年20万吨甲醇建设项目节能评估报告.docx

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年20万吨甲醇建设项目节能评估报告

目录

前言-1-

一、总论-1-

1、评估依据-1-

2、评估范围和内容-1-

3、评估遵循的政策、法规、标准和规范-1-

4、评估程序-2-

二、项目所在地概况-2-

1、地理位置及自然条件-2-

2、区域社会经济发展-3-

3、相关产业政策及发展规划-4-

4、能源供应状况和能源消费结构-4-

三、建设项目概况-5-

1、建设单位概况-5-

2、项目建设的必要性-5-

3、工程建设方案-6-

4、建设项目能源利用状况-10-

四、建设项目合理用能评价-14-

1、工程总体布置方案-14-

2、工艺系统合理用能和提高能源利用效率措施评价-14-

五、节能对策措施和节能效果分析-15-

六、结论与建议-16-

1、建设项目工程建设方案节能评估结论-16-

2、项目运营管理过程中合理用能的建议-17-

前言

陕西陕焦化工有限公司为充分发挥现有的焦化项目和新建的焦化项目的焦化煤气资源，减少焦化项目的焦炉煤气外排对环境的污染，结合市场需要，在广泛调研的基础上，决定利用焦化项目的焦化煤气，建设20万吨/年甲醇项目。

根据国家规定，固定资产投资建设项目必须进行节能评估，为此，陕西汇中节能环保有限公司接受陕西陕焦化工有限公司委托，对该公司新建20万吨/年甲醇项目能源利用状况进行评估并出具节能评估报告。

接受委托并签订评估协议后，我公司根据《陕西陕焦化工有限公司20万吨/年甲醇项目可行性研究报告》，在充分搜集相关资料、数据后，编制本报告。

一、总论

1、评估依据

（1）项目可行性研究报告

（2）评估报告编制委托协议

（3）项目批复文件

2、评估范围和内容

本次评估的范围是该公司新建20万吨/年甲醇项目的能源利用状况，以评价该公司建设项目的合理用能水平。

估算项目实施后企业能耗的情况，对节能措施和结果进行分析评估。

3、评估遵循的政策、法规、标准和规范

（1）《中华人民共和国节约能源法》

（2）《国务院关于加强节能工作的决定》

（3）《国家发展和改革委员会关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》（发改投资[2006]2787号）

（4）《陕西省发展和改革委员会关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》（陕发改环资[2007]931号）

（5）GB/T2589-2008《综合能耗计算通则》

（6）GB/T6422-2009《用能设备能量测试导则》

（7）GB338-2004《工业用甲醇》

4、评估程序

（1）接受委托

（2）签订委托评估协议

（3）深入企业搜集资料、数据

（4）编制评估报告

（5）报告审核、签发

二、项目所在地概况

1、地理位置及自然条件

陕西陕焦化工有限公司地处八百里秦川北部的富平县梅家坪镇。

南邻咸铜铁路梅家坪中心站，北接铜川市耀州区，并与西铜高速公路贯通，地理位置优越，交通十分便利。

公司现有三条铁路专线与梅家坪站相接，自备机车一台；有专用公路2km，与西铜高速相连。

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，一批大中型工业项目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%。

   项目建设成效显著。

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项目，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。

项目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

项目建成后，所需能源品种主要为焦炉煤气、电力和水。

焦炉煤气由焦化项目供应，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发电项目提供一部分，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,确保了该项目供水充足；焦化厂新建干熄焦余热锅炉和循环流化床锅炉可满足该项目用汽要求。

三、建设项目概况

1、建设单位概况

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、项目建设的必要性

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项目建设背景

目前陕西陕焦化工有限公司正在建设的95万吨焦化项目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项目建设的内容、规模

3.2.1项目建设的内容

本项目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项目设计规模

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：

20万吨/年

杂醇油：

1195.2吨/年

弛放气：

174.8×106立方米/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，故项目设置空分装置。

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

1

2

焦炉气压缩机

２００００m３/h

台

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

Ø3000mm

套

2

4

铁钼转化器

Ø2700mm

台

1

5

中温脱硫槽

Ø2900mm

台

3

6

氧化锌脱硫槽

Ø2300mm

台

2

7

钴钼转化器

Ø2300mm

台

1

8

过滤器

Ø2200mm

个

1

9

升温炉

Ø3200mm

台

1

10

转化炉

Φ3800mm

台

1

11

预热炉

Φ5000mm

台

1

12

废热锅炉

Φ1400mmL=5000mm

F=180m2

台

1

13

焦炉气预热器

Φ2000mmL=6000mm

F=1880m2

台

1

14

焦炉气初预热器

Φ1300mmL=3000mm

F=367m2

台

1

15

锅炉给水预热器

Φ1200mmL=6000mm

F=510m2

台

1

16

脱盐水预热器

Φ1000mmL=3000mm

F=360m2

台

1

17

再沸器

Φ800mmL=1500mm

F=55m2

台

1

18

水冷器

Φ1400mmL=6000mm

F=890m2

台

1

19

气液分离器

ø2000mmH=6200mm

台

1

20

氧化锌脱硫槽

ø2400mm

台

1

21

冷凝液汽提塔

ø1000mmH=13000mm

台

1

22

空气鼓风机

Q=230m3/min

台

2

23

冷凝液泵

Q=50m3/h扬程40m

台

1

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

备注

1

合成气压缩机

台

1

2

合成塔

Ø4200mmL=7000mm

台

1

管壳式

3

汽包

Φ1600×4000mm

台

1

4

气气换热器

Φ1600mm

L=12000mm

F=2290m2

台

2

5

水冷器

Φ2000mmL=7500mm

F=2280m2

台

1

6

闪蒸槽

Φ2000×4500mm

台

1

7

分离器

Φ3600×7000mm

台

1

8

洗醇塔

Φ800×7000mm

台

1

9

稀醇水槽

Φ1400×1800mm

台

1

10

稀醇水泵

Q=5000L/h

台

1

排出压力6.7MPa

11

预精馏塔

Φ1800×25000mm

台

1

12

加压塔

Φ2200×4600mm

台

1

13

常压塔

Φ2800×4700mm

台

1

14

预塔再沸器

Φ1100mmL=2500mm

F=150m2

台

1

15

预塔冷凝器1

Φ900mmL=5000mm

F=230m2

台

1

16

预塔冷凝器2

Φ500mmL=3000mm

F=40m2

台

1

17

加压塔再沸器

Φ1500mmL=3000mm

F=700m2

台

1

18

精甲醇冷却器

Φ700mmL=4500mm

F=140m2

台

1

19

常压塔顶冷凝器

Φ1200mmL=6000mm

F=500m2

台

1

20

常压塔再沸器

Φ1600mmL=3000mm

F=460m2

台

1

21

残液冷却器

Φ700mmL=3000mm

F=84m2

台

1

22

加压塔回流槽

Φ2000×4800mm

V=18m3

台

8

23

常压塔回流槽

Φ2000×4800mm

V=18m3

台

16

24

预塔回流槽

Φ2000×4800mm

V=18m3

台

12

25

配碱槽

Φ1600×1200mm

V=2.5m3

台

2

26

预后甲醇泵

Q=50m3/hH=100m

台

2

27

加压塔回流泵

Q=30m3/hH=80m

台

2

28

常压塔回流泵

Q=30m3/hH=80m

台

2

29

预塔回流泵

Q=28m3/hH=60m

台

2

30

残液泵

Q=8m3/hH=60m

台

2

31

碱液泵

Q=12.5—25L/hH=100m

台

2

32

空分装置

产品氧气11000Nm3/h

产品氮气4000Nm3/h

套

1

4、建设项目能源利用状况

4.1能源利用状况概述

该项目生产甲醇所需焦炉煤气消耗量为2103.9Nm3/h，项目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

序号

项目名称

单位

消耗量

单位折能（kJ）

能耗（GJ）

1

焦炉气

Nm3

2103.9

17715.9

37.27

2

电

kWh

336.3

11841

3.98

3

蒸汽

t

3.04

3.765K

11.45

4

新鲜水

t

9.97

2512.2

0.03

5

杂醇油

kg

-5.28

15277

-081

6

驰放气

Nm3

-772.1

10

-7.72

7

仪表空气

Nm3

28.3

20

-0.56

8

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）

序号

名称

规格

使用情况

单位

消耗定额

消耗量

备注

每小时

每年

1

循环水

△t=10℃

连续

t

36.6

1036

8.3x106

2

电

10000V

连续

kWh

345.6

9780

78.2x106

3

电

380V

连续

kWh

0.86

24

1.9x105

（2）精脱硫工艺能源消耗定额（以吨甲醇计）

序号

名称

规格

使用情况

单位

消耗定额

消耗量

备注

每小时

每年

1

吸油剂

kg

0.13

3.7

29432

2

加氢催化剂

kg

0.13

3.7

29432

3

中温氧化铁

kg

2.07

58.6

4.7x105

4

中温氧化锌

kg

0.22

6.23

49808

5

活性炭

kg

0.06

1.7

13584

（3）转化工艺能源消耗定额（以吨甲醇计）

序号

名称

规格

使用情况

单位

消耗定额

消耗量

备注

每小时

每年

1

循环水

△t=10℃

连续

t

38.8

1098

8.8x106

2

蒸汽

2.5MPa饱和

连续

t

-0.47

-13.3

-1.06x105

3

电

380V

连续

kWh

2.8

79

6.3x105

4

脱盐水

连续

t

1.94

55

4.4x105

5

氧气

99.60%

连续

Nm3

418.5

11844

94.7x106

6

转化催化剂

kg

0.12

3.4

27168

7

氧化锌

kg

0.01

0.28

2264

（4）合成气压缩工艺能源消耗定额（以吨甲醇计）

序号

名称

规格

使用情况

单位

消耗定额

消耗量

备注

每小时

每年

1

循环水

△t=10℃

连续

t

94.8

2683

21.5x106

2

蒸汽

3.45MPa390℃

连续

t

1.312

37.1

2.97x105

3

蒸汽

0.5MPa饱和

连续

t

0.08

2.3

18112

4

电

380V

连续

kWh

1.4

39.6

3.2x105

5

冷凝液

连续

t

1.312

37.1

2.97x105

（5）甲醇合成工艺能源消耗定额（以吨甲醇计）

序号

名称

规格

使用情况

单位

消耗定额

消耗量

备注

每小时

每年

1

循环水

△t=10℃

连续

t

81.9

1900

18.5x106

2

蒸汽

3.9MPa饱和

连续

t

-1.06

-30

-2.4x105

3

电

380V

连续

kWh

1.12

31.7

2.5x105

4

脱盐水

连续

t

1.27

36

2.88x105

5

合成触媒

连续

kg

0.22

6.23

49808

（6）甲醇精馏工艺能源消耗定额（以吨甲醇计）

序号

名称

规格

使用情况

单位

消耗定额

消耗量

备注

每小时

每年

1

循环水

△t=10℃

连续

t

58

1641

13.1x106

2

蒸汽

0.5MPa饱和

连续

t

1.1

31

2.5x105

3

电

380V

连续

kWh

6.5

184

1.47x106

4

工艺软水

连续

t

0.09

2.5

20376

5

烧碱

kg

0.1

2.83

22640

（7）空分工艺能源消耗定额（以吨甲醇计）

序号

名称

规格

使用情况

单位

消耗定额

消耗量

备注

每小时

每年

1

循环水

△t=10℃

连续

t

181

5122

40.98x106

2

电

380V

连续

kWh

5.7

161.3

1.3x106

3

蒸汽

3.45MPa390℃

连续

t

1.73

49

3.9x105

4

蒸汽

0.5MPa饱和

连续

t

0.15

4.245

33960

5

冷凝液

连续

t

-1.79

-50.7

-4.05x105

4.4辅助生产系统能源利用状况分析

该项目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、建设项目合理用能评价

1、工程总体布置方案

该项目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。

该项目总平面占地约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

该项目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、建设项目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20万吨甲醇项目的节能评估，认为该项目的设计，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，而且本项目属于一项环保工