能量系统优化改造项目可行性研究报告.docx

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能量系统优化改造项目可行性研究报告

能量系统优化改造项目可行性研究报告

附图：

项目地理位置示意图

项目总平面布置图

附表：

投资估算表

经济评价表

第一章总论

1.1项目名称及承办单位

1.1.1项目名称

xxxxxxx能量系统优化改造项目

1.1.2项目法人及法人代表

项目法人：

xxxxxxx

法人代表：

1.1.3项目建设地点

项目建设地点选于xxxxxxx现址内。

1.1.4报告编制单位

编制单位：

xxxxxxx省工程咨询公司

资格证书号：

1.2可行性研究报告编制依据

1、《中华人民共和国节约能源法》；

2、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》；

3、《国务院关于加强节能工作的决定》（国发[2006]28号）；

4、《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》（国发[2007]15号）；

5、《“十一五”十大重点节能工程实施意见》；

6、《国家发展改革委关于印发<节能中长期专项规划>的通知》（发改环资〔2004〕2505号）；

7、《xxxxxxx省节约能源条例》；

8、《省政府关于批转省发展改革委等部门xxxxxxx省重点用能单位节能管理办法的通知》（xxxxxxx政[2006]53号）；

9、《国家发展改革委办公厅、财政部办公厅关于组织申报2011年节能技术改造财政奖励备选项目的通知》（发改办环资[2011]1668号）；

10、项目承办单位编制本项目可行性研究报告的委托书；

11、项目承办单位提供的基础数据、技术资料等。

1.3研究工作的范围

根据国家对建设项目可行性研究阶段的工作范围和深度规定，本报告在对项目的建设条件进行了实地查勘，对项目建设的必要性、建设场地与条件、规模与内容、总平面布置及建筑结构方案、环境保护、节能及消防与安全、项目组织与实施、组织机构与定员、投资估算与资金筹措等方面进行综合研究和分析，重点研究和论述项目建设的必要性、内容及方案、投资估算与资金筹措，为项目的决策和建设提供可靠依据。

1.4企业概况

xxxxxxx是一家新兴的高科技化工企业，为xxxxxxx市重点建设企业。

公司注册资本1836万元，公司法人代表xxxx。

公司采用具有国际先进技术水平的全自动化工生产线，主导产品为燃料级二甲醚（DME）。

二甲醚是一种重要的有机化工原料，广泛应用于燃料、制冷剂、气雾剂、发泡剂、有机合成原料等领域，今后将重点成为车用燃料和民用液化石油气的替代燃料，被誉为“21世纪的清洁燃料”，市场前景十分广阔。

公司位于xxxxxxx省xxxxxxx市xxxxxxx区东郊12公里处，新北环路、漯（河）周（口）公路贯通东西，西距京珠高速公路6公里。

公司拥有一支高素质的管理团队和员工队伍，现有员工55人，其中高级职称1人，各类中级职称16人，为公司提供充足的生产经营管理保障。

公司占地45亩于2007年10月开始筹建，12月破土动工，于2008年11月建设安装完成，2009年产7万吨二甲醚装置顺利通过安全、环保验收并达标达产。

2010年实现销售收入1.2亿元，实现利税400万元。

截止2010年底，公司总资产3000万元，其中固定资产为1636万元，资产负债率为35%。

1.5项目建设背景及必要性

节能减排已成为我国经济社会实现可持续发展的一项长期任务，不仅是促进我国经济又好又快发展的必要保障，也是人类应对全球气候变化的迫切需要。

即使在国际金融危机对我国经济产生严重冲击的情况下，中央在制定和实施“扩内需、促增长”一揽子计划的政策措施中，依然始终坚持节能减排不动摇，把节能减排作为扩内需、保增长、调结构的有机组成部分并取得了明显成效。

2010年上半年，能源消费同比增长11.2％，国内生产总值同比增长11.1％，以此测算，单位GDP能耗同比上升0.09％，与上年同期基本持平，与一季度单位GDP能耗上升3.2%相比，有所改善，规模以上工业单位增加值能耗同比降低1.25％。

十一五期间的主要污染物指标化学需氧量（COD）和二氧化硫排放量相比去年有降有升，2010上半年全国化学需氧量排放总量641.9万吨，与2009年同期相比下降2.39%；二氧化硫排放总量1150.3万吨，与2009年同期相比上升0.22%。

整体分析来看，2010年我国第一季度单位GDP能耗和主要污染物排放与二季度相比下降的主要原因有二：

一是三次产业结构不断优化。

从三次产业结构看，上半年第三产业比重同比提高1.3个百分点，第二产业比重同比下降0.4个百分点；从工业内部结构看，六大高耗能行业规模以上工业增加值同比增长17.2％，增幅同比回落2.4个百分点，低于规模以上工业2.8个百分点。

二是主要耗能行业单位增速呈现明显下降趋势。

高耗能行业是节能的关键，工业和信息化部向各地下达今年18个行业淘汰落后产能任务，这些落后产能必须在三季度前全部关停。

同时，停止对高能耗、高污染项目和产能过剩行业新增项目的审批、核准。

在一系列强有力的政策措施推动下，二季度节能形势比一季度明显好转，能耗增速呈现明显下降趋势。

如煤炭行业下降2.69%，钢铁行业下降1.64%，建材行业下降7.61%，化工行业下降4.28%，纺织行业下降2.42%。

能源消耗水平是经济结构、增长方式、科技水平、管理能力、企业能力的综合反映。

节能减排不仅是资源节约和环境保护的客观需要，也是企业提高竞争力、加快发展的必然要求。

企业作为节能减排的执行主体，应当将节能降耗作为提高企业核心竞争力的历史契机，努力把节能降耗的重担转变为自身持久发展的不竭动力，促成企业的可持续发展。

xxxxxxxxxxxxxx化工有限责任公司是当地从事氮肥生产的重要企业，生产能力已达年产7万吨二甲醚的规模，产品销售状况良好。

根据国家“大力节约能源资源，加快建设节约型社会”的发展目标，xxxxxxxxxxxxxx化工有限责任公司规划对企业现有生产系统进行综合节能技改，使效益增长建立在能源节约和保护环境的基础上，这不仅是企业深入落实科学发展观，实现“十二五”节能减排目标的具体体现，而且对企业节约能源、提高经济效益，促进企业健康发展具有十分重要的意义。

该项目实施后，不仅降低了企业能耗和生产成本，稳定产品质量，而且会大大提高企业的经济效益，增强企业的竞争力，因此是十分可行和必要的。

1.6项目基本情况

1.6.1项目建设内容及规模

本次系统节能改造在现有年产二甲醚7万吨规模基础上实施，主要内容如下：

汽化塔增加再沸器；精馏塔工艺改造；对现有精馏塔的进料位置、分布器及塔盘进行改造；双级反应新工艺改造；循环水采用蒸发冷凝器。

1.6.2项目总投资及资金来源

项目总投资1095万元，资金来源为企业自筹。

1.6.3项目管理与实施

为做好建设项目的各项工作，公司成立项目建设领导小组，负责各项手续的办理、设计、报批与实施等工作。

项目建设期为1年。

1.6.4环境保护

本项目利用新工艺、新技术和新设备进行系统节能改造，不扩大生产规模，有效降低企业生产能耗，实现资源节约综合利用。

改造后年减排二氧化碳34487.5吨，二氧化硫227.6吨，粉尘3448.7吨，具有明显的环境效益。

1.7项目实施效果分析评价

改造后年实现节能折标煤13795吨，污染物排放量明显降低，年减排二氧化碳34487.5吨，二氧化硫227.6吨，粉尘3448.7吨（吨标煤所产生的粉尘、SO2、CO2、系数分别为0.25吨、0.0165吨、2.5吨），具有明显的环境效益和社会效益。

经分析预测，项目计算期内年平均节能增收1103.60万元，年均总成本费用为828.94万元，年平均利润总额265.75万元；项目全部投资内部收益率（税后）为28.87%，全部投资回收期（税后）为4.52年，全部投资财务净现值（Ic=11%税后）为1216.84万元。

项目具有较好的财务盈利能力，投资风险不大，本项目在财务上可行。

1.8项目结论及建议

综上所述，本项目采用新设备、新工艺进行生产系统节能技改，降低生产耗能、气热及电能的消耗，减少了废渣、废气排放量，符合国家产业技术政策。

该项目建成后，将降低生产成本，提高产品质量，经济效益显著，对促进企业可持续发展具有重要意义。

因此，项目的建设是必要和可行的。

建议加快项目的前期工作进程，积极落实建设资金，尽早开工，保质保量按时完成工程建设，及时投入使用，尽快发挥项目应有的社会及经济效益。

1.9主要经济技术指标表

项目主要技术经济指标表

序号

指标名称

单位

指标

备注

Ⅰ

节能数据

1

节标煤

吨

13795

Ⅱ

经济数据

1

总投资

万元

1095

2

资金筹措

其中：

自有资金

万元

1095

银行贷款

万元

3

年经营收入

万元

1103.60

4

年总成本费用

万元

828.94

5

年利润总额

万元

265.75

6

年经营（销售）税金及附加

万元

8.91

7

年所得税

万元

66.44

8

年净利润（税后利润）

万元

199.31

Ⅲ

财务评价指标

1

投资利润率

%

24.27

2

投资利税率

%

25.08

3

全部投资财务内部收益率

%

34.95

税前

4

全部投资财务内部收益率

%

28.87

税后

5

全部投资回收期（税前）

年

3.95

含建设期

6

全部投资回收期（税后）

年

4.52

含建设期

7

全部投资财务净现值

万元

1657.43

税前

8

全部投资财务净现值

万元

1216.84

税后

9

盈亏平衡点（BET）

%

39.58

第二章生产系统现状及节能潜力分析

2.1产品介绍及规模

二甲醚（DME）是一种无色、无毒的化工产品，具有优良的混溶性，易溶于汽油、二氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多种有机溶剂，加入少量助剂后可与水以任何比例互溶。

二甲醚的毒性很低，无致癌性。

常温下蒸汽压为0.6MPa，具有与液化石油气（LPG）相似的物性，对大气臭氧层无损害，在大气对流层中容易降解。

二甲醚基本的物理性质见下表，100ml水中可溶解3700mlDME气体，DME也易溶于汽油、二氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多种有机溶剂。

DME燃烧时火焰略带亮光，常温下难于活化。

二甲醚是重要的化工原料，可用于许多精细化学品的合成，同时在制药、燃料、农药等工业中有许多独特的用途。

二甲醚还可称为城市煤气和液化气的代用品，也可作为汽车燃料。

二甲醚可作为燃油的补充，用作汽车燃料、民用燃气。

二甲醚作车用燃料时，其燃烧性能好，发动机爆发力大，可实现无烟燃烧，是柴油发动机理想的替代燃料。

使用二甲醚燃料，尾气无需处理，其氮氧化合物及黑烟微粒排放就能满足美国加利福尼亚州燃料汽车超低排放尾气标准，发动机爆发力大，性能好。

二甲醚作为民用燃料可具备燃烧充分、无残液，不析碳等优点。

xxxxxxx是一家新兴的高科技化工企业。

公司现有一套7万吨/年二甲醚装置，工艺为四川天一科技提供传统的甲醇汽化、固定床反应、精馏分离、残液闪蒸回收及尾气采用残液回收等专利技术。

主导产品为燃料级二甲醚（DME）。

二甲醚是一种重要的有机化工原料，广泛应用于燃料、制冷剂、气雾剂、发泡剂、有机合成原料等领域，年生产能力为7万吨二甲醚。

该项目是利用新工艺、新技术和新设备进行节能技改，实现资源节约综合利用，降低环境污染。

2.2目前企业生产工艺概况

2.2.1工艺原理及工艺描述

以甲醇为原料，在反应压力1.0MPa，入口温度达160～210℃，催化剂床层温度295～350℃的条件下，甲醇气体经催化脱水制取二甲醚，反应式如下：

主反应：

2CH3OH=CH3OCH3+H2O

ΔH=2217KJ/mol

副反应：

CH3OH=CO+2H2

CH3OCH3=C2H2+H2O

CH3OCH3=CH4+H2+CO

CO+H2O=CO2+H2

上述副反应为主要的副反应，副反应过程较复杂，还存在其它少量的副反应过程。

主反应为放热反应，为防止反应器催化剂床层温度较高，有效利用反应热加热原料气，采用两段固定床冷激式DME反应器，用气相甲醇原料冷激降温，以确保反应在所需条件下连续正常进行。

分离采用高效波纹压延孔板填料，使分离一步到位，达到所需的产品质量。

原料甲醇单程转化率为70～80%，DME的选择性大于99%，生成物及未反应的甲醇经冷凝和洗涤得到粗产品，在经过精馏的方法得到产品DME，同时未反应的甲醇经精馏后循环使用。

工艺流程说明

甲醇催化脱水制取DME，主要包括原料甲醇汽化、脱水反应、冷凝洗涤、精馏提纯，工艺流程如下图：

图：

甲醇汽化及脱水反应工艺流程图

（1）甲醇中间罐中的原料甲醇经过甲醇进料泵加压并计量后，在甲醇预热换热器由反应生成气预热，然后进入汽化塔进行完全汽化并过热；精馏塔釜液也部分进入甲醇汽化器，进行过热，精馏塔釜液中含少量杂醇油（Y1）经汽化塔分离后，从汽化塔中部取出。

汽化甲醇经换热器换热后分两股进入脱水反应器，从反应器出来的粗甲醚返回换热器及预热器回收热量后，再经冷凝器冷却后进入粗甲醚贮罐进行气液分离。

反应器使用一段时间后有一定的废催化剂产生，由设备厂家定期及时回收。

图：

冷凝洗涤及精馏提纯工艺流程图

（2）粗甲醚贮罐气液分离后，液相为粗甲醚，气相为氢、一氧化碳、甲烷、二氧化碳等不凝性气体和饱和的二甲醚、甲醇蒸汽。

气相料经冷却器冷却后进入洗涤塔，用精馏塔釜液吸收其中的二甲醚、甲醇，吸收液返回粗甲醚贮罐，吸收尾气则经减压后送导热油加热系统燃烧。

粗甲醚储罐分离出粗甲醚液体用泵加压并计量后进入预热器，预热后进入精馏塔。

经精馏分离从塔上部得到二甲醚产品，经冷凝器冷凝后流入甲醚回流罐，一部分回流回精馏塔，另一部分作为产品送去二甲醚罐区。

（3）精馏塔釜液（主要为甲醇和水）排入精馏塔釜液贮罐后，经泵加压后一股送入甲醇汽化塔回收甲醇，另一股经洗涤液冷却器冷却后送入洗涤塔作吸收液。

工艺废水从汽化塔釜底排出，经汽提塔汽提后，废水经冷却器冷却后送至污水处理系统处理后回用于循环冷却补充水。

汽提塔顶回收的粗甲醇送到甲醇中间罐循环使用。

图为釜液回收及废水汽提工艺流程图

2.2.2生产系统主要设备表

xxxxxxx化工静止设备一览表

序号

设备名称

型号规格

设计压力/Mpa

重量/Kg

材质

位号

图号

生产厂址

1

精馏塔釜液罐

V=12M3

1

3390

16MnR/20Ц

V103

40-V103-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

2

气体冷却器

F=81.2M2

壳0.8-管0.45

2620

16MnR/Q235-C

E108

40-E108-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

3

精馏塔再沸器

F=70.4M2

壳0.5-管1

2670

16MnR.20ЦQ235-C-20

E106

40-E106-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

4

精馏塔冷凝器

F=272M2

壳0.9-管0.4

7940

16MnR/Q235-C

E107

40-E107-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

5

粗甲醚冷凝器

F=293.5M2

壳0.8-管0.45

8710

Q235-C

E105

40-E105-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

6

甲醇预热器

F=107M2

壳0.85-管0.8

3615

16MnR/Q235-C

E104

40-E104-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

7

气体预热器

F=280.5M2

壳0.8-管0.8

8065

16MnR.20

E103

40-E103-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

8

开工加热器

F=136.9M2

壳0.55-管0.8

4095

16MnR.20

E101

40-E101-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

9

汽提塔

￠１０００／￠７００

Ｈ１２．５５５M

塔内0.5管0.85

2865

Q235-C.20

T104

40-T104-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

10

汽化塔

￠１８００／￠１２００

Ｈ１８．６５５M

0.6-0.9

8565

16MnR.20Ц

Ｔ101

40-Ｔ101-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

11

精馏塔

ＤＮ１１００／ＤＮ１６００

Ｈ＝１９．４４５Ｍ

0.9-1.0

8090

16MnR

T103

40-T103-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

12

洗涤塔

￠８００／￠５００

Ｈ１０．２２５M

壳0.44塔0.6-0.8

2015

16MnR.20/Q235-C

T102

40-T102-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

13

废水冷却器

Ｆ＝３７Ｍ2

壳０．２／管０．４５

1390

16MnR/Q235-C

E109

40-E109-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

14

开工冷却器

Ｆ＝56.6M2

壳0.8/管0.45

1905

16MnR/Q235-C

E110

40-E110-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

15

粗甲醚预热器

Ｆ＝56.6Ｍ２

壳1.1/管0.8

2155

16MnR/Q235-C/20

E111

40-E111-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

16

汽提塔再沸器

F=20.7M2

壳0.5/管0.15

850

16MnR/Q235-C/20

E112

40-E112-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

17

洗涤液冷凝器

F=43M2

壳1/管0.45

1585

16MnR/Q235-C

E114

40-E114-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

18

气提塔冷凝器

F=56M2

壳0.1/管0.45

1930

16MnR/Q235-C/20

E113

40-E113-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

19

反应器

V=18M3

0.8

6405/366

16MnR,16MnШ

R101

40-R101-1

填装13.3M3

20

粗甲醚储罐

￠２４００＊１２/Ｖ＝３２Ｍ３

0.8

7190

16MnR

V102

40-V102-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

21

甲醇中间罐

V=40M3

常压

4710

Q235-B

V101

40-V101-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

22

放空气缓冲器

V=3M3

0.5-0.9

930

20R

V105

40-V105-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

23

甲醚回流罐

V=24M3

0.95-1.0

5325

16MnR

V104

40-V104-1

鹤壁市煜广通用环保有限公司

24

二甲醚球罐

1000M3

四川蓝星机械

25

1#甲醇槽

1000M3

常压

4511

Q235-B

V201-A

40-V201-1

鑫丰公司

26

1#甲醇槽

1000M3

常压

4511

Q235-B

V201-B

40-V201-1

鑫丰公司

27

高位油槽

10M3

无锡州常能源设备厂

28

低位油槽

20M3

无锡州常能源设备厂

29

导热油锅炉

YLL800（700）KW

无锡州常能源设备厂

30

无塔自动供水器

7400*2200

0.25

2950

鑫丰公司改装

2.3工艺主要耗能设备清单

序

号

设备名称

型号

功率

（KW）

介质

台数

法兰标准

生产厂址

1

甲醇进料泵

F82-518J4BM-0508VIBI-K

22

甲醇\水

2

JIS20K

大连帝国屏蔽电泵

2

精馏塔进料泵

R82-317J4BM-0506TI-F

6.6

二甲醚

甲醇/水

2

JIS21K

大连帝国屏蔽电泵

3

甲醚回流泵

RWE82-416H4BM-0506UI-K

11

二甲醚

2

JIS22K

大连帝国屏蔽电泵

4

釜液输送泵

BA82-217J4BM-00405TI-F

3

甲醇\水

2

JIS23K

大连帝国屏蔽电泵

5

甲醇卸车泵

F82-416H4BM-0506UI-F

7.5

甲醇

2

JIS24K

大连帝国屏蔽电泵

6

甲醇输送泵

F82-317H4BM-0506TI-F

6.6

甲醇

2

JIS25K

大连帝国屏蔽电泵

7

二甲醚装车泵

RWE82-317H4BM-0608TI-K

6.6

二甲醚

3

JIS26K

大连帝国屏蔽电泵

8

引风机

9

鼓风机

10

1#循环油泵

11

2#循环油泵

12

3#循环油泵

13

1#注油泵

14

2#注油泵

15

炉条机

16

出渣机

17

上煤机

18

污水泵

19

循环水泵

DFSS200-420A

2

上海东方泵业集团

20

循环水风机

21

深井泵

22

电动消防水泵

23

柴油机消防泵

2.4生产能耗状况

全年二甲醚总产量P1＝70000t

全年总煤耗：

25320吨，折标系数为0.78tce/t，折标煤19750吨。

全年总电耗：

455万kW·h/年，电当量值折标煤3.5tce/万KW·h，折标煤1592.5吨。

全年能耗折标准煤＝19750+1592.5=21342.5吨标准煤。

2.5节能潜力分析

公司现有一套7万吨/年二甲醚装置，工艺为四川天一科技提供传统的甲醇汽化、固定床反应、精馏分离、残液闪蒸回收及尾气采用残液回收等专利技术。

反应器为两段绝热反应，床层温度高，副反应物多，不冷凝气量大，特别是催化剂使用到后期，温度高达380℃，副反应进一步增加，二甲醚能耗高成本上升，综合效益明显下降。

该装置运行能耗高的主要原因分析:

（1）该工艺精甲醇单程转化率最高只有75%，大量的没有参加反应的甲醇在精馏塔塔釜-解析闪蒸槽-残液泵-甲醇汽化塔-换热器-反应器之间进行无效循环；同时，由于系统中的水吸收的热量又转变为蒸汽进入反应器，造成锅炉煤消耗偏高。

（2）原装置由于采用的反应器为二段式冷激式反应器，不仅床层温度高，而且副反应物多，同时系统中产生的大量不凝气体，又造成了原料甲醇消耗的上升。

（3）原装置洗涤不凝气体采用的是33%残液，由于残液中甲醇浓度偏高，造成不凝气体中仍有一部分二甲醚、甲醇洗涤不下来，随着不凝气体的带出，又造成了原料消耗的上升。

（4）原装置粗二甲醚由110℃冷却到32℃，然后又由粗二甲醚泵加压再输送到精馏塔内部进行分离，不仅增加了运行电耗、冷却水耗，同时也增加了精馏塔的热负