Word2007設計文檔集0-項目摘要

獨山子石化年產(chǎn)5800噸甲硫醇項目 項目摘要 I第一章 項目簡介目前，隨著我國工業(yè)化進程的快速發(fā)展，大氣環(huán)境污染引起的大范圍霧霾近幾年困擾著我國的許多地區(qū)，嚴重影響了人民群眾的生活質(zhì)量。含硫工業(yè)廢氣源是導致霧霾問題的一個重要因素。目前我國對含硫廢氣的治理程度還滿足不了創(chuàng)建高質(zhì)量清潔環(huán)境的需求，在環(huán)境保護管理制度和治理技術(shù)方面都還需要大力加強和提高。綜合運用化學工程的先進技術(shù)開發(fā)更為有效和經(jīng)濟的環(huán)境治理技術(shù)，為中國民眾創(chuàng)建一個更加美好的家園，是我國化工科技界責無旁貸的時代任務。本項目對含硫化氫的煉油廠廢氣進行深度脫硫和資源化利用。該項目是受獨山子石化公司委托，為其設計5800噸/年甲硫醇項目?？紤]到奎屯獨山子石化工業(yè)園下游建有蛋氨酸項目，需要甲硫醇原料從外部購買。如果我們將煉油廠含硫化氫廢氣作為原料生產(chǎn)甲硫醇，并提供給蛋氨酸項目，不僅可以實現(xiàn)硫化氫的資源化利用，而且彌補了上下游產(chǎn)業(yè)鏈之間的缺失環(huán)節(jié)，形成“硫化氫-甲硫醇-蛋氨酸”這一完整的產(chǎn)業(yè)鏈。綜上所述，我們選擇MDEA深度脫硫，硫化氫甲醇法制甲硫醇作為我們的產(chǎn)品路線。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整目錄2015年本（國家發(fā)展改革委令2015年第21號令修正）中“第二類限制類”中指出“四、石化化工 2、新建80萬噸/年以下石腦油裂解制乙烯、13萬噸/年以下丙烯腈、100萬噸/年以下精對苯二甲酸、20萬噸/年以下乙二醇、20萬噸年以下苯乙烯（干氣制乙苯工藝除外）300噸/年以下皂素（含水解物，綜合利用除外）生產(chǎn)裝置”屬于限制類。擬新建8.5萬噸丙烷資源化利用不屬于限制類。同時本項目符合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2015年本）中的第一類鼓勵類第七項石油、天然氣第4條“油氣伴生資源綜合利用”。石油和化學工業(yè)規(guī)劃院開展了石油和化工行業(yè)“十三五”規(guī)劃前期研究。研究提出，要以化工新能源、化工新材料、高端石化、傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)升級作為主要發(fā)展方向，著力提升產(chǎn)業(yè)的國際競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。因此擬建項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策要求。第二章 工藝介紹煉廠氣深度脫硫工藝路線選擇MDEA工藝。MDEA工藝是德國BASF公司20世紀80年代開發(fā)的一種低能耗工藝。（1）MDEA對硫化氫的吸收能力強，選擇性強。脫除硫化氫的同時又脫除二氧化碳。不僅降低了裝置的溶液循環(huán)量，使裝置的水電氣消耗大大降低。（2）MDEA溶液蒸汽壓低，溶劑蒸發(fā)損失小，定性高，降解和化學降解少，且解吸熱低，裝置的操作費用低。（3）MDEA工藝的脫硫率一般可達9699%，可滿足深度脫硫的要求。（4）MDEA溶液在操作溫度下穩(wěn)定，不易分解，且不與COS和CS2在反應變質(zhì)，可大大延長溶劑的使用周期和使用壽命，減小了物耗。（5）MDEA溶液腐蝕小，利與長期安全運行。硫化氫的資源化利用工藝路線選擇硫化氫甲醇法制甲硫醇工藝。甲醇是常見的原料，將硫化氫及適量的甲醇蒸汽連續(xù)送入以活性-氧化鋁作載體并負載鎢酸鉀的催化劑的低壓反應器中，反應產(chǎn)物經(jīng)冷凝器冷凝后甲醇液體從底部去精制塔精制后循環(huán)利用，大量輕烴與二氧化碳（來自硫化氫氣體）組成的蒸汽相和較輕的富硫醇相經(jīng)吸收塔、解吸塔、脫氣塔分離后，塔頂排出的未反應H2S循環(huán)回原料，塔底的甲硫醇和輕組分進蒸餾塔；蒸餾塔頂部出來的甲硫醇經(jīng)干燥得成品，塔底產(chǎn)物（甲硫醚、乙硫醇、異丙硫醇等）去廢物處理爐。隨著國家環(huán)保力度的進一步加大，其它甲硫醇合成路線因環(huán)保問題受到很大限制。因此，國內(nèi)硫化氫甲醇法生產(chǎn)甲硫醇的規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)將具有很大的市場前景。綜上所述，我們決定采用MDEA工藝實現(xiàn)煉廠氣的深度脫硫（即H2S的提濃）及通過硫化氫甲醇法制甲硫醇工藝生產(chǎn)甲硫醇，實現(xiàn)含硫化氫工業(yè)廢氣的資源化利用，并滿足下游產(chǎn)業(yè)鏈的需求。第三章 清潔生產(chǎn)3.1 原料清潔獨山子石化公司乙烯廠將回收的二氧化碳等廢氣送至甲醇裝置做原料，年產(chǎn)甲醇3.45萬噸，供應充足可靠，質(zhì)量和數(shù)量滿足要求。我們將煉油廠的含硫化氫廢氣進行資源化利用，為園區(qū)下游蛋氨酸產(chǎn)業(yè)提供甲硫醇產(chǎn)品，將能獲得較好的經(jīng)濟效益，達到清潔生產(chǎn)的目的。原料需求清單如表1所列。表1 原料需求清單項目名稱年用量（t/a）來源運輸方式原料煉廠干氣2105母廠提供管道運輸甲醇4.048103母廠提供公路運輸輔助材料丁烷9.568103園區(qū)提供管道運輸甲基二乙醇胺800母廠提供公路運輸KW/Al2O3催化劑1.0天津化工設計院鐵路運輸工藝軟水5.765103自來水廠管道運輸燃料液化氣6.048104母廠提供管道運輸3.2 生產(chǎn)清潔在工藝選擇上，我們注重清潔生產(chǎn)，力求原料的最大利用率，在生產(chǎn)流程中，我們對MDEA、丁烷、甲醇、硫化氫、萃取水進行回收循環(huán)利用，同時通過工藝路線優(yōu)化，得到了物料的最大利用，做到了工藝流程清潔化。3.3 環(huán)境清潔3.3.1 廢水本項目工藝廢水只有三股：含醇廢水0.282t/h，質(zhì)量組成為水99.97%，甲醇0.03%；分子篩脫除水0.48t/h，質(zhì)量組成為水99.9%；其余主要廢水為生活污水。廢水排放如表2所列。表2廢水排放一覽表序號排污液排放點排放量（t/h）有害物成分及濃度（wt%）排放方式處理去向1含醇廢水甲醇回收塔底0.282水99.97%，甲醇0.03連續(xù)送污水處理站2生活廢水生活設施0.2COD、氨氮、SS間歇經(jīng)化糞處理后送污水處理站3分子篩脫除水吸附塔冷凝器0.48水99.9%，其余為烴類連續(xù)送污水處理站裝置內(nèi)排水按其水質(zhì)劃分成生產(chǎn)污水系統(tǒng)、生活污水系統(tǒng)、污染雨水系統(tǒng)和雨水系統(tǒng)，在設計上層層把關，做到清污分流。本項目的生產(chǎn)污水排水系統(tǒng)為將含油生產(chǎn)污水排至裝置區(qū)的污水收集池，用泵加壓經(jīng)從管架上的管道排出裝置界區(qū)，排入全廠污水處理廠進行處理；生活污水采用重力流排出裝置區(qū)，接入廠區(qū)生活污水管道，送污水處理站處理；雨水系統(tǒng)接受本項目污染區(qū)的后勤雨水和生產(chǎn)裝置其他地區(qū)沒有污染的雨水，以重力流的形式分散、就近排入廠區(qū)的排水系統(tǒng)。本項目的工藝廢水中，大部分均含有少量的烴類，甲醇廢水含有甲醇、二氧化碳以及少量烴類，可以直接送去污水處理站。項目污水處理站采用二段厭氧消化+SBR為主體的生化處理工藝，項目回用水站采用軟化及脫鹽工藝?；赜盟驹O計進水水質(zhì)為污水處理站的出水水質(zhì)，出水水質(zhì)滿足循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)標準(HG/T3923-2007)。3.3.2 廢氣本項目的廢氣為甲烷廢氣，可直接作為燃料氣，轉(zhuǎn)化為CO2排放既可。廢氣排放如表3所列。表3廢氣排放一覽表序號排放氣名稱排放點排放量(m3/h)濃度(v%)排放方式處理去向1甲烷廢氣PSA變壓吸附器出口278.994CH481.6%，N2 17.1%，O2 0.3%，CO 0.1%，H2S 0.0014%連續(xù)作為燃料氣3.3.3 固體廢物裝置定期更換的廢催化劑含有貴金屬，送生產(chǎn)廠家回收，并進行再負載；吸水分子篩，送生產(chǎn)廠家回收；生活垃圾送往垃圾處理站或有資質(zhì)的企業(yè)進行回收處理。固體廢物排放如表4所列。表4固體廢物排放一覽表序號排放物名稱排放點產(chǎn)生量（t/a）有害物組成排放方式固廢類別處理去向1硫化氫甲醇法制甲硫醇催化劑反應器1.0KW、Al2O32年/次危廢HW06供應商回收2吸水分子篩分子篩吸水罐17.6SiO2 Al2O33年/次危廢HW06供應商回收3生活垃圾生活區(qū)4.0生活垃圾間歇一般固廢送至垃圾處理站處理3.3.4 全廠主要技術(shù)經(jīng)濟指標全廠主要技術(shù)經(jīng)濟指標如表5所列。表5技術(shù)經(jīng)濟指標表序號項目名稱單位數(shù)值一生產(chǎn)規(guī)模t/a5800二產(chǎn)品方案1甲硫醇t/a58482甲硫醚t/a1283氫氣t/a318244C2、C3t/a50824三年操作時間hour8000四主要原材料、輔助材料、燃料用量1煉廠干氣t/a21052甲醇t/a40483丁烷t/a95684甲基二乙醇胺t/a8005KW/Al2O3催化劑t/a1.06工藝軟水t/a57657液化氣t/a60480五公用動力消耗量1低壓蒸汽萬t/a14.3122循環(huán)冷卻水萬t/a13943循環(huán)冷凍劑萬t/a8.0244電萬kwh/a28505儀表空氣萬Nm3/a81.92六三廢排放量1含甲醇廢水t/a22562生活廢水t/a16003分子篩脫除水t/a38404甲烷廢氣m3/a2.231065硫化氫甲醇法制甲硫醇催化劑t/a1.06吸水分子篩t/a17.67生活垃圾t/a4.0七全廠定員人73八總占地面積m260800九單位產(chǎn)值能耗噸/萬元1084十單位產(chǎn)品能耗kg/h115050十一工程項目總投資萬元52627.791建設投資萬元44058.952建設期利息萬元19603流動資金萬元6608.84十二年銷售收入萬元102771.4十三成本和費用1年均總成本費用萬元69517.192年均運營成本萬元65929.15十四年均凈利潤總額萬元21230.2十五年均銷售稅金萬元4947.3十六財務評價指標1投資利潤率%53.82投資利稅率%63.23資本金凈利潤率%40.44投資回收期(靜態(tài))年5.175投資回收期(動態(tài)i=0.11)年6.286全投資財務內(nèi)部收益率(稅后)%28.37全投資財務凈現(xiàn)值(稅后，i=0.11)萬元57691.71十七清償能力指標人民幣借款償還期(含投產(chǎn)期)年7第四章 過程節(jié)能優(yōu)化后的換熱網(wǎng)絡所需換熱器數(shù)目為21臺，數(shù)目減少且結(jié)構(gòu)更為精簡，所需熱公用工程為1.14MW，所需冷公用工程為12.64MW，節(jié)能34.3%。在使用熱泵精餾時，壓縮機所需電能628.93kW，輔助加熱器所需能量為416.44kW，電能是比熱能更高價值的能量形式，電熱轉(zhuǎn)換系數(shù)約為3.29，故熱泵精餾過程所消耗的能量為1045.37kW，節(jié)能73.19%。第五章 安全設計安全是工業(yè)生產(chǎn)最重要的考慮因素。本項目生產(chǎn)采用先進的本質(zhì)安全理念，從流程設計、操作條件、儲存運輸、設備選型等方面來減少事故發(fā)生的可能性和危害性。再次，本項目生產(chǎn)中，運用DCS和SIS等控制手段對反應器，精餾塔等設備進行重點監(jiān)控，并對整個工藝流程運用自動化手段進行工藝控制。然后，本項目在全廠布置上嚴格遵循石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范和建筑設計防火規(guī)范，使設計做到規(guī)范標準；在平時生產(chǎn)操作時，通過多次的安全培訓，提高員工安全意識，規(guī)范安全操作，降低人為事故發(fā)生的概率。最后，本項目制定全面的事故應急預案，運用HAZOP、ALOHA和Risk System軟件對泄漏事故進行模擬，為應急措施的制定提供依據(jù)。第六章 技術(shù)創(chuàng)新我們采用了新型分離技術(shù)分子篩脫水；采用了變壓吸附提純氫氣；采用了熱泵精餾技術(shù)。具體詳見創(chuàng)新性說明書。第七章 設備設計和選型本項目設計過程中主要對反應器、精餾塔、氣液分離器等設備進行了設計，對換熱器、泵、壓縮機、儲罐等設備進行了選型。具體詳見初步設計說明書第九章：設備。第八章 自動控制本廠所有的工藝裝置和大部分公用工程、輔助設施等，均采用DCS控制系統(tǒng)進行過程控制和檢測，輔助SIS安全儀表系統(tǒng)，實現(xiàn)分布式集中操作，并建立全廠實時數(shù)據(jù)庫，同時對控制系統(tǒng)中檢測的結(jié)果實施報警動作或調(diào)節(jié)或停機控制，為全廠計算機信息管理和生產(chǎn)調(diào)度建立基礎。第九章 車間布置及廠區(qū)設計本項目設計過程中采用PDMAX軟件對精餾車間進行了設備建模和詳細的管道布置，并得到了各個方向的視圖及管道軸測圖。利用Auto CAD繪制了車間布置圖。具體詳見PDMAX源文件及設計圖冊。本項目設計過程中根據(jù)相關規(guī)范對廠區(qū)進行了布置，利用Auto CAD繪制了廠區(qū)平面布置圖。具體詳見Auto CAD圖紙繪制源文件及設計圖冊。第十章 經(jīng)濟評價本項目設計過程中通過Aspen Process Economic Analyzer進行初步估算。從總投資估算、產(chǎn)品成本估算、收入分析、經(jīng)濟指標分析幾個方面對本項目的經(jīng)濟性進行了分析，從投資利潤率、投資利稅率、靜態(tài)投資收益率、投資回收期等指標可以看出本項目具有良好的經(jīng)濟效益，經(jīng)濟可行。詳見經(jīng)濟分析報告。第十一章 軟件應用本項目設計過程中應用了多種相關軟件進行輔助設計。 流程模擬Aspen Plus V8.8 換熱網(wǎng)絡設計與優(yōu)化Aspen Energy Analyzer 設備設計與選型塔設備：Aspen Plus V8.8、SW6-2011換熱器：Aspen Plus V8.8、Aspen Exchanger Design and Rating V8.8 自動控制Auto CAD 廠區(qū)設計Auto CAD 車間布置PDMAX、Auto CAD 泄漏擴散模型模擬ALOHA、Risk System 初步經(jīng)濟分析Aspen Process Economic Analyzer第十二章 項目總結(jié)本項目設計過程中，我們通過文獻查閱設計了硫化氫甲醇法制甲硫醇工藝，完成了Aspen Plus流程設計與模擬，對設計的工藝流程進行了充分的驗證。采用Aspen Energy Analyzer對系統(tǒng)進行了換熱網(wǎng)絡的設計和優(yōu)化；應用多種選型軟件對各設備進行了設計與選型，完成了反應