年产30万吨尿素装置退城进园等量搬迁改造升级项目可行性研究报告

年产30万吨尿素装置退城进园等量搬迁改造升级项目可行性研究报告XX工程科技股份有限公司2012年11月目录第一章总论711可行性研究报告的编制依据、原则、范围7111编制依据7112编制原则7113可行性研究报告的研究范围812项目申报单位概况9121公司经营范围9122经营年限50年10123投资方概况1013项目概况12131规划背景12132项目的建设必要性16133项目的技术先进性1814主要技术经济指标20第二章产品方案与生产规模2221产品方案22211产品方案的确定2222产品规模22221生产规模的确定22222产品规模2223原料煤用量及供应2324本可研重点研究的内容24第三章技术方案选择及主要工艺流程2631工艺技术方案选择26311空分工艺技术选择26312气化工艺技术选择28313变换工艺方案选择36314净化工艺方案选择36315硫回收工艺方案选择37316合成气压缩及氨合成38317尿素工艺技术方案的比较和选择41318硝酸工艺技术方案的比较和选择4632年产30万吨合成氨、30万吨尿素、15万吨硝酸装置流程简述48321空分装置49322水煤浆加压气化工序50323变换工序53324低温甲醇洗工序54325液氮洗工序57326硫回收工序59327压缩、氨合成、氨库、氨回收64328尿素装置（采用斯那姆氨气提工艺）68329硝酸工艺7533主要设备选型方案77331概述77332建议装置的配置77334本项目中静设备选材情况说明78335空分79336气化80337变换83338净化（低温甲醇洗）85339液氮洗873310硫回收873311氨合成893312冷冻工序（净化和氨合成冰机设备相同）903313尿素装置903314硝酸装置93第四章辅助生产装置概述9641配电系统概述9642仪表控制系统10143给排水设施概述10944采暖、通风概述11445热力设施概述11446土建工程概述11647总图运输概述117第五章项目发展规划、产业政策和行业准入分析12251产业政策分析12252行业准入分析123第六章项目资源开发及综合利用分析12561资源开发方案12562资源利用分析12563资源利用方案12864资源节约措施129第七章项目节能方案分析13371节能概述13372编制依据13373用能标准和节能规范13474能耗状况和能耗指标分析13675节能措施137第八章项目选址及土地利用14481项目选址及用地方案144811项目地理位置144812项目地形地貌及地下水145813气候概况14982土地利用合理性分析15083地质灾害影响分析15184征地拆迁和移民安置规划方案151第九章环境和生态影响分析15291环境和生态现状15292本工程主要污染物15293废气15294废水15495废渣15596噪声15697主要污染物防治措施157971废气防治157972废水处理157973废渣处置15798噪声防治15799绿化158910地质灾害影响分析158911特殊环境影响158第十章劳动保护与安全卫生159101劳动安全卫生执行的标准、规范159102生产过程中职业安全与危害因素分析160103安全卫生主要措施1611031对自然条件中的危险因素的防范措施1621032对生产过程中的危险有害因素的防范措施162104预期效果与建议166第十一章消防167111设计原则及依据167112建设地区消防现状168113工程火灾爆炸危险性分析168114设计中采取的主要防火措施171115灭火系统172第十二章经济影响分析175121工程概况175122产品、副产品的规格及规模176123项目总投资180125财务评价1811251营业收入1811252生产成本1821253税金计算1841254利润1851255财务现金流量分析1851256资金来源及运用分析1851257敏感性分析1861258经济评价指标汇总表188第十三章社会影响分析192131社会影响效果分析1921311经济效益1921312环境效益1921313社会效益193132社会适应性分析1931321符合国家能源发展规划和产业政策1941322落实山东省开发战略，推动济宁经济发展194133社会风险及对策分析194第十四章工厂管理体制及定员198141工厂管理体制198142工厂劳动定员198第十五章项目进度199151项目实施规划内容199152实施进度规划1991521项目实施原则1991522建设周期的规划200第一章总论11可行性研究报告的编制依据、原则、范围111编制依据（1）XXXX化工有限公司委托XX工程科技股份有限公司关于XXXX化工有限公司年产30万吨尿素装置退城进园等量搬迁改造升级项目可行性研究报告技术合作。（2）国家石化局颁布的化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定。（3）国家发展和改革委员会文件发改工业20061350号国家发展改革委关于加强煤化工项目建设管理促进产业健康发展的通知。（4）业主提供的有关基础条件。112编制原则（1）本报告遵循国家、地方有关法规及规定进行编制。（2）工艺技术先进、适用、稳妥可靠；以当地煤为原料；装置运行开工率高、操作和维修方便。设计要注意节约能源，提高余热利用水平，采取有效措施使能耗赶超国内外先进水平。（3）努力实现工艺技术和装备国产化，尽可能节约建设投资。（4）建筑设计在经济适用的基础上注意美观，充分体现“五化”方针，以节省投资和取得更大的效益。（5）“三废”处理应满足国家有关环境保护的规定和循环经济、环境友好的要求。外排废水、废气、废渣达到国家和当地环保排放的要求，尽可能实现综合利用与零排放的目标。（6）贯彻“安全生产，预防为主”的方针，确保本工程投产后符合职业安全卫生的要求，保证职工的安全和健康。采用先进的控制和连锁系统，改善生产操作条件，为保护操作人员的身体健康，创造一个安全、清洁、文明的生产环境。（7）最大限度地减少建设投资，使项目取得较好的经济效益。113可行性研究报告的研究范围本项目可研报告的研究范围主要为以当地煤为生产原料，采用先进的水煤浆水冷壁加压气化技术，配套相应的合成气净化、氨合成等装置，副产甲醇装置、部分液氨加工成尿素、加工成硝酸装置，剩余液氨用于硝基复合肥生产，及液体二氧化碳、甲醛、甲缩醛、乌洛托品生产，配套空分装置及相关辅助设施和公用工程设施。具体如下（1）煤贮运（包括煤的储存、破碎、输送等）（2）煤气化（包括磨煤、水煤浆输送、气化、灰水处理等）（3）净化装置（包括变换、变换气低温甲醇洗脱硫/脱碳、液氮洗精制合成气、净化氨冰机）（4）合成氨装置（合成气压缩、氨合成、氨冷冻机、液氨罐区、驰放气氢回收等）（5）尿素装置（包括尿素合成高压圈、中压分解吸收、低压分解吸收、真空浓缩、蒸发和CO2压缩、大颗粒尿素造粒、普通尿素造粒、尿素水解和解析、尿素包装、贮运）；（6）空分装置（包括空气压缩、空气预冷、空气净化、空气分离、产品输送、后备系统、仪表空气站等）（7）硝酸装置（包括氨空气混合气的制备、氨的氧化及热能回收、一氧化氮氧化及吸收等）（8）硝基复肥设置一套硫酸装置、一套硝酸磷钾肥装置、二套高塔造粒硝基复合肥装置、一套喷浆造粒硝基复合肥装置、石膏粉装置。（9）精细化工液体二氧化碳、甲醛、甲缩醛、乌洛托品生产（10）上述新建装置配套的总图运输、给排水、总降压站、供配电、循环水站、脱盐水站、空压站、污水处理站、火炬等。研究内容包括项目提出的背景、产品市场预测、产品方案、生产规模、工艺技术方案对比选择、主要原料、燃料的供应、公用工程、环境保护、安全卫生、能耗分析、消防、工厂组织和定员、项目实施规划、投资估算、财务和经济评价及研究结论。12项目申报单位概况公司名称XXXX化工有限公司公司选址济宁市化学工业经济技术开发区建设地点山东省XX县胡集镇项目名称30万吨尿素装置退城进园等量搬迁改造升级项目生产规模尿素30万吨/年，硝酸15万吨/年，硝基复肥60万吨/年，乌洛托品25万吨/年，液体二氧化碳10万吨/年，甲醛16万吨/年，甲缩醛5万吨/年。建设周期装置建设周期为30个月项目投资投资265806万元121公司经营范围制造、销售氧气、氮气、氩气、氢气、一氧化碳、二氧化碳、蒸汽等工业气（汽）体；液氧、液氮、液氩及液氨、液体二氧化碳、硝酸等液体产品；液氨、尿素、硝基复肥、石膏、副产硫磺、灰渣等固体产品；乌洛托品、甲醛、甲缩醛等精细化工产品。122经营年限50年123投资方概况XXXX化工有限公司，由济宁市恒立化工有限公司和山东XX德华化工有限公司共同出资组建，其中济宁市恒立化工有限公司出资占65，山东XX德华化工有限公司出资占35。公司性质为有限责任公司。主要投资者情况介绍1、济宁市恒立化工有限公司现座落在山东省济宁市北湖旅游度假区。济宁市恒立化工有限公司是二二年十二月，在山东省济宁化肥厂的基础上改制而成的股份制企业，以生产合成氨、尿素为主。现有生产能力为合成氨12万吨/年、尿素16万吨/年、甲醇3万吨/年、农用碳酸氢铵7万吨/年、气化型煤3万吨/年。其中变换采用21MPA中低低工艺、21MPA碳酸丙稀酯脱碳工艺，运行指标达国内同工艺先进水平；尿素装置系采用意大利斯那姆公司氨汽提专利、美国罗茨蒙特DCS控制系统，主要设备由西班牙制造，能源消耗、环保和产品质量指标均远优于国内其他工艺装置。公司现有员工1120余人，其中各类技术人员260人。形成了适应氮肥生产、经营、管理和技术改造的员工队伍。公司现有资产23386万元，其中固定资产净值20481万元，资产负债率30。公司先后获得“全国质量稳定合格产品”、“消费者满意单位”、“中国知名品牌重点保护单位”、“济宁市安全生产先进单位”、“济宁市节能先进集体”等荣誉称号。2008年1月被济宁市人民政府列入全市第一批（20072010年）重点扶持发展企业。该企业在取得经济效益的同时，也获得了良好的社会效益。公司先后荣获“济宁市节约能源先进单位”、“济宁市安全生产先进单位”、“济宁市节水先进单位”、“中国知名品牌重点保护单位”、“全国质量稳定合格产品”、“消费者满意单位”等荣誉称号；先后取得了山东省安全生产委员会、山东省安监局颁发的“安全生产许可证”；2006年取得了由山东省技术监督局颁发的“无水液氨生产许可证”；并于2006年12月份通过了省安监局考评的“安全标准化”验收。根据济发200712号文件精神，恒立公司进行了认真筹备，编制了“退城进园”实施方案，于2010年8月，市经信委、市财政局、市国土资源局等五部门联合会审,并以济经信字2010283号文批准了该实施方案。2、山东XX德华化工有限公司前身，为始建于1969年的XX县化肥厂，2005年改制后注册成立，注册资本金人民币4400万元。企业现有职工1089人，占地面积350亩，资产25000万元，2010年销售收入2亿元。主产品有合成氨11万吨/年、尿素13万吨/年、碳酸氢铵3万吨/年、编织袋1000万/年等。根据XX县发展规划，也在实施“退城进园”方案。该公司成立后，立即投入大量资金对设备进行了全面检修和技术改造，进一步完善了工艺流程，确保了新企业在生产技术、质量、产量等诸方面具有一定的优势，公司成立伊始便呈现出勃勃生机和强劲的发展势头。该公司领导班子成员年轻化、知识化、专业化，年富力强，具有创新精神和先进的管理理念，拥有一支善打硬仗，敢打硬仗的管理队伍，具有强烈的事业心和进取心。13项目概况131规划背景随着济宁市的发展，城区居住环境的需要，以及企业持续发展的需要，济宁市政府做出了城区外环线内危险化学品生产企业“退城进园”的实施意见，将危险化学品安全生产许可证延期换发工作和“退城进园”实施有机结合，全力推进“退城进园”工作。目前济宁市恒立化工有限公司、山东XX德华化工有限公司、山东昊福集团有限公司三家企业都面临生产规模小、技术装备水平低、能耗物耗高、污染物产生量较大的问题，而山东昊福集团有限公司因产能落后于2010年根据济宁市行业发展规划，该企业停止生产，设备现已基本拆除完毕。根据济宁市“危险化学品”生产企业“退城进园”的要求，经济宁市、XX县政府以及济宁市化工开发区等有关部门，与企业多次研讨协调，济宁市恒立化工有限公司和山东XX德华化工有限公司从主城区搬迁至济宁市化工开发区（济宁XX胡集），而本项目的建成将为这些化工厂提供液氨、甲醇、尿素、硝酸等产品，为硝酸磷肥、高塔硝基复合肥、喷浆硝基复合肥及精细化工的生产提供原料。山东省是国家级粮棉生产基地和主要的蔬菜产区之一，是黄淮海农业经济开发区的重点区域，其中济宁是全国著名的农产品商品生产基地。济宁市位于山东省的西南部，总面积11万平方公里，耕地790万亩，12个县市区，人口800万，其中农业人口560多万。2011年，全市实现现价生产总值（GDP）2820亿元，按可比价格计算增长110，其中第一产业增加值为1736亿元；人均GDP达到33571元，增长130；农民人均纯收入达到8712元，增长169。济宁是农业大市，是全国重要的优质商品粮、棉花、大蒜和花生生产基地。发展化肥行业，支持农业发展，符合国家产业政策，为我国政府鼓励发展项目。尤其是近两年来，由于国际油价的飙升，国际尿素价格急速上涨，尿素出口量大，造成国内尿素价格居高不下，农民负担加重。扩大尿素生产规模，缓解尿素供应紧张局面，对企业及当地农业的发展有着积极作用。氮肥是中国农业消费最多的一种化肥，我国氮肥种类主要包括尿素、硝铵、碳铵、硫铵等品种，其中尿素是主要品种，占中国氮肥总消费量的60以上，而世界上大多数发达国家的氮肥消费基本全是尿素。而尿素相对其它氮肥的优势在于含氮量高，不会在土壤中残留酸根，长期使用不会使土壤变质和结块。尿素的含氮量高达4645，而硝铵、碳铵、硫铵的含氮量分别为348、2123和175，且使用后会造成土壤硬化和酸化，影响土壤的质量，氮肥各品种中，尿素产量占总氮肥的607，其它氮肥产品如碳铵、硝铵、氯化铵和复合肥等（含氮量）占393。随着环保意识的增强及环保要求的提高，尿素将不再局限于对农用化肥使用，在建筑、木材加工行业所用的添加剂、胶粘剂方面的广泛使用，逐渐成为新利润增长点，胶粘剂的需求量较大。三聚氰胺就是以尿素为原料的环境友好型胶粘剂，济宁市及其周边区域是国内较大的密度板生产基地，需求大量的胶粘剂，目前国内生产量很小，现有市场和潜在需求持续增加，出口量也在不断加大。对市场需求，特别是建筑、木材加工企业的需求，许多三聚氰胺生产企业都加大了生产量，同时在酝酿扩大生产规模，以适应市场发展的需要。所以尿素生产企业将不再局限于农用尿素的供给，可大力开发工业用尿素市场，不断扩大持续增长的市场份额。除此之外，与农业生产多元化相适应，农用专业肥、复混肥发展迅猛，而这些肥料的基础原料大多仍以尿素为主，尿素企业同样可以开发该部分市场。为此，未来的尿素市场前景较为广阔。国外尿素基本以天然气、油作为原料，在国际能源价格不断上涨的情况下，国外尿素企业的生产情况大大受挫，尿素产品的利润空间大幅度减少。受此因素影响，2002年以来国际尿素价格持续高位运行。国内尿素市场也比较火爆，尿素价格也一直处在上涨之中。根据国研网统计资料，2009年、2010年、2011年国内尿素平均出厂价为1800元/吨，1900元/吨，2050元/吨，目前尿素价格已经在2100元/吨左右。2012年总体来看，为尿素市场的政策环境最好的一年，估计要持续一、二年时间。主要的利好政策有一是尿素限价进一步取消。随着市场化程度的进一步开放和提高，国家对化肥价格的限制会越来越少。二是放宽出口。预计国际将在2012年10月放宽对化肥的出口政策，这样以煤炭为原料生产尿素较以石油为原料生产尿素价格上更有优势。三是国际市场原油价格高居不下。由于国际市场原油价格长期在100美元以上徘徊，使得国际市场上化肥价格越涨越高；另外，一些非洲国家连年粮食减产，使得国际粮农组织不得不加大对农业的投入，这进一步推高了尿素价格的上扬。四是国内煤炭价格下滑。国内煤炭价格持续下滑，目前无烟煤煤价格已从高峰时的1860元/吨，猛降到1300元/吨，烟煤价格也从1250元/吨降到750元/吨。因此以煤为原料的化肥行业越来越显现出原料优势，尤其是以煤为原料的合成氨更具有价格优势。因此在济宁地区利用高效、节能、环保的新型洁净煤气化技术建立以水煤浆为原料生产合成氨、尿素等化肥、化工产品具有很好的发展前景和经济效益。XXXX化工有限公司根据我国能源结构调整需要，在充分考虑山东济宁附近的煤炭、水资源条件，以及国内、国际能源市场环境的具体情况后，结合自身所拥有的技术优势，综合考虑建设规模的技术经济可行性等多方面因素，拟采用当代先进的煤炭洁净气化技术生产合成气，以满足30万吨/年尿素15万吨/年硝酸60万吨/年硝基复肥和精细化工产品以及其它企业用户对氮气、二氧化碳等工业气体的需求。本装置空分部份提供氢、氧、氮、氩及多种气体，同时也提供液氨、液氮、液氧、液氩、硝酸、液体二氧化碳、乌洛托品、甲缩醛等产品，可为精细化工产业链的延伸和深加工提供原料，对济宁地区发展及山东地区的产业结构升级具有十分重要的意义。132项目的建设必要性1区位优势明显山东省是全国产粮大省，本项目地处山东省主产区的中心地带，具有广阔的市场和地理位置优势。同时本项目是山东省采用大型化先进气化工艺的化肥生产装置中，具有极强的技术优势、成本优势和规模优势，市场竞争能力非常强。2调整、优化我国能源结构，发展石油天然气替代能源，保障国家能源安全。我国是一个“缺油、少气、富煤”的国家，能源结构的基本特点是石油和天然气储量相对不足，煤的储量相对丰富。煤炭是我国最主要的化石能源资源，并且在国家“十二五”发展规划已将洁净煤技术作为今后能源建设的战略重点。发展新型煤气化正在成为我国能源建设的重要任务，建设煤化工产业，支持我国的农业发展是当前和未来几十年我国能源建设的重要需求，符合我国“富煤、缺油、少气”资源状况的国情。3符合国家能源、环保及产业政策国家在发展煤化工的过程中特别强调环境保护。本项目采用国际先进的煤气化技术，产生废水较少，同时采用先进的水处理工艺，生产过程产生的废水和污水将作为工艺用水大部分回用，最终排放的少量废水和污水通过先进的蒸干浓缩结晶技术处理后，基本达到无废水排放的要求；同时生产过程排出的废渣不含任何对环境、人或生态有害的组份，可用作生产建筑材料的原料；生产过程中产生的废气所含污染物为硫化氢，将全部回收。因此，该项目达到了国家各项政策的要求“废弃物减量化、资源化和无害化”标准，满足发展循环经济，建立和谐社会的要求。4增加就业机会，改善投资环境本项目除了生产合成氨、尿素、硝酸供应企业外，还有液氧、液氮、液氩、二氧化碳等液体产品，这些都是重要的基础化工原料，可用于冶金、化工、化肥、电子和电力等许多工业用户，与这些产业相关性强、带动力大。煤制合成氨、尿素、硝酸、硝基复肥、精细化工项目的建设和运营需要大量具备一定知识水平的操作、技术和管理人员，与项目相关产业的发展也将间接产生众多的就业岗位，可以为当地提供大量就业机会，并且可通过各种渠道引进各类人才，有助于提高项目所在地区的科技水平，对于济宁市产业调整和进一步发展有着十分重要的意义。5优化产品结构、为园区的进一步发展提供了有利保障本项目的建成，将解决济宁地区等企业的工业用气问题。优化该地区的产品结构、降低气体成本，并为周边企业解决了用氧、氮、氩等工业气体的供应问题，以自身专业化的服务、稳定的技术保障、可持续的共赢合作为周边企业的发展以及技术升级和技术改造提供强有力的支撑。随着XXXX化工有限公司建成投产，不仅优化了周边企业的产品结构，而且提高了建设的规模和档次，并为周边的企业进一步发展提供了动力。因此，本项目的建设是符合国家和地方政府的产业政策和经济发展需要的，对稳定当地经济园区的健康发展、提高相关企业的市场抗风险能力和经济效益，显得非常必要且具有重要意义。133项目的技术先进性本项目以煤炭为原料，经煤气化、变换、净化、硫回收生产合成氨、利用液氨合成尿素、硝酸、硝基复肥及其它各种工业气体。各工序均采用国际上先进且成熟可靠的工艺技术，从而保证本项目能建设成为一个工艺技术先进，高效无污染的现代煤化工项目。1资源节约、环境友好由于本项目是以煤炭为原料，因此煤气化所采用的技术，是工艺先进性及煤炭能否被合理利用的因素。本项目所采用的水煤浆气流床气化技术，属于第三代煤气化技术，是目前最清洁，也是效率最高的现代煤化工技术。该技术实现了装置的大型化、集约化和自动化，同时具有较高的煤转化率，可达98以上；气化炉的操作压力可以根据配套的后工序的要求而在40MPA87MPA之间调整，且因气化压力高，节省了气体压缩所需要的能量；气化工序的水在系统内循环使用，并将少量外排水用于煤浆制备，从而减少对环境的污染。所以本项目是一个资源节约型、环境友好型的现代煤化工项目。2工艺先进、技术成熟、装置可靠本项目中煤气化技术采用先进的、成熟可靠的气化技术。水煤浆水冷壁气化技术属气流床气化工艺，是目前最先进的第三代煤气化技术，已经有许多工业化业绩。也是目前煤制合成气项目的主流煤气化技术，具有技术成熟可靠，煤、氧等原料及动力消耗低的特点。净化工序采用低温甲醇洗技术，这是20世界50年代就已工业化的成熟可靠的脱硫脱碳专利技术，目前已完全国产化。该技术净化度高、溶剂损失少、污染少。少量的含甲醇污水可送至磨煤工序，用于制取水煤浆。空分采用先进的大型全低压分子筛吸附、液氧泵内压缩工艺流程，不仅成熟可靠、能耗低，而且还具有运行稳定、安全、操作维护方便等特点。外排物仅为污氮，不会对环境造成污染。低温液氮洗合成气精制是煤化工制取合成气的又一关键技术，该技术已经被杭氧、杭州中泰等吸收并完全实现国产化，并已有多套成功运行业绩。它是国际上先进的、应用较广的合成气精制工艺，安全、稳定、无污染、无耗氢问题。配套液氮洗的氨合成工艺由于合成气净化度高，惰性气体少等特点使得合成回路实现了无吹出气流程，极大地提高了氨合成的效率，减少了合成回路的投资。本项目硫回收工序，采用先进的荷兰荷丰公司的超优克劳斯工艺来处理净化系统的酸性气体，硫回收率达999，尾气完全达到环保要求排放，改善了周围大气环境。氨合成采用卡萨利合成技术（或国内外相同的先进技术），轴径向合成塔，系统阻力小、氨净值高、技术先进。尿素采用先进的斯那姆氨气提工艺，系统热利用率高、能耗低、水解解析工艺技术先进、环境友好、生产负荷的变化对运行系统指标影响较小。硝酸采用先进的双加压法工艺，技术先进，生产强度大，经济技术指标最优化，生产成本低，尾气中NOX含量低，最彻底的清洁生产技术，符合国际排放要求，基建投资适度，能量回收综合利用合理，是最具发展的流程。生产装置控制全部集中在中央控制室由DCS自动优化调节，以最少的原材料、动力投入，获得最大产出。14主要技术经济指标尿素30万吨/年，硝酸15万吨/年，硝基复肥60万吨/年，乌洛托品25万吨/年，液体二氧化碳10万吨/年，甲缩醛5万吨/年装置主要技术经济指标如下经济评价指标汇总表序号项目单位指标备注1合成氨吨/年300000尿素吨/年300000硝酸（100）吨/年150000硝基复肥吨/年600000液体二氧化碳吨/年100000乌洛托品吨/年25000甲醛吨/年160000甲缩醛吨/年500002计算资本金总投资万元按国发199635号文总投资资金需求总量万元按方法与参数建设投资万元265806建设期利息万元13706流动资金万元685413年营业收入万元2883174年总成本及费用万元2471755年销售税万元8426年销售利润万元403017年所得税万元10075序号项目单位指标备注8税后利润万元302269全部投资评价指标所得税后内部收益率（IRR）1335财务净现值万元61119IC10投资回收期年83含建设期自有资金评价指标所得税后10内部收益率IRR1922IC10第二章产品方案与生产规模21产品方案211产品方案的确定本项目为园区其它化工厂提供液氨、甲醇、尿素、硝酸、硝基复肥、乌洛托品、甲缩醛产品。副产品液氧、液氮、液氩、二氧化碳、石膏粉等外销。22产品规模221生产规模的确定根据产品配套要求，本项目生产规模确定为合成氨30万吨/年，甲醇10万吨/年、尿素30万吨/年（其中大颗粒尿素15万吨/年，普通尿素15万吨/年），硝酸15万吨/年，硝基复肥60万吨/年，乌洛托品25万吨/年，液体二氧化碳25万吨/年，甲醛28万吨/年，甲缩醛5万吨/年。222产品规模1）年操作7200小时。2）产品合成氨每年30万吨。尿素每年30万吨其中大颗粒尿素15万吨，普通尿素15万吨。甲醇每年10万吨。硝酸（100）每年15万吨。硝基复肥每年60万吨。液体二氧化碳每年25万吨。乌洛托品每年25万吨。甲醛每年28万吨。甲缩醛每年5万吨。3）副产品各类石膏粉约18835万吨/年。23原料煤用量及供应本项目采用水煤浆水冷壁加压气化工艺技术，主要原料为原煤。本项目采用原煤主要来源于济宁市煤矿。由于济宁市煤矿煤暂无煤种分析数据，故暂按神华一号煤计算原料煤的规格表1煤质工业分析序号成分符号单位煤种1固定碳FCAR4942挥发份VAR2683水份MAR1664灰份AAR875低端热值QAT,NET,PKCAL/KG5600表2煤质元素分析序号成分符号单位煤种1碳CAR73382氢HAR4733氧OAR11264氮NAR0955硫SAR058表3水煤浆浓度和灰熔点数据表序号成分单位设计煤种1水煤浆浓度602灰熔点117024本可研重点研究的内容本项目从生产的产品来看主要分为四部分，第一部分为合成氨，包括空分、煤气化炉、低温甲醇洗、液氮洗等、合成气体压缩机、氨压缩机、低压氨合成（154MPA）、联醇生产等；第二部分为尿素装置，包括二氧化碳压缩机、尿素（即尿素合成）框架、造粒、包装储运等；第三部分为硝基复肥，分为硝酸装置、硝酸磷肥装置、高塔硝基复合肥装置、喷浆硝基复合肥装置；第四部分为精细化工部分，分为液体二氧化碳装置、甲醛装置、乌洛托品装置、甲缩醛装置等。这四部份产品又以第一部分合成氨、第二部分尿素装置、第三部分硝基复肥中的“氨氧化生产硝酸”这些内容工艺联系紧密，技术关联性强，使用的动力、原料、水量多。因而本可研从第三章至第十一章部份对上述内容按照可行性研究报告的编制办法的相关要求进行重点研究和论述，剩余的第四部分精细化工和硝基复肥中除硝酸以外的其它内容，本可研以外另行专题研究。配套公用工程及办公设施、总供配电站和工序变电站、循环水场、脱盐水系统、消防系统、事故水系统、污水处理场、主控楼、化验室、备品仓库、原料和成品仓库、办公楼及综合服务等按重点研究和论述的部份进行，特别说明。第三章技术方案选择及主要工艺流程31工艺技术方案选择311空分工艺技术选择本项目需要空分装置供应氧气作为煤气化即煤炭转化为合成气的气化剂用气。空分工艺经过近百年的不断发展，现在已步入先进的大型全低压、液氧泵、液氮泵内压缩流程。整个流程由空气压缩、空气预冷、空气净化、空气分离、产品压缩输送等主要部分组成。采用先进的大型全低压、液氧泵、液氮泵内压缩工艺流程具有运行连续、稳定、安全、操作维护方便等特点。在不同条件和不同产量要求下，该工艺能优化装置的运行状况，在设置产量的情况下能自动调节致使各单元始终在最佳和最经济点运行，以达到节能的目的。由于采用内压缩流程，该工艺可以将进入冷箱的碳氢化合物随着液氧泵不断地抽取而带出冷箱，防止了碳氢化合物在主冷内积聚。本工程新建空分装置，采用常温分子筛净化空气，增压透平膨胀机制冷，液氧、液氮加压气化，规整填料、全精馏无氢制氩的内压缩流程。原料空气在过滤器中除去了灰尘和机械杂质后，进入空气透平压缩机压缩，然后送入空气冷却塔进行清洗和预冷。空气从空气冷却塔的下部进入，从顶部出来。空气冷却塔的给水分为两段，塔的下段使用经用户水处理系统冷却过的循环水，而冷却塔的上段则使用经氮水冷却塔和冷水机组冷却后的低温水，使空气冷却塔出口空气温度降低。空气冷却塔顶部设有丝网除雾器，以除去空气中的机械水滴。出空冷塔的空气进入交替使用的分子筛吸附器。在那里原料空气中的水分、CO2、CO、C2H2、氮氧化物等不纯物质被分子筛吸附。净化后的加工空气分为两股一股直接进入冷箱，这股空气先进入低压换热器与返流气体换热，冷却到接近液化温度进入下塔进行分离；另一股通过空气增压机进一步压缩，并经增压机后冷却器冷却后送入冷箱经高压换热器冷却变为液体后节流进入下塔，膨胀空气自空气增压机中部抽出，首先经过膨胀机增压端的压缩及后冷却器的冷却，再进入高压换热器被冷却，而后经膨胀机膨胀后进入下塔。其中增压机中段抽出部分空气作为07MPAA仪表气源。空气经下塔初步精馏后，在下塔底部获得富氧液空，在下塔顶部获得纯液氮。下塔抽取的富氧液空、纯液氮，经液空液氮过冷器过冷后送入上塔相应部位。经上塔进一步精馏后，在上塔底部得到液氧，液氧经液氧泵增压后再经高压换热器换热气化后送出，另抽取一部分液氧送入液氧贮槽。从上塔上部引出污氮气，经过冷器、主换热器复热后出冷箱，一部分进入加热器作为分子筛再生气体，其余气体送水冷塔。在下塔顶部得到纯液氮一部分直接抽取经液氮泵加压气化后送出，另一部分经过冷器过冷后分为两股一股直接送入的液氮贮槽，另一股经节流阀节流后送入上塔顶部作为下流液体，在上塔顶部得到纯氮气经换热器换热后送出。从上塔中部抽取一定量的氩馏份送入粗氩塔，粗氩塔在结构上分为两段，从第二段氩塔底部抽取的液体经液体泵送入第一段顶部作为回流液，经粗氩塔精馏得到985AR，2PPMO2的工艺氩气，送入精氩塔中部，经精氩塔精馏在精氩塔底部得到纯液氩99999AR,2PPMO2,3PPMN2，送入液氩贮槽。312气化工艺技术选择（1）气化方法简介气化工艺一般分为三种类型固定床（有时也被称为移动床），流化床和气流床。固定床和流化床气化是较为传统的气化工艺,曾经在煤气化工艺中占主要地位,但由于其工艺相对落后,单炉能力小,压力低,能耗高,产生的污染物多且不易处理等缺点,逐渐被先进的，清洁高效的气流床气化炉所代替。气流床气化炉属第三代先进的煤气化技术，是最清洁，也是效率最高的煤气化类型。粉煤在12001700时被氧化，高温保证了煤的完全气化，煤中的矿物质成为熔渣后离开气化炉。气流床所使用的煤种要比移动床和流化床的范围更广泛。气流床气化以粉煤（平均直径通常在100微米以下）为原料，气体（氧与蒸汽）携带煤粉进入温度非常高的气化炉，在12001700高温下将煤一步转化成CO、H2、CO2等气体，残渣以熔渣形式排出气化炉。这种气化方法因为工作温度高，采用液态排渣，因而煤种适应性宽，几乎电站锅炉使用的煤种在气流床气化炉中都可以使用，使用氧气可以使气化效率高，并可避免合成气被氮气稀释，合成气的热值也高于空气氧化炉所产生的合成气的热值。而且气流床气化炉是加压操作，单炉生产量大，是同直径固定床气化炉的几倍到十几倍。目前以煤为原料生产合成气的气流床气化工艺具有典型代表的有德士古（已被GE公司收购，也称为GE技术）（TGP）、兖矿华东理工大学、清华大学、西北化工研究院等水煤浆加压气化工艺；壳牌（SHELL）干煤粉加压气化工艺（SCGP）；德国西门子公司的GSP干煤粉加压气化工艺北京航天万源煤化工工程技术有限公司开发的HTL航天干煤粉加压气化工艺；由于粉煤气化工艺，在工业化过程中，在粉煤，设备等遇到的问题较多，多数装置不能长周期运行，因此我们选择采用水煤浆加压气化技术的气流床气化炉，其特点如下煤种适应性广，年轻烟煤，粉煤皆可作原料。气化压力范围大从2587MPA皆有工业化装置，以40MPA和65MPA较为普遍，气化压力高可节省合成气压缩功。气化炉热量利用由激冷工艺制得含蒸汽量高的合成气在变换工序不需再外加蒸汽。也可采用废锅流程回收热量副产高压蒸汽，这种工艺流程适合于IGCC发电，且废锅设备价格较高，可择优选用。气化炉内无传动装置，结构比较简单。单位体积产气量大，一台直径3200MM，65MPA气化炉生产合成气100000NM3/H。有效气成分高，COH280。因高温气化，气体中甲烷含量很低（CH401），无焦油。气化炉排渣无污染，可用作铺路路渣；污水含氰化物少易处理。产品气一氧化碳和氢含量高是碳一化学最好合成原料气，可用来生产合成氨，甲醇，制氢，羟基合成原料气，用途广泛。碳转化率高最高可达98。2常用的水煤浆加压气化技术介绍德士古（GE）（TGP）水煤浆加压气化技术简介德士古水煤浆加压气化工艺最初因在加压下连续输送粉煤的难度较大，1949年美国德士古发展公司受重油气化的启发，首创了水煤浆加压气化工艺并在加利福尼亚洛杉矶MONTEBELLO建设了第一套中试装置（投煤量15吨/天），1975年建设了一台压力为25MPA、激冷和废热流程可互为切换的气化炉，1978和1981年又建了二台压力为85MPA、激冷流程的的气化炉。1973年德士古公司与联邦德国鲁尔公司开始合作，1978年在联邦德国建成了第一套工业化试验装置并通过试验获得了全套工程放大技术。在随后的80年代前后，先后在美国、日本、联邦德国、中国等地建成了伊士曼化工、冷水发电、宇部氨厂、SAR煤气、TENMPA电厂、鲁南化肥等商业化生产装置。兖矿华东理工大学水煤浆加压气化技术简介由兖矿集团、华东理工大学、原化工部第一设计院等联合开发的多喷嘴对置式水煤浆气化炉技术，2000年7月30日第一套中试装置在兖矿鲁南化肥厂建成并一次投料成功、累计运行400多个小时后，通过国家技术测定和鉴定。北京盈德清大水煤浆水冷壁加压气化技术简介清华大学水煤浆水冷壁气化工艺由清华大学（TSINGHUAUNIVERSITY，TU）和北京盈德清大有限责任公司开发的具有自主知识产权的气化工艺，利用氧气（空气或者富氧）对含碳物质进行部分氧化来生产粗合成气（主要成分为一氧化碳和氢气）的过程。在气化炉的燃烧室内采用水冷壁型，可以提高燃烧室的操作温度，从而扩大煤种的适应范围。气化炉内的水冷壁采用强制循环。气化炉水冷壁的冷却水采用锅炉给水，汽包中的水通过锅炉水循环泵送入水冷壁系统和烧嘴冷却水系统，通过水冷壁系统和烧嘴冷却水系统的锅炉水进入汽包，在汽包中产生部分蒸汽，产生的蒸汽进入全厂蒸汽管网，汽包给水由锅炉的给水母管进行补充。以山西丰喜肥业（集团）临猗分公司为依托，水煤浆水冷壁气化炉单炉日处理原煤750吨，气化操作压力40MPA的气化炉于2011年8月22日一次化工投料成功，截止2012年1月9日，已累计运行了140天，创造水煤浆气化炉一次投料运行时间最长纪录。盈德清大水煤浆水冷壁加压气化技术是国家“九五”和“863”重点科技攻关项目，通过国家技术测定和鉴定，是国家重点推广的三种煤气化之一。西北化工研究院水煤浆加压气化技术简介西北院化工研究院（原上海化工研究院煤气化研发工作班子与原陕西临潼化肥研究所组合）在60年代开始水煤浆气化工艺的研究开发，1969年第一套日投煤量168吨的多元料浆中试装置在浙江巨州化肥厂建成投料，1985年继续承担国家“六五”重点科技攻关任务，在陕西临潼又建成一套日投煤量2436吨的多元料浆中试装置。（3）气流床气化炉的比较与选择气流床气化炉根据进料形式的不同，可分为两大类一类是干煤粉（干法）进料的气化技术；一类是水煤浆（湿法）进料的气化技术。干煤粉进料的气化技术在工业化过程中遇到的问题尚未完全解决，还不能做到长周期运行。水煤浆气化在上世纪80年代投入工业生产，中国已在鲁南、上海焦化、渭河、淮南、黑龙江浩良河、德州、神木、惠生、金陵石化、南化、齐鲁石化、灵谷化肥、丰喜化肥、神华包头等化工、化肥多个项目中成功应用。GE、兖矿华东理工大学、清华大学、西北化工研究院等拥有的水煤浆加压气化技术，采用水煤浆进料，制成5865浓度的水煤浆，在气流床中加压气化，水煤浆和氧气在高温高压下反应生成合成气，液态排渣。使用气化压力在2687MPA，气化温度在13001400，COH2达到80。气化过程对环境污染影响较小。该气化技术的气化压力分别有30MPA、40MPA、65MPA、87MPA，都具有商业化成功运行的经验。几种国内外气化工艺技术方案对比表如下项目盈德清大水煤浆气化炉SHELLLURGI传统GSP气化气化压力MPA30652040303040气化温度120016001400160085014001600单炉最大能力吨煤/天500200020006005002000气化炉型式冷壁炉、单喷嘴冷壁炉、四喷嘴热壁炉冷壁炉、单喷嘴进煤方式水煤浆浓度52泵送煤粉用氮气输送粒度90999099有效成份（COH2）较高838592688592净化气中惰性气含量5M的颗粒，以防止其进入反渗透系统，避免高压泵叶轮受损及颗粒经高压泵加速后，可能击穿反渗透膜组件，造成大量漏盐情况。出保安过滤器的水经高压泵进入反渗透本体装置压力容器内的膜组件，水分子和极少数阴阳离子透过膜层，经收集管道集中后进入脱盐水箱；浓水排入浓水收集箱。系统的进水、产水和浓水管道上都装有一系列的控制阀门、监控仪表及程控操作系统，确保设备能长周期安全运行。为便于调节水量，系统设置2套的反渗透装置并联运行，运行时通过水箱水位调节反渗透装置投运的套数。反渗透清洗系统清洗的作用是根据反渗透膜运行污染的情况，配制一定浓度的特定清洗溶液，清除反渗透膜中的污染物质，以恢复膜的特性。冲洗系统冲洗的作用是用反渗透脱盐水置换反渗透膜中停机后滞留的浓水，防止浓水侧亚稳态的结构物质出现结垢现象，以保护反渗透膜。46土建工程概述1）设计范围本工程为新建项目，结构设计包括空分、煤浆制备、煤气化、变换、低温甲醇洗、液氮洗、硫回收、氢氮气及氨合成气循环气压缩机、氨制冷、氨合成、氨贮罐、尿素、硝酸、硝基复肥、循环水、火炬等主要生产装置及公用工程（变、配电室、消防水、污水处理系统）等设施。2）地基处理方案选用根据建构筑物安全等级甲、乙、丙不同等级的要求，以及当地习惯作法，选择不同的地基处理方案。3）建构筑物结构型式本工程设计要考虑到气候的特点，结合工艺要求，合理地进行方案选择，同时考虑到当地的习惯做法及常用构件，做到技术先进，经济合理，安全适用，确保质量。在结构选型上，排架采用装配式钢筋混凝结构，框架采用现浇钢筋混凝土结构，管廊架采用钢筋混凝土柱，上部结构采用桁架式或纵梁式钢结构。本工程主要建构筑物包括空分装置基础、磨煤厂房、气化框架、冰机厂房、氢氮气及氨合成循环气压缩厂房、氨合成厂房、尿素厂房、硝酸厂房、硝基复肥厂房、办公楼、变、配电室、综合楼（含控制室）等。建筑物的构件选材耐火极限均按建筑设计防火规范GB500162006的有关规定执行。空压机、增压机、净化冰机、合成压缩机、氨合成冰机、尿素压缩机、硝酸四合一机组等基础采用现浇钢筋混凝土构架式基础。综合楼采用钢筋混凝土框架结构，现浇钢筋混凝土梁、屋面板、楼板、柱，采用钢筋混凝土基础。根据工艺生产的特征，对有较大设备负载的承重结构，生产装置采用钢筋混凝土框架结构、框排架结构或钢框架结构；对高大且负载较大的构筑物，采用现浇钢筋混凝土结构或钢架结构，对规模不大、负载较轻的辅助设施等可采用混合结构。本工程具体的基础选型应根据详勘报告及荷载情况进一步确定。47总图运输概述（1）总平面布置原则和方案总平面布置要求本项目根据工艺布置的要求，按生产流程合理、布置紧凑、节约用地的原则，功能分区合理、紧凑、管线短捷、顺畅。建构筑物布置间距要符合，化工企业总图运输设计石油化工企业设计防火规范建筑设计防火规范等有关规范要求。与社会周边环境友好衔接，与建设地点交通运输规划、公用设施现状相协调，避免人流和货流的交叉，为职工创造良好的工作条件和生活环境。根据生产工艺流程的特点，满足生产工艺流程的要求，考虑工程地质和环境影响因素，遵守现行各项技术规范、标准，紧凑布置，节约用地，尽量节约工程投资。根据原则，在生产设备、工艺条件、操作条件和自然条件许可时，生产装置露天化、联合布置；生产类别及性质相同或相近的建构筑物合并。空分在主导风向上风处。高压变电所应要靠近用电负荷中心。根据工厂的组成和用地要求，合理布置地下管线和管廊，合理分区和布置建筑物、构筑物和道路。仓储设施的布置，按储存货物的性质和要求，尽可能靠近原料和成品的装卸地和用户，减少二次倒运。气化装置要紧邻卸煤仓和煤筒仓，减少厂内运输。生产管理和生产服务设施，应满足生产需求，根据其使用功能，分别进行平面、空间的合理组合，设计成多功能、大体量的综合性建筑，在满足使用功能的前提下力求降低造价，节约建设资金，做到经济合理。在满足厂区环境美观的基本要求下，进行绿化规划设计，绿地面积按国家有关规定规划设计。满足国家现行的有关规范、规定要求。1）总平面图设计必须贯彻国家颁布的有关方针、政策，尽量节约用地，考虑发展，留有余地，采取联合紧凑的布置。2）总平面图设计必须符合工艺流程及其运输要求，使流程合理，管线、道路短捷、畅通。3）总平面图设计必须结合地形、地质等条件，减少土方工程量。4）总平面图设计必须符合防火、防爆、卫生等条件，满足有关规范要求。（2）总平面布置道路规划厂区道路采用城市型混凝土路面构成形式。装置区内地坪采用混凝土地坪，厂区主要及物流道路宽为15米，其他主要道路宽为10米，甲类厂房距厂内主要道路为10米，次要道路路边大于5米。另外，总图中，消防通道的宽度均为6米，其转变半径为12米。厂区主管廊和主要地下管线根据工艺流程沿主干道两侧布置。厂区设置四个对外的出入口，人流口一处、货流口三处。人流口设置在厂区围墙东侧南面；物流口设置在厂区围墙南侧西面和厂区围墙东侧，原料煤的出入和产品原料的出入分别从不同的货流口。这样整个厂区实现了人流、物流分离，可较好的保持厂区的洁净和良好交通秩序，便于管理，确保安全。（3）总图运输方案现园区对外交通规划为1）高速公路高速公路是结合山东省高速公路网建设而确定的，县域范围内规划形成“一纵、一横”的格局其中“一纵”即济徐高速公路，通过园区的东侧。济徐高速公路徐州段计划2012年建成，全线大约2014年通车，通过XX县东北部，并在鱼台县罗屯乡设有出入口，该高速公路的建成，将使园区与其他区域之间的交通更加密切。“一横”即菏（泽）枣（庄）高速公路，向西延伸至菏泽境，东接枣庄滕州南，接通日照港，未来成为山东省环省高速公路南段的一部分。2）铁路专用线考虑园区发展的需要，为降低企业的运输成本，增强园区的对外流通联系，在园区东侧规划铁路专用线，直接为园区内产业企业的流通服务。铁路专用线从日菏铁路引出支线，近期进入规划的仓储物流区，直接到达园区，并在端头设置铁路货场；远期考虑连接日菏铁路与陇海铁路，并且逐渐增加客运功能。3）公路105国道105国道是XX县发展的轴线，对XX县发展起着巨大的作用。即是园区对外联系的通道，也是园区的生活区与生产区联系的重要通道之一。规划中将105国道区段升级拓宽，并在东侧设置辅道，减少园区对其的交通干扰。南谢路南谢路是县乡公路，羊山卜集之间的干道，规划中进行适当改线，将其东侧作为园区的南外环，并且升级改造。港口现状北大溜河东段是七级航道，规划中，考虑到运输的需要，将其升级改造，通航能力达到五级。在园区中心大道两侧位置设置港口。本项目所在化工园区紧邻北大溜河、105国道，