每小时1万5千方甲裂制氢装置可行性研究报告.doc

每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 1 1 1 万万 5 5 千千方方 小小时时甲甲裂裂制制氢氢装装置置 可行性研究报告 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 2 目 录 1 总论总论 5 1 1 项目及建设单位基本情况 5 1 2 建设的必要性 6 1 3 研究结果 6 2 市场分析与预测市场分析与预测 8 3 生产规模及生产技术方案生产规模及生产技术方案 8 3 1 生产规模及生产方案 8 3 2 工艺技术方案选择 8 3 3 制氢的主要操作条件 8 制氢主要操作条件 9 3 4 工艺流程特点 9 4 工艺装置工艺装置 11 4 1 项目范围 11 4 2 原料来源及产品去向 11 4 3 装置组成 11 4 4 原料性质及产品组成 11 4 5 装置物料平衡 11 4 6 甲裂制氢工艺流程简述 13 4 7 主要设备选择 17 4 8 消耗指标及能耗 26 5 辅助材料辅助材料 27 5 1 催化剂及化学药剂消耗量 27 6 自动控制自动控制 27 6 1 自动控制水平 27 6 2 设计执行的标准规范 27 6 3 DCS 系统配置 28 6 4 DCS 系统 I O 统计 28 7 厂址选择厂址选择 29 7 1 厂址地理 地形 地貌 29 7 2 自然气象 29 7 3 交通运输 29 8 总图运输 储运及土建总图运输 储运及土建 31 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 3 8 1 总图运翰 31 9 公用工程及辅助生产设施公用工程及辅助生产设施 33 9 1 给水排水 33 9 2 供电和电信 34 9 3 供风 供氮 38 9 4 供热 38 9 5 除盐水 38 10 节能节能 39 10 1 装置节能措施 39 10 2 装置节能管理 39 10 3 主要原材料的控制 40 10 4 成本控制 40 10 5 意识教育 40 11 消防消防 41 11 1 消防体制和贯彻方针 41 11 2 项目火灾危险性表 41 11 3 消防水系统 41 11 4 其它消防设施 42 11 5 火灾报警系统 42 11 6 设计执行的消防法规 规范及标准 42 12 环境保护环境保护 43 12 1 环境保护标准 43 12 2 主要污染源及污染物 43 12 3 防范措施 43 13 职业安全卫生职业安全卫生 44 13 1 安全措施 44 13 2 劳动卫生及防护 45 13 3 生产过程中具有燃烧和爆炸危险物的性质 45 13 4 生产介质的危害 46 13 5 主要生产岗位危险因素分析 46 14 项目计划实施 组织机构及定员项目计划实施 组织机构及定员 47 14 1 项目计划实施 47 14 2 组织机构及定员 47 15 投资估算投资估算 47 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 4 15 1 建设投资估算 47 15 2 总投资估算及资金筹措 52 16 财务评价财务评价 55 16 1 原料产品价格 55 16 2 成本费用估算的主要参数和数据 55 16 3 营业收入及营业税金估算 56 16 4 财务分析 56 16 5 财务评价结果 56 附图 附图 1 图 1 1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 转化部分工艺原则流程图 2 图 2 1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 PSA 部分工艺原则流程图 3 图 3 装置及总平面布置图 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 5 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 本项目为某化工有限公司1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 其主要原料为外购甲醇 1 1 1 2 项目建设地址 本项目位于某石化循环经济园 项目占地 1080 平方米 交通便利 地理位置十分优 越 1 1 1 3 建设单位基本情况 某化工有限公司是由某石蜡化工有限公司组建的民营股份制公司 某石蜡化工有限公司始建于一九九五年 注册资本 3000 万元 是一家以常减压蜡油 为原料 以生产石蜡产品为主导 及副产化工溶剂油等产品的民营企业 公司位于某市 盘山县境内 沈盘公路 127 公里处 厂区占地 10 万平方米 交通便利 地理位置十分优 越 公司现有固定资产 9000 万元 公司拥有员工 227 人 其中高中级技术管理人员占 15 公司下设生产技术部 市场部 质检部以及燃料油车间 沥青车间和石蜡制品车间等机 构 公司年加工常减压蜡油 10 万吨 年产值 12 亿元人民币 公司采用无溶剂制蜡工艺 经压榨脱蜡 发汗脱油 白土精制等一系列过程生产出 高纯度工业用蜡 广泛用于制造合成脂肪酸和高级醇及制造火柴 蜡烛 蜡笔 防水剂 软管 纤维板 橡胶等 随着国民生活水平的提高 石蜡的二次开发也逐步有所增加 在食品 药品 化妆品 电线 电缆 电池等行业的应用日益增加 公司 1997 年被中华人民共和国农业部评为 二档乡镇企业 2003 年被盘山县政府 列为 县民营企业重点保护单位 同时也是市重点扶持的民营企业 2003 年被某市政 府评为 先进集体 2005 年被某市人民政府授予 经济社会发展贡献奖 2007 年被 某市人民政府评为 纳税贡献企业 2008 年被盘山县人民政府评为 文明企业 连 续五年被市 县工商局评为 守合同 重信用 单位 1 1 2 编制依据 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 6 1 1 2 1 某化工有限公司1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 项目建议书 1 1 2 2 某化工有限公司1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 可行性研究报告技术服务合同 1 1 2 3 建设单位提供的地质资料 气象水文资料及其他相关资料 1 1 2 4 某化工有限公司1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 可行性研究报告编制委托书 1 1 2 5 建设单位提供的其他资料 1 1 3 编制原则 1 1 3 1 按照 整体规划 分步实施 的原则编制可行性研究报告 1 1 3 2 以市场为导向 以经济效益为中心 做到少投入 多产出 快速产出 1 1 3 3 优化工艺流程 充分利用厂区已建的公用工程及辅助设施和园区基础设施 最大 限度压缩工程投资 加快工程建设进度 1 1 3 4 新建装置采用先进 成熟 可靠的工艺技术和设备 大力推进技术进步 确保产 品质量 降低装置能耗 优先选用国内自行开发的工艺新技术和质量可靠的设备 材料 尽可能节约外汇 必须引进的设备应先进可靠 1 1 3 5 采用集散型控制系统 DCS 实现集中监视和先进过程控制 协调操作参数 提 高工艺装置和辅助设施的自动化水平和综合管理水平 提高经济效益 1 1 3 6 严格执行国家和地方关于环境保护 消防和职业安全卫生等有关法律 法规 做 到 三废 治理 安全卫生等保障措施与工程建设同时进行 1 2 建设的必要性 某化工有限公司根据公司进一步向石油化工领域纵深发展的战略布局需要 结合某 石油化工的地缘等优势 并根据市场对高端油品需求的不断上升 公司拟在某生物质能 化工产业园区得胜分园区新建一套1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 用于某公司 30 万吨 年加 氢精制项目加氢 补充原制氢装置制氢能力不足的缺口 以提高产品质量 提升市场竞 争力 1 3 研究结果 1 3 1 结论 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 7 1 3 1 1 甲醇制氢装置采用国内成熟 先进的技术 确保产品质量 1 3 1 2 装置产品达到 99 99 的纯度 氢气量可供多套加氢装置使用 完全满足加氢工 艺的要求 1 3 1 3 装置建成后 将过去由产品带入社会环境的硫 氮 杂质 未燃烧烃 集中在 装置内转化为硫化氢和氨加以回收和处理 具有显著的社会环保效果 1 3 1 4 装置的各项技术经济指标较好 具有良好的经济和社会效益 总之 建设1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 对促进公司的长远发展 合理利用资源 提高企业经济效益 保护环境 促进社会就业和保持社会安定是十分必要的 具有深刻 的现实意义和长远的历史意义 盘锦浩业化工有限公司 1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 可行性研究报告 8 2 市场分析与预测 本制氢装置 作为 新建年产 XX XX XX 项目 中的一个子项 目的是向公司 的加氢装置提供氢气 故产品氢气自产自用不进入市场 氢气价格参考当地供氢价格 本可研报告氢气暂定为2 00 元 Nm3 3 生产规模及生产技术方案 3 1 生产规模及生产方案 3 1 1 生产规模 设计规模 15000m3n h 操作弹性 30 110 年运行时数 8400 小时 3 2 工艺技术方案选择 3 2 1 制氢工艺技术方案选择 目前国内生产 H2的生产方法主要有以下三种 一是水电解法生产 此方法比较简便 但能耗很大 高达 5 6kwh Nm3 且纯度不够 理想 二是石油 天然气 煤制氢 传统的以石油 天然气为原料制氢 这类制氢装置投资 较大 生产成本较低 适用于石油气 天然气丰富的地区使用 三是以煤为原料 经过造气后提氢 这类装置需要庞大的投资 生产环境不友好 已 经逐步被国家限制使用 四是甲醇裂解制氢 这种方法是甲醇和水在催化剂作用下裂解生成氢气 二氧化碳及 少量一氧化碳的混合气体 再经变压吸附提纯氢气 这类装置投资不大 建设周期短 开停车方便快捷 现在甲醇市场供大于求 甲醇价格便宜 是投资最省 成本最低的一 种制氢方法 本项目选择甲醇裂解制氢的生产方法 本方法不仅原料来源方便 工艺成熟 装置简 单 易于操作 且产品氢气纯度高 生产成本低 具有广泛的发展市场 3 3 制氢的主要操作条件 盘锦浩业化工有限公司 1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 可行性研究报告 9 制氢主要操作条件 3 3 1 反应器 入口温度 230 出口温度 235 入口压力 MPa a 2 6 出口压力 MPa a 2 5 制氢催化剂装量 m3 44 8 3 3 2 PSA 单元操作条件 入口温度 40 入口压力 MPa G 2 5 3 4 工艺流程特点 盘锦浩业化工有限公司 1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 可行性研究报告 10 3 5 1 1本装置换热器采用我公司专利产品 高效节能换热新工艺 采用此种工艺 转 化气出口温度可降低至80度以下 回收了更多的热量 减少了导热油供热量 装置能量 消耗达到最低 3 5 1 2变压吸附装置采用二段法抽真空再生流程 先脱碳 再提氢 可以回收部分氢 气作燃料气 同时氢气回收率高 甲醇单耗低 3 5 1 3本装置的采用产品气量自动调节控制系统 根据所需要的产品气量自动调节进 料量的大小 装置自动化程度显著提高 3 5 1 4两段变压分别采用十个吸附塔 七次均压 提高了氢气回收率 当某个塔的管 路或阀门出现故障的时候 可以切掉其中一个塔 程序自动调整到9个塔运行 保证了装置 的长期稳定运行 3 5 1 5本装置的吸附剂采用密相装填技术 可进一步减小床层内的死空间 提高有效 组分回收率 3 5 1 6采用专用吸附剂 氢气选择高 吸附剂用量少 配比合理 投资更省 运行费 用更低 指标更先进 3 5 1 7本装置采用先进 可靠的气动系统作为程控阀的驱动源 具有运行稳定 长周 期 程控阀动作快 使用寿命长等优点 在与某一吸附塔有关的程控阀 或它的控制部 件 出现故障后 可以进行自适应PSA专家诊断系统无扰动切换 以保证装置长期稳定运 行和便于维修 盘锦浩业化工有限公司 1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 可行性研究报告 11 4 工艺装置 4 1 项目范围 本项目设计范围为制氢装置边界线以内部分 由转化部分 脱碳部分 提 氢部分及导热油部分 其余制氮系统 仪表空气系统 循环冷却水系统等由厂 区统一提供 4 2 原料来源及产品去向 4 2 1 原料来源 制氢装置原料主要是外购 原料所需的脱盐水由锅炉房软水系统提供 4 2 2 产品去向 氢气 管道输送到用氢装置 4 3 装置组成 该装置由转化 脱碳 提氢三大部分组成 4 4 原料性质及产品组成 4 4 1 甲醇的性质 甲醇是一种无色 透明 易燃 易挥发的有毒液体 常温下对金属无腐蚀 性 铅 铝除外 略有酒精气味 分子量 32 04 相对密度 0 792 20 4 熔点 97 8 沸点 64 5 闪点 12 22 自燃点 463 89 蒸气密度 1 11 蒸气压 13 33KPa 100mmHg 21 2 蒸气与空气混合物爆炸极限 6 36 5 体积比 能与水 乙醇 乙醚 苯 酮 卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶 遇热 明 火或氧化剂易燃烧 燃烧反应式为 CH3OH O2 CO2 H2O 4 5 装置物料平衡 表 4 5 制氢装置物料平衡表 盘锦浩业化工有限公司 1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 可行性研究报告 12 物料名称 t akg h 备注 甲醇 624007800 水 360004500 入 方 合计 9840012300 产品氢气 107161339 5 燃料气 9400 1175 放空气 8674410960 出 方 合计 9840012300 盘锦浩业化工有限公司 1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 可行性研究报告 13 4 6 甲裂制氢工艺流程简述 4 6 1 转化部分 甲醇催化转化制氢工艺过程包括 原料汽化 过热过程 催化转化反应 转化气冷 却冷凝 净化以及提纯等 一 原料汽化过程 原料汽化 过热是指在加压条件下 将甲醇和脱盐水按规定比例用泵加压送入系统 进行预热 汽化过热至转化温度的过程 完成此过程需 原料液储槽 原料液泵 汽化 器 过热器等设备及其配套仪表和阀门 该工序目的是为催化转化反应提供规定的原料 配比 温度等条件 二 催化转化反应 在规定温度和压力下 原料混合气在转化器中进行气相催化反应 同时完成催化裂 解和转化两个反应 完成此反应过程需转化器 导热油供热系统及其配套仪表和阀门 该工序的目的是完成化学反应 得到主要含有氢气和二氧化碳的转化气 三 转化气冷却冷凝 将转化器下部出来的高温转化气经冷却 冷凝降到常温 完成该过程的设备有 两 台换热器 冷凝器三台设备及其配套仪表和阀门 该工序目的是降低转化气温度 冷凝并 回收部分甲醇 水等物质 四 转化气净化 含有氢气 二氧化碳和少量甲醇 水的低温转化气 进入净化塔用脱盐水洗涤吸收 其中未反应的甲醇的过程 完成该过程的设备有 净化塔 脱盐水泵 一开一备 三台 设备及其配套仪表和阀门 该工序目的是用脱盐水与转化气在净化塔填料上传热 传质 吸收甲醇等有机物 塔釜收集未转化完的甲醇和水循环使用 塔顶制得转化气送 PSA 工 段 4 6 2 PSA 部分 PSA 部分分为脱碳过程和提氢过程 脱碳以过程主要脱除掉转化气中二氧化碳 提氢 过程则脱掉脱碳气中一氧化碳和少量二氧化碳及副反应产物甲烷 提纯氢气 主要过程 如下 1 脱碳单元 盘锦浩业化工有限公司 1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 可行性研究报告 14 来自转化部分的转化气压力 2 5Mpa G 温度 40 进入界区后 自塔底进入吸 附塔中正处于吸附工况的塔 在其中多种吸附剂的依次选择吸附下 除去转化气中大部 分的水分及二氧化碳 获得纯度大于 90 的粗氢气 经压力调节系统稳压后送出界区 粗氢气进入提氢工段后 由塔底进入提氢塔中正处于吸附工况的塔 在其中多种吸 附剂的依次选择吸附下 一次性除掉除氢气以外的其它杂质 获得纯度大于 99 99 的产 品氢气 经压力调节系统稳压后送出界区 当吸附剂吸附饱和后 通过程控阀门切换至其它塔吸附 吸附饱和的塔则转入再生过 程 在再生过程中 吸附塔首先经过连续七次均压降压过程尽量回收塔内死空间氢气 然后通过逆放和抽真空两个步序使被吸附杂质解吸出来 脱碳部分的解吸气直接放空 提氢部分的逆放解吸气进入解吸气缓冲罐 抽真空的解吸气进入解吸气缓冲罐 然后经 调节阀调节混合后稳定地送往锅炉房 用作转化炉的燃料 PSA 部分的具体工作过程如下 4 6 2 1 吸附过程 原料气自塔底进入吸附塔 A 在吸附压力 2 5MPa G 下 选择吸附所有杂质 不被 吸附的氢气作为产品从塔顶排出 当吸附前沿 传质区前沿 到达吸附剂预留段的下部 时停止吸附 4 6 2 2 一均降压过程 吸附结束后 A 塔停止进原料 然后通过程控阀与刚完成二均升步骤的 E 塔相连进行 均压 这时 A 塔死空间内的高压氢气就均入 E 塔得以回收 直到两塔的压力基本相等时 结束一均降过程 4 6 2 3 二均降压过程 一均降压结束后 A 塔又通过程控阀与刚完成三均升步骤的 F 塔相连进行均压 这时 A 塔死空间内的高压氢气就接着均入 F 塔 得以继续回收 直到两塔的压力基本相等时 结束二均降压过程 4 6 2 4 三均降压过程 二均降压结束后 A 塔又通过程控阀与三均罐相连进行均压 这时 A 塔死空间内的高 压氢气就接着均入三均罐 得以继续回收 直到两塔的压力基本相等时 结束三均降压过 程 4 6 2 5 四均降压过程 盘锦浩业化工有限公司 1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 可行性研究报告 15 结束后 A 塔又通过程控阀与刚完成五均升的 G 塔相连进行均压 这时 A 塔 死空间内的高压氢气就接着均入 G 塔 得以继续回收 直到两塔的压力基本相等 时 结束四均降压过程 4 6 2 6 五均降压过程 四均降压结束后 A 塔又通过程控阀与刚完成六均升的 H 塔相连进行均压 这时 A 塔 死空间内的高压氢气就接着均入 H 塔 得以继续回收 直到两塔的压力基本相等时 结 束五均降压过程 4 6 2 7 六均降压过程 五均降压结束后 A 塔又通过程控阀与六均罐相连进行均压 这时 A 塔死空间内的高 压氢气就接着均入六均罐 得以继续回收 直到两塔的压力基本相等时 结束六均降压 过程 4 6 2 8 七均降压过程 六均降压结束后 A 塔又通过程控阀与刚抽完真空 解析完全等用的 I 塔相连进行均 压 这时 A 塔死空间内的高压氢气就接着均入 I 塔 得以继续回收 直到两塔的压力基 本相等时 结束七均降压过程 4 6 2 9 逆放过程 七均降过程结束后 A 塔压力已降至 0 23MPa G 左右 这时 杂质已开始从吸附剂 中解吸出来 于是打开逆放程控阀 逆着吸附方向将吸附塔压力降至 0 03MPa G 左右 逆放出的解吸气被送入解吸气缓冲罐 4 6 2 10 抽真空过程 逆着吸附方向 用真空泵经程控阀对吸附塔抽真空 降低塔内吸附剂表面的真空度 让杂质组分从吸附剂中完全解吸出来 A 塔得到彻底再生 4 6 2 11 七均升压过程 抽真空过程结束后 A 塔通过程控阀与刚完成六均降压步骤的 C 塔相连进行均压升压 这时 C 塔死空间内的高压氢气就流入 A 塔被回收 同时 A 塔压力得以上升 直到两塔压 力基本相等 4 6 2 12 六均升压过程 七均升结束后 A 塔通过程控阀与六均罐相连进行均压升压 这时六均罐内的高压氢 气就流入 A 塔被回收 同时 A 塔压力得以上升 直到两塔压力基本相等 盘锦浩业化工有限公司 1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 可行性研究报告 16 4 6 2 13 五均升压过程 六均升结束后 A 塔通过程控阀与刚完成四均降压步骤的 D 塔相连进行均压升压 这 时 D 塔死空间内的高压氢气就流入 A 塔被回收 同时 A 塔压力得以上升 直到两塔压力 基本相等 4 6 2 14 四升压过程 五均升结束后 A 塔通过程控阀与刚完成三均降压步骤的 E 塔相连进行均压升压 这 时 E 塔死空间内的高压氢气就流入 A 塔被回收 同时 A 塔压力得以上升 直到两塔压力 基本相等 4 6 2 15 三均升压过程 四均升压过程结束后 A 塔通过程控阀与三均罐相连进行均压升压 这时三均罐内的 高压氢气就流入 A 塔被回收 同时 A 塔压力得以继续上升 直到两塔压力基本相等 4 7 5 16 二均升压过程 三均升压过程结束后 A 塔通过程控阀与刚完成一均降压步骤的 F 塔相连进行均压升 压 回收 F 塔死空间内的高压氢气 同时 A 塔压力得以继续上升 直到两塔压力基本相 等 4 7 5 17 一均升压过程 二均升压过程结束后 A 塔通过程控阀与刚完成吸附步骤的 G 塔相连进行均压升压回 收 G 塔死空间内的高压氢气 同时 A 塔压力得以继续上升 直到两塔压力基本相等 七次均压升的过程 不仅可以回收其他吸附塔内死空间氢气 提高氢气的回收率 而且也是逐渐降低或提高吸附塔压力 使吸附塔在压力波动较小的情况下切换到吸附状 态 可以有效地防止塔内吸附剂的粉碎现象 4 7 5 13 产品气升压过程 经连续四次均压升压过程后 A 塔压力已升至 2 006Mpa G 左右 这时用产品氢对 吸附塔进行最后的升压 直到使其达到吸附压力 经过以上步骤后 A 塔的吸附剂得到了完全再生 同时又重新达到了吸附压力 因而已可 无扰动地转入下一次吸附 二 提氢单元 与脱碳单元同 此外略 盘锦浩业化工有限公司 1 万 5 千方 小时甲裂制氢装置 可行性研究报告 17 4 7 主要设备选择 4 7 1 主要设备操作条件 1 原料液泵 脱盐水泵 选用国产的多级离心泵 2 反应器 采用列管式结构 管程装填催化剂 壳程走导热油 3 真空泵 脱碳真空泵采用水环式真空泵 提氢部分考虑解吸气回锅炉燃烧 故真空泵采用无油 润滑真空泵 4 7 2 装置主要设备 本装置共有主要设备约 47 台 其中 转化器 3 台 水洗塔 1 台 冷换器 4 台 容 器 27 台 导热油炉 1 套 真空泵 5 台 离心泵 4 台 管道混合器 1 台 4 7 3 主要设备规格 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 18 1 转化器 2 洗涤塔 设备名称转化器 转化器型式列管式 介质名称H2 H2O CO2 CO CH4 平均反应温度 230 270 初期 末期 反应器入口压力 MPa G 2 6 堆比 g cm3 1 30 实际装入量 m3 14 93 反应器尺寸 mm 2200 11469 序 号设备名称介 质操作温度操作压力填料类型填料层高度备 注 1洗涤塔 H CO CO 2 CH4 水 20 60 2 6波纹填料4 米 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 19 3 吸附塔类 序号 设备名称介质 操作温度 操作压力 MPa 填料装填量 m3 材质数量备 注 1 脱碳塔 氢气 二氧化碳 一氧化碳 甲烷 40 602 624 8Q345R10 2 提氢塔 氢气 二氧化碳 一氧化碳 甲烷 40 602 513 9Q345R10 4 换热器类汇总表 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 20 操作温度 操作压力 a MPa 流量热负荷 对数平 均温差 传热面 积 折流板数量 序号设备名称介质 进口出口进口出口 kg h kW m2 间距 mm 台 12345678910111213 管程 导热油2802650 60 665000068006428510621 1釜式汽化器 壳程 甲醇 水1602102 72 718000 管程 转化气2351322 62 6158001600512293601 2原料气换热器 壳程 甲醇 水851622 72 718000 管程 转化气135702 62 615800990352292901 3甲醇预热器 壳程 甲醇 水401052 72 718000 管程 冷却水30400 40 4120000750272683201 4冷凝器 壳程 转化气105402 62 613200 管程 导热油2802740 60 6650000500241182861 5过热器 壳程 甲醇 水蒸汽 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 21 5 容器类汇总表 操作操作流量主 要 尺 寸 容积 m3 装满系 数 备注 序 号 设备名称 台 数 型式介质 温度 压力 a MPa kg hm3 h 内径 长度 切线距 mm 12345678910111213 1脱盐水高位槽1立式脱盐水50常压46404640 1200 2430 2 60 5利旧 2冷凝液罐1卧式甲醇 水 90 2 6 43604360 1000 1450 1 25 0 5 3洗涤塔1立式 脱盐水 氢气 二氧化碳 一 氧化碳 502 6 1000 9335 6 41 0 5 4气液分离缓冲罐1立式 氢气 二氧化 碳 一氧化碳 402 55 1600 9232 15 4 1 0 5三均罐1立式 氢气 一氧化 碳 401 68 2400 11641 45 1 0 脱碳 6五均罐1立式 氢气 一氧化 碳 401 1 2400 11641 45 1 0 脱碳 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 22 7粗氢气缓冲罐1立式氢气 氧化碳 402 45 1800 9887 15 4 1 0 脱碳 8三均罐1立式 氢气 一氧化 碳 401 65 1800 9887 21 1 0 提氢 9六均罐1 氢气 一氧化 碳 400 58 1800 9887 21 1 0 提氢 10氢气缓冲罐1立式氢气 402 4 1600 8916 15 4 1 0 提氢 11逆放气缓冲罐1立式氢气 400 15 2200 10534 35 1 0 提氢 12解析气混合罐1立式氢气 400 12 2600 11057 50 1 0 提氢 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 23 6 泵类 序号泵名称流量 kg h 进口压力 MPa 出口压力 MPa 数量备注 1 甲醇加压泵12m3 h常压 2 82一开一备 2 脱盐水加压泵5 5m3 h常压 2 82一开一备 3 循环液增压泵12m3 h 2 5 2 62一开一备 4 脱碳真空泵 抽气量 4000m3 h 进气压力 0 08 0 02 MPa G 排气压力 10 15kPa G 3一开一备 5 无油润滑真空泵 抽气量 1440m3 h 进气压力 0 08 0 03 MPa G 排气压力 30 35kPa G 2 一开一备 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 24 4 7 2 2 主要设备汇总 1 转化部分 操作条件 序号设 备 名 称 台 数 压力 MPa 表 温度 设 备 规 格介 质材 质重量 t备 注 一反应器类 1 转化器 12 6270 2200 11834 切线距 蒸汽 甲醇 15CrMoR60 597 0 6275 催化剂 14 93m3 小 计 1 二冷换设备类 1 冷凝器 10 440 800 7605 管程冷却水 Q345R6 586 2 6105 A 268m2 壳程转化气 304 2 换热器 12 6235 700 8061 管程转化气 3046 058 2 7160 A 229m2 壳程甲醇 水溶液 304 3 甲醇预热器 12 6135 700 8069 管程转化气 3046 019 2 7105 A 229m2 壳程甲醇水溶液 304 4 过热器 10 6280 650 6597 管程导热油 3043 948 2 6250 A 118m2 壳程甲醇 水蒸汽 321 5 釜式汽化器 10 6280 1100 1800 6929 管程导热油 Q345R 2 7210 A 285m2 壳程甲醇水溶液 304 小 计 5 三容器类 1 脱盐水高位槽 1 常压50 1200 2430 甲醇 水 OCr18Ni90 547 1 2 冷凝液罐 1 2 6 90 1000 1450 甲醇 水 OCr18Ni90 914 1 3 洗涤塔 12 650 1000 9335 甲醇 水 3043 452 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 25 2 PSA 部分 工艺设备表见下表 操作条件 序 号 设 备 名 称 台 数 压力 MPa 表 温度 设 备 规 格介 质 材质 重量 t 备 注 一塔类 1脱碳塔102 540 1800 9000 切 线距 转化气Q345R11 387 内装 活性氧化铝 活性炭 硅胶 2 提氢塔102 4540 内装 活性氧化铝 活性炭和分子筛 粗氢气Q345R8 876 二容器类 1 气液分离 缓冲罐 1 2 5540 1600 9232 氢气 一 氧化碳 二氧化碳 Q345R7 192 2三均罐 1 1 6840 2400 11641 氢气Q345R13 759 3五均罐 11 140 2400 11641 氢气Q345R10 087 4 粗氢气 缓冲罐 12 4540 1800 9887 氢气Q345R6 598 5三均罐 1 1 6540 1800 9887 氢气Q345R7 2 6六均罐 1 0 5840 1800 9887 氢气Q345R5 584 7氢气缓冲罐 1 2 440 1600 8916 氢气Q345R7 192 8 逆放气 缓冲罐 1 0 1540 2200 10534 氢气 一 氧化碳 二氧化碳 Q345R7 093 9 解析气 混合罐 1 2 440 2600 11057 氢气 一 氧化碳 二氧化碳 Q345R7 522 合计9 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 26 4 8 消耗指标及能耗 4 8 1 公用工程消耗指标 表 4 8 1 加氢精制装置公用工程消耗量表 序号名称单位连续量间断量备注 一水耗量 1循环水t h200 2新鲜水t h3 3脱盐水t h4 65 二电耗量 轴功率 1 380VkW382 5 动力设备 2 220VkW5 仪表及照明用 三燃煤吨 h2 四压缩空气 1净化压缩空气Nm3 h200连续 非净化压缩空气Nm3 h200间断 五氮气Nm3 h1509000 m3n最大一次用量 4 8 2 能耗及节能措施 本装置的能耗为 3788 1MJ 1000m3nH2 详细能耗见表 4 8 4 表 4 8 4 装置能耗 实物消耗能耗指标单位能耗 序号项目 单位数量单位数量 MJ 1000 m3nH2 1 燃煤 kg h1700MJ kg29 263316 1 2 电力 kWh h382 5MJ kWh11 84301 92 3 循环水 t h200MJ t4 1955 87 4 脱盐水 t h4 65MJ t96 329 87 5 生活水 t h2MJ t6 280 84 6 氮气 m3n h150MJ m3n6 2362 3 7 净化压缩空气 m3n h200MJ m3n1 5921 2 合 计 3788 1 4 8 2 3 节能措施 1 充分回收反应流出物热量 使该物流入水冷前温度 70 2 采用新型高效机泵 提高能量转化效率 3 设备及管道布置合理 并加强设备 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 27 和管道的保温 从而减少压力损失和散热损失 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 28 5 辅助材料 5 1 催化剂及化学药剂消耗量 表 5 1 1 加氢精制催化剂及化学药剂消耗量表 序号名称型号及规格数量 m3寿命 年备注 1催化剂KF 10444 83 年一次装入量 2瓷球 102 4753 年一次装入量 3脱碳吸附剂14310 年预硫化时用 4提氢吸附剂9610 年年用量 6 自动控制 6 1 自动控制水平 由于本项目装置的操作温度 操作压力较高 且为临氢反应 危险性较大 因此本 项目对自动控制要求较高 本项目主装置控制系统采用的是 DCS 控制系统 为方便通讯 利于管理 本项目也采用 DCS 控制系统 这样对全装置进行集中管理 数据处理 相对 分散控制 以增强系统的适应性 可靠性 有利于本项目顺利完成正常生产时的操作调 优 长周期 安全 平稳操作 同时仪表选型水平与公司现有仪表水平相当 从生产装 置的本身安全以及人身安全的角度出发 大部分仪表回路采用本安回路 变送器以智能 型为主 并在本项目内设置可燃气体监测系统 6 2 设计执行的标准规范 6 2 1 石油化工企业自动化仪表选型设计规定 6 2 2 石油化工企业控制室的自动分析器室设计规定 6 2 3 石油化工企业信号报警 联锁系统设计规定 6 2 4 石油化工企业可燃气体检测报警设计规范 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 29 6 3 DCS 系统配置 根据用户要求 本项目与主装置原有 DCS 共用一套系统 只是在原有系统基础上增 加点数 6 4 DCS 系统 I O 统计 表 6 4 1 DCS 系统 I O 统计表 信号类别点数 模拟量输入 4 20mA 72 模拟量输出 4 20mA 28 数字量输入240 数字量输出224 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 30 7 厂址选择 7 1 厂址地理 地形 地貌 7 1 1 厂址地理 本项目位于某市盘山县某生物质能化工产业园区得胜分园区 盘山县隶属于某市 位于某市的北部 辽河下游 渤海之滨 东与台安县 海城市隔河相望 南与某市区 大洼县毗邻 西连凌海市 北与北宁市接壤 地处东经 121 34 至 122 29 北纬 4 50 至 41 27 之间 全县下辖 9 个镇 8 个乡 面积约 1900 平方公里 总人口约 26 万人 有汉 满 蒙 回 朝鲜等 11 民族 7 1 2 地形 地貌 盘山县处于辽河下游冲积平原 地势平坦低洼 平均海拔 4 米左右 境内有大辽河 双台子河 绕阳河等大小河流 13 条 境内沟渠纵横 广布沼泽洼地 沿海多滩涂 盘山县地处辽河油田腹地 石油 天然气储量十分丰富 辽河油田有四个采油厂座 落在县境内 国家在这里有大型化肥厂 炼油厂 工业有石油 化工 建材 电器 机 械制造 食品 汽车修配 轻纺 服装 木器加工 酿造 制药 造纸等多咱行业 主 要产品有汽油 柴油 沥青 石蜡 变压器 碾米机 高压开关 无苯稀料 光杆密封 器 水泥 白酒 中药等 其中碾米机远销非洲 东南些国家和地区 盘山县交通运输方便 沈山铁路从县境西部边界通过 沟海线铁路贯穿全境 与沈 大 沈山铁路相衔接 公路有大盘 营盘 沟盘 沈盘和盘海等主要干线 水路有三岔 口河渡口码头 可供运行 7 2 自然气象 盘山县处于南温带亚湿润区季风型大陆性气候 四季分明 春季多风 集中降水 无霜期长 年平均气温 8 8 一月平均气温 10 8 最低气温 28 2 七月平均气温 24 4 最高气温 35 2 年平均降水量 605 毫米 多集中在七 八月份 无霜期 170 天 左右 7 3 交通运输 7 3 1 铁路运输 盘山县交通运输方便 沈山铁路从县 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 31 境西部边界通过 沟海线铁路贯穿全境 与沈大 沈山铁路相衔接 7 3 2 公路运输 公路有大盘 营盘 沟盘 沈盘和盘海等主要干线 水路有三岔口河渡口码头 可 供运行 7 3 3 海上运输 某辽滨经济开发区座落于新兴的石油化工城 某市的最南端 地处辽河入海口 与拥有两港的海滨城市营口市区仅一河之隔 内有某港 北靠 305 国道 与京沈 沈大 高速公路仅距 20 公里 盘山县高升开发区距辽滨经济开发区某港仅 80 多公里 距营口 港 120 多公里 因此海上运输极其便利 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 32 8 总图运输 储运及土建 8 1 总图运翰 8 1 1 总平面布置 本项目位于某化工有限公司厂区内最南端预留地内 南侧及西侧为厂区预留地 东 侧为废酸装置 北侧为控制室 平面布置符合防火及消防等规范的要求 详细平面位置 见附图 本装置占地面积 1080m2 平面布局合理 交通方便 a 总平面布置原则 1 充分体现国家的方针 政策 并结合当地情况 在满足使用的要求下 做到布局 合理 尽量减少投资 降低造价 切实注意节约用地 2 符合生产要求 保证生产过程的连续性 使生产作业最短 最方便 避免反复运 输和作业线的交叉 3 结合地形 地质 气象等自然条件 符合竖向及绿化布置的要求 4 新建设施的布置应符合防火 卫生规范及各种安全的要求 并满足地上 地下工 程管线的铺设和交通运输的要求 b 防护设施原则 本设计本着 预防为主 防消结合 的原则 从预防火灾 防止火灾蔓延及消防三 方面采取措施 防止和减少火灾危害 确保本项目的生产安全 c 工厂绿化方案及指标 为减少新建装置对环境的污染 绿化设计在节约用地的原则下 应与周围建筑物 构筑物相协调 与厂区总平面布置 竖向布置和管线设计综合考虑 全面安排 充分利 用空隙地 合理布置 更好地发挥绿化效能 本项目绿化设计依托某化工有限公司基础 设施项目 绿化指标大于 12 8 1 2 竖向布置 a 竖向布置原则 1 竖向布置方式和控制标高的选定 应与全厂总体竖向布置和标高相协调 2 保证新建设施在生产运输上有良好条件 3 保证与周围设施的标高相协调 使界区内地面雨水能顺利排出 并不受洪水影响 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 33 4 利用自然地形 减少土方工程量 5 根据自然地形 本项目的竖向布置与其它项目保持一致 b 场地排雨水 雨水排除方式采用暗管 路边埋设雨水管 路面放置雨水蓖子 雨水由雨水蓖子 至路边暗管 经汇集后的雨水进入厂区雨水系统 8 1 3 装置运输 本项目产品采用管道输送方式 原料的运输依托储运工程项目 8 1 4 标准规范 石油化工企业设计防火规范 GB50160 2008 石油化工厂区竖向布置设计规范 SH T3013 2000 石油化工企业厂内道路设计规范 SH3023 1990 石油化工厂区绿化设计规范 SH3008 2000 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 34 9 公用工程及辅助生产设施 9 1 给水排水 9 1 1 研究原则 9 1 1 1 采用先进成熟工艺 总体设计水平达到国内先进水平 9 1 1 2 合理进行给排水系统划分 做到有利生产 安全可靠 清污分流 污污分流 9 1 1 3 减少占地 节能降耗 9 1 1 4 节水 减排 提高新鲜水重复利用率 污水尽量回用 9 1 1 5 消防以 安全第一 预防为主 防消结合 的原则 以自救为主 设计严格执行 相关的国家 行业规范 9 1 1 6 严格执行国家 地方及行业制定的环保 职业安全卫生和消防等设计规范 标准 和规定 9 1 2 采用规范 生活饮用水卫生标准 GB5749 2006 室外给水设计规范 GB50013 2006 室外排水设计规范 GB50014 2011 建筑给水排水设计规范 GB50015 2009 污水综合排放标准 GB8978 2002 工业循环冷却水处理设计规范 GB50050 2007 工业循环水冷却设计规范 GB T50102 2003 石油化工给水排水管道设计规范 SH3034 1999 石油化工给水排水系统设计规范 SH3015 2003 石油化工企业循环水场设计规范 SH3016 1990 石油化工给排水水质标准 SH3099 2000 石油化工污水处理设计规范 GB50747 2012 污水再生利用工程设计规范 GB50335 2002 中华人民共和国消防法 1998 年 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 35 石油化工企业设计防火规范 GB50160 2008 建筑设计防火规范 GB50016 2006 建筑灭火器配置设计规范 GB50140 2005 火灾自动报警系统设计规范 GB50116 2013 水喷雾灭火系统设计规范 GB50219 95 辽宁省 污水综合排放标准 DB 21 1627 2008 9 1 3 给排水能力 本项目装置给水由厂区给水及消防总管统一提供 装置排水至厂区污水管再进入园 区污水处理系统进行统一处理 9 1 3 1 新鲜水 消防水 新鲜水 消防水 系统供装置内设备及地面冲洗 装置内塔 换热器 加热炉等开 停工用水及消防用水 本项目新鲜水间断用量为 2t h 园区原有给水及消防加压泵站一座 其中消防水罐 2 台 单台罐容 6000 立方米 消 防冷却水主用泵 3 台 流量 600m3 h 消防冷却水备用泵 柴油机泵 2 台 流量 900m3 h 消防稳压泵 2 台 流量 108m3 h 生产水罐 1 台 罐容 1000 立方米 生产给水 泵 2 台 流量 250m3 h 可以满足本项目用水需要 9 1 3 2 循环水 本项目循环水正常用量合计为 200t h 园区已有循环水厂 1 座 其中循环水塔 2 台 单台处理能力 3000m3 h 循环冷却给水泵 3 台 单台流量 3000m3 h 2 台常开 1 台备 用 装置循环水富裕量为 1000m3 h 其富裕量完全可以满足本项目用水需要 9 1 3 3 含油污水 本项目含油污水主要来自装置内设备放空 机泵冷却 水封排水 地面冲洗 正常 情况下没有污水产生 污水接入园区地下排水管网 园区已有污水处理厂 1 座 处理能 力 150 吨 时 可以满足本项目需要 9 1 3 4 雨水系统 假定未被油品污染的雨水排入园区雨水系统 经园区雨水监控池监控后外排 污染 的雨水送园区污水处理场处理 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 36 9 2 供电和电信 9 2 1 供电来源 本项目装置是加工处理易燃易爆危险介质的连续生产装置 在生产过程中的突然停 电将导致人身和设备重大损伤及巨大经济损失 因而要求保持高度的生产连续性 安全 可靠性和稳定性 其主要用电负荷属二级负荷 因此 要求外供电源引自两个独立的电 源点 当一回电源故障失电时 另一电源能满足其二级负荷用电要求 本项目总变电所 依托园区新建的 66kV 总变电所 可以满足要求 9 2 2 项目用电负荷 9 2 2 1 用电负荷 本项目总用电负荷 382 5kwh h 本项目配电由园区区域变电所提供供电 1 电压波动在额定电压 5 以内 2 频率波动在 50 0 5Hz 以内 9 2 2 2 负荷等级 该装置用电设备均为二级负荷 9 2 2 3 供电参数 35 2 2 5 kV 0 4kV 0 23kV 9 2 3 供电原则及方案选择 配电系统根据本工程特点规模和发展规划做到远近期结合 以近期为主 做到安全可 靠 技术先进和经济合理 并采用符合国家现行有关标准的效率高 能耗低 性能先进 的电气产品 9 2 4 供电方案 9 2 4 1 供电电压等级 三相交流 380V 220V 厂内低压配电电压 单相交流 220V 照明等用电设备电压 单相交流 36V 检修照明电压 9 2 4 2 供电方案 每小时 1 万 5 千方甲裂制氢装置可行性研究报告 37 1 配线方式 高性能的阻燃电缆沿电缆桥架架空敷设 个别情况采用电缆直埋敷设方式 电缆桥 架采用高强度大跨距耐腐蚀的铝合金桥架 2 变配电室 依托园厂区已有变配电室 3 事故应急电源 生产单元变配电所受电均为双电源 当一回路电源失电 另一回电源自动投入 较 重要的电动机等重要用电设备设有自起动装置 DCS 系统设 UPS 供电 蓄电池后备时间为 30 分钟 重要场所的事故照明由专用 4 微机综合自动化系统 在 10kV 变配电所设置微机监控及保护系统 把保护 控制 监测 计算 记录和制 表综合起来 微机监控系统集中在 10kV 区域变配电所 区域变配电所将借助通讯线联网 可实现无人值班 继电保护采用数字