丁苯橡胶装置及脱水机等设备更新改造项目可行性研究报告.doc

丁苯橡胶装置及脱水机等设备更新改造项目可行性研究报告丁苯橡胶装置及脱水机等设备更新改造项目可行性研究报告1 总论11.1 项目及建设单位基本情况11.2 编制依据和原则21.3 改造内容、研究范围及编制分工21.4 项目背景及建设理由31.5 主要研究结论42 工艺装置技术及设备方案72.1 工艺技术及设备选型72.2 工艺改造方案及流程82.3 工艺装置“三废”排放103 土建113.1 改造内容及方案113.2 设计中采用的主要标准及规范114 供电124.1设计范围124.2设计标准124.3环境特征及负荷等级134.4供电电源及负荷情况134.5保护接地及防静电接地措施144.6主要工作量144.7主要电气设备及电缆的选择155 节能175.1 编制依据175.2 能耗分析176 项目实施计划187 投资估算和资金筹措197.1 投资估算197.2 资金筹措及资金使用计划208 财务评价218.1 财务评价依据及基础数据与参数218.2 成本费用估算238.3 销售收入、销售税金及附加和增值税238.4 利润和所得税238.5 财务评价指标计算238.6 不确定性分析248.7 财务评价结论25附表1 投资估算表附表213 技经评价表附图1 脱水机设备布置图1 总论1.1 项目及建设单位基本情况1.1.1 项目基本情况1.1.1.1 项目名称丁苯橡胶装置及脱水机等设备更新改造项目可行性研究报告1.1.1.2 项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。1.1.1.3 项目建设地点 某石化公司丁苯橡胶装置600#工段内。1.1.2 建设单位基本情况1.1.2.1 建设单位名称、性质及负责人建设单位名称：某石化公司 建设单位性质：国有控股建设单位负责人： 1.1.2.2 建设单位概况 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-丁烯、丁苯橡胶、乙丙橡胶、动力、水汽等十套生产装置。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。1.2 编制依据和原则1.2.1 编制依据 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200166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。1.2.2 编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。1.3 改造内容、研究范围及编制分工1.3.1 改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、B线脱水机、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。1.3.2 研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。1.4 项目背景及建设理由1.4.1 项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JSR“低温”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4.5万吨/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50mm的湿胶块，送入链板式干燥箱，干燥后经压块机压制成35kg胶块包装出厂。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a.脱水机脱水效果差，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600kW，而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400kW左右。由于脱水效果差致使后部干燥系统消耗大量蒸汽，造成产品生产成本高。b.脱水机已经运行二十多年，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。c.丁苯橡胶装置的A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。1.4.2 实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600kW降到400kW，还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。1.5 主要研究结论1.5.1 主要技术经济指标表 主要评价指标一览表表1-2序号项目名称单位数量Nm3/h备注改造前改造后1年操作时间h80002动力消耗蒸汽吨54000节约电kWh600220046000V电kWh44255.52380V电KWh072380V3项目总投资万元2076.02 其中：建设投资万元2040.74建设期利息万元35.284年均生产成本费用万元-430.615平均利润总额万元363.726项目财务内部收益率%24.84税前项目财务内部收益率%18.26税后7项目财务净现值（i=12%）万元1205.35税前项目财务净现值（i=12%）万元556.85税后8投资回收期年4.76全部投资（税前）投资回收期年5.74全部投资（税后）9投资利润率%17.5210借款偿还期年4.941.5.2 结论a.设备国产化。b.改造后能耗降低。c.减少设备维修费用，消除了设备隐患。d.本项目总投资2076.02万元，每年降低能耗可创造效益549.24万元，投资回收期为5.74年（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，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。1.5.3 存在问题及建议1.本次改造是在现有600#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。2.由于A、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。 2 工艺装置技术及设备方案2.1 工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French oil生产的脱水机，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2-1生产线及制造厂商A线脱水机B线脱水机C线脱水机French oil哈尔滨博实自动化设备有限责任公司进口胶料含水量% 150150150150出口胶料含水量% 18151058配电机功率kWh6006002002（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：1.运行平稳，低噪音，方便维护，日常检修工作量极少。2.具有较低的能耗，各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： 设备参数表 表2-2数量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58电机功率200kW（6000V）螺旋轴外径：356mm主轴转速125r/min设备重量13500kg本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2-3 数量2台系统能力8200kg/h（干料）隔栅槽距25mm、38mm两种电机功率75kW 电机转速980r/min主轴转速980r/min本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2-4 数量2台压块物料SBR合成橡胶胶粒系统压力20MPa系统温度4050系统能力180块/小时胶块尺寸720360180mm电机功率54kW/台设备重量8270kg/台（含泵站）2.2 工艺改造方案及流程2.2.1 挤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%，连续进入脱水机中，出来的物料含水率控制在58%。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550mm不定型的胶粒后，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。2.2.2 压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。2.2.3 安装方案2.2.3.1 主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。2.2.3.2 设计中采用的主要标准及规范石油化工企业设计防火规范（GB50160-92）（1999年版）建筑设计防火规范（GBJ16-87）（2001年版）石油化工工艺装置布置设计通则（SH3011-2000）2.3 工艺装置“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。 3 土建3.1 改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。3.2 设计中采用的主要标准及规范建筑结构制图标准GB/T 50105-2001建筑设计防火规范GBJ 16-87（2001年版）混凝土结构设计规范GB50010-2002化工设备基础设计规定HG/T 20643-984 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。4.1 设计范围 本工程电气改造范围：a.600#生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。b.2#变电所内高压开关柜的改造及6kV高压电缆的敷设。c.2E变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。d.A线压2台压块机动力配线及控制系统的更新。4.2设计标准a供配电系统设计规范 （GB 50052-95）b低压配电设计规范 （GB 50054-95）c通用用电设备配电设计规范 （GB 50055-93）d 石油化工企业生产装置电力设计技术规范 (SH 3038-2000)e爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 (GB 50058-92)f建筑物防雷设计规范 (GB 50057-94)g电力工程电缆设计规范 (GB 50217-94)h化工企业静电接地设计规范 (SH 3097-2000)i化工企业腐蚀环境电力设计规程 （HG/T 20666-1999）j10kV及以下变电所设计规范 （GB 50053-94） 4.3 环境特征及负荷等级 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。4.4供电电源及负荷情况 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1600kVA、6/0.4kV变压器，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600kW，改造后用4台功率为200kW挤压脱水机每2台1组替代原来的2台600kW的脱水机，这样总耗电功率将从1200kW下降到800kW，减少400kW。2台6kV挤压脱水机利用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37kW、15kW、1.5kW。4.5保护接地及防静电接地措施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。4.6主要工作量4.6.1 拆除原有脱水机电机、控制柜、电缆和其它相关安装材料。4.6.2 拆除A线压块机电机、控制柜、电缆和其他相关安装材料。4.6.3 拆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。4.6.4 拆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。4.6.5 高压柜断路器（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。4.6.6 低压配电室1台抽屉式开关柜和2台无功补偿柜更新。4.6.7 检查测试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。4.6.8 安装挤压脱水机控制柜，为压快机、脱水机控制系统PLC提供控制电源。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及控制电缆，完成接线。 4.6.9 检查测试压块机电机，敷设电机到低压配电室之间的电力电缆，完成两端接线。4.6.10 安装压块机控制柜，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。 4.6.11 恢复动、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。4.7主要电气设备及电缆的选择4.7.1低压开关柜选用金属封闭型、抽屉式低压开关柜（MNS）。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。4.7.2电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4-1序号设备名称单位数量备注1防爆操作柱台22低压抽屉式开关柜台13低压无功功率补偿柜台24高压开关柜改造台45电力电缆YJV22-6/6-3*50+1*25米1000YJV-0.6/1-3*4+1*2.5米600YJV-0.6/1-4*2.5米1200YJV-0.6/1-3*70+1*35米300YJV-0.6/1-3*25+1*10米600YJV-0.6/1-3*10+1*6米3006控制电缆KVV22-0.45/0.75 19*1.5米1000KVV-0.45/0.75 7*1.5米600KVV-0.45/0.75 4*1.5米300KVV-0.45/0.75 2*1.5米10005 节能5.1 编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5.2 能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小时计算可节约0.9MPa蒸汽0.6吨吨胶。年耗电量由9600000kWh降低到6400000kWh。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296000kWh。总节能效果可创效益542.24万元/年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6-1。 项目实施计划进度表 表6-1阶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7 投资估算和资金筹措7.1 投资估算7.1.1 工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。7.1.2 编制依据7.1.2.1中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；7.1.2.2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（石油计字200168号）；7.1.2.3中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）；7.1.2.4建设单位和各专业提供的估算条件。7.1.3 建设期利息 项目贷款额1314.13万元，贷款名义年利率5.268%，建设期贷款利息35.28万元。7.1.4 流动资金估算 本项目流动资金按不增加考虑。7.1.5 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、建设期利息和铺底流动资金组成，合计2076.02万元。7.2 资金筹措及资金使用计划7.2.1 资金筹措7.2.1.1 自有资金筹措 项目自有资金比例为35%，即报批项目总投资2076.02万元中，有726.61万元为自有资金，全部为建设投资。7.2.1.2 债务资金筹措 项目固定资产投资贷款1349.41万元（其中含建设期贷款利息35.28万元），贷款名义年利率为5.268%。7.2.2 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。8 财务评价8.1 财务评价依据及基础数据与参数8.1.1 财务评价依据8.1.1.1 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。8.1.1.2 中华人民共和国增值税暂行条例及实施细则。8.1.1.3 中华人民共和国企业所得税暂行条例及实施细则。8.1.1.4 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8.1.1.5 中国石油天然气股份有限公司建设项目经济评价参数20048.1.1.6 建设单位提供的有关基础数据8.1.2 财务评价基础数据与主要参数8.1.2.1 各年生产负荷 项目投产后从第一年开始达到100%设计能力。8.1.2.2 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。8.1.2.3 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8-1序号名称单位单价（元）1废胶吨70002低压蒸汽吨77.293电KWH0.438.1.2.4 定员、工资及福利费 本项目改造后不增加定员。8.1.2.5 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8.1.2.6 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。8.1.2.7 修理费 修理费按年节约维护费88万元计算。8.1.2.8 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1.5%计算。8.1.2.9 其他管理费定额 其他管理费用定额按24500元/人.年计算。8.1.2.10 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。8.1.2.11 目标收益率 股份公司基准收益率为12%。8.1.2.12 其他：盈余公积金和公益金分别按税后利润的10%计算。8.2 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430.61万元，年均节约经营成本为609.83万元。在总成本中，年均增加固定成本111.62万元；年均节约可变成本542.24万元。