Word2007设计文档集0-项目摘要

独山子石化年产5800吨甲硫醇项目 项目摘要 I第一章 项目简介目前，随着我国工业化进程的快速发展，大气环境污染引起的大范围雾霾近几年困扰着我国的许多地区，严重影响了人民群众的生活质量。含硫工业废气源是导致雾霾问题的一个重要因素。目前我国对含硫废气的治理程度还满足不了创建高质量清洁环境的需求，在环境保护管理制度和治理技术方面都还需要大力加强和提高。综合运用化学工程的先进技术开发更为有效和经济的环境治理技术，为中国民众创建一个更加美好的家园，是我国化工科技界责无旁贷的时代任务。本项目对含硫化氢的炼油厂废气进行深度脱硫和资源化利用。该项目是受独山子石化公司委托，为其设计5800吨/年甲硫醇项目。考虑到奎屯独山子石化工业园下游建有蛋氨酸项目，需要甲硫醇原料从外部购买。如果我们将炼油厂含硫化氢废气作为原料生产甲硫醇，并提供给蛋氨酸项目，不仅可以实现硫化氢的资源化利用，而且弥补了上下游产业链之间的缺失环节，形成“硫化氢-甲硫醇-蛋氨酸”这一完整的产业链。综上所述，我们选择MDEA深度脱硫，硫化氢甲醇法制甲硫醇作为我们的产品路线。产业结构调整目录2015年本（国家发展改革委令2015年第21号令修正）中“第二类限制类”中指出“四、石化化工 2、新建80万吨/年以下石脑油裂解制乙烯、13万吨/年以下丙烯腈、100万吨/年以下精对苯二甲酸、20万吨/年以下乙二醇、20万吨年以下苯乙烯（干气制乙苯工艺除外）300吨/年以下皂素（含水解物，综合利用除外）生产装置”属于限制类。拟新建8.5万吨丙烷资源化利用不属于限制类。同时本项目符合产业结构调整指导目录（2015年本）中的第一类鼓励类第七项石油、天然气第4条“油气伴生资源综合利用”。石油和化学工业规划院开展了石油和化工行业“十三五”规划前期研究。研究提出，要以化工新能源、化工新材料、高端石化、传统化工产业升级作为主要发展方向，着力提升产业的国际竞争力和可持续发展能力。因此拟建项目符合国家产业政策要求。第二章 工艺介绍炼厂气深度脱硫工艺路线选择MDEA工艺。MDEA工艺是德国BASF公司20世纪80年代开发的一种低能耗工艺。（1）MDEA对硫化氢的吸收能力强，选择性强。脱除硫化氢的同时又脱除二氧化碳。不仅降低了装置的溶液循环量，使装置的水电气消耗大大降低。（2）MDEA溶液蒸汽压低，溶剂蒸发损失小，定性高，降解和化学降解少，且解吸热低，装置的操作费用低。（3）MDEA工艺的脱硫率一般可达9699%，可满足深度脱硫的要求。（4）MDEA溶液在操作温度下稳定，不易分解，且不与COS和CS2在反应变质，可大大延长溶剂的使用周期和使用寿命，减小了物耗。（5）MDEA溶液腐蚀小，利与长期安全运行。硫化氢的资源化利用工艺路线选择硫化氢甲醇法制甲硫醇工艺。甲醇是常见的原料，将硫化氢及适量的甲醇蒸汽连续送入以活性-氧化铝作载体并负载钨酸钾的催化剂的低压反应器中，反应产物经冷凝器冷凝后甲醇液体从底部去精制塔精制后循环利用，大量轻烃与二氧化碳（来自硫化氢气体）组成的蒸汽相和较轻的富硫醇相经吸收塔、解吸塔、脱气塔分离后，塔顶排出的未反应H2S循环回原料，塔底的甲硫醇和轻组分进蒸馏塔；蒸馏塔顶部出来的甲硫醇经干燥得成品，塔底产物（甲硫醚、乙硫醇、异丙硫醇等）去废物处理炉。随着国家环保力度的进一步加大，其它甲硫醇合成路线因环保问题受到很大限制。因此，国内硫化氢甲醇法生产甲硫醇的规模化工业生产将具有很大的市场前景。综上所述，我们决定采用MDEA工艺实现炼厂气的深度脱硫（即H2S的提浓）及通过硫化氢甲醇法制甲硫醇工艺生产甲硫醇，实现含硫化氢工业废气的资源化利用，并满足下游产业链的需求。第三章 清洁生产3.1 原料清洁独山子石化公司乙烯厂将回收的二氧化碳等废气送至甲醇装置做原料，年产甲醇3.45万吨，供应充足可靠，质量和数量满足要求。我们将炼油厂的含硫化氢废气进行资源化利用，为园区下游蛋氨酸产业提供甲硫醇产品，将能获得较好的经济效益，达到清洁生产的目的。原料需求清单如表1所列。表1 原料需求清单项目名称年用量（t/a）来源运输方式原料炼厂干气2105母厂提供管道运输甲醇4.048103母厂提供公路运输辅助材料丁烷9.568103园区提供管道运输甲基二乙醇胺800母厂提供公路运输KW/Al2O3催化剂1.0天津化工设计院铁路运输工艺软水5.765103自来水厂管道运输燃料液化气6.048104母厂提供管道运输3.2 生产清洁在工艺选择上，我们注重清洁生产，力求原料的最大利用率，在生产流程中，我们对MDEA、丁烷、甲醇、硫化氢、萃取水进行回收循环利用，同时通过工艺路线优化，得到了物料的最大利用，做到了工艺流程清洁化。3.3 环境清洁3.3.1 废水本项目工艺废水只有三股：含醇废水0.282t/h，质量组成为水99.97%，甲醇0.03%；分子筛脱除水0.48t/h，质量组成为水99.9%；其余主要废水为生活污水。废水排放如表2所列。表2废水排放一览表序号排污液排放点排放量（t/h）有害物成分及浓度（wt%）排放方式处理去向1含醇废水甲醇回收塔底0.282水99.97%，甲醇0.03连续送污水处理站2生活废水生活设施0.2COD、氨氮、SS间歇经化粪处理后送污水处理站3分子筛脱除水吸附塔冷凝器0.48水99.9%，其余为烃类连续送污水处理站装置内排水按其水质划分成生产污水系统、生活污水系统、污染雨水系统和雨水系统，在设计上层层把关，做到清污分流。本项目的生产污水排水系统为将含油生产污水排至装置区的污水收集池，用泵加压经从管架上的管道排出装置界区，排入全厂污水处理厂进行处理；生活污水采用重力流排出装置区，接入厂区生活污水管道，送污水处理站处理；雨水系统接受本项目污染区的后勤雨水和生产装置其他地区没有污染的雨水，以重力流的形式分散、就近排入厂区的排水系统。本项目的工艺废水中，大部分均含有少量的烃类，甲醇废水含有甲醇、二氧化碳以及少量烃类，可以直接送去污水处理站。项目污水处理站采用二段厌氧消化+SBR为主体的生化处理工艺，项目回用水站采用软化及脱盐工艺。回用水站设计进水水质为污水处理站的出水水质，出水水质满足循环冷却水用再生水水质标准(HG/T3923-2007)。3.3.2 废气本项目的废气为甲烷废气，可直接作为燃料气，转化为CO2排放既可。废气排放如表3所列。表3废气排放一览表序号排放气名称排放点排放量(m3/h)浓度(v%)排放方式处理去向1甲烷废气PSA变压吸附器出口278.994CH481.6%，N2 17.1%，O2 0.3%，CO 0.1%，H2S 0.0014%连续作为燃料气3.3.3 固体废物装置定期更换的废催化剂含有贵金属，送生产厂家回收，并进行再负载；吸水分子筛，送生产厂家回收；生活垃圾送往垃圾处理站或有资质的企业进行回收处理。固体废物排放如表4所列。表4固体废物排放一览表序号排放物名称排放点产生量（t/a）有害物组成排放方式固废类别处理去向1硫化氢甲醇法制甲硫醇催化剂反应器1.0KW、Al2O32年/次危废HW06供应商回收2吸水分子筛分子筛吸水罐17.6SiO2 Al2O33年/次危废HW06供应商回收3生活垃圾生活区4.0生活垃圾间歇一般固废送至垃圾处理站处理3.3.4 全厂主要技术经济指标全厂主要技术经济指标如表5所列。表5技术经济指标表序号项目名称单位数值一生产规模t/a5800二产品方案1甲硫醇t/a58482甲硫醚t/a1283氢气t/a318244C2、C3t/a50824三年操作时间hour8000四主要原材料、辅助材料、燃料用量1炼厂干气t/a21052甲醇t/a40483丁烷t/a95684甲基二乙醇胺t/a8005KW/Al2O3催化剂t/a1.06工艺软水t/a57657液化气t/a60480五公用动力消耗量1低压蒸汽万t/a14.3122循环冷却水万t/a13943循环冷冻剂万t/a8.0244电万kwh/a28505仪表空气万Nm3/a81.92六三废排放量1含甲醇废水t/a22562生活废水t/a16003分子筛脱除水t/a38404甲烷废气m3/a2.231065硫化氢甲醇法制甲硫醇催化剂t/a1.06吸水分子筛t/a17.67生活垃圾t/a4.0七全厂定员人73八总占地面积m260800九单位产值能耗吨/万元1084十单位产品能耗kg/h115050十一工程项目总投资万元52627.791建设投资万元44058.952建设期利息万元19603流动资金万元6608.84十二年销售收入万元102771.4十三成本和费用1年均总成本费用万元69517.192年均运营成本万元65929.15十四年均净利润总额万元21230.2十五年均销售税金万元4947.3十六财务评价指标1投资利润率%53.82投资利税率%63.23资本金净利润率%40.44投资回收期(静态)年5.175投资回收期(动态i=0.11)年6.286全投资财务内部收益率(税后)%28.37全投资财务净现值(税后，i=0.11)万元57691.71十七清偿能力指标人民币借款偿还期(含投产期)年7第四章 过程节能优化后的换热网络所需换热器数目为21台，数目减少且结构更为精简，所需热公用工程为1.14MW，所需冷公用工程为12.64MW，节能34.3%。在使用热泵精馏时，压缩机所需电能628.93kW，辅助加热器所需能量为416.44kW，电能是比热能更高价值的能量形式，电热转换系数约为3.29，故热泵精馏过程所消耗的能量为1045.37kW，节能73.19%。第五章 安全设计安全是工业生产最重要的考虑因素。本项目生产采用先进的本质安全理念，从流程设计、操作条件、储存运输、设备选型等方面来减少事故发生的可能性和危害性。再次，本项目生产中，运用DCS和SIS等控制手段对反应器，精馏塔等设备进行重点监控，并对整个工艺流程运用自动化手段进行工艺控制。然后，本项目在全厂布置上严格遵循石油化工企业设计防火规范和建筑设计防火规范，使设计做到规范标准；在平时生产操作时，通过多次的安全培训，提高员工安全意识，规范安全操作，降低人为事故发生的概率。最后，本项目制定全面的事故应急预案，运用HAZOP、ALOHA和Risk System软件对泄漏事故进行模拟，为应急措施的制定提供依据。第六章 技术创新我们采用了新型分离技术分子筛脱水；采用了变压吸附提纯氢气；采用了热泵精馏技术。具体详见创新性说明书。第七章 设备设计和选型本项目设计过程中主要对反应器、精馏塔、气液分离器等设备进行了设计，对换热器、泵、压缩机、储罐等设备进行了选型。具体详见初步设计说明书第九章：设备。第八章 自动控制本厂所有的工艺装置和大部分公用工程、辅助设施等，均采用DCS控制系统进行过程控制和检测，辅助SIS安全仪表系统，实现分布式集中操作，并建立全厂实时数据库，同时对控制系统中检测的结果实施报警动作或调节或停机控制，为全厂计算机信息管理和生产调度建立基础。第九章 车间布置及厂区设计本项目设计过程中采用PDMAX软件对精馏车间进行了设备建模和详细的管道布置，并得到了各个方向的视图及管道轴测图。利用Auto CAD绘制了车间布置图。具体详见PDMAX源文件及设计图册。本项目设计过程中根据相关规范对厂区进行了布置，利用Auto CAD绘制了厂区平面布置图。具体详见Auto CAD图纸绘制源文件及设计图册。第十章 经济评价本项目设计过程中通过Aspen Process Economic Analyzer进行初步估算。从总投资估算、产品成本估算、收入分析、经济指标分析几个方面对本项目的经济性进行了分析，从投资利润率、投资利税率、静态投资收益率、投资回收期等指标可以看出本项目具有良好的经济效益，经济可行。详见经济分析报告。第十一章 软件应用本项目设计过程中应用了多种相关软件进行辅助设计。 流程模拟Aspen Plus V8.8 换热网络设计与优化Aspen Energy Analyzer 设备设计与选型塔设备：Aspen Plus V8.8、SW6-2011换热器：Aspen Plus V8.8、Aspen Exchanger Design and Rating V8.8 自动控制Auto CAD 厂区设计Auto CAD 车间布置PDMAX、Auto CAD 泄漏扩散模型模拟ALOHA、Risk System 初步经济分析Aspen Process Economic Analyzer第十二章 项目总结本项目设计过程中，我们通过文献查阅设计了硫化氢甲醇法制甲硫醇工艺，完成了Aspen Plus流程设计与模拟，对设计的工艺流程进行了充分的验证。采用Aspen Energy Analyzer对系统进行了换热网络的设计和优化；应用多种选型软件对各设备进行了设计与选型，完成了反应