日产25万立方米LNG切割气新建生产线项目可行性研究报告.docx
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日产25万立方米LNG切割气新建生产线项目可行性研究报告
日产25万立方米LNG切割气新建生产线项目可行性研究报告
1总论
1.1项目背景
1.1.1项目名称
松原市黎明气体有限公司日产25万立方米LNG切割气项目
1.1.2承办单位概况
承办单位：
松原市黎明气体有限公司
松原市黎明气体有限公司成立2003年，是松原市重点招商引资企业，是松原市气体行业唯一获得国家安监部门颁发安全生产许可登记证的企业，现已发展成为拥有固定资产1500万元，年产溶解乙炔气体1300吨，氧气260万立方米的工业切割行业龙头企业。
公司始终坚持“以人为本、科技兴企、节约环保、造福社会”的发展宗旨，为实现清洁生产，节约有限的资源，保护环境，消除污染，节能降耗创造显著的社会效益和经济效益而切实努力。
公司日产25万立方米LNG切割气项目位于松原市宁江区雅达虹工业集中区，毗邻松原市城区，本区域业务涵盖中油吉林油田分公司、中石化前郭炼油厂、吉林省长山化肥厂、大唐长山电厂、中油扶余炼油厂等国、省直大型石化企业，产品辐射长春、哈尔滨、大庆等地，公司将通过与合作伙伴的通力合作，并经过自身不断努力，将LNG切割气打造成为东北地区的优势产品。
1.1.3编制依据和原则
1.1.3.1编制依据
1．《松原市黎明气体有限公司日产25万立方米LNG切割气项目》的编制任务书。
2．松原市黎明气体有限公司提供相关的技术资料
3．中华人民共和国国家发展和改革委员会《投资项目可行性研究指南》
4．2007年《国家发展改革委关于印发国家发展改革委关于印发天然气利用政策的通知》关于天然气产业政策、投资方向及行业和地区规划相关规定。
5．国务院召开2010年全国节能减排工作电视电话会议,动员和部署加强节能减排工作。
严控高耗能、高排放行业过快增长,加大淘汰落后产能力度。
加快实施重点节能工程,抓好重点领域节能减排。
大力推广高效节能产品,积极推行合同能源管理。
全面实行政府优先和强制采购节能产品制度。
突出抓好钢铁、有色、电力、建材、石油石化、化工等重点耗能行业和年耗能5000吨标准煤以上企业节能监管，为高效节能产品的开发及应用提供了优越的外部环境，为LNG切割气替代乙炔等高耗能、高污染工业气体提供了政策支持。
6．起步于20世纪40年代末期的电石工业，产能已从最初的年产量3000吨激增至2009年岁末的2200万吨，这意味每生产一吨电石至少需要消耗3500—3800度电能的电石工业，俨然已成为绝对意义上的耗能大户。
2010年，针对电石行业的政策调控更是骤然升级。
国务院《关于进一步加强淘汰落后产能的通知》（以下简称《通知》）明确指出，未来3年将进一步淘汰电石落后产能150万吨，其中2010年完成淘汰计划46万吨，电石行业在2010年底前要淘汰6300千伏安以下的矿热炉。
一系列的政策将限制电石产业的发展，随之而来的乙炔的生产成本将会提高，这给了以高新节能环保工业燃气为代表的LNG切割气的发展创造了绝好的外部条件。
7．松原市为中油吉林油田分公司所在地，具有充足的原料天然气优势，2010年产气能力已达16亿米3。
8．LNG切割气是目前所有切割气体生产成本最低廉的优势切割气体，产品优势独一无二。
9．LNG切割气经过使用单位测评，其切割精度优于乙炔，切割速度优于其他代用燃气。
1.1.3.2编制原则
根据国家及地方的有关政策，确定以下编制原则：
1.严格执行国家、行业的有关标准、规范，贯彻执行国家一系列基本建设的方针政策和有关法规，建设松原市黎明气体有限公司日产25万立方米LNG切割气项目。
2.贯彻节能方针，从当地能源的条件出发，做到能源的综合利用与合理利用，提高效率，力求取得较好的经济效益、社会效益和环境效益。
3.采用新工艺、新技术、新材料、新设备，合理利用现有基础设施，减少投资，提高经济效益。
4.在满足技术要求的前提下，以经济效益为中心，充分合理利用资金，减少投资风险，力争节约基本建设投资、提高经济效益。
5.在保证工艺系统建设高质量、高水平、高效益的情况下，优先采用国产材料和设备，以节约建设资金，提高经济效益。
。
附属工程设计做到安全、适用、经济、长期均衡平稳供应。
6.本着投资少、产出多、见效快、效益高的方针，合理利用资源，开拓应用天然气的新途径，生产出市场潜力大，而且附加值高的产品。
7.利用先进、节能、可靠的新技术，高起点，低能耗，提高收率。
8.项目设计时应充分考虑利用自然能量，尽量降低运行能耗。
9.重视安全生产、环境保护，严格执行国家、地方及主管部门制定的环保和职业安全卫生设计规定、规程和标准。
10．遵守环境保护法，生产中的“三废”需予以处理，以符合国家和地方规定的排放标准，同时确保本项目投产后符合职业安全卫生的要求。
11．按照“清洁生产”的要求,在设计阶段要做到从源头减少原料消耗，减少“三废”产生量，做到节电、节水、节能。
1.1.4项目背景
随着经济的发展，人类对能源的需求在不断增长。
由此引发的能源供应问题，对环境影响的担忧也在不断升级。
面对着日益紧迫的能源和环境压力，人类开始寻找更清洁、可靠的能源以改善传统能源结构。
在工业化正处于高速发展的松原地区，石油化工产业机械加工切割领域中用火焰切割各种尺寸和形状的零件及坯料是各生产环节不可缺少的重要工艺，我国自30年代从德国进口乙炔装置开始采用乙炔焊接金属以来，乙炔生产、安全，使用技术不断改进完善。
进入90年代后焊接气体行业相继出现了以丙烷气、丙烯气、液化石油气、汽油等为主要成分的代燃气体，有的甚至跳出瓶装气体行业，采用氢—氧源焊割机、等离子焊割等工艺及装备。
目前我国焊割气年需求量逐年增加，各种代燃气体竞相研制开发，但是乙炔仍占据焊割气主要市场。
原因在于这些替代气体的使用性能，其中主要的指标是最高火焰温度与乙炔相比仍存在很大差距。
在金属切割的火焰加工作业中，乙炔作为一种传统的气源，具有火焰温度高，热加工效果显著等优点，被工业界广泛应用于金属的切割、焊接、变形矫正等领域，但是乙炔亦有明显的缺点，即乙炔使用安全性差、耗能大、价格高、产生环境污染等。
每生产1吨乙炔气，需3600度电和10吨焦炭，将产生3.3吨污染渣和150吨污染水，同时每燃烧1公斤乙炔气，则排放硫化氢2g，磷化氢（31g）的有害气体。
我国年供乙炔为100万吨。
由此带来的各项消耗为：
电消耗为每年：
360000万度，330万吨焦碳，水污染：
15000万吨，硫化氢排放：
2000吨，磷化氢排放：
31000吨，电石渣排放：
330万吨……
根据“发展高科技、实现低碳经济”的要求，松原市黎明气体有限公司依托优势资源，与技术支持单位联合，开拓创新，经不懈努力，研发出LNG切割气，火焰温度达到3300℃左右，成功的将天然气引入金属加工领域，为替代乙炔等传统焊割气体开辟了全新的发展之路。
1.2项目概论
1.2.1项目拟建地点
吉林省松原市雅达虹工业集中区
1.2.2项目建设内容
在公司原有生产、办公设施基础上，建设日产25万立方米LNG切割气生产线一套、低温储罐储存系统一套。
以及为这些车间配套的公用工程及辅助设施、生活设施等。
1.2.3主要建设条件
1．原料条件
松原市为中油吉林油田分公司所在地，吉林油田天然气储量1.4万亿米3，探明1100亿米3，2年内每年新增探明700亿米3。
今年天然气产量16亿米3，2015年提至30亿米3，预计至2020年，将达到130亿至140亿米3，具有充足的原料天然气优势。
2．技术条件
（1）该公司具有一定的技术研发力量及中试的技术条件，产品已投放市场，使用效果良好，优于国内同类产品，因此具备技术条件。
（2）产品科技水平情况：
在国内首先把高能燃料应用于可燃气体助燃催化剂领域，按比例加天然气，能有效的提升天然气燃烧发热量、提高火焰温度、改善燃烧环境，并具备了乙炔气的“四大功效”，可降低成本50%以上，成为乙炔气的替代产品，各项理化指标均优于乙炔气体，安全、环保、高效、节能是LNG切割气的最大优点。
3．环境条件
项目生产过程采取综合治理措施，产生的废气、废液、废水满足国家排放标准。
1.2.4项目投入总资金及效益情况
项目总投资共20038.06万元，其中建设投资16938.56万元，流动资金3099.5万元。
项目建成后，每年可实现营业收入33041.49万元，所得税1793.01万元，利润总额7172.04万元，投资回收期4.22年（税后），财务内部收益率为32.53%（税后）。
1.3主要技术经济指标
主要经济效率指标汇总表
序号
项目
单位
指标
备注
1
建设规模
1.1
LNG切割气
万吨
6.5
1.2
LPG
吨
2600
副产品
2
总投资
万元
20038.06
2.1
建设投资
万元
16938.56
2.2
建设期利息
万元
2.3
流动资金
万元
3099.5
达产年份
3
营业收入
万元
33041.49
各年平均值
4
营业税金及附加
万元
180.83
增值税
万元
1808.22
各年平均值
5
总成本费用
万元
23880.4
各年平均值
6
利润总额
万元
7172.04
各年平均值
7
所得税
万元
1793.01
各年平均值
8
净利润
万元
5379.03
各年平均值
9
总投资收益率
%
36.6
10
总投资利税率
%
45.72
11
资本金净利润率
%
31.76
12
总成本利润率
%
30.03
13
销售利润率
%
21.71
14
全员劳动生产率
万元/人
550.69
15
生产工人劳动生产率
万元/人
579.68
16
贷款偿还期
年
17
盈亏平衡点
%
32.63
达产年份
%
31.11
各年平均值
18
投资回收期
年
3.59
所得税前
年
4.22
所得税后
19
财务净现值
万元
33361.91
i=12%所得税前
万元
22516.17
i=12%所得税后
20
财务内部收益率
%
41.45
所得税前
%
32.53
所得税后
21
资产负债率
%
19.65
达产年
22
流动比率
%
732.61
达产年
23
速动比率
%
572.45
达产年
2市场预测
在工业焊割气加工行业：
我国当前金属焊割气市场仍以乙炔为主，占80%。
发达国家已淘汰乙炔70%，美国几乎不用乙炔切割，使用加添加剂制成的新型燃气。
我国若取代70%，就有10万多吨新型燃气空间，市值十几亿元，替代乙炔减低成本20多亿元，可创利税约5亿元。
据有关资料查明，目前我国每年切割钢材量在2000万吨，而材料利用率只达到60-65%，与国外先进国际相比差10-20%，国内90%钢材切割使用乙炔，而国外目前采用乙炔切割仅占35%左右。
目前国内年耗电石在80万吨以上，价值人民币12亿元，生产50万吨的电石需耗电能1000千瓦时，折合人民币3.2亿元，另由于制造电石的工艺要求，需消耗12万吨标准焦炭和相当量的墨电极。
在“九·五”期间，按30%量推广“LNG工业燃气”及类似燃起计算，可节省电石达12万吨，价值人民币1..8亿元，节省18万吨标准焦炭和石墨电极，投入成本与产业的经济效益比大约为1:
25。
目前，我国用于切割和焊接的电石年消耗量60-80万吨，即20～25万吨乙炔气（折合丙烷气约12.5～15万吨）。
我国大部分企业仍延用乙炔焊割金属，松原地区几家大型企业每月消耗乙炔近200吨，约400万元，各地情况大同小异。
全国各种焊割气中乙炔还占七、八成份额。
因此，发展LNG切割气的空间相当大。
松原地区几家乙炔厂日供应乙炔约3000-4000瓶，乙炔当前价格80元/瓶，装3公斤乙炔气体，丙烷气体充装价格7.5元/公斤，销售价格8-15元/公斤，实际使用量，LNG切割气1公斤可替代1.6公斤乙炔，1.9公斤左右丙烷气，并未形成产业化规模，公司具备LNG切割气生产能力，拥有极其便利的条件，成本控制能力强，营销渠道广泛，特别是该产品售价仅为溶液乙炔的一半，具有明显的价格优势，市场前景十分广阔。
3建设规模及建设内容
3.1建设规模及建设内容
根据目前气源、投资、市场、经济效益等条件综合考虑确定，建设日产25万立方米高能LNG切割气及副产LPG生产线一套、低温储罐储存系统一套。
年产LNG切割气6.5万吨，同时副产LPG2600吨，以及为生产装置配套的公用工程及辅助设施、生活设施等。
3.2产品质量标准
产品LNG切割气质量规格
常压泡点下的性质
组成（摩尔分数）/%
CH4≥97%
摩尔质量/（g/mol）
17.84
每m3液体转化为气体的体积
（在0℃和101.325kpa下）/m3
543
每吨液体转化为气体的体积/m3
1255
添加剂
1%
4厂址选择
4.1厂址所在位置现状
4.1.1厂址地理位置
项目新建厂区拟建在吉林省松原市雅达虹工业集中区。
4.1.2土地权属及占地面积
该土地属于吉林省黎明气体有限公司新征用地。
该项目新建厂区占地面积36800平方米。
4.2厂址建设条件
4.2.1地理位置
松原市位于吉林省中西部，介于东经123°6′至126°11′，北纬43°59′至45°32′之间，东西长240km，南北宽172.4km，总幅员面积22034km2。
南与长春、四平市为邻，西与白城市、内蒙古哲盟接壤，北隔松花江与黑龙江省相望。
松原市地势平坦，江北由东向西南倾斜，江南由西南向东北倾斜。
本项目位于松原市雅达虹集中区。
4.2.2地形、地貌、地震情况
松原市地处松嫩平原南部，地势平坦开阔，起伏和缓。
主要由松嫩冲击平原、松辽分水岭台地平原组成，一般海拔高度为130～266m之间。
南部长岭一带地面起伏较大，为一微弱隆起地带，是松花江、辽河分水岭的一段。
但地势低缓，地面高出西侧平原也不过十几米。
北部和东北部为第二松花江、拉林河和嫩江冲击而成的平原。
评价区内地势由东南微向西北倾斜，海拔高度131～136m，相对高差小于5m。
区域地貌形态受新构造运动控制，为平原堆积地貌。
形态单元主要为松花江河谷高漫滩，其上形成牛轭湖及风机沙丘，表层岩性为亚粘土，砂和淤泥质亚粘土。
地震烈度：
度
4.2.3气象条件
松原市属中温带大陆性季风气候区。
受西伯利亚高压和蒙古燥风影响，春季干燥、多风少雨，升温较快；夏季炎热，降水集中；秋季凉爽，变温快，温差大，天气晴好；冬季漫长，降雪量小，寒冷干燥。
年平均气温4.5℃，近十五年平均气温为5.9℃，最低气温-37.8℃，高温出现在七月，最高气温36.3℃。
年平均日照2879.8h无霜期135～140d。
年降水量在400mm至500mm之间，多集中在七、八这两个月的降水量约占全年降水量的三分之二。
年平均蒸发量1628.4mm；平均气压999.8hPa；年平均湿度为62%；最大冻土层深度2.03m。
松原市气象资料见表。
松原市气象局观测站年、季、期气象统计表
气象要素
春
夏
秋
冬
采暖期
非采暖
年
平均气温（℃）
7.8
22.6
6.0
-12.9
-7.7
15.2
5.9
平均气压（hPa）
996.6
989.5
1001.0
1006.8
1004.0
993.6
998.1
4.2.4场地水文地质条件
松原市境内江河纵横，水系发育呈树枝状的河网，支流众多，泡沼密布。
松花江源于长白山天池，是吉林省第一大江。
从松原市东南边缘入境，向西而北折，横穿市东北部，流经松原市区，境内流长188km，流经扶余、前郭两县和宁江区的13个乡镇，流域面积2227.28km2，最高水位134.96m，最低水位99.15m，最大流量6750m3/s，最小流量63.6m3/s，平均流量为476m3/s。
枯水期一般出现在2月份，汛期一般出现在8月份。
嫩江发源于大兴安岭，从市西北部入境，东流与第二松花江汇合后注入松花江，境内流长61.7km，流经前郭县3个乡镇，区间流域面积1800km2。
最高水位133.39m，最低水位121.92m，最大流量8810m3/s，最小流量109m3/s。
松花江与嫩江汇合后，沿松原市西北流注入黑龙江。
境内流长120km，流经扶余县、宁江区的16个乡镇，流域面积2903.33km2，最高水位127.90m，最低水位92.37m，最大流量14600m3/s，最小流量99m3/s。
松原境内有全国十大淡水湖之一的查干湖，位于前郭尔罗斯蒙古族自治县西北部。
湖区面积400km2，蓄水7亿m3。
查干湖区自然资源十分丰富，有鱼类15科68种，动物20多种，鸟类80多种，野生植物200多种。
该区域位于松辽坳陷月亮泡断陷盆地东侧，该盆地形成于侏罗纪末、白垩纪初，沉积了巨厚的碎屑岩，为杂色泥岩、页岩、同页岩、薄层粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和粉细岩组成的多旋回层，总厚度达数千米。
晚白垩纪第三纪时期，地壳抬升，地层缺失；第四纪河湖相松散堆积物，沉积底板由东向西倾斜，厚度递增，为49.5～67.6m。
由于本区域白垩系泥岩广泛发育，构成了隔水底板，其上又沉积了第四系松散沉积物，为地下水的赋存和输移创造了良好的地质条件，故本区域地下水丰富。
地下水流向表现为与地形倾斜方向呈一致，即由东南向西北方向流动，主要含水层有：
第四系冲击砂，砂砾层潜水，厚约7～8m，埋藏深度1～3m，为孔隙水，单位涌水量10m3/h，上、中更新统砂，砂砾层微承压水，含水层厚20～30m，埋深约3m，水量丰富单位涌水量18～20m3/h。
4.2.5环境条件
厂址四周无污染源，厂区四周无名胜古迹及自然保护区，项目无废水、废渣、废气产生，项目建设对当地环境不会造成影响，项目具备条件。
4.2.6交通条件
项目厂区位于宁江区雅达虹工业集中区内，与市区只有2公里距离，并与市区主要街路相通，交通十分便利。
4.2.7水电供应条件
当地可供应本项目生产用电，水，水电供应有保障。
综上，选择松原市宁江区雅达虹工业集中区是合理的，园区有很好的配套设施及很好的服务和管理。
5技术方案、设备方案和工程方案
5.1技术方案
5.1.1工艺方案的选择
从输气管网来的0.5MPa原料天然气首先增至5.4Mpa.G后进入干燥系统去除水份，干燥后的原料气进入液化冷箱，在箱中冷却、冷凝并过冷，经添加添加剂，然后降压进入LNG贮槽。
本可研采用混合冷剂制冷循环系统为天然气液化提供所需的冷量。
5.1.1.1天然气增压单元
从天然气管网来的压力为0.5MPa，流量为26.4×104Nm3/d的天然气为本单元的原料气，经过滤、计量后进入电机驱动的往复式压缩机增压至5.4Mpa.G后，经空冷器冷却至40℃后进入脱水单元。
5.1.1.2天然气脱水干燥系统
5.1.1.2.1脱水工艺中的吸收剂选择
由于天然气液化中的最低温度达到-145℃（500Kpa），天然气含有水份，所以天然气必须进行脱水，使其水露点达到液化要求，方可保证处理装置正常运行。
常用的天然气脱水方法有节流冷冻法、甘醇吸收和固体干燥剂吸附三种方法。
节流冷冻法借助于进站高压，而且脱水露点取决于防冻液使天然气的冰点降，一般脱水露点高于-50℃，因此不能满足本工程要求。
甘醇吸收法中常用的吸收剂为TEG，采用气提再生时，干气的露点可以达到-30℃，也不能满足本工程的需要。
固体干燥剂吸附法根据所选用吸附剂的不同，天然气脱水所能达到的最小露点也不一样，见下表：
固体干燥剂吸附法脱水比较表
吸附法脱水材料
最小露点（℃或含水量）
分子筛
≤1ppm
氧化铝
-73
硅胶
-60
采用不同吸附剂的天然气脱水工艺流程基本是相同的，装置可以互换，无需别的改动，但脱水效率有所不同。
分子筛吸附脱水的原理为气体中的水吸附至固体分子筛干燥剂上，从而将水脱除。
分子筛干燥剂基本上可除掉天然气中所有的水，可以满足天然气液化的要求。
5.1.1.2.2脱水工艺中的吸收剂确定
在本装置中选用分子筛脱水装置，吸附剂为4A分子筛。
4A分子筛的主要性能见表：
堆密度g/l
吸附水容量kgH2O/kg分子筛
排除分子
孔直径
应用范围
670～720
9～12
大于4A大分子
4A
饱和烃脱水
5.1.1.2.3干燥系统的工艺过程
装置采用两塔分子筛干燥系统，能耗低，便于操作管理。
分子筛可采用如UOP公司的4A-LNG、LNG-Ⅲ和RK-38等分子筛脱水，可以同时出去天然气内的微量CO2、H2S和低分子量硫醇。
为避免原料气中的重烃在冷箱中阻塞换热器，装置脱水单元的处理能力为26.4×104m3/d，干燥塔能力富裕。
1）原料天然气脱水吸附
原料气进入原料气分离器，出去夹带的水滴、液烃后进入分子筛干燥塔。
自上而下地通过分子筛干燥塔，进行脱水及脱重烃。
脱除水、重烃后的净化气去预干燥塔。
2）脱水塔再生加热
原料气经预干燥塔后作为再生气，进入再生气加热器，由导热油加热至240～280℃后作为贫再生气，280℃贫再生气自下而上通过刚完成吸附过程的分子筛干燥塔，使吸附的水及重烃脱附并进入再生气中，完成该塔的再生加热过程。
3）脱水塔冷却
原料天热气经干燥塔后进入再生气加热器，加热的天然气使预干燥塔被加热的同时冷却分子筛干燥塔。
4）再生气
出塔后的富再生气及冷吹风进入再生器冷却器中冷却，使再生气中的大部分水蒸气冷凝为液体。
冷却后的富再生气进入再生气分离器，分离后的富再生气返回干燥塔原料气管道；分离出的含油污水至污水排放总管。
经脱水处理后的天然气水含量≤1ppm。
5.1.1.3天然气液化单元
经过净化处理后的干净化气进入液化冷箱，在钎焊铝制板翅式换热器中与混合冷剂进行换热，被冷却到-45℃后进入重烃分离器，液相进入精馏塔回收的甲烷返回压缩机入口，NGL外销，分离器出口的气相再次进入冷箱被液化和过冷到一定的温度、节流降压到贮存压力，这时压力降至约500kpa，温度约为-145℃，然后进入液化箱内的LNG闪蒸罐，分离出的液体，添加一定的添加剂后即为LNG切割气进入贮槽。
5.1.1.4冷剂循环单元
目前世界上的天然气液化装置，其液化循环主要为：
阶式制冷循环、混合冷剂制冷循环和膨胀机制冷循环。
5.1.1.4.1制冷循环的方案选择
（1）阶式制冷循环
这是一种较经典的制冷循环，又称“逐级式”、“复迭式”或“串级式”，这种循环是由若干个不同低温下操作的制冷循环复迭式组成。
阶式制冷循环1939年首先应用于液化天然气产品，装于美国的Cleveland，采用CH3、C2H4为第一、第二级制冷剂。
但经典的是由C3H8、C2H4和CH4三个制冷循环复迭而成，来提供液化所需的冷量。
它们的制冷温度分别为-40℃、-100℃和-160℃。
经预处理后的天然气进入换热器与C3H8、C2H4和CH4制冷剂进行热交换，经过冷却、冷凝，并节流到常压后送入液化天然气储罐储存。
优点：
能耗低；制冷剂为纯物质，无匹配问题；技术成熟，操作稳定。
缺点：
机组多，流程复杂；附属设备多，专门储存制冷剂；管路和控制系统复杂，维护不便。
（2）膨胀机制冷循环
膨胀机制冷循环，是指利用高压制冷剂通过透平膨胀机绝热膨胀的克劳德循环制冷实现天然气液化的流程。
气体在膨胀机中膨胀降温的同时，能输出功，可用于驱动流程中的压缩机。
流程中的关
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