7万吨每年苯胺生产项目合理用能节能评价分析报告.docx
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7万吨每年苯胺生产项目合理用能节能评价分析报告
7万吨每年苯胺生产项目合理用能节能评价分析报告
前言
山东****化工有限公司7万吨/年苯胺项目是由本公司立项自行投资建设的配套项目。
为确保项目符合国家、地方产业结构调整政策及有关节能降耗规定，按照《中华人民共和国节约能源法》（中华人民共和国主席令第90号）、《国务院关于加强节能工作的决定》（国发[2006]28号）等文件的要求，必须对该项目进行合理用能评估。
受山东****化工有限公司委托，本公司承担项目合理用能报告书的编制工作。
项目组为保障建设项目的正常进行，降低项目单位产品能耗定额，在对项目进行考察、调研及相关资料收集整理的基础上，根据《山东****化工有限公司7万吨/年苯胺项目可行性研究报告》等资料以及建设单位的要求，编制了报告书。
第一章节能意义、评估依据及程序
1.1节能的意义
能源作为国民经济发展的基础和动力，必然要大幅度增加供应量，以满足国民经济发展的需要。
但我国能源资源是有限的，对能源生产用户来说，必须坚持节约能源，不断提高利用效率。
（1）加强节能工作是国家法律的要求。
（2）节能是化学工业可持续发展的需要。
（3）加强节能是化工企业提高经济效率的需要。
（4）节能有利于保护环境。
化学工业作为主要用能行业，尤其是作为用能单位的化工企业，把节能工作放在企业发展的重要位置，就具有更加突出的意义。
1.2评估依据
本报告依据相关法律法规、行政规章和技术文件、标准和规范进行评估。
1.2.1法律法规、行政规章及相关文件
（1）《中华人民共和国节约能源法》（2008年4月1日施行）；
（2）《中华人民共和国清洁生产促进法》（2003年1月1日施行）；
（3）《国务院关于加强节能工作的决定》（国发[2006]28号）；
（4）《国务院关于发布促进产业结构调整暂行规定的通知》（国发[2005]40号）
（5）《关于印发千家企业节能行动实施方案的通知》（发改环资[2006]571号）；
（6）《国家发展改革委关于印发固定资产投资项目节能评估和审查指南（2006）的通知》（发改环资[2007]21号）
（7）《“十一五”十大重点节能工程实施意见》（发改环资[2006]1457号）。
（8）《中国节能技术政策大纲》（2006年修订征求意见稿）；
（9）《国家重点行业清洁生产技术导向目录》（第一批）国经贸资源〔2000〕137号
（10）《国家重点行业清洁生产技术导向目录》（第二批）国家经贸委、国家环保总局2003第21号
（11）《国家重点行业清洁生产技术导向目录》（第二批）国家发改委、国家环保总局2006第86号
1.2.2标准规范
（1）《综合能耗计算通则》（GB/T2589－2008）；
（2）《企业能源审计技术通则》（GB/T17166－1997）；
（3）《节能监测技术通则》（GB/T15316-1994）；
（4）《设备热效率计算通则》（GB/T2588－2000）；
（5）《企业能耗计量与测试导则》（GB/T6422－1986）；
（6）《企业节能量计算方法》（GB/T13234－1991）；
（7）《工业企业能源管理导则》（GB/T15587－2008）；
（8）《用能单位能源计量器具配备与管理通则》（GB/T17167－2006）；
（9）《评价企业合理用热技术导则》（GB/T3486－1993）；
（10）《评价企业合理用电技术导则》（GB/T3485－1998）；
（11）《节水型企业评价导则》（GB/T7119-2006）；
（12）《企业能量平衡统计方法》（GB/T16614－1996）；
（13）《企业能量平衡表编制方法》（GB/T16615－1996）；
（14）《企业能源网络图绘制方法》（GB/T16616－1996）；
（15）《石油化工设计能量消耗计算方法》（SH/T3110-2001）。
1.2.3企业提供的资料
《山东****化工有限公司7万吨/年苯胺项目可行性研究报告》
1.3工作程序
其工作流程如下图所示：
图1-1评估工作流程图
第二章项目概况
2.1项目名称、建设地点和主办单位
项目名称：
7万吨/年苯胺项目
承办单位：
山东****化工有限公司
企业性质：
有限责任公司
法定代表人：
建设地点：
**新型材料产业园
2.2建设单位基本概况
山东****化工有限公司是江苏**化学科技有限公司的全资子公司，属股份制有限公司，是国内最大的橡胶防老剂4020、4010NA、中间体RT培司生产企业，并先后被认定为中国化工行业技术创新示范企业、全国民营化工优秀企业、中国化工500强企业及省级高新技术企业、省级技术开发中心和省级守合同重信用企业、国家级高新技术企业。
**牌产品作为中国橡胶防老剂第一品牌和山东名牌产品，国内市场占有率超过70%，市场覆盖率95%以上，产品出口比重超过1/2；公司拥有国际领先的技术优势和管理体系：
清洁环保工艺、节能、循环经济、技术含量高，并取得10余项国内外专利，荣获国家科技进步二等奖、中国石化系统科技进步一等奖等奖项，并通过国际通用的三大体系认证。
目前，凯雷已向**注资8700万美元。
凯雷的注资加快了**与国际先进水平接轨速度，并通过资金、技术、管理、品牌和国际市场渠道的输入，快速提升**的技术水平、知名度、市场形象，以及驾驭国内、国际市场的能力。
现在，山东****化工有限公司在**的工厂已形成RT培司4万吨/年、40204万吨/年的规模。
2009年3月13日，山东****600亩工业基地项目正式落户**新型材料产业园。
该扩能项目将分两期完成，一期工程为年产5万吨4ADPA（橡胶防老剂中间体）及年产4万吨6PPD（橡胶防老剂）装置，该工程预计于2010年年初完成。
待项目整体完成后，公司橡胶防老剂中间体年产能将增至10万吨，橡胶防老剂年产能将达8万吨。
山东****化工是第一批投资入驻**新型材料产业园的优秀企业，2009年将力争通过新建、扩建项目为当地创造更多的就业机会。
因**化工公司主要产品橡胶防老剂“4020”、“4010NA”市场和经济效益很好，公司搬迁至产业园进一步扩大生产能力后，为进一步解决原料产品如硝基苯、苯胺等，根据山东****化工有限公司的产品结构发展规划，为减轻和解决橡胶助剂原料问题，决定配套建设7万吨/年苯胺项目。
本项目选址在**新型材料产业园内部建设，园区东临259省道临商路，东北距德商高速10余公里，南靠商丘陇海、京九黄金十字架，北依日东高速、菏泽新石亚欧大陆桥，交通十分便利。
2.3项目建设背景
根据**新型材料产业园规划及前期入驻企业情况，园区侧重发展橡胶助剂产品和医药中间体产品。
因龙头企业山东****化工有限公司生产规模、占地面积都较大，产品结构、市场营销及发展前景良好。
因此产业园其它区域的规划应主要侧重于橡胶防老剂的原料产品如硝基苯、苯胺等的生产，另外考虑医药中间体等进行充实和发展。
山东****化工有限公司橡胶防老剂中间体等扩产后，年需原料硝基苯约8万吨、苯胺6万多吨。
本项目产品苯胺的目的是供山东****化工有限公司产品橡胶助剂及今后扩大生产作为原料使用。
因此建设7万吨/年苯胺项目有利于园区产品及原料链的衔接，发展循环经济，可创造较大的经济效益。
2.4项目实施意义
通过本工程的实施，可使山东****化工有限公司每年可以减少大量外购原料及配套费用，从而降低原料及运行成本，使公司更具产品竞争力，为企业适应市场、进一步发展创造了有利条件，也进一步增强了企业抗风险能力。
且本项目实施后，降低了对周围环境的影响；增加了就业机会；提高周边的群体消费水平，对当地经济起到一定的振兴作用。
因此，本项目不仅具有良好的经济效益，而且还具有良好的环境效益和社会效益。
2.5项目建设地点
本项目厂址位于**新型材料产业园园区内，园区南起**城市总体规划远景规划北边界，北至东鱼河南支，东临青菏路，西至魏庄，总体规划用地4.82平方公里。
园区区位优势明显,交通条件便利,周边自然资源比较丰富,具有巨大的发展潜力。
本项目规划位于园区西部偏南，占地面积约6万平方米。
2.6项目技术方案与流程
本项目为节能项目，其主要工艺流程确定：
根据国家发展和改革委员会办公厅文件《国家发展改革委办公厅关于加强硝基苯和苯胺行业安全生产管理的通知》（急发改办工业[2006]2号）通知要求，结合园区发展规划和山东****化工有限公司原料产品种类，充分利用硝基苯装置产品及多余的氢气，本项目苯胺生产装置采用硝基苯催化加氢还原法中的流化床气相催化反应技术。
以更简单、更成熟、更安全，工艺控制也相对容易来保证苯胺装置的顺利建设和长周期运行。
另外，本项目采用甲醇裂解制氢技术的工艺路线进行制氢。
工艺流程如下：
化学反应方程式：
C6H5-NO2+H2=C6H5-NH2+O2+Q
1）甲醇裂解工序
甲醇裂解制氢的主要工艺路线为：
甲醇和水的混合液经过预热、气化、过热后，进入转化反应器，在催化剂作用下，同时发生甲醇的催化裂解反应和CO的变换反应，生成约75％的氢气和约25％的C02以及少量的杂质。
裂解混合气再经过PSA提纯净化，可以得到纯度为98．5％～99.999％的氢气，同时，解吸气经过进一步的净化处理还可以得到高纯度的C02。
主要消耗定额：
原料甲醇0.65kg，原料脱盐水0.38kg，燃料天然气0.17Nm3，电0.4kwh。
导热油炉按燃气炉考虑，天然气中的甲烷含量按96.9％计。
2）加氢还原工序
来自氢气球罐的新鲜氢气与氢压机升压的循环氢在氢气缓冲罐混合之后进入氢气第一、第二换热器，在此与来自流化床的反应后气体进行两次热交换，进入硝基苯汽化器和混合气体加热器。
硝基苯在汽化器被热氢气流所汽化，混合气体继续升温至190℃，送入流化床内，硝基苯在此进行气相催化加氢反应，反应在245～295℃进行。
加氢反应所放出的热量被汽包送入流化床内换热管的软水带出。
水被汽化副产1.0MPa（G）蒸汽，该蒸汽量除满足装置需用量外，剩余部分送入装置外的蒸汽管网。
流化床反应器的气体经第二氢气换热器和第一氢气换热器，被由氢气缓冲罐来的混合氢气在换热器中进行间接冷却至120℃后，进入第一、二冷凝器，苯胺与水被冷凝为液体。
在触媒沉降槽中除去液体中的触媒颗粒，再经冷却器冷却至30℃后流入苯胺-水分层器静止分层。
未被冷凝的反应气体经捕集器后回收，含氢气90%（v）的气体作为循环氢使用。
从冷凝器出来的循环氢压力为3.92～6.86kPa（G），经捕集器进行两次捕集，再经管式除尘器过滤后，气体进入氢压机升压至160kPa（G），与新氢在氢气缓冲罐混合。
由硝基苯精制工序制取的纯度为99.94%硝基苯，由泵送入加热器升温至170～180℃后，进入硝基苯汽化器。
从分层器上部流出来的水（含苯胺3.6%）进入苯胺水储槽，从分层器下部流出的粗苯胺（含水5%），储存于粗苯胺储槽内，去苯胺单元精馏工序。
流化床所用冷却水系中压膨胀槽和低压膨胀槽蒸汽冷凝后产生的105℃的冷凝水，由热水给水泵送至汽包后，利用热水循环泵打入流化床换热管内。
3）苯胺精馏工序
粗苯胺罐内的粗苯胺用粗苯胺泵以一定流量输送到脱水塔内，控制脱水塔顶温、釜温和塔顶压力，进行精馏，塔顶蒸出物经共沸物冷凝器冷凝后流入苯胺水分层器内进行分层，塔釜高沸物进入精馏塔内。
在一定的顶温、釜温及真空下进行精馏，塔顶蒸出物（苯胺）经精馏塔冷凝器冷凝后，一部分以一定的回流比从塔顶送入精馏塔内作为回流，其余再经冷凝器进一步冷凝后进入苯胺成品罐。
4）苯胺废水处理工序
苯胺废水罐内的废水用泵以一定流量送入一级萃取的静态混合器内，同时用泵打入萃取剂精硝基苯，在静态混合器中进行液-液传质后，进入分层器中进行分层，上层萃余相进入贮罐，作为下一级萃取的萃取剂，下层的物料去加氢还原单元，作为加氢原料。
经三级萃取后，废水中苯胺浓度将在50PPm以下，排入下水。
5）项目主要公用工程
a、供电系统
电源电压和负荷
本装置用电设备的电压等级均为0.38/0.22/10KV±5%，频率：
50±1.5Hz；本装置总用电负荷为1800kW。
本装置设10kV变配电所一座，主要供苯胺装置区内高低压负荷用电。
10kV电动机单机最大容量为410KW的氢气压缩机，采用高压固态软启动器降压起动。
高压配电电压：
10kV50HZ 三相中性点不接地系统。
本装置内其它用电负荷采用低压电，三相四线制，中性线接地。
本装置界区变配电站设2台干式变压器，低压侧为单母线分段接线，I、II段母线设有手动或自动切换装置，正常时分段运行，可满足二、三级负荷供电可靠性要求。
变配电设备均采用户内安装。
配电电压及系统为：
交流380/220V、50HZ，三相四线中性点接地系统。
b、循环水系统
本工程建设的循环水装置水量正常为1200m3/h，最大1500m3/h，循环给水温度为28C,回水温度为36℃，温差8℃，循环水给水压力为0.6MPa，回水压力不小于0.2MPa。
控制系统浓缩倍数N=4。
循环水系统也可由山东****化工有限公司循环水管网接入。
循环水系统由冷却塔、塔下水池、循环水吸水池、旁滤系统、水质稳定加药系统、加氯系统、监测换热装置、供回水管线及循环水泵组等组成。
循环冷却水装置包括：
选用SNL系列大中型逆流式玻璃钢冷却塔一座，能力2000m3/h，循环水泵共3台，二用一备，Q=750m3/h，H=50m。
为了保证设备和管道使用寿命，循环水进行缓蚀、阻垢以及防微生物处理，在循环水管线上增加静电水处理器。
本装置设置重力无阀过滤器2台，单台过滤水量为100m3/h。
2.7能源管理组织
企业生产的产品为高能耗产品,所以公司领导应十分重视能源管理和计量工作。
建议公司成立以公司副总经理为领导，以企业管理部为职能部门，并在各个生产事业部成立综合管理科对项目的能源工作进行管理。
公司每年与各事业部签订经济责任制承包合同，对产品质量、电耗、蒸汽耗、水耗、大中小修理费、消耗性材料、维修费用及安全实行单项奖罚的承包形式。
每年严格按规定进行节奖超罚，使节约能源工作与全公司每个人的经济利益挂钩，成为全体员工的自觉行动。
第三章能耗指标测算分析
3.1能耗测算
1、依据
项目能耗计算依据《石油化工设计能量消耗计算方法》（SH/T3110-2001）。
2、计算范围
本能耗计算针对新建苯胺项目，范围为硝基苯、甲醇起，到产品苯胺止。
3、计算基准
本能耗计算以年操作7200小时和每小时产苯胺9.72吨为基准。
4、计算结果
苯胺装置建成后的消耗指标见表3-1。
表3-1苯胺装置消耗及产出物一览表
小时产苯胺量：
9.72吨/小时操作时数：
7200小时
序
号
名称及规格
单
位
吨苯胺消耗或产出定额
消耗量
产出量
备注
每小时
每年
每小时
每年
一
消耗
1
硝基苯
吨
1.35
13.125
94500
2
甲醇
吨
0.4536
4.41
31752
3
天然气
Nm3
118.665
1154
8306570
催化剂
吨
0.0004
28
28
4
循环冷却水（Δt=8℃）
吨
122.857
1195
8600000
5
脱盐水
吨
0.2853
2.77
19970
6
工业水
吨
0.2057
2
14400
7
电
KWH
8.04
78.17
562824
8
蒸汽
吨
0.5MPa（G），饱和
0.2211
2.15
15480
9
辅助材料
（1）
压缩空气
Nm3
9.8
95.28
686000
（2）
氮气
Nm3
1.0285
10
72000
二
产出
1
苯胺
吨
9.72
70000
3.2动力消耗测算
（一）蒸汽参数
A、加氢还原工序副产蒸汽：
压力1.0MPa（A），温度179.9℃
B、苯胺精馏工序用低压蒸汽：
压力0.4MPa（A），温度143.6℃
C、废水处理及保温用低压蒸汽：
压力0.4MPa（A），温度143.6℃
（二）用汽量：
新建装置区需用汽量，压力0.4Mpa的4.15吨/小时，副产压力1.0MPa的2吨，副产蒸汽装置自用后，仍需外进蒸汽压力0.4Mpa的2.15吨。
（三）根据各工序动力设备所需的功率，计算整个系统的蒸汽消耗。
动力用蒸汽消耗见表3-2。
表3-2蒸汽消耗预测表
序
号
用汽设备名称
蒸汽用量（t/h）
备注
1.0MPa（A）179.9℃
0.4MPa（A）143.6℃
1
精馏工序再沸器
2
1.2
2
废水处理及保温
0.9
3
热损
0.05
4
合计
2
2.15
3.3能耗构成分析
产品能耗高 我国主要用能产品的单位产品能耗比发达国家高25%～90%，加权平均高40%左右。
我国以硝基苯为原料的苯胺装置综合能耗，最好的平均为668kg标准煤/t苯胺，最差的为900多kg标准煤/t苯胺，相差35%。
产值能耗高 我国的产值能耗是世界上最高的国家之一，产值能耗高，即单位能耗创产值低，我国每公斤标准煤产出的GDP为0.36美元，日本为5.58美元，法国为3.24美元，韩国为1.56美元，印度0.72美元，世界平均为1.86美元。
经测算，通过产业结构调整，产品结构调整，降低高能耗行业的比重，增加高附加值产品的比重，以及居民生活用能优质化等措施，近期国民经济产值能耗节能潜力达3亿t标准煤。
精细化工行业在能耗高的行业中，具有举足轻重的地位，只有通过采取清洁的生产技术与工艺、设备的不断更新与改进、产能的不断提升与完善来节能降耗。
山东****化工有限公司新建苯胺项目，能耗主要集中体现在生产过程中电、水、汽等的消耗，所以，该项目节能降耗的关键是通过技改来提高电、水、汽的有效利用率，减少消耗量。
3.4节能潜力分析
3.4.1节能效果分析
1、单位产量综合能耗
生产过程的能耗主要是以硝基苯和氢气为原料，经加氢还原、精制等制备苯胺。
主要能耗为加氢还原、苯胺精制、苯胺废水回收处理等工序，电约占总能耗的52.3％，蒸汽约占总能耗的47.0％。
装置能耗计算是根据SH/T3110-2001《石油化工设计能量消耗计算方法》而计算的。
装置设计能耗为1902.558MJ/t产品。
计算结果见下表。
装置能耗计算结果汇总表
序号
名称
吨产品消耗量
能量折算值
单位设计能耗（MJ/t）
单位
数量
单位
数量
1
一次水
t/t
0.206
MJ/t
2.51
0.517
2
脱盐水
t/t
0.02
MJ/t
14.23
0.285
3
电
KWh/t
78.17
MJ/KWh
11.84
925.533
4
压缩空气
m3/t
9.8
MJ/m3
1.17
11.466
5
蒸汽
t/t
0.256
MJ/t
3765.60
964.657
合计
1902.558
注：
按29.27MJ/kg标煤燃烧标准折合标准煤。
不计制氢装置。
则本项目产品全年能耗：
70000×1902.558/29.27/1000=4550.02吨
折合吨产品能耗：
1902.558/29.27/1000=0.065吨，较资料显示较好吨耗标煤0.067相比，本项目比较节能。
2、单位产值综合能耗
项目实施后，预计能实现工业产值：
55067万元，万元产值综合能耗0.0826吨标准煤/万元
3.4.2经济效益分析
项目总投资预计15895万元，项目实施后，年新增利润2157万元，项目投资回收期预计为5.67年。
第四章企业用能评述
4.1企业用能系统概况
7万吨/年苯胺项目的生产用能主要是电力和热力，平均需要外供蒸汽2.15吨/时，本装置副产压力1.0MPa的2吨蒸汽，副产蒸汽装置自用；本装置用电设备的电压等级均为0.38/0.22/10KV±5%，频率：
50±1.5Hz；本装置总用电负荷为1800kW。
4.2副产蒸汽系统
加氢还原工序中，硝基苯在流化床内进行气相催化加氢反应，反应在245～295℃进行。
加氢反应所放出的热量被汽包送入流化床内换热管的软水带出。
水被汽化副产1.0MPa（G）蒸汽，该蒸汽量除满足装置本工序需用量外，剩余部分送入装置的蒸汽管网供其它工序使用。
4.3电气系统
7万吨/年苯胺装置用电由园区变电所接入，在界区内设高低压配电室，向各装置和辅助装置的用电设备供电。
低压配电装置选用抽屉式开关柜。
因工艺装置部分区域属于爆炸危险区域，故在危险区域内所有电气设备均采用防爆安全型或隔爆型。
电力电缆和控制电缆选用阻燃型交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆。
界区内照明灯具根据环境特征选用防爆照明灯具或正常照明灯具，光源选用金卤灯和荧光灯。
本装置设10kV变配电所一座，主要供苯胺装置区内高低压负荷用电。
10kV电动机单机最大容量为410KW的氢气压缩机，采用高压固态软启动器降压起动。
高压配电电压：
10kV50HZ 三相中性点不接地系统。
本装置内其它用电负荷采用低压电，三相四线制，中性线接地。
本装置设备容量为1800kW，常用设备容量为900kW。
本装置界区变配电站设2台干式变压器，低压侧为单母线分段接线，I、II段母线设有手动或自动切换装置，正常时分段运行，可满足二、三级负荷供电可靠性要求。
变配电设备均采用户内安装。
配电电压及系统为：
交流380/220V、50HZ，三相四线中性点接地系统。
负荷等级：
根据工艺流程及国家标准《供配电系统设计规范》GB50052-95中关于负荷分级的规定，7万吨/年苯胺装置各工序供电负荷为二级负荷。
4.4热力系统
本项目供热主要为生产及开工蒸汽。
蒸汽主要用于工艺用汽、伴热用汽等。
平均需要外供蒸汽2.15吨/时，冬季略多。
**新型材料园区已建有配套的供汽系统，本项目所需蒸汽可由园区蒸汽管网或**公司锅炉蒸汽管接入。
4.5供用水系统
本项目用水量包括7万吨/年苯胺装置生产、生活用水。
生产用水主要包括工艺用水、机泵冷却水和消防用水；生活用水主要包括化验分析用水、洗刷水、冲洗地面用水等。
根据本项目排水性质实行清污分流，排水系统包括生活污水、生产污水、雨水排水系统（含洁净生产废水）。
采用雨、污分流排水系统。
该项目所有生产污水经企业收集预处理后通过园区内统一污水排水管线送到园区总污水处理厂处理。
园区总污水处理厂的设计能力可满足生产需要，最终使处理后的污水达到Ⅱ级水质排放标准后统一排至东鱼河南支。
第五章节能技术与设备
本项目各装置在吸收先进技术和总结国内同类型装置实践经验的基础上，积极采用新工艺、新设备、新技术和新材料，使生产过程中的水、电、蒸汽的消耗得到进一步的减少，尽量降低产品的能耗。
原材料、动力价格如下：
（均为不含税价）
硝基苯4450元/吨
甲醇1700元/吨
催化剂 32500元/吨
天然气 1.1
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