20萬噸尿素生產工程項目立項申請報告（可編輯）

1、20萬噸尿素生產工程項目立項申請報告 目 錄1 總 論111 概述112 研究結論42 市場預測分析721 2006年氮肥市場回顧722 2007年氮肥市場展望113 生產規(guī)模和產品方案1331產品方案1332產品質量標準1332 生產制度134 工藝技術方案1441 現(xiàn)有設備概況1442工藝技術方案1743 主要消耗3544 自控技術方案365 原料輔助材料及燃料的供應3851 主要原材料燃料輔助材料的需求量3852 水電汽小時需用量386 建廠條件和廠址方案3961 建廠條件3962 廠址方案417 總圖運輸儲運和土建4271 總圖運輸4272 儲運4373 外管4374 土建448 公用

2、工程方案和輔助生產設施4881 公用工程方案4882 輔助生產設施669 服務性工程與生活福利設施以及廠外工程6710 節(jié)能節(jié)水68101 節(jié)能68102 節(jié)水6911 消 防70111工程概況70112設計依據70113消防投資7412 環(huán)境保護75121環(huán)境現(xiàn)狀75122設計采用的環(huán)境保護標準7512 3本工程排放的主要污染物及污染源76124污染物初步控制方案77125綠化概況79126環(huán)境監(jiān)測79127 環(huán)保投資概算7913 勞動保護與安全衛(wèi)生80131設計依據80132設計采用的安全衛(wèi)生標準80133工廠現(xiàn)有安全衛(wèi)生概況81134工藝生產的特點及生產過程中危害因素的分析81135安全

3、衛(wèi)生技術措施效果87136安全衛(wèi)生機構設置及人員配備87137安全衛(wèi)生投資概算8714 組織機構與人力資源配置89141組織機構89142人力資源配置8915 項目實施計劃90151項目實施規(guī)劃編制說明90152 建設周期規(guī)劃9016 投資估算與資金籌措92161 投資估算92162 資金來源9317 財務評價94171 財務評價原則94172 總成本費用估算94173 投產初期的生產計劃建議95174 產品銷售收入和銷售稅金及附加95175 利潤估算及分析95176 項目清償能力分析96177 不確定性分析9718 社會評價和風險分析99181 社會評價99182 風險分析9919 研究結論

4、101191 綜合評價和結論101192項目存在的問題及建議101附圖1 總平面布置圖 2 水量平衡圖 3 全廠供電系統(tǒng)圖 4 原則性熱力系統(tǒng)圖 1 總 論11 概述 項目名稱尿素 主辦單位化工有限責任公司 法人代表111 可行性研究編制的依據和原則1111 編制依據a寧夏某化工有限責任公司提供的相關資料b國家相關法律法規(guī)文件1112編制原則a采用高新技術改造傳統(tǒng)工業(yè)即采用合成氨工業(yè)清潔生產新工藝在老裝置上進行技術改造合理利用資源降低能耗重點進行污染物治理促進技術進步實現(xiàn)氮肥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展b將節(jié)能降耗做為企業(yè)發(fā)展的重要課題切實做好節(jié)能工作c從實際出發(fā)節(jié)約投資充分利用原有設備和裝置d設計中積極

5、改進工藝減少三廢排放盡量綜合利用搞好三廢治理貫徹國家的環(huán)保三同時原則e本可行性研究報告編制內容和深度按中國石油和化學工業(yè)協(xié)會中石化協(xié)產發(fā)30676號文發(fā)布的化工投資項目可行性研究報告編制辦法進行112項目提出的背景投資必要性1121 項目提出的背景寧夏某化工有限責任公司是2005年9月始由集團有限公司寧夏某化工有限責任公司位于公司占地面積2008萬平方米建筑面積15萬平方米現(xiàn)有員工829人各類專業(yè)技術人員195人其中高級工程技術人員人中級職稱技術人員48人寧夏某化工有限責任公司始建于19年經過年的不斷發(fā)展公司注重優(yōu)勢產品的生產以及節(jié)能降耗注重建設受人尊重的和諧企業(yè)一年半以來通過二次年度大修和加

6、強管理企業(yè)較以前有了很大的進步生產能力有了很大的提高企業(yè)發(fā)展步入了良性軌道 1122 項目建設的必要性投資必要性寧夏某化工有限責任公司主產品為尿素其裝置中主要設備均有富余因此尿素裝置有挖潛空間如能充分發(fā)揮其能力將產量做大則產品的單耗將下降成本將下浮企業(yè)將有更大的余力應付wto的挑戰(zhàn)這樣的挖潛所需的投入是比較少的尿素市場有容量雖然其價格受國際市場價所左右但表現(xiàn)在銷售上困難不大加上本省受原料制約及企業(yè)管理等問題所拖累的大中型尿素廠嚴重開工不足及停產則本省尿素市場空間將更大寧夏某化工有限責任公司是迅速發(fā)展上升的企業(yè)保留了很多原有的優(yōu)良傳統(tǒng)加上現(xiàn)代化企業(yè)的運作則按市場經濟規(guī)律來說適者生存是必然的這也就

7、是進行本工程建設的最大必要性了建設本工程的經濟意義建設本工程有利于占領市場和保證農業(yè)生產的豐收本工程的建設有利于調整氮肥品種的結構即提高氮肥產量中尿素的比重建設本工程是企業(yè)發(fā)展做強做大興旺發(fā)達的基礎工作113 研究范圍裝置范圍 合成氨裝置總氨能力13萬噸年萬噸年 尿素裝置尿素產量20萬噸年萬噸年 全廠公用工程及輔助設施 1 總圖運輸2 給排水3 全廠循環(huán)水裝置 4 污水處理熱電站及蒸汽系統(tǒng) 全廠外管 原料煤及燃料煤 產品貯運系統(tǒng)12 研究結論本項目建成后項目總投資收益率11投資利稅率1311稅前財務內部收益率1526稅后財務內部收益率1079稅前投資回收期 含建設期 623年稅后靜態(tài)投資回收期

8、 含建設期733年均優(yōu)于行業(yè)基準指標從財務的角度看該項目是可行的表1- 主要技術經濟指標序號項目名稱單 位數 量備 注1生產規(guī)模合成氨104ta5新增能力尿素104ta7新增能力合成氨總能力104ta13尿素總能力104ta202年工作日天3003主要原料用量原料煤104ta85本期工程增加用量104ta255本期工程增加用量4公用動力消耗量41供水量m3h循環(huán)水用量m3h造氣循環(huán)水m3h1260全廠42供電設備容量kw用電負荷kw年耗電量104kwh43供汽5三廢排放量51廢氣造粒塔頂排104m3h2造氣爐吹風氣104m3h96鍋爐煙氣104m3h1725全廠尿素排氣筒尾氣m3h45052廢

9、水解吸廢液m3h14深度水解處理造氣污水m3h10循環(huán)使用53廢渣造氣爐渣104ta26鍋爐灰渣104ta1296外售作建材活性炭脫硫劑ta10填埋6運輸量104ta其中運入量104ta 運出量104ta7全廠定員本期工程所需人員由工廠內部調劑解決8廠區(qū)占地面積104m2本期工程不需征地9本工程新增建筑面積m2全部為生產車間建筑工程項目總資金萬元21059321建設投資萬元20059122建設期利息萬元20523流動資金萬元795報批項目總投資萬元2050282其中鋪底流動資金萬元2385年銷售收入萬元146135正常年成本和費用萬元1年均總成本費用萬元11560122年均經營成本萬元9686

10、96年均利潤總額萬元221124息稅前利潤ebit萬元231639年均銷售稅金及附加萬元4999年均增值稅萬元49989財務分析盈利能力指標1投資利稅率13112總投資收益率113投資回收期所得稅前年623所得稅后年7334項目財務內部收益率所得稅前1526所得稅后10795項目財務凈現(xiàn)值ic 9所得稅前萬元603185所得稅后萬元164537 6資本金內部收益率1141借款償還期含建設期年42 市場預測分析21 2009年氮肥市場回顧211 2009年氮肥行業(yè)景氣度分析據統(tǒng)計2009年551家氮肥生產企業(yè)實現(xiàn)銷售收入1395億元同比增長158利潤總額約97億元同比下降27行業(yè)平均利潤率為70

11、低于2005年的83212 2009年氮肥行業(yè)成本及利潤2009年中國氮肥生產用的煤炭天然氣電價都有所上漲加上運費的上漲2009年以天然氣為原料的尿素企業(yè)成本上漲100120元t以煤為原料的尿素企業(yè)成本上漲7080元tabc生產成本上升2040元t但由于尿素出廠價僅上漲6075元t而abc出廠價下跌了1035元t導致2009年氮肥企業(yè)利潤率下降213 2009年氮肥市場分析boabc預計2009年中國氮肥市場將繼續(xù)保持產銷兩旺供過于求的狀況將繼續(xù)加大價格高位走低行業(yè)景氣度顯著下降20052009兩年整個尿素產能增加了6 mt以上實物量下同導致尿素產量連續(xù)以3 mta以上的速度增長而征收30的高

12、額出口稅又使得至少3 mta的出口尿素轉入國內市場使得供給增長大于需求增長國內市場由供給偏緊轉為供過于求2009年年末中國氮肥庫存已經達到952 mt折純同比提高132庫存消費比達到266由于市場轉為供過于求使得氮肥企業(yè)在生產成本仍然增長的情況下產品售價卻大多出現(xiàn)下降從而導致了行業(yè)景氣度的下降214 2009年氮肥產量2009年中國氮肥在產能擴大國內工農業(yè)需求依然強勁價格依然保持高位的情況下企業(yè)生產的積極性依然較高帶動了氮肥產量繼續(xù)增長預計全年氮肥產量為374 mt折純同比增加42其中尿素產量占氮肥總產量的597abc產量占氮肥總產量的200復合肥中氮素產量占氮肥總產量的120氮肥品種分布見圖

13、圖 2009年氮肥分品種比重215 2009年氮肥進出口2009年中國氮肥進口量為654 kt折純進口量不含氨進口量同比下降145而且87的氮肥進口為復合肥單一氮肥的進口量仍然不大約86 kt折純其中尿素進口量僅38 kt實物量同比下降471硝銨進口量為53 kt實物量同比下降3592009年中國氮肥出口量同比增長出口量約115 mt折純同比增長89其中尿素出口量為137 mt實物量同比下降了130216 2009年氮肥消費2009年中國氮肥消費量約為358 mt折純下同同比增長672009年中國氣候條件比較有利于農業(yè)生產農作物播種面積繼續(xù)擴大工業(yè)尿素消費量繼續(xù)以10以上的幅度增長這些是帶動中

14、國氮肥消費增長的主要原因217 2009年尿素市場回顧2171 2009年尿素產量在需求拉動政策鼓勵和價格刺激作用下尿素生產企業(yè)的積極性依然較高使得2009年尿素產量同比增幅達到91全年產量預計為2233 mt折純實物量為4854 mt2172 2009年尿素消費2009年中國農業(yè)和工業(yè)尿素需求仍然旺盛尿素總消費繼續(xù)保持較大幅度增長預計全年消費量約205 mt折純實物量為4457 mt同比增長1172000年以來中國工業(yè)用尿素需求年均增速在10以上其應用領域也有一定拓展包括人造板用膠三聚氰胺ac發(fā)泡劑陶瓷涂料醫(yī)藥等2009年中國人造板產量達6771104 m3同比增長22脲醛樹脂膠使用量約為4

15、4 mt消耗尿素超過3 mt實物量下同同比增長了22國內三聚氰胺產量約為350 kt消耗尿素約11 mt再加上其他工業(yè)消耗約1 mt工業(yè)用尿素總消耗量在5 mt左右占全國尿素總產量4337 mt的10左右2173 2009年尿素價格走勢2009年中國尿素平均出廠價約1646元t同比分別上漲42平均零售價約1825元t同比分別下降1822 2010年氮肥市場展望221 2010年氮肥市場趨勢預測boabc預計2010年整個氮肥生產供過于求的狀況將繼續(xù)加重價格仍將高位走低售價提高難以彌補成本上漲行業(yè)景氣度將繼續(xù)下降企業(yè)將面臨成本上漲和價格下降的雙重壓力氮肥行業(yè)是受中國取消化肥生產優(yōu)惠政策影響最大的

16、行業(yè)將導致2010年尿素生產成本上升100150元t但是在20052010年中國尿素產能增長累計達到12 mt以上實物量和仍將限制出口的情況下2010年國內氮肥可能供過于求尿素等氮肥出廠價將很難突破2005年的歷史高位222 2010年氮肥產量預測盡管氮肥景氣度下降較快但是2005年以來尿素新增產能的快速增加將導致2010年中國氮肥產量繼續(xù)增長據不完全統(tǒng)計20052010年中國尿素產能增加總量將達125 mt而且磷銨生產能力也在快速增長因此預計2010年中國氮肥產量仍將繼續(xù)增長boabc預計2010年中國氮肥的產量可能會達到39 mt折純下同同比增長43其中尿素產量將達到24 mt同比增長約7

17、5223 2010年氮肥進出口預測由于中國即將推行化肥流通體制改革和計劃繼續(xù)對尿素出口征收出口稅在國際油價會落地的情況下中國尿素出口的成本優(yōu)勢將進一步降低但大型企業(yè)仍具有較高的國際競爭力考慮到國內市場供過于求的狀況將加重預計這些有競爭力的企業(yè)將會擴大出口因此預計2010年中國尿素出口量將高于2009年初步預計為2 mt實物量考慮到as氯化銨出口的增長預計2010年中國氮肥總出口量高于2009年預計2009年氮肥出口總量約16 mt 折純 同比增長396在國內生產供過于求狀況加重和國產尿素在國內市場比較優(yōu)勢明顯基本占據著100國內市場的情況下預計2010年中國進口尿素仍將在100 kt實物量下同

18、以下而且預期dap進口量也將下降預計氮肥總進口量將低于2009年224 2010年氮肥消費預測由于政府繼續(xù)重視糧食生產繼續(xù)加大糧食生產補貼和農資補貼力度加之2009年種植收益和糧價有所提高預期2010年農民的農業(yè)投入積極性仍將較高同時工業(yè)尿素用量將繼續(xù)增長因此boabc初步預計2010年中國的氮肥消費將保持增長預計2010年氮肥消費總量將為375 mt折純下同同比增長48其中尿素的消費量將達到225 mt同比增長約983 生產規(guī)模和產品方案31產品方案序號項 目單 位現(xiàn) 有生產能力本工程增加生產能力建成后總生產能力1合成氨104ta85132尿 素104ta1372032產品質量標準品 種標

19、準主 要 指 標合成氨gb536-1988一級品含nh3998 含油水02尿 素gb2440-1991優(yōu)等品含氮總量干基計463 縮二脲09 水分05 粒度 08525 9032 生產制度 按全年300天 每天24 小時4 工藝技術方案41 現(xiàn)有設備概況411 合成氨表-1 現(xiàn)有主要設備表序號工段設備名稱型號規(guī)格單位數量備注1鍋爐沸騰爐循環(huán)流化床鍋爐20th75th臺臺112原料煤棒擠壓機mbj210q 4000kgh臺855kw3造氣煤氣發(fā)生爐氣 柜鼓風機洗氣塔dn2260dn2400v 5000m39-19-13no9d9-19-11no9ddn420010800dn3400臺臺臺臺臺臺臺

20、2131331155kw55kw125kw125kw4脫硫靜電除焦器蘿茨風機脫硫塔再生槽脫硫泵dn3000 yd-6d3680-5000r604n 231m3minlg480dn2200dn1800dn5300dn4500dn4600dn3800ih200150315ih1501253156ba8臺臺臺臺112431111212280kw130kw45kw22kw5變換中變爐低變爐飽和熱水塔主熱交熱水泵dn320014000dn3400dn260018000dn200022735dn180023882dn14009585 f 497m2dn13009749 f 300m2100r80r臺臺臺臺

21、臺臺臺1111113250kw11kw6壓縮氫氮壓縮機l33-17320m73314h224a-165314臺1431320kw1250kw 2500kw7脫碳脫碳塔氣提塔洗滌塔氣提風機羅茨風機脫碳泵dn260036798dn36034600dn1600213009-19no112dl601200d128臺臺臺臺臺臺11123345kw70kw440kw8變換氣脫硫變脫塔變脫塔脫硫泵dn240017000dn240015000150d303臺臺臺11475kw9雙甲甲醇塔甲烷化塔水冷器循環(huán)氣加熱器熱交換器循環(huán)機水洗泵dn80015770dn80015770f 200 m2f 196 m2f 6

22、0 m22dz8-23120-1403w-6bt2臺臺臺臺臺臺臺1122132180kw37kw10合成合成塔冷 交廢熱鍋爐氨冷器循環(huán)氣加熱器循環(huán)機dn80015683dn60011617f 216 m2f 81 m2 dn1000 f 70 m2dn1600 f 46 m2 35 m2 f 240 m2f 85 m2dn700 f 327 m2f 92 m22dz55-18-2853202dz55-14-2853202z24-08285-320臺臺臺臺臺臺臺臺臺臺臺臺臺1111111111321180kw140 kw95 kw11冷凍冰機液氨貯槽8as17 lg20a200zv 100 m3

23、臺臺臺32419025015吹風氣回收燃燒爐旋風分離除塵器余熱鍋爐軟水加熱器空氣余熱器鼓風機引風機dn5200dn4000q42950-15-1-272809-26 71dy4-37 16d臺臺臺臺臺臺臺111112175kw110kw412尿素部分序號車 間裝 置 名 稱套 臺 數1合成1200尿素合成塔系統(tǒng)v 20m322co2壓縮m-56206 co2壓縮機 710kw23高壓泵房20m3h液氨泵 132kw212 m3h一甲泵 90kw24 m3h二甲泵 4kw24 m3h氨水泵 4kw24分解蒸發(fā)dn1100一段分解塔系統(tǒng)1dn700二段分解塔系統(tǒng)1dn1100一段吸收塔系統(tǒng)1氨冷器

24、3dn1000一段蒸發(fā)分離器1dn1200二段蒸發(fā)分離器16造粒及包裝dn9m造粒塔系統(tǒng)2尿素包裝貯運系統(tǒng)142工藝技術方案本工程為前期工程的挖潛改造因此工藝技術路線不作原則性變更其中合成氨部分主要為挖潛填平補齊尿素部分主要為在采用均溫型合成塔內件基礎上的配套挖潛及填平補齊421合成氨裝置本工程為填平補齊工程合成氨仍采用原有工藝路線基本思路為基本利用原有設備形成一套完整的合成氨系統(tǒng)能力為5萬噸年總氨以下簡稱1利用部分原有設備主要為新上設備形成一套能力為8萬噸年總氨能力的系統(tǒng)以下簡稱2基本流程為固定層煤氣爐間歇造氣栲膠法半水煤氣脫硫往復式氫氮氣壓縮機加壓壓縮機二段出口去變換變換氣濕法栲膠法脫硫壓

25、縮機三段出口去碳丙脫碳1變壓吸附脫碳2壓縮機五段出口去雙甲1醇烴化2壓縮機六段出口最后得到的氨4211造氣寧夏某化工有限責任公司合成氨裝置造氣部分采用以煤為原料固定層煤氣爐間歇氣化法制取半水煤氣主要流程為吹風氣經旋風除塵器除塵后進吹風氣余熱回收裝置副產蒸汽后放空半水煤氣經旋風除塵器除塵后進洗氣塔降溫除塵后進氣柜由于半水煤氣的顯熱沒有經過充分回收這樣既浪費了能量又多消耗了冷卻水不太合理本次工程造氣部分須作相應改造1下造氣新增煤氣爐dn2400一臺套新增顯熱回收器及洗氣塔3套每四臺造氣爐共用一套半水煤氣經過旋風除塵后進顯熱回收器回收熱量副產蒸汽及過熱蒸汽然后經過洗氣塔冷卻降溫入氣柜原有鼓風機風量小

26、風壓低不利于強化生產降低消耗淘汰原有風機新上d400-21空氣鼓風機3臺整個控制系統(tǒng)采用微機油壓控制系統(tǒng)2上造氣新增dn2650煤氣爐4臺套顯熱回收鼓風機相應改造新增主要設備一覽表序號設備名稱規(guī)格及型號數量單位重量備注1造氣爐dn26504臺2dn24001臺12旋風除塵器dn20005臺利舊15臺3熱回收器lrg10005臺4洗氣塔dn20005臺5空氣鼓風機d400-21q 400m3minp 2500mmh2o5臺220kw6氣柜vn3000m31臺改造4212 吹風氣回收 公司現(xiàn)有一套吹風氣回收系統(tǒng)配下造氣1基本能走擴建后8臺造氣爐的吹風氣回收用需新上一套吹風氣回收系統(tǒng)以滿足上造氣2擴

27、建后12臺造氣爐的吹風氣回收吹風氣回收流程簡述由造氣送來的吹風氣與兩氣回收來的廢氣分別送入中燃式燃燒爐燃燒后獲得的高溫煙氣直接進入余熱鍋爐在鍋爐中高溫煙氣先后經過蒸汽過熱段蒸發(fā)段及軟水加熱段之后通過空氣預熱器進一步回收煙氣余熱后經引風機排至煙囪放空鍋爐出口382mpa420的蒸汽送去發(fā)電機組發(fā)電后進入全廠蒸汽管網新增主要設備一覽表序號設備名稱規(guī)格及型號數量單位重量備注1燃燒爐dn6200dn55001臺2余熱鍋爐q705900-25-3824501臺3空氣預熱器160021臺4引風機y4-73no16d1臺132kw5空氣鼓風機9-19no125d2臺110kw4213脫硫寧夏某化工有限責任公

28、司原有兩套半水煤氣脫硫裝置大部分設備偏小能力沒有辦法擴大現(xiàn)考慮用原來兩臺dn2800碳化塔改造做1系統(tǒng)的脫硫塔和冷卻清洗塔以此為基礎組成1脫硫系統(tǒng)同時新上2脫硫系統(tǒng)工藝流程不變可以考慮同時采用栲膠脫硫工藝脫硫工段主要設備一覽表序號名 稱規(guī)格型號數量材料備 注1脫硫塔dn480031000內裝填料330m31臺碳鋼2變脫塔dn260024900內裝填料75m31臺碳鋼3精脫硫塔dn240014740內裝精脫硫劑36m32臺碳鋼4精脫硫凈化塔dn240012590內裝精脫硫劑20m31臺碳鋼5脫硫泵q 300350 m3h3臺6變硫泵q 4050 m3h2臺7噴射再生槽dn6700dn5500 附

29、噴嘴12個1臺碳鋼8栲膠制配系統(tǒng)dn300065001套碳鋼9熔硫釜dn100056002臺不銹鋼4214壓縮寧夏某化工有限責任公司現(xiàn)有m-73314型氫氮壓縮機3臺h224a-165314型氫氮壓縮機1臺上述二種機型合計能力可以達到5萬噸年合成氨以上壓縮機可做為1系統(tǒng)壓縮機公司另有l(wèi)33型氫氮壓縮機14臺這種壓縮機生產能力小設備陳舊能耗高與大機并機困難因此是早該淘汰的機型本次工程擬全部淘汰l33型壓縮機新上3臺6m32型氫氮壓縮機形成2壓縮系統(tǒng)總生產能力達到8萬噸年合成氨這樣既降低了能耗又滿足了生產要求新增主要設備一覽表序號設備名稱規(guī)格及型號數量單位重量備注1壓縮機6m32-1853143臺

30、3100kw4215 co變換目前國內中小氮肥廠變換工藝大致有中溫變換中串低全低變中低變幾種其中全中變及中串低因蒸汽消耗高或流程長等原因已逐步淘汰全低變由于蒸汽消耗最低且由于反應溫度低能顯著減小換熱器的面積節(jié)省設備投資因而被不少廠家采用但全低變工藝對原料氣水和蒸汽的品質要求高管理水平也要相應跟上因此許多廠家由于種種原因付出了不小的代價主要是觸媒壽命大大縮短而低變觸媒價格昂貴因而影響了經濟效益中低低變換工藝是在吸收中串低和全低變的優(yōu)點的基礎上結合我國的實際管理水平而發(fā)展起來的它與全低變工藝相比蒸汽消耗稍有上升但克服了全低變工藝在生產中的難題達到了穩(wěn)定生產降低消耗的目的公司現(xiàn)有兩套變換裝置能力滿足

31、不了本工程的需要考慮將現(xiàn)有裝置整合成為一套年產5萬噸合成氨能力的1裝置新上一套年產8萬噸的中中低低變換工藝裝置新上變換系統(tǒng)的主要設備選型見下表表 變換工段主要工藝設備一覽表序號名 稱規(guī)格型號數量材料備 注1中變爐dn420012970內裝b112中變觸媒48m31臺碳鋼2低變爐dn400013920 低變觸媒28m31臺碳鋼3主熱交換器dn160011100列管式換熱面積480m21臺4一段冷卻器dn13006773管殼式換熱面積80m21臺不銹鋼碳鋼5二段冷卻器dn13006773管殼式換熱面積100m21臺不銹鋼碳鋼6一水加熱器dn13008674管殼式換熱面積200m21臺不銹鋼碳鋼7二

32、水加熱器dn130010575管殼式換熱面積158m21臺不銹鋼碳鋼8變換氣冷卻器dn130010575管殼式換熱面積260m21臺不銹鋼碳鋼9飽和熱水塔dn200022001臺碳鋼10熱水泵q 190200 m3h1臺11冷凝水泵q 100m3h1臺4216脫碳42161 概述化工有限責任公司有一套6萬噸年合成氨能力的碳丙脫碳裝置運行良好可滿足本工程一套系統(tǒng)要求本次技術改造需要新增8萬噸年合成氨能力的脫碳裝置現(xiàn)就脫碳裝置工藝方案的確定情況介紹如下目前脫碳方法可以大致分為溶劑吸收法和變壓吸附法兩大類1溶劑吸收法脫碳溶劑吸收法是傳統(tǒng)的脫碳方法分為物理吸收法和化學吸收法在我國吸收法已在合成氨廠變換

33、氣脫碳工藝中廣泛使用物理吸收的原理是通過交替改變二氧化碳和吸收劑通常是有機溶劑之間的操作壓力和操作溫度實現(xiàn)二氧化碳的吸收和解吸從而達到分離處理二氧化碳的目的在整個吸收過程中不發(fā)生化學反應因而消耗的能量要比化學吸收法要少通常物理吸收法中吸收劑吸收二氧化碳的能力隨著壓力增加和溫度降低而增大反之則減小物理吸收法中常用的吸收劑有碳酸丙烯酯甲醇乙醇聚乙二醇及噻吩烷等高沸點有機溶劑目前工業(yè)上常用的物理吸收法有fluor法rectisol法selexol 法等南京化學工業(yè)公司集團研究院于 80 年代初開發(fā)成功一種較為先進的脫碳技術nhd法它與國外的selexol工藝類似只是二者所用溶劑的組成不同nhd是一種

34、優(yōu)良的物理吸收溶劑溶劑的主要成分是聚乙二醇二甲醚的同系物它具有沸點高冰點低蒸汽壓低對h2s和co2及cos等酸性氣體有很強的選擇吸收性能脫除二氧化碳效率在物理吸收法中較高物理吸收法由于co2在溶劑中的溶解服從亨利定律因此僅適用于 co2分壓較高的條件化學吸收法是使原料氣和化學溶劑在吸收塔內發(fā)生化學反應二氧化碳進入溶劑形成富液富液進入脫吸塔加熱分解出二氧化碳吸收與解吸交替進行從而實現(xiàn)二氧化碳的分離回收目前工業(yè)中廣泛采用熱碳酸鉀法和醇胺法這兩種化學吸收法熱碳酸鉀法包括苯非爾德法砷堿法卡蘇爾法等以乙醇胺類作吸收劑的方法有 法一乙醇胺 法二乙醇胺及 甲基二乙醇胺法等2變壓吸附脫碳變壓吸附psa技術是近

35、30 多年來發(fā)展起來的一項新型氣體分離與凈化技術1942年德國發(fā)表了第一篇無熱吸附凈化空氣的專利文獻60年代初美國聯(lián)合碳化物公司首次實現(xiàn)了變壓吸附四床工藝技術的工業(yè)化由于變壓吸附技術投資少運行費用低產品純度高操作簡單靈活環(huán)境污染小原料氣源適應范圍寬因此進入70年代后這項技術被廣泛應用于石油化工冶金輕工及環(huán)保等領域3變壓吸附脫碳技術和溶劑吸收法脫碳的對比 噸氨消耗吸附劑017kg每公斤吸附劑單價為8元噸氨消耗碳丙10kg每公斤碳丙單價為10元噸氨消耗nhd溶劑03kg每公斤nhd溶劑單價為16元噸氨消耗mdea溶劑02kg每公斤mdea溶劑單價為16元 循環(huán)水單價按015元t計 電費按035元k

36、wh計 工藝技術指標比較 噸氨綜合運行費用比較4 通過比較認為變壓吸附法相對其他的方法有著巨大的優(yōu)勢因此本工程確定采用42162裝置流程簡述變壓吸附脫碳裝置采用兩段變壓吸附工藝通常稱為提純段和凈化段該技術的主要特點為1在提純段沒有任何動力設備的條件下直接獲得純度為985以上的產品二氧化碳改變了傳統(tǒng)變壓吸附脫碳方法需要用純度為985以上的產品二氧化碳去置換和頂替絕大部分吸附劑吸附的比二氧化碳吸附力弱的氣體以及床層死空間中的一氧化碳甲烷氮氬及氫氣以達到提純產品二氧化碳的目的既節(jié)省產品二氧化碳升壓機和產品二氧化碳循環(huán)的電耗又提高產品二氧化碳的回收率2當吸附床層達到飽和吸附劑需要再生時在提純段和凈化段

37、均采用吹掃再生的方法取代了過去用真空降壓解吸再生整套裝置運行設備僅有驅動程控閥門的液壓油泵22kwh臺既節(jié)省真空設備投資又大幅降低裝置電耗降低裝置運行成本提高企業(yè)的經濟效益3具體方案如下提純段采用25臺吸附塔多次均壓工藝流程當合成氨變換氣在高壓下通過提純段吸附塔時水汽有機硫無機硫二氧化碳依次優(yōu)先被吸附出提純段的中間氣去凈化段當吸附劑飽和時停止吸附通過多次均壓降一方面將吸附劑吸附的二氧化碳解吸出來順著吸附方向去置換和頂替吸附劑吸附的比二氧化碳吸附力弱的氣體增加床層死空間中的二氧化碳濃度另一方面充分回收床層死空間的氫氮氣將吸附床層內二氧化碳濃度富集到985以上均壓結束后通過自然降壓和吹掃將吸附床層

38、內高濃度二氧化碳送至產品二氧化碳緩沖罐凈化段采用13臺吸附塔多次均壓工藝流程當提純裝置出口中間氣通過凈化段吸附劑時二氧化碳被吸附出凈化段的合格凈化氣去下一工段當吸附劑飽和時停止吸附通過多次均壓降一方面將吸附劑吸附的二氧化碳解吸出來順著吸附方向去置換和頂替吸附劑吸附的比二氧化碳吸附力弱的氣體增加床層死空間中的二氧化碳濃度另一方面充分回收床層死空間的氫氮氣均降后吸附床還有一定壓力進行順放順放結束后進行逆放一部分逆放氣進緩沖罐送至提純段作為二段升壓氣回收一部分逆放氣送至提純段作為吹掃氣當吸附床為常壓時用順放氣將吸附劑吸附的二氧化碳吹掃出來吹掃氣返回提純段回收4本方案特點由于本脫碳工藝技術方案采用目前

39、最先進的變壓吸附脫碳技術提純段吸附塔采用了恰當的工藝步驟使得提純段吸附劑靠自然解吸和利用二段氣吹掃從而使整個裝置不需要動力設備此外本脫碳工藝技術方案凈化段吸附塔經過多次均壓降后吸附塔中的氣體還有一定壓力并沒有像以前那樣放一部分回氣柜或壓縮機而是返回到本裝置的提純段加以回收即整個凈化段沒有任何氣體放空回收的氣體分兩部分第一部分為順放氣體第二部分為逆放氣體在保證凈化氣中二氧化碳小于02的前提下本脫碳工藝技術方案是能耗最低的方案 主要設備一覽表 4217凈化 本公司原有凈化裝置分別為雙甲工藝和銅洗工藝各一套能力不能滿足擴建后的需要本次改造基本思路是雙甲工藝裝置不變成為1系統(tǒng)新上醇烴化精制工藝的凈化系

40、統(tǒng)一套成為2系統(tǒng)目前國內合成氨廠生產過程中對原料氣精制的方法主要有銅洗法深度變換甲烷化法雙甲工藝精制法醇烴化精制法是雙甲精制的升級技術將甲烷化鎳系催化劑改為醇烴化鐵系催化劑形成聯(lián)產甲醇醇烴化精制流程醇氨比可以在13至120之間調節(jié)裝置操作靈活性大大提高烴后氣體coco210ppmcoco2大部分生成了醇類物和碳氫化合物在常溫冷凝成為液體生成甲烷很少從而進入氨合成系統(tǒng)的ch4大大減少即減少了合成馳放氣放空量降低了噸氨原料氣消耗醇烴化精制流程與傳統(tǒng)的銅洗流程和深度變換甲烷化流程比較有明顯的優(yōu)勢原料氣精度高操作簡單運行穩(wěn)定消耗低工作環(huán)境清潔42171 醇烴化工藝與傳統(tǒng)銅洗方案的比較 醇烴化工藝與銅洗

41、工藝的消耗指標比較見下表 醇烴化與銅洗消耗比較表項目名稱單價銅 洗醇 烴 化備注噸氨消耗運行費元噸氨消耗運行費元自用氨158kg120電解銅22021kg4620冰醋酸502kg100蒸 汽008350280電05623kwh31151162kwh581循環(huán)水01525t375171t257烴化觸媒2000032kg064醇化觸媒3500036kg126合計8252902從上表可以看出醇烴化工藝比銅洗法噸氨消耗成本下降735元噸氨因此醇烴化工藝與傳統(tǒng)流程有明顯的優(yōu)勢42172 醇烴化工藝流程簡述 130mpa的脫碳氣經油分離器后通過醇化預熱器提溫至160180進入醇化塔經塔內換熱器加熱至210

42、230醇化反應后氣體升至250左右再進醇化預熱器與原料氣換熱降溫后進醇化水冷器進一步降溫至40進入醇分離器醇分后 coco2降至0103醇后氣經烴化預熱器從烴化塔下部進入下部換熱器提溫至220240經下部換熱器與醇后氣體換熱降溫出烴化塔此時 coco2降至10ppm以下烴后氣經烴化預熱器烴化水冷器烴化氨冷器降溫到58左右進入分離器分離水液態(tài)烴等物后送入氨合成系統(tǒng)42173主要設備選型 本工程主要工藝設備選型見下表表 醇烴化裝置主要工藝設備一覽表序號名 稱規(guī)格型號數量材料備 注1甲醇化塔dn1000 h 160002臺碳鋼2甲醇化預熱器dn600 h 80002臺碳鋼利舊設備改3甲醇化水冷器dn

43、1200 l 6000 f 180 m22臺碳鋼4甲醇化循環(huán)機4 m3min2臺5醇化油分離器dn800 h 60001臺碳鋼利舊設備改6烴化塔dn1000 h 160001臺碳鋼7烴化預熱器dn600 h 80001臺碳鋼利舊設備改8烴化水冷器dn1000 l 6000 1臺碳鋼9烴化氨冷器dn1000 l 6000 1臺碳鋼10甲醇分離器dn800 h 50002臺碳鋼11烴化分離器dn700 h 60001臺碳鋼利舊設備改4218合成工段公司現(xiàn)有兩套合成設備一套為dn1000氨合成塔配套dn700分離系統(tǒng)本次工程可以利用成為1合成系統(tǒng)原碳系合成系統(tǒng)dn800可以利用其部分設備改造成醇烴化

44、工藝的設備新上一套dn1200合成系統(tǒng)成為2氨合成系統(tǒng)2氨合成工序主要設備見表序號名 稱規(guī)格型號數量材料備 注1氨合成塔dn1200 h 189001臺碳鋼2塔外換熱器dn800 f 16827 f 805 m21臺碳鋼3水冷器 f 280 m21臺碳鋼4循環(huán)機tc450-32121臺5廢熱鍋爐dn1200 f 213 m21臺碳鋼6冷交換器dn1000 f 630 m21臺碳鋼7氨冷器dn1000 f 450 m21臺碳鋼8氨分離器dn10001臺8油分離器dn1000 1臺碳鋼4219冷凍及氨庫氣氨經液氣分離器送入螺桿制冷壓縮機組經過壓縮后呈過熱狀態(tài)的氣氨通過氨冷凝器被冷凝而液化液氨被送入

45、液氨貯槽貯存合成工段生產的液氨送入液氨貯罐貯存上部的馳放氣送到兩氣回收工段回收氫氣和氨液氨送尿素裝置使用新增主要設備一覽表序號設備名稱規(guī)格及型號數量單位重量備注1冰機lg25ha臺2500kw2液氨球罐vn400m3臺1422尿素裝置我國現(xiàn)有190多套水溶液全循環(huán)尿素工藝的尿素生產裝置這種工藝具有技術成熟高壓設備少設備能國內制造投資相對較低等特點雖然經過了幾十年的運行和改造產品消耗有了一定的降低但由于工藝的局限水溶液全循環(huán)尿素生產工藝一直很難解決能耗高的難題在重視能源消耗和環(huán)境保護的今天選擇一種工藝成熟能耗相對較低原有設備利用較多投資省主要設備國產化的工藝是我國尿素生產企業(yè)的共同愿望也是社會的

46、要求縱觀國內外尿素生產先進工藝技術無外乎有三種類型一是提高轉化率二是采用汽提法等高壓圈循環(huán)方式三是利用中壓甲銨熱減少蒸汽消耗形成熱循環(huán)工藝因此本工程對水溶液全循環(huán)工藝裝置的節(jié)能降耗改造也應從提高轉化率減少系統(tǒng)循環(huán)量降低蒸汽消耗減少尾氣和廢液中氨和尿素的排放等方面來考慮其具體改造方案如下4221改造合成塔結構提高二氧化碳合成轉化率要利用原有尿素框架改造增產必須提高合成的轉率以達到增產的目的國內目前在高壓合成改造的方案有 1增加高壓圈設備將氣提法的高壓合成技術引入水溶液全循環(huán)流程該方案由五環(huán)工程公司開發(fā)在山東幾家氮肥廠使用運行情況不是很理想而且該方案增加四臺高壓設備投資較大約3500萬元2采用等溫

47、合成塔技術co2的轉化率可提高到75以上這種工藝中壓分解系統(tǒng)將減少2030的負荷從而達到增產降耗的目的等溫合成塔技術原本美國uti技術進口合成塔十分昂貴本工程不考慮但可采用湖南化工醫(yī)藥設計院設計的等溫合成塔內件利用原合成塔改造可使合成轉化率提高到提高到75以上塔的改造費用約200萬元該塔型已經申請專利技術具有較好的開發(fā)前景3利用原有合成塔進行改造保留合成塔下部原有的旋流板另外在合成塔的上部采用gc-b型新型專利塔盤提高尿塔的生產強度的同時co2轉化率可達6567由于轉化率較高中壓分解和中壓吸收的負荷降低使蒸汽消耗下降該工藝對老廠改造方案投資最省相對尿素的能耗也能降低本工程根據橋口氮肥廠目前合成

48、塔的現(xiàn)狀建議合成塔的改造采用塔內就地改裝高效塔板以達到節(jié)能降耗的目的4222 強化中壓分解系統(tǒng)能力降低蒸汽消耗要達到此目的可采用高效塔型考慮采用自汽提分解塔該塔的原理是通過液體分布器對尿液的分布使尿液呈降膜狀態(tài)在加熱分解過程中由于過剩氨的蒸發(fā)對甲銨的分解產生汽提作用自尿塔出來的汽液混合物進入預分離器分離成氣液兩相其中尿液進入自汽提一分塔上部經過蒸餾段的精餾作用以減少氣相帶水量再經液體分布器均勻地分配到每根汽提管中自上而下呈降膜式流動由于過剩氨的原因邊加熱邊分解出的富氨氣體對二氧化碳產生一定的汽提作用類似于氨汽提工藝屬于自汽提范疇這種汽提作用可使甲銨分解率由88提高到95自汽提一分塔的主要優(yōu)勢是

49、1提高了蒸汽利用率降低了蒸汽消耗噸尿素可提高20左右的蒸汽利用率節(jié)約蒸汽約200kg 2操作彈性加大自汽提一分塔正常蒸汽操作壓力06mpa出自汽提一分塔尿液溫度160這是膜傳熱的原因降低了傳熱溫差因為一分尿液的大量分解是在135完成的操作中可適當降低一分尿液溫度如在155158左右以降低蒸汽消耗 3提高了產品質量減少了縮二脲的生成量尿液在自汽提一分塔中成膜狀快速流動而不象一分加熱器成浸沒態(tài)緩慢流動故停留時間大大減少本工程技術改造中采用預分離預蒸餾流程新上1400 mm自汽提一分塔并在新上1400 mm自汽提一分塔前增加v 45 m3預分離器1臺尿素反應融熔物自合成塔出口減壓后首先進入預分離器進

50、行閃蒸預分離氣不經預蒸餾塔直接進入到后系統(tǒng)降低了一二段分解負荷及蒸汽消耗4223加大蒸發(fā)加熱器的面積提高蒸發(fā)系統(tǒng)生產能力隨著尿素產量的提高蒸發(fā)系統(tǒng)已不能適應擴產的要求在日產400 t尿素生產時原有蒸發(fā)系統(tǒng)能力偏小本工程改造加大一蒸加熱器和二蒸加熱器的換熱面積在原蒸發(fā)加熱器位置就地安裝原閃蒸槽改為降膜式閃蒸槽4224 減少排放的有效組分降低消耗在低壓回收系統(tǒng)后增加尿素水解塔即可降低尿素排放氣體和液體的氨和尿素量減少對環(huán)境的污染同時也能降低尿素的生產成本回收氨和尿素1增加惰氣洗滌器蒸發(fā)洗滌器減少尾氣排放損失2增加尿素水解裝置減少廢液中的排放損失4 225其他改進措施 1更換一吸塔為1600 mm一吸外冷器可利舊 2更換新型造粒噴頭增一臺二氧化碳壓縮機一臺液氨泵一臺一甲泵一臺尿熔融泵等動力設備與日產600噸尿素相配匹4226 主要設備選型本工程主要工藝設備選型見下表 尿素裝置主要工藝設備一覽表序號名 稱規(guī)格型號數量材料備 注1尿素合成塔dn120019120內設高效塔板2臺316l利用改造2一段分解塔dn1600dn1400x18000自汽提塔1臺316l新上3一段吸收塔dn140