Word2007設(shè)計文檔集0-項目摘要

獨(dú)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(jìn)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(yán)重影響了人民群眾的生活質(zhì)量。含硫工業(yè)廢氣源是導(dǎo)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(hù)管理制度和治理技術(shù)方面都還需要大力加強(qiáng)和提高。綜合運(yùn)用化學(xué)工程的先進(jìn)技術(shù)開發(fā)更為有效和經(jīng)濟(jì)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(zé)無旁貸的時代任務(wù)。本項目對含硫化氫的煉油廠廢氣進(jìn)行深度脫硫和資源化利用。該項目是受獨(dú)山子石化公司委托，為其設(shè)計5800噸/年甲硫醇項目?？紤]到奎屯獨(dú)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(shí)現(xiàn)硫化氫的資源化利用，而且彌補(bǔ)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(dǎo)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(xué)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(jì)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(qiáng)，選擇性強(qiáng)。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(xué)降解少，且解吸熱低，裝置的操作費(fèi)用低。（3）MDEA工藝的脫硫率一般可達(dá)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(yīng)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(yùn)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(fù)載鎢酸鉀的催化劑的低壓反應(yīng)器中，反應(yīng)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(yīng)H2S循環(huán)回原料，塔底的甲硫醇和輕組分進(jìn)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(jìn)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(shí)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(shí)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(dú)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(yīng)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(jìn)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(jì)效益，達(dá)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(yùn)輸方式原料煉廠干氣2105母廠提供管道運(yùn)輸甲醇4.048103母廠提供公路運(yùn)輸輔助材料丁烷9.568103園區(qū)提供管道運(yùn)輸甲基二乙醇胺800母廠提供公路運(yùn)輸KW/Al2O3催化劑1.0天津化工設(shè)計院鐵路運(yùn)輸工藝軟水5.765103自來水廠管道運(yùn)輸燃料液化氣6.048104母廠提供管道運(yùn)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(jìn)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(diǎn)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(shè)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(shè)計上層層把關(guān)，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(jìn)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(shè)計進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)(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(diǎn)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(jìn)行再負(fù)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(jìn)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(diǎn)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(yīng)器1.0KW、Al2O32年/次危廢HW06供應(yīng)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(yīng)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(jì)指標(biāo)全廠主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表5所列。表5技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)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(shè)投資萬元44058.952建設(shè)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(fèi)用1年均總成本費(fèi)用萬元69517.192年均運(yùn)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(wù)評價指標(biāo)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(wù)內(nèi)部收益率(稅后)%28.37全投資財務(wù)凈現(xiàn)值(稅后，i=0.11)萬元57691.71十七清償能力指標(biāo)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(luò)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(jī)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(shè)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(jìn)的本質(zhì)安全理念，從流程設(shè)計、操作條件、儲存運(yùn)輸、設(shè)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(yùn)用DCS和SIS等控制手段對反應(yīng)器，精餾塔等設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，并對整個工藝流程運(yùn)用自動化手段進(jìn)行工藝控制。然后，本項目在全廠布置上嚴(yán)格遵循石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范和建筑設(shè)計防火規(guī)范，使設(shè)計做到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；在平時生產(chǎn)操作時，通過多次的安全培訓(xùn)，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(yīng)急預(yù)案，運(yùn)用HAZOP、ALOHA和Risk System軟件對泄漏事故進(jìn)行模擬，為應(yīng)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(shè)備設(shè)計和選型本項目設(shè)計過程中主要對反應(yīng)器、精餾塔、氣液分離器等設(shè)備進(jìn)行了設(shè)計，對換熱器、泵、壓縮機(jī)、儲罐等設(shè)備進(jìn)行了選型。具體詳見初步設(shè)計說明書第九章：設(shè)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(shè)施等，均采用DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行過程控制和檢測，輔助SIS安全儀表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分布式集中操作，并建立全廠實(shí)時數(shù)據(jù)庫，同時對控制系統(tǒng)中檢測的結(jié)果實(shí)施報警動作或調(diào)節(jié)或停機(jī)控制，為全廠計算機(jī)信息管理和生產(chǎn)調(diào)度建立基礎(chǔ)。第九章 車間布置及廠區(qū)設(shè)計本項目設(shè)計過程中采用PDMAX軟件對精餾車間進(jìn)行了設(shè)備建模和詳細(xì)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(shè)計圖冊。本項目設(shè)計過程中根據(jù)相關(guān)規(guī)范對廠區(qū)進(jìn)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(shè)計圖冊。第十章 經(jīng)濟(jì)評價本項目設(shè)計過程中通過Aspen Process Economic Analyzer進(jìn)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(jì)指標(biāo)分析幾個方面對本項目的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)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(biāo)可以看出本項目具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)濟(jì)可行。詳見經(jīng)濟(jì)分析報告。第十一章 軟件應(yīng)用本項目設(shè)計過程中應(yīng)用了多種相關(guān)軟件進(jìn)行輔助設(shè)計。 流程模擬Aspen Plus V8.8 換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與優(yōu)化Aspen Energy Analyzer 設(shè)備設(shè)計與選型塔設(shè)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(shè)計Auto CAD 車間布置PDMAX、Auto CAD 泄漏擴(kuò)散模型模擬ALOHA、Risk System 初步經(jīng)濟(jì)分析Aspen Process Economic Analyzer第十二章 項目總結(jié)本項目設(shè)計過程中，我們通過文獻(xiàn)查閱設(shè)計了硫化氫甲醇法制甲硫醇工藝，完成了Aspen Plus流程設(shè)計與模擬，對設(shè)計的工藝流程進(jìn)行了充分的驗證。采用Aspen Energy Analyzer對系統(tǒng)進(jìn)行了換熱網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和優(yōu)化；應(yīng)用多種選型軟件對各設(shè)備進(jìn)行了設(shè)計與選型，完成了反應(yīng)