万吨甲醇项目节能评估研究报告文档格式.docx
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公司北靠黄陵、铜川等原料基地,南距西安市74km,形成了十分独特的区位优势。
拟建厂址位于现有焦化厂西侧,赵家村东侧的洼地里,地势平坦,东西各有干渠一条,公路铁路运输十分便利。
2、区域社会经济发展
富平县位于关中平原北部,总面积1233平方公里,辖24个乡镇,334个行政村,78万人口,十五”期间,全县上下高举团结和发展大旗,坚持以经济建设为中心,扭住大事,埋头苦干,取得了经济社会持续快速健康发展。
县域综合实力明显增强,开始跨入以工业为主的发展轨道。
2005年,全县生产总值达到30亿元,“十五”期间年均增长10.6%;
工业经济跨越式增长,一批大中型工业工程的引进建成改变了县域经济的总体形态,第二产业跃居首位,工业增加值占到全县生产总值的32%。
工程建设成效显著。
通过坚持不懈地招商引资和积极争取国家政策性资金,全社会固定资产投资累计完成26.7亿元,是“九五”的4.5倍,年均增长13.3%。
新建和改造了一批大中型工业工程,初步形成陕富水泥、陕西压延、陕焦化工、兴宝钢厂、龙钢集团、陕富面业、中鲁果汁、老庙花炮等产业龙头。
3、相关产业政策及发展规划
陕西陕焦化工有限公司现有优质冶金焦生产能力40万吨及其配套的化工产品回收装置,年入洗原煤60万吨的选煤分厂,利用剩余煤气建设的3000kW/h的自备电厂,年融化一万吨玻璃液的玻璃分厂以及相应的动力设施,并因此而获得全国节能先进单位的称号。
依托渭南市丰富的煤炭、石灰石、水资源优势,利用国内成熟的工艺技术,利用煤和公司自产的焦炉煤气为原料建设年产20万吨甲醇装置符合国家开发西部的战略部署,符合国家“高新技术产业化、高新技术改造传统产业、优化重点产品和技术结构”的政策,符合《焦化行业准入条件》关于新建焦炉煤气制甲醇单套装置应达到10万吨/年及以上。
工程建成后每年将生产甲醇22.6万吨/年。
4、能源供应状况和能源消费结构
工程建成后,所需能源品种主要为焦炉煤气、电力和水。
焦炉煤气由焦化工程供应,供应量为59540m3,完全可以满足本工程用气;
电力可以利用本厂12000kW发电工程提供一部分,其他13121kW电力由外部提供。
电力供应充足;
用水情况是企业自备水源井3个,每小时可供水285吨。
贮备水库两座,可储水1000吨。
目前每小时用水200吨,富裕水量85吨/小时。
同时洪水乡有一口井,出水量100吨/小时左右,另外陕西省桃曲坡水库灌溉管理局已经同意向陕西陕焦化工有限公司年供水600万m3,确保了该工程供水充足;
焦化厂新建干熄焦余热锅炉和循环流化床锅炉可满足该工程用汽要求。
三、建设工程简况
1、建设单位简况
陕西陕焦化工有限公司是在原陕西焦化厂的基础上进行分立改制,于2002年11月成立的股权多元化的有限责任公司。
2006年6月经重组加入陕西煤业化工集团,属陕西煤业化工集团控股企业。
是陕西省重要的优质焦炭和煤化工产品生产基地。
公司现有员工1112人,各类技术人员105人。
公司已通过ISO9001质量管理体系认证,产品质量稳定,市场已经扩展到全国二十多个省市。
2、工程建设的必要性
甲醇是一种重要的有机化工原料,可用来生产甲醛、醋酸等一系列化工产品,而且还是新一代重要的能源和基本化工原料。
由于生产焦炭的时候,其副产品焦炉气会造成资源浪费而且严重污染环境、破坏生态平衡,危害工农业生产和人民群众健康,因此以焦炉气为原料生产甲醇可以变废为利、化害为宝,综合发展多联产,改善大气质量,并创造一定的经济效益。
以焦炉气生产甲醇符合我国的能源结构,我国煤多、气少、缺油,以焦化副产品焦炉气生产甲醇实现了煤化工的综合利用。
并且我国目前已经完全掌握了焦炉气制取甲醇的设计及生产技术,设备制造也已经完全实现国产化。
工程的实施对于充分利用资源取得良好节能,促进企业取得良好的经济效益并保持可持续发展将产生重大作用。
3、工程建设方案
3.1工程建设背景
目前陕西陕焦化工有限公司正在建设的95万吨焦化工程将使其焦化能力达到205万吨/年。
大规模的机焦生产能力形成以后,将面临一个十分重要的焦炉煤气出路问题。
如果外排必将造成严重的大气污染,而且浪费宝贵的化工资源;
如果用来发电,不仅成本高,入网费也高,同样的使这一宝贵的资源得不到合理有效地利用。
在这种背景下,随着以综合利用和节能为目的的循环经济概念的提出,可持续发展理念与科学发展观日益深入人心,结合市场需要,改善环境等诸多因素,在广泛调研的基础上,决定利用焦化煤气,生产市场前景良好的,经济效益较高的甲醇这一化工产品。
3.2工程建设的内容、规模
3.2.1工程建设的内容
本工程是建设以陕西陕焦化工有限公司大规模的机焦生产能力形成后,利用其焦炉煤气经过净化后生产市场前景良好,经济效益较高的甲醇这一化工产品的生产装置。
3.2.2工程设计规模
甲醇生产装置:
20万吨/年
年开工小时:
8000小时
3.3产品及工艺技术方案
3.3.1产品方案
甲醇:
杂醇油:
1195.2吨/年
弛放气:
174.8×
106立方M/年
3.3.2工艺技术方案
3.3.2.1工艺路线
由焦化厂送来的焦炉煤气,首先进入焦炉气气柜缓冲稳压,焦炉气压缩机从气柜抽气并增压止2.5MPa后进入精脱硫装置,将气体中的总硫脱止0.1mmp以下。
焦炉气中甲烷含量达26%,采用纯氧催化部分氧化转化工艺将气体中的甲烷及少量多碳氢转化为合成甲醇的有用成分一氧化碳和氢,转化后的气体成分满足合成原料气的基本要求。
转化后的气体经合成压缩机压止6.0MPa进入甲醇合成装置。
甲醇合成采用6.0MPa低压合成技术,精馏采用三塔流程。
甲醇合成的驰放气一部分用作转化装置预热炉的燃料气,剩余部分送出界区作燃料气。
甲醇精馏送出的产品精甲醇在成品罐区储存。
转化装置中需要纯氧供给气体转化,故工程设置空分装置。
3.3.2.2甲醇生产装置主要设备
甲醇生产装置主要设备表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
焦化气储存气柜
10000m3
台
2
焦炉气压缩机
20000m3/h
4
一段入口气量20000NM3
一段入口压力0.002MPa
三段出口压力2.5MPa
3
预脱硫塔
Ø
3000mm
套
4
铁钼转化器
2700mm
5
中温脱硫槽
2900mm
6
氧化锌脱硫槽
2300mm
7
钴钼转化器
8
过滤器
2200mm
个
9
升温炉
3200mm
10
转化炉
Φ3800mm
11
预热炉
Φ5000mm
12
废热锅炉
Φ1400mmL=5000mm
F=180m2
13
焦炉气预热器
Φ2000mmL=6000mm
F=1880m2
14
焦炉气初预热器
Φ1300mmL=3000mm
F=367m2
15
锅炉给水预热器
Φ1200mmL=6000mm
F=510m2
16
脱盐水预热器
Φ1000mmL=3000mm
F=360m2
17
再沸器
Φ800mmL=1500mm
F=55m2
18
水冷器
Φ1400mmL=6000mm
F=890m2
19
气液分离器
ø
2000mmH=6200mm
20
2400mm
21
冷凝液汽提塔
1000mmH=13000mm
22
空气鼓风机
Q=230m3/min
23
冷凝液泵
Q=50m3/h扬程40m
备注
合成气压缩机
合成塔
4200mmL=7000mm
管壳式
汽包
Φ1600×
4000mm
气气换热器
Φ1600mm
L=12000mm
F=2290m2
Φ2000mmL=7500mm
F=2280m2
闪蒸槽
Φ2000×
4500mm
分离器
Φ3600×
7000mm
洗醇塔
Φ800×
稀醇水槽
Φ1400×
1800mm
稀醇水泵
Q=5000L/h
排出压力6.7MPa
预精馏塔
Φ1800×
25000mm
加压塔
Φ2200×
4600mm
13
常压塔
Φ2800×
4700mm
预塔再沸器
Φ1100mmL=2500mm
F=150m2
预塔冷凝器1
Φ900mmL=5000mm
F=230m2
预塔冷凝器2
Φ500mmL=3000mm
F=40m2
加压塔再沸器
Φ1500mmL=3000mm
F=700m2
精甲醇冷却器
Φ700mmL=4500mm
F=140m2
常压塔顶冷凝器
F=500m2
常压塔再沸器
Φ1600mmL=3000mm
F=460m2
残液冷却器
Φ700mmL=3000mm
F=84m2
加压塔回流槽
4800mm
V=18m3
23
常压塔回流槽
24
预塔回流槽
25
配碱槽
1200mm
V=2.5m3
26
预后甲醇泵
Q=50m3/hH=100m
27
加压塔回流泵
Q=30m3/hH=80m
28
常压塔回流泵
29
预塔回流泵
Q=28m3/hH=60m
30
残液泵
Q=8m3/hH=60m
31
碱液泵
Q=12.5—25L/hH=100m
32
空分装置
产品氧气11000Nm3/h
产品氮气4000Nm3/h
4、建设工程能源利用状况
4.1能源利用状况概述
该工程生产甲醇所需焦炉煤气消耗量为2103.9Nm3/h,工程电力负荷总需要容量9653.7kW,年耗电量为7.72296×
107kWh
4.2能源消耗指标计算及分析
4.2.1吨产品甲醇能耗指标
工程名称
消耗量
单位折能(kJ)
能耗(GJ)
焦炉气
Nm3
2103.9
17715.9
37.27
电
kWh
336.3
11841
3.98
蒸汽
t
3.04
3.765K
11.45
新鲜水
9.97
2512.2
0.03
杂醇油
kg
-5.28
15277
-081
驰放气
-772.1
-7.72
仪表空气
28.3
-0.56
吨甲醇综合能耗
43.64
4.2.2能耗指标分析
该装置吨产品综合能耗43.64GJ/T,由于国家没有具体颁布吨甲醇生产的综合能耗数据,因此与同类装置综合能耗相比较,较同类装置综合能耗水平低28.36GJ/T。
主要原因是该工艺采用了纯氧部分氧化,低压合成,三塔精馏技术,注重节能,电耗低,蒸汽消耗低,能量利用相对比较合理。
4.3主要生产工艺系统能源利用状况
(1)焦炉气压缩工艺能源消耗定额
原材料、动力消耗定额及消耗量表(以吨甲醇计)
名称
规格
使用情况
消耗定额
每小时
每年
循环水
△t=10℃
连续
36.6
1036
8.3x106
10000V
345.6
9780
78.2x106
380V
0.86
1.9x105
(2)精脱硫工艺能源消耗定额(以吨甲醇计)
吸油剂
0.13
3.7
29432
加氢催化剂
中温氧化铁
2.07
58.6
4.7x105
中温氧化锌
0.22
6.23
49808
活性炭
0.06
1.7
13584
(3)转化工艺能源消耗定额(以吨甲醇计)
38.8
1098
8.8x106
2.5MPa饱和
-0.47
-13.3
-1.06x105
2.8
79
6.3x105
脱盐水
1.94
55
4.4x105
氧气
99.60%
418.5
11844
94.7x106
转化催化剂
0.12
3.4
27168
氧化锌
0.01
0.28
2264
(4)合成气压缩工艺能源消耗定额(以吨甲醇计)
94.8
2683
21.5x106
3.45MPa390℃
1.312
37.1
2.97x105
0.5MPa饱和
0.08
2.3
18112
1.4
39.6
3.2x105
冷凝液
(5)甲醇合成工艺能源消耗定额(以吨甲醇计)
81.9
1900
18.5x106
3.9MPa饱和
-1.06
-30
-2.4x105
1.12
31.7
2.5x105
1.27
36
2.88x105
合成触媒
kg
(6)甲醇精馏工艺能源消耗定额(以吨甲醇计)
58
1641
13.1x106
1.1
6.5
184
1.47x106
工艺软水
0.09
2.5
20376
烧碱
0.1
2.83
22640
(7)空分工艺能源消耗定额(以吨甲醇计)
181
5122
40.98x106
5.7
161.3
1.3x106
1.73
49
3.9x105
0.15
4.245
33960
-1.79
-50.7
-4.05x105
4.4辅助生产系统能源利用状况分析
该工程辅助生产系统主要包括供电照明、给排水、储运等。
辅助生产系统用能较小,工厂供给完全可以满足。
四、建设工程合理用能评价
1、工程总体布置方案
该工程工厂区功能划分主要有循环水区、气柜区、空分装置区、甲醇装置区、成品罐区、泡沫站、辅助生产设施为方便与焦化厂衔接,将甲醇装置布置在焦化厂化产区北侧,由西向东布置气柜、甲醇装置、成品罐区和循环水装置区。
为满足消防、安全卫生要求,在总平面设计中考虑了所布置的各单元尽量能够有良好的朝向,以及合理的通道。
该工程总平面占地约10公顷。
2、工艺系统合理用能和提高能源利用效率措施评价
该工程的工艺方案设计充分考虑了焦炉煤气生产甲醇的生产特点,在设备选型上选用了大型高效的生产设备;
在考虑工艺方案时优先选用高效低耗的工艺方案;
同时根据工艺,合理安排工艺流程,充分利用生产过程中的余热、余能;
,使得产品能耗降低,吨产品综合能耗43.64GJ/T,比同类装置综合能耗水平低28.36GJ/T.已达到国内比较先进的能耗水平。
五、节能对策措施和节能效果分析
1、节能措施
该装置采用了焦炉气纯氧部分氧化、低压合成、三塔精馏工艺,技术先进,注重节能,蒸汽消耗低,能量利用相对合理。
(1)采用铁钼加氢转化串中温脱除及钴钼加氢转化串中温氧化锌的干法脱硫工艺,避免了化工工艺中忌讳的冷热病,既节约了热能又节省了冷却水。
(2)采用化学工业第二设计院的焦炉煤气纯氧部分氧化转化技术,该技术为预热和换热相结合的流程,减少了预热炉的燃料气用量。
转化气热量分段回收,有效地回收转化热。
可副产2.5MPa的饱和蒸汽,除供给转化自身用汽外,还可外送蒸汽13.3t/h。
此外利用转化气加热焦炉气,满足了精脱硫装置的要求
(3)甲醇合成采用低压法工艺,技术先进、原材料和动力消耗低,可副产蒸汽,能耗比高压法降低四分之一左右。
设计采用管壳式合成反应器,利用管间沸腾的水及时移走反应热,保持催化床层温度稳定,既有利于合成反应的进行有保护了催化剂不致因局部过热而失活,且利用合成反应副产蒸汽30t/h。
(4)甲醇精馏选用三塔工艺流程,与两塔精馏相比可节能30%
2.节能效果分析
该装置吨产品综合能耗43.64GJ/T,比同类装置综合能耗水平低28.36GJ/T.已达到国内比较先进的能耗水平。
六、结论与建议
1、建设工程工程建设方案节能评估结论
通过对陕西陕焦化工有限公司年产20万吨甲醇工程的节能评估,认为该工程的设计,从工艺、设备的选用到流程方案的确定都充分考虑了节能降耗的要求,而且节能降耗可靠性高。
该装置产品综合能耗43.64GJ/T,达到国内比较先进水平,而且本工程属于一项环保工程,使用焦炉煤气副产的焦炉气既保证了该工程的原料需求,也从根本上解决了焦炉气的出路问题,变废为宝,符合国家政策也对企业增加了良好的经济效益。
该工程可行。
工程总投资为48803.61万元在工程正常生产期内年均销售输入为39240万元,年利润总额为11011万元,上缴所得税2753万元,年税后利润7258万元,投资回收期为6.7年。
2、工程运营管理过程中合理用能的建议
该工程建成运营后,建议业主单位健全能源管理机构与制度,做好能源计量与统计工作;
同时建议在运营一段时间后,进行能源审计,做好能源审计报告和节能规划,为企业的节能改造提供依据;
根据生产实际,继续发掘节能潜力,使企业的节能工作再上新台阶。
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