XX化工有限公司氨合成系统节能优化工程可行性研究报告.doc

长子县丹峰化工有限公司氨合成系统节能优化工程 可行性研究报告工程编号：ZT-09121-KY 二九年十月淄博长子县丹峰化工有限公司氨合成系统节能优化工程可行性研究报告工程编号：ZT-09121-KY编制负责人：总 工程 师：院 长： 二九年十月淄博目 录1 总论51.1 项目名称、主办单位名称、企业性质及法人51.2 可行性研究报告编制的依据51.3 可行性研究报告的设计原则61.4 企业现状71.5 项目提出的背景、投资必要性和经济意义81.6 项目研究的范围121.7 研究结论122 市场预测162.1 国内外市场情况预测162.2 产品价格分析213 产品方案及生产规模243.1 产品方案及规模243.2 产品规格及质量指标243.3 政策符合情况264 工艺技术方案274.1 工艺技术方案的选择274.2 工艺流程和消耗定额424.3 自控技术方案564.4 主要设备的选择615 原料、辅助材料及燃料的供应705.1 原料供应705.2 辅助材料的供应705.3 蒸汽的供应706 建厂条件和厂址方案726.1 建厂条件726.2 厂址方案787 公用工程和辅助设施方案797.1 总图运输797.2 给排水827.3 供电及电信847.4 土建868 节能分析908.1 设计依据908.2 编制原则918.3 能耗种类和分析标准928.4 合成氨综合能耗928.5 能耗分析928.6 节能措施939 环境保护989.1 建设地点环境现状989.2 主要污染物及处理措施989.3 设计中采用的环境保护标准999.4 绿化1019.5 环境监测1019.6 环保投资1029.7 建议10210 劳动保护与安全卫生10310.1 劳动安全与工业卫生10310.2 消防11311 公司组织及劳动定员11611.1 工厂体制及组织机构11611.2 生产班制11611.3 劳动定员11611.4 人员的来源和培训11612 项目实施规划11812.1 建设周期规划11812.2 实施进度规划11813 工程招投标12013.1 概述12013.2 发包方式12013.3 招标组织形式12113.4 招标方式12114 投资估算和资金筹措12514.1 投资估算12514.2 资金筹措12715 财务、经济评价12815.1 产品成本和费用估算12815.2 财务评价12916 结论13216.1 综合评价13216.2 研究报告的结论133附图：总平面布置图区域位置图周边环境图 地址：淄博市张店区华光路188号玉龙大厦B座10层 136 电话2790027(传) Email：长子县丹峰化工有限公司氨合成系统节能优化工程 可行性研究报告1 总论1.1 项目名称、主办单位名称、企业性质及法人项目名称：氨合成系统节能节能优化工程主办单位：长子县丹峰化工有限公司企业性质：有限责任公司法人代表： 和满先1.2 可行性研究报告编制的依据（1） 长子县丹峰化工有限公司与南京化工科技有限公司签署的“长子县丹峰化工有限公司10万吨/年总氨改造项目可行性研究报告协议书”；（2） 长子县丹峰化工有限公司提供的相关工艺、技术资料；（3） 原化工部化计发（1997）426号文化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定（修订本）；（4） 中华人民共和国工程建设标准强制性条文；（5） 建设项目环境保护设计规定（87）国环字第002号及国务院（98）253号文；（6） 建设项目环境保护管理办法；（7） 污水综合排放标准：（GB89781996）；（8） 大气污染物综合排放标准：（GB16291996） ；（9） 合成氨工业水污染物排放标准：（GB134582001）；（10） 环境空气质量标准：（GB30951996）；（11） 锅炉大气污染物排放标准（GB132712001）；（12） 恶臭污染物排放标准（GB1455493）；（13） 城市区域环境噪声标准（GB309693）；（14） 工业企业厂界噪声标准（GB1234890）；1.3 可行性研究报告的设计原则1.3.1 实事求是的研究和评价，客观地为上级主管部门审议该项目提供决策依据。1.3.2 坚持可持续发展战略，企业生态环境建设，实现社会、经济、环境效益的统一。1.3.3 合理有序的安排用地结构，用地功能布局考虑产业用地与生态环境协调发展。1.3.4 根据工厂的区域位置及性质，严格控制污染，污水的排放应遵循大集中小分散的原则。1.3.5 采用高新技术改造传统工业，即采用合成氨工业节能技改新工艺在老装置基础上进行技术改造，合理利用资源，降低能耗，促进技术进步，实现氮肥工业的可持续发展。1.3.6 贯彻勤俭办企业方针，做到少花钱多办事，尽量节省资金，加快建设速度。1.3.7 更新改造项目，在原有工艺技术上不断更新，达到先进、可靠，经济上合理。优先选用国家节能定型产品，达到投资省、能耗低、经济效益好的目的。1.3.8 项目建设在环保、消防、安全卫生等方面严格按照国家规定做到“三同时”。1.3.9 主体工程与安全、工业卫生、消防同时考虑，尽量消除生产过程中可能对环境和人身安全所造成的危害。1.3.10 工程建设坚持“五化”原则。1.3.11 总图布局中，严格执行消防安全等设计规范，合理利用厂区地势位差，减少土方工程量和节约用地。1.3.12 适度提高生产控制的自动化水平，以减轻操作人员的劳动强度，提高产品质量。1.3.13 提高自控水平，人机互补，管控一体化，使环保的监测和记录更加严密科学，使环保工作管理上水平、上档次。1.3.14 项目实施与生产相配合，尽可能不影响生产，争取更大的效益。1.4 企业现状山西省长子丹峰化工有限公司（前身为山西省长子县化肥厂）始建于1970年，1976年建成投产，原设计能力为5000吨合成氨/年1996年扩规改造为年产15000吨合成氨。1998年进行改制，现有员工475名，其中具有高级职称5名，中级职称7名，其他技术人员47名。 组建以来，公司围绕中央提出改革、改组、改造的精神，立足于实际，把开拓市场和创新高效有机地结合起来，以“经营管理围着市场转，成本核算比照市场算，企业决策依据市场断”为经营理念，经过多年努力，各项工作走上规范化、制度化、科学化的发展轨道，环境保护全面达标验收。产品质量荣获国家质量技术监督局频发的“采用国际标准产品标志证书”，并通过了ISO9001：2000质量管理体系认证，产品远销安徽、四川、江苏等十多省、市、自治区，生产规模由年产1.5吨合成氨达到6万吨总氨能力。2001年新上一条年产5万吨腐植酸钠型煤生产线(现已扩产到9万吨能力)。开创了山西省以粉煤制气的先河，2004年投资1000万元上了年产1万吨甲醇项目，2007年又上马两万吨二甲醚/年项目，现已投产运行，力争以多产品拓宽市场领域。几年来，企业在规模、节能降耗方面达到了很大的发展，取得了可喜的成绩，曾先后荣获省安全生产委员会“先进单位”，山西省工商局“守合同重信用单位”，山西省信用纳税A级单位，长治市化工公司“先进企业”等称号。公司董事长兼总经理和满先同志先后荣获长子县特等劳模，长治市劳动模范，长治市优秀共产党员等荣誉称号，并受到省劳动竞赛委员会立功表彰，被国家人事局授予“中国当代优秀企业家”。1.5 项目提出的背景、投资必要性和经济意义1.5.1项目提出的背景山西省长子丹峰化工有限公司几经技改，现已形成总氨5万吨/年的能力，改造后最终要达到总氨10万吨/年的规模，其中合成氨6万吨/年（主要用来生产碳酸氢铵产品）、甲醇4万吨/年。目前山西省长子丹峰化工有限公司的生产和经营形势都很好，发展势头也很强劲。特别是碳酸氢铵产品属于速效氮肥，是夏秋季作物追肥不可缺少的选择，在其它企业纷纷生产尿素的情况下，长子丹峰化工有限公司的碳酸氢铵产品在周边省市地区供不应求。但山西省长子丹峰化工有限公司的领导也都十分清醒的认识到，制约公司进一步发展并可能危及到企业生存的深层次的矛盾并没有得到有效的解决。首要的问题是生产成本较高，其次是如何贯彻二OO三年七月由国家环保总局牵头召开的关于氮肥生产工艺取消铜洗工序、加强环保的会议精神，达到绿色环保生产。虽然企业创业多年来一直致力于技术改造并注重加强企业管理，但在目前激烈的市场竞争环境下仍然无法摆脱生产成本较高的被动局面，其主要原因就是企业生产规模小、生产技术落后、原材料消耗高，利用现有成熟的技术对现有装置进行改造，同时扩大生产规模，调整产品结构，从而降低产品生产成本，是企业生存发展的唯一选择。经过充分论证和调研，山西省长子丹峰化工有限公司提出了：通过对现有老合成氨装置进行彻底的改造，使装置大型化，以摆脱目前氨合成系统操作压力高达31.4MPa这一高能耗运行的被动局面，同时为企业向碳一化学发展创造条件，达到既降低产品成本、调整产品结构，增强企业市场竞争力，同时又实现工厂清洁生产的总体目标。1.5.2项目建设的必要性和经济社会意义（1）有利于企业多种经营和应对国家的能源结构调整战略随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，我国石油消费总量迅速上升。2003年我国原油消耗2.3105kt，生产1.6105kt，进口0.7105kt。专家预计2010年石油消费总量将达到3.4105kt/a，而国内石油资源较为缺乏，在未来20年国内产量仅能维持在1.61.8105kt，进口要求将升至1.41.6105kt/a。如此大量依赖国际市场进口石油，使能源供应的安全问题十分突出。因此2001.3.15第九届人大第四次会议批准的中华人民共和国国民经济和社会发展第十五年计划纲要中提出今后的能源方针是“能源建设要发挥资源优势，优化能源结构，提高利用率。加强环境保护。”关于国民经济和社会发展第十个五年计划纲要的报告中指出“能源特别石油问题，是资源战略的一个重要要问题。国内石油开发和生产不能适应经济和社会发展的需要，供需矛盾日益突出。应加快天然气开发、发展洁净煤技术、代用油品技术。”在石油的总消耗中，燃料的消耗比重远大于石油化工的比重。能源结构的调整，重点是在燃料结构的调整。各省和地区先后加速了代用油品的步伐。其中包括：继续在发电工业中推广煤代天然气；推广水煤浆和煤粉为燃料工业锅炉。用天然气代替城市液化石油气燃料，发展CNG和LNG汽车；推广粮食、玉米、木薯、秸杆、甘啃蔗楂等为原料制乙醇燃料；发展甲醇汽车和甲醇为原料的燃料电池技术；用二甲醚代替LPG和开发二甲醚柴油车；发展天然高碳脂肪酸甲酯代柴油。 上述代油的措施已展露生机，并稳步推进，其许多方面均与甲醇密切相关例如 ：甲醇代用燃料M3、M15 M85和甲醇汽车已有很好的推广基础。甲醇制二甲醚技术十分成熟。甲醇可以制造MTBE、DMC、高碳脂肪酸甲酯等油品添加剂。随着甲醇汽车，二甲醚柴油车的推广，甲醇将从化工原料一跃而成为液体燃料。需求量将成倍增长。我国目前汽油消耗3.7104kt/a，若1/5油为甲醇代替，则甲醇之需求1.332104kt/a，为现有生产量4倍。可见燃料结构的调整将为甲醇工业事业带来极为光明的前景。由于石油储量逐渐下降，能源结构和化工原料出现多元化和多样化的格局并逐步向天然气和煤炭转移，这是本世纪的特点。目前石油化工和炼油工业仍属主导，能源更替的突破点首先在燃油的更替上。在化工中将出现石油化工的个别产品工艺退出历史的舞台，经过长时间的技术积累和石油价格连续攀升，途经天然气为主导时期最后才能形成以主导的新煤源时期。在煤化工上环保综合利用问题末彻底解决前甲醇将首先成为更替燃料油的首选产品。为此，山西省长子丹峰化工有限公司根据现有产品资源，进行产品结构调整，开发碳一化工产品，进一步提高企业经济效益，以迎接新的挑战。（2）符合国家要求提高农资保障能力的产业政策2009年05月18日国务院办公厅下发石化产业调整和振兴规划细则，该细则中提出了未来调整和振兴的主要任务，其中第二条要求提高农资保障能力，采用洁净煤气化和能源梯级利用技术，对现有氮肥生产企业进行原料和动力结构调整，实现原料煤多元化，降低成本；在能源产地适当建设大型氮肥生产装置，替代落后产能。山西省长治市是全国100个重点产煤市（县）之一，截止2005年底，全市年煤炭产量已达1000万吨。目前，山西省能够生产碳酸氢铵肥料的企业有15家，而2009年实际投入生产的企业只有2家，山西省长子丹峰化工有限公司就是其中的1家，整体产能明显不能满足农业生产对碳酸氢铵肥料的需要，因此山西省长子丹峰化工有限公司对老装置进行大力改造、扩大产能、降低成本符合国家要求提高农资保障能力的产业政策。（3）有利于振兴地方经济山西省长子丹峰化工有限公司是长子县地区重点化工企业，在长子县地区的经济发展中起到举足轻重的作用。本项目建设对振兴长子县的化学工业乃至整个长子县的经济发展都有重要意义。我国属于地少人多的国家，山西省又是全国的农业省份，是粮食主要产区。发展农业生产是山西省的重要任务。而发展农业，提高作物产量和品质，离不开肥料工业的支持。在农业增产的诸多因素中，化学肥料起到40%的作用。特别是长子县是一个有着人口32.1万，农业耕地面积54.3万亩的农业大县。本项目的实施，不仅使山西省长子丹峰化工有限公司的“三废”污染得到进一步改善，也使山西省长子丹峰化工有限公司的老装置获得了新生，并可以稳定长子县的化肥工业生产和化肥的供应，从而对长子县的农业经济起到积极作用。（4）有利于带动相关产业的发展氮肥工业是资本密集型、技术密集型行业，它需要冶金、机械制造、电气、仪表及自动化等行业的密切配合和支撑，它是一个国家的科技水平和综合国力的具体体现。本项目的实施和推广，可较大地促进当地冶金、机械制造、电气、仪表及自动化等相关行业的发展和技术水平的提高。综上所述，本项目不仅具有良好的环境效益、经济效益，而且具有很大的社会效益。1.6 项目研究的范围本可行性研究报告的设计范围包括：改建一套完整的年产10万吨合成氨项目的产品市场需求预测、产品方案及生产规模、原材料辅助材料及公用系统供应、建厂条件、工程设计方案、环境保护、职业安全卫生、消防、节能、工厂（企业）组织及劳动定员、项目实施规划、投资估算、财务评价等。项目具体内容如下： 长子县丹峰化工有限公司现有两套中压联醇装置，分别为DN1200和DN1000的联醇系统，和一套由两台DN600氨塔并联运行的氨合成系统，年产醇氨约4.5万吨/年。根据企业发展需要，拟新建一套DN1200的氨合成装置（设计压力26MPa），并将现有的DN1200的联醇系统作为一级醇化系统，DN1000的联醇装置作为二级醇化装置，原有的氨合成系统改造为甲烷化装置，同时对全厂现有装置进行节能扩产改造，从而全厂的醇氨总产能达到10万吨/年。1.7 研究结论1.7.1 研究的简要综合结论综上所述，本项目充分利用了当地煤炭资源，通过采用先进的生产技术、设备、管理方法是可行的。项目建设内容为一套年产10万吨合成氨，报批（上报）项目总投资为8600万元，建设期为18个月（自初步设计批准开始）。项目全投资财务内部收益率ic73%（税后），全投资投资回收期所得税后2.59年(含建设期1.5年)，年均销售收入16630万元，年均利润总额6485.92万元，各项指标均能满足国家评价标准，具有较好的经济效益、社会效益及环境效益，项目是可行的。1.7.2 建议抓紧项目的前期工作、积极取得有关方面的支持，使本项目能尽快实施，尽快建成投运，尽早发挥其综合效益。1.7.3 项目综合技术经济指标表表1-1 综合技术经济指标表序号项 目 名 称单位数量备注一生产规模醇氨能力104t/a10其中：新增能力5.0二年操作日天330或8000小时三产品方案3.1液氨104t/a6其中：新增能力2.03.2副产硫磺104t/a0.6243.3甲醇104t/a4.0其中：新增能力3.03.4碳酸氢铵104t/a25.2其中：新增能力8.4四主要原辅材料4.1合成触媒t241次/5年4.2原料煤104t/a14.7五公用动力消耗量5.1脱盐水m3/h765.2循环水m3/h6737.55.3电104KWh130000六三废排放量6.1废水104t/a06.2造气废渣104t/a4.926.3废触媒t/a696.4废气104Nm3/a76000七劳动定员7.1新增人员人56其中：生产工人人56八项目投资8.1项目总资金万元86008.2建设投资总额万元6668.61其中：（1）建设投资万元6520（2）建设期利息万元148.618.3流动资金万元1940其中：铺底流动资金万元2509.12企业自有8.4年销售收入万元16630生产期平均九成本和费用9.1年均总成本费用万元8449.25生产期平均(新增)9.2年均经营成本万元7801.85达纲年9.3年利税总额万元6485.92生产期平均十年净利润万元4864.44生产期平均十一财务评价指标11.1投资利润率%56.5611.2投资利税率%75.4211.3投资回收期年2.59税后11.4全投资财务内部收益率%95税前%73税后11.5全投资财务净现值万元34849.18税前万元26746.20税后十二人民币借款偿还期年5含建设期1年十三盈亏平衡点%28.09生产期第1年2 市场预测2.1 国内外市场情况预测2.1.1 国外碳酸氢铵、甲醇及液氨市场情况及预测（1）国外碳酸氢铵市场情况及预测碳铵是我国独具特色的化肥产品，主要用于食品行业、稀土行业、制药行业，并且大量出口远销中东、日本、印度等国家。日前，丹东铁路货运口岸首次对朝鲜大量出口碳酸氢铵肥料，预计出口总量为3.9万吨，将创出口历史纪录。据悉，如果货源允许，出口量还将增大。出口增长的原因：一是碳酸氢铵是所有肥料中价格最低的一种；二是最近海关成倍增加了化肥的出口税率，而碳酸氢铵是唯一不要出口税的化肥品种；三是朝鲜大力发展农业，化肥等需求量增大。（2）国外甲醇市场情况及预测作为碳一化工的基石，甲醇是由天然气、煤（焦）、重渣油生产其他化工产品的重要途径，其中重要性不言而喻。在世界基础有机化工原料，甲醇消费量仅次于乙烯、丙烯、苯，居世界第四位。世界各国的甲醇生产主要以天然气为原料。2006年世界甲醇总产能为4695万吨/年。20072010年全球甲醇产能年增长率为4.5%5.0%，到2010年产能将达到5800万6000万吨/年。进入本世纪以来，新建装置集中在中东、拉美和东亚等地天然气资源丰富的地区，谋求以成本优势占领市场。装置的规模也呈现出大型化(500012000吨/天)的趋势。世界甲醇生产格局的变化导致消费格局发生重大变化。美国、欧洲、日本等发达国家和地区甲醇消费已由自给逐步转变为依靠进口。中国也成为世界甲醇生产商的目标市场。由于市场紧张，美国甲醇现货价格上扬。有交易商表示，供不应求，价格上升。大量船货运往中国，补充中国需求。但是，总体来看，随着价格的走高，当地现货成交活跃度迟缓，部分买方观望操作谨慎目前该地卖方就6月货源意向售价攀升至60美分/加仑，而买方意向采购价格则集中58美分/加仑FOB休斯顿。欧洲地区：买家购买意向推动了欧洲甲醇行情上涨。市场来源说，到达鹿特丹的船货延迟，这也能支撑欧洲市场。2.1.2国内碳酸氢铵、甲醇及液氨市场情况及预测（1）国内碳酸氢铵市场情况预测2009年8月国务院发布了关于进一步深化化肥流通体制改革的决定（下称决定）。决定主要内容包括：1）取消对化肥经营企业所有制性质的限制，允许具备条件的各种所有制及组织类型的企业、农民专业合作社和个体工商户等市场主体进入化肥流通领域，参与经营，公平竞争。2）国家鼓励大型化肥生产、流通企业以及具备一定实力和规模的社会资本通过兼并重组等方式，整合资源，发展连锁和集约化经营。决定首次允许民间资本进入化肥市场，这是自1998年改革以来，化肥流通体制再次出现重大变革。我们判断，这是今年对行业利好政策的延续，有利于充分调动各类资金的积极性，长期来看，有利于激活农化市场的销售、流通环节，进而传导到上游生产企业，促进生产企业的产能释放及价格回升，带动行业的全面回暖。同时，决定中关于兼并重组的政策为行业规模化发展做了政策性指引。近期行业政策呵护农化市场的举措不断，上半年出台了化肥产品出口关税下调及淡季时间延长，可以清楚地看出，政策层面对该行业板块一直采取扶持、鼓励的正面刺激。现在唯一不足的就是内外需求还未恢复到理想状态，致使经销商主动拿货意愿不强。随着秋季农化消费旺季来临以及国际市场农作物种植面积的增加，该行业在下半年会迎来需求高峰，板块将逐渐走强。碳铵是我国独具特色的化肥产品。在相当长的一段时间里，碳铵都是我国最主要的化肥品种，曾为我国的农业发展做出过巨大的贡献。近年来，碳铵的产销量均呈下降之势，但在我国仍是除尿素外使用最广泛的一种氮肥产品。近期碳铵市场呈现低位运行态势。受成本价格坚挺、需求出现好转等有利因素影响，从后市看，碳铵市场有望出现探底回升走势，其主要原因有四：一是价格已处低位。由于自3月份以来碳铵价格持续下跌，与去年同期相比，碳铵价格下跌超过了40%。碳铵是个地产地销产品，地域差别明显，各地的碳铵出厂报价差别比较大，高的在600元（吨价，下同）以上，主要集中在西南等边远地区；低价区主要在湖南、湖北、河南等中部地区，大多为450550元，低的已到了430元左右。目前碳铵批发价大多为480650元，零售价大多为520700元，相对处于较低水平。二是市场处于稳定需求状态。碳酸氢铵每年主要有三个用肥旺季，春种、夏追和秋播。碳酸氢铵是弱酸弱碱性肥料，不会造成土壤板结，与长效肥料结合或单独施用，能迅速促进作物生长而不会造成作物倒青，加之碳酸氢铵成本价格相对较低，因此，在一定的区域内，具有稳定的市场。三是是尿素市场有所回暖。尿素和碳铵是我国使用量最大的两个氮肥品种，碳铵价格受尿素价格影响比较大，由于受出口拉动、成本支撑、停产厂家增多等多种因素影响，近期尿素市场有所回暖，出厂价基本上都回到了1500元以上，与前期最低价格相比，大多数市场上涨了50元，高的超过了80元。尿素市场逐步走出低谷对碳铵市场也有一定的拉动作用。综上所述，如今在众多利好因素作用下，碳铵市场出现较大力度的反弹。（2） 国内甲醇市场市场情况及预测我国的甲醇生产始于50年代，直到80年代初，我国的甲醇生产一直是以小规模的装置为主，先后引进了ICI公司和Lurgi公司的低压合成技术，使甲醇生产技术有了新的进步，90年代以来上海焦化厂三联供工程年产200kt/a低压甲醇装置的建设和最近几年产100kt/a低压甲醇装置的建设，使得我国的甲醇生产跃上了新的台阶。90年代初我国的甲醇年生产能力尚不足1000kt，到1999年已发展到3000kt，产量1241kt，表观消费量2614kt。特别是近年来陆续建成的一系列大型生产装置，使得我国的甲醇生产技术有了明显的提高。但日趋激烈的世界甲醇市场竞争，也使我国生产企业面临的形势越来越严峻。1997年国家再次调整了部分化工产品的进口关税税率，甲醇进口税率由12%降至3%，刺激了甲醇的进口，另外受国际市场的影响，我国的甲醇进口量持续增长，1999年甲醇的进口量更是超过了国产量，进口量是国产量的114%。近年来我国甲醇市场消费增长迅速，1990年消费约680kt，1999年增长到2614kt万吨，年均增长率达14%。据报导20002007年我国甲醇产能年均增长率为24.8%，2007年我国共有甲醇生产企业177家，总规模已突破1600万吨/年。目前在建、拟建甲醇项目有34个，到2010年总产能将达到2600万吨3060万吨/年。从甲醇消费市场看，近年来我国甲醇市场的发展前景也令人乐观的，市场需求增长迅速，如果我国的“甲醇代油”能得到有效推广的话，那么甲醇市场在未来的几年里需求增长速度将远远大于16%的年平均增长率。在我国，甲醇主要用来生产甲醛，近年来，随着我国基本建设的不断加强，甲醛消费量增长迅速，1990-1999年间我国甲醛产量年均递增19%，带动了甲醇消费量的迅速增加。2002年生产甲醛消费的甲醇2133.3kt，占当年甲醇实际消费量的54.7%。2006年，我国甲醛产量消费甲醇2806.4kt左右。随着我国对环境保护的日益重视，MTBE作为无铅汽油添加剂日益受到重视，生产能力迅速增长。到1999年装置的生产能力已接近400kt/a，1999年我国生产MTBE消费甲醇约80 kt/a。我国政府规定，2003年北京、上海、广州等大城市实现汽油无铅化，已经先后出台了地方性的法规，限制低标号汽油的使用。在今后几年我国MTBE的需求量将有较大幅度的增长，目前生产MTBE将需甲醇620 kt/a。以甲醇为原料采用羰基合成工艺是世界醋酸工业的发展方向，但目前我国仅有三套羰基合成法醋酸生产装置。1998年羰基合成法醋酸消费甲醇100kt/a。2005年随着我国现有装置的改扩建以及新的羰基合成法醋酸装置的建成，醋酸生产将需甲醇300 kt/a。甲胺是甲醇消费的一个重要部分，2002年我国甲胺的能力总计超过284.7 kt/a，产量280 kt/a左右，当年消费甲醇约385kt/a。近年来随着二甲基甲酰胺的迅速发展，带动了甲胺需求量不断增加。甲胺生产需要甲醇量将达到450 kt/a左右。消费结构见表210总之，今后我国甲醇市场将保持较为强劲的增长势头。作为重要的有机原料，衍生物生产仍将占最大的市场份额。其中，增长最快的将是MTBE和醋酸生产。2-1 近年我国甲醇消费结构及变化情况 （%） 年份项目1990199820022005化工应用59656351燃 料78913医 药7978农 药9789溶 剂9578其 他966112.2 产品价格分析2.2.1 碳酸氢铵产品价格分析碳酸氢铵是个地产地销产品，地域差别比较大，各地的碳酸氢铵出厂报价差别比较大，由于近期煤炭价格不断上涨、生产成本上升、尿素价格上涨，农民对低价格、低浓度的碳酸氢铵产品较为青睐等因素的存在，对碳酸氢铵价格有一定的拉升作用。目前碳酸氢铵出厂价大多为650-800元（吨价，下同），高的超过了850元。每年处于用肥季节的时候，山东、河南、山西等地市场需求量较大，价格往往随之上扬。该项目原料煤就地取材，碳酸氢铵的成本约450元/吨，故具有很强的竞争能力。2.2.2 甲醇价格分析2009年8月，国内甲醇市场涨跌互现，沿海港口高位盘整，内地部分小幅下滑。进口甲醇价格持续走高，支持国内甲醇市场相对坚挺。华东市场保持强势，价格稳中有涨，主流报价在21802230元（吨价，下同）。贸易商继续看好行情。华南市场走势上扬。受华东甲醇行情上涨的带动，加上进口甲醇量减少，市场供应偏紧，目前主流报价在22102240元。华中市场，因当地甲醇装置开工不足，现货供应量不大，甲醇价格出现上涨，出厂价格在21002150元华北地区甲醇装置开工负荷较低，加上周边行情上扬拉动，交易气氛相对活跃，厂家提高报价，主流出厂价在21402200元。东北市场低位盘整，煤制甲醇企业销售缓慢，但受成本压力支撑，报价小幅上升，主流报价在21502170元；天然气甲醇装置开工正常，主流报价持稳在2150元。西南市场价格继续上涨。川渝地区主要甲醇装置开工平稳，厂家价格缓慢走高，主流出厂报价在21502180元；云南地区主要甲醇装置开工率不高，主流出厂报价在21602200元。山西省作为全国甲醇燃料和甲醇汽车的示范应用基地，是国内最早试用甲醇燃料的大省，推广甲醇燃料汽车已有20多年。为进一步推动甲醇燃料产业化，2009年9月4日在上海召开车用燃料甲醇国家标准，今年还将陆续出台实施车用燃料甲醇和车用甲醇汽油（M85）标准。据了解，从2008年起，山西省甲醇燃料已进入产业化推进阶段，该省2008年累计销售甲醇汽油70万吨，消耗甲醇18万吨，预计到2012年，可消耗甲醇350400万吨。 同时由于山西省的示范作用及相关标准的出台，国内醇醚燃料及醇醚清洁汽车的进一步推广，将推动甲醇未来行情逐步回暖。由上可知，长子的资源优势和丹峰化工的管理优势相结合，将使该项目产品具有较好的经济效益和市场竞争力。3 产品方案及生产规模3.1 产品方案及规模山西省长子丹峰化工有限公司扩建合成氨生产装置，调整产品结构。最终装置生产规模达到总氨10万吨/年。其中：液氨：6万吨/年；精甲醇：4万吨/年； 碳酸氢铵：26万吨/年；3.2 产品规格及质量指标3.2.1合成氨质量标准执行GB53688指标名称指标优等品一等品合格品氨含量 % 99.999.899.6残留物含量 % 0.1（重量）0.20.4水分 % 0.1/油含量 % 5（重量法）/2（红外光谱法）/铁含量mg/kg 1/3.2.2碳酸氢铵质量标准执行GB35592001指标名称指标优等品一等品合格品干碳酸氢铵外观白色或淡色结晶白色或淡色结晶白色或淡色结晶白色或淡色结晶氮（N）% 17.5水分（H2O） % 3.03.55.0甲醇质量标准执行GB24402001序号项 目指 标优等品一等品合格品1色度（铂钴）号 5102密度（20） g/cm30.7910.7920.7910.7933温度范围（0 101325Pa）64.065.54沸程（包括64.40.1） 0.81.01.55高锰酸钾试验 min 5030206水溶性试验澄清7水分含量%0.100.158酸（以HCOOH计） % 0.00150.00300.00509碱（以NH3计） % 0.00020.00080.001510羰基化合物（以HCOH计）含量 % 0.0020.0050.01011蒸发残渣含量 % 0.0010.0030.0053.2.4 工业硫磺：副产品符合国标 GB2449-92 。外观：工业硫磺有块状、粉状、粒状和片状等，其优等品、一等品应呈黄色或淡黄色，应不含任何机械杂质。项目指 标优等品一等品合格品硫（S） 99.9099.5099.00水分（H2O） 0.100.501.00灰分 0.030.100.20酸度（以H2SO4计） 0.0030.0050.02有机物 0.030.300.80砷（AS） 0.00010.010.05铁（FE） 0.0030.005-筛余物：孔径150m 孔径75m 无0.5无1.0无4.03.3 政策符合情况本项目是采用新型节能技术的合成氨生产项目，工程实施后，既可以向市场提供大量紧缺的碳氨，又可以充分挖掘其它工序的潜力，节约大量的能源，降低生产成本，提高企业经济效益。根据国家发改委二OO五年十二月二日发布的产业结构调整指导目录(2005年本)，本项目符合其中的第一类（鼓励类），第九项（化工），第2条的内容：资源节约和环保型氮肥装置建设以及原料本地化、经济化改造；根据2009年05月18日国务院办公厅下发石化产业调整和振兴规划细则，其中第二条要求提高农资保障能力，采用洁净煤气化和能源梯级利用技术，对现有氮肥生产企业进行原料和动力结构调整，实现原料煤多元化，降低成本；在能源产地适当建设大型氮肥生产装置，替代落后产能，对老装置进行大力改造、扩大产能、降低成本，提高农资保障能力的产业政策。因此，本项目产品方案符合国家产业政策、行业发展规划、技术政策、产品结构和清洁生产的要求。4 工艺技术方案4.1 工艺技术方案的选择长子县丹峰化工有限公司根据本企业自身生产装置情况，调整产品结构，甩掉污染大、运行成本高落后的铜洗工序，在合成原料气净化精制工序中技改新上醇烷化气体精制工序联产甲醇工艺，将原有的总氨能力为5万吨/年生产装置扩建为总氨能力为10万吨/年生产装置。长子县丹峰化工有限公司以煤为原料的合成氨生产装置的工艺技术应以国产化为基准，充分利用原有的生产装置、技术资源，采用当今先进成熟的生产技术，尽量做到少投入、多产出、见效快的优点。4.1.1 国内外以煤为原料合成氨工艺技术概况 国外合成氨工艺技术概况目前国外以煤为原料制取合成氨原料气的工艺主要有鲁奇炉、德士古炉、谢尔炉，净化工艺主要采用耐硫变换、低温甲醇洗脱硫脱碳、液氮洗精制工艺，低压氨合成，压缩等均采用蒸汽透平式离心压缩机。合成氨的技术进步主要表现在装置大型化和节能降耗方面，以及降低单位产品的建设投资和生产费用。合成氨装置的单系列生产规模从50年代初日产200吨到1966年日产1000吨至今已发展到日产2050吨。 国内合成氨工艺技术概况目前国内引进装置以煤为原料制取合成氨原料气的工艺主要有鲁奇炉、德士古炉、谢尔炉，净化工艺主要采用耐硫变换、低温甲醇洗脱硫脱碳、液氮洗精制工艺，低压氨合成，压缩采用蒸汽透平式离心压缩机。由于受到煤种的限制，以及国产化水平的不断提高，近年国内一些新建装置也纷纷采用以上工艺的国产化装置。但该类装置普遍存在投资大、还贷周期长等弊端，同时由于需要大型空分装置这类能耗大户同时运行，因此整体能耗并不低。但由于煤种适应性强，该类装置还是受到一些厂家的欢迎。现在国内中小氮肥制气工艺还是以常压固定床间歇制气工艺为主，该类装置投资少、操作简单、整体能耗不大；特别是在山西省这种富产优质无烟煤的省份，资源价格相对低廉，采用常压固定床间歇制气、吹风气回收、压缩、变换、变脱、MDEA法脱碳、精脱硫、联醇、甲烷化、氨合成的工艺流程，从投资、经济运行、操作简单可靠、安全环保等角度考虑，对于中小氮肥来说以上流程仍然具有其优越性。4.1.2 本次工艺技术方案的比较和选择理由制气工序的工艺选定目前国内的煤气化技术不下于十几种，成熟可靠并以较多地应用于合成氨工业化生产的技术国内外也有好多种，用于工业上制造合成气的先进煤气化Texaco水煤浆加压气化和Shell粉煤气化工艺，水煤浆撞击流体化技术，和间歇式固定床半水煤气法（UGI）。前三种单炉生产能力大，但投资较大，工艺相对复杂，适应大型装置。随着国内煤气化技术的不断发展，原用于中、小合成氨厂原料气制取的常压间歇式固定床半水煤气工艺经过技术改造革新，已发展成富氧连续化制气工艺，其设备配置及流程与间歇式固定床气化基本相同。该工艺连续制气，采用自动加煤技术。该工艺技术十分成熟，具有以下特点：对煤的粒度、强度适应性广；煤的利用率高；蒸汽的分解率高；设备维修工作量小，维修费用低。对于长子县丹峰化工有限公司合成氨项目的原料气气化技术，充分考虑到利用原有的生产装置、技术资源、投资及建设周期，使企业尽快获得效益，我们选用常压富氧连续化制气工艺。这样即利用长子县丹峰化工有限公司原有合成氨制气装置的设备、技术资源，又节省了初期投资。常压富氧煤气气化反应的原理是：将富氧空气通入煤气发生炉与炉内的原料煤（块煤或型煤）燃烧，产生大量的热量，将煤气发生炉内的煤的温度提高到600900左右，通入蒸汽与炽热的碳进行反应生成H2、CO及少量的CO2，同时空气中的N2进入产生的半水煤气之中，从而制得合成氨所需的H2、N2气。其气化过程的主要方程式如下：C + O2 = CO2 + Q2C + O2 = 2CO + QCO2 + C = 2CO + QC + H2O = CO + H2 + QC + 2H2O = CO2 + 2H2 + Q 半水煤气脱硫工艺的选择由于制气工序而来的半水煤气中含有多种硫化物（H2S、CS2、SOC、SO2等），硫不紧对设备具有腐蚀作用，对甲醇触媒、甲烷化触媒、氨合成触媒都具有危害作用。因此必须脱除。对于半水煤气粗脱硫，国内外基本都是采用湿法脱硫工艺。该工艺大致分为物理吸收法、化学吸收法和液相氧化法三类，其中最为常用是液相氧化法。该法技术成熟可靠，其国内又以栲胶法、改良ADA法、氨水液相催化法及PDS法等几种应用得最多。上述几种方法一般都可将水煤气中H2S脱至几十个PPm，效果比较理想，这几种常用方法特点和比较见表4-1。四种常用水煤气脱硫方法特点和比较表 表4-1序号脱硫方法脱硫剂组分气体净化度H2Smg/Nm3水煤气硫磺回收率%蒸汽消耗kg/kgs电耗kwh/kgs操作情况1改良ADA法ADANa2CO3Na2VO35-409093223净化度高，副反应少，硫回率高，硫堵现象较严重2氨水液相催化法NH3OH对苯二酚100小合成氨使用，副反应高，硫回收率低3栲胶法Na2CO3V2O5栲胶5408593142正常情况下无硫堵现象，脱有机硫能力较差4888法8885408593142无硫堵现象，脱有机硫能力强，脱硫剂浓度低，运行经济5碱液Na2CO3TSC8090%2无硫堵现象，脱硫能力强，脱硫剂浓度低，运行经济根据比较和实际使用的情况，改良ADA法脱硫效率高，吸收H2S速度快，技术成熟，过程完善，规范化程度高，技术经济指标好。该法存在的主要问题是在吸收过程中，容易折出硫磺而造成堵塞脱硫塔填料，尚未能得到彻底解决。氨水液相催化剂脱硫效率较低，气体净化度不高，技术落后，而且氨耗大，消耗CO2，硫磺无法回收，对环保的污染较为严重，目前仅在数量有限的小合成氨装置使用，正逐步被其它方法所取代。栲胶法具有改良ADA法的几乎所有优点，而且不易硫堵。栲胶价廉易得，运行费用比改良ADA低，但脱除有机硫的能力较差。比较PDS或888法优点较多，而且其脱除有机硫的能力强，效果比较好，但脱硫液再生时要消耗蒸汽增加了运行成本。碱液脱硫现在合成氨厂使用普遍，脱硫剂Na2CO3简单易得，脱硫液氧化再生无需消耗蒸气，运行成本较低，催化剂TSC较其它相比，在使用过程中不会堵塔，脱硫能力强净化度较高，价格较低。结论:根据以上的分析和比较，栲胶法、改良ADA法、碱液TSC法及PDS等几种方法都可将水煤气中H2S脱至几十个PPm，效果比较理想。长子县丹峰化工有限公司原有一套半水煤气脱硫装置，为了减少工程投资和运行成本，利用原有脱硫装置的基础上，建议选用成熟、应用最广的常压碱液TSC法脱硫。湿法碱液脱硫的主要原理是：利用脱硫液Na2CO3与半水煤气中H2S反应生成硫和钠的化合物随脱硫液带出。脱硫液的再生为氧化法再生，硫和钠的化合物与空气中氧反应生成单质硫而析出。气吸收和再生的反应方程式如下：硫化氢的吸收：Na2CO3 + H2S NaHCO3 + NaHSNaHS + Na2CO3 +（x-1）S Na2Sx + NaHCO3RSH + Na2CO3 RSNa + NaHCO3COS + 2NaOH Na2CO2S + H2OCS2 + 2NaOH Na2COS2 + H2O 脱硫液的再生：2NaHS + O2 2S + 2NaOHH2O + Na2Sx +1/2O2 Sx +2NaOH2RSNa +1/2O2 +H2O RSSR + NaOHNa2CO2S + 1/2O2 Na2CO3 + SN