以焦炉气为原料合成甲醇项目可行性研究报告书.docx

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以焦炉气为原料合成甲醇项目可行性研究报告书

灵石中煤北方化工有限责任公司

以焦炉气为原料合成甲醇项目

可行性研究报告

第一篇中煤化工公司30万吨/年焦炉煤气制甲醇工程总论

1总说明……………………………………………………………………1-1

1.1概述………………………………………………………………………1-1

1.1.1项目名称及主办单位…………………………………………………1-1

1.1.2项目主办单位基本情况………………………………………………1-1

1.1.3项目提出的背景和投资的必要性……………………………………1-2

1.1.4编制依据………………………………………………………………1-6

1.1.5报告编制研究指导思想………………………………………………1-6

1.1.6项目研究范围…………………………………………………………1-7

1.2初步研究结论……………………………………………………………1-7

1.2.1项目概况和简要结论…………………………………………………1-7

1.2.2新技术设备的采用情况………………………………………………1-8

1.2.3原料用量………………………………………………………………1-8

1.2.4公用工程和辅助设施…………………………………………………1-8

1.2.5存在主要问题和建议…………………………………………………1-10

1.2.6甲醇项目主要技术经济指标…………………………………………1-10

2产品市场分析预测………………………………………………………2-1

2.1产品性质及用途…………………………………………………………2-1

2.2市场预测分析……………………………………………………………2-8

2.3目标市场及竞争力分析…………………………………………………2-24

2.4产品价格分析预测………………………………………………………2-28

2.5主要原材料、燃料、动力价格现状及预测……………………………2-31

3产品方案及生产规模………………………………………………………3-1

3.1产品方案…………………………………………………………………3-1

3.2生产规模…………………………………………………………………3-1

3.3年操作日…………………………………………………………………3-1

3.4产品的质量指标…………………………………………………………3-1

3.5全厂工艺流程图及物料平衡表…………………………………………3-2

第二篇中煤化工公司30万吨/年焦炉煤气制甲醇工程工艺和控制

4工艺技术方案………………………………………………………………4-1

4.1概述………………………………………………………………………4-1

4.2空分………………………………………………………………………4-2

4.3造气补碳系统……………………………………………………………4-6

4.4压缩………………………………………………………………………4-19

4.5转化………………………………………………………………………4-26

4.6脱硫………………………………………………………………………4-36

4.7甲醇合成…………………………………………………………………4-41

4.8甲醇精馏…………………………………………………………………4-49

4.9自动控制…………………………………………………………………4-52

4.10工艺装置设备一览表…………………………………………………4-59

5原材料、燃料及动力的供应………………………………………………5-1

5.1原料及燃料的供应………………………………………………………5-1

5.2主要辅助材料规格、来源及用量………………………………………5-2

6建厂条件和厂址方案………………………………………………………6-1

6.1建厂条件…………………………………………………………………6-1

6.2厂址方案…………………………………………………………………6-4

7公用工程和辅助设施方案…………………………………………………7-1

7.1总图运输…………………………………………………………………7-1

7.2给排水……………………………………………………………………7-5

7.3供电及电讯………………………………………………………………7-15

7.4供热和自备电站…………………………………………………………7-27

7.5固体原料、产品贮运及机械化运输……………………………………7-35

7.6外管………………………………………………………………………7-39

7.7采暖通风及空气调节……………………………………………………7-39

7.8土建………………………………………………………………………7-40

7.9机、电、仪三修…………………………………………………………7-41

7.10分析化验…………………………………………………………………7-41

8节能与节水………………………………………………………………8-1

8.1概述………………………………………………………………………8-1

8.2能耗指标及分析…………………………………………………………8-1

8.3工艺生产节能技术………………………………………………………8-3

8.4工艺生产节水措施………………………………………………………8-4

9环境保护……………………………………………………………………9-1

9.1建设地区环境概况………………………………………………………9-1

9.2现有工程概况……………………………………………………………9-2

9.3设计采用的环境保护标准………………………………………………9-3

9.4工程内容及流程简述……………………………………………………9-4

9.5主要污染源及污染物……………………………………………………9-4

9.6环境保护措施……………………………………………………………9-10

9.7工程环境影响分析………………………………………………………9-12

9.8绿化………………………………………………………………………9-12

9.9环保投资概算……………………………………………………………9-12

9.10存在问题及建议…………………………………………………………9-12

10劳动安全卫生和消防……………………………………………………10-1

10.1劳动保护与安全卫生……………………………………………………10-1

10.2消防……………………………………………………………………10-10

11企业组织和劳动定员………………………………………………………11-1

11.1工厂制度…………………………………………………………………11-1

11.2企业组织及定员…………………………………………………………11-1

12项目实施规划……………………………………………………………12-1

12.1建设周期…………………………………………………………………12-1

12.2各阶段实施规划设想……………………………………………………12-1第三篇中煤化工公司30万吨/年焦炉煤气制甲醇工程工艺流程图

1、空分工艺流程图

（一）、

（二）

2、焦炉气压缩工艺流程图

3、水煤气压缩工艺流程图

4、转化工艺流程图

5、热电站上煤系统工艺流程图

6、造气上焦系统工艺流程图

7、造气工艺流程图

8、气柜及电除尘工艺流程图

9、NHD脱硫工艺流程图

10、甲醇合成工艺流程图

11、甲醇精馏工艺流程图

12、全厂水量平衡图

13、全厂高压供电系统图

14、全厂蒸汽平衡图（正常工况）

15、总平面布置图

16、区域位置图

第一篇中煤化工公司30万吨/年焦炉煤气制甲醇工程总论

1总说明

1.1概述

本项目利用山西灵石中煤九鑫焦化公司年产200万吨焦碳外供4.24亿标立方米焦炉气，以焦炉气为原料生产30万吨/年甲醇。

项目承办单位为山西灵石中煤北方化工有限责任公司。

该公司由中煤焦化控股有限责任公司和香港北方焦化有限公司合资组成，分别占70%和30％的股份。

1.1.1项目名称及主办单位

项目名称：

以焦炉气为原料合成甲醇项目

主办单位：

山西灵石中煤北方化工有限责任公司

地址：

山西省灵石县中煤焦化工业园区

1.1.2项目主办单位基本情况

本项目建设主办单位为中煤焦化控股有限责任公司和香港北方焦化有限公司组成的股份公司，暂定名“灵石中煤北方化工有限责任公司”，分别占70%和30％的股份，项目资本金为30%，贷款利息6.12%。

利用中煤九鑫公司外送焦炉气配套生产甲醇的新建项目。

中煤焦化控股有限责任公司（英文名字“ChinaCoal&CokeHoldingsLimited”，简称“CNCCoke”）成立于2003年8月，是一家致力于焦炭、煤炭及煤化工产品的生产、加工、投资和国内外贸易的能源化工企业，是中国中煤能源集团公司的全资控股子公司。

中煤焦化控股有限责任公司是中煤集团公司煤焦化优势业务的战略执行单位。

自公司成立以来，依托中煤集团公司的综合优势，抓住国际能源化工产业结构调整的有利机遇，坚持煤――焦一体化发展战略，坚持混合所有制经济发展模式，一手抓经营管理，一手抓基地建设，实现了企业的快速发展。

目前，中煤焦化控股有限责任公司总资产30亿元，在编职工4000人，拥有4家绝对控股焦化生产企业，1家相对控股焦化生产企业，2家国内分公司，并在境外设立了北方焦化（香港）有限公司和中煤美国公司两家贸易企业。

中煤焦化控股有限责任公司拥有焦炭生产能力285万吨，其中冶金焦220万吨，铸造焦65万吨。

目前在建冶金焦140万吨，铸造焦25万吨新工程项目。

预计2006年末，中煤焦化控股有限责任公司将形成焦炭生产能力450万吨，成为中国最大的商品焦生产和贸易企业之一。

北方焦化（香港）有限公司2003年3月成立，主营焦炭及相关化产品的进出口贸易。

2005年主营业务收入8.36亿元。

1.1.3项目提出的背景和投资的必要性

1.1.3.1项目提出的背景

山西灵石中煤九鑫焦化有限责任公司（以下简称中煤九鑫公司）是一家2004年1月注册成立的国有控股企业，是由中国中煤能源集团公司所属中煤焦化控股有限责任公司与灵石县九鑫煤焦有限责任公司共同投资建设的大型现代焦化企业。

公司坐落于以中煤九鑫焦化有限责任公司为龙头的灵石中煤焦化工业园区。

该园区为山西省规划的八大焦化工业园区第一。

中煤九鑫公司是灵石县目前最大的调整产业结构项目，采用现代化生产设备和先进生产工艺，具有完善的环保设施，符合国家产业政策和可持续发展的要求。

九鑫煤焦有限公司现已具备200万吨/年焦碳能力，20MW/h焦炉气发电和外供4.24亿标立方米/年焦炉气约占总焦炉气产量的1/3，以及配套的焦化产品。

当前这部分外送焦炉气没有利用而送火炬焚烧，造成每年8000多万元的煤气价值白白损失，而且还造成当地大气环境的污染。

1.1.3.2项目投资的必要性和意义

中煤煤焦控股有限责任公司是一家以煤焦化生产为主的现代化企业，公司拥有大规模的炭焦生产装置。

然而在生产过程中，却面临一个—十分重要的炼焦富产焦炉气出路问题。

目前，公司的焦炉气约1/3富余，约有4.24亿标立方米/年通过火炬放散到空气中，这不仅是一种巨大的资源浪费，而且对环境造成严重的污染。

由于现在一时寻找不到大规模消耗焦炉气的工业用户，只好选择用焦炉气来发电应急措施，这样不仅运行成本高，入电网费用高，使焦炉气这一高品质的化工资源未得到合理有效的利用。

在这种背景下，结合市场经济、环境等因素，采用焦炉气来生产市场前景好的甲醇产品，使焦化工程成为既环保又有经济效益的项目。

充分利用炼焦富产的焦炉气生产高附加值、不污染环境的甲醇产品是一项十分有益的投资项目。

对于煤焦化行业的深加工、循环经济可持续发展十分有利。

焦炉气是焦炭生产过程中煤干馏出来的气体，干馏温度为550℃，经过焦化公司的冷凝鼓风、电捕焦油、脱硫、脱氨、脱苯等工艺后的焦炉气含有大量的氢气、甲烷和少量的多碳烷、烯烃及惰性气氮气和硫化物。

利用焦炉气制取甲醇是炼焦厂富产焦炉气综合利用深加工开发的先进技术，是利用焦炉气经济效益最好的工艺方法之一。

由于焦化公司的地理位置等原因，焦炉气利用不够充分，特别是中小焦化厂大多直接排空。

据有关部门测算仅山西全省每年大约有150亿标立方米的焦炉气直接排空或点了“天灯”，造成巨大的资源浪费和环境污染。

为了降低甲醇生产成本及寻找更廉价的原料，现在人们又把目光投向了焦炉气。

建设一套焦炉气制甲醇比煤气化制甲醇同样规模一次性投资要减少40%～50%。

本项目是为中煤北方化工有限公司设计的一套焦炉气制甲醇的项目，该项目是位于山西省灵石县坛镇堡子塘村西的500米的年产200万吨焦炭配套的焦炉气生产甲醇的项目。

由于焦炉气经转化生产甲醇其氢气过剩，为了更好利用这部分氢气，拟新建一套利用焦化公司生产的部分售价低的小粒焦为原料，采用固定床纯氧/蒸汽气化炉生产水煤气作为补碳煤气补入甲醇合成气中。

使合成气达到甲醇合成所需理想的氢碳比。

甲醇是由CO和H2合成的，主要生产原料为煤、焦碳、天然气、焦炉气、石油等。

甲醇产品目前是全世界需求量巨大的重要基础化工产品和基本化工原料，同时也是新一代的能源燃料，其产量仅次于合成氨而居于第二大化工原料产品。

甲醇在石油化学工业、医药工业、轻纺工业、生物化工以及能源、交通运输行业均有广泛用途，在国民经济中占有十分重要的地位。

投资甲醇项目有十分明显的必要性和经济意义。

本工程不仅有较好的经济效益，从本质上讲也是一项环保工程，是既符合国家能源发展政策，也符合国家环境保护要求，对焦化行业的持续发展具有重要意义的项目。

中煤煤焦控股有限责任公司建设焦炉气制甲醇装置，达到经济、社会和环境效益最大统一，其意义在于：

（1）本工程以焦炉气制取甲醇，从根本上解决了焦炉气的去向问题，而且变废为宝。

实现了对焦化富余焦炉气的综合利用，符合国家有关产业政策和行业规划以及环保要求。

（2）可以长远解决公司的生存问题，并且为当地提供更多的就业机会，促进区域经济的发展。

（3）做到了真正意义上的焦化行业向高附加值化工行业方向的转化。

（4）有利于国家能源产业结构的调整，保持国民经济的可持续发展。

传统焦化工业污染严重，在依托资源发展经济的同时必须解决好污染问题。

据测算全国以年产焦炭1.4亿吨计，则可副产焦炉气420亿米3，目前至少有1/3以上的焦炉气未能加以利用，放散至大气中，既浪费了大量的宝贵资源又严重污染了环境。

焦炉气中含有大量H2、CH4和CO是合成化学品的宝贵原料，如将放散的焦炉气加以利用约可生产750万吨/年甲醇。

就建设单位而言，若具备200万吨/年焦炭生产能力，大约每小时将会产生含有一定量硫化物、氨、CO2、苯、萘和焦油等有害物质的剩余焦炉气约52000Nm3/h，如排入大气将严重污染当地的大气，影响到周边的民众生活，同时也浪费了能源，52000Nm3/h的焦炉气相当于27.2万吨/年标准煤，可合成20万吨/年甲醇。

从国家可持续发展战略考虑，将这部分资源合理有效的利用是变废为宝、化害为利的重要举措，也是实现建设单位良性发展的有效途径。

焦炉气传统的利用方法是经过脱焦油、萘、苯和H2S后作为民用燃料气，这样非但将宝贵的化工原料烧掉浪费了，而且还有CO2、SO2和NOx产生照样污染环境。

如将焦炉气经净化处理用于合成甲醇可使资源得到有效利用，更大幅度的减少排放污染。

同时通过甲醇工艺的引入，也可为今后焦化工业萎缩时企业转入化学工业生产打下基础，只要用洁净煤气化技术置换焦化工艺，甲醇工业就可持续发展，甲醇为能源化工新产业，符合新时代可持续发展要求，也是化学工业发展的新方向。

甲醇是用途十分广泛的基本有机化工原料，在发达国家的产量仅次于乙烯、丙烯和苯，居第四位。

由甲醇出发可制取许多种化工产品；甲醇还可用作能源。

甲醇用途之广，几乎找不到另外一种有机产品，有甲醇如此广阔的使用范围。

国内已开发的甲醇下游产品主要有：

甲醇氧化制甲醛、甲醇氨化制甲胺、甲醇羰基化制醋酸、甲醇氯化制一、二、三氯甲烷和四氯化碳、甲醇脱水制二甲醚、甲醇脱氢制甲酸甲酯，然后再制甲酰胺和二甲基甲酰胺等，甲醇制甲基叔丁基醚（MTBE）、甲醇用作燃料等。

随着精细化工的发展，甲醇的消费量将不断增加和扩大，特别是精甲醇的需求必将会有较大的增长。

甲醇不仅是C1化学最基本的化工原料，而且是一种洁净燃料。

随着汽车技术的发展。

甲醇直接用于汽车发动机燃料及在汽油中添加甲醇量的增加，将会使甲醇的市场有很大的发展。

在城市里，汽车的尾气污染已成为主要污染源，而甲醇正是城市汽车理想的燃料替代品，汽车用甲醇燃料的技术发展一定会给甲醇的发展带来新的机遇。

甲醇合成技术的发展将会使甲醇成本不断下降，随着甲醇合成反应器和催化剂技术的发展，合成压力已由12MPa降到5～6MPa，温度由300℃降至220～250℃，甲醇生产强度由0.4～0.5吨/h·m3催化剂提高到1.0～1.4吨/h·m3催化剂，使生产成本大幅度下降，随着精馏技术的发展，能耗也有了大幅下降，使低压甲醇具有很强的竞争优势。

本工程的建设将为建设单位发挥自身特色，将资源优势转化为经济优势创造条件，把放散的焦炉气加工成用途广泛的甲醇产品，实现了化害为利、变废为宝、有效综合利用的原则，切实体现资源一能源一环境一体化可持续发展的基本国策，为企业持久不衰注入了活力，亦为滚动发展奠定了良好的物质基础。

就世界而言，甲醇生产多以天然气为原料，随着美国和新西兰等国天然气资源的锐减或枯竭，为发展以煤为原料生产甲醇提供了契机。

对于盛产焦煤的山西省而言，在迅速发展焦化工业的同时，解决剩余焦炉气合理利用问题就提到议事日程上来。

为抓住历史机遇，寻找新的利润增长点，立足当地丰富的焦炉气、煤、电资源优势，建设单位通过市场调查、前景预测及经济技术分析，决定采用焦炉气纯氧—蒸汽非催化转化、低压合成甲醇等技术，建设一套以焦炉气为原料年产30万吨的甲醇装置。

同时在今后还将依托国内外对甲醇下游产品开发新技术，切实把地方资源优势转化为技术经济优势，把集团公司建成全国较大规模的煤焦化工基地。

1.1.3.3项目建设的有利条件

●中煤煤焦控股有限责任公司决策建设以焦炉气生产甲醇项目，既是符合国家能源发展政策，也是符合国家环境保护要求的，对焦化行业的持续发展具有重要意义。

符合省、市、县的产业发展方向，符合中煤煤焦控股有限责任公司司的发展规划。

当地政府和各职能部门对该项目高度重视，全力支持，各项条件均比较成熟，是一个以提高企业经济和环保效益为理念，优化资源配置，推进产业结构调整，促进地方经济发展和企业产业升级的多赢项目，因此建设该项目意义重大。

●具有优秀的人力资源。

中煤煤焦控股有限责任公司司领导班子素质高，具有很强的开发与管理能力；职工队伍素质高，具有丰富的化工生产操作经验。

公司多年来积累丰富的管理经验与生产营销经验，培养大批专业技术人才。

●完善支撑保障体系，将资源优势转化为经济优势通过政策、法规和技术体系建设，完善资源的市场化配置，构建工业园区发展的支撑保障体系，加强循环经济和生态工业理念的宣传和普及，调动各方面的积极性，促进物质高效循环利用的机制和体制的形成；依托大型企业，发展多种所有制，发挥多产业耦合共生的优势，降低生产、流通和管理等环节费用，取得最大的综合效益，形成经济优势，增强对当地经济的拉动作用。

●土地使用，采用企业租用方式，生产区的土地由区政府按国家有关政策规定统一办理征用手续，企业可支付租金用地。

投资者根据生产经营需要可分批办理土地征用或租用手续。

1.1.4编制依据

1.1.4.1山西灵石中煤北方化工有限责任公司与中国天辰化学工程公司签订的《焦炉气合成甲醇项目可行性研究报告》技术咨询合同。

1.1.4.2中石化协产发（2006）76号文《化工投资项目可行性研究报告编制办法》（2006年4月）

1.1.4.3原化工部关于《化工建设项目预可行性研究报告内容和深度的规定》

1.1.4.4山西灵石中煤北方化工有限责任公司提供的相关基础资料。

1.1.4.5中煤焦化有限责任公司的总体发展规划。

（2006年3月石油化工规划院）

1.1.4.6国家颁发的投资项目最新法规、标准、规范文件。

1.1.5报告编制研究指导思想

●认真贯彻国家环保、消防、劳动安全等有关文件。

●最大限度地优化设计降低投资是可研报告设计自始至终贯穿的一条基本原则。

●严格按节能降耗的原则进行设计，大力创新、开发国家自有技术知识产权。

●在技术先进可靠的基础上，充分利用国内多年来的在化肥甲醇领域节能技改的成功经验，尽可能采用国产化的技术和装备，使项目在技术经济上居于国内同行业领先水平。

●充分利用国家和地方优惠政策，提高本工程项目的市场竞争力。

●结合我国国情及该厂的实际情况，采用适度先进、稳妥可靠的工艺技术，除某些关键材料和仪表确因国产化有困难需要引进外，其它工艺和设备均立足国内解决，以节约投资，提高项目的经济效益。

●主体工程与环境保护、安全生产、工业卫生同步考虑，以减少和消除工厂生产对环境的污染及对职工健康的危害。

●充分考虑依托九鑫焦化公司消防以及社会协作能力等公用设施。

1.1.6项目研究范围

本项目可研报告为山西灵石中煤北方化工有限责任公司利用九鑫焦化公司生产的富余焦炉气为主要原料，经转化、净化工序合成气低压合成甲醇。

项目生产装置主项内容范围如下：

空分

原料气压缩（包括焦炉气和造气炉水煤气）

焦炉气转化

焦炭纯氧蒸汽连续制气（造气）

NHD脱硫和干法精脱硫

合成气压缩

低压甲醇合成

甲醇精馏

甲醇罐区

循环冷却水系统

脱盐水系统

锅炉房及自备电站

总变及车间变配电所

全厂总图运输、外管、供电照明及地下管网等

1.2初步研究结论

1.2.1项目概况和简要结论

本甲醇项目利用中煤集团下属山西九鑫焦化公司炼焦副产外送富余的4.24亿标立米/年焦炉气（实际耗量3.872亿标立米/年）及8.24万吨/年，焦炭加工生产30万吨/年精甲醇。

本工程上马后可消除大气环境污染，生产市场热销的基本化工原料——甲醇，符合国家产业政策和能源政策，因此本项目属国家鼓励的利用高新技术发展循环经济，走可持续发展的阳光工程项目，应抓紧时机早建快上。

1.2.2新技术设备的采用情况

本项目采用多项国内外领先水平的先进可靠的新技术，归纳如下：

1.2.2.1采用大型单系列离心压缩机――蒸汽透平联合机组（空分空压机、焦炉气压缩机和合成气压缩机），以山西廉价易得的动力煤烧蒸汽为动力代替多台并联往复式电动压缩机，运行平稳，操作简单，维修工作量小，连续运行周期长，运行费用低，经济效益高。

1.2.2.2采用焦炉气纯氧非催化部分氧化技术新工艺，它不用催化剂，没有催化剂中毒的问题，工艺流程和设备结构简单，造价低，易于操作管理。

该技术在焦炉气制甲醇工艺中属首次应用，但可借鉴天然气纯氧非催化转化技术，证明这是一项先进节能安全可靠的新技术。

1.2.2.3采用NHD物理（溶剂）脱除H2S和部分COS，技术先进可靠。

1.2.2.4采用中国自己开发成功的绝热——恒温型低压甲醇合成塔，技术先进，安全可靠，经济节能，居于甲醇合成领先地位。

1.2.2.5采用先进无污染的小粒焦纯氧——蒸汽固定层连续气化技术制水煤气作为焦炉气制甲醇的补碳气，提高合成气碳氢比，使（H2-CO2）/