某化肥厂合成氨能量系统优化改造可行性研究报告

********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司2二○○九年十一月*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告 1 11.2研究结论 2改造规模及方案 2.1改造方案符合国家政策 2.2改造方案 3工艺技术方案 3.1合成氨生产工艺概况 3.2企业目前生产概况 3.3本项目综合节能技术改造方案 3.4装置改造前后比较 4原料、辅助材料及动力供应 5.1建厂条件 5.2厂址方案 6总图运输、储运、土建 6.1总图运输 6.3厂区外管网 7公用工程方案和辅助生产设施 ☆☆☆☆**化工设计院有限公司1******化工有限公司合成氮能量系统优化改造可行性研究报告7.1给排水 7.2供电及电信 7.3辅助设施方案 8节能、节水 9.1设计依据及标准规范 9.2设计原则 9.3消防措施 10环境保护 10.1厂址与环境现状 10.2执行的环境质量标准和排放标准 10.3本工程新增主要污染源、污染物及治理措施 10.4环境影响分析 10.6环保管理与监测机构 11劳动保护与安全卫生 11.1编制依据 11.2项目生产过程中职业危害因素的分析 11.3职业安全卫生防护的措施 12组织机构与人力资源配置 12.1工厂体制及组织机构的设置 12.2生产班制和定员 12.3人员的来源和培训 13项目实施计划 ☆☆☆☆**化工设计院有限公司2*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告313.1建设周期的规划 13.2实施进度规划 14投资估算和资金筹措 14.1投资估算 15财务评价 15.1财务评价基础数据与参数选取 15.2生产成本和费用估算 15.3销售收入和利润估算 15.6财务评价结论 17项目招标方案 17.2发包方式 17.3招标组织形式 17.4招标方式比选 17.5本项目拟采用的招标方式说明 11.1概述法人代表：********1.1.2.1编制依据(1)中石化协产发(2006)76号《化工投资项目可行性研究经济评价方法与参数》(第三版)。(2)********省石油化工设计院有限公司与********化工有限公司签订的《合成氨能量系统优化改造可行性研究报告编(3)由********化工有限公司提供的项目有关基础资料。1.1.2.2编制原则(1)项目建设必须符合国家产业政策和发展方向。严格贯彻执行《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》和国家********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司2发展和改革委员会《关于印发“十一五”十大重点节能工程实(2)走新型工业化发展道路，大力推进节能降耗，以技术创新为动力，以项目实施为基础，实现“十一五”期间单位产(3)考虑********化工有限公司的实际情况和建设要求，工艺技术来源立足于企业拥有的稳妥可靠的技术，并采用技术先进可靠、高效节能的成熟技术，力求做到节能技术先进、设备配置先进可靠、不影响原装置的稳定操作、产品质关标准。在确保处理效果的前提下，尽量减少占地、降低运行充分利用现有的生产设备、公用工程、辅助工程、生活福利设(5)严格执行环境保护、消防、安全工业卫生法规，落实“三废”处理和安全卫生措施，使项目实施后，各项指标符合国家和企业安全卫生要求，企业在获得经济效益良好的社会效益。注重采取环境保护措施，努力避免产生新的污染源。执行《化工建设项目环境保护设计规范》,注重采取环境保护措施，环保工程与工艺装置同步设计、同步施工和同********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司3执行《危险化学品安全管理条例》(国务院令第344号)、《安全生产许可证条例》(国务院令第397号)的有关规定和要求。(7)项目建设必须符合企业的整体发展规划。充分利用公司现有生产装置、公用工程、辅助工程、生活福利设施和人员的有利条件，节约投资，加快建设进度。在满足生产工艺要求(8)根据地方和行业基价表，结合企业的实际情况，实事1.1.3.1企业概况建于1975年，2004年改制后更名为********化工有限公司；座工程技术人员75人，拥有资产总值5.8亿元。该厂现有合成氨装置生产能力26万吨/年，两套生产能力共计35万吨/年尿素装置及其配套的公用工程及辅助工程，企业产品“素雪”牌尿素被********省技术监督局认定为“质量信得过产品”,畅销********、********、安徽、江苏、河南、四川、内蒙、东北景化公司作为国家“千家企业节能行动”的单位成员，全面树立和落实以人为本、全面协调可持续的科学发展观，坚持把节能降耗放在首位，按照“减量化、再利用、资源化”的原********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司4则，从能源的回收再利用着手，提高资源综合利用水平，大力发展循环经济，实现“资源消耗低，环境污染少”的目标，以1.1.3.2项目提出的背景、投资必要性和意义1.项目提出的背景(1)可持续发展的战略要求我国是一个人均资源拥有量很少的国家，能源利用率低的问题已严重阻碍了我国经济的发展和企业效益的提高。资源与环境问题、人口问题已被国际社会公认是影响21世纪可持续发展的三大关键问题。新中国成立后特别是改革开放以来，我国经济社会发展取得了举世瞩目的巨大成就，但是，我们在资源和环境方面也付出了巨大代价。经济增长方式粗放，资源消耗高，浪费较大，污染严重，能源紧缺与环境污染已成为制约我国经济与社会进一步发展及人民生活与健康水平进一步提高的重大因素。党的十六届五中全会提出：“要加快建设资源节约切实保护好自然生态，认真解决影响经济社会发展特别是严重危害人体健康的突出的环境问题，在全社会形成资源节约的增长方式和健康文明的消费模式”。因此，企业必须转变经济增我国历来的能源消耗结构中，工业生产部门始终是能源消只占27.5%左右；日本50%左右；德国、英国、法国都在35%以下。其原因是我国工业生产工艺落后，规模较小，能源综合利管理工作不完善；技术改造资金不足的制约等。虽经几个五年国民经济规划建设期的努力，能源利用率从26%提高到33%,相对地说，进步不少。但同美国50%以上、日本57%以上相比较，我们与他们的差距还很大。根据有关单位研究，按单位产品能耗和终端用能设备能耗与国际先进水平比较，目前我国的节能潜力约为3亿吨标准煤。(2)行业发展的需要合成氨工业是一项基础化学工业，在化学工业中占有很重要的地位。中国合成氨生产企业中小型居多，生产规模小，能耗与成本高，部分企业能耗高出世界先进水平近一倍。中国现已是世界上最大的化肥生产和消费大国，2007年超过5000万吨。我国的合成氨工业能耗高、节能潜力大，采取有效的技术措施能够获得较好收益。目前平均吨氨能耗在1700千克标准煤左右，而世界先进水平这一指标只有约1570千克。********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司单位能耗由目前的1700千克标煤/吨下降到1570千克标煤/吨；能源利用效率由目前的42.0%提高到45.5%;实现节能570万~585万吨标煤，减少排放二氧化碳1377万～1413万吨。(3)企业发展的需要景化公司发展面临着一个极不合理的现象：合成氨生产过程中一方面在采用燃煤锅炉向装置供热，一方面在采用大量冷却水冷却物料，将余热废热带到环境中，不仅浪费了能源，也增加了公司的生产成本，不利于市场竞争和经济效益的增长。(4)企业的社会责任节能减排、保护环境是全社会的共同责任，也是企业生存发展的需要，更是企业重要的社会责任。作为全国节能“千家”重点企业，为贯彻落实《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,实现单位GDP能耗降低20%左右的约束性目标肩负重要责任，景化公司已与********省人民政府签署了“十一五”节能目标。必须大力实施节能技术改造，加大投入，用先进适用技术改造或新建节能装置，降低能源消耗，确保“十一五”期间实现万元工业总产值能耗降低20%的目标目前节能减排是要坚持节约资源和保护环境的基本国策，建设资源节约型、环********化工有限公司的领导层深深意识到了节能减排的经济效应和社会责任，始终把这项工作作为重点来抓。公司将通过加大技术改造、加强生产管理、加大环保投入、加强节能宣传教育等措施推进节能减排目标的落实，在实现经济效益的同时，实现人与环境的和谐发展，将公司建设成安全型、节约2.项目投资必要性和意义********化工有限公司是生产合成氨、尿素的企业，基础原料为煤，电力消耗也较高，属高能耗企业，因此在节能减排公司一直对节能与环保工作比较重视，先后投资了7500余万元建设了1#三气锅炉、全厂放空气回收；尿素解吸废液及甲醇残液回收的综合利用工程；水处理系统改造工程，全厂稀氨水、工艺冷凝液、排污油水回收改造；年产12万吨氨醇醇烃化替代铜洗精制原料气工程；电器节能综合改造；新建每小时废水80m³末端全厂污水处理站等节能、环节约、循环、综合利用，本着源头治理、综合回收利用，公司决定对生产系统进行一系列节能技术改造，并采用成熟的高新处理技术建设合成氨节能技术改造项目，以达到节能降耗、减少污染物排放的目的。该项目的实施必将产生较好的经济效益此次改造主要通过下列方式进行：①回收造气合成工段的吹风气、合成放空提氢尾气、氨槽驰放气，以及造气炉渣、煤********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告粉、煤泥，通过“三废”混燃炉燃烧来产蒸汽；②采用膜提氢增加合成氨产量；③采用无动力氨回收技术，将合成氨槽驰放气中的氨直接回收为99%的气氨，减少了将氨水蒸浓变为氨的蒸气消耗，节约了蒸气，节约了原料煤。最终达到合成氨系统不需要外补蒸汽，实现向尿素、精甲醇外送蒸汽的目的，年节约标煤34860吨。1.1.4关键技术合成氨造气三废流化混燃炉，简称三废炉；专利号：ZL012158496,回收造气吹风气，合成放空提氢尾气及氨槽驰放(3)采用天帮膜技术国家工程研究中心有限公司的合成氨放空气中氢回收技术，回收合成氨驰放气中的氢气，在不增加本工程采取的造气吹风气、合成放空提氢尾气、氨槽驰放********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司9气潜热回收及造气炉渣、煤粉、煤泥回收燃烧改造，膜提氢回收改造，无动力氨回收改造的合成氨节能项目建设。改造后节约造气用原煤7512吨/年，新增蒸汽产量及节约蒸汽235514吨/年，节电600万kWh/年，折算节标煤共计34860吨/年，节能本工程采取的造气吹风气、合成放空提氢尾气、氨槽驰放气潜热回收及造气炉渣、煤粉、煤泥回收燃烧改造，膜提氢回收改造，无动力氨回收改造的合成氨节能项目建设。改造后节约造气用原煤7512吨/年，新增蒸汽产量及节约蒸汽235514吨/年，折算节标煤共计32760吨/年，相当于可减排CO₂819001605.1kg标准煤/吨。达到氮肥行业清洁生产标准 实施该项目需投入总资金3021万元。该项目建成投产后年均节约成本1178万元，年均上缴国家增值税及附加249万元，年均新增利润总额953万元，年均新增所得税238万元，年均税后利润715万元，投产后4年内可回收全部投资。投资利润率为30.6%,投资利税率为38.6%,投资内部收益率税前为37.9%,税后为29.5%,生产能力利用率为32.4%。综上所述，景化公司以技术创新为动力，以项目实施为基********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司10础，利用先进的技术成果对合成氨系统进行节能改造，将为企业创造良好的经济效益，符合公司和社会的发展要求，对增强企业核心竞争力，提高经济效益有着积极的意义，同时可从源头上削减二氧化硫和烟尘的排放，改善周边环境，环保效益明(1)项目建设的意义和必要性；(2)改造规模及方案；(3)工艺技术方案和设备选择；(4)原料、辅助材料及动力的供应；(5)建厂条件及厂址方案项目的环境保护、劳动安全和卫(6)总图运输、储运、土建；(7)公用工程方案和辅助生产设施；(8)节能计算；(9)消防；(10)环境保护及治理措施；(11)劳动安全和安全卫生；(12)组织机构与人力资源配置；(13)项目实施计划；(14)投资估算及资金筹措；(15)财务评价；********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告(16)结论；(17)项目招标方案。1.2研究结论(2)项目建设单位具备良好的基础条件和外部环境，本项(3)本项目拟采用的节能技术先进适用、成熟可靠、经济(4)本工程充分回收利用现有造气炉渣、吹风气及合成驰放气，利用现有资源，有运行成本低的特点，工程实施后能提(5)由财务评价指标看出：本项目财务内部收益率高于基准收益率，投资回收期短，有较好的盈利能力和较强的抗风险能力，符合公司发展要求，对增强企业核心竞争力，提高经济附主要技术经济指标表1-1。表1-1经济评价指标表 ********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告序号位数量生产规模(节标煤)二生产方案1节造气原料煤2节电万kWh/年3增产蒸汽4减少装置消耗蒸气三年操作日天四改造后节约能耗总量吨标煤年五项目投入总资金万元1项目报批总投资万元2建设投资万元3建设期贷款利息万元04流动资金万元0六年均利润总额万元七年均税金万元八投资利润率% ********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告九投资利税率%十I(税前)II(税后)年年含建设期十一全投资内部收益率I(税前)II(税后)%%%十二全投资净现值I(税前)II(税后)万元万元十三生产能力利用率%2改造规模及方案2.1改造方案符合国家政策开展资源综合利用，是我国一项重大的技术经济政策，也********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司产业中，合成氨耗能占总量的40%,单位能耗比国际先进水平高31.2%,因此，该产业节能的潜力非常大。《中国节能技术政策大纲》(2005年修订本)中提出：2010年，全国吨合成氨能耗由2000年的1699kg标准煤降为1570kg标准煤，2020年降为1455kg标准煤。“大纲”还要求推广新全渣循环流化床锅炉；推广合成氨蒸汽自给和“两水”(冷却水、污水)闭路循环技术。2005年，国家发改委颁布的《国家节能中长期规划》,已界先进水平。根据规划要求，未来15年，国家一方面将加快推广应用，到2010年，合成氨行业节能目标是：能源利用效率由********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司目前的42%提高到45.5%,实现节能570-585万吨标煤，减少排放二氧化碳1377万吨-1413万吨。因此，进一步加快合成氨装代石油工程”、“电机系统节能工程”和“能量系统优化(系统节能)工程”四项。目前，国家发展改革委已启动十大重点能工程，“十一五”期间将实现节约2.4亿吨标准煤的节能目2.2改造方案(1)新上一套“三废”流化混燃锅炉装置，回收造气吹风气、合成放空提氢尾气、合成氨槽驰放气，以及造气炉渣、煤粉、煤泥，年可副产3.82MPa450℃蒸汽218425吨。(2)新上一套处理气量为2100m³膜提氢装置，每年可回收8598240m³氢气。在不增加原煤消耗的情况下，年可多产合成氨4350吨，年可节约原料煤6342吨；因采膜提氢技术，氨合成压力下降2.0MPa,可使压缩机吨氨醇节电50KWh,本项目全年可节电600万KWh。********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司16(3)新上一套处理氨槽驰放气量为2300m³的无动力氨回收装置，每年可多回收合成氨835吨，年节煤1170吨，年可节省因解吸氨水所消耗1.0MPa180℃的蒸汽17089吨。********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告3.1合成氨生产工艺概况约占世界总产量的一半以上。合成氨主要原料有天然气、石脑料，但是自从石油涨价后，由煤制氨路线又重新受到重视，而且从世界燃料储量来看，煤的储量约为石油、天然气总和的10我国合成氨工业经过40多年的发展，产量已跃居世界第1位，现已掌握了以焦炭、无烟煤、褐煤、焦炉气、天然气及油田伴生气和液态烃等气固液多种原料生产合成氨的技术，形成3.1.1装置现状为4260万t/a。大型合成氨装置有30套，设计能力为900万t/a,实际生产能力为1000万t/a;中型合成氨装置有55套，生产能力为460万t/a;小型合成氨装置有700多套，生产能力为2800万t/a。900万t/a,实际生产能力为1000万t/a,约占我国合成氨总生外引进，荟萃了当今世界上主要的合成氨工艺技术，如以天然气和石脑油为原料的凯洛格传统工艺(9套)、凯洛格-TEC工艺(2套)、托普索工艺(3套)、节能型的工艺(2套)和布朗工艺(4套);以渣油为原料的德士古渣油气化工艺(4套)和谢尔气化工艺(3套);以煤为原料的鲁奇粉煤气化工工艺(1套)和德士古水煤浆气化工艺(1套)。我国大型合成氨装置所用原料天然气(油田气)占50%,渣油和石脑油占43%,煤占7%,其下游产品除1套装置生产硝酸磷肥外，其余均生产联碱。70年代引进的大型合成氨装置均进行了技术改造，生产能力提高了15%～22%,合成氨吨综合能耗由41.87GJ降到33.49GJ,有的以石油为原料的合成氨装置(如安庆、金陵、广石化)用炼油厂干气顶替一部分石脑油(每年我国中型合成氨装置有55套，生产能力为460万t/a;约占我国合成氨总生产能力的11%,下游产品主要是联碱和硝酸铵，其中以煤、焦为原料的装置有34套，占中型合成氨装置的62%;以渣油为原料的装置有9套，占中型合成氨装置的16%;,以气为原料的装置有12套，占中型合成氨装置的22%;我国小型合成氨装置有700多套，生产能力为2800万t/a,约占我国********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司合成氨总生产能力的66%,原设计下游产品主要是碳酸氢铵，现有一百多套的装置经改造生产联碱、三十多套的装置经改造生产联醇。原料以煤、焦为主，其中以煤、焦为原料的占96%,以3.1.2生产技术水平我国以煤为原料大型合成氨装置1套采用鲁奇粉煤气化工合成氨装置大多采用固定床常压气化传统工艺，现平均吨能耗适用煤种较宽，气化压力高，能耗低，安全可靠，三废处理简单，投资相对其它煤工艺节省。水煤浆加压气化的引进、消化和改造，解决了用煤造气的技术难题，使我国的煤制氨技术提高到国际先进水平。虽然德士古水煤浆气化理论上适合于很宽范围的煤种，但国内生产经验是原料煤要满足热值高(大于20.9kJ/g)、灰熔点低(T3小于1350℃)、灰分少等要求。料的大型合成氨装置中，4套采用德士古渣油气化工艺，3套采多数以渣油为原料的中型合成氨装置采用60年代比较流行的通的装置的吨能耗在56GJ左右。********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司20我国以天然气、轻油为原料的合成氨装置主要是大型合成氨装置，目前已建成的大型合成氨装置中，以天然气为原料的有14套，以石脑油为原料的有6套，采用了凯洛格传统工艺、布朗工艺。以天然气为原料(传统工艺)的平均吨能耗为36.66GJ,最低为32.84GJ;以天然气为原料(节能型工艺)的平均吨能耗为34.12GJ,最低为31.05GJ;以石脑油为原料的平均吨能耗为38.68GJ,最低为37.01GJ。合成氨成本中能源费用占较大比重(约占65%),合成氨生产装置的技术改造重点放在采用低能耗工艺、充分回收及合理利用能量，节能和降耗。主要方向是研制性能更好的催化剂、降低氨合成压力、开发新的原料气净化方法、降低燃料消耗、回3.2企业目前生产概况********化工有限公司生产装置总能力为20万吨合成氨/年、6万吨甲醇/年、35万吨尿素/年，本次改造主要涉及合成3.2.1工艺流程简述化工设计院有限公司21采用固体块煤为原料，以空气和水蒸汽为气化剂，在高温条件下，通过固定床层间歇式气化法生产出半水煤气(半水煤气的主要成分详见表3-1)。经罗茨风机加压后送入脱硫系统，通过碱液脱除H₂S,脱除H₂S后的气体送入压缩机一段，经压缩除CO₂,脱除CO₂后的净化气经压缩至13.未反应的气体送到精炼或醇烃化工序，在醋酸铜氨液的洗涤吸收多余的杂质或经催化剂反应后，纯净的H₂、N₂经压缩至经冷却分离后的液氨送到液氨贮槽贮存。液氨贮槽贮存的液氨送到尿素工序，与脱碳解析出的CO₂表3-1半水煤气成分%名称CO₂H₂N₂0吹风气半水煤气*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司223.2.2现有主要设备3.2.2.1现有合成氨装置主要设备现有合成氨装置主要设备详见表3-2。表3-2现有合成氨装置主要设备序号设备名称规格型号单位数量备注1煤气发生炉中2610台2台23氢氮压缩机台3台6台4中变炉台各1共3台5低变炉中3400、φ3800台6脱碳塔台7变压吸附塔台8铜洗塔中800、φ1000台9氨合成塔台烃化塔台3.2.2.2现有甲醇装置主要设备现有甲醇装置主要设备详见表3-3。表3-3现有甲醇装置主要设备序号设备名称规格型号单位数量备注1台2台23醇分台14醇分台25循环机台4*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司6油分台17油分18油分台29循环机台6循环机台3洗醇塔中1000×9918台1台33.2.2.3现有尿素装置主要设备现有尿素装置主要设备详见表3-4。表3-4现有尿素装置主要设备序号设备名称规格型号单位数量备注1尿素合成塔台2台12预精馏塔台23一吸塔台24二分塔台25一分加热器台26氨预热器台27二循一冷凝器台2*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司8二循二冷凝器台29氨冷凝器ACD台2氨冷凝器B台2惰洗器台2一吸冷却器AB台2一段蒸发器φ2000/φ700F上部=33m²F下部=130m²台1二段蒸发器台1解吸塔台2CO₂压缩机台2台3一段蒸发器F上=33m2F下台1*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司二段蒸发器台1一段蒸发冷凝器台2液氨泵台6一甲泵台6二甲泵台6熔融泵台41台(回收造气吹风气、氨槽弛放气等);造气炉夹套自产的蒸汽20t/h左右。(2)变换系统：建有热水网络回收系统一套，利用变换系(3)精炼系统：利用尿素一吸冷却器热水加热铜液，节约蒸汽3t/h。(4)氨合成系统：建有三台废热锅炉，回收氨合成的反应热产蒸汽19t/h;********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司(5)尿素系统：综合利用高低压膨胀蒸汽。高压膨胀蒸汽送尿素解吸系统，低压膨胀蒸汽作为系统管道的保温蒸汽，节约蒸汽4.5t/h。尿素系统的冷凝水(95～100℃)全部回收到锅3.2.4现有生产装置在节能方面存在的主要问题(1)公司现有部分造气吹风气、合成放空提氢尾气及氨槽已不适应现有生产能力，造成部分合成放空气中的氢不能回收(4)合成弛放气有效成份高，氨回收工艺落后，回收不彻底，回收的氨水需经蒸汽加热分解解析后才能用于尿素生产。随着国家对环保的要求越来越高，提高资源的循环利用率关系到企业的可持续发展，公司原有合成氨装置及尿素装置已经不能满足新形式下节能减排的要求。因此本项目拟对现有生产装置进行综合节能改造，降低装置能耗，使装置充分发挥生3.3本项目综合节能技术改造方案********化工有限公司拟采用“三废”流化混燃锅炉回收 ********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告造气吹风气、合成放空提氢尾气、氨槽驰放气及造气炉渣、煤粉、煤泥；采用膜提氢技术回收合成放空气中的氢气；采用无动力氨回收技术将氨槽驰放气中的氨以气氨形式回收用于尿素3.3.1三废流化混燃锅炉造气吹风气产生量为48450Nm³/h,主要成份包括：CO₂14%,O₂4.5%,CO(含提氢尾气),主要成1.回收造气吹风气、合成驰放气燃烧产生的蒸汽量计算如B、合成驰放气：2000m³/h(1)吹风气成份：H₂:4.5%,CO:6 ********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告(3)造气吹风气：48450Nm³/h,合成驰放气：2000m³/h(4)锅炉进软水温度90℃,产生3.82MPa、450℃蒸汽，(5)设计烟气排放温度140℃。(6)入炉预热空气温度200℃。(7)入系统软水温度60℃。(8)空气过剩系数1.35,窖炉系数0.92。(9)产汽压力3.82Mpa,蒸汽温度450℃。式(7—2—1)《合成氨工艺设计手册》(2)吹风气耗实际空气量Vs=αVk⁰=1.35×0.035714=0.048214Nm³/Nm³式中1.35为空气过剩系数。(3)吹风气燃烧产物*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司Vco=0.01(CO₂+CO)=0.01(14+4.5)=0VH₂o=0.01(H₂+2CH₄)=0.01(4.5+2×0)=Vo₂=0.21(a--1)Vk⁰=0.21(1.VN₂=0.79αVk⁰+0.01N₂=0.79×1.35×0.035714+0(4)驰放气燃烧耗空气量Vk⁰=(0.5H₂+2CH₄+0.5Vs=αVk⁰=1.35×3.67=4.95Nm³/Nm³式中1.35为空气过剩系数。(5)计算驰放气燃烧产物VH₂o=0.01(H₂+2CH₄)=0.01(42+2×28)V₂=0.79αVk⁰+0.01N₂=0.79×1.35×3.67+0.01×30 Vco₂=0.01(CH₄)=0.01×28=Vo₂=0.21(a—1)Vk⁰=0.21×(1.35—147515.59+11479.49=5(6)吹风气加驰放气综合计算N₂=2000×30%=600Nm³/hN₂=48450×71%=34400Nm³/hH₂=3020Nm³/hCH₄=560Nm³/hN₂=35000Nm³/h气体平均成分：H₂=5.764%CH₄=0.943%NVk⁰=1/21(0.5CO+0.5H₂=1/21(0.5×5.797+0.5×5.764+2×0.9Vs=αVk⁰=1.35×0.158=0.213Nm³/Nm³式中1.35为空气过剩系数。按公式(7—2—6)至(7—2—11)计算燃烧产物：Vco₂=0.01(CO₂+CO+CH₄)=0.01(13.529+VH₂o=0.01(H₂+2CH₄)=0.01(5.764+2×0.943)=0Vo₂=0.21(α--1)Vk⁰=0.21(1.35--1)×0.158=0.0116Nm³/Nm³VN₂=0.79αVk⁰+0.01N₂=0.79×1.35×0.158+0.01×69.618Vy=0.203+0.0765+0.0116+0.865=1.1*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司32(9)燃烧温度按式(7—2—14)计算最高燃烧温度：燃烧热Qo*=(YH₂Qn₂+YcH₄Qch₄+YcoQco)=(5.764%×10760+0.943%×35847入燃烧炉燃料t₁=280℃时，直接查表计算：Ir=368.57×5.797%+523.34.438%+364.36×5.764%+515.35×0.943%+362.27×69.618%假设燃烧炉最高燃烧温度为850℃*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司33Iy=1857.9×17.559%+1441.4×6.假设燃烧炉最高燃烧温度为900℃Iy=1983.7×17.559%+1529.44×6.最高燃烧温度tR=850+(1760.2-1303.734)×(900-850)高温余热系数取0.92燃烧炉出口温度ts=1096×0.92=1008.3℃(10)蒸汽产量计算燃烧炉带出热量1008.3℃时，查表计算Iy=2219×17.559%+1712×6Q=1560.602×58995.08=92067839.8KJ/h140℃烟气带出的热量140℃时，查表计算 ********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司34Ic=239.5×17.559%+211.16×6.6Q=194.267×58995.08=11460997.21KJ/h预热入燃烧炉空气带出的热量(热效率按70%):200℃空气带出的热量Q=89.43×12245/70%=1564386.23.82MPa、450℃过热蒸汽焓i=3333.66KJ/kg60℃系统进水焓i=250.867KJ/kg锅炉热效率取70%锅炉蒸发量Q=(92067839.8-11460997.21-1564386.2)×70%/(3333.66-250.86)=17948锅炉蒸发量取17.9t/h则回收废气锅炉年副产蒸汽量：17.9×24×350=150360吨/年3造气炉渣、煤粉、煤泥燃烧产生的蒸汽量造气炉排放的炉渣及造气除尘器产生的煤粉、造气沉淀池产生的煤泥的量占造气入炉煤的18.86%,其低位发热量约为9462KJ/kg,造气入炉煤耗按1.4吨/吨氨醇计，年产12万吨氨醇产生的炉渣、煤粉、煤泥的量为：*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告全部燃烧产生的热量为3.82MPa、450℃过热蒸汽焓i=3333.66KJ/kg60℃系统进水焓i=250.867KJ/kg锅炉热效率取70%29979.4×10⁷×70%÷(3333.66-250.867)=68065吨.4三废混燃锅炉回收造气吹风气、合成放空提氢尾气、氨产生3.82MPa.450℃的蒸汽17.9吨，每年产生3.82MPa.450℃的蒸汽共计218425吨。三废混燃锅炉设计产汽量为每小时产生3.82MPa.450℃的蒸汽50吨，产汽量不足部分掺烧白煤末和煤5三废混燃炉主要新增设备详见表3-5表3-5三废混燃炉主要新增设备序号设备名称规格型号单位数量备注1台112台13台14次台15台16台1728台1*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司369套1台1套13.3.2氢回收改造氨合成过程中产生的放空气约2100m³/h,主要成分为：H₂48%,CH₄23.00%,NH₃2.00%,N₂27.00%,其中含有大量的有浪费了大量能源，该气体的回收利用对提高经济效益具有很大的潜力。本项目拟上膜提氢回收装置，采用膜技术装置回收气体中的氢送压缩系统，回收氢后的尾气再送至废气燃烧锅炉作氢回收工艺流程为：自合成系统来的放空气(压力30MPa)后进入氨吸收塔，气体与循环氨水泵打进的稀氨水在填料逆流接触，进行预洗，稀氨水吸收气体中的NH₃,经氨吸收塔水洗后的气体中的NH₃含量低于200ppm,由塔顶部排出进入气液分离器，分离出的气体在套管加热器中被加热至50℃左右，经管道过滤器过滤后进入膜分离器，氢气经渗透汇集后从膜分离器下口排出，未渗透的尾气从膜分离器上口排出，渗透气减压至1.7MPa,与压缩三入新鲜气汇合后进压缩机四、五、六段加压后进入合成系统，未渗透的气体减压至0.05MPa后送至废气*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告气液分离器气液分离器加热器渗透气去压缩膜分离器稀氨水尾气去废气燃烧锅炉合成吹除气氨吸收塔氨水去球罐循环氨水泵氨水柏本项目进膜提氢回收装置的合成系统放空气为2100m³/h,经提氢后的渗透气为1200m³/h,送压缩系统，主要成分为H₂85.30%,CH₄9.30%,NH₃0%,N₂5.40%;经提氢后的尾气为900m³/h,送废气锅炉作燃料副产蒸汽，主要成分为H₂10%,CH₄42%,NH₃0.05%,N₂47.95%。氢回收装置回收氢：1200m³/h×85.30%×24×350=按每生产一吨合成氨需要1976.47m³氢气，采用膜技术装置回收氢在不增加原煤的情况下，年可多产合成氨8598240÷1976.47=4350吨按生产一吨合成氨按消耗原煤1.40计算，年可节约原煤因采用膜提氢技术，氨合成压力下降2MPa左右，压缩机耗电下降50KWh/吨氨醇，年产12万氨醇则全年可节约电量：膜提氢主要设备详见表3-6*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司38表3-6提氢主要新增设备序号设备名称规格型号单位数量备注1膜分离器台52洗氨塔台13气液分离器中245×2500台14高压水泵台23.3.3氨槽驰放气中的氨回收改造(1)********化工有限工公司现有氨槽驰放气量为洗氨后含氨约7%的驰放气去吹风气回收燃烧炉内燃烧，氨水浓的碳铵液、氨水一同送解吸塔解析。该工艺存在以下问题：①驰放气中的氨回收不彻底，洗氨后的驰放气中仍含氨高达7%;浪费蒸汽，浪费能源。③氨水的跑冒滴漏及无组织排放造成对(2)①无动力氨回收工作原理简介：无动力氨回收设计原********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告离出来，达到回收的目的。回收的氨纯度大于99%,减压后返流氨后的驰放气尾气氨含量小于1%,去吹风气燃烧炉燃烧。本设大液滴、油污后，压力在2.0MPa温度5-20℃进入无动力氨回收入高效分离器进行彻底分离液氨。分氨后的尾气依次经第通道换热器换热，为系统提供冷量，出换热器后送往“三废”③无动力氨回收主要新增设备表3-7表3-7无动力氨回收主要新增设备*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司40序号设备名称规格型号单位数量备注1干燥器中500台2加热器台13台24台25台16透平膨胀台27透平膨胀28精过滤器台2量为1%,出氨吸收塔的驰放气氨含量为7%,年生产天数按3502300×(40%-1%)×17÷22.4×24×350=5718.37吨(B)现氨回收工艺每年回收氨的数量2300×(40%-7%)×17÷22.4×24×350=5425.12吨量5425.12×90%=4882.6吨(C)现氨回收工艺每年回收氨水的数量(5425.12-5425.12×10%)÷10%=48826吨*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司41(D)解吸1吨氨水需要1.0MPa450℃的蒸汽约350kg,为(F)每吨氨耗原料煤按1.40吨计，则年节源料煤835.77×1.40=1170吨(G)年节约脱盐水48826-5425=43401吨3.4装置改造前后比较表3-17。表3-17节能改造前后比较表合成氨(醇)尿素备注改造前(吨/吨)电耗(kWh/ ********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司蒸汽消耗(吨/吨)除自产蒸汽外所需外部蒸汽量改造后原煤消耗(吨/吨)电耗(kWh/水耗(吨/蒸汽消耗(吨/吨)1除自产蒸汽外所需外部蒸汽量新增量原煤消耗(吨/吨)9电耗(kWh/水耗(吨/00蒸汽消耗(吨/吨)83.5自控技术方案********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告3.5.1自控设计范围本设计范围包括********工工业有限公司合成氨节能改造项目装置技术改造的DCS及其相关仪表改造的自控设计。3.5.2设计标准及规定本设计按国家和原化工部颁发的有关设计规定、规范、标准进行设计，采用的主要标准有：《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司3.5.3设计原则根据生产特点、工艺、机械化运输及公用工程对自动控制的要求，结合目前国内行业控制技术的发展趋势，从可靠性、实用性及先进性为原则，确定自控技术方案和仪表设备选型。本工程的自控设计遵循技术先进、投资合理、产品质量稳定、3.5.4控制方案根据工艺装置的规模、工艺流程的特点及操作上的要求，由于该项目为节能改造项目，为了更好达到节能效果，更好地提高能源利用率，本设计采用DCS集散控制系统改造后的工艺参数将在CRT上进行显示、记录、控制和报警，将自动完成工艺参数的调节，从生产装置的实际情况考虑，调节回路均采用可靠适用的调节系统。对于生产过程的越限变量，设置声光信对具有强腐蚀和高粘稠性的工艺介质，本设计在接触介质的检测元件和调节阀的材质与结构方面以及仪表安装都作了相********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司本装置中还存在可燃性气体，所以还需按照要求，在可燃气体存在的区域设立可燃气体探测器，现场的一次仪表还必须3.5.5仪表选型考虑到合成氨、尿素生产的特殊性及生产环境，现场一次仪表以电动Ⅲ型隔爆仪表为主，辅之以其他相应的仪表，有腐2压力测量就地测量时，根据不同的工艺介质，分别选用不锈钢压力表、氨用压力表及隔膜式压力表。与介质接触部分材质和工艺3流量测量根据工艺操作的不同要求，在无震动的地方选用旋涡流量计，有震动的地方采用角取标准孔板或高压孔板及金属浮子流4液位测量对易结晶、强腐蚀性的工艺介质，选用本安型法兰式差压化工设计院有限公司46变送器，一般工艺介质选用差压变送器，现场液位选用磁翻柱设计采用红外线气体分析仪、磁氧气体分析仪和电导仪等6执行机构设计全部采用气动执行机构，与其相配的有单座、套蝶阀等调节阀，对于一般介质，阀体材料采用铸钢，阀芯材料为1Cr18Ni9Ti;对腐蚀性介质，阀芯为衬四氟，高压选用高压7可燃气体探测器8集散控制系统选用技术力量雄厚、具有现场经验并有良好售后服务的国3.5.6动力供应仪表电源：来自电气专业，通过不间断电源供给各类仪表交流输入：220VAC±10%;频率：50Hz±5%*******化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司47仪表空气为无水无尘无油的净化压缩空气化工设计院有限公司4原料、辅助材料及动力供应节能改造工程主要原辅料及动力消耗见表4-1表4-1改造前后原材料及动力年耗量序号原料名称单位技改前数量技改后数量技改新增量备注1煤煤万吨/年2电万年3水万吨/年新鲜水4蒸汽万吨/年除自产蒸汽外所需外部蒸汽量5建厂条件及厂址方案********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司5.1建厂条件5.1.1厂址的地理位置技改项目建设地点位于龙华镇道北工业区景化公司厂址内 (龙华镇东北角),石德铁路龙华站北0.75公里。厂区南侧为龙华镇公路，东、北两侧为农田，西侧为龙华至景县县城的公路。厂区南侧1000米为景县广联水泥厂及景县厨房设备厂。5.1.2气象条件该地区年平均气温12.5℃,一月平均气温-4.1℃,极端最低气温为-23.9℃,七月平均气温26.4℃,极端最高气温为年平均风速2.6米/秒，区域年主导风向为S风，出现频率5.1.25.1.3地质、地貌********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司洼地占7.2%,沙岗面积占1%。土壤主要为潮土，占99.9%,其景县地处黑龙港流域，属华北平原的一部分。平原面积1085.8km²,占全县总面积的91.8%。地势相对低洼，由西南向东北，平均地面坡降为1/5000至1/10000。由于古代黄河、漳河的泛滥，河道经常迁徙改道，泥沙的交错沉积、冲刷，使局境内有蝶形大洼8处，面积85.2km²,占全县总面积的7.2%。西南部有广川洼；中部有杨院洼、温城洼、朱河洼；东部有赵境内沙岗面积为12km²,占全县总面积的1%。西南部，呈姜家园--大冯古庄--小冯古庄为一线，沿古代河道分布有沙岗。南部，呈大洋--小洋--陈庄---范庄--后枣林为一线，沿惠民渠上游河道有断续沙丘分布。北部，张茂林庄一带零星沙丘。该项目工程地质条件较好，厂内地势平坦，无不良地质现象。地耐力为100kPa,地震烈度为7度。5.1.35.1.4地表水********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司较大的河流有南运河、江江河、清凉江和惠民渠等，这些河渠随着流域地势自西或南，向东北流去。较大洼淀有城关海子和干涸河道，加上德州市的工业废水和生活污水的排入，南运河自南向北流入江江河，主要功能为泄洪行沥，也可从南运河引水灌溉。由于景县城区内的工业及生活污水的排入，现水质亦广川渠1964年开挖，1983年修缮，1995年清淤，由西南至东北向，共18公里，其中龙华镇段8公里，宽4～5米，属5.1.5地下水********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告c.第IV开采段：底板埋深450～510m,含水层主要为细砂，次为中砂，厚度28~该地区地下水质较好，除氯化物和亚硝酸盐氮稍超标，其他各项均达标。评价区域34m。处于浅层淡水区(第I开采段),5.1.45.1.6公用工程情况厂区的雨水、生活污水和生产废水经综合治理达标后，直5.2厂址方案本项目在********化工有限公司现有厂区合成氨装置内和********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告6.1.1.1总平面布置的原则和功能划分5.充分利用现有的公用工程和辅助设施，以尽量减少投********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告本项目改造涉及装置在公司总平面布置已形成，本次改造是在原有装置上进行改造，根据业主意见不需重新进行全面的总体布置变更，且已能满足生产和其它方面的要求，本报告不6.1.1.3竖向布置原则及工程的土(石)方工程量1.满足生产工艺流程的要求；2.根据地势，因地制宜，尽量减少土(石)方工程量；3.保证场地不受洪水与地区积水的威胁，合理选场地设计4.本工程拟建场地为平地，土石方工程量主要是建、构筑为方便行车道路纵坡控制在3%以内。各车间周围用地作绿6.1.2工厂运输本项目不改变原有装置的产品生产能力，对公司的原有货物运输量不产生影响。技术改造后只改变部分软水的使用位置和蒸汽部分输送管线，对现有软水系统管网和蒸汽系统管网进本项目改造完成后减少了合成氨装置原煤的部分运输量，原煤消耗由36.764万吨/年降至36.1417.万吨/年，年减少原煤运输量6223吨。6.2储运*化工设计院有限公司6.2.2储运方案常用化学危险品储存通则易燃易爆性商品储存养护技术条件腐蚀性商品储存养护技术条件毒害性商品储存养护技术条件重大危险源辩识无新增储运物资，不需新建库房。6.3厂区外管网6.3.1设计内容项目为改造项目，厂区外管网在合成氨装置建设时即已经建设完善，本次改造无需进行厂区外管网的改造建设。厂区原外管网管线均采用埋地敷设或采用架空敷设，根据管径大小和管道数量的不同，采用了单柱式或双柱梁式、双柱双层式钢筋混凝土管架。单柱式管架标高为3.5米。双柱式管架标高为4米，跨越道路时净空不小于4.5米。管架支撑平面均留有一定的富裕量，可用于本节能技改改工程新的对外供蒸汽管布置。6.4土建6.4.1设计原则土建工程是在满足工艺专业所提条件的前提下，使其满足国********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司56家的有关规范规定，还结合当地地区的自然条件，施工能力，力求建筑的美观大方，经济实用，并使厂区各建构筑物协调一6.4.2设计依据1.工艺专业提供的工艺条件2.建设单位提供的有关当地气象，地质，地震等自然条件资料见第5章。3.国家现行的有关设计标准、设计规范.《建筑设计防火规范》《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》(GBJ502126.4.3建筑及结构设计本项目建筑设计及结构设计在满足工艺生产要求的前提下，尽量贯彻工业厂房联合化、露天化、结构轻型化原则，并注意因地制宜。对采光通风、保温隔热、防火、防腐、抗震等均按国家现行规范、规程和规定执行，努力做到厂房设计保障安全、技术先进、经济合理、美观适用，同时方便施工、安装和维修。********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告77.1给排水7.1.1设计范围设计范围包括各改造装置界区生产、生活、消防给水管网7.1.2设计依据本设计采用业主提供的基础条件和国家规范作为设计依7.1.3设计原则(1)力求满足生产、生活、消防用水的条件下，使管线短(2)厂区采用生产、消防合用给水管网。(3)本装置生产、消防用水对水质无特殊要求。(4)本设计界区内生产污水、生活污水与雨水采用分流制排水系统，对排出的化工污水，实行就近处理，待其达标后就(5)对装置的生产用水，尽可能采用循环水，以节约水资********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司7.1.4给水设计区室外内给水管材采用无缝钢管，室内给生活给水管采用PPR改造项目，不新增一次水及循环水消耗，原厂区给水装置改造前后厂区蒸汽产生量和消耗量不变，原软水站可以满7.1.5排水设计界区内现有生产污水、生活污水与雨水采用分流制排水系达标排放；装置界区雨水排至公司雨水系统；生活污水经化粪池处理后，再经地埋式生活污水处理设备处理达标后排放。生7.2供电及电信7.2.1可行性研究的范围本项目可行性研究范围为********化工有限公司合成氨********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告********化工有限公司生产区有一座35KV变电所，一座变压器独立运行。用电负荷情况是：主变负载率接近85%,最炉，约1200KWh。总体来讲新增用电负荷不大。相反改造完成后年节约电力600万kWh/年。7.2.1.2供电电源********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司7.2.1.3供电方案配电室对各车间内设备集中控制(防爆区内变电所应设在安全区内)。在现场电气设备旁只设防腐防尘按钮箱。(防爆区拟建的该工程各装置内高、低压用电设备大部分为三相对称线性负荷，预计所有用电设备投运后所产生的高次谐波最大允许值符合《电能质量公用电网谐波》(GB/T14549-93)中7.2.1.4主要设备选型在确保供电安全可靠的前提下，尽量采用先进成熟的技术电缆按电压、电流、允许电压损失及环境等条件选择。控7.2.1.5防雷、接地********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告*化工设计院有限公司采取避雷带或避雷针防止雷击。对从线路侵入的雷击电波进行接地保护.车间及工艺设备不带电的金属外壳、支架、管道均与全厂接地网可靠连接，各工艺场所均设安全接地装置，与全厂所有安全接地体相联构成全厂接地网，采用等电位联接。7.2.2电信7.2.2.1设计范围电信设计包括：行政电话、调度指令电话站、无线对讲电话、火灾报警系统及装置区内的线路。对于用于对外联系和经营的行政电话，则由厂方直接从电信局引入，不属本设计范围。7.2.2.2设计标准本设计按国际和化工部颁布的有关设计规定、规范和标准工业企业业通信设计规范工业企业通信接地设计规范火灾自动报警系统设计规范7.2.2.3电讯设施方案和选择厂区已有外线电话，铁通网络电话已接至各岗位，原装置已有健全的内、外线电话，生产调度和联系方便，新增岗位不7.3辅助设施方案********化工有限公司合成氨能量系统优化改造可行性研究报告化工设计院有限公司627.3.1维修本项目新增设备的维修由公司现有人员完成。7.3.2分析化验建设单位目前