南经新丰镇车站与西安安康线相接,贯通西北与西南,具有重要的路网意义。同时为X煤田开发提供运输道路。X矿区开发规划对西平铁路三原至矿区段185km进行了规划,可满足矿区煤化工项目铁路运输的要求。拟建厂区距铁路彬县车站约6.5km。由于彬县车站与拟建厂区之间地势变化比较大,高差在200m以上,彬县车站至拟建厂区铁路专用线不具备建设条件,本项目在厂区内不设铁路专用线。本项目原料煤和燃料煤通过皮带运输机由煤矿选煤厂直接输送厂区,运距2km。本项目主要成品甲醇就近生产下游产品。1.1.1.1公路X地区对外交通目前以公路为主,福银(福州――银川)高速公路穿境而过,西安-兰州公路(312国道)和S306省道位于厂区南部。西兰公路由东南向西北横穿X地区,西兰公路为二级公路。拟建厂区北侧紧邻现有彬县至曹家店县级公路,该公路向西南可接S306省道和西兰公路,向东北可接G211国道。彬县至曹家店公路自彬县向东4.5km跨泾河,泾河桥建于1976年,桥长220m,9孔20m钢筋混凝土双曲拱桥,转向北即达彬县所辖的7个乡及旬邑、淳化县,为县城东北方向的唯一出入口。另外厂区周边区域有彬新公路和在建银武高速公路经过,交通较为方便。1.1.2社会经济条件彬县位于陕西咸阳西北部,总面积1183km2,辖8镇8乡,247个行政村,全县总人口32.4万。彬县自然资源丰富,地下矿藏主要有煤炭、陶土、石英砂等10多种。县内煤炭储量68亿t,煤区原煤埋藏浅、储量大、煤层厚、煤质好,是优质的动力用煤、化工用煤和环保生活用煤。X煤田是陕西第二大煤田,被省政府确定为能源化工基地县。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目彬县素有“果乡”之美誉,是全省苹果适生区,发展梨、枣、苹果、柿子生产自然条件得天独厚。彬县境内大小河流12条,可开发利用水能源1.2万kW。2008年,彬县完成生产总值44.1亿元,较2007年增长29%,超额16.1亿元完成了年初28亿元的计划指标,增速高出咸阳市平均增速13个百分点,名列咸阳市第一。人均生产总值首次突破万元大关,达到1.33万元;完成全社会固定资产投资33.5亿元,较2007年增长58.2%,超额8.5亿元完成了年初25亿元的计划指标;城镇居民人均可支配收入首次突破万元大关,达到12187元,较2007年增长48.7%;农民人均纯收入3078元,较2007年增长34.3%。1.1.1公用工程条件1.1.1.1供排水根据陕西省X矿区综合开发规划,其煤化工项目工业区水源为黑河亭口水库,该水库的供水对象为X矿区工业、彬县和长武县城。亭口水库工程位于咸阳市长武县境内,X矿区中部,泾河一级支流黑河上,坝址距黑河入泾河河口2km。亭口水库已经列入国家“十一五”水库建设规划,项目建议书已通过水利规划总院审查,并获得审批,亭口水库计划2010年开工建设,建设工期5年。根据项目建设单位陕西X矿业开发建设有限责任公司与咸阳市亭口水库工程建设处签订的供水协议,亭口水库保障向拟建项目提供原水2550万m3/a,参见《亭口水库供用水协议》。本项目需新鲜水量1847m3/h,需要相应原水预计2032m3/h(1625.6万m3/a)。由亭口水库供应,水源可靠、水量有保障。亭口水库距陕西X煤电化项目工业区直线距离约35km。本项目采取多种措施进行水资源的综合利用,实现“零排放”。1.1.1.2供电267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目X地区电网属西北电网。西北电网由750kV、330kV及110kV电网组成。根据《西北电网“十一五”及2020年电网规划设计滚动调整》预测,陕西电网2010年、2015年需电量分别为930、1339亿kW时,增长率分别为11.77%、7.57%;最高发电负荷2010年、2015年分别为1510、2177万kW,增长率分别为11.79%、7.59%。需要在“十一五”及“十二五”期间建设一批大型电厂,才能满足陕西经济社会发展对电力负荷的需求。根据国家电网公司发展规划,西北电网将建成以750kV电压为主干网架。2005年,官亭—兰州东750kV示范性工程已经投运,到2010年西北750kV电网构架将基本形成。拟选厂址位于陕西省咸阳地区彬县境内,彬县城东现有110kV变电站一座,110kV电源引自乾县330kV变电站,内装SFSL1-20000/110,110/35/10kV的变压器一台。本项目拟建110kV变电站,110kV线路引自乾县330kV变电站,作为全厂用电设备的电源,实现双回路供电,满足本项目用电可靠性的要求。1.1.1.1供热鉴于化工装置需要大量的蒸汽作为生产用汽,为保证化工装置可靠、经济运行,拟建一座利用当地丰富的煤炭资源作为锅炉燃料为化工装置供热的供热站。1.1.2渣场本项目渣场拟选厂区南部的沟壑区域,该沟壑为雨洪冲沟,沟内无耕地,植被稀疏,无水文实测资料;沟底起伏不平。沟内长有刺槐及杂草,不占耕地,无拆迁户。1.2厂址方案1.2.1厂址方案本项目原料煤、燃料煤均由文家坡矿井提供。考虑到避免压矿、充足的水电供应,尤其是原料煤的便捷运输等问题,选择彬县小章镇东南2km处、彬县至曹家店县级公路以南区域作为本项目厂区。拟建厂区东西长267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目2000m,南北宽600m,总占地面积120公顷。1.1.1厂址方案优缺点(1)拟建厂区用地范围内村庄较少,土地开发成本小,有利于加快项目建设进度。(2)拟建厂区已经规划为工业区,符合城市总体规划;周边用地面积充裕,今后有足够的发展空间。(3)厂区靠近资源产地,可以实现就地加工转化,节省原料运费。(4)厂区所在区域公路交通条件较好,运输有保障。不利条件是厂址位于塬上,与周边铁路公路的落差较大,物资输送及供水等存在一定的能量损失。1.1.2厂址评价该厂址地质构造简单,稳定性好,对地下水没有影响,适合作为建设项目用地。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目公用工程和辅助设施方案1.1总图运输1.1.1总平面布置总平面布置执行现行国家和行业的有关规范和标准,主要有:(1)《建筑设计防火规范》GB50016-2006(2)《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008(3)《工业企业总平面设计规范》GB50187-93(4)《化工企业总图运输设计规范》GB50489-2009(5)《厂矿道路设计规范》GBJ122-871.1.1.1总平面布置原则(1)总平面布置应尽量因地制宜,使新建装置和设施集中紧凑布置,少占地,少拆迁,节约投资。(2)遵守国家有关总图运输规范、规定,满足防火防爆和安全卫生等要求。贮运设施的布置根据物料的性质、数量、包装及运输方式等条件,按不同类别相对集中布置。(3)总图布局分区明确。根据装置原料供应的关系和产品的关联性,结合生产流程、物料流向,力求工艺流程顺畅,工艺管线短捷,为生产创造有利条件,方便管理。(4)结合当地的地理环境及气象条件,做好环境保护。(5)符合当地城市总体规划及企业未来发展规划。1.1.1.2总平面布置根据设计项目组成和上述总平面布置原则,结合原料煤运输方式和进厂方位以及成品运输方式,总平面布置如下:供热站区:包括煤仓、煤破碎转运系统、锅炉房和脱盐水站,以及供热站辅助设施区(含液氨储罐和硫酸铵库房)267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目。由于燃料煤通过皮带栈桥由厂区东北面运入,因此将供热站区布置在厂区的东侧。工艺生产设施区:主要有空分、磨煤、气化、灰水处理、变换、酸性气体脱除、硫回收、甲醇合成及精馏装置。由于原料煤通过皮带栈桥由厂区东北面运入,将磨煤、气化靠近供热站区布置在厂区的东部,煤运输比较方便。其它装置由磨煤、气化装置自东向西在拟建厂区南侧布置。公用工程及辅助设施区:总变电站、维修、净水厂、循环水系统、污水处理、消防站等。公用工程及辅助设施主要围绕生产装置进行布局,考虑水源来自厂区西部亭口水库,净水厂布置在厂区西侧。火炬布置在厂区东北部区域。储运设施区:仓库区、汽车站台。本功能区主要位于拟建厂区北侧。管理及生活服务设施区:综合楼、门卫、汽车库、倒班宿舍、食堂、浴室等。该区主要位于厂区西北部。1.1.1.1道路设计厂区共设三个与外部联系的道路出入口。西、北侧为人员主出入口,东侧为货流出入口,是煤和灰渣运输的出入口。本项目新建装置四周都布置有厂内道路,可同时满足货物运输、检修和消防要求。新建厂内道路采用水泥混凝土路面。主要道路宽度为12m,次要道路宽为7m,转弯半径为15m和9m。1.1.1.2主要技术经济指标(1)厂区总用地面积120×104m2(2)本项目建、构筑物用地面积70.2×104m2(3)建筑系数49.2%(4)容积率0.67(5)道路及通道用地面积35.4×104m2(6)围墙长度5200m(7)绿化率12.0%(8)行政生活服务区用地比例2.7%注:指标(2)含露天装置、堆场、操作场、管线及管廊用地面积。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1.1.1竖向布置原则竖向设计应充分考虑厂外道路连接的可能性,合理确定厂区内场地、道路装卸线和建构筑物的设计标高,满足装置间相互联系、地上地下管线敷设和货物运输要求;同时,在满足各项工程技术要求的前提下,因地制宜,尽量减少土石方工程量;并保证厂区内排水通畅。本项目厂区地形平坦,厂区竖向布置采用平坡式布置,充分利用自然坡度,保证地面雨水能顺利排出,尽可能减少土方量,减少能耗。厂内排水系统采用暗管排水,雨水经道路收集后,集中采用排水泵站排出厂外。1.1.1.2厂区绿化工程绿化的目的是防尘、防噪、保护和美化环境。厂区地势平坦,气候条件较差。为改善生产环境,提高绿化覆盖面积,拟在道路边线和界区之间的空地上种植草皮和灌木进行绿化。厂区绿化以道路和厂前区为主,点、线、面相结合,乔木、灌木、草皮相结合。点式绿化以常绿乔木为主,大面积绿化以灌木和草坪为主.项目绿地率达到12%。1.1.2工厂运输1.1.2.1货物运输量分析本项目新增全年原材料和成品运输总量为639万t,其中运入389.3万t,运出249.7万t。全年原材料和成品运输量见下表:项目新增全年原材料和成品运输总量(单位:t/a)序号货物名称物态运输量(t)包装方式运输方式运入运出1原煤固2822400散装皮带运输机2燃料煤固975000散装皮带运输机3石灰石固23387散装公路4添加剂液12780桶装公路5烧碱液125槽罐公路267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目6絮凝剂固13320袋装公路7分散剂液360桶装公路8变换触媒固58袋装公路9甲醇触媒固90袋装公路10硫回收触媒固4袋装公路11氨水液46000槽罐公路12甲醇液1800000散装管道13硫磺固14020袋装公路14气化炉粗渣固172246散装皮带、汽车15气化炉细渣固87661散装皮带、汽车16废催化剂固228散装公路17硫酸铵固39000袋装公路18锅炉排渣固248000散装皮带、汽车19含盐尾水多效蒸发结晶渣固136000散装皮带、汽车总计389352424971551.1.1.1货物运输方案的确定本项目主要原、燃料煤碳来自于文家坡矿区,通过皮带运输机运输至厂区,其余原料市场采购,主要有汽车通过公路直接运至厂内,或者通过铁路运至彬县站场,再由汽车倒运至厂内。本项目成品甲醇将就近加工下游产品,通过管道进行短距离输送。考虑甲醇下游产品装置如果与本项目建设不同步,届时甲醇将进行外销,拟在彬县站场附近建设甲醇储罐区,甲醇将通过管道输送至罐区,短期储存后,进行装车外运。项目产生的炉渣量较大,渣场与厂址相邻,主要通过皮带运输机输送。厂外运输车辆和设备依托社会运输力量。厂内仅配套少量叉车及服务用车等。1.1.2排渣场267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目厂区排出的废渣主要来源于煤气化装置和供热站的废渣,本项目渣场拟选厂区南部的沟壑区域,该沟壑为雨洪冲沟,沟内无耕地,植被稀疏,无水文实测资料;沟底起伏不平,沟内长有刺槐及杂草,不占耕地,无拆迁户。厂外渣场的位置由环评最后确定。此外,应积极考虑煤渣综合利用途径,减少堆存量。1.1给水排水1.1.1给水1.1.1.1水源本项目水源选择原则上应贯穿可持续发展的理念,倡导采取循环经济模式,采用地表水与煤矿排水相结合的供水方案。值得指出的是,由于煤矿涌水量、煤矿自用水量及洗、选煤厂用水等具体方案未确定,故本项目可利用的煤矿涌水具体数量有待确定。咸阳市正在编制新的矿区水资源规划,煤化工基地是否能有其它水源需待水资源论证后确定。因此,本项目水源暂按单一水源考虑。根据陕西省X矿区综合开发规划,其煤化工项目工业区水源为黑河亭口水库,该水库的供水对象为X矿区工业、彬县和长武县城。亭口水库工程位于咸阳市长武县境内,X矿区中部,泾河一级支流黑河上,坝址距黑河入泾河河口2km。亭口水库已经列入国家“十一五”水库建设规划,项目建议书已通过水利规划总院审查,并获得审批,亭口水库计划2010年开工建设,工期5年。该水库的工程设计特性如下:(1)水文亭口水库坝址以上流域面积4235km2,利用水文系列年限48年,坝址处多年平均年径流量2.61亿m3,保证率为95%枯水年份为年径流量0.839亿m3,扣除上游设计水平年耗水1651.2万m3后,多年来水量2.445亿m3。黑河多年平均含沙量60.73kg/m3。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目(2)水库工程规模●水库亭口水库总库容2.278亿m3,正常蓄水位以下库容1.965亿m3。●城镇和工业供水工程根据亭口水库项目建议书预测,2015年,X矿区工业需水量6319万m3,地方工业、城镇生活及农灌需水量3822万m3,年总需水量1.01亿m3。水库设计供水流量2.25m3/s,多年平均年供水量6450万m3。供水保证率p=90%。(3)水质黑河河流属陕、甘交界地区,主要以农耕地为主,用地主要类型是旱地、坡地和河滩地。流域上游主要为农耕区,植被覆盖良好,无其他工业污染源。根据《陕西省咸阳市亭口水库工程项目建议书》(2006年8月),黑河水质如下表:黑河河水水质监测成果表项目单位:mg/L项目单位:mg/L阳离子K++Na+126.83阴离子Cl-24Ca2+40.08SO42-136.24Mg2+26.47HCO3-274.59Fe2+0.005CO32-6.00Fe3+0.023PO43-0.202Cu2+0.021NO3-4.40Al3+0.080NO2-0.364NH4+0.133OH-0全固体400.80酚酞碱度-溶解固体392.0甲基橙碱度-悬浮物11.60总碱度-电导率680PH值8.51总硬度420.34全硅17.60碳酸盐硬度420.34活性硅7.00非碳酸盐硬度0胶体硅10.60267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目CODMn0.43根据监测结果显示,所测项目指标均达到《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准,水质适用于生活用水、农业用水及工业用水水源。(4)水源水量分配根据项目建设单位陕西X矿业集团有限公司与咸阳市亭口水库工程建设处签订的供水协议,亭口水库保障向拟建项目提供原水2550万m3/a,参见《亭口水库供用水协议》。本项目需原水量2032m3/h(1625.6万m3/a),由亭口水库供应,水源可靠、水量有保障。亭口水库距本项目直线距离约30~35km。(5)存在问题l大型化工项目,供水保证率p=97%,应当核定亭口水库供水保证率p=97%时,可为本项目提供的原水量。l本项目尚未完成水资源论证,其水源供应方案有待水资源论证后确定。1.1.1.1拟建项目用水量拟建项目在充分利用废水、污水资源化水量基础上,需工业用新鲜水水量1847m3/h,需要相应原水预计2032m3/h(1625.6万m3/a)。拟建项目用水量如下表:甲醇项目用水量表(单位:m3/h)序号用水项目生产水循环水化学水备注1备煤、气化、灰水4091129530利用工艺排水122变换0180003低温甲醇洗04635154冰机0869505甲醇合成精馏10.798555.4267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目6硫回收3.5118807氢回收01528空分装置121611009甲醇合成压缩机04550010供热站45.52000310.611循环水站63600利用循环排污、化学水站废水、锅炉、冷凝处理排污、中水统一反渗透处理系统产水595,利用尾水蒸发15212生活用水及其他用水50013化学水站4830014未予见水242.300合计184760143363原水(净水厂)(1.10%)2032(消防水:550L/S)1.1.1.1给水方案拟建工程给水建设包括4项内容:即厂外取水和输水工程、净水厂、厂区给水工程。(1)厂外取水和输水工程根据陕西X矿业集团有限公司与咸阳市亭口水库工程建设处签订的供水协议,取水计量口为亭口水库输水洞出口。取水规模:5万t/d;输水规模:5万t/d;设置取水、输水加压泵房、采用双管线输水,输水管单管直径暂按DN700mm考虑。输水距离35km,途设加压泵站。值得指出的是,亭口水库至本项目厂址间地形复杂、高差较大,详细的取水、输水方案有待下一阶段确定。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目(2)净水厂本项目设置自备净水厂一座(简称净水厂),对原水进行净化处理,以满足供热站、生产装置、辅助装置、厂区生活水、分析化验、其他及未预见用水等。等用水要求。根据用水水质不同,净水厂采用分质供水。净水厂规模5万t/d。其中生活水规模150t/d。净水厂流程:原水→初沉池→机械加速澄清池→二沉池→虹吸滤池→工业水部分工业水经消毒后→生活水(3)厂内清水加压泵房、高压消防泵房拟建工程在厂区内设置有加压泵房一座,内设500S59清水泵2台,Q=2020m3/h,H=47~68m,N=450kW。1开1备。为确保本项目生产用水安全,需设清水池一座,其有效容积,按除循环补充水以外的5小时生产用水量1211m3/h计,6000m3。清水池拟与消防水池合建,消防水池有效容积16000m3,合建后总有效容积22000m3。分格设置,有效水深7m。高压消防泵房与工业给水加压泵房放在一起,以便于管理、节省投资和减少操作人员。高压消防泵房内拟设消防泵三台,均为电泵,二用一备,要求一级负荷供电。单台泵参数:Q=1800m3/h,H=115m,N=900kW。设保压泵二台,一用一备,单台泵参数:Q=50m3/h,H=115m,N=30kW。用保压泵对消防水管网系统进行稳压。(4)厂区供水管网根据拟建工程用水特点,厂区给水工程拟分为五个系统:生活给水系统、生产给水系统、循环冷却水系统、除盐水系统、稳高压消防水系统。●生活给水系统生活给水系统供应厂区内各装置的生活用水和化验用水,用水量约为5-10m3/h。由净水厂生活水供水系统提供。厂区内通过生活给水管网系统向各个用户供水。干管管径DN75mm。管网供水压力0.30MPaG。生活给水管网均采用枝状敷设,管材为钢管,埋地敷设。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目●生产给水系统生产给水系统向各生产装置、辅助装置、供热站及内设的化学水站等设施提供工业水。由净水厂提供。厂区内生产给水干管管径DN400mm,采用环状敷设,管网供水压力0.30MPaG。管材为钢管,采用加强级环氧煤沥防腐涂层防腐,埋地敷设。(5)循环冷却水系统本项目位于西北严重缺水地区,系统的冷却尽可能采用空冷,包括空分蒸汽驱动透平,不能采用空冷的设备采用水冷。循环冷却水系统是向各生产装置供本循环冷却水,项目全部建成后总循环冷却水达60143m3/h,其中供热站循环冷却水2000m3/h。●循环冷却水系统划分考虑到本项目生产装置较多,为节省投资,方便管理,本项目拟建两个循环水场:第一循环水场:向气化、变换、低温甲醇装置、甲醇合成精馏等供水。第二循环水场:向空分、冰机、甲醇合成压缩机、供热站供水。各循环水场水量及规模详见下表。各循环水场水量及规模表序号循环水场名称总循环水量(m3/h)总规模(m3/h)总冷却塔一第一循环水场300006座(5000m3/h/座)1备煤、气化、灰水112952变换18003低温甲醇洗46354甲醇合成精馏98555硫回收11886氢回收15小计28788二第二循环水场350007座(5000m3/h/座)1空分装置161102冰机8695267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目3甲醇合成压缩机45504供热站2000小计31355●循环水设计参数:采用当地气象资料(每年不超过10天的昼夜平均干、湿球温度)作为冷却塔的设计参数:干球温度θ=27.7℃湿球温度τ=21.5℃工艺参数:供水压力P1=0.45MPa回水压力P2=0.25MPa供水水温t2=32℃回水水温t1=40℃温差Δt=8℃浓缩倍数N=5●冷却塔及水泵选择----冷却塔:冷却塔采用φ9.2米风机逆流式冷却塔13座,配套风机为LF-92B型,出风量G=315万m3/h,N=220kW,U=380V;塔平面尺寸为18×20m。----循环水泵房:第一循环水系统,循环水泵选用XY56-16型水泵4台(3开1备)。其性能为Q=13320m3/h,H=52m,N=2500kW,U=6kV;系统回水压力P2=0.25MPa,可以余压上塔。第二循环水系统,循环水泵采用1200S32型水泵4台(3开1备)。其性能为Q=10800m3/h,H=32m,N=1250kW,U=6kV;系统回水加压上塔,采用900S28型水泵4台(3开1备)。其性能为Q=10800m3/h,267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目H=22.5m,N=900kW,U=6kV。----循环冷却水补充系统:循环冷却水系统循环浓缩倍数暂按N=5.0计,循环水系统的补充水量约为1383m3/h。由生产给水系统供给636m3/h,利用回用水595m3/h,利用多效蒸发洁净水152m3/h。----水质稳定及旁滤处理:为保证循环冷却水系统水质符合要求,故设水质稳定处理设施。水质稳定剂由试验确定,杀生剂采用液氯。系统旁滤量2800m3/h,采用纤维球过滤器14套,单套产水能力Q=200m3/h,耗电量N=30kW。出水浊度≤5NTU。纤维球过滤器组布置在室内。----智能化监测换热器:为了对循环水质进行监测和指导运行,确定缓蚀剂、阻垢剂的品种及投加剂量,设置智能化监测换热器2台,型号为3KI伏-II。(6)脱盐水站本项目拟建化学水站一座,满足锅炉及工艺对化学水需求。化学水站脱盐水规模400m3/h。处理流程:净水厂(包括化工装置工艺凝液回水)→叠片过滤器→超滤装置→超滤水箱→清水泵→反渗透保安过滤器→高压泵→反渗透装置→淡水箱→淡水泵→逆流再生阳离子交换器→除碳器→中间水箱→中间水泵→逆流再生阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→用水装置。(7)稳高压消防水系统该项目全部建成后,占地面积96公顷,厂区用地形状为狭长长方形。根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)、《石油化工企业防火设计规范》(GB50160-2008)的规定,按同一时间内需消防水量最大两处着火设计。最大消防水量(以甲醇罐区计)为550l/s,其中用于罐区固定冷却设备消防用水量为200l/s,冷却水延续时间为6小时。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目罐区配置泡沫消防用水量为350l/s,火灾延续时间为40分钟。高压消防给水管线供水压力1.2MPaG。消防水管网以环状布置,管材为钢管,埋地敷设。管线上布置SS100/65型室外地下式消火栓,间距不大于60m,并在煤气化装置及罐区周围布置消防水炮。消防池有效容积为16000m3。为避免消防池的水形成“死水”,消防池拟与给水泵房的清水池(容积=8000m3)合建,合建后总有效容积为22000m3。高压消防泵房内拟设消防泵三台,均为电泵,二用一备,要求一级负荷供电。单台泵参数:Q=1800m3/h,H=115m,N=900kW。设保压泵二台,一用一备,单台泵参数:Q=50m3,H=115m,N=30kW。用保压泵对消防水管网系统进行稳压。高压消防泵房与工业给水加压泵房放在一起,以便于管理、节省投资和减少操作人员。低压消防与高压消防为同一个系统。消防水压小于0.5MPaG。消火栓采用减压稳压消火栓。1.1.1排水1.1.1.1排水量本项目各装置实际排水总量约805m3/h。其中各排水处理利用去向说明如下:低温甲醇洗废液、甲醇精馏废水(约12m3/h)去煤制浆工艺做磨煤水;工厂污水处理系统水量约250m3/h。达标出水以中水形式与循环排污水、化学水站排水、冷凝水排污水、锅炉排污水等汇合,送废水深度处理(反渗透)系统一并深度处理后;废水深度处理(反渗透)系统产生洁净水量595m3/h。工厂洁净水回用于循环水系统做补充水,排放的达标浓含盐尾水约198m3/h。该尾水首先用于冲灰、干灰拌湿、渣场和道路喷洒等,预计可以消化38m3/h含盐废水,剩余160m3/h达标浓含盐尾水,通过多效蒸发结晶系统进一步回收洁净水做循环水补充水;多效蒸发结晶系统能力180m3/h,回收洁净水约152m3/h,回用于循环水系统做补充水,产生结晶渣约17t/h,送渣场安全处置。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目鉴于含盐尾水多效蒸发结晶装置目前尚缺乏工业化运行经验,存在不可预测事故风险,建议,在密切关注相关项目含盐尾水多效蒸发结晶工业化进程的同时,研究设置备用厂外达标含盐尾水事故贮池,根据实际需要分期实施。详见水平衡图。本项目废水产生情况见下表:项目废水量表序号污水来源废水量(m3/h)污水成分(mg/l)备注1甲醇气化装置污水245COD:500BOD:300NH3-N:300SS:200去污水处理站,深度处理75%回用。2低温甲醇洗废液4少量甲醇去做磨煤水3甲醇精馏废水8含甲醇、乙醇、异丁醇等去做磨煤水4循环水系统排污水240COD:75BOD:30深度处理75%回用。5生活污水及其他5COD:400BOD:200SS:250NH3-N:45去污水处理站,深度处理75%回用。6供热站系统排污水(不含化学水站)35COD、BOD去污水处理站,深度处理75%回用。7化学水站排水120酸碱深度处理75%回用8冷凝精制排污148酸碱深度处理75%回用9小计805废水资源化利用后,实际产生含盐尾水约198m3/h,其中冲灰、干灰拌湿、渣场喷洒等共计消耗约38m3/h,需要多效蒸发结晶处理的含盐废水约160m3/h267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目。(不包括未预见水量产生的排水)。1.1.1.1排水系统划分按照清污分流的原则,排水系统拟分为:①生产污水、生活污水(含污染地面初期雨水)排水系统,②清净下水排水系统,③雨水排水系统三个系统。工厂对各种排水进行收集,分类处置,分类最大限度地回用,以节约水资源。(1)生产污水系统生产污水,以及室外污染区的初期污染雨水或地坪冲洗水先收集于污染雨水池内,然后用泵送往污水处理站进行处理。含盐尾水,最大限度回用于干灰拌湿、渣场喷洒等。该系统重力流管道采用排水铸铁管,压力管线采用钢管。(2)生活污水系统厂区各建筑物内卫生间排出的生活污水,以及化验室排出的化验污水经化粪池处理后重力排至本项目污水处理厂进行处理。该系统管道采用铸铁管。(3)初期雨水排水系统本项目有可能被污染的地面面积为50公顷,一次降水深度按15mm计,通过增强聚丙烯排水干管排至初期雨水池。污水处理站内设有容积=8000m3初期雨水池一座。并设有初期雨水提升泵,将初期雨水定量提升经管道送到污水处理站。(4)雨水及清净下水系统该系统收集厂区无污染后期雨水,收集后排往厂外市政管线。考虑到地区缺水及雨水利用,建议在条件允许时设置雨水收集池,以利用雨水。地区暴雨强度公式为:267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目采用地区暴雨强度公式:i=8.22(1+1.152lgP)/(t+9.44)0.746取重现期P=1年。雨水量Q=qFΨ(L/s)取泾流系数Ψ=0.7该系统管道采用钢筋混凝土排水管。1.1.1污水处理工厂拟建设一套污水处理系统,对厂区生产污水、生活污水、地面冲洗水、污染的初期雨水等进行集中收集、统一处理。处理后的出水水质确保达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准。为节约水资源,实现污水资源化、减少工程对地区水环境的污染,本项目污水处理系统拟设置有中水处理装置,达标污水经中水处理后与循环排污水、化学水站排水、冷凝水排污水、锅炉排污水等汇合,送废水深度处理(反渗透)系统一并深度处理,洁净水回用于循环水系统做补充水,替代新鲜水。工厂综合污水处理站最终设计规模10000m3/d;中水规模10000m3/d;工厂废水深度处理回用(反渗透系统)装置设计产水量700m3/h,实际产水量595m3/h。1.1.1.1污水处理●设计规模本项目按工厂最终规模考虑。综合污水处理设计规模10000m3/d。●综合污水处理设计水质污水外排水设计水质确保达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准。●中水设计水质设计中水出水水质COD≤50mg/L、BOD≤10mg/L、悬浮物≤10mg/L、氨氮≤10mg/L。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目●工艺流程综合污水处理工艺流程如下图所示。●主要工艺介绍CAF涡凹气浮系统 :主要用于去除水中的悬浮物、油类物质、COD、BOD等。----新型水解酸化技术:267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目水解酸化技术是上流式厌氧污泥床反应器(UASB)的改进型。适用于生产工艺所排废水有机物成分复杂,COD浓度高,或经普通预处理难以好氧降解的水质。水解酸化为后续SBR反应器提供良好条件。新型水解酸化技术BOD5去除率为30~35%,CODCr去除率为35~45%,SS的去除率为75~85%。----SBR生化技术:SBR法可有效地克服普通好氧活性污泥法的缺点,它在一个反应池内完成进水—曝气—沉淀—排放等所有的反应操作过程,在不同时间里完成有机物氧化、硝化、脱氮、磷的吸收和释放等生化过程,不需设置二次沉淀池。SBR是一种简易高效低能耗的污水生化处理法。SBR法的运行工艺是以间歇操作为主要特征。对单一SBR池来说,不存在空间上控制的限制,只要在时间上进行有效的控制与变换,便能达到多功能的要求,非常简便灵活。脱氮除磷效果好。通常SBR池BOD5去除率为85%~93%,CODCr去除率为87%~95%。为确保达标排放,污水处理系统设置有在线监测仪器。主要构筑物、设备SBR池:6座,半地下式,采用混凝土结构,并联运行,单池尺寸50×20×5.5m,有效水深5m。鼓风机8台,7开1备。风量80m3/min,风压5000mm水柱。多介质过滤器5台,80m3/h/台。活性炭过滤器5台,80m3/h/台。1.1.1.1中水处理及污水深度处理(1)中水处理本项目中水处理工艺为过滤+消毒联合工艺。本项目过滤方式采用工程上应用较多的比较成熟的三层滤料(无烟煤、石英砂、次铁矿石)滤池过滤;消毒方法采用常用的加氯消毒方法。中水处理规模10000m3/d。(2)废水深度处理267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目循环排污水、污水处理厂中水、化学水站排水、冷凝水排污水、锅炉排污水等,经超滤、反渗透装置处理后作为循环水补充水。超滤、反渗透装置产水量700m3/h。反渗透装置2套:一级反渗透装置产水量700m3/h;二级反渗透装置产水量150m3/h。含盐废水首先送至均质池,均质后的废水进入絮凝沉淀池,投加石灰及混凝剂混凝沉淀,澄清后清水溢流至清水池,由双滤料过滤器进行过滤,过滤水送至超滤和反渗透系统处理。清水池水质浊度≤10NTU,双滤料过滤器过滤后水质浊度≤2NTU。超滤膜采用中空纤维膜元件;每根膜组件设有完整的维修隔离阀门,可单独进行维修和更换而不影响整套超滤装置的运行。超滤后水质浊度≤0.15NTU。反渗透膜采用抗污染膜,反渗透膜组件各段进出水总管设置阀门,以便清洗时与清洗液进出管相连。反渗透系统脱盐率≥97%,产水率≥75%。反渗透出水去化学水处理车间,浓盐水去多效蒸发。含盐水处理装置的污泥外送危废处理中心处理。处理流程为:循环水排污水→生水池→机械加速澄清池→多介质过滤器→超滤→5μm保安过滤器→反渗透→产品水箱。1.1.1.1含盐尾水多效蒸发含盐水处理系统和生化处理系统浓盐水去多效蒸发,多效蒸发为3级蒸发,热源为低压蒸汽。含盐尾水多效蒸发规模:180m3/h;实际运行时数:8000h;设备:蒸干设备、结晶设备能力:90t/h(2台);电耗:3000kW/h;蒸汽(0.5MPa):19t/h;回用水:152m3/h;267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目结晶渣:17t/h;工程费用:24000万元;处理流程:含盐水进入盐水提浓系统,经软化和高效反渗透将含盐量提高到2.0%,水量160t/h,温度30℃。高效反渗透所产除盐水进入冷凝水储槽,浓盐水进入进入浓盐水加热器,所需加热蒸汽为53t/h,压力0.5MPa,温度158.90℃,焓:2756.55kJ/kg,进口焓加热到90~95℃,送第一效蒸发器中部,第一效再沸器采用0.5MPa蒸汽作为热源,浓盐水在一效蒸发器内蒸发;第一效出来的工艺蒸汽(0.098MPa)进入再沸器作第二效蒸发器热源,浓盐水在第二效蒸发器内蒸发;第二效出来的工艺蒸汽(0.071MPa)进入再沸器作第三效蒸发器热源,蒸发后的浓液在第三效蒸发器内被进一步浓缩至21%,第三效蒸发器出来的蒸汽经冷凝后进入冷凝液储槽,残盐渣液送危废处置。1.1.1.1突发事故缓冲池为预防突发事件可能对水体环境带来的危害,污水处理厂内设置事故缓冲池,总容积为20000m3。工厂排水污水管设置止排阀及信息反馈控制系统,一旦突发事件发生,则外排系统关闭,排水进入事故缓冲池,最大限度杜绝对水体环境带来的危害。1.1.1.2建议抓紧项目水资源评价及审批工作。密切关注相关项目含盐尾水多效蒸发结晶工业化进程,研究备用厂外达标含盐尾水事故贮池建设必要性。建议今后初步设计阶段探讨进一步优化和细化节水、节能设计方案。如:进一步提高循环水的浓缩倍数、切实做好污水回用、冷凝水回收和空冷的使用方案等节水、节能措施,促进本企业和工业区的循环经济发展。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1供电1.1.1研究范围本项目的供电系统包括全厂生产界区内各变配电站、全厂供电线路、各生产装置及辅助生产装置内用电设备的供配电、照明、防雷、接地等。本可行性报告与厂外的分界点为全厂总变电站进线绝缘子,110kV外线不在本可行性研究范围内。1.1.2标准规范设计遵循的标准,以国家标准和化工行业标准为主,其它标准辅之,在执行过程中,标准若有修订,应以修订后的有效版本为准。当各标准发生不一致时,应以国家标准为准。采用的标准主要有:l《3~110kV高压配电装置设计规范》(GB50060-1992);l《35~110kV变电所设计规范》(GB50059-1992);l《10kV及以下变电所设计规范》(GB50053-1994);l《供配电系统设计规范》(GB50052-1995);l《低压配电设计规范》(GB50054-1995);l《电力装置的继电保护自动装置设计规范》(GB50062-1992);l《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-1992);l《建筑物防雷设计规范(2000年版)》(GB50057-1994);l《建筑照明设计标准》(GB50034-2004);l《电力工程电缆设计规范》(GB50217-1994);l《化工企业腐蚀环境电力设计规程》(HG/T20666-1999);l《工业与民用电力装置接地设计规范》(GBJ65-1983);l《石油化工静电接地设计规范》(SH3097-2000)。1.1.3用电负荷及负荷等级(1)用电负荷本项目110kV总用电负荷为43260kW,详见“用电负荷统计表”。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目本项目用电负荷统计表序号装置名称需要容量(kW)备注10kV380/220V1备煤、气化、灰水130504883甲醇变电站2变换2495172甲醇变电站3低温甲醇洗69001850甲醇变电站4冰机560甲醇变电站5甲醇合成精馏18201450甲醇变电站6硫回收600甲醇变电站7空分7463空分变电站8氢回收11甲醇变电站9罐区240甲醇变电站10给水排水144004810给排水变电所供电11含盐废水蒸发结晶3000给排水变电所供电12供热系统81251785供热站变13厂前区、机电仪修及仓库870供热站变14全厂照明系统560供热站变15其它726供热站变16共计(折算后)47022乘以同时系数0.9243260(2)负荷等级本项目生产过程属高温、高压、易燃、易爆生产环境,生产装置自动化程度高,生产连续性要求很高。突然停电会引起设备损坏、停产,造成较大的经济损失,且恢复正常生产需要较长的时间。根据《供配电系统设计规范》(GB50052-95)的要求,本项目绝大部分工艺装置和部分辅助生产装置用电负荷属二级负荷,其他辅助配套装置属于三级用电负荷,另外还有少量一级用电负荷,如消防水泵、压缩机油系统、UPS、事故照明等。1.1.1供电电源X地区电网属西北电网。西北电网由750kV、330kV及110kV267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目电网组成。根据《西北电网“十一五”及2020年电网规划设计滚动调整》预测,西北电网2010年、2015年需电量分别为2494亿kWh、3467亿kWh,相应增长率分别为9.92%、6.81%;最高发电负荷2010年、2015年分别为3730万kW、5300万kW,增长率分别为10.51%、7.28%;陕西电网2010年、2015年需电量分别为930亿kWh和1339亿kWh,增长率分别为11.77%、7.57%;最高发电负荷2010年、2015年分别为1510万kW和2177万kW,增长率分别为11.79%和7.59%。因此,需要在“十一五”及“十二五”期间建设一批大型电厂,才能满足陕西经济社会发展对电力负荷的需求。根据国家电网公司发展规划,西北电网将建成以750kV电压为主干网架。2005年,官亭—兰州东750kV示范性工程已经投运,到2010年西北750kV电网构架将基本形成。拟选厂址位于陕西省咸阳地区彬县境内,彬县城东现有110kV变电站一座,110kV电源引自乾县330kV变电站,内装SFSL1-20000/110,110/35/10kV的变压器一台,可以作为本项目的临时电源。本项目拟建110kV变电站,110kV线路引自乾县330kV变电站变电站,作为全厂用电设备的电源,实现双回路供电,满足本项目用电可靠性的要求。同时,在项目区中的工艺装置区设1台1000kW柴油发电机,作为保安电源供电。1.1.1供电方案1.1.1.1供电电压选择根据本项目用电负荷和电源的实际情况,确定由地区电网取得的电源进线电压为110kV,本项目化工装置供电网络和高压电动机配电电压等级为10kV,低压用电负荷的配电等级为0.38/0.22kV。根据装置的负荷情况,生产装置用电负荷配电电压等级如下:200kW及以上电动机10kV200kW以下电动机380V检修电源380/220V267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目照明电源380/220VDCS及关键仪表220V,来自UPS1.1.1.1电气主接线在厂区设置110kV总降压变电所。从地区电网取两回110kV供电线路作为厂区主电源及备用电源,内设2台63MVA、110/10kV主变压器,110kV变电站的高压侧母线的主接线方式为中性点有效接地的单母分段接线,10kV主接线采用单母线分段,分列运行方式。此外,根据项目用电情况,在厂区设置10/0.4kV车间变配电站。考虑到工艺装置区存在爆炸性及腐蚀性气体,且该地区风沙较大,总变电所及装置变配电所设置在安全区并尽量采用户内式布置。该方案电气设备少,一次投资节约,运行灵活,且供电可靠性较高。1.1.1.2装置变电所根据项目用电情况,在厂区设置6座10/0.4kV车间变配电站。各10kV变配电所均由两回路电源供电,两路电源分别引自全厂总变电所两段10kV母线。每一路电源均能负担100%的负荷。对于较大型电动机可由总变电所直馈,如启动困难可采用降压启动装置或采用变压器-电动机组接线方式(对更大型的电动机)。甲醇一变配电所:设置在煤气化装置界区内,需从总变引2回10kV电源,内设2台10/0.4kV、3150kVA变压器,10kV母线采用单母线分段,负责向备煤、气化、灰水等用电负荷供电。甲醇二变配电所:设置在甲醇合成精馏装置界区内,需从总变引2回10kV电源,内设2台10/0.4kV、3150kVA变压器,10kV母线采用单母线分段,负责向变换、低温甲醇洗、冰机、甲醇合成精馏、甲醇中间罐区和硫回收等用电负荷供电。空分变配电所:设置在空分装置界区内,需从总变引2回10kV电源,内设2台10/0.4kV、4000kVA变压器,10kV母线采用单母线分段,负责向空分装置等用电负荷供电。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目给排水变配电所:设置在给排水界区内,需从总变引2回10kV电源,内设2台10/0.4kV、4000kVA变压器,10kV母线采用单母线分段,负责向净水站及脱盐水站、循环水站、污水处理装置、生产,消防水泵站等用电负荷供电。供热站变配电所:供热站内设置1座变电所,内设2台10/0.4kV、4000kVA变压器,10kV母线采用单母线分段运行,向供热系统等用电负荷供电。厂前区变配电所:设置在厂前界区内,需从总变引2回10kV电源,内设2台10/0.4kV、2000kVA变压器,10kV母线采用单母线分段,负责向厂前区、机电仪修及仓库、全厂照明系统等用电负荷供电。在各车间变配电所设置开关柜,并对高压用电负荷供电。供电系统参见附图“全厂供电系统图”。1.1.1无功功率补偿本项目在10kV和380V系统进行适量的无功补偿,使全厂的功率因数达到0.92以上。补偿集中设置在各变、配电所。10kV采用并联电容补偿成套装置,380V采用无功功率自动补偿屏。1.1.2继电保护和监控110kV总变和10/0.4kV车间变配电所采用微机综合自动化系统,全厂电气控制设置在主控室内,10/0.4kV变电所为无人值班,各变电所通过光纤上传电气数据到主控室的后台机上,在后台机上实现微机监测、监控、通讯联络等综合自动化功能,以保证变电所安全可靠运行,提高管理和维护水平。对装置区、装置控制室等主要人行通道采用应急灯照明。1.1.3配电线路从变电所到装置生产区的电缆均选用阻燃型交联电缆,电缆尽量沿电缆桥架敷设。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目车间内的配电线路采用电缆沿桥架敷设,当线路少,且环境允许的情况下,采用电缆或导线穿钢管埋地敷设。道路照明为三相四线制供电,电缆埋地暗设。1.1.1防雷、接地、防静电措施按照GB50057-94(2001版)《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。对于第二类防雷建筑物,每根引下线的冲击接地电阻不应大于10欧姆,对于第三类防雷建筑物,每根引下线的冲击接地电阻不应大于30欧姆。对于爆炸和火灾危险环境内可能产生静电危害的物体,应采取静电接地措施;对于无爆炸和火灾危险环境内的物体,如因其带静电会妨碍生产操作、影响产品质量或使人体受到静电电击时,应采取静电接地措施;在生产、储运过程中的器件或物料,彼此紧密接触后又迅速分离,而可能产生和积聚静电,或可能产生静电危害时应采取静电接地措施;每组专设的静电接地体,接地电阻不应大于100欧姆。设备和管道的静电接地系统可与电气设备的保护接地、防雷接地等共用接地装置。低压配电系统采用TN-S或TN-C-S系统接地,所有电气设备外露可导电部分均应可靠接地。变压器中性点的接地电阻小于4欧姆。全厂变压器工作接地、各生产装置和建筑物的保护接地、防雷接地、静电接地等系统相互连接,形成全厂接地网。1.1.2节能技术本项目采用以下节能措施:(1)本项目所有变压器采用低损耗节能型变压器;(2)本项目中主厂房照明采用高效长寿命气体放电灯,照明光源当高度在4m以下时,采用荧光灯、白炽灯。当高度在4m以上时,采用金属卤化物灯。道路照明和室外生产装置选用高压汞灯和高压钠灯;照明的照度标准值按照国家标准和行业标准选取;(3)对负荷变动较大的风机及水泵推荐采用变频装置;(4)二次回路的控制设备推广采用节能型元件等;(5)267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目总降压变电所和车间变配电所在环境允许时设在负荷集中、单台电动机容量较大的场所;(6)在以上变电所内设置静电电容器补偿;(7)大电流的高压电缆按经济电流密度校核其缆芯截面。1.1.1主要设备选型1.1.1.1主要电气设备在确保供电安全可靠的前提下,尽量采用先进成熟的技术和设备。(1)110kV主变压器采用双绕组有载调压变压器;(2)110kV变电站采用SF6封闭式组合电器;(3)10kV开关柜采用金属铠装移开式开关柜KYN型;(4)直流电源采用免维护铅酸蓄电池直流电源装置;(5)车间变压器采用S10-M型,10/0.4/0.23kV,D,yn11;(6)低压配电柜采用抽屉式低压开关柜MNS型。现场操作、控制、照明、检修等设备根据现场防爆防腐环境特征选择。1.1.1.2主要电气材料(1)高压电力电缆采用铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套阻燃型电力电缆ZR-YJV-10/10kV型。(2)铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套阻燃型电力电缆ZR-YJV-0.6/1kV型。(3)控制电缆采用铜芯交联聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套阻燃型控制电缆ZR-KVV-0.45/0.75kV型。(4)屏蔽控制电缆采用聚乙烯绝缘组屏蔽聚氯乙烯护套电子计算机用电缆KJYVP-0.45/0.75kV型。(5)配电线路采用高防腐复合型桥架或铝合金电缆桥架。各工段装置内的电气设备选型根据其环境特征分别选用防爆、防腐及正常的电气开关设备和控制设备。主要电气设备材料参见下表。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目主要电气设备材料表序号名称型号及规格单位数量1110kV电力变压器SFS7-63000/110/10kV台2210/0.4kV变压器S10-M-3150台4310/0.4kV变压器S10-M-4000台6410/0.4kV变压器S10-M-2000台45直流屏200AhDC220V套26柴油发电机组1000GF6套17不间断电源UPS三进三出、30kVA、30分钟套28防腐操作柱LBZ-10ZNF2台429铜母排(紫铜)t5010电力电缆VV-1批1YJV22-10批1ZR-YJV-110批111控制电缆KVV-0.75批112电缆桥架玻璃钢批113变电所综合自动化系统包括硬件及软件套214高压电容器柜10kV套6150.4kV低压抽屉柜及动力箱抽屉式和固定式批116照明配电箱一般型批1防爆、防腐型批117灯具控照式荧光灯批1嵌入式荧光灯批1防水、防尘型批1防爆型批1防腐型批118导线BV-0.5批119镀锌钢管DN20批120镀锌扁钢-12*4批1-25*4批1-40*4批121镀锌角钢∠50*50*5批1267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目22接地端子箱JXF-3TMY-25*4台21.1电信1.1.1概述本项目电信专业设计包括:装置区行政电话、调度指令电话站、无线对讲电话、火灾报警系统及装置区内的线路。为满足新建工程的需要和现代化管理水平的要求,装置区内所需行政电话均接入当地市话网,用于对外联系和经营。在装置厂区内设置程控调度指令电话总机一套用于生产管理。由市政通讯网引至装置区的线路,由业主与当地电信局协商解决,不属于本设计范围。1.1.2标准、规范本设计按国标和化工部颁布的有关设计规定、规范和标准进行,采用的主要标准如下:l《工业企业通信接地设计规范》(GBJ79-1985)l《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-1998)l《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-1992)l《工业企业程控用户交换机工程设计规范》(CECS09:1989)l《工业企业通信设计规范》(GBJ42-1981)1.1.3行政电话为便于对外联系和经营,本项目需行政电话约256门,均由当地市话网引来。1.1.4调度电话站267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目为便于统一指挥、协调全厂生产装置及公用工程的生产,需程控调度电话约200门。故选用CDS-DH型200门调度指令电话总机一套,该机可实现调度员发布指令、报警或找人等功能,并具有在高噪音场所扩音呼叫和抗噪声等功能。该装置适合空间大、环境嘈杂、岗位分散的车间或需要同步操作的作业面。调度指令电话总机设置在综合楼内调度室。在爆炸危险场所采用防爆产品。1.1.1无线对讲电话为便于调度室与其所属岗位或巡检人员之间联系,及开停车、大、中修时,现场指挥的通信联络,采用无线对讲电话。在爆炸危险场采用防爆产品。1.1.2火灾报警系统根据消防规范要求,为便于火灾的控测与报警,本项目设有火灾报警装置。对重要的建筑物,如控制室、机柜室、配电室、仓库及装置区内的道路等设置火灾探测器、火灾报警控制器显示报警点的位置,以便通过值班人员及时采取消防措施。火灾报警控制设置在综合楼内调度室。在爆炸危险场所采用防爆产品。1.1.3工业电视监视系统本项目根据需要设置工业电视监视系统,全厂共有约24个监视点,对关键操作部位或设备进行实时监控并可录像。1.1.4计算机信息网为了提高现代化管理水平,满足对内对外信息交流的需求,实现办公自动化,拟在本项目中建立一套计算机局域网。该局域网与当地主干数据网采用光纤宽带接入。其网络管理中心设在厂前区综合办公楼内。厂前区综合办公楼、车间办公楼、装置控制楼、变配电站等重要建筑内,对语音(电话)和数据(计算机)线路拟采用综合布线方式布线。1.1.5全厂电信线路厂区通信主干电缆采用HYA53型市话电缆沿外管架或建筑物外墙架空敷设。室内电话终端配线,采用HBYV-4×0.5电缆,穿PVC管沿地坪或墙暗设。扩音对讲电话线路,其主干电缆采用专用通信电缆穿钢管埋地或沿电缆桥架敷设。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目火灾报警系统采用总线制配线方式,采用阻燃屏蔽铜芯聚氯乙烯绝缘电线,在室外穿钢管沿外管架或电缆桥架架空敷设,或埋地敷设,进入室内穿钢管沿天棚或墙暗埋敷设。1.1.1主要电信设备一览表主要电信设备一览表见下表。主要电信设备一览表序号名称、型号及规格单位数量1电话系统1.1数字程控调度总机容量200门套11.2逆变充电器1000W(带交流稳压装置及蓄电池装置)套11.3TM终端复用机套11.4电话机台4562扩音对讲通信系统2.1控制台套12.2功能键套12.3程控机160门套12.4耦合器套12.5电话机台1003火灾自动报警及联动控制系统套14工业电视监视系统4.1防暴彩色监视系统套244.2电动三可变光学镜头套244.3摄像机控制器套244.4彩色监视器台244.5视频切换器台245六芯光缆批1267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1供热站1.1.1概述本项目的供热系统为项目提供所需要的不同压力等级的蒸汽。供热技术方案选择的原则要符合国家有关能源政策,节约能源,降低全厂能耗;选用方案要做到工艺技术先进,设备性能可靠,运行经济安全,满足化工生产的热负荷、动力负荷的要求;整个热力系统应具有良好的适应能力,在各种工况下都具有可操作性;合理利用工艺余热,尽量回收工艺过程中副产的可燃性废气,以提高全厂的热能综合利用率。本项目根据供热负荷的要求,拟建一座规模为4×260t/h高温高压煤粉锅炉供热站。本供热站为全厂所有用户供热,充分利用先进、成熟、可靠的技术。供热系统采用工业透平,通过抽汽或上一压力等级的蒸汽的减温减压向全厂供热,使热能逐级利用,提高了能源的利用率,完全符合国家能源政策。本系统的热负荷系工业热负荷,具有生产连续、供汽参数及用汽量均稳定的特点。1.1.2供热系统一、热负荷及蒸汽平衡根据本项目热负荷及蒸汽平衡计算,需要锅炉产出蒸汽822t/h,压力为9.8MPa。详细热动力平衡参见下表,并参见“全厂热动力平衡图”。热负荷及蒸汽平衡表序号热用户用汽量t/h用汽参数功率压力MPa(G)温度℃1高温高压蒸汽锅炉-8229.85404×260t/h2空分压缩机透平6649.85404×44MW3丙烯压缩透平75.69.854020MW4合成气压缩机透平709.854018.5MW5损失12.49.8540267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目6合成副产-2202.2过热7甲醇合成472.2过热8锅炉给水泵702.2过热9减温减压器602.2过热10高加402.2过热11损失32.2过热12变换副产-3701.0饱和13硫回收副产-141.0饱和14低温甲醇洗40.51.0饱和15空分装置121.0饱和16甲醇精馏3051.0饱和17减温减压器191.0饱和18损失7.51.0饱和19变换副产-900.5饱和20甲醇排污膨胀槽-30.5饱和21减温减压器-19.20.5饱和22减温减压器-68.60.5饱和23给水泵透平-700.5饱和24变换420.5饱和25煤气化100.5饱和26废水190.5饱和27硫回收30.5饱和28氢回收10.5饱和29氨法脱硫8.80.5饱和30采暖250.5饱和31低温甲醇洗230.5饱和32除氧器1120.5饱和33损失70.5饱和267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目二、供热系统说明全厂蒸汽参数按压力分为五个等级:9.8MPa,540℃高压蒸汽;4.0MPa,435℃的中压蒸汽、2.2MPa、1.0MPa和0.5MPa的低压蒸汽。9.8MPa,540℃高压蒸汽全部由供热站4×260t/h高温高压煤粉锅炉提供,供空分装置蒸汽透平、丙烯压缩机蒸汽透平和合成气压缩机蒸汽透平使用。空压机蒸汽透平采用空冷式,丙烯压缩机蒸汽透平采用抽凝式(预留4.0MPa抽汽口),合成气压缩机透平采用纯凝式。4.0MPa,435℃的蒸汽主要用于锅炉给水的加热,来自变换副产。2.2MPa的蒸汽来自该等级压力甲醇合成工艺副产,用于锅炉给水泵透平、甲醇合成等,此外,一部分经减温减压后供给0.5MPa的蒸汽管网。1.0MPa的蒸汽来自该等级压力变换副产和硫回收工艺副产,用于供应空分、低温甲醇洗和甲醇精馏等工艺生产,剩余部分经过减温减压后供给0.5MPa的蒸汽管网。0.5MPa的饱和低压蒸汽由变换副产、甲醇排污膨胀槽、减温减压和锅炉给水泵供应,用于除氧器、氨法脱硫、煤气化、变换、硫回收、氢回收、低温甲醇洗、废水多效蒸发和采暖等。详细的蒸汽平衡及相关数据参见“全厂蒸汽平衡图”。空分透平、工业透平的蒸汽凝结水回经凝结水泵送至除氧器预热除氧后重复使用、工艺装置产生的蒸汽凝结水通过凝结水泵送至脱盐水站精处理,并通过除氧器预热除氧后重复使用。主厂房按除氧框架、煤仓框架和锅炉岛的顺序排列,锅炉为紧身封闭岛式布置。1.1.1煤质资料锅炉设计燃料为混煤,由X矿区文家坡矿井供给,煤矿工业场地设有破碎设备,运至化工区的燃料为破碎过的成品煤,采用带式输送机运输。化工区场地设有贮煤筒仓,其仓储存量为本项目4台锅炉5天的耗煤量,分别设置原料煤仓和燃料煤仓,供热站内不另设煤场。煤质资料件如下表:267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目燃料煤的煤质分析数据项目单位分析结果全水Mtwt%12.4水分Madwt%2.42灰分Aadwt%24.91挥发分Vadwt%24固定碳FCadwt%48.67氢Hadwt%3.4硫St.adwt%1.03高位发热量Qr.adKJ/kg23.61低位发热量net.arKJ/kg20.28DT℃1280ST℃1320HT℃1320FT℃13401.1.1供热站主要设备1.1.1.1锅炉根据锅炉燃煤资料情况,供热装置锅炉采用固态排渣煤粉燃烧锅炉,其理由如下:(1)煤质中灰分含量较高,含硫率较高,合适采用煤粉锅炉;(2)虽然煤粉锅炉不能进行炉内脱硫,但锅炉尾部增加烟气脱硫装置。采用氨法或湿式石灰石-石膏法脱硫,脱硫效果比循环流化床更好,能够满足环保要求;(3)煤粉锅炉技术非常成熟,采用煤粉锅炉可靠性更强、连续运行周期更长;(4)煤粉锅炉热效率更高,有利于降低运行费用。本项目所选用4台260t/h的煤粉炉的主要参数如下:额定蒸发量:260t/h267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目过热蒸汽出口压力:9.8MPa(G)过热蒸汽出口温度:540℃给水温度:215℃锅炉热效率:>90%1.1.1.1锅炉给水泵数量:6台,其中四台汽动+两台电动流量:275m3/h扬程:14.7MPa电机功率(电动):1600kW透平功率(汽动):1600kW1.1.1.2静电除尘器数量:4台(双室4电场)效率:99.7%1.1.1.3烟囱高180m,上口内径5.5m,1座1.1.2热力系统根据确定的供热站装机方案,拟定出了本供热站的原则性热力系统。(1)热力系统组成本供热站原则性热力系统主要设备由锅炉、连续排污扩容器、除氧器、锅炉给水泵、高压加热器、低压加热器、凝结水泵等组成。系统组成:主蒸汽系统、给水系统、给水加热系统、疏水系统、工业冷却水系统。(2)主蒸汽系统主蒸汽采用切换母管制连接方式。每台锅炉过热器出口的主蒸汽管道均以单根引出,分别与主蒸汽母管相连,由主蒸汽母管至每台汽轮机的主蒸汽管道均采用双管连接形式。母管按一台机最大进汽量为设计通流量。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目在锅炉过热器出口的主蒸汽管道及主蒸汽母管至汽轮机的两根支管上分别设有电动隔离阀、流量测量装置。(3)给水系统给水系统采用切换母管制连接方式。系统设置的母管有:低压给水母管即高压除氧器下水母管、高压给水冷母管及高压给水热母管。除氧器水箱中的给水先由锅炉给水泵升压,再经过两台高压加热器将水温加热到一定的给水温度后输送到锅炉省煤器入口联箱。在锅炉省煤器入口的给水主管路上设有主给水主调节阀,并为给水主调节阀设一路带调节阀的旁路,以满足低负荷时调节需要。从主给水调节阀上游引出一路供过热器减温用的减温水。设置六台110%容量的电动(汽动)调速给水泵,正常情况下,四台蒸汽透平给水泵运行,两台电动给水系统备用。给水加热设备分别供至1号、2号高压加热器、除氧器以及3号、4号、5号低压加热器。两台高压加热器采用旁路系统。当任何一台高加故障切除时,二台高加同时从系统中退出运行,给水通过旁路至锅炉省煤器。这时机组仍保证额定出力。各台锅炉的给水水质要求如下:锅炉给水水质表硬度溶解氧铁铜≤2μmol/L≤7μg/L≤30μg/L≤5μg/LpH(25℃)油联胺9-9.5<0.3mg/L10~50ug/L(4)凝结水系统设置三台容量为110%的凝结水泵,一台运行,一台备用。(5)加热器疏水系统高压加热器和低压加热器正常疏水系统均采用逐级自流方式。(6)工业冷却水系统267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目循环冷却水系统的冷却工质为循环水,经过被冷却的辅助设备后,回水至机力通风冷却塔冷却后循环使用。1.1.1烟风系统锅炉烟风系统采用双风机系统,每台锅炉设送风机、引风机各2台。为了防止锅炉尾部受热面腐蚀,在空气预热器进口侧冷风管道中设暖风器。为了减少锅炉污染物的排放,每台锅炉设60m2双室四电场静电除尘器1台。经过除尘后的烟囱排尘浓度小于50mg/Nm3,能够满足环保对烟尘排放的要求。燃料燃烧后产生的烟气由锅炉尾部烟道经除尘器、引风机、烟道和烟筒排入大气。在除尘器后布置烟气脱硫装置,并预留脱硝装置空间。本项目采用氨-硫铵法烟气脱硫。这种技术的脱硫率>90%,按照锅炉烟气脱硫要求配置独立的烟气系统、吸收系统、氨/水系统、氧化空气系统、副产品硫酸铵分离、干燥和包装系统。由于副产品固体硫铵的回收利用,以此实现烟气脱硫资源化和产业化,在使得最终烟气排放二氧化硫量小于《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2001)燃煤锅炉排放标准的基础上,顺应了循环经济发展的要求。除渣系统采用机械除渣系统,锅炉排出的炉渣经冷渣器冷却后进入耐高温皮带输送机,再由耐高温皮带输送机输送至渣仓,由汽车送至指定地点。1.1.2燃料输送系统输煤系统为从筒仓下带式输送机到将燃煤输送至主厂房原煤仓的整个工艺系统。包括燃煤输送、除铁、取样、称量及校验等工艺系统。燃煤采用带式输送机由文家坡矿井工业场地直接运输至燃料煤筒仓,供热站内不设卸煤设施,直接由贮煤筒仓下接出。贮煤筒仓要求其贮煤量大于筒仓前煤矿来煤的最大连续中断天数,供热站内不另设储煤场及煤场设施,现阶段筒仓位置以总平面布置为依据。供热站内带式输送机均为双路布置,一路运行,一路备用,并具备双路同时运行的条件。带式输送机规格均为带宽B=1200mm,带速V=2.0m267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目/s。输煤系统采用三班制运行,煤仓间带式输送机采用电动双侧犁式卸料器向原煤斗卸煤。煤矿工业场地已设有筛分、破碎设备,可以满足供热系统锅炉用煤粒径要求。输煤系统在贮煤筒仓出口及主厂房前带式输送机中部设有除铁装置。1.1.1辅助设施(1)机炉检修间用于日常维修中普通零配件的修配工作及加工一般的备品备件。(2)油库区设施锅炉点火用油按轻柴油考虑,柴油用汽车运输到电厂卸油泵房。设2×200m3钢制储油罐。设置2台卸油泵,一开一备。供油泵选用2台。供油泵可满足一台炉点火和一台炉助燃时所需用油量。1.1.2供热站主要指标供热站主要指标表序号项目单位数量1燃煤耗量t/h121.9万t/a97.52氨水消耗量t/h5.7万t/a4.63灰渣量t/h31.1万t/a24.84烟气排放量Nm3/h967944.85烟尘排放浓度mg/Nm330.86SO2排放浓度mg/Nm3142.77生成硫酸铵t/h4.9万t/a3.9267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1采暖通风及空气调节1.1.1设计原则本项目依据《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003),根据当地的气象条件、生产工艺等专业要求,确定合理的技术方案。1.1.2采暖通风及空气调节设计说明1.1.2.1采暖设计说明(1)各工艺生产装置对有温度要求的厂房及生产辅助间均设采暖。(2)对有温度要求的生产装置,其厂房内采暖设计温度按照工艺等专业所提要求进行采暖计算及设计。对生产辅助间,如值班室、操作室等室内设计温度为18℃,对无人值班但有防冻要求的生产厂房,设5℃的值班采暖。(3)采暖热媒为供热系统所提供的0.5MPa的蒸汽,制成110℃~70℃热水供全厂使用。较远的厂房可就近接工艺用蒸汽经减压后供室内采暖,凝结水考虑回收。(4)主厂房煤仓间及输煤系统采用蒸汽采暖,蒸汽参数为低压饱和蒸汽。锅炉房和全厂生产辅助建筑均采用热水采暖(110℃~70℃)。设置厂区采暖加热站,作为热水采暖热源。加热站蒸汽凝结水由机务专业回收利用,主厂房煤仓间、输煤系统蒸汽采暖凝结水由暖通专业回收,作为热水采暖补充水。(5)一般生产厂房及辅助建筑,采用四柱640型散热器采暖。系统形式为上供下回、同程式系统。对粉尘飞扬较严重的煤运输车间等用光管散热器采暖。对高大厂房,主要通道外门设置热风幕。1.1.2.2通风设计说明(1)锅炉房通风采用自然进风,自然排风的通风方式。即由安装在锅炉房下部侧窗进风,然后由设在锅炉房屋顶的的自然通风器排风。(2)对自然通风不能满足生产、工艺要求的考虑机械通风,对事故时会产生大量的烟雾及气味的厂房考虑事故排风。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目(3)对生产或使用一氧化碳和氢气的场合,选用防爆轴流通风机进行室内通风换气。(4)给排水系统等有氯气及酸性有害气体产生,设防腐离心通风机将有害气体排至高空稀释排放。(5)中央化验分析室、各装置分析室通风柜、排风罩有有害气体产生,设防腐离心通风机将有害气体排至高空稀释排放。(6)备煤装置有大量粉尘产生,考虑设置回转反吹布袋除尘器除尘以改善工作环境;皮带输送机头部、尾部扬尘点处为便于操作控制设分散式除尘系统,选机械振动式布袋除尘器除尘。(7)根据《火力发电厂设计技术规程》和《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程》的规定,“锅炉房(或锅炉)应设有负压吸尘装置”。故锅炉房设有真空吸尘清扫系统。(8)根据有关规定,对产生余热、余湿和散发有害气体的各房间均设有机械通风或自然通风系统。有防腐(酸气、氯气等)、防爆(油气、氢气等)的系统,通风管道考虑防腐,设备及电机防腐、防爆。1.1.1.1空调设计说明(1)为保证设备正常运行,各装置FCS控制室用水冷恒温恒湿机来保证室内温湿度的要求。(2)总变电站和各分变电站控制室设水冷冷风型空调器,冬季设采暖。(3)分析室设窗式空调器或柜式空调器以满足室内温度要求。1.2空压、制氮1.2.1气体用量和要求267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目全厂仪表空气、工厂空气及氮气用量估算序号装置名称仪表空气(Nm3/h)工厂空气(Nm3/h)氮气(Nm3/h)1备煤、气化、灰水24002低温甲醇洗装置70005700290003氢回收装置504空分装置12005罐区1202008000合计83705900394001.1.1压缩空气设计方案及能力本项目的空压站为全厂各装置提供所需的各类空气。全厂设统一的仪表空气和工厂空气管网。本项目空压站的空压机采用结构紧凑,操作运行安全可靠、灵活简便的螺杆式空气压缩机;因本项目干燥空气量较大,为了减少干燥器的再生气量,以减小空压机负荷,空气的干燥采用微热再生吸附式干燥器,根据厂商资料,该型式的干燥器较无热再生式可减少约50%的再生气耗量;紧急事故用气,设置贮罐贮存供气,由于贮量较大,采用增压贮存的方式,以减小贮罐体积,贮存的空气可提供约20min的用量。本项目的空压站设置螺杆式空压机,仪表空气系统和工厂空气系统正常运行时各有另一台作为调峰和备用。待空分装置开车正常后,装置所用的仪表空气和压缩空气可由空分装置提供。仪表空气规格应符合:l到装置区供气压力为0.6MPa(表压);l空气中含尘粒径不应大于3μm;l含油应小于8ppm;l空气中绝对不允许含有害性、腐蚀性、易燃、易爆等介质;267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目l操作压力下的露点应比环境最低温度低±10℃;l备用时间必须大于30min。本项目主要设置如下空压设备:排气量为~40Nm3/min(压缩机吸入状态),排气压力为0.85MPa的螺杆式空压机组四台,其中一台备用;排气量为~50Nm3/min(压缩机吸入状态),排气压力为0.85MPa的螺杆式空压机组四台,其中一台备用;排气量3Nm3/min,吸/排气压力为0.7/1.6MPa(G)的空气增压机四台;处理气量为50m3/min的吸附式微热再生干燥器七台(包括各级过滤器),干燥后空气压力露点≤-30℃,六开一备;贮存压力为1.6MPa,V=70m3仪表空气贮气罐三台;压力为0.85MPa,V=20m3、10m3空气缓冲罐各三台。三、氮气供应方案全厂需用的低压氮气由空分装置提供,设统一的氮气管网。1.1贮运设施1.1.1物料贮存天数、贮存量的确定1.1.1.1物料贮存天数及贮存量的确定原则:(1)根据各种物料的特性、产地、运输距离及产品销售情况,合理确定贮存天数。(2)留有适当的原料和产品贮存量,确保生产和销售正常运转。1.1.1.2物料的贮存天数和贮存量本项目的全年工作时间为333天。根据生产需要,本项目主要原料和成品的贮存期为3~20天。根据贮存天数确定物料的贮存量。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目新增全年原材料和成品贮存量表(单位:t/a)序号货物名称状态年用量贮存方式贮存期(天)贮存量1原料煤固2822400桶仓4339032燃料煤固975000桶仓4117123石灰石固23387库房32114添加剂液12780库房155765烧碱液125储罐1046絮凝剂固13320库房156007分散剂液360库房20228氨水液46000储罐1013819甲醇液1800000储罐31621610硫磺固14020库房1042111气化炉粗渣固172246堆存3155212气化炉细渣固87661堆存379013废催化剂固228堆存3214硫铵固39000库房782015锅炉排渣固248000堆存322341.1.1物料贮运设施1.1.1.1煤储运根据《化工粉体工程设计通用规范》(HG/T20518-2008)有关规定,原、燃料煤贮存天数按4天考虑。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、贮煤质量不受自自然环境的影响等。筒仓贮存的缺点是建设投资高,贮存时间不能太长(时间太长,煤易发热自燃)。鉴于本项目267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目在装置区只需要贮存4天的煤,存量不大,为了节约用地,保护环境,减少煤的损失和煤质化学活性不受影响,本设计在装置区内采用筒仓贮存方案。厂区设置直径27m,高度32m筒仓6座,单仓储存量9000t,其中4座储存原料煤共计可储存原煤36000t,2座储存燃料煤18000t。1.1.1.1其它物资储运厂区新建3000m2原料库房(包括化学品库和危险品库)。厂区新建3台1000m3液氨储罐。新建900m2库房,用于成品硫磺贮存;新建成品库房1500m2,用于固体成品硫酸铵储存。厂区新建2台10000m3甲醇中间罐。1.2维修设施本项目的大修主要依托社会维修设施,为了满足本项目日常巡检和中小修的需要,适当设定维修人员和维修设施,设维修车间。1.2.1机修负责排除正常操作中的故障,进行日常和应急修理和设备的保养、易损件更换等,维持设备和系统的正常运行。1.2.2电修负责厂区内一般高、低压电气设备和系统的日常维护和小修,定期检测,进行预防性试验和维护,以保证电气设备的可靠性。高压电气设备、所有变压器以及大型电机的维修依靠有资质的供应商来完成。1.2.3仪修负责对厂区自控仪表、系统的检查和修理,仪表的校准和维修等。1.3土建1.3.1设计原则(1)建构筑物结构设计应满足强度、刚度和稳定性等要求,还应考虑本项目工艺生产过程中的特殊要求,如防腐、防火、防爆等。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目(2)建筑结构选型和建筑材料的选择尽量做到标准化、定型化,生产装置尽量采用露天化布置,并积极推广新技术、新材料。1.1.1建筑设计根据《建筑设计防火规范》和《石油化工企业设计防火规范》的要求,妥善解决建筑物防火、防爆、防腐及通风采光和空气净化等劳动生产安全要求。根据生产的火灾危险性和建筑耐火等级,对建筑物进行建筑防火分区。本项目主要建筑物耐火等级为二级。1.1.2结构设计生产装置采用钢筋混凝土框架结构,库房采用轻质屋面钢架结构。对有腐蚀介质作用的厂房地面(楼面)应采用防腐地面(楼面),以及相应的防腐措施,管架采用钢筋混凝土框架结构。本项目工程结构抗震设防烈度为6度。1.1.3主要建筑物一览表主要建构筑物占地面积和建筑面积一览表序号建筑物名称主要特征占地面积(m2)建筑面积(m2)1磨煤钢筋砼框排架结构34700122452气化钢筋砼框架结构2500064353灰水处理钢筋砼框排架结构3090012004变换设备基础1310005酸性气体脱除设备基础2750006硫回收钢筋砼框架结构150009007甲醇合成钢筋砼框架结构120006958甲醇精馏钢筋砼框架结构2400052109空分钢筋砼框排架结构47000750010车间综合楼钢筋砼框架结构3000315011车间变电所钢筋砼框架结构3000285012原料库房钢结构3000300013备品备件库钢结构3000150014成品库房(硫酸铵)钢结构15001500267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目15硫磺库房钢筋砼排架90090016维修车间钢筋砼排架3000300017化验室框架结构2000200018消防站框架结构13000150019供热站(含脱盐水站)钢筋砼框架830002600020总变电站钢筋砼框架300090021净水厂钢筋砼结构2770043222清水池兼消防水池钢筋砼结构2600075623循环水泵房钢筋砼框架1800180024循环水变配电钢筋砼框架1200100025循环水塔钢筋砼结构40000446426污水处理及中水回用钢筋砼结构5230066827事故缓冲池钢筋砼结构3000028综合办公楼钢筋砼结构14100360029职工宿舍食堂钢筋砼结构18000560030煤筒仓及装卸区钢筋砼结构68000756031火炬钢结构10240032道路、通道、绿化及其它497900总计1200000注:表中建筑面积为土建工程建筑面积,计算工厂容积率的总建筑物、构筑物面积为804100m2。1.1中央化验室、环保站、气防站1.1.1中央化验室设置的目的和任务本项目中央化验室,任务如下:(1)对进厂原辅材料、燃料、中间品及出厂成品按国家标准或行业、企业标准进行质量检验;(2)对甲醇装置生产过程的重要工艺控制指标进行分析测定,保证生产的正常运行;267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目(3)承担各种水质(包括:脱盐水、循环水、排放污水)的水质全分析;(4)承担标准溶液的配制、蒸馏水的制备以及仪器维修等工作;(5)指导各车间化验室(包括:生产主装置和公用工程设施)的日常生产控制分析工作;(6)受安全部门委托,负责检修或事故停车时的安全动火检验;(7)与环保监测站一起负责厂区内环保监测项目的分析任务。1.1.1中央化验室的规模和组成中央化验室与中央控制室在同一建筑物内,砖混结构,使用面积约2000m2。组成包括:气相色谱室、原子吸收分析室、成品分析室、原料分析室、煤分析室、物化实验室、水质分析室、环保分析室、标准溶液室、精密仪器室、天平室、加热室、生化室、样品室、药品室、更衣室以及分析办公室。中央化验室内为水磨石地坪、涂料墙面、瓷砖墙裙,具有良好的照明、通风、给排水及用电设施。化学分析室设有通风柜,以排除化验过程中的有毒气体。主要仪器室设置空调,以提供仪器操作的环境温度和湿度要求。1.1.2分析标准及方法(1)成品的检验按国家标准统一规定成品甲醇需符合国标《工业甲醇GB338-2004》和美国联邦AA级的质量指标。(2)中间控制分析方法中控分析主要为各工段重要设备进出口物料的组分分析,基本采用气相色谱仪进行测定。(3)公用工程及环境监测的分析方法甲醇生产公用工程及环境监测等项目的分析方法分别参照相关的国家标准。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1.1环保站、气防站环保监测站的主要任务是对本厂排放废水、废气、废渣及噪声进行经常性监测,为主管部门贯彻国家环保法规,制定防治污染措施及环境管理提供可靠依据。气体防护站是为确保劳动者在生产过程中的安全和健康,为主管部门提供设计依据。同时负责全厂的安全、放火、劳保等项管理工作。对有毒岗位人员进行体检,加强对职业病的防治工作。1.2火炬考虑到非正常情况如开停车、检修、事故安全阀跳开等情况,本项目设立一个火炬系统,将可燃气体收集后送到火炬燃烧。火炬高度140m,火炬位置见总平面布置图。火炬系统主要由火炬气液分离罐、火炬头、长明灯、点火器、火炬筒体、辅助燃料气系统计其他辅助设备组成。长明灯由辅助气系统供气,保持火炬头的长明火焰,可立即点燃来自各装置的排放气。1.3生活福利设施本项目新建倒班宿舍、职工食堂和浴室等生活福利设施,均位于生活服务中心内。彬县城市基础设施完善,功能比较齐全,本项目职工生活、居住、文化、教育、医疗、休闲、娱乐等基础设施依彬县城区。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目循环经济建设方案1.1循环经济建设原则根据国家对循环经济建设的要求,本项目将重点从以下四个方面推进循环经济的建设:(1)大力推进节能降耗,提高资源利用效率。坚持“资源开发与节约并重,把节约放在首位”的方针,大力节能、节水、节材、节地、节约各种资源,减少资源消耗,实现以最少的资源消耗创造最大的经济和社会效益。(2)全面推行清洁生产,从源头减少污染物的产生。通过不断优化设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理等,减少或避免污染物的产生,逐步实现由末端治理向污染预防的转变。(3)大力开展资源综合利用,最大限度利用资源,减少废弃物的最终处置。一是对生产过程中产生的废气、废渣、废水等进行综合利用;二是对生产过程中的水进行循环重复利用、对热能进行梯级利用;三是对生产过程中产生的各种废旧物资进行回收利用。(4)大力发展环保产业,为循环经济发展提供物质技术保障。发展环保产业要在重点采用污染治理技术与装备的同时,更加注重采用减量化、再利用和资源化技术与装备,加快再生资源产业的发展,使环保产业真正成为新的经济增长点。1.2循环经济建设方案1.2.1节能降耗,提高资源利用效率本项目采用的工艺技术为国内外先进的煤化工生产技术,气化采用国内自主知识产权的多元料浆气化技术,气化压力为6.5MPa,其优点为单台处理煤量大、生产能力高,气化压力高、实现等压合成267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目,有效气含量高、适于作合成气,煤的适应性较宽,原料利用率高,三废排放少、污染轻,废渣可作水泥原料;净化采用低温甲醇洗,其工艺技术成熟可靠,能耗较低,气体净化度高,并能同时脱除H2S、COS、HCN、H2O、羟基铁等一切杂质;硫回收装置生产技术拟采用克劳斯加SCOT尾气处理的硫回收工艺,其工艺流程特点主要有H2S的转化率和硫的回收率高,生产装置物耗、能耗低,产品硫磺纯度高,H2S和SO2排放量低,可满足环保排放要求;甲醇合成工艺,反应温度均匀,转化率较高,反应副产物少,原料消耗低,副产物少。本项目各装置的全部工艺过程在节能降耗有效利用资源、环境保护及提高经济效益等方面有着广阔的前景,符合清洁生产的要求。1.1.1节能降耗、提高资源利用效率本项目采用国内外先进生产工艺,生产规模经济合理,能耗先进,符合国家节能的有关规定。本项目采用了以下主要节能降耗措施:1.1.1.1工艺装置本装置是采用先进的多元料浆加压气化技术制取粗合成气,经过耐硫变换、低温甲醇洗脱硫脱碳,生产合格的合成气,甲醇合成采用先进的低压合成技术,甲醇精馏采用三塔精馏。具有以下特点:(1)采用先进的煤气化技术,碳转化率较高,能量利用率高。气化系统采用6.5MPa水煤浆加压气化技术,甲醇合成采用低压等温甲醇合成技术,可以充分利用气化系统的压力,降低甲醇合成的压缩功耗。(2)净化过程采用低温甲醇洗脱硫脱碳,技术水平先进,具有吸收率较高,能耗较低,净化度高的特点。(3)甲醇合成选用低压法,压力低,系统压降小。采用辐射式反应器,整个合成系统热量回收效率高,减少了冷却成本。(4)采用三塔精馏工艺,加压塔顶精甲醇蒸气的冷凝热用于常压塔再沸器,是国际上推广的节能工艺。(5)循环气压缩机、空压机、丙烯压缩机均采用蒸汽透平驱动,节约了电力消耗,提高了能量利用率。(6)合成弛放气经氢回收和甲醇分离膨胀气回用于燃料,节省能源。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目(7)在制冷工序,采用节能型双级离心式压缩制冷循环,工艺流程中带有“中间省功器”,单位质量工质的制冷量增大,达到节能的效果;(8)采用适合高水汽比的耐硫变换催化剂,高温水煤气不需降温,不补加蒸汽,直接变换,热回收效率高,能耗降低。变换工艺冷凝液经过蒸汽汽提后用做气化工段的补充水,使水资源得到充分利用。1.1.1.1公用工程(1)采用先进的水质稳定配方,提高循环冷却水的浓缩倍数,减少补充水量,节省水耗。(2)空分采用空气冷却方式,大幅度降低了水用量,初步估算年节约水量约483万t。(3)采用多效蒸发结晶技术,将反渗透高含盐废水进一步深度回用,在节约用水122万t的同时,使项目实现废水零排放。1.1.1.2单位产品能耗本项目采用中华人民共和国行业标准《石油化工设计能量消耗计算方法》SH/T3110-2001计算能耗指标。耗能工质能量折算值序号名称单位热值,MJ备注1原料煤t29410ad2氧气Nm36.283新鲜水t7.124循环水t4.195脱盐水t96.36锅炉给水t385.197电kWh11.848仪表空气Nm31.599氮气Nm36.2810工厂空气Nm31.1711蒸汽9.8MPat385212蒸汽4.0MPat3684267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目13蒸汽1.0MPat318214透平凝液t152.815工艺凝液t320.3甲醇装置综合能耗指标如下:甲醇装置单位产品综合能耗序号名称单位甲醇单耗折能,MJ1原料煤,空气干燥基t1.419417332氧气Nm3922.557933电kWh150.217784新鲜水t1.9135脱盐水t0.2226锅炉给水t3.613687循环冷却水t186.878389.8MPa蒸汽t0.6249392.2MPa蒸汽t0.2770101.0MPa蒸气t1.54886110.5MPa蒸气t0.4111712仪表空气Nm331.35013工厂空气Nm325.33014氮气Nm3139.6876154.0MPa蒸汽t-0.4-1392162.2MPa蒸汽t-1.0-3602171.0MPa蒸汽t-1.7-5431180.5MPa蒸汽t-0.4-131519工艺凝液t-1.9-59320透平凝液t-0.6-99t甲醇能耗49280267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1.1节水1.1.1.1节水措施本项目设计中主要采用了如下的节水措施:l压缩机冷却广泛采用空冷工艺,显著减少了循环冷却水用量,每年节水483万t。l本项目设置污水处理、中水回用系统,通过深度处理回用系统再利用水量约476万t。l采用多效蒸发结晶技术,对反渗透高含盐废水深度回用,年回用水量约122万t。l优化换热流程,尽量采用热进料,减少新鲜水用量。l采用先进的水质稳定配方,提高循环冷却水的浓缩倍数(本项目循环水浓缩倍数为5),减少补充水量,节省水耗。l锅炉、蒸汽发生器的排污,通过降温池降温后,作为循环水系统的补充水。l尽量回收凝结水,以减少新鲜水用量。l加强用水管理,各装置及单元的生产给水、冷却水管道均设置计量仪表;装置污水总出口设置计量设施。1.1.1.2节水效果分析(1)水的重复利用率本项目采用清洁生产技术,比同类型的项目具有较先进的技术水平和最小的污水生产量及耗水量最大限度采用循环水、空冷、二次水、废水深度处理回用等。本项目水重复使用率达到97.1%,无环境外排。(2)t产品新鲜水消耗、t产品废水排放甲醇是通用化工产品,煤基甲醇装置在我国广泛存在,目前我国煤基甲醇单位产品新鲜水耗量为15-25t,本项目t甲醇新鲜水耗量为8.2t,相比本项目节水效果显著。此外,本项目无废水排放,与国内甲醇企业相比具有明显优势。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1.1资源综合利用,减少废弃物处置1.1.1.1资源综合利用(2)本项目采用先进的水煤浆煤气化工艺,建设180万t/a甲醇装置,生产规模达到世界级水平,与国内现有20万t/a甲醇装置比较,资源转化率和能源转化率均大幅度提高,根据初步估算,t甲醇煤炭消耗量(同样煤质条件下)可以降低6%左右,每年可以节约煤炭约17万t,价值5950万元(以350元/t计)。(2)本项目生产装置在经济可行的前提下,均采用了世界最先进技术,煤炭气化效率高,其它各环节的物耗、能耗均能达到世界最先进水平,从源头实现了输入的“减量化”。(3)本项目年消耗煤炭379.5万t(其中原料煤282万t、燃料煤97.5万t),价值约12.2亿元。经本项目深度转化后,可实现销售收入42.9亿元,比原煤价值增加2.5倍,为国家和地方创造各类税收6.4亿元。因此本项目煤炭综合利用效果显著。(4)甲醇装置设硫回收单元,回收低温甲醇洗排放的H2S酸性气体中的硫。采用克劳斯加SCOT尾气处理的硫回收工艺回收硫磺,总硫转化率可达99.95%以上。回收硫磺1.4万t,不但保护了环境,并且每年可创造1120万元的价值。(8)供热站采用氨-硫铵法烟气脱硫,不仅减少了SO2排放,每年副产硫铵3.9万t,实现经济效益3120万元,循环经济效益显著。(9)本项目将产生大量的粉煤灰,可成为水泥、煤渣砖、氧化铝等综合利用项目的优质原料,在减少废弃物排放的基础上带动地方经济的发展。1.1.1.2水资源综合利用本项目充分考虑了建厂地区水资源紧缺的现状,采取各种措施有效降低水资源的消耗。(1)首先从源头做起,生产装置将优先采用节水工艺,大型冷却设备在经济合理的基础上尽可能选择空气冷却,在空分装置上采用空气冷却器,最大程度地降低水消耗。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目(2)采取措施提高循环水循环倍数,循环水排污水送中水回用装置处理后重复使用。(3)设置中水处理装置,尽可能回收返回用水装置。(4)采用高含盐废水蒸干技术回收高浓度含盐污水,无环境外排。1.1.1.1废气综合利用本项目采用国内外先进的生产工艺,尽可能回收废气中的有用物料,减少向空气中的排放量。甲醇驰放气经氢回收后可燃废气送锅炉作为燃料,含硫废气经硫回收后达标排放,开停车尾气等送火炬燃烧,锅炉烟气、低温甲醇洗排放气等采用高空排放的方式处理。通过采取以上治理措施,可使本项目排放的尾气达到国家规定的排放标准。本项目生产过程中排放大量的CO2气体,初步估算年排放高浓度(80%左右)易回收CO2量约375万t/a。CO2的综合利用将成为未来煤化工发展的趋势。初步考虑CO2可在以下方面进行综合利用:(1)高纯度CO2项目高纯度(99.99%),广泛适用于高级碳酸饮料、啤酒、烟丝膨化、医疗、食品保鲜、机械制造、焊接、铸造等领域。与手工电弧焊相比,CO2气体保护焊可提高工效1~2倍,节电50%,因而近几年在汽车、造船、化工设备等大型制造业得到了广泛应用。尤其是CO2和氩气混合气体保护焊技术的开发与应用,不仅扩大了CO2气体保护焊的应用范围,而且克服了CO2气体保护焊热量分散、焊点大、焊接处易变形等不足,这必将推动该领域对CO2需求的快速增长。预计需求量将由目前的3.5万t左右增至6~8万t。与传统的机械冷藏相比,CO2冷冻保鲜不仅不会使食品失水、风干、气化,而且节能省电,尤其适用于大型食品保鲜和粮食的低温干燥储存。目前我国东南沿海一些大型超市或冷库已开始采用CO2制冷保鲜,北方的市场也已启动。随着电价的不断上涨、大型超市的不断增多,今后这一领域对CO2的需求将会激增,预计该领域消耗比例将会提升至10%。作为烟丝膨化剂,CO2267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目不仅可替代即将被禁用的氟利昂,还可提高烟丝质量、节省烟丝5%左右。从近几年一些烟草企业的经验来看,每生产10万箱香烟约需CO2300t左右,照此推断,一旦所有烟厂都采用CO2作膨化剂,则该行业每年所需CO2可达10万t以上。从上述分析可以看出,高纯度CO2有很好的市场发展前景。(2)CO2降解塑料项目CO2降解塑料是在催化剂作用下CO2和环氧丙烷/环氧乙烷等共聚得到的一种交替型脂肪族聚碳酸酯,该产品具有良好的环境可降解性,用此材料生产的聚氨酯泡沫塑料系环保型产品具有生物降解功能,被作为垃圾处理时可以自行降解,经中国环科院测定其三十天需氧生物降解率为32.7%,超过国家标准45天需氧降解率大于20%的要求。并具有高强度、高模量,同等密度下强度优于通用聚氨酯泡沫塑料;可采用无污染或者低污染发泡工艺;富含CO2单元,燃烧热明显低于其它聚合物,容易实现阻燃等优点。目前国外美国、韩国和日本均建有工业化装置,产量约10万t。国内从二十世纪七十年代开始研究,目前已进入工业化生产阶段,内蒙古蒙西高新技术集团公司采用中科院长春应化所的专利技术,以水泥窑尾气排出的CO2为原料,于2002年在蒙西高新技术科技园区建成了年产3000tCO2降解塑料生产装置。江苏金龙绿色化学公司采用中科院广州化学公司技术,以泰兴地下CO2矿为原料,于2004年建成2000t/a工业化项目。河南天冠集团也以粮食发酵制乙醇过程中副产的CO2为原料,建成了千t级降解塑料项目。目前中海油公司利用海南东方天然气伴生的CO2为原料,建设5万t/aCO2降解塑料项目一期工程也已投产。(3)碳酸二甲酯项目碳酸二甲酯是一种重要的有机合成中间体,用于合成聚碳酸酯;生产甲基异氰酸酯,进而生产氨基甲酸酯类农药;替代剧毒的光气和硫酸二甲酯(DMS)作为羰基化剂、甲基化剂生产多种化工产品;作为一种新型添加剂替代MTBE,提高燃油的辛烷值和氧含量,同时可减少环境污染;用作中程沸点的有机溶剂,广泛用于电化学及涂料等行业中。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目目前国内主要用于生产医药、农药及涂料方面,未来在聚碳酸酯和燃油添加剂方面发展前景广阔,因此建设单位拟以CO2为原料生产碳酸二甲酯,联产国内市场紧缺的乙二醇产品。(4)探讨注入西部地区油气田为解决CO2带来的温室效应,目前各国正在探讨CO2注入地下的课题。间接利用CO2并将其永久储存在地层的技术包括:将CO2注入附近油田提高原油采收率(CO2三次采油或CO2驱),将CO2注入西部地区气田增加气体采收率,将CO2注入煤田增加甲烷的采收率或将CO2直接注入地下水层中。利用CO2提高原油采收率是一项可行技术,且CO2需求量很大,可满足永久隔离CO2的要求,是目前最有潜力的CO2间接利用及隔离技术。加拿大、美国和英国等都积极进行了将化工燃料厂排放的CO2收集起来,然后注入到油藏中提高采收率的示范工程。据了解,挪威在北海的Sleipner气田进行了将从天然气中分离出的二氧化碳(含量达9.5%)回注到气田附近的水层中永久储存的技术试验。从1996年起,该国每年将大约100万t的CO2注到气藏上方的水层。同时,挪威政府第一个在世界上推行CO2排放附加税收政策,对近海石油气开采中排放的CO2收取每t45美元的附加税。据报道,Sleipner气田的CO2注入水层的成本大大低于CO2的附加税额。此外,英国的BP、挪威的SNOHVIT气田、澳大利亚的GORGON气田等也正考虑将分离出的CO2回注到气田或附近的水层中,以达到储存的目的。近年来,随着油气可采储量的不断减少,利用注入CO2增加气体采收率及CO2永久地下储存受到越来越多的重视。注入的CO2可替代甲烷,保持气藏压力,防止早期水侵及水堵,从而提高气体采收率,同时可将大量的CO2储藏于废弃的气田中。模拟试验表明,注入CO2可以提高5%~0%的气体采收率。本项目位于陕西省,西北地区分布丰富的油气资源,如果能将本项目排放的CO2注入西北地区的油气田内,不仅大大降低本地区CO2267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目的排放,同时也有利于西北地区油气田的开发。1.1.1.1固体废弃物综合利用本项目固体废弃物主要是煤渣,气化灰渣可以做建筑材料用于铺路;由煤渣生产的水泥,可以广泛用于当地的基础设施建设;粉煤灰、煤渣和沙子、水泥按照比例混合,经过机械加工整合后,就变成了轻体砖、蒸压粉煤灰砖。这种砖是利用废物制作成的,节约了粘土。它强度高、持久力强、轻便、保温,是建筑行业中的新型材料。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目消防1.1消防设计依据消防统一执行现行的国家和行业有关防火规范和标准,主要有:(1)《中华人民共和国消防法》(2)《建筑设计防火规范》GB50016-2006(3)《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008(4)《建筑灭火器配置设计规范》GB50140(5)《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058(6)《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB50151(7)《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范》GB50196(8)《固定消防炮灭火系统设计规范》GB50338(9)《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084(10)《易燃易爆化学品消防安全监督管理办法》(1994年3月24日公安部第18号令)(11)《建筑物防雷设计规范》GB50057(12)《仓库防火安全管理规则》(公安部1990年4月10日第6号令)1.2消防设计原则充分贯彻“安全第一,预防为主”和“生产必须安全,安全为了生产”的设计思想,对生产中的易燃、易爆物品设置防范措施,并实施有效的控制,以减少和防止火灾事故的发生。消防设施的设计贯彻“预防为主,消防结合”的方针,执行有关消防、防火设计规范和标准,根据工程的规模、火灾的危险性程度、现有和临近单位消防力量,合理地设置消防设施。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1火灾危险性分析在本项目生产过程中的主要物料中,甲醇、氢的火灾危险类别为“甲类”易燃易爆介质。一氧化碳、氨、氧的火灾危险类别为“乙类”。根据工艺生产流程、工艺生产装置及储运设施的具体情况以及所使用的原料、产品的火灾危险类别和物料燃烧性质,确定本项目中的甲醇装置、甲醇罐区的火灾危险类别为“甲类”;变电所、空压站、全厂总调度中心、中央化验室、控制室的火灾危险类别为“丙类”;其它建筑构筑物的火灾危险类别低于“丙类”。1.2主要消防措施和设施(1)总平面布置严格遵守有关设计规范,按生产装置和建筑物的类别和耐火等级严格进行防火分区,满足防火间距和安全疏散的要求。(2)生产装置周围设有环行消防通道,满足消防车通行需要。(3)厂区内所有建构筑物按火灾危险性和耐火等级严格进行防火分区,设置必须的防火门窗、防爆墙等设施。(4)在所有建(构)筑物内设置疏散通道,满足疏散要求。(5)建筑物内部装修严格按照《建筑内部装修设计防火规范》进行设计和施工。甲类装置内部采用不发火地面。对界区内主要承重钢结构和构件涂刷防火涂料。(6)在生产装置和变电所等不宜采用水消防的区域,采用相应的化学消防措施,分别配备干粉灭火器、二氧化碳灭火器。本项目拟建泡沫制备站,拟采用平衡压力式泡沫比例混合装置,泡沫混合液供给量不小于100L/s,连续供给时间不小于40min,泡沫液采用抗溶性泡沫原液。工艺装置区、罐区设置泡沫栓式泡沫灭火系统,原料和产品罐区储罐设置固定式泡沫灭火系统。(7)水消防系统见给排水相关章节。(8)本项目设置一套火灾报警系统,火灾报警控制盘设置在267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目控制室内,消防站内设置火灾报警复示盘。在生产装置区内设置防爆型手动报警按钮或普通型报警按钮,在控制室、配电室、仓库等房间内配置感温/感烟探测器等报警设施。(9)根据规范要求,对生产装置内承重的钢框架、支架、裙座、钢管架等按规范要求采取覆盖耐火层等耐火保护措施,使涂有耐火层的钢结构的耐火极限满足规范要求。(10)本项目新建消防站,拟配置三辆消防车,包括两辆大型干粉-泡沫联用消防车、一辆重型水罐消防车。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目环境保护1.1环境现状1.1.1厂址本项目拟建厂址位于陕西省咸阳市彬县境内小章镇东南2km处,厂址北侧紧邻现有彬县至曹家店县级公路,南部靠近赵寨村,东侧紧邻屯庄,厂址距彬县县城约8km。彬县位于陕西省咸阳市西北部,距咸阳市125km,南距西安150km,西至长武40km,东连旬邑、淳化,南依永寿、麟游,西临长武、灵台,北接甘肃正宁,为连接秦陇的咽喉要道。厂址部分用地为农田,主要种植小麦、玉米、豆类等农作物,也有蔬菜、红薯和果园等经济作物。泾河从厂址附近塬下流过。厂址所在地区经对地面文物调查,确认该厂址内地面上没有文物遗存。地下情况在施工前进行文物勘察。1.1.2气象条件厂址地处中纬高原区属暖带半干旱大陆性季风气候区。年均气温11.1℃,极端最高气温40℃,最低气温-22.5℃,平均气压921.1毫巴,相对湿度68%,年平均日照时数为2124.9h,年均降雨量557.1mm,年平均蒸发量1425.2mm,最大冻土深度50cm。平均风速1.4m/s。夏季主导风向东南、冬季主导风向西北。1.2环境质量现状1.2.1大气环境现状厂址所在地区现多为农田、果园。区域内散有少量居民、无工厂,地势开阔,大气环境质量现状良好。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1.1水环境现状泾河是彬县境内最大的过境河流,是年来水量较为丰富的河流。由于本河流域为丘陵山区和黄土沟壑区,流域坡降大,流域形状又呈椭圆型,暴雨期间流域汇流速度快,在夏秋季暴雨期,常有山洪暴发,河水暴涨,洪水泛滥。降雨一停,洪水很快退去;因此,河道常处在小水状态。流域面上降水量在年际和年内分布的不均匀性,造成泾河常处在枯水状态。根据本河段景村水文站实测径流量资料统计计算获得,其实测最大洪峰流量为8150m3/s,实测枯水最小流量为1m3/s,相应当日的日平均流量也只有1.73m3/s。泾河具有枯水期长,而水量小,丰水期短,而含沙量高的特点。从景村水文站实测含沙量资料统计获得,本河段断面最大含沙量达1060kg/m3,大于100kg/m3,含沙量的水流持续达30天。水质达到《地表水环境质量标准》GB3838-2002Ⅲ类水域功能要求。黑河是泾河的一级支流,在亭口镇东南侧汇入泾河。黑河流域面积为4255km2,全河流域长度168km,黑河集水流域亦为丘陵山区和黄土沟壑区,受流域降水分布不均匀影响,河道洪枯水量变幅较大。枯水期最小流量为0.1m3/s,多年平均径流量为31500万m3,年最小径流量为13950万m3。水质达到《地表水环境质量标准》GB3838-2002Ⅲ类水域功能要求。1.1.2区域声环境现状厂址所在地区现为农田、果园地。区域内无工矿企业及,声环境良好。1.1.3生态环境现状厂址范围内地势比较平坦。彬县素有“果乡”之美誉,是陕西省苹果适生区,发展梨、枣、苹果、柿子生产自然条件得天独厚。厂址周围有少量村庄民居、无自然生态保护区,该区域生态环境脆弱。1.2执行的环境保护法规和拟采用的标准1.2.1法律法规l《中华人民共和国环境保护法》267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目l《中华人民共和国大气污染防治法》l《中华人民共和国水污染防治法》l《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》l《中华人民共和国清洁生产促进法》l《中华人民共和国环境影响评价法》l《建设项目环境保护管理条例》,国务院第253号令l《中华人民共和国噪声污染防治法》l《国务院关于环境保护若干问题的决定》,国发(95)31号l《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》国发〔2005〕39号l《国家环境保护“十一五”规划》国发〔2007〕37号l《国务院批转节能减排统计监测及考核实施方案和办法的通知》国发〔2007〕36号l其它有关法规1.1.1引用标准l《环境空气质量标准》GB3095-1996l《地表水环境质量标准》GB3838-2002l《声环境质量标准》GB3096-2008l《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008l《恶臭污染物排放标准》GB14554-93l《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2003l《锅炉大气污染物排放标准》GB13271—2001l《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996l《污水综合排放标准》GB8978-1996l《一般工业固体废物储存、处置场所污染控制标准》GB18599-2001l《危险废物焚烧污染控制标准》GB18484-2001l《危险废物填埋污染控制标准》GB18597-2001267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1拟建项目主要污染源及污染物本拟建项目采用煤化工生产的先进技术,以煤为原料到生产甲醇180万t/a。1.1.1废气拟建项目废气排放情况见下表。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目项目“废气”排放表序号污染源名称排放量Nm3/h污染物浓度治理方案1气化炉开工放空气102409CO:49.43%送火炬燃烧H2:32.96%CO2:16.91%CH4:0.1%H2S+COS:0.2%2事故放空气614456CO:49.43%送火炬燃烧H2:32.96%CO2:16.91%CH4:0.1%H2S+COS:0.2%3变换汽提塔尾气2050H2、NH3、H2S、CO等去硫回收4低温甲醇洗放空气294120CO2:81%高空排放N2:19%CH3OH:50ppmH2S+COS:5ppm5合成弛放气20613主要为CO、H2和N2送燃料气管网6甲醇膨胀气621主要为N2和CH4送燃料气管网7甲醇精馏不凝气2127甲醇、二甲醚、CO2等送燃料气管网267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目8硫回收焚烧尾气16530少量SO2高空排放9锅炉烟气967945SO2:142.7mg/Nm3烟尘:30.83mg/Nm3静电除尘、氨法脱硫,180m烟囱排放1.1.1废水拟建项目废水排放情况见下表。项目“废水”排放表序号污水来源废水量(m3/h)组分(mg/l)备注1气化污水245COD:500BOD:300NH3-N:300SS:200去污水处理站,深度处理75%回用2低温甲醇洗废液4少量甲醇去做磨煤水3甲醇精馏废水8含甲醇、乙醇、异丁醇等去做磨煤水4循环水系统排污水240COD:75BOD:30深度处理75%回用。5生活污水及其他5COD:400BOD:200去污水处理站,深度处理75%回用。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目SS:250NH3-N:456供热站系统排污水(不含化学水站)35COD、BOD去污水处理站,深度处理75%回用。7化学水站排水120酸碱深度处理75%回用8冷凝精制排污148酸碱深度处理75%回用小计805废水资源化利用后,实际产生含盐尾水约198m3/h,其中冲灰、干灰拌湿、渣场喷洒等共计消耗约38m3/h,需要多效蒸发结晶处理的含盐废水约160m3/h。(不包括未预见水量产生的排水)。1.1.1固废拟建项目固体废弃物排放情况见下表。项目“固废”排放表序号污染源及污染物名称排放量t/a废固组成处理方法备注1气化炉粗渣172246含碳5%综合利用或渣场填埋连续2气化炉细渣87661含碳20%送锅炉燃烧连续267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目3变换装置废催化剂58钴钼催化剂催化剂厂家回收2年1次4硫回收废催化剂4氧化铝、氧化钴、氧化钼催化剂催化剂厂家回收3年1次5甲醇合成废催化剂90氧化铜、氧化锌催化剂催化剂厂家回收2年1次6空分废渣76废分子筛、废活性氧化铝渣场填埋10年1次7锅炉灰渣248469灰、渣综合利用或渣场填埋连续8含盐尾水多效蒸发结晶渣136000混盐填埋连续267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1.1噪声本项目各装置各类压缩机噪声值为90dB(A),各类生产性用泵噪声值为85dB(A)。1.2污染物治理措施积极采用先进的工艺,最大限度的利用资源,尽可能的将“三废”消除在工艺内部,采取合理可行的污染物治理措施,确保污染物排放符合国家规定的排放标准。1.2.1废气治理废气处理措施主要燃料气管网、火炬燃烧、高空排放等方法。●火炬燃烧甲醇装置气化炉开工放空气、事故放空气含有CO、H2、CO2、CH4等,送火炬或燃料气管网燃烧后达标排放。●高空排放甲醇装置甲醇合成弛放气、甲醇精馏塔放空气均送锅炉燃烧,低温甲醇洗硫化氢浓缩气体,送至硫回收装置,回收硫磺,硫回收率为99.95%,硫回收尾气达标排放。甲醇装置煤仓仓顶、气化渣仓仓顶、灰仓仓顶,以上这些排放点均设有袋式除尘器。除尘下来的煤尘尽量返回系统或回落煤仓、渣仓和灰仓,废气高空排放,废气中的含尘浓度全部小于120mg/Nm3。●锅炉烟气防治措施主要有:本项目采用粉煤锅炉,氨法脱硫,设计脱硫效率为≥94.5%,以控制SO2排放。采用低硫煤及180m高的烟囱,以降低本项目贡献的环境空气污染物地面浓度。本期工程选用高效静电除尘器,除尘效率≥99.85%,烟尘排放浓度满足国家排放标准的要求。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目采用低NOx燃烧器和改变燃烧方式来减少NOx的形成,是目前国内外普遍采用的减少NOx排放量的有效措施,如采用分段燃烧器和烟气再循环等技术,在工程设计中向制造厂提出技术要求,使烟囱出口NOx排放浓度限值小于450mg/Nm3。本项目预留烟气脱除氮氧化物装置空间。为了对本项目环境空气污染物的排放实现连续监控,拟在脱硫后的烟道或烟囱上安装烟气排放连续监测系统(CEMS)。上述措施保证二氧化硫和烟尘的排放浓度均满足《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)第Ⅲ时段最高允许排放标准。1.1.1废水治理(1)本项目排水按清污分流的原则,分为生产污水排水系统、生活污水排水系统、假定净下水排水系统、雨水排水系统。(2)生产污水,以及室外污染区的初期污染雨水或地坪冲洗水先收集于污染雨水池内,然后用泵送往污水处理站进行处理。(3)厂区各建筑物内卫生间排出的生活污水,以及化验室排出的化验污水先经化粪池处理后,再重力排至本项目污水处理厂进行处理。(4)低温甲醇洗废液、甲醇精馏废水(约12m3/h)去煤制浆工艺做磨煤水。(5)酸、碱废水,应单独收集后做中和处理,送废水深度处理系统。(6)初期雨水本项目有可能被污染的地面面积为50公顷,一次降水深度按15mm计,通过排水干管(采用增强聚丙烯排水管)排至容积=8000m3初期雨水池。并通过初期雨水提升泵,将初期雨水定量提升经管道送到污水处理站。(7)工厂拟建设一套污水处理系统,对厂区生产污水、生活污水、地面冲洗水、污染的初期雨水等进行集中收集、统一处理。处理后的出水水质确保达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准。为节约水资源,实现污水资源化、减少工程对地区水环境的污染,本项目污水处理系统拟设置有中水处理装置。工厂综合污水处理站最终设计规模10000m3/d;中水处理规模10000m3/d。工厂污水处理系统水量约250m3/h(6000m3/d267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目)。达标出水以中水形式送废水深度处理(反渗透)系统深度处理;洁净水回用于循环水系统做补充水,替代新鲜水。(8)废水深度处理回用(反渗透系统)设计产水量700m3/h。为节约水资源,实现污水资源化、减少工程对地区水环境的污染,工厂对循环排污水、化学水站排水、冷凝水排污水、锅炉排污水等统一收集,送废水深度处理(反渗透)系统深度处理,洁净水回用于循环水系统做补充水,替代新鲜水。废水深度处理(反渗透)系统产生洁净水量595m3/h。工厂洁净水回用于循环水系统做补充水,排放的达标浓含盐尾水约198m3/h。该尾水首先用于冲灰、干灰拌湿、渣场和道路喷洒等,预计可以消化38m3/h含盐废水,剩余160m3/h达标浓含盐尾水,通过多效蒸发结晶系统进一步回收洁净水做循环水补充水。(9)含盐尾水多效蒸发结晶系统含盐尾水多效蒸发结晶系统多效蒸发结晶系统设计能力180m3/h,实际处理水量160m3/h,该系统回收洁净水约152m3/h,产生结晶渣约17t/h,送渣场安全处置。(10)本项目设事故、消防水收集池一座。防止发生事故、火灾时,消防水有可能被污染。(11)鉴于含盐尾水多效蒸发结晶装置目前尚缺乏工业化运行经验,存在不可预测事故风险,建议,在密切关注相关项目含盐尾水多效蒸发结晶工业化进程的同时,研究设置备用厂外达标含盐尾水事故贮池,根据实际需要分期实施。有关内容参见给水排水一节。1.1.1固废综合利用与处置拟建项目废渣以综合利用为主要方案,以渣场堆存做备用方案,少量危废送地区国家指定的危废处理中心统一处理。(1)回收利用拟建项目废渣中79%为炉渣。来源于甲醇装置气化炉粗渣、锅炉灰渣267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目等,以外运作为铺路、渣砖、水泥原料综合利用为主;少量临时推存为辅。该具体实施方案见配套承诺附件。气化炉细渣送锅炉燃烧,不外排。(2)危废处理中心处理:甲醇装置变换装置废催化剂、硫回收催化剂、合成装置废催化剂、含盐尾水多效蒸发结晶装置结晶渣等,约占拟建项目废渣总量21%为危废。先在临时堆存池堆放,然后送地区国家指定的危废处理中心统一处理。危险废物处置按照《危险废物污染防治技术政策》,制定危险废物监控办法,争取危险废物零排放。危险废物处置必须遵循《危险化学品安全管理条例》,实行危险废物统一收集、集中控制,送危险废物集中处置场进行处置。实行危险废物集中处置申报登记制度,建立信息库。强化危险废物转移联单、经营许可证管理。通过管理部门对危险废物的转移与处置进行全过程物流监控,使危险废物真正实现安全处置。(3)渣场厂区排出的废渣主要来源于煤气化装置和供热站的废渣。为确保废渣安全有效处置,本项目在最大限度考虑煤渣综合利用、减少堆存量前提下,设置有厂外渣场。根据有关规范要求,渣场容积的确定原则为,对于凡可综合利用的固体废物,应按综合利用的条件,适当堆存。堆存周期一般不超过2年。永久渣场堆存年限应满足10-20年堆存量。渣场选址建设要严格贯彻《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》、《一般工业废物储存、处置场污染控制标准》。选择荒地、劣地和沟谷地。要进行防渗、防漏、防尘处理。本工程渣场拟选厂区南部的沟壑区域,该沟壑为雨洪冲沟,沟内无耕地,植被稀疏,无水文实测资料;沟底起伏不平,沟内长有刺槐及杂草,不占耕地,无拆迁户。渣场容积需要在进一步落实综合利用具体单位、数量基础上确定。外渣场的位置最终需要通过项目环评确定。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1.1噪声设计中优先选用低噪音设备,机泵优先选用低噪声电机。在平面布置中,尽可能将噪声设备布置在远离敏感目标的位置。采取减振与消声等综合措施,压缩机基础加减振垫;放空口加设消声器等。为操作工人配备耳塞、耳罩等防护用品。1.2环境监测设施及机构该拟建工程建成后,设置环保管理部门,配备专职工作人员负责环境管理;设置环境监测机构,负责“三废”排放的监控和环保设施运转状态的监控。新建环境监测站,配备专职的环境监测人员,负责定期进行本厂的污染源监测。1.3绿化绿化可以美化环境,净化空气,衰减噪声,绿化已成为环境保护的一项有效措施。选择适应当地气候的植物,种植抗污染花草和树木,本项目绿地率为12%。1.4水土保持项目建设,由于人为干扰,破坏了原生地表抗蚀能力与外营力间相对平衡,对周边生态、土壤、植被产生影响,可能造成水土流失。根据项目建设特点,造成水土流失主要为风力侵蚀,间有季节性轻微的水力侵蚀。主要发生在施工期。水土流失主要防治区域为厂区、供排水管线、厂外附属设施。水土保持措施包括:在厂区道路两旁设置防护林、供排水管线人工种草、厂外附属设施人工种草;施工期间临时措施包括厂区纤维布防护、厂外道路表土纤维袋装土临时挡护、供排水管线堆土带临时挡护及厂外附属设施纤维袋装土临时挡护。详细水土保持分析结论以水土保持方案报告书的结论为准。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1拟建项目污染物总量控制方案本项目年排环境二氧化硫量1105t。建议通过该地区环境主管部门在区域内协调解决。具体方案待本项目环境评价后确定。1.2环保投资本项目环保投资约为87960万元。环保投资表项目投资备注火炬1597工艺投资中贮煤仓仓顶除尘器及其它工段除尘420工艺投资中硫回收装置12420工艺投资中低温甲醇洗27172工艺投资中氢回收4061工艺投资中供热站脱硫、除尘器2700电站投资中排水管网2200给水排水投资中污水处理站及中水3600给水排水投资中废水深度处理3600给水排水投资中含盐尾水多效蒸发结晶24000给水排水投资中消防水收集池(兼事故缓冲池)1260给水排水投资中噪声控制300各项投资中环境监测站120环保投资中渣场4110总图投资中绿化费用400总图投资中合计879601.3环境影响分析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浓度较高的低温甲醇洗装置浓缩气,回收硫;甲醇装置合成弛放气和膨胀气,综合利用作燃料,送电站锅炉燃烧处理;电厂采用粉煤锅炉氨法脱硫技术,脱硫效率为94.5%时,SO2267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目实际排放量(浓度)满足标准允许限值;采用除尘效率为99.85%的静电除尘器,烟尘排放浓度满足3时段200mg/m3标准的要求;采用低NOx燃烧器,NOx排放浓度小于标准450mg/m3,满足3时段标准要求;所有含颗粒物废气均除尘处理,达标排放。本项目生产废水、生活污水、初期雨水等在厂区内经拟建污水处理系统处理达标并实施污水资源化再利用;中水利用、深度处理利用、少量高含盐废水送往渣场喷洒扑尘、含盐尾水多效蒸发等,实现废水“零排放”,有效地避免了对周围环境水体产生影响,同时实现废水资源化再利用,节约新鲜水资源,最大限度实现保护环境、节能减排、循环经济、资源再利等经济发展理念。本项目设事故、消防水收集池一座。防止发生事故、火灾时,工艺、消防水排入环境引发污染事故。本项目工艺过程中产生的固废采取回收利用、焚烧处理、深埋处理、送危废处理中心处理等措施,减少对环境的影响。噪声经隔声消音治理后,能够达到《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)的标准要求,对厂界噪声值影响较小。环境影响分析结论以环境影响报告书的评价结论为准。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目劳动安全与工业卫生1.1劳动安全卫生执行的标准、规范及其它依据(1)《中华人民共和国安全生产法》2002.11.1施行(2)《中华人民共和国职业病防治法》2002.5.1施行(3)《中华人民共和国劳动法》1995.1.1施行(4)《中华人民共和国消防法》1998.9.1施行(5)《危险化学品安全管理条例》2002.3.15施行(6)《特种设备安全监察条例》2003.6.1施行(7)《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》2002.5.12施行(8)《危险化学品建设项目安全许可实施办法》2006.10.1施行(9)国家安全生产监督管理局公告2003年第1号《危险化学品名录》(2002版)(10)《化工企业安全卫生设计规定》HG20571-95(11)《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2002(12)《工作场所有害因素职业接触限值》GBZ2-2002(13)《建筑设计防火规范》GB50016-2006(14)《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005(15)《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92(16)《建筑物防雷设计规范》GB50057-94,2000年版(17)《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-1998(18)《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(19)《建筑照明设计标准》GB50034-2004(20)《建筑采光设计标准》GB50033-2001(21)《化工企业静电接地设计规程》HG/T20675-1990(22)《工业企业职工听力保护规范》卫法监发(1999)第620号(23)《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目(1)《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-95(2)《生产设备安全卫生设计总则》GB5083-1999(3)《生产过程安全卫生要求总则》GB12801-91(4)《安全色》GB2893-2001(5)《安全标志》GB2894-1996(6)《劳动防护用品选用规则》GB11651-1989(7)《劳动防护用品配备标准(试行)》国经贸安全[2000]189号文1.1劳动安全卫生危害因素分析1.1.1易燃易爆、有毒有害物质本项目以煤为原料,采用水煤浆加压气化、耐硫宽温变换、低温甲醇洗净化工艺生产合成气,合成气合成甲醇产品。主要包括煤储运系统、气化、CO变换、酸性气体脱除、硫回收、甲醇合成、甲醇精馏、空分、冷冻等主要生产装置及锅炉等配套的公用工程和辅助设施。本项目主要生产原料及燃料均为煤;辅助材料有石灰石、絮凝剂、分散剂;化学品有烧碱、盐酸;产品为甲醇、硫磺。生产的原料、中间产物及产品大都属易燃易爆物品,部分物品还具有毒性,且大部分生产单元是在高温高压下进行,存在产生燃爆事故的可能,危及装置和人身安全;又因生产过程中设备及管道连接多且复杂,有工艺物料泄漏的可能,因而存在中毒事故的可能性。本项目生产过程中潜在的危害因素见下表:项目潜在的危害因素序号装置名称潜在的主要危害有毒有害物1煤储运、备煤单元燃爆、噪声煤粉尘2空分单元燃爆、噪声O23气化单元有毒有害气体、燃爆、噪声H2、CO、H2S、NH34变换单元有毒气体、燃爆H2、CO、H2S5酸性气体脱除单元有毒气体及液体、燃爆H2S、甲醇6硫磺回收单元有毒有害气体和固体、燃爆H2S、SO2、硫磺267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目7甲醇合成及精馏单元有毒有害易爆、易燃气体、液体H2、CO、CO2、甲醇8除盐水站酸碱腐蚀、灼伤盐酸、烧碱9锅炉房高温、高压、有害气体蒸汽、烟尘、SO2生产过程中所用原料、燃料、辅助材料、产品及中间产品主要有害物质有H2、CO、CO2、H2S、氨、煤粉尘、甲醇、SO2、硫磺、液化石油气、O2、N2、NaOH、丙烯等,危险有害特性及安全技术如下所示:氢气的危险有害特性及安全技术表中文名称氢、氢气英文名称hydrogen外观与气味无色无臭气体熔点(℃)-259.2沸点(℃)-252.8闪点(℃)无意义引燃温度(℃)400相对密度水=10.07(-252℃)毒性级别一空气=10.07危害程度一爆炸极限(V%)4.1~74.1灭火剂雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉工作场所空气中容许浓度(mg/m3)MAC—PC-TWA—PC-STEL—毒物侵入途径吸入、食入、经皮吸入物质危险性类别第2.1类易然气体火灾危险性分类甲爆炸物质级别及组别级别IIC组别T1危险货物编号21001UN编号1049CASNo.133-74-0包装类别II类包装包装标志易燃气体危险特性与空气混合能形成爆炸性混合物,遇高热或明火即会发生爆炸。气体比空气轻,在室内使用和储存时,漏气上升滞留屋顶不易排出,遇火星会引起爆炸。氢气与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应灭火方法切断气源。若不能立即切断气源,则不允许熄灭正在燃烧的处的火焰,喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。健康危害本品在生理学上是惰性气体,仅在高浓度时,由于空气中氧分压降低才引起窒息。在很高的分压下,氢气可呈现出麻醉作用。泄漏紧急处理迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给式正压呼吸器,穿防静电工作服,尽可能切断泄漏源,合理通风,加速扩散。如有可能,将漏出气用排风机送至空旷地方或装适当喷头烧掉。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。操作处置注意事项密闭操作,全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员穿防静电工作服。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、卤素接触。传送过程中容器必须接地和跨接,防止产生静电设备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目储存注意事项储存于阴凉、通风的库房内。库温不超过30℃,相对湿度不超过80%。应与氧气、压缩空气、卤素(氟、氯、溴)、氧化剂等分开存放,切忌混储混运,储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型,开关设在仓外,配备相应品种和数量的消防器材。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。验收时要注意品名,注意验瓶日期,先进仓的先发用。搬用时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。储区应备有泄漏应急处理设备。一氧化碳的危险有害特性及安全技术表中文名称一氧化碳英文名称Carbonmonoxide外观与气味无色无臭气体熔点(℃)-199.1沸点(℃)-191.4闪点(℃)<-50引燃温度(℃)610相对密度水=10.79毒性级别II空气=10.97危害程度高度爆炸极限(V%)12.5~74.2灭火剂雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉工作场所空气中容许浓度(mg/m3)MAC—PC-TWA20PC-STEL30毒物侵入途径吸入、食入、经皮吸入物质危险性类别第2.1类易然气体火灾危险性分类乙爆炸物质级别及组别级别IIA组别T3危险货物编号21005UN编号1016CASNo.630-08-0包装类别II类包装包装标志易燃气体:有毒气体危险特性是一种易燃易爆气体,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇高热或明火会发生爆炸。灭火方法切断气源。若不能立即切断气源,则不允许熄灭正在燃烧的处的火焰,喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。健康危害一氧化碳在血液中与血红蛋白结合而造成组织缺氧。急性中毒:轻度中毒者出现头痛、头晕、耳鸣、心悸、恶心、呕吐、无力,血液碳氧血红蛋白浓度可高于10%;中度中毒者除上述症状外,还有皮肤颜色呈樱红色、脉快、烦躁、步态不稳、浅至中度昏迷,血液碳氧血红蛋白浓度可达30%;重度患者深度昏迷、瞳孔缩小、肌张力增强、频繁抽搐、大小便失禁、休克、肺水肿、严重心肌损害等,血液碳氧血红蛋白可高达50%。部分患者昏迷苏醒后,约经2~60天的症状缓解期后,又可能出现迟发性脑病,以意识精神障碍、锥体系或锥体外系损害为主。慢性影响:能否造成慢性中毒及对心血管影响无定论。泄漏紧急处理迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并隔离150m,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自吸过滤式防毒面具,穿防静电工作服,尽可能切断泄漏源,合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能,将漏出气用排风机送至空旷地方或装适当喷头烧掉。也可用管路导至炉中、凹地焚之。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。操作处置注意事项严加密闭,提供充分的局部排风和全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员穿防静电工作服。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、卤素接触。在传送过程中嘎钢瓶和容器必须接地和跨接,防止产生静电。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶和附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。储存注意事项储存于阴凉、通风的库房内。远离火种、热源。库温不超过30℃,应与氧化剂、碱类、食用化学品等分开存放,切忌混储。采用防爆型的照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目二氧化碳的危险有害特性及安全技术表中文名称二氧化碳英文名称Carbondioxide外观与气味无色无臭气体熔点(℃)-56.6沸点(℃)-78.5闪点(℃)引燃温度(℃)相对密度水=11.56(-79)毒性级别空气=11.53危害程度爆炸极限(V%)灭火剂工作场所空气中容许浓度(mg/m3)MAC—PC-TWA9000PC-STEL18000毒物侵入途径吸入物质危险性类别第2.2类不燃气体火灾危险性分类戊爆炸物质级别及组别级别组别危险货物编号22019UN编号1013CASNo.124-38-9包装类别包装标志5危险特性无毒、不燃灭火方法用雾状水冷却火场中的容器健康危害当空气中浓度超过3%以上,能出现呼吸困难、头疼、眩晕、呕吐等;10%以上时,出现视力障碍、痉挛、呼吸加快、血压升高、意识丧失;35%以上时,出现中枢神经的抑制、昏睡、痉挛、窒息致死。同时接触液化二氧化碳或干冰,可引起皮肤等的冻伤。泄漏紧急处理应使吸入气体的患者移至新鲜空气的地方,安置休息并保暖;如患者呼吸停止,须进行人工呼吸;皮肤等冻伤可用水冲洗,并送医院救治。操作处置注意事项处理泄漏物必须穿戴全身防护服,以防灼伤;钢瓶漏气可用排放机排至大气中。储存注意事项钢瓶装二氧化碳储存于阴凉、通风的仓间内,远离火源、火种,避免阳光直射;干冰不能久储。硫化氢的危险有害特性及安全技术表中文名称硫化氢英文名称Hydrogensulfied外观与气味无色、有恶臭的气体熔点(℃)-85.5沸点(℃)-60.4闪点(℃)无意义引燃温度(℃)260相对密度水=1毒性级别II空气=11.19危害程度高度爆炸极限(V%)4.0~46.0灭火剂雾状水、干粉、抗溶性泡沫工作场所空气中容许浓度(mg/m3)MAC10PC-TWA—PC-STEL—毒物侵入途径吸入、食入、经皮吸入物质危险性类别第2.1类易然气体火灾危险性分类爆炸物质级别及组别级别IIB组别T3危险货物编号21006UN编号1053CASNo.7783-06-4267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目包装类别II类包装包装标志易燃气体:有毒气体危险特性易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高热有燃烧爆炸的危险。与浓硝酸、发烟硝酸或其他抗氧化剂剧烈反应,发生爆炸。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。灭火方法消防人员必须穿全身防火防毒服,在上风向灭火。切断气源。若不能立即切断气源,则不允许熄灭正在燃烧的处的火焰,喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。健康危害本品是强烈的神经毒物,对粘膜有强烈的刺激作用。急性中毒:短期内吸入高浓度硫化氢后出现流泪、眼痛、眼内异物感、畏光、视物模糊、流涕、咽喉部有灼热感、咳嗽、胸闷、头痛、头晕、乏力、意识模糊等。部分患者可有心肌损害。患者可出现脑水肿、肺水肿。极高浓度时可在数秒内突然昏迷,呼吸和心跳骤停,发生闪电型死亡。高浓度接触眼结膜发生水肿和角膜溃疡。长期低浓度接触,引起神经衰弱综合症和植物神经功能紊乱。泄漏紧急处理迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并立即进行隔离,小隔离时隔离150m,大隔离时隔离300m,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源,合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释和溶解。构筑围堤或挖坑收容大量废水。如有可能,将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风厨内。或使其通过三氯化铁水溶液,管路装止回装置以防止溶液吸回。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。操作处置注意事项严加密闭,提供充分的局部排风和全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具,戴化学品安全防护眼镜,穿防静电工作服。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、碱类接触。在传送过程中嘎钢瓶和容器必须接地和跨接,防止产生静电。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶和附件破损。储存注意事项储存于阴凉、通风的库房内。远离火种、热源。库温不超过30℃。保持容器密封。应与氧化剂、碱类分开存放,切忌混储。采用防爆型的照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。氨的危险有害特性及安全技术表中文名称氨、氨气(液氨)英文名称Ammonia外观与气味无色、有刺激性恶臭的气体熔点(℃)-77.7沸点(℃)-33.5闪点(℃)无意义引燃温度(℃)651相对密度水=10.82(-79℃)毒性级别IV空气=11.19危害程度轻度爆炸极限(V%)15.7~27.4灭火剂雾状水、抗溶性泡沫、二氧化碳、砂土工作场所空气中容许浓度(mg/m3)MAC—PC-TWA20PC-STEL30毒物侵入途径吸入、食入、经皮吸入物质危险性类别第2.3类有毒气体火灾危险性分类乙爆炸物质级别及组别级别IIB组别T1危险货物编号23003UN编号1005CASNo.7783-06-4包装类别II类包装包装标志有毒气体(6,7)危险特性与空气混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。灭火方法消防人员必须穿全身防火防毒服,在上风向灭火。切断气源。若不能立即切断气源,则不允许熄灭泄漏处的火焰,喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:雾状水、抗溶性泡沫、二氧化碳、砂土。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目健康危害低浓度氨对粘膜有刺激作用,高浓度可造成组织溶解坏死。急性中毒:轻度者出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、咯痰等;眼结膜、鼻粘膜、咽部充血、水肿;胸部х线征象符合支气管炎或支气管周围炎。中度中毒上述症状加剧,出现呼吸困难、紫绀;胸部х线征象符合肺炎或间质性肺炎。严重者可发生中毒性肺水肿,或有呼吸窘迫综合症,患者剧烈咳嗽、咯大量粉红色泡沫痰、呼吸窘迫、谵妄、昏迷、休克等。可发生喉头水肿或支气管粘膜坏死脱落窒息。高浓度氨可引起反射性呼吸停止。液氨或高浓度氨可致眼灼伤;液氨可致皮肤灼伤。泄漏紧急处理迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并立即隔离150m,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源,合理通风,加速扩散。高浓度泄漏区,喷含盐酸的雾状水中和、稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容大量废水。如有可能,将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风厨内。储罐区最好设稀酸喷洒设施。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。操作处置注意事项严加密闭,提供充分的局部排风和全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具,戴化学品安全防护眼镜,穿防静电工作服,戴橡胶手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、碱类、卤素接触。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶和附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急设备。储存注意事项储存于阴凉、通风的库房内。远离火种、热源。库温不超过30℃。应与氧化剂、酸类、卤素、食用化学品分开存放,切忌混储。采用防爆型的照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。煤粉尘的危险有害特性及安全技术表中文名称煤粉尘英文名称Coaldust外观与气味黑色粉状固体熔点(℃)——沸点(℃)——闪点(℃)无意义引燃温度(℃)235相对密度水=1——毒性级别III空气=1——危害程度中度爆炸极限(V%)35~15g/m3灭火剂雾状水、干粉灭火剂、CO2泡沫灭火剂工作场所空气中容许浓度(mg/m3)MAC—PC-TWA总尘4PC-STEL—呼尘2.5毒物侵入途径呼吸道吸入物质危险性类别有害粉尘火灾危险性分类乙(固)爆炸物质级别及组别级别——组别——危险货物编号23003UN编号CASNo.包装类别包装标志易燃固体危险特性属可燃导电性粉尘、能与空气中的氧气起热反应而燃烧,有发生火灾和爆炸的危险,落在高温管线上可引起火灾灭火方法消防人员必须穿全身防护服,戴正压呼吸器进入现场灭火。同时用雾状水冷却储槽。健康危害粉尘进入眼睛使眼睛发炎、红肿;若潮湿的衣服上粘有煤粉尘,与皮肤长期接触,使皮肤严重发炎,红肿;若吸入高浓度蒸汽或通风不良,可导致鼻子和嗓子发炎、头痛、恶心和嗜睡;若长期在该物质的蒸汽、粉尘或雾气条件下工作易引发哮喘、支气管炎等病症。泄漏紧急处理若储槽突然发生破裂,应尽可能小心的将储槽倾斜,倒出物料,铲到别处。操作时戴防尘口罩及防护眼睛,避免吸入粉尘或使粉尘进入眼睛。操作处置注意事项尽可能控制操作温度。储存注意事项通风267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目甲醇的危险有害特性及安全技术表中文名称甲醇英文名称Methylalcohol;methanol外观与气味无色澄清液体,有刺激性气味熔点(℃)-97.8沸点(℃)64.8闪点(℃)11引燃温度(℃)385相对密度水=10.79毒性级别III空气=11.11危害程度中度爆炸极限(V%)5.5~44.0灭火剂抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉工作场所空气中容许浓度(mg/m3)MAC—PC-TWA25PC-STEL50毒物侵入途径吸入、食入、经皮吸入物质危险性类别第3.2类中闪点易燃液体火灾危险性分类爆炸物质级别及组别级别IIA组别T2危险货物编号32058UN编号1230CASNo.67-56-1包装类别II类包装包装标志易燃液体:有毒品危险特性易燃,其蒸汽与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触发生反应或引起燃烧。在火场中,受热的容器有爆炸危险。其蒸汽比空气重,能在较抵处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。灭火方法尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水冷却容器,直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音,必须马上撤离。健康危害对中枢神经系统有明显的麻醉作用;对视神经和视网膜有特殊的选择作用,引起病变;可致代谢性酸中毒。急性中毒:短时间内大量吸入出现轻度眼、上呼吸道刺激症状;经一段时间潜伏后出现头痛、头晕、乏力、眩晕、酒醉感、意识朦胧、甚至昏迷。视神经及视网膜出现病变,可有视物模糊、复视等,重者失明。代谢性酸中毒时出现二氧化碳结合力下降、呼吸加速等。慢性影响:神经衰弱综合症,植物神经功能失调,粘膜刺激,视力衰退等。皮肤出现脱脂、皮炎等。泄漏紧急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全处,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源,防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖,降低蒸汽危害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或用至废物处理场所处置。操作处置注意事项密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具,戴化学品安全防护眼镜,穿防静电工作服,戴橡胶手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸汽泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、碱金属接触。灌装时应控制流速,且有节地装置,防止静电积聚。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急设备。倒空的容器中可能残留有害物。储存注意事项储存于阴凉、通风的库房内。远离火种、热源。库温不超过30℃。保持容器密封。应与氧化剂、酸类、碱金属分开存放,切忌混储。采用防爆型的照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。氧气的危险有害特性及安全技术表中文名称氧气英文名称Oxygen外观与气味无色无味气体熔点(℃)-218.8沸点(℃)-183.1闪点(℃)—引燃温度(℃)—相对密度水=11.14(-183)毒性级别267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目空气=11.43危害程度爆炸极限(V%)灭火剂工作场所空气中容许浓度(mg/m3)MAC—PC-TWA—PC-STEL—毒物侵入途径吸入物质危险性类别第2.2类不燃气体火灾危险性分类爆炸物质级别及组别级别组别危险货物编号22001UN编号1072CASNo.7782-44-7包装类别III包装标志5,11危险特性是易燃物、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(乙炔、甲烷等)形成有爆炸性的混合物。灭火方法用水保持容器冷却,以防受热爆炸,急剧助长火势,迅速切断气源,用水喷淋保护切断气源的人员,然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。健康危害常压下,当氧的浓度超过40%时,有可能发生氧中毒。吸入40%~60%的氧时,出现胸骨后不适感、轻度咳嗽,进而胸闷、胸骨后烧灼感和呼吸困难,咳嗽加剧;严重时可发生肺水肿甚至出现呼吸窘迫综合症。吸入氧浓度在80%以上时,出现面部肌肉抽动、面色苍白、眩晕、心动过速、虚脱,继而全身强直性抽搐、昏迷、呼吸衰竭而死亡。泄漏紧急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全处,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿一班作业工作服。尽可能切断泄漏源,合理通风,加速扩散。漏气容器要妥善处理,修复,检验后再用。急救处置注意事项储存注意事项不燃性压缩气体。储存于阴凉、通风的仓库内,库温不超过30℃。远离火种、热源。防止阳光直射。应与易燃气体、金属粉末分开存放。验收时要注意品名,注意验瓶日期,先进仓的先发用。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。氮气的危险有害特性及安全技术表中文名称氮气英文名称Nitrogen外观与气味无色无臭气体熔点(℃)-209.8沸点(℃)-195.6闪点(℃)无意义引燃温度(℃)无意义相对密度水=10.81(-196)毒性级别无毒空气=10.97危害程度爆炸极限(V%)—灭火剂—工作场所空气中容许浓度(mg/m3)MAC—PC-TWA—PC-STEL—毒物侵入途径吸入物质危险性类别第2.2类不燃气体火灾危险性分类爆炸物质级别及组别级别组别危险货物编号22005UN编号1066CASNo.7727-37-9包装类别III包装标志5267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目危险特性若遇高热,容器内压力增大,有开裂和爆炸的危险灭火方法本品不燃,用雾状水保持火场中容器冷却健康危害空气中氮气含量过高,使吸入气氧分压下降,引起缺氧窒息。吸入氮气浓度不太高时,患者最初感胸闷、气短、疲软无力;继而又烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、精神恍惚、步态不稳,称之为“氮酩酊”,可进入昏睡或昏迷状态,吸入高浓度,患者可迅速出现昏迷、呼吸心跳停止而导致死亡。泄漏紧急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全处,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿一班作业工作服。尽可能切断泄漏源,合理通风,加速扩散。漏气容器要妥善处理,修复,检验后再用。急救处置注意事项迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。呼吸心跳停止时,立即进行人工呼吸和胸外心脏按压术。就医。储存注意事项不燃性压缩气体。储存于阴凉、通风的仓库内,库温不超过30℃。远离火种、热源。防止阳光直射。应与易燃气体、金属粉末分开存放。验收时要注意品名,注意验瓶日期,先进仓的先发用。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。二氧化硫的危险有害特性及安全技术表中文名称二氧化硫英文名称Sulfurdioxide外观与气味无色气体,具有窒息性特臭熔点(℃)-75.5沸点(℃)-10闪点(℃)无意义引燃温度(℃)无意义相对密度水=11.43毒性级别III空气=12.26危害程度中度爆炸极限(V%)无意义灭火剂雾状水、泡沫、二氧化碳工作场所空气中容许浓度(mg/m3)MAC—PC-TWA5PC-STEL10毒物侵入途径吸入危险标记6(有毒气体),11(氧化剂)火灾危险性分类乙爆炸物质级别及组别级别组别危险货物编号23013UN编号1079CASNo.7446-09-5包装类别包装标志6危险特性不燃。若遇高热,容器内压力增大,有开裂和爆炸的危险灭火方法本品不燃,消防人员必须佩戴过滤式防毒面具(全面罩)或隔离式呼吸器、穿全身防火防毒服。在上风处灭火。切断气源。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。健康危害易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸。对眼及呼吸粘膜有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。泄漏紧急处理迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并立即进行隔离,小泄漏时隔离150米,大泄漏时隔离450米,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方,防止气体进入。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能,用一捉捕器使气体通过次氯酸钠溶液。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目急救处置注意事项皮肤接触:立即脱去被污染的衣着,用大量流动清水冲洗。就医。眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。储存注意事项不燃腐蚀性压缩气体。储存于阴凉、通风的仓间内,仓温不超过30℃。远离火种、热源。防止阳光直射。应与易燃、可燃物分开存放。验收时要注意品名,注意验瓶日期,先进仓的先发用。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。运输按规定路线行驶,勿在居民区和人口稠密区停留。硫磺的危险有害特性及安全技术表中文名称硫磺英文名称Sulfur外观与气味淡黄色脆性结晶或粉末,有特殊臭味熔点(℃)119沸点(℃)444.6闪点(℃)207引燃温度(℃)232相对密度水=12.0毒性级别低毒类爆炸极限(V%)下限35灭火剂雾状水、泡沫、二氧化碳、砂土工作场所空气中容许浓度(mg/m3)MAC—PC-TWA5PC-STEL10毒物侵入途径吸入、食入、经皮吸收危险标记8(易然固体)火灾危险性分类乙爆炸物质级别及组别级别组别危险货物编号41501UN编号1350CASNo.7704-34-9包装类别包装标志8危险特性与卤素、金属粉末等接触剧烈反应。硫磺为不良导体,在储运过程中易产生静电荷,可导致硫尘起火。粉尘或蒸气与空气或氧化剂混合形成爆炸性混合物。灭火方法遇小火用砂土闷熄。遇大火可用雾状水灭火。切勿将水流直接射至熔融物,;以免引起严惩的流淌火灾或引起剧烈的沸溅。消防人员须戴好防毒面具,在安全距离以外,再上风向灭火。健康危害因其能在肠内部分转化为硫化氢而被接受,故大量口服可导致硫化氢中毒。急性硫化氢中毒的全身毒作用表现为中枢神经系统症状,有头痛、头晕、乏力、呕吐、共济失调、昏迷等。本品可引起眼结膜炎、皮肤湿疹。对皮肤弱刺激性。生产中长期吸入硫风粉尘一般无明显毒性作用。泄漏紧急处理隔离泄漏污染源,限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自吸防尘口罩,穿一般作业工作服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:避免扬尘,用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中。转移至安全场所。大量泄漏:用塑料布、帆布覆盖,减少飞散。使用无火花工具收集回收或运至废物处理场所处置。急救处置注意事项皮肤接触:立即脱去被污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。食入:饮足够温水,催吐,就医。储存注意事项储存于阴凉、通风的库房,远离火种、热源。包装密封。应与氧化剂分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目氢氧化钠的危险有害特性及安全技术表中文名称氢氧化钠:烧碱英文名称Solidhydroxide:Causticsoda外观与气味白色不透明固体,易潮解。熔点(℃)318.4沸点(℃)1390闪点(℃)无意义引燃温度(℃)无意义相对密度水=12.12毒性级别空气=1无资料危害程度爆炸极限(V%)无意义灭火剂雾状水、砂土工作场所空气中容许浓度(mg/m3)MAC0.5PC-TWA—PC-STEL—毒物侵入途径吸入、食入危险标记第8.2类碱性腐蚀品火灾危险性分类丁爆炸物质级别及组别级别组别危险货物编号82001UN编号1823CASNo.1310-73-2包装类别II包装标志20危险特性本品不会燃烧,遇水和水蒸气大量放热,形成腐蚀性溶液。与酸发生中和反应并放热。具有强腐蚀性。灭火方法用水、砂土扑救,但须防止物品遇水发生飞溅,造成灼伤。健康危害本品有强烈刺激和腐蚀性。粉尘或烟雾刺激和呼吸道,腐蚀鼻中隔;皮肤和眼直接接触可引起灼伤;误服可造成消化道灼伤,粘膜糜烂、出血和休克。泄漏紧急处理隔离泄漏污染区,周围设警告标志,建议应急处理人员戴好防毒面具,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物,用清洁的铲子收集于干燥洁净有盖的容器中,以少量加入大量水中,调节至中性,再放入废水系统。也可以用大量水冲洗,经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏,收集回收或无害处理后废弃。急救处置注意事项皮肤接触:立即用水冲洗至少15分钟。若有灼伤,就医治疗。眼睛接触:立即提起眼睑,用流动清水冲洗10分钟或生理盐水溶液冲洗至少15分钟。或用3%硼酸溶液冲洗。就医。吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。必要时进行人工呼吸。就医。食入:误服者立即漱口,口服稀释的醋或柠檬汁,就医。储存注意事项储存于干燥清洁的仓间内。注意防潮和雨水侵入。应与易燃、可燃物及酸类分开存放。分装和搬运作业要注意个人防护。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。雨天不宜运输。液化石油气的危险有害特性及安全技术表中文名称液化石油气英文名称Liquefiedpetroleumgas外观与气味无色气体或黄棕色油状液体,有特殊臭味。熔点(℃)沸点(℃)闪点(℃)-74引燃温度(℃)426-53相对密度水=1毒性级别空气=1危害程度爆炸极限(V%)5~33灭火剂雾状水、泡沫、二氧化碳工作场所空气中容许浓度(mg/m3)MAC0.5PC-TWA—PC-STEL—毒物侵入途径吸入267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目危险标记第2.1类易燃气体火灾危险性分类甲爆炸物质级别及组别级别组别危险货物编号21053UN编号1075CASNo.68476-85-7包装类别II包装标志4危险特性与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氟、氯等能发生剧烈的化学反应。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源引着回燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂核爆炸的危险。灭火方法切断气源。若不能立即切断气源,则不允许熄灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。健康危害中毒症状有头晕、头痛、兴奋或嗜睡、恶心、呕吐、脉缓等症状,严重时有麻醉状态及意识丧失。长期接触低浓度者,可出现头痛、头晕、睡眠不佳、易疲劳、情绪不稳、植物神经功能障碍等。泄漏紧急处理切断火源。戴自给式呼吸器,穿一般的消防防护服。合理通风,禁止泄漏物进入受限制的空间(如下水道等),以避免发生爆炸。切断气源,喷洒雾状水稀释,抽排(室内)或强力通风(室外)。漏气容器不能再用,且要经过技术处理以清除可能剩下的气体。急救处置注意事项皮肤接触:脱去污染的衣着,皮肤接触大量液体会可能冻伤,按冻伤处理。吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖,保持呼吸道通畅。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时,立即进行人工呼吸。就医。储存注意事项易燃压缩气体。储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房。仓温不宜超过30℃。远离火种、热源。防止阳光直射。应与氧气、压缩空气、卤素(氟、氯、溴)、氧化剂等分开存放。储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型,开关设在仓外。配备相应品种和数量的消防器材。储存时要有防火防爆技术措施。禁止使用易产生火化的机械设备和工具。槽车运送时要灌装适量,不可超压超量运输。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。丙烯危险有害特性及安全技术表中文名称丙烯英文名称Propylene;;propene外观与气味无色、有烃类气味的气体。熔点(℃)-191.2沸点(℃)-47.7闪点(℃)108引燃温度(℃)455相对密度水=10.5毒性级别空气=11.48危害程度低毒类爆炸极限(V%)1.0~15.0灭火剂雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉工作场所空气中容许浓度(mg/m3)MAC—PC-TWA—PC-STEL—毒物侵入途径吸入危险标记4(易燃气体)火灾危险性分类甲爆炸物质级别及组别级别组别危险货物编号21018UN编号1077CASNo.115-07-1 包装类别052包装标志易燃气体危险特性易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与二氧化氮、四氧化二氮、氧化二氮等激烈化合,与其它氧化剂接触剧烈反应。气体比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。灭火方法切断气源。若不能切断气源,则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目健康危害本品为单纯窒息剂及轻度麻醉剂。急性中毒:人吸入丙烯可引起意识丧失,当浓度为15%时,需30分钟;24%时,需3分钟;35%~40%时,需20秒钟;40%以上时,仅需6秒钟,并引起呕吐。慢性影响:长期接触可引起头昏、乏力、全身不适、思维不集中。个别人胃肠道功能发生紊乱。泄漏紧急处理迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方,防止气体进入。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能,将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。急救处置注意事项吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。储存注意事项密闭操作,全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类接触。在传送过程中,钢瓶和容器必须接地和跨接,防止产生静电。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂、酸类分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。注:“物质特性及安全技术表”中:MAC:工作场所空气中有毒物质最高容许浓度,指在一个工作日内任何时间都不应超过的浓度;PC-TWA:工作场所空气中有毒物质时间加权平均容许浓度(8小时)PC-STEL:工作场所空气中有毒物质短时间接触容许浓度(15分钟)1.1.1生产过程中主要危害综述(1)火灾、爆炸危险性本项目生产过程中接触到的物料大部分具有易燃易爆性。如H2、H2S、CO、LPG、甲醇、煤粉尘、柴油、硫磺、丙烯等,并且有些可燃气体比重比空气重,易在低洼处聚集、扩散,一旦遇明火就会发生火灾爆炸危险。当设备和管道堵塞,生产不能正常进行,需要及时疏通。疏通过程中泄出可燃、有毒、高温、高温物料的可能性较大,易导致火灾、爆炸、中毒、灼伤等事故。(2)中毒危险性生产过程中接触到得物料大部分有毒,如H2S、CO、甲醇、NH3、SO2、煤粉尘等,当储存这些物料的设备、管道、容器发生泄漏,或维修人员进入这些设备内部进行维修作业时,就有可能发生中毒事故。或操作环境中长期存在着低浓度的有毒物质,也可使操作人员患上职业病。生产中,应当避免泄漏事故的发生,加强检测报警和个人防护是防止中毒危害的主要措施。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目(3)窒息危险因素分析空分装置生产大量的N2,N2在装置停工置换、保护催化剂等方面被大量使用。另外,甲醇工艺中还存在着CO2。虽然N2、CO2对人体无毒害作用,但大量泄漏到环境中达到一定浓度时,人体会由于缺氧而窒息。因此,要防止窒息性气体发生泄漏。(4)腐蚀危险性本项目中使用到的强腐蚀性物料(如氢氧化钠),对管道、设备可造成腐蚀引起物料泄漏,对接触到的操作人员可引起灼伤,故应注意防范。设计中已对贮藏及操作中有酸碱的岗位采取了必要措施,但在防护不当或误操作时也会发生人身伤害。(5)高温及明火危险本项目部分装置和设备都有较高的温度,如气化单元、锅炉发电系统、火炬系统等;在这些工段存在着高温和明火,有一定的危险性,高温和明火除容易引起火灾及爆炸危险之外,还容易引起人员的灼伤和烫伤。在高温和明火的操作部位,环境温度较高,有的部位甚至超过40℃。长期高温作业,可出现高血压,心肌受损和消化功能障碍等病症。(6)冻伤空分系统和低温甲醇洗为低温作业区,浓氧、液氮等低温介质,如直接接触人体能引起严重的冻伤,低温液体飞溅对眼睛引起严重的伤害,由于低温的影响,材料(比如大多数的塑料、钢材)变脆,强度变弱。(7)噪声危害噪声对操作工人的身体健康有一定影响,长期在强噪声环境中工作的人会产生头晕、恶心、失眠、心悸、听力减退及神经衰弱等症。因此,防噪、降噪是工厂劳动安全卫生工作不可缺少的一项内容。本项目噪声主要来源于磨煤机、压缩机、风机、冰机、和各种泵等动力设备,在降噪消声等防治措施没有实施或损坏,对操作环境会有一定影响,详见“环境保护”有关章节。(8)粉尘危害267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目粉尘主要来源于煤炭、石灰石粉的输送、转运、破碎、筛选过程中产生的粉尘和除尘放灰、出灰、灰渣的输送中的扬尘以及聚丙烯后处理。煤尘除能引起火灾、爆炸外,煤尘等对人体会产生危害,主要是在吸入肺部的粉尘量达到一定浓度后,能引起肺部组织发生纤维化病变,并逐渐硬化,失去正常的呼吸功能,发生尘肺病。它主要是通过呼吸道侵入人体,侵害部位主要是呼吸系统、肺等,常见的症状有咳嗽、咳痰、胸痛、气短等,严重的可造成尘肺并发症。此外,煤尘、石灰石对烟部也有刺激作用,表现为红、肿、痒、流泪等。(9)放射性物质危害本项目有些装置采用了部分放射性料位计、料位开关,其产生的电离辐射可对人体产生危害,尤其在设备检修期间对放射源的安全关闭将关系到人身健康。(10)其他伤害在高空、平台作业或检修时,有发生坠落的危险性。生产装置内采用了较多的电气设备,误操作或漏电可产生电伤。另外,在机械设备的转动机构易发生机械损伤。1.1劳动安全卫生危害因素的防范与治理方案1.1.1管理上的防范措施1.1.1.1管理与监督制度为保证装置投产运行后的安全生产和安全管理,工厂建立完善的安全管理与监督制度,加强企业安全生产的监督检查管理,坚持“安全第一、预防为主”的方针,树立“管生产必须管安全”的原则。贯彻执行国家和地方有关安全生产的法律、法规及方针、政策,贯彻落实上级主管部门和企业的安全生产目标、制度、标准。1.1.1.2事故状况时的紧急处理预案267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目化工装置的生产必然伴随着潜在的危害,如果安全措施水平高,则事故概率必然会降低,但不会为零。一旦发生事故,需要采取工程应急措施。控制和减少事故危害,需要制定紧急处理预案。紧急处理预案是在贯彻预防为主的前提下,针对建设项目可能出现的事故,为及时控制危害源,抢救危害人员,消除危害后果制定的预想方案。它需要建设单位和社会救援相结合。拟建工厂的紧急处理预案应分为三级,即车间级、厂级、行业级。1.1.1工程方面防范与治理方案1.1.1.1工艺设计中采取的主要安全措施l采用先进、成熟、安全、可靠的工艺技术。在设计中严格遵循相关规范的要求。l在容易出现泄漏的区域,布置有毒气体探测器、可燃气体探测器,火灾报警器,并将信号接至中控室,提前报警,可提醒操作人员及时采取措施,防止事故发生。l界区内框架、管廊、塔设备裙座、容器支腿按规范要求设置防火涂料层,耐火极限符合规范规定。l所有工艺用电设备按危险区域划分图及相关规范选型。l界区内可燃气体排放均集中排放至火炬总管,对可能发生火灾的气体就地排放点布置在安全高度,并设置阻火器,考虑氮气或蒸汽吹扫管线。l在界区内设置部分公用工程软管站,用于系统的吹扫、置换。l甲醇储罐采用浮顶罐,设置氨封、安全阀、呼吸阀,并设置围堤,保证安全。l界区内设备液位均设置调节系统,并采用高低液位报警及高高、低低液位连锁。l界区内工艺管沟及电缆沟采用充沙措施,防止可燃气体聚集。l在工艺关键部位设置安全阀,以保护工艺设备及管道。l界区内工艺设备及管道均考虑静电接地。l工艺阀门设置在合适的位置,对高点设置的阀门设置操作平台及防护措施。l界区内设备布置考虑安全疏散通道。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目l在界区内布置洗烟器;所有甲醇排放采用封闭系统,防止物料外漏。l对高温蒸汽管道及低温管线采用绝热材料进行防护,同时可防止人员烫伤或冻伤。l可能产生噪声的转动设备,对其噪声值有一定要求,如果噪声过高,可在现场采用隔音材料。l界区内排水井均采用水封形式。l沿界区线设置围堰,初期雨水送污水处理,减少污染。l在压力有可能升高的设备和管道上设置安全阀及压力调节阀,避免因容器超压而引起火灾爆炸事故。在真空设备上设置了防真空安全阀,避免停车时由于物料温度下降而导致设备内真空度过大而引发事故。l界区内可燃气体排放均集中排放至火炬总管。对可能发生火灾的气体就地排放点布置在安全高度以上,并设置阻火器及氮气或蒸汽吹扫。l有毒液体(如甲醇)安全阀的排放口不应接入火炬,应设置回收设施。1.1.1.1热工专业(1)设备的安全措施l在设备选型时,选用的均是安全可靠、技术成熟、运行业绩好的相关产品l在锅炉本体及蒸汽管道上设置一定数量的安全阀、消音器,以保护设备,满足整个系统正常运行的需要。l对运行状态下外表面温度大于60℃的设备均进行保温,以保证设备保温层外表温度不超过60℃,防止烫伤人员。l设置汽水取样设施,监测本装置汽水介质的质量状况以便随时进行调整,保证本装置的安全运行。l设置设备自身及设备之间的报警、连锁、调节、手动、自动控制保护系统。l对设备的转动部分加设防护罩。l267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目为减轻操作人员的劳动强度,方便操作、检修,锅炉房设置一台客货两用电梯;炉顶设有起吊重物的电动葫芦;机房设有桥式起重机;在风机等大件设备的上方设有电动葫芦。(2)管线的安全措施l本装置内的汽水介质均采用管道密闭输送。l根据介质及压力、温度等参数的不同,选择合适的管道材质、壁厚等级,并选择合适、可靠的阀门等管件。l管线的布置除满足工艺流程的需求之外,还符合管道设计及安全要求的有关规范、规定。l由于本装置内的大部门管道为热力管道,设计中既考虑管道的一般荷载,还考虑了管道的热应力要求。l热力管道尽量利用管道布置的弯曲进行自然补偿,当自然补偿不能满足应力及补偿要求时,采用膨胀弯进行补偿,保证管道应力在允许范围之内。l对经常有行人通行、操作的区域内的热管道均采取保温措施,以保证管道保温层外表面温度不超过50℃,防止烫伤人员。l对管道压力有严格限制及超压有可能引起相关设备损坏或其他安全事故的管道,均设置安全阀。阀后管道通至安全、合理的设备或引至室外合适位置排入大气环境中。l在蒸汽管道上设置疏水阀,以免凝结在管道中出现水击现象,对管道阀门和其他管件构成损害。(3)防噪、降噪措施在确定工艺流程时,采用的是目前成熟、可靠的较低噪声的流程,选用的锅炉、汽轮发电机组及其辅件,均要求设备制造厂提供的设备符合国家噪声标准规定。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目对于从声源上无法根治的生产噪声,在设计中采取有效的隔声、消声、吸声等控制措施,如加设隔音间,消声器等,以降低噪声,减轻对操作人员的危害。压缩机设置在单独的厂房内,靠自然衰减、厂房阻挡和设备自带的隔音罩,以减少对外界影响。在压缩机厂房内设独立的隔音操作室,对噪声较大的磨煤机设置单独的、有隔音门窗的操作室,使操作室噪声降至70dB(A)以下。巡检工人在进入高噪声区应配带防噪音耳罩或者耳塞。(4)出入口的设置锅炉房、汽机房等主厂房各层均按有关规范的要求设置了两个以上的出入口。(5)通道的设置锅炉房、汽机房等主厂房各层均设有宽度不小于1.5m的通道,并接近楼梯和出入口。其中锅炉房底层考虑到有大件设备的维修、运输,在炉前设置了不小于3m的检修通道;在汽机房内两侧,设有两条直通的人行通道,以便消防需要和操作汽轮机事故放油阀的需要。1.1.1.1总图布置(1)总图布置中考虑的安全卫生原则l产生有害物质的生产装置在生产区除值班室、更衣室、盥洗室外,不设置非生产用房。l散发有害和产生有害因素的装置位于相邻装置全年最小风频的上风侧;厂前区和生活区布置在全年最小风频的下风侧;辅助生产区布置在二者之间。l在可能发生危险的装置设置有安全疏散通道。(2)具体布置方案本项目采用模块化布置,由五大模块构成,分别为工艺生产设施区、供热站区、公用工程及辅助设施区、储运设施区、管理及生活服务设施区。1.1.1.2自动控制与仪表本项目所有的工艺装置、公用工程、辅助设施等,均采用分散型控制系统(简称DCS)进行过程控制、检测,实现集中操作,操作人员在控制室内对生产进行集中监控,对安全生产密切相关的参数进行自动分析、自动调节、自动报警和自动联锁,在工艺参数超过设定的极限值后,可以自动联锁切断相关的工艺物料管线,确保生产安全。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目装置均设有独立于DCS的紧急停车系统(ESD),在发生火灾、爆炸或大量物料泄漏时,可通过ESD系统关闭相关的阀门,再对发生事故单元的上下游相关单元实现紧急停车,以确保事故不会扩大。根据介质的易燃易爆和有毒有害的特点,在可燃气体和有毒气体易泄漏的地方设置有可燃气体和有毒气体检测报警器。可燃(有毒)气体在线固定检测数据信号输入DCS系统,以便于集中检测控制。根据工艺操作需要,将设置大量的在线分析仪表,对生产过程进行检测控制。本项目中一般情况下,装置工艺介质易燃、易爆,防爆区域所使用的仪表优先选用本安装仪表。另外根据介质的腐蚀性特点,设计中重点考虑了仪表系统的防泄漏、防堵塞和防腐蚀性,同时现场仪表除了满足IP65的防护等级和环境要求以外,还根据不同介质的特性,尽可能采用管道安装,避免了仪表供热带来的一系列维护问题。其他相关的仪表系统根据需要设置有绝热、保冷等措施,确保了仪表系统的可靠运行。根据规范要求,设计中充分考虑仪表的接地、防电磁干扰等措施。1.1.1.1电气安全措施根据本项目对工程可靠性的要求,按照GB50052-95中的规定,该工程中的大部分用电负荷应为二级负荷,一小部分用电负荷为一级负荷。考虑到该工程中有一部分用电负荷当中断供电将可能造成人身伤亡、重大设备损坏、发生中毒、爆炸和火灾事故,故对此类电负荷设计为一级负荷中特别重要的负荷(即保安负荷)。根据上述负荷分级情况,本项目中一级负荷及二级负荷的供电系统由两个电源供电,当一路电源故障时,另一个电源能带全部二级负荷及一级负荷。本项目267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目保安负荷除由两个电源供电外,尚需设应急电源供电系统,其他负荷不得接入应急电源供电系统。允许中断供电时间为15s以上的保安负荷,选用快速自启动柴油发电机组或自启动燃气发电机组作为应急电源;允许中断供电时间为毫秒级的保安负荷,选用静止型不间断电源(UPS)供电装置作为应急电源。装置中的保安负荷根据其对允许中断供电时间的要求由各装置变配电室内的工作电源及应急电源供电。由应急电源供电的保安负荷,在正常情况下由工作电源供电;当工作电源中断时,由应急电源供电。在设计中遵循《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)、《石油化工静电接地设计规范》(SH3097-2000)和《工业与民用电力装置的接地设计规范》(GB65-83)的要求,所有的电气设备、钢结构、工艺设备、管道均采取静电接地保护;为防止雷击,设有避雷保护。全厂设有统一的接地网,所有用电设备的外壳、各厂房内部及整个装置区可能产生静电的设备管道均设置可靠的接地措施,接地电阻不大于4Ω。本项目爆炸和火灾危险场所内的电气设备和材料按《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-92)的要求进行选择,所选的电气设备和材料的级别和组别,不低于爆炸危险介质的级别和组别。防爆电气设备外壳均采用连锁装置或警告标志等安全措施。为保证事故情况下装置内各单元有足够的照明度,本项目在各单元、变配电室及控制室等重要岗位设有事故照明,事故照明灯具采用高效荧光灯,用事故照明电源及自备电池供电。1.1.1.1电讯安全措施根据生产装置区的布置特点(露天多层框架),设置现场火灾报警按钮,并设置相应的手动报警按钮和扬声器。根据规范要求,将从火灾报警复示器引来专用联锁控制线,配线至电气室,由电气专业构成联锁回路,直接控制空调机和净化机的工作电源,当控制室有火灾发生时,能自动联锁切断空调机和净化机的工作电源,以控制火灾的蔓延,减少火灾所造成的损失。在各生产装置区和中央控制室、电气室,设置扩音对讲系统,当有火灾发生时,扩音对的扬声器系统就会自动联锁,发出火警信号,使生产装置区和控制室、电气室等现场可听到火警信号,以便采取适当的回避和灭火措施。重要地点设置了电视监控系统,可以有效地监测火灾事故的发生。1.1.1.2土建安全措施267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目对有易燃易爆物料的厂房设置轻型屋面,厂房的泄漏面积满足规范要求。建筑物的维护结构采用耐火极限为2.5h的非燃烧体,安全疏散距离符合《建筑设计防火规范》要求。各建(构)筑物中的钢结构均按规范要求对钢结构进行防火(防火涂料),楼层外边及平台四周设置有防护栏杆以防坠落。根据《工业建筑防腐蚀设计规范》的要求,按照腐蚀性介质对钢结构表面的腐蚀等级,对钢结构表面涂刷一定厚度的防腐涂料。控制室门、窗不宜朝向有爆炸危险存在的生产装置。现场的空间平台、走道、楼面及楼梯等除水泥楼面外应采用钢结构格子板,不宜采用平钢板或花纹钢板。车间内的平面布置将留有符合设计标准的合适的消防、检修、巡检、操作和应急通道,应急通道和紧急出入口设置明显的标志和指示箭头。人员集中的场所,如操作间、休息室等应考虑两个以上的安全通道。现场装(卸)车处应设置专门的装(卸)车站点,不能占用或防碍消防或人行通道。1.1.1.1暖风安全措施本项目的各类建、购筑物应采用自然通风为主,在达不到工艺生产要求时,应设置机械通风系统。1.1.1.2消防措施消防水管围绕和穿越各装置区,且均布置消火栓,消火栓布置间距为50m。在各装置内还须配有其他消防设施如手提式灭火器。1.1.1.3防毒措施为了防止有毒有害物料外逸,设备及管道均保持密封。在有人操作的厂房里,均设计机械通风装置;在操作室的重要场所。均设计有正压强制通风,以防有毒有害气体的聚积。在所有人员可能接触到有害物质而引起灼伤、刺激或伤害皮肤的区域内,均设置安全淋浴及洗眼器,各有毒腐蚀性物料的操作工人发放个人防护用品。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1.1.1防腐蚀措施储存或输送腐蚀性物料的设备、管道及与其接触的仪表等,均根据介质的特殊性采取防腐蚀、防泄漏措施。对接触腐蚀性物料的操作人员发放个人防护用品。1.1.1.2防尘措施为了防止锅炉输煤系统煤粉尘的污染,工艺设计中,在满足功能要求的前提下尽量缩短工艺流程,减少运转环节,降低煤运环节,降低煤流落差;输煤设备的选择、布置和转运点的设计充分考虑密封、防尘和防止撒煤;为防止煤粉尘外泄,在设备与设备之间,隔溜槽之间均加3mm厚石棉橡胶垫片;各皮带机转运点,破碎机、振动筛进出料的溜槽处均要求作机械除尘;在地下煤斗通廊,要求设机械通风与自然通风;煤场及干煤棚要求设喷水抑尘,各转运站、栈桥、破碎楼等建构筑屋内均设水冲洗等措施。为防止锅炉灰、渣系统飞灰对环境的污染,设计采用成熟可靠的气力除灰方案,要求厂家提供的设备、阀门及管路附件均耐磨损,无粉尘泄漏;为确保高温的锅炉干渣输送安全、无粉尘外泄,输送设备选用密封性能好且耐高温的埋刮板输送机;干灰装车外运,设计采用专用的干灰装车机,以确保环境清洁;无专用拉干灰汽车时,用加湿搅拌机将干灰加水搅拌后再用普通汽车装车外运。为防止聚丙烯后处理过程中粉尘对环境的污染,聚丙烯后处理设计为封闭系统,减少无组织排放。1.1.1.3防辐射措施设计中除了正确计算选择放射源的强度外,还将按《辐射防护规定》、《放射卫生防护基本标准》《作业场所超高频辐射卫生标准》等相关标准对放射源的设计、安装等提出严格要求,使其对人身健康的危害程度降低到最小。1.1.1.4防烫伤267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目根据人身防护安全要求,各装置对允许散热得物料管线和设备,当其介质温度≥60℃时,进行防烫保温。防烫保温范围包括据地面或操作平台2m以下或距平台边缘0.6m以内,操作人员有可能触及到的设备与管道的局部区域。并合理配管,以防蒸汽和冷凝液从管接头处喷出而引起烫伤。1.1.1.1防机械伤害机械传动设备凡有开式齿轮、皮带轮的部位均设有安全罩。对高速旋转或往复运动的机械零部件设计可靠的防护器、挡板或安全围栏。1.1.1.2生产生活用室根据各装置物料的卫生特征分级,各装置根据需要配置符合卫生标准要求的卫生辅助用室(包括更衣室、休息室、盥洗室、浴室、厕所等)。1.1.1.3安全色和安全标志凡容易发生事故危及生命安全的场所和设备,均考虑设置安全标志,并按《安全标志》进行设置。同时,对需要迅速发现并引起注意以防发生事故的场所、部位应涂安全色。1.1.2劳动安全卫生管理机构及设施1.1.2.1安全卫生管理机构工厂设置安全卫生管理的职能部门,主要负责组织、贯彻执行国家、地方政府、行业安全法规,实施本厂安全管理办法、制度。车间设专职安全员。1.1.2.2气防站工厂气防站与消防站联合设置,气防站使用面积30m2,设置有值班室、休息室、器材室、车库、维修间、气瓶间等。气防站主要承担现场气防管理、全厂气防教育培训、体能技能训练、气防事故柜(气防器材准备)检查、单独或配合消防大队对毒气泄漏、人员中毒或火灾爆炸事故进行气防监护或现场急救,协助医务人员对受伤或中毒人员进行救护,同时负责全厂空呼气瓶的充填。气防员实行五班三运转,每班设气防员4人,其中1人为有医师资格证的医生,另外4人可由消防员兼任。实现24小时值勤制。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目气防站设置维修车间、录音直拨电话、对讲机、事故警铃、监护型气防作业(救护)车、空气充装泵、便携式检测仪器(包括可燃气体、氧气、有毒气体等检测仪器)担架、急救药品及抢救工具、防护服、安全帽、空气呼吸器、苏生器、长管呼吸器、人体模型。仪器设备的检查维护可依托外部力量。1.1.1.1工业卫生检测机构工业卫生检测任务由环境监测站承担,环境监测站设在中央化验室内,仪器设备齐全,人员均得到相关培训,人员及仪器设备配置可以满足工业卫生监测的要求。1.1.1.2职业病防治机构工厂的职业病防治机构依托当地的医疗卫生机构解决,不另单独设置。1.1.2设计依据及采用的主要标准规范1.1.2.1设计依据l《建设项目(工程)劳动安全卫生监测规定》(原劳动部第3号令)l《中华人民共和国安全生产法》2002年11月1日起实施l《中华人民共和国职业病防护法》2005年5月1日起实施l《危险化学品安全管理条例》2002年3月15日实施l《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》国务院令第352号,2002年5月12日实施1.1.2.2设计中将遵循的主要标准及规范l《石油化工企业职业安全卫生设计规范》(SH3047-93)l《化工企业安全卫生设计规定》(HG20571-95)l《生产过程安全卫生要求总则》(GB12801-91)l《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002)l《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ2-2002)l《石油化工企业设计防火规范》(1999年版)(GB50160-2008)l《建筑设计防火规范》(2001年版)(GBJ16-87)l《压力容器安全技术监察规程》(劳动部1999年版)267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目l《压力管道安全管理与监察规定》(劳部发[1996]140号)l《职业性接触毒物危害程度分级》(GB5044-85)l《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-92)l《石油化工静电接地设计规范》(SH3097-2000)l《石油化工企业信号报警联锁系统设计规范》(SHJ18-90)l《火灾自动报警系统设计规范》(GB/T50116-1998)l《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》(SH3063-1999)《石油化工企业采暖通风与空气调节设计规范》(SH3004-1999)1.1劳动安全卫生投资估算(1)主要生产环节职业安全卫生防范设施;250万元(2)检测设备和设施;2000万元(3)安全教育装备和设施;200万元(4)气体防护站;50万元(5)防暑降温、通风设施费用;800万元合计:3300万元。其他大部分费用包括在装置设施中,如各种消防设施、电气设备安全静电接地设施等,以及各种仪表、管道、阀门等都与安全生产系统紧密相连,难以确切估算总投资。各项费用的支出按企业和当地的有关规定执行。1.2预期结果本项目在设计中采用了成熟可靠的工艺技术,自动控制水平高,设备和管道密封性好,整个工程的安全性较好。本项目各装置由于在生产过程中使用的物料大多数均具有易燃易爆和有毒的特性,所以装置潜在的危险性是比较高的。通过采取以上各种安全防护措施,本项目建成后,预计各装置车间操作环境中的有毒有害物质的浓度,以及空气质量、噪声、湿度、温度等工业卫生条件符合卫生标准和规范的要求,满足劳动保护要求,对工人健康无不良影响。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目应该指出的是,化工生产过程中的物料多数具有易燃易爆、有毒有害的物性,所以各个装置潜在的危险性是比较大的,本设计只能尽量降低各类事故的发生频率、减少事故发生后的生命和财产损失,使装置的实际危险程度达到可以接受的水平。因此,优良的管理、对安全工作的长抓不懈、切实贯彻执行“安全第一、预防为主”的原则是保证工厂长期安全稳定运行的关键。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目组织机构和人力资源配置1.1组织机构1.1.1管理体制本项目管理体制实行董事会下的总经理负责制,董事会为最高决策机构,决定公司的所有重大事宜。董事会设董事长一名,设副董事长和董事若干名。公司在董事会的领导下,全面负责公司的生产、经营和管理工作。副总经理若干名,主要协助总经理并分管生产、经营、人力资源、公共关系、行政、安全和环保等工作。本项目实行总经理负责制,按现代化企业制度设置管理体制。公司实行全员聘用制和劳动合同制度,设置精干、简单、适用、高效的管理机构。1.1.2组织机构设置公司的管理层次设置公司、职能部门二级,以使工厂的生产和经营指挥通畅,管理成本低、效益高,从而成为一个按现代化企业管理模式运作的工厂。公司设综合办公室、财务部、基建工程部、市场营销部、质检部、生产技术部、设备材料部、安全环保消防部、中心化验室、生产部10个一级部门,其中生产部统一负责进行生产装置、辅助设施和公用工程的行政和技术管理,下设原料车间、给排水车间、热电车间、空分车间、气化车间、合成车间、电仪车间、机修车间8个车间,对工厂进行全面的生产操作和维修。公司的安全环保消防部负责管理气体防护站及消防站等。环保监测包含在中央化验室内。1.2人力资源配置本项目生产装置操作采用三班制,人员按五班配置。个别操作系统视操作运行情况,可按一班制确定定员。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目全厂定员汇总表序号部门管理人员生产人员小计一管理部门1董事会772总部、党政、办公室及工会15153人力资源部门554财务部门12125技术开发部门10106质保安全部门10107营销部门2020二生产部门1空分车间540452气化车间560653净化车间51001054甲醇车间580855动力车间580856给排水560657维修车间550558储运车间440459电仪5455010中央化验室3011后勤及其它40全厂合计7491.1人员来源和培训本项目为大型煤化工综合性项目,装置单元多、流程复杂、技术和设备先进,对管理人员、技术人员及操作人员的文化素质要求较高,因此必须高度重视对各类人员的招聘和培训工作。为了保证建设项目的顺利投产,在装置投产前应进行全员培训,选择各岗位的主要技术人员和操作人员进行对口培训,在此基础上尽量能让他们同时参加本项目267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目的建设工作。使各岗位操作人员全面掌握生产工艺流程、操作规程、分析控制等,经考试合格后方可上岗。本项目技术、管理和操作人员拟通过国内公开招聘的方式解决,高级管理人员由公司董事会委派。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目项目实施计划1.1建设进度规划本项目可研报告批准后,从对外合同生效日起,建设周期总的时间规划为36个月建成投产。项目实施期间要积极筹措资金,统筹安排,合理交叉作业。在可行性研究报告批准后,要尽快安排引进技术、设备和材料的询价、招标及合同谈判,按照设备制造周期的长短认真组织设备采购定货和非标设备的制作运输,招标确定施工安装队伍,进行施工和生产准备,确保各阶段进度按期实施,使装置早日投产发挥效益。1.2实施进度规划1.2.1各阶段实施进度规划(1)前期准备工作阶段前期准备工作主要包括:可行性研究、环境评价、安全卫生评价和投资评估等,工作可交叉进行。可行性研究的评审由相关主管部门主持,请政府有关部门和有关专家审查、批准。前期工作中另一项是专利引进技术的技术交流、招标、谈判,可以委托专门人员或设计单位进行。(2)工程设计阶段工程设计包括:初步设计的编制和评审,以及详细设计工作。(3)设备制造及采购阶段设备制造及采购包括:非标设备及动设备、管道、仪表、电器等设备及材料的采购。工作程序包括:询价、评标、合同谈判等阶段。应对需较长制造周期的设备的制造工期加以控制,尽早与供货商联系,提前定货。同时对各类设备及材料的采购作出合理的周期安排,以减少资金的占用。(4)施工安装阶段267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目工作顺序应先考虑地下管道及土建的施工,然后是非标设备及动设备的安装,以及管道的施工安装,电器及仪表安装可与管道安装交叉进行,安排偏后。安装工程还应包括必须的审查核定工作时间。(5)试车和考核阶段即从单机试车到考核验收完为止。此阶段工作包括单机试车、联动试车、投料试车和考核与验收。1.1.1实施进度规划实施进度计划详见下图。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目实施进度计划1267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1投资估算与资金筹措1.1总投资估算1.1.1建设投资估算1.1.1.1编制说明及依据本项目拟建在陕北X地区,拟建工程规模为年产180万t煤制甲醇项目,全部为新建。项目投资范围包括主要生产装置、贮运设施、辅助生产设施、公用工程、服务性工程、厂外工程、无形资产费用、其他资产费用和预备费等全部建设费用。项目投资还包括建设期利息和必要的流动资金。★建设投资估算建设投资估算依据国家石化局(1999)第195号文《化工建设项目可行性研究投资估算编制办法》和其他现行有效的相关规定,按固定资产费用、无形资产费用、其他资产费用,预备费进行编制。★引进费用估算本项目拟引进部分关键生产设备、材料、仪表及必要的先进生产技术,其费用参考国内同类引进装置的投资资料和对外交流情况估算。本项目属煤化工项目,投资估算中暂按不免征进口设备与技术的关税和进口环节增值税考虑,进口设备与技术的关税和进口环节增值分别暂按9%和17%计。并按有关规定计取引进部分的其他贸易从属费用。外汇比价暂按1美元=6.85元人民币计。★国内设备购置费用国内设备购置费用参照类似装置设备价格和现行有关价格资料估算。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目本项目仅拟引进工艺生产装置中部分关键生产设备、材料、仪表及必要的先进生产技术,经测算,本项目主要生产装置(含硬件和相关技术费用)的投资估算额为616527万元,其中引进部分(含硬件和相关技术费用)的投资估算额为18921万美元,占主要生产装置投资的21.0%。主要生产装置的国产化率为79.0%。基本体现了尽量采用国产设备的原则。★安装工程费用安装工程费用参考同类工程指标估算,并依据现行材料价格及费用水平予以调整。★建筑工程费用建筑工程费用依据当地现行定额、指标和同类工程指标估算,并依据现行材料价格及费用水平予以调整。★固定资产其他费用固定资产其他费用按《编制办法》规定进行估算,其中:HSE的硬件费用已分别含在相关的工程费用中,固定资产其他费用中的HSE费用是HSE管理系统费用。根据国土资源部文件国土资发[2006]307号关于发布实施《全国工业用地出让最低价标准》的通知,本项目工业用地价格暂按4万元/亩计。★无形资产费用、其他资产费用无形资产费用、其他资产费用按《编制办法》有关规定并结合当地及项目具体情况进行估算。★预备费基本预备费费率,人民币部分按12%计,外汇部分按5%计。按现行有关规定,暂不计涨价预备费。1.1.1.1建设投资估算经估算,本项目建设投资估算值为962000万元,其中外汇19954万美元。其中:设备购置费504029万元占建设投资52.4%安装工程费178402万元占建设投资18.5%建筑工程费96670万元占建设投资10.1%其他工程费182899万元占建设投资19.0%267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目横向看,建设投资中:固定资产费用844238万元占建设投资87.8%无形资产费用20523万元占建设投资2.1%其它资产费用2299万元占建设投资0.2%预备费用94940万元占建设投资9.9%分析得出,估算投资构成合理,反映了项目的特点和实际情况。详见“项目投资估算表”。1.1.1建设期借款利息按拟定资金筹措方案及附表3所设定的资金使用条件,本项目总体建设期借款利息估算为68967万元。1.1.2流动资金估算流动资金采用分项详细估算法,根据项目实际情况并结合行业特点,确定合理的各项周转率,经估算正常年份项目流动资金值为19000万元。其中铺底流动资金为5700万元。详见附表2“流动资金估算表”。1.1.3项目规模总投资(报批)项目规模总投资(报批)为建设投资、建设期利息与铺底流动资金之和,项目总体估算值为1036668万元,其中外汇19954万美元。1.1.4项目总投资项目总投资为建设投资、建设期利息与全部流动资金之和,项目总体估算值为1049968万元,其中外汇19954万美元。1.2资金筹措根据国家对建设项目资本金比列的要求和一般情况下银行等债权人相关要求,现阶段资金筹措方案如下:1.2.1项目资本金项目资本金为311000267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目万元,占项目规模总投资的30.0%。项目资本金比例符合国家对投资项目的相关规定。亦基本能满足一般情况下银行等金融部门要求。1.1.1借贷资金本项目拟申请银行人民币长期贷款725668万元,贷款年利率暂按目前国家有关部门公布的最新基准利率5.94%计(大于5年期)。本项目拟申请银行流动资金贷款13300万元,贷款年利率暂按目前国家有关部门公布的最新基准利率5.31%计。1.1.2外汇资金本项目所需外汇19954万美元,目前暂拟申请用人民币购汇解决。1.1.3资金运筹规划本项目建设期暂按3年计,各年投资比例分别暂按30%、50%和20%考虑,按照项目实施规划的要求安排投资计划,分年的资金筹措额应能满足项目建设和生产经营等的需要。详见附表3“投资使用计划与资金筹措表”。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目财务评价1.1成本和费用估算1.1.1方法及依据在本项目所涉及的范围内,根据陕西X提供的条件和项目实际情况,采用总投入、总产出的评价方法进行成本费用估算和财务效益分析等内容。★国家发展改革委、建设部发改投资[2006]1325号文发布的《建设项目经济评价方法与参数》(第三版)。★原国家石化局国石化规发(2000)412号文《化工投资项目经济评价参数》有关规定。★工艺及公用工程各专业提供的技术参数及数据。★国家和地方有关政策法规。1.1.2成本费用估算的主要参数和数据★外购原材料、辅助材料、燃料及动力价格本项目主要外购原材料、辅助材料、燃料及动力价格(工厂入库价)采用预测价,详见下表:主要外购原材料、辅助材料、燃料及动力价格序号名称及规格单位年耗(100%负荷)单价(不含税,元/t)单价(含税,元/t)1原料煤t28224002993502催化剂及化学品万元26835183821503石灰石t23387851004氨水t458343764405新鲜水t162560001.331.506电度3460800000.46元/度0.54元/kWh7燃料煤t9750171802408药剂费用万元680267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目本报告中成本费用估算时原材料、燃料及动力价格均采用不含税价计。详见“外购原材料费用估算表”和“燃料及动力费用估算表”。★工资及福利费用工资及福利费用总额按30000元/人.年计。★固定资产折旧固定资产折旧采用平均年限法,其中房屋建筑物折年限取20年,机器设备折旧年限取15年,净残值率取4%。★无形及其他资产无形资产按10年平均摊销,其他资产按5年平均摊销。★修理费根据同类工厂经验,参照《化工投资项目经济评价参数》,本项目修理费按扣除建设期利息后的固定资产原值3.0%计。★其他费用成本费用表中的其它费用包括其他制造费用、其他管理费用和其他销售费用。其中其他制造费按固定资产原值(扣除建设期利息)1.0%计;其他管理费用按25000元/人.年计;其他销售费用按销售收入的1.0%计。1.1.1年均总成本费用经估算,本项目生产期内年均总成本费用为248848万元,年均经营成本费用为172717万元。详见“总成本费用估算表”。1.2财务评价1.2.1财务评价的依据★国家发展改革委、建设部发改投资[2006]1325号文发布的《建设项目经济评价方法与参数》(第三版)。★原国家石化局国石化规发(2000)412号文《化工投资项目经济评价参数》。★工艺及公用工程各专业提供的技术参数及数据。★国家和地方有关政策法规。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1.1财务分析主要参数★产品销售量及销售价格(预测价)产品销售量及销售价格表序号名称及规格单位年销售量(100%负荷)单价(不含税,元/t)单价(含税,元/t)1甲醇t1800000200923502硫磺t140006848003硫铵t39344684800本报告财务分析中产品价格均采用不含税价计。★销售税金及附加产品的增值税税率均按17%计,主要原材料及燃料动力中新鲜水的增值税税率按13%计,其余均按17%计。项目的城市维护建设税和教育费附加分别按增值税税额的7%和3%计。★项目计算期本项目建设期暂按3年计,生产期15年。整个项目计算期按18年(含建设期)考虑。★生产负荷工程建成后,生产负荷为其建成投产后第1年70%,第2年90%,第3年及以后各年为100%。★所得税根据目前国家所得税规定,本项目所得税税率暂按25%计。★盈余公积金本项目盈余公积金提取比率暂按净利润的10%计。★借款偿还借款本金用本项目折旧费、摊销费、净利润(扣盈余公积金)偿还。★财务基准收益率项目财务基准收益率税前、税后分别取11%、10%。267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目1.1.1项目主要经济数据与评价指标经测算,本项目主要经济数据与评价指标汇总如下:主要经济数据与评价指标表序号名称单位数值备注Ⅰ经济数据**项目引进部分外汇投资万美元199541项目总投资(1.1+1.2+1.3)万元1049968规模总投资(1.1+1.2+1.3.1)万元10366681.1建设投资万元9620001.2建设期利息万元689671.3流动资金万元190001.3.1其中:铺底流动资金万元57002资金筹措万元10499682.1其中:借款万元7389682.2资本金万元311000资本金比例%30.00%3年平均营业收入万元3614714年平均营业税金及附加万元32995年平均总成本费用万元2488486年平均利润总额万元1093247年平均所得税万元273318年平均净利润万元819939年平均增值税万元32985Ⅱ财务评价指标1总投资收益率%11.57%2总投资利税率%13.87%3资本金净利润率%26.36%4项目财务内部收益率%14.23%税前5项目投资回收期年8.26税前6项目财务内部收益率%11.35%税后267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目7项目投资回收期年9.34税后8项目资本金内部收益率%16.12%9借款偿还期(建设期起)年1010盈亏平衡点(生产能力利用率)%54.90%11年平均息税前利润万元12150012年平均息税折旧摊销前利润万元18545513项目财务净现值万元183282税前14项目财务净现值万元78193税后15利息备付率6.916偿债备付率1.51.1.1不确定性分析1.1.1.1盈亏平衡分析盈亏平衡分析根据正常生产年份的销售、成本和税金等数据计算盈亏平衡点(BEP)。由于各年成本不尽相同,现选择达产年数值进行计算,得到的BEP(生产能力利用率)为54.9%,说明项目对市场需求变化有一定的适应能力。1.1.1.2敏感性分析经测算,在建设投资、产品售价(或营业收入)、原材料价格(或原材料费用)和生产负荷等分别向不利条件变动10%的情况下,项目投资内部收益率(所得税前)在13.1%至11.1%之间,项目投资内部收益率(所得税后)在10.4%至8.8%之间,详见下表:单因素敏感性分析表序号项目变动幅度项目投资内部收益率(所得税前)(所得税后)备注基本方案14.2%11.4%1建设投资变化10%12.6%10.0%-10%16.2%13.0%267 陕西彬长矿业集团有限公司年产180万t煤制甲醇项目2销售价格变化10%17.1%13.7%-10%11.1%8.8%3原材料价格变化10%13.1%10.5%-10%15.3%12.2%4生产负荷变化10%16.1%12.9%-10%12.3%9.7%由敏感性分析表的结果可以看出,产品售价(或营业收入)对项目投资内部收益率的影响最大,其次为生产负荷、建设投资和原材料价格(或费用)的变化。当产品售价降低或营业收入降低10%时,项目投资内部收益率(所得税前)为11.1%;略高于预期基准收益率水平。分析表明,本项目有一定的抗风险能力。1.1财务评价结论本项目总体建成投产后,年均营业收入为361471万元,年平均总成本费用为248848万元。年均营业税金及附加为3299万元(不含增值税),年均利润总额109324万元,年均净利润总额81993万元,年均增值税额32985万元,年平均息税前利润121500万元,年均息税折旧摊销前利润185455万元,总投资收益率11.6%,总投资利税率13.9%,资本净利润率26.4%,项目投资内部收益率(所得税前)14.2%,项目投资内部收益率(所得税后)11.4%,全投资回收期(所得税前)8.3年,全投资回收期(所得税后)9.3年,项目资本金内部收益率16.1%。说明在上述测算条件下,项目基本方案的经济效益较好,有一定的盈利能力和偿债能力,资本亦可获得较好的收益。不确定分析说明项目有一定的抗风险能力。综上所述,本项目在财务上是可行的。267'