中国石油某石化公司丁苯橡胶装置A、B线脱水机、湿胶粉碎机及A线压块机更新改造可行性研究报告

1 1 总论 目及建设单位基本情况 目基本情况 目名称 中国石油 某 石化 公司 丁苯橡胶装置 A、 B 线 脱水机 、 湿胶粉碎机 及 A 线压块机 更新 改造 目建设性质 本 改造工程 属于节能 更新 改造， 项目 已列入 某 石化公司 2005 年“短、平、快 ”总体 改造 计划 。项目的工程投资中 自有 资本金占 35%，其余为贷款。 目建设地点 某 石化 公司 丁苯橡胶 装置 600#工段 内。 设单位基本情况 设单位名称、性质及负责人 建设单位名称：中国石油 某 石化 公司 建设单位性质：国有控股 建设单位负责人： 设单位概况 某 石化分公司有机合成厂于 1976 年建厂， 1982 年投产，是较早从事乙烯生产及其下游产品加工的有机化工联合生产企业。 投产以来几经扩建改造，现 拥有乙烯、芳烃、丁二烯、苯乙烯、甲基叔丁基醚、 1苯橡胶、乙丙橡胶、动力、水汽等十 套生产装置。 2 其合成丁苯橡胶装置是该厂重要生产装置，已运行二十多年。 制依据和原则 制依据 a. 中国石油 某 石化公司技改及短平快项目设计分工及委托书中国石油 某 石 化公司 2005 年 1 月 15 日 ； b. 中国石油 炼油化工建设项目可行性研究报告编制规定（试用版） 2002 年； c中国石油天然气股份有限公司化工与销售分公司关于印发中油股份公司石油化工建设项目前期工作管理实施细则的通知（油化字 2001 66 号文）； d 哈尔滨博实自动化设备有限责任公司提供的设备资料 ； e中国石油 某 石化 公司提供的项目简介及其他基础资料； f有关 设备 厂家的初步报价。 制原则 采用 工厂已经用过， 经生产实践证明成熟可靠 先进 的国产设备，保证 改造后装置生产运行平稳，产品质量 可靠 ，且费用比进口产品大为节省。 造内容、 研究范围及编制分工 造内容 本项目的改造 内容 主要是 更新改造 丁苯橡胶装置 600#内 A、 水机 、 湿胶粉碎机 及 A 线压块机 ， 以 及由于设备更新而引起相应配套的公用工程设施的改造。 3 究范围及编制分工 本项目的可行性研究报告由 青岛 伊科思技术 工程 有限公司 负责编制， 研究内容主要是对更新改造的必 要性，设备的选型以及由于主体设备的更新而带来的工艺、设备、 电气、土建 等 相应的改造工程，并对其进行估算及经济评价 。 目背景及建设理由 目背景 及改造的必要性 原 有机合成厂丁苯橡胶装置 技术和设备全部从日本合成橡胶公司引进， 采用日本 温 ”乳聚生产技术， 1982 年建成投产，生产能力为 9 万吨 /年，分 A、 B 两条生产线，单线生产能力为 吨 /年。 1993 年又同日本合成橡胶公司合作引进技术对原装置进行了改造使装置可切换生产丁苯橡胶和丁腈橡胶，总能力达到 9 万吨 /年。2003 年装置进行扩建改造后新增一条 5 万吨 /年生产线。 装置总能力达到 14 万吨 /年。 装置采用乳液聚合法生产合成橡胶，聚合后经水洗、挤压机脱水、粉碎成不大于 50湿胶块，送入链 板式干燥箱，干燥后经压块机 压制成 35块包装出厂。 引进装置已运行 20 多年，一些设备已严重老化，且六、七十年代的技术设备先在来看已明显落后仅就 脱水机 而言就存在下列问题 水效果差，耗电量高，现在 脱水机 出口水份为 18%，每台 脱水机 电机功率为 600国内外同类先进装置 脱水机 出口水份均低于 10%，且 电机功率 仅为 400右。由于 脱水效果差致 4 使后部干燥系统消耗大量蒸汽，造成产品生产成本高。 经运行二十多年，其大轴经常处于断裂可能。但国外已不生产此大型 脱水机 ，大轴无备件，大轴断裂后只 能补焊维持生产 ，需停车处理至少 20 个小时，造成聚合负荷减量波动。而且现脱水机 机体较长，设备较大，不利于日常维护。 目前 A、 B 线的 湿胶粉碎机已运行二十多年，腐蚀较为严重，也需更换。 线 2 台压块机已经运行二十多年，存在模膛漏胶严重、设备故障率高、气缸冲击力大等问题，给装置日常维护带来极大困难。而且每年可产生废胶近 10 吨。 施效果 本次改造项目拟 采用国产的 挤压脱水机 ，这样可降低 投资 和能耗 ， 国产 挤压脱水机 在其他生产厂家已有应用，效果良好， 表明其技术是可行的，因此本次改造采用国产的 脱 水机 替代原有的 脱水机 ，耗电量将由 600到 400可 大大 节省维修费用 。 压块机也采用国内新型的压块机替代进口产品，既可节省设备投资，又可满足生产要求，而且每年可以减少废胶量近 10 吨。 要研究结论 要技术经济指标表 5 主要评价指标一览表 表 1 结论 备维修费用，消除了设备隐患 。 元 ， 每年 降低能耗 可创造效益 资回收期为 （税 后） 。 通过对 脱水机 进行更新 改造进行经济评价，各项经济指标较好，序号 项目名称 单位 数量 h 备注 改造前 改造后 1 年操作时间 h 8000 2 动力消耗 蒸汽 吨 54000 节约 电 002 2004 6000V 电 42 380V 电 7 2 380V 3 项目总投资 万元 其中：建设投资 万元 设期利息 万元 年均生产成本费用 万元 5 平均利润总额 万元 6 项目财务内部收益率 % 前 项目财务内部收益率 % 后 7 项目财务净现值（ i=12%） 万元 前 项目财务净现值（ i=12%） 万元 后 8 投资回收期 年 部投资（税前） 投资回收期 年 部投资（税后） 9 投资利润率 % 10 借款偿还期 年 6 而且降低装置的能耗，从而降低了运行成本，因此该项目是 可 行的。 在问题及建议 00#工段内进行， 停车时间短， 增加了项目施工安装的工作难度， 需停车后将原 脱水机 拆除后才能将新设备安装就位， 因此须制定周密的施工安装计划，避免项目施工安装对装置生产造成影响。 、 B 每条生产线 脱水机 由原来的一台改为两台，所以设备 改造 的安装位置 很紧张 ， 设备的紧凑布置造成操作和 维修空间 不太方便。 7 2 工艺装置技术及设备方案 艺技术 及设备选型 目前丁苯橡胶装置的 A、 B 线采用 进口的 脱水机 ， 已经运行二十多年， 新增 C 线 采用 美国 产的 脱水机 ， 本次改造拟采用哈尔滨博实自动化设备有限责任公司生产的 挤压脱水机 ，现将其技术指标对比如下： 挤压脱水机 技术指标对比表 表 2产线及制造厂商 A 线 脱水机 B 线 脱水机 C 线 脱水机 尔滨博实自动化 设备有限责任公司 进口 胶料 含水量 % 150 150 150 150 出口 胶料 含水量 % 18 15 10 5 8 配 电机功率 00 600 2002 （两台） 2002 （两台） 从上表中可以看出国产设备在各项技术指标上均不低于 进口 产品，而且价格远远低于进口设备，还可节省外汇。哈尔滨生产的 挤压脱水机 具有以下特点： 噪音，方便维护 ， 日常检修工作量极少 。 项技术指标处于国际先进水平。 该设备已经在齐鲁、岳阳等厂家成功应用， 因此 A、 B 线拟采用哈尔滨博实自动化设备有限责任公司生产的 挤压脱水机 。 湿胶粉碎是胶粒脱水的下一步工序， 本 改造项目所 更换的 湿胶粉碎机也采用哈尔滨博实自动化设备有限责任公司生产的产品。 本改造项目所选用的 挤压脱水机 为成套供应设备，其 主要结构参数如下： 8 设备参数表 表 2量 1 套 生产能力 4000kg/h（干料） 进口胶料含水率 150% 出口胶粒含水率 5 8 电机功率 2006000V） 螺旋轴外径： 356轴转速 125r/备重量 13500改造项目所选用的湿胶粉碎机主要结构参数如下： 设备参数表 表 2数量 2 台 系统能力 8200kg/h（干料） 隔栅槽距 2538种 电机功率 75电机转速 980r/轴转速 980r/改造项目所选用的压块机主要结构参数如下： 设备参数表 表 2数量 2 台 压块物料 成橡胶胶粒 系统压力 20统温度 40 50 系统能力 180 块 /小时 胶块尺寸 720360180机功率 54 设备重量 8270（含泵站） 艺 改造方案 及流程 压脱水机 系统 胶粒悬浮液在洗涤槽中停留 15 分钟后 ， 自洗涤槽上部溢流口溢流出，沿流槽流至固定筛上，使胶粒与部分乳清分离，分离后的胶粒进入 脱水机 的加料口。湿胶粒中含水率约 150%，连续进入 脱水机 9 中，出来的物料含水率控制在 5 8%。经切刀切割后靠位差落入湿式粉碎机，经粉碎机将湿胶粒破碎成 5 50定型的胶粒后，靠重力落到皮带输送机 上，经皮带机将湿胶粒送到干燥箱干燥。 块机组系统 压块是橡胶生产的最后工序，即用压块机把干燥好的成品胶块压成定型胶块包装出厂。压块机动作靠高压轴推动，高压油由油压泵系统提供。本改造项目压块机及配套油压泵系统均选 用国内优秀产品。 装方案 要设备布置方案 原有 A、 B 线 各有一台 脱水机 ，本次改造采用哈尔滨博实自动化设备有限责任公司生产的 挤压脱水机 ， 每一条生产线 要 有两台 挤压脱水机 ，这样现场变成需安装 4 台 脱水机 ，根据设备制造厂提供的设备图纸及现场实际情况 ，将 4 台 脱水机 并排安装，具体摆放位置见附图。 由于 每条线 脱水机 比原来增加一台，为了降低改造的工程量，在保证一台新 挤压脱水机 的出料口位置保持不变的情况下，胶粒悬浮液进入 挤压脱水机 的入料口方向改变，因此入口需重新制作流槽及进料斜筛。由于增加 脱水机 导 致 脱水机 的出料口增加一个，需要增加一个合料器将出口 胶粒合在一起送入湿料粉碎机，具体安装位置见附图 1。 A 线压块机的位置利用原有压块机的位置即可，更新的油压系 10 统安装在原油泵房内油压系统位置上。新机的配套冷却水管和油压管路均须作相应改造。 计中采用的主要标准及规范 石油化工企业设计防火规范（ 1999 年版） 建筑设计防火规范（ 2001 年版） 石油化工工艺装置布置设计通则（ 艺装置 “三废 ”排放 本次改造 是设备更新不改变生 产工艺 ，改造后没有 改变废水、废气和废渣等三废的数量和质量，故不产生新的污染问题。 11 3 土建 造内容及方案 拆除现有 A、 B 线的两台大型 脱水机 及电机，因新设备 与原设备重量相当，设备基础可以利旧，只是在拆除和安装过程中会有地面破坏及修复的工程量。因为本改造项目是在厂内大检修期间实施，工期短，施工难度较大。为了节省时间新 脱水机 的设备支座采用钢结构支承的形式，由设备厂家直接供货。由于本次改造采用两台 挤压脱水机 代替原来的一台 脱水机 ，在物料入口需重新制作流槽，可利用原吊梁的槽钢用角钢做吊 架，其出料口也比原来多一个需增加一个合料 机 ， 采用钢结构支承在二楼楼板上。 拆除原有 A、 B 线的两台湿胶粉碎机，利用原有的钢结构基础，新设备的安装位置不变。 由于更换的压块机比原压块机的重量轻，因此可利用原设备基础，由生产厂家提供设备支座。新的油压泵系统也比原来设备轻，可利用原基础改造安装，由于地脚螺栓的位置有所不同，可待设备安装条件提出后再确定设备基础。 计中采用的主要标准及规范 建筑结构制图标准 50105建筑设计防火规范 62001 年版） 混凝土结构 设计规范 化工设备基础设计规定 2064312 4 供电 本改造项目不涉及给排水及采暖通风等专业的变化，而动力用电需作相应改造。 计范围 本工程电气 改造 范围： 产装置内 挤压脱水机 更新改造的动力配线及控制 系统的改造 。 电所内高压开关柜的改造 及 6压电缆的敷设 。 电所内低压配电室 新增低压 抽屉式开关 柜 及无功功率补偿柜 。 压 2 台压块机动力配线及控制系统的更新。 a供配电系统设计规范 （ 0052 b低压配电设计规范 （ 0054 c通用用电设备配电设计规范 （ 0055 d 石油化工企业生产装置电力设计技术规范 (038e爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 (0058f建筑物防雷设计规范 (0057g电力工程电缆设计规范 (0217h化工企业静电接地设计规范 (097i化工企业腐蚀环境电力设计规程 （ 20666 j 10以下变电所设计规范 （ 0053 13 境特征及负荷等级 根据工艺条件， 600#生产装置环境为腐蚀环境 、 非防爆场所 。 本次改造 挤压脱水机 及湿胶粉碎机 用电设备均为二级负荷。 600#生产线高压用电设备由厂 2#变电所供电，低压用电设备由2E 变电所供电 。 2E 变电所内设 4 台 16006/压器，现有负荷率为 30%。 本次改造将更换二台 挤压脱水机 并新增加二台合料机 供电 。 更换原有的两台湿胶粉碎机，但电 机功率没变 ，电缆更换 。 原有 2台脱水机单台 功率为 600造后用 4台功率为 200 2 台 1 组 替 代 原来 的 2 台 600 脱水机 ， 这样 总 耗电功率将从 1200降到 800减少 400 2 台 6压脱水机 利用 2#变电所内的高压备用柜，并根据工艺要求对四台高压柜进行改造 ，恰好变电所有 4 台 断路器 常出故障，已将常出故障的 断路器 移至备用柜，借此高压柜改造之机将此 4 台断路器 一并 更换。 此外， 因 2E 变电所低压配电室年久设备陈旧，很多抽屉已经不好使、触头老化， 补偿电容器漏油、损坏 ，经常出现投切故障 和欠补偿问题 ， 因此需 更新 1 台 抽屉 柜 和 2 台低压无功功率补偿柜 ，彻底解决供电隐患。 2 台压块机 泵站电机电源取自 2E 变电所新增开关柜，每台压块机有三台电机，功率分别为 3715 14 对改造后的电气设备进行保护接地，与厂房内原有接地网可靠连接。 对要求防静电接地的工艺设备进行可靠接地。 除 原有 脱水机 电机、 控制柜、 电缆和其它相关安装材料。 除 A 线压块机电机、控制柜、电缆和其他相关安装材料。 除原有包装线控制盘 3 台，参考 C 线将包装线控制系统统一整合到压块机控制柜旁独立控制柜 ，电力及控制电缆重新敷设。 除湿胶粉碎机电机接线、检查测试新电机、 重新敷设电缆并接线。 压柜 断路器（额定电流 1250A） 及控制线路 更新 改造， 拟更换成与原断路器尺寸一致的永磁操动机构的断路器，真空灭弧室为进口产品， 共四台，综合保护器利旧 。 压配电室 1 台抽屉式开关柜和 2 台无功补偿柜更新。 查测试 4 台 挤压脱水机 电机、 敷设高压开关柜到 挤压脱水机高压电机 之间的 电缆并完成两端 电缆 接线 （做户内冷缩 电缆 终 端 接头） 。 检查测试 4 台油泵电机，完成 电极 到低压配电室之间的电缆接线。 装 挤压脱水机控制柜 ， 为压快机、脱水机控制系统 供控制电源。 敷设脱水机控制柜到低压配电室和其它 相关设备 控制柜之间的电 力 15 及控制电缆，完成接线。 查测试压块机电机，敷设电机到低压配电室之间的电力电缆，完成两端接线。 装压块机控制柜，完成从控制柜到低压配电室之间的电力及控制电缆敷设和接线 ，完成从压块机到 和其它控制柜之间的电力及控制电缆，完成接线。 复动、静设备 保护及防静电 接地 ，送电进行单机调试， 通过 后 进行系统联调。 压开关柜 选用金属封闭型、抽屉式低压开关柜 （ 。 380V 低压用电设备的保护采用自动空气开关 和 电机 智能监控器 组合 ，作为短路、过负荷及断相保护。 无功补偿柜采用 自动补偿方式，电容器采用进口电容器。 断路器选用与原断路器安装尺寸一致 、额定 电压、额定 电流一致 的真空断路器。 缆 动力配线以放射式供电方式至用电设备。 所有配电线路的导体材料均选用铜导体。动力电缆采用交联聚乙烯绝缘、聚氯乙烯护套电力电缆，控制电缆采用聚 氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套控制电缆。 供电外线及车间电缆敷设，以电缆桥架为主，局部穿保护管埋 16 地敷设。配电室内沿电缆沟敷设。 因年久，电缆老化和腐蚀严重并且负荷功率和位置变动，电缆及该段电缆槽板全部更新。 主要电气设备 、材料 表 表 4号 设备名称 单位 数量 备注 1 防爆操作柱 台 2 2 低压抽屉式开关柜 台 1 3 低压无功功率补偿柜 台 2 4 高压开关柜改造 台 4 5 电力电缆 0+1*25 米 1000 +1* 600 1200 0+1*35 米 300 5+1*10 米 600 0+1*6 米 300 6 控制电缆 19* 1000 7* 600 4* 300 2* 1000 17 5 节能 制依据 中国石化总公司节约能源管理条例 石化公司企业能量消耗计算方法 耗分析 通过采用先进的 挤压脱水机 替 换现有 A、 B 线 脱水机 ， 提高了脱水机 的工作效率降低了能耗。 从 挤压脱水机 出来的胶粒含水量由原来的 18%降低到 10%以下，这样使后部干燥系统可节约 蒸汽 消耗 。按照 A、 B 线年生产能力为 90000 吨，年生产 8000 汽 吨胶。 年 耗电量由 9600000低到6400000新增加的两台合料器需增 加用电， 更新的两台压块机需增加用电，共计 年增加 296000总节能效果可创效益 年 18 6 项目实施计划 项目实施计划内容主要包括前期准备阶段、设计阶段、施工阶段、 考核 验收四个阶段。项目实施和计划进度见表 6 项目实施计划进度表 表 6段 实施内容 规格及型号 备注 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 前期 可研编制及审查 工艺包及基础设 计 设计 基础设计及审查 施工图设计 施工 设备加工定货及材料采购 安装 考核验收 试车及投运 19 7 投资估算和资金筹措 资估算 程概况及投资估算范围 本项目为有机合成厂丁苯橡胶装置 A、 B 线 脱水机 和湿胶粉碎机的更新改造项目。本项目主要是设备更新改造以及配套的电气、土建等专业的工程内容。 制依据 国石油炼油化工项目可行性研究报告编制规定 (试用版 )2002 年； 国石油天然气股份有限公司建设项目经济评价方法与参数（石油计字 200168 号）； 国石油天然气股份有限公司中油股份公司石油化工项目前期工作管理实施细则（油化字 200166 号）； 设单位和各专业提供的估算条件。 建设期利息 项目贷款额 元，贷款名义年利率 建设期贷款利息 元。 流动资金估算 本项 目流动资金按不增加考虑。 报批项目总投资 报批项目总投资由建设投资、固定资产投资方向调节税、建设 20 期利息和铺底流动资金组成，合计 元。 资金筹措及资金使用计划 资金筹措 自有资金筹措 项目自有资金比例为 35%，即报批项目总投资 元中，有 元为自有资金，全部为建设投资。 债务资金筹措 项目固定资产投资贷款 元（元），贷款名义年利率 为 资金使用计划 项目建设期 1 年，建设投资在建设期全部投入，流动资金按生产计划投入。详见附表 2 投资计划与资金筹措表。 21 8 财务评价 财务评价依据及基础数据与参数 财务评价依据 本报告技术经济分析与评价根据建设项目经济评价方法与参数进行。 中华人民共和国增值税暂行条例及实施细则。 中华人民共和国企业所得税暂行条例及实施细则。 中国石油天然气股份有限公司建设项目经济评 价方法与参数 炼油化工销售 中国石油天然气股份有限公司建设项目经济评价参数2004 建设单位提供的有关基础数据 财务评价基础数据与主要参数 各年生产负荷 项目投产后从第一年开始达到 100%设计能力。 项目计算期 项目计算期为 13 年，其中建设期为 1 年，生产期为 12 年。 主要原材料、动力价格（ 某 石化现行的统一价格） 原材料、动力价格（含税价） 表 8号 名称 单位 单价（元） 1 废胶 吨 7000 2 低压蒸汽 吨 电 定员、工资及福利费 22 本项目改造后不增加定员。 折旧和摊销年限 项目固定资产投资采用平均年限法计算折旧，房屋、建筑物折旧年限 30 年，机器设备折旧年限 12 年。 详见附表 3 固定资产折旧费估算表 固定资产净残值率 项目固定资产净残值率按固定资产原值的 5%计算。 修理费 修理费按 年节约维护费 88 万元计算。 其他制造费用费率 其他制造费用费率按固定资产原值（扣除建设期利息）的 算。 其他管理费定额 其他管理费用定额按 24500 元 /人 各种税率和费率 本项目低压蒸汽增值税税率按 13%计算，城乡维护建设税和教育费附加分别按增值税的 7%和 3%计算。所得税按应纳税所得额的33%计算。 目标收益率 股份公司基准收益率为 12%。 其他：盈余公积金和公益 金分别按税后利润的 10%计算。 23 成本费用估算 根据上述主要参数及工艺设计所确定的原材料、燃料及动力消耗估算成本费用。 随着企业成本费用的变化，年总成本费用也是变化的。经计算，项目年均节约总成本为 元，年均节约经营成本为 元。在总成本中，年均增加固定成本 元；年均节约可变成本 元。 详见附表 4 制造成本估算表、附表 5 总成本费用估算表。 销售收入、销售税金及附加和增值税 经计算，项目改造后减少废胶 10 吨，差 价 7000 元 /吨。年均增加销售收入 元，年均增加增值税 元，元，教育费附加 元。 利润和所得税 项目年均利润总额 元，年均所得税 元，年均税后利润 元。详见附表 7 损益表。 财务评价指标计算 财务盈利能力分析 主要静态指标 投资利润率： 投资利税率： 资本金利润率： 全部投资投资回收期（税前）： （自建设之日起） 24 全部投资投资回收期（税后）： （自建设之日起） 主要动态指标 全部投资财务内部收益率（税前）： （税后）： 全部投资财务净现值（税前）： 元 （ I=12%） （税后）： 元 自有资金财务内部收益率（税后）： 自有资金