30万吨年焦油加工项目设计方案.doc

30万t/a煤焦油加工项目设计方案 山西焦化设计研究院（有限公司）二一三年九月2工程设计方案1总论1.1设计原则（1）采用国内一流水平、先进、成熟、可靠、安全的工艺技术，经济合理，确保工艺装置长周期安全稳定运行。（2）工程设计在满足产品质量的前提下，适当控制装备水平，结合企业现状，做到布置合理、紧凑，尽量节约用地和节约投资。（3）将循环经济和清洁生产的理念贯彻到各生产工序，切实做到节能减排。（4）采用先进的集散控制系统（dcs）集中控制和管理，达到装置操作高度自动化。1.2设计规模年加工焦油30万吨，年工作日300天，装置操作弹性为70110。1.3共用工程条件（1）新鲜水：供水压力0.4mpa正常用量：50m3/h最大用量150m3/h。（2）循环水：供水压力0.4mpa供水温度28回水温度38正常用量：400m3/h最大用量600m3/h水质：浊度50mg/l，电导率300s/cm，总碱度7mgga+2/l,氯离子50ppm,ph值6.59.0（3）脱盐水：供水压力：0.4mpa供水温度：常温 正常供量：5 m3/h最大供量：10 m3/h硬度：1ug/l水质分析数据：二氧化硅0.1mg/l导电率510-4s/m钠离子0.05mg/l总铁0.05mg/l铜20g/l油1800pa。 粗酚中间槽的粗酚溶液经粗粉泵，一路送到硫酸分解器，为避免产生磺化反应引起产品损失，分解采用7075%的硫酸。硫酸自酸高位槽定量加入分解器，同时进行搅拌。酸要缓慢加入，分解过程产生的热量，用间接冷却水移出。分解反应完成后，停止搅拌，静止分离45小时。下层硫酸钠废水放入硫酸钠槽，由硫酸钠泵定时送往污水处理。上层粗酚放入粗酚槽，由粗酚泵送往油库。93%浓硫酸自油库送入浓硫酸槽（，配酸槽中先加入一定量工业新水，然后，由酸泵缓慢加入浓硫酸。稀释过程产生的热量，用间接冷却水移出。为便于操作，配酸过程的仪表安装在现场。7075%硫酸由酸泵抽送到酸高位槽。 d）排气洗净 本装置对分解塔排除的含酚尾气单独设一套排气洗净系统，油类贮槽和酚类贮槽的放散气由焦油槽区尾气净化系统统一处理。2.3.3.2 工艺特点 本工艺流程采用连续洗涤和分解，其主要特点为：a）对于产量较大的酚萘洗混合份采用连续脱酚。b）连续脱酚采用泵前加碱（或碱性酚钠），经高效静态混合器和泵的搅拌后，混合充分，脱酚效果好； c）在净酚钠中通入压缩空气，可使净酚钠中的含硫化合物充分氧化分解；d）酚盐分解采用二氧化碳连续法与硫酸间歇法分解复合工艺，可确保酚钠完全分解；e）油类放散气和酚类放散气用洗油吸收、水洗涤、焚烧后排放，环保效果好。3.2.3.3 主要操作指标酚萘洗混合份温度：8085；一次连洗分离塔温度：8085；二次连洗分离塔温度：8085；酚钠蒸吹柱顶温度：100；蒸吹馏份换热器后酚钠温度：90；脱酚用碱液浓度：812%；分解用硫酸浓度：7075%；分解器温度：90以下；co2分解塔上段温度：3570，下段温度：3060；缓冲槽温度：6080，粗酚槽：2040；烟道气co2含量15%，含尘0.15g/m3，温度为6070。2.3.3.4 主要设备选择a）连洗分离塔2台 连洗分离塔的规格相同，直径dn2000，高度h=16000，碳钢材质。分离塔为空塔，物料在塔内保持一定的停留时间，以达到静置分离的目的。 b）酸分解器2台 直径dn2800，容积vn20m3，材质为904不锈钢，采用机械搅拌。为避免加酸分解过程中温度升高过快，内设盘管冷却器，用循环水冷却。c）一次co2分解塔1台 直径dn1800/2000，高度h= 2130，碳钢材质，鲍尔环填料250.6mm。d）二次co2分解塔1台 直径dn1600/2000，高度h= 2130，碳钢材质，鲍尔环填料250.6mm。2.3.3.5 主要节能和环保措施 本装置采用了以下节能和环保措施： a）混合份的脱酚采用两次分段洗涤工艺，首先采用碱性酚钠洗涤，然后用新碱液进行洗涤，使碱液得到充分利用，同时保证了酚的回收； b）在中性酚钠蒸吹时，酚钠与蒸吹柱顶的汽体换热，提高了热利用率，减少冷却水消耗；c）设两套排气洗净系统，能够分别洗净油类贮槽和酚类贮槽的放散气，减少污染。d) 以蒸吹分离水、粗酚蒸馏分离水以及碳酸钠苛化得到的稀碱液为配碱水，氢氧化钠采用片状固体碱，大大减少了酚水排放量。2.3.4工业萘蒸馏装置2.3.4.1 工艺流程简述馏分脱酚装置来的已洗混合份贮存在已洗混合份槽内，由已洗混合份泵送入已洗馏分/工业萘换热器及洗油冷却器i换热后进入初馏塔，塔顶油汽在酚油冷凝冷却器i、酚油冷凝冷却器ii内部分冷凝冷却后，气相进入真空系统，液相酚油经酚油油水分离器分离，酚油进入酚油回流槽，一部分通过酚油回流泵作为回流送入初馏塔顶，其余部分送入脱酚酚油槽；酚水入焦油蒸馏装置的酚水槽,由酚水泵定期送往污水处理。塔顶油汽在酚油冷凝冷却器i的冷介质是原料焦油，换热后焦油温度达到105，热焦油去闪蒸脱水，既降低了焦油含水，又节省了大量用于预热焦油的蒸汽。该工艺中初馏塔采用减压精馏，酚油冷凝冷却器通过气相管道与真空系统连接。来自酚油凝冷冷却器的不凝气通过不凝气冷却器冷凝后进入缓冲罐，然后再进入真空泵，真空泵乏气送尾气集中处理装置。两混油循环泵将初馏塔底部的萘洗馏分一部分连续送入萘油冷凝器，加热至190195c后，返回初馏塔底部，作为初馏塔的热源。其余则经管式炉对流段加热至250c后，送入精馏塔继续精馏。酚萘洗混合份连续送入精馏塔内，塔顶的萘蒸汽，经过萘油冷凝器冷凝，原料预热器冷却至100c左右后，流至工业萘回流槽。萘油回流泵将部分工业萘送精馏塔顶作为回流，其余的工业萘作为产品满流至工业萘高位槽，满流或泵送至工业萘库。洗油循环泵，将精馏塔底的洗油一部分连续送入精馏塔加热炉，加热至280290c返回精馏塔底部，作为精馏塔热源。自精馏塔底采出的洗油进入洗油冷却器i和洗油冷却器ii冷却后，流入洗油槽，由倒油泵送至油库。各设备的排气均集中至焦油蒸馏装置尾气吸收系统，经洗油洗涤后排放。2.3.4.2 工艺特点a）本工艺采用单炉双塔差压蒸馏流程生产工业萘，省了一台管式炉，同时大幅降低了能耗，既节省投资，又节能减排，意义重大。b）采用单炉双塔差压蒸馏工艺，产品收率高，质量好，有利于后续产品的进一步开发。c) 塔顶油汽在酚油冷凝冷却器i的冷介质是原料焦油，换热后焦油温度达到105，热焦油去闪蒸脱水，既降低了焦油含水，又节省了大量用于预热焦油的蒸汽。d)初馏塔、精馏塔的塔顶气相物料都用原料换热，节省了大量循环水和新鲜水补水。e）所有油贮槽的放散管集中排入排气洗净塔内，经洗油清洗后排放。2.3.4.3 主要操作指标已洗混合份入泵温度：6080；原料预热器后原料温度：160170；洗油冷却器i后原料温度：185195；初馏塔底循环油温度：190195；精馏塔底循环油温度：270290；初馏塔顶油汽温度：140150；精馏塔顶油汽温度：218219；初馏塔顶压力：1535kpa；初馏塔底部的气相压力：4560kpa；精馏塔顶部的气相压力：110120kpa；精馏塔底部的气相压力：135140kpa。工业萘回流槽温度：150160；工业萘高置槽温度：140150。2.3.4.4 主要设备选择 a）精馏塔管式加热炉均采用圆筒加热炉2台，热负荷为140104kcal/hr。 b）初馏塔2台 塔径dn1400，采用规整填料，塔体材质：碳钢，填料材质：304l；精馏塔2台 塔径dn1400，采用高效导向筛孔塔盘，70层。塔体材质：碳钢，塔盘材质：304l不锈钢。 2.3.4.5 主要节能和环保措施a）所有油贮槽的放散管集中排入排气洗净塔内，经洗油清洗后排放，减轻对环境污染。b）余热充分利用，工业萘精馏塔的萘蒸气用于工业萘初馏塔再沸器热源，工业萘初馏塔顶酚油气用于预热焦油，洗油等热量用于加热已洗馏分，极大地降低了系统能耗；2.3.5萘结晶及包装2.3.5.1 工艺流程简述 由工业萘装置泵送来的液体工业萘储存于萘结晶机上面的中间储槽，自流到工业萘转鼓结晶机，经冷却、结晶、切片得到固体工业萘。存于工业萘贮斗，再经过自动计量包装机包装后，由防爆叉车送入仓库。包装口处的升华萘经脉冲除尘器收集。2.3.5.2 工艺特点a)选用防爆型自动包装机，既安全又改善操作环境；b)升华萘采用脉冲除尘器收集。2.3.5.3 主要技术操作指标工业萘高位槽温度：8090；转鼓结晶机冷却水入口温度：30；转鼓结晶机冷却水出口温度：40；2.3.5.4 主要设备a)转鼓结晶机，处理量为2吨/时。b)包装机，自动称量、包装。2.3.5.5 主要节能和环保措施转鼓结晶机、包装机的升华萘设脉冲除尘器，捕集工业萘改善了操作环境。2.3.6原料焦油库2.3.6.1 工艺流程外来焦油进入焦油卸车槽内，由焦油卸车泵送至高、低喹啉焦油原料槽，再通过焦油匀和泵（兼倒油泵）送入焦油原料槽进行预混合。匀合后的焦油由焦油脱水脱渣泵送至超级离心机脱水至1.5以下，渣脱至0.5以下，脱出的含氨分离水自流至分离水槽，与来自焦油原料槽的氨水定期由由分离水泵送至废水系统；脱水脱渣的焦油自流至脱水焦油槽，由脱水焦油泵送至焦油蒸馏系统；焦油渣由专用渣箱收集，送至煤场配煤。由各装置来的洗油、蒽油、碳黑油及燃料油等入各槽内，由各自泵定量送装车外销。 原料库区、产品库区设一套的尾气净化系统，各贮槽尾气由尾气风机抽吸入尾气洗净塔, 经尾气洗净塔循环油泵循环洗油吸收后，经水封槽、阻火器，引致管式炉焚烧。富萘洗净油返回洗油槽。洗油定期更换，新洗油定期从油库补充。2.3.6.2 工艺特点a)本装置采用三相卧螺离心机，将粗焦油脱水脱渣，脱水脱渣效率高；b)焦油与工业萘装置换热，节省了大量的蒸汽。c)碳黑油的配制在密闭的压力容器内进行，安全性提高。d)贮槽的保温采用导热油，成本低于用蒸汽保温。2.3.6.3 主要技术操作指标焦油贮存温度：8095；脱水后焦油含水量（w%）低于2；含固体量（100）（w%）低于0.3。2.3.6.4 主要设备三相卧螺离心机2台：利用焦油渣、水与焦油的比重不同，将三者进行有效分离，处理量为25吨/时。5000立方储槽4台、2000立方储槽4台。2.3.6.5 主要节能和环保措施a）含油废气排放均经过洗油洗涤后进入管式炉燃烧，减少污染；b）轻油槽使用呼吸阀和阻火器，减少轻质油气的排放；c）各装置送来的工艺排水，与本装置产生的分离水，送污水处理站，无外排废水；d）本装置产生的焦油渣，定期送至焦化厂煤场配煤。3电力31概述本项目大部分负荷属于一二级负荷，受电电源应为两路6kv独立电源，且每路均能承受100%的负荷。计量由上一级考虑，电源线路交接点在本工程设计边界，6kv电源最终引接方式为电缆敷设方式。3.2供配电系统本项目设低压变电一座，所内设两台变压器均为1600kva（6/0.4kv）。变压器正常为分列运行方式，单台负荷率为50%左右，当一台变压器故障检修时，另一台能承担100%的供电负荷。为改善全厂功率因数，在变压器低压母线上考虑低压动态补偿，使补偿后的功率因数在0.9以上，满足工厂经济运行的需要。3.4电气传动及控制3.4.1电气传动低压动力配电采用380v/220v电压，tn-s-c系统，配电方式以放射式为主，个别采用链式供电（链接的用电设备部超过3个）。移动设备通过软电缆供电。采用低压断路器作为短路保护设备，采用低压断路器和热继电器作为过负荷保护设备。3.4.2电气控制本工程主要电气设备的运行、停止，故障信号均送至仪表专业的dcs系统进行监控和事故记录。与机械设备成套的电气装置，除提供电源外，设备的运行、停止及故障信号均送至仪表专业的dcs系统进行监控和事故记录。对火灾和爆炸危险场所内的设备，根据其危险等级选择相适应的防爆设备，以保证安全生产。工艺设备主要操作监视方式以中控室dcs系统为主，并辅以机旁操作柱单机操作。3.4.3线路敷设线路以铜芯电缆为主。电缆敷设以电缆桥架为主，部分户外线路考虑铠装直埋，部分户内线路考虑穿管埋地，沿墙、梁等明敷以及在吊棚或静电地板内敷设等方式。3.5电气照明、防雷及接地本工程照明采用380/220v中性点直接接地系统；检修用照明电压为36v，在特别潮湿的场所为12v。除设置工作照明外，根据规范要求在个别场所还设置应急照明、局部照明及检修照明。道路照明采用光控节能型。根据规范，对各类工业建筑物考虑防静电接地、防直击雷和感应雷等措施。对于380v系统采用中性点直接接地系统，其电气装置的外露导电部分通过保护线（pe线）接地。4仪表4.1概述:本设计范围包括焦油蒸馏工段、改质沥青工段、馏份洗涤及分解工段、工业萘蒸馏工段、综合储罐区、成品油库区及公用工程部分的仪表设计。在设备选型上，既要考虑可靠性及先进性，又要兼顾它的性能价格比。4.2.设计原则： 根据用户要求并结合国内外同行业自动化仪表控制技术的发展水平，自动化仪表设计遵从以下设计原则：采用先进，可靠，实用的技术和设备。在不降低总体装备水平及质量保证的前提下，尽量采用国内设备，材料。在保证先进生产操作的基础上，仪表检测的设置应尽量做到简单，实用，有效，不盲目追求多而全，方便使用和维护。仪表设计与选型应考虑安全及环保要求，并符合国家的有关规定。仪表设备选型尽可能一致，以利维护和兼容。4.3装备水平和控制方式工艺过程的检测和控制系统由dcs控制系统和现场仪表组成。所有压力、流量、差压、液位仪表及阀门等的选型本着适用性、可靠性和先进性相结合的原则。dcs控制系统具有以下特点：（1）系统的可靠性为了保证焦油工艺过程安全、连续、稳定生产，控制系统数据通信网络采用100%冗余结构。（2）系统的操作性为了便于焦油生产过程的操作管理，采用多窗口画面的操作站进行生产过程的显示、设定、操作、报警。各操作站的配置对应工艺设备对象，互为备用，面向生产操作。（3）系统的维护性系统具有很强的自诊断功能，自动向操作维护人员指示故障点及故障原因，以便操作人员在带电状态下进行维护，缩短系统故障恢复时间，不影响生产操作的正常运行。（4）系统的开放性系统具有很好的开放性，以便于与相关的其他计算机连接进行数据通信。（5）系统的扩展性系统采用冗余数据通信网络，可以方便地增加控制站、工作站。 4.5一般仪表选型压力，差压变送器选用智能型；热电偶（热电阻）选用国内的优质产品；执行器以智能气动执行器为主；水流量检测采用电磁流量计或超声波流量计，气体流量测量一般采用节流装置；油流量采用转子流量计或超声波流量计；液位检测采用液位变送器；4.6控制室仪表室详细资料见工艺资料。变送器均就地安装。4.7仪表动力消耗（1）仪表电源仪表专业用的电源为：单相220vac 50hz或直流24v向仪表设备供电。dcs系统采用不间断电源装置（ups）供电，电压等级为：380vac 50hz容量10kva。（2）仪表气源仪表专业需要压缩空气，和蒸汽蒸汽作为仪表设备及导压管保温伴热用，压力为0.3mpa仪表用压缩空气为脱水，脱油，除尘的净化压缩空气。所用压缩空气压力为0.50.7mpa。温度：常温。仪表系统所用仪表气源耗气量为：80nm3/h。5 建筑5.1主要建构筑物一览表序号名称结构形式层数面积m2耐火等级1主厂房框架结构434562萘结片机房框架结构26523工业萘库框架结构111524改质沥青框架结构120485配电室砖混结构12056. 投资估算 投资估算表编号工程和费用名称概算价值万元总值建筑工程安装工程设 备其他1工程费1.1生产设施1.1.1焦油蒸馏改质沥青工段452437256534541.1.11土建（含工业萘、洗涤分解）4524521.1.12工艺设备325227025951.1.13仪表1122954071.1.2馏份脱酚、酚盐分解工段2363886241.1.2.1工艺设备1862684541.1.2.1仪表501201701.1.3工业萘蒸馏工段2435618041.1.31工艺设备1823935751.1.32仪表611682291.1.4中间槽区961723095771.1.4.1工艺设备1723094811.1.5油库工段160242131317151.1.5.1工艺设备192118713791.1.5.2仪表50126176小计7081330513671741.2辅助设施1.2.1供电系统501322654471.2.2循环水池及泵房4832481281.2.3消防水池及泵房4532361131.2.4空压制氮201248801.2.5消防给排水系统386520123小计2012734178911.3总图280280小计2802801.4电信385694小计3856941.5工器具购置费3232小计3232工程费合计10891541514177712其他费用2.1生产职工培训费30302.2联合试运转费50502.3勘察费56562.4设计费2002002.5工程保险费30302.6招标代理费552.7监理费7575其他费用小计4464463预备费2.5%194194小计194194共计118916415641640911111节能1 编制依据本节能篇是依据国家计划委员会、国务院经济贸易委员会、建设部计交能19972542号关于固定资产投资工程项目可行性研究报告“节能篇（章）”编制及评估的规定进行编制的。2 工程概况 本工程年处理无水焦油2x15万t/a，内容包括焦油蒸馏、改质沥青、馏份洗涤及酚盐分解、工业萘蒸馏及油库等生产设施。配套建设综合楼，包括电气、仪表集中控制室及检化验室、循环水泵房等。3 能耗指标及分析3.1 能源构成煤焦油加工过程属化工基本单元操作过程的组合，其中伴有能源转换与消耗，就项目而言，投入能料为无水焦油，产出能料为轻油、酚油、工业萘、粗酚、洗油等，加工过程中有部分加工损失。消耗的能料及耗能工质