强烈推荐焦炉气制氢工程可行性研究报告.docx
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强烈推荐焦炉气制氢工程可行性研究报告
AAA化工股份有限公司焦化分公司
焦炉煤气制氢工程
可行性研究报告
MMCC化工设计有限公司（AAA化学工业集团公司设计研究院）
二○○六年六月MMAAA
1.2研究结论6
1.3工程装置组成7
1.4主要技术经济指标表8
1.5存在问题10
2.产品方案、生产规模10
2.1产品方案及生产规模10
2.2产品规格及质量标准10
3.工艺技术方案11
3.1工艺技术方案的选择11
3.2工艺流程及消耗定额12
3.3自控技术方案16
3.4主要设备选择17
3.5标准化26
4.原料、辅助材料及燃料动力的供应28
4.1装置概况28
4.2装置总供应量29
5.建厂条件和厂址方案30
5.1建厂条件30
5.2厂址方案35
6.公用工程和辅助设施35
6.1总图运输35
6.2给排水37
6.3供电及通讯39
6.4供热42
6.5采暖通风与除尘43
6.6土建44
7.环境保护45
7.1拟建项目所在地区的环境现状45
7.2环境保护法法规和标准47
7.3主要污染物及污染源48
7.4环保治理措施及预期效果51
7.5清洁生产和总量控制52
7.6环保投资54
8节能54
8.1设计指导思想及原则54
8.2主要节能措施54
9.劳动保护和安全卫生55
9.1编制依据及采用标准55
9.2生产过程中产生的危害因素分析57
9.3主要安全卫生防护措施64
9.4预期效果评价70
9.5劳动保护和安全卫生投资70
10.消防71
10.1编制依据及采用标准71
10.2消防设计原则71
10.3消防环境现状71
10.4工程的火灾危险性分析72
10.5消防系统设计74
10.6预期效果评价78
10.6消防设施费用78
11工厂组织和劳动定员78
11.1工厂组织78
11.2劳动定员79
11.3人员来源及培训79
12项目实施计划80
12.1建设周期的规划80
12.2项目实施进度规划80
13投资估算和资金筹措83
13.1投资估算83
14.财务、经济评价91
14.1产品成本和费用估算91
14.2财务评价92
附图：
1.区域图
2.总图布置方案
3.脱萘及压缩工序工艺流程图
4.预预处理工序工艺流程图
5.变压吸附制氢工序工艺流程图
6．后处理工序工艺流程图
1.总论
1.1概述
1.1.1项目名称、主办单位、企业性质及法人代表
项目名称：
焦炉煤气制氢工程
主办单位：
AAA化工股份有限公司焦化分公司
企业性质：
股份制企业
法人代表：
d
1.1.2编制依据和原则
1．编制依据
（1）原化学工业部文件，化计发（1997）426号《化工建设项目可行性研究报告内容及深度的规定》。
（2）国家环境保护保护总局环函[1998]56号文。
（3）《MM省焦化业污染防治规划》
（5）AAA化工股份有限公司焦化分公司委托编制“焦炉煤气制氢工程可行性研究报告”合同书。
2．编制原则
（1）综合考虑现有焦炉规模、焦炉煤气产量、氢气需求量等因素确定合理的建设规模及产品方案。
（2）采用先进、可靠的工艺技术方案，合理安排工艺流程，采用先进的自控手段，以保证装置顺利投产、稳定且长周期运转，充分发挥其很好的经济效益。
（3）总图布置，以布局紧凑、流程顺畅、操作方便、符合安全距离规范为原则，充分考虑与用氢装置及公用工程设施的配套协调，缩短物料输送距离，减小占地，同时结合国内同类装置总图布置方案，兼顾建设单位的意见。
（4）通过采用先进技术降低原材料、能源的消耗，消除污染，保护环境。
（5）设计中坚持“一体化、露天化、轻型化、国产化、社会化”的五化方针。
（6）依托工厂现有设施及资源，充分发掘工厂潜力，以节省投资、缩短建设周期，创造尽可能好的经济效益和社会效益。
（7）严格执行国家和行业有关规范、规定及标准。
1.1.3项目提出的背景及投资的必要性
1）企业概况
AAA化工股份有限公司是由AAA化学工业集团有限公司控股的上市公司，主要经营基本化工原料、复合肥料、焦炭、有机、无机化工产品、贵金属加工、高科技产品、精细化工产品、股权投资，兼营商业贸易、信息咨询、来料加工、运输、劳务、生产用水、煤气的生产经营与销售等。
主要产品有烧碱、聚氯乙烯、合成氨、甲醇、硝酸、硝铵、硝铵磷肥、铂网、焦炭、焦化化产系列产品等六十多种，其中三十多种产品获部、省、市优质产品奖，多种产品是国内开发最早、填补了国内空白和处于行业领先地位。
产品行销全国，并远销欧洲、美国、日本、东南亚等世界各地，产品市场潜力很大，发展前景十分广阔。
AAA化工股份有限公司现有总资产26亿元，净资产11.6亿元，2005年，公司完成销售收入17亿元。
内部机构设置精干高效，职工素质较高，大专以上学历职工3536人，占职工总数的近40%，专业技术人员近千人。
AAA化工股份有限公司焦化分公司是AAA化工股份有限公司的骨干企业，主要经营焦炭、焦油、粗苯、城市煤气等产品，焦化分公司前身为太化公司焦化厂，始建于1974年，1984年独立建制，20多年来一直从事煤炭转化、化产加工、煤气生产。
建厂以来经过多次技术改造和扩建，现已成为一个基础设施完备的焦化厂。
有相应的炼焦、筛贮焦、化产回收与精制、煤气净化、焦油加工和污水处理，有完整的供配电、供水等公用工程和较齐全的辅助工程及办公、生活福利设施。
AAA化工股份有限公司焦化分公司位于AAA市晋源区，北距市中心15km，占地16.8万m2，职工人数1150人，企业有多年生产管理经验，技术力量雄厚，技术人员占职工总数的23%，其中高级职称15人，中级职称111人，初级职称193人，而且有一个强有力的领导班子，有一支技术素质好、熟悉生产的技术队伍；有一支操作技能高、生产经验丰富的工人队伍。
2）项目提出的背景及投资的必要性
焦化工业是MM省支柱产业，据统计，2005年MM省焦炭生产能力己达14000万吨，产量为12000万吨，其附产焦炉煤气量约600万Nm3，西临AAA市西过境高速公路，东临太汾公路，工业园区内铁路网直通全国各地，交通运输十分便利。
园区内水、电、汽公用工程、辅助工程、办公及生活福利设施配套齐备。
企业有多年生产管理经验，技术力量雄厚，建厂条件比较优越。
本项目总投资1590.54万元，其中建设投资1527.00万元，无建设期利息，铺底流动资金63.54万元，项目建设期一年。
项目建设后年销售收入1540.00万元，实现利润350.75万元，上交税金276.99万元。
税后财务内部收益率18.26%，投资回收期4.01年，经济效益较好。
综上所述，太化股份有限公司焦化分公司建设焦炉气制氢装置是实施30万吨年苯加氢项目的重要环节，投资相对较小，经济效益好，建设期短，技术含量高，符合清洁生产和可持续发展要求。
本工程不仅具有良好的经济效益，同时又具有显著的社会效益，对促进MM炼焦工业和化工行业的全面发展，推动循环经济具有重要意义。
1.1.4研究范围
本可研对上述建设内容从建厂条件、总图布置、工程建设规模、产品方案、工艺技术方案、公用工程及辅助工程配套、技术经济、环境保护、劳动安全、社会效益等各个方面进行分析研究。
1.2研究结论
（1）太化集团公司是MM省煤化工重点企业，是MM省“十一五”发展规划的粗苯加工基地，实施焦炉气制氢工程是实现这一规划的重要环节，为焦化企业解决焦炉气回收利用找到又一条较好的出路。
符合国家产业政策，符合清洁生产和可持续发展要求，对促进MM炼焦工业和化工行业的全面发展，推动循环经济具有重要意义。
（2）本工程是太化股份有限公司焦化分公司清洁生产项目和循环经济项目，该分公司的循环经济项目总体思路为焦碳生产中产生的煤气进行焦油、粗苯回收，其中焦油在本企业自行加工。
回收的粗苯在本企业进行加氢精制，生产高纯苯、甲苯、二甲苯等本公司急需的生产原料。
回收的焦炉煤气除供城市煤气外，剩余部分经变压吸附制氢供粗苯加氢装置用，变压吸附的解析气作为焦炉加热用气，如此达到循环生产的目的。
（3）本工程采用了国内先进的PSA变压吸附技术，技术起点高，工艺成熟可靠，生产过程无污染、符合清洁生产工艺，是发展现代化的焦化工业，减少环境污染的需要。
（4）本工程建在现有太化工业园区内，交通运输十分便利。
园区内水、电、汽公用工程、辅助工程、办公及生活福利设施配套齐备，企业具有丰富的项目管理经验和多年生产管理经验，技术力量雄厚，建厂条件比较优越。
（5）工程投产后，年可实现销售收入1540.00万元，年利润总额350.75万元（以第6年为例），年上交国家税金276.99万元，财务内部收益率（税后）18.26%，高于行业基准收益率。
全投资回收期（税后）4.01年（含建设期），财务净现值（税后I=12%）为560.81万元，大于0。
表明项目在计算期内不仅能得到12%的报酬，还能得到560.81万元的超额收益，经济效益较好，
（6）本工程严格按照国家有关环境保护、劳动卫生及安全消防法规、标准及规范的要求，坚持生产设施与环境安全设施“三同时”的原则，建设清洁文明工厂。
综上所述，焦炉气制氢工程项目可行。
1.3工程装置组成
本工程由以下单元组成：
PSA焦炉煤气制氢装置分为四个工序，主要包含：
（1.）脱萘及压缩工序
（2.）预处理工序
（3.）变压吸附制氢工序
（4.）后处理工序
1.4主要技术经济指标表
表1-1主要技术经济指标表
序号
项目名称
单位
数量
备注
一
生产规模
设计规模
Nm3h
550
以产品氢气计
二
产品方案
1
氢气
Nm3a
550Nm3h
2
副产解析气
Nm3a
550Nm3h
三
年操作日
小时
8000
四
主要原材料消耗量
1
制氢焦炉煤气
Nm3a
1100Nm3h
2
主要辅助材料及催化剂
3
吸附剂CAN-229
kga
361.6
15年更换一次计
4
吸附剂CAN-324
kga
266
15年更换一次计
5
吸附剂CAN-421
kga
28
15年更换一次计
6
吸附剂CAN-193
kga
255.2
15年更换一次计
7
吸附剂CAN-110
kga
6610.4
15年更换一次计
8
吸附剂CAN-228
kga
8490.4
1年更换次计
9
吸附剂CAN-421
kga
267.2
1年更换次计
10
吸附剂CAN-324
kga
1704
2年更换一次计
11
吸附剂CAN-561
kga
60
2年更换一次计
12
Eac-4
kga
900
2年更换一次计
五
公用工程
1
循环冷却水
ta
257600
32.2th
2
新鲜水
ta
16000
2th
3
电380V220V
Kwha
264Kw.h
4
低压蒸汽
ta
4000
0.5th
5
低压过热蒸汽
ta
16000
2.0th
6
仪表空气
Nm3a
4.8×105
60Nm3h
置换氮气
Nm3a
400Nm3h
压缩空气
Nm3a
400Nm3h
六
运输量
1
运入量
ta
2
运出量
ta
七
定员
人
13
其中：
生产工人
人
13
八
占地面积
1
占地面积
m2
1375
2
绿化用地率
％
10
九
工程报批总投资
万元
1590.54
1
建设投资
万元
1527.00
2
建设期利息
万元
0
3
铺底流动资金
万元
63.54
十
年销售收入
万元
1540.00
正常年份
十一
成本和费用
万元
1028.01
十二
年利润总额
万元
350.75
以第六年计
十三
年销售税金
万元
161.24
十四
财务评价指标
1
投资利润率
%
20.17
2
投资利税率
%
29.45
3
投资回收期
所得税前
年
3.28
所得税后
年
4.01
5
全员劳动生产率
万元人
118.46
6
财务内部收益率（税前）
%
25.15
财务内部收益率（税后）
%
18.26
7
财务净现值（税前）
万元
1243.28
I=12%
8
财务净现值（税后）
万元
560.81
I=12%
1.5存在问题
（1）建议建设单位尽快委托编制环境影响评价报告，以使本工程后续设计得以顺利进行。
（2）建议建设单位根据本可研报告尽快落实本工程所需的外部条件。
2.产品方案、生产规模
2.1产品方案及生产规模
2.1.1确定原则
按照本企业焦炉规模、焦炉气产量及30万吨年粗苯加氢一期工程氢气需要量确定生产规模。
2.1.2.建设规模
按照前述的原则同时考虑建设规模的合理性、厂址和外部条件情况、资金及产品市场（公司自用）需求等因素，确定焦炉气制氢装置的建设规模为550Nm3h。
年操作时间：
8000小时。
操作制度：
四班三运转。
2.2产品规格及质量标准
2.2.1本装置产品为氢气，其规格如下：
（1）温度：
≤40℃
（2）压力：
≥1.2KPa
（3）流量：
550Nm3h
（4）产品提取率：
≥83%
（5）组成：
见表2-1
表2-1产品气组成
组成
H2
H2O
O2
ΣS
CO+CO2
合计
含量V%
99.9
≤30ppm
≤10ppm
≤2ppm
≤10ppm
100.00
2.2.2副产品
本装置副产品为PSA解吸气，PSA解吸气采用管道输送至装置界区外。
其规格如下：
（1）温度：
≤40℃
（2）压力：
0.02KPa
（3）流量：
550Nm3。
c）含油量
气源装置送出的气体（仪表用）油分含量应控制在8ppm以下。
d）仪表空气内不得含有易燃、易爆及腐蚀性气体（或蒸汽）。
仪表电源
仪表用电：
220VAC±10%，50HZ±0.5HZ5KV4KW不间断电源。
3.4主要设备选择
3.4.1主要非标设备选型
本装置非标设备有18种共29台，主要设备为预脱油脱萘器（T101AB）共2台、再生气加热器（E201）1台、除油器（T201AB）共2台、预处理器（T202AB）共2台、吸附器（T0301A~F）共6台、精脱硫器（R401AB）2台、干燥器（T401AB）2台、脱氧加热器（E401）1台、干燥冷却器（E404）1台。
3.4.2主要定型设备选型
本装置定型设备有两种共3台，主要设备为压缩机（C101AB）共2台、电加热器（PE101）共1台。
压缩机选用L5.5W-210.03-14型煤气压缩机。
电加热器选用JH04C-77-2型蒸汽电加热器。
3.4.5工艺设备一览表：
表3-2设备一览表
MMCC化工设计有限公司
工程名称
设备一览表
编制
图号
06K-B
校核
设计项目
100#
审核
第1页
共2页
序号
位号
设备名称
主要规格
图号或
标准号
单位
数量
材料
重量（Kg）
技术特性表编号
单
总
一
非标设备
1
T101AB
脱油脱萘
立式椭圆形封头
台
2
16MnR,20II
7565
15130
Φ=2000V0=22.3m3
内装填料填料体积
V=12.06m3H0=~9480
2
T102AB
精脱萘器
立式椭圆形封头
台
2
16MnR
1865
3730
Φ=1200V0=3.90m3
内装填料填料体积
V=2.93m3H0=~4580
二
定型设备
1
C101A~B
原料气压缩机
结构形式：
L型三缸复
L5.5W-210.03～14
台
2
组合件
7620
15240
动水冷容积流量：
21Nm3min
进气温度：
≤40℃
排气温度：
≤40℃
冷却水耗量：
≤24th
压缩机入口压力：
0.003MPa
压缩机出口压力：
1.4MPa
电机转速：
490rmin
电压：
380V
电机功率：
60KW
MMCC化工设计有限公司
工程名称
设备一览表
编制
图号
06K-B
校核
设计项目
100#
审核
第2页
共2页
序号
位号
设备名称
主要规格
图号或
标准号
单位
数量
材料
重量（Kg）
技术特性表编号
单
总
2
E101
电加热器
Φ=400H=~3700
加热介质：
蒸汽
压力：
0.4MPa
进口温度：
≤170℃
出口温度：
≤450℃
流量：
250Kgh
电压：
380V
电机功率：
60KW
3
L101
单梁起重机
起重量：
5t
台
1
组合件
起升高度：
8.5m
起升跨度：
8.0m
主电机功率：
N=7.5KW
运行电机功率：
N=0.4KW
MMCC化工设计有限公司
工程名称
设备一览表
编制
图号
06K-B
校核
设计项目
200#
审核
第1页
共1页
序号
位号
设备名称
主要规格
图号或
标准号
单位
数量
材料
重量（Kg）
技术特性表编号
单
总
1
T101AB
除油器
立式椭圆形封头
台
2
20R,20II
785
1570
Φ=800V0=1.0m3
内装填料填料体积
V=1.06m3H0=~3500
2
T202AB
预处理器
立式椭圆形封头
台
2
16MnR，20III,16MnIII
1920
3840
Φ=1000V0=3.0m3
吸附剂体积
V=2.5m3H0=~5290
3
E201
再生气加热器
立式椭圆形封头
台
1
20R，Q235-B
1110
1110
Φ=400H=~4205
F=21.0m2
换热管：
双管程
Φ25×2.5×3000，n=92
4
E202
再生气冷却器
立式椭圆形封头
台
2
20R，Q235-B
935
935
Φ=400H=~3565
F=17.0m2
换热管：
双管程
Φ25×2.5×2500，n=92
MMCC化工设计有限公司
工程名称
设备一览表
编制
图号
06K-B
校核
设计项目
300#
审核
第1页
共1页
序号
位号
设备名称
主要规格
图号或
标准号
单位
数量
材料
重量（Kg）
技术特性表编号
单
总
1
T301A~F
吸附器
立式椭圆形封头
台
6
20R,20III
2065
12390
Φ=1000V0=3.57m3
内装吸附剂体积
V=3.5m3H0=~6265
2
V301
氢气缓冲罐
立式椭圆形封头
台
1
16MnR，20II
2555
2555
Φ=1600
V0=10m3H0=~5640
3
V302
解吸气缓冲罐
立
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