20万吨合成氨扩建项目可行性研究报告(138页).doc

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1、xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告 XXXX股份年产20万吨合成氨工程可行 性 研 究 报 告 XXXX股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告第一章 总 论1.1概述1.1.1工程名称、主办单位名称、企业性质及法人工程名称：20万吨/年合成氨工程主办单位：XXX股份企业性质：股份制企业法人：XXX邮 编：电 话：传 真：1.1.2可行性研究报告编制的依据和原那么1.1.2.1编制依据1.原化工部化计发1997426号文“化工建设工程可行性研究报告内容和深度的规定修订本；2.?中华人民共和国工程建设标准强制性条文?；3.?建设工程环境保护设计规定?87国环字第002号及国务

2、院98253号文；4.?建设工程环境保护管理方法?；5. 污水综合排放标准：GB897896；6.大气污染物综合排放标准：GB1629-1996 ；7.合成氨工业水污染物排放标准：GB134582001；1xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告8. 环境空气质量标准：GB30951996；9.锅炉大气污染物排放标准GB132712001；10.恶臭污染物排放标准GB1455493；11.城市区域环境噪声标准GB309693；12.工业企业厂界噪声标准GB1234890；1.1.2.2编制原那么1.实事求是的研究和评价，客观地为上级主管部门审议该工程提供决策依据。2.坚持可持续开展战

3、略，企业生态环境建设，实现社会、经济、环境效益的统一。3.坚持以人为本的原那么，创造优美的企业环境。4.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开展。5.根据工厂的区域位臵及性质，严格控制污染，污水的排放应遵循大集中小分散的原那么。6.在满足生产工艺及兼顾投资的前提下，尽可能地推广新技术、新工艺、新设备新材料的应用，以表达本工程的先进性。7.新增生产装臵具有先进性和适用性，到达节能降耗，提高企业经济效益的目的。8.加强环保意识，遵循环境工程与主体工程同时设计、同时施工、同时投产运行的“三同时原那么。9.主体工程与平安、工业卫生、消防同时考虑，尽量消除生产过程中 2xxx股

4、份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告可能对环境和人身平安所造成的危害。1.1.3研究范围本可行性研究报告的设计范围包括：新建一套完整的年产20万吨合成氨工程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给、建厂条件、工程设计方案、环境保护、职业平安卫生、消防、节能、工厂企业组织及劳动定员、工程实施规划、投资估算、财务评价等。1.1.4 企业现状2006年8月湖北宜化集团有限责任公司简称“宜化集团收购索特股份。宜化集团是国务院确定重点扶持的全国520家大型优势企业之一，是湖北省85家重点企业和9家技术创新企业之一，是宜昌市第一大纳税大户。宜化集团是世界最大的季戊四醇生产

5、厂家和全国最大的合成氨、磷酸一铵生产企业，综合实力在全国小氮肥行业中名列第一，居全国氮肥行业前列。公司总资产60亿元、员工18524人，产品涵盖煤化工、盐化工、磷化工、热电四大领域30多个品种，已形成年产120万吨合成氨、150万吨尿素其中30万吨大颗粒尿素、28万吨碳铵、40万吨磷酸一铵、30万吨S-NPK、80万吨硫酸、30万吨磷酸、6万吨季戊四醇、10万吨甲醇、20万吨甲醛、10万吨烧碱、12万吨PVC、80MW热电等主导产品年生产能力，“宜化牌尿素为国家免检产品，季戊四醇在全国市场占有率为33%，局部产品出口到美国、新加坡、韩国、日本等。宜化集团控股一家上市公司湖北宜化化工股份，拥有一

6、家中外合作经 3xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告营公司宜化太平洋热电和十余家法人企业全部产权或控股权。宜化集团2004年出口创汇3500万美元，全年实现销售收入36亿元，利税4亿元；2005年出口创汇4000万美元，全年实现销售收入60.5亿元，利税8亿元。重庆索特盐化股份是重庆市优势扩张型企业、高新技术企业及工业50强企业，公司成立于2002年11月。公司位于三峡库区腹心重庆市万州区。在同行业中，重庆索特盐化股份是目前唯一通过ISO9001-2000、ISO14001、OHSAS18001质量、环境、职业健康平安一体化认证的企业。重庆索特盐化股份目前拥有100万吨真空制盐及

7、3万千瓦热电联产，5万吨/年氯酸钠工程(目前2万吨/年氯酸钠和5000吨/年高氯酸钾)是充分利用万州区丰富的岩盐资源和交通优势，依托万州盐气化工园，优化配臵、产业互动，投资兴建的氯酸盐工程。索特氯酸钠工艺采用的是目前先进的上下温蒸发相结合的工艺技术，生产的“索特牌氯酸钠纯度高，含氯低，各项技术指标均到达和超过国家优级氯酸钠标准。1.1.5工程提出的背景、投资的必要性和经济意义1.1.4.1背景概况万州具有水能、煤、天然气、岩盐、柑橘等优势资源，可供开采的矿产资源达30多种，其中：煤矿储量仅亿吨，天然气控制储量达2000亿立方米以上，岩盐远景储量达2860亿吨。万州劳动力本钱、土地本钱、水电气价

8、格较低，而且拥有海关口岸。4xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告重庆索特盐化股份目前拥有100万吨真空制盐及3万千瓦热电联产，5万吨/年氯酸钠工程(目前2万吨/年氯酸钠和5000吨/年高氯酸钾)是充分利用万州区丰富的岩盐资源和交通优势，依托万州盐气化工园，优化配臵、产业互动。2006年湖北宜化集团并购索特盐化股份，为充分发挥万州丰富岩盐资源，进军碱化工，采用成熟的联碱工艺，建成规模性的纯碱基地。本工程是纯碱工程的配套工程。1.1.4.2工程投资的必要性和经济意义为建成大型纯碱基地，其配套合成氨装臵建设拟采用2001年中国氮肥工业协会筛选了第一批经企业使用证明有效的新技术、新产品和

9、新设备，如常温精脱硫新技术、新产品及脱氢净化催化剂；中空纤维氢气膜法从合成氨放空气中回收氢气系统、反渗透膜法制备锅炉脱盐水系统；低供热源变压再生新工艺；HXSC系列新型静电除焦油器；高效别离、系统优化新技术；循环型煤气制造过程的优化操作与控制系统；A301型低温低压氨合成催化剂；变换新工艺及B303Q系列耐硫变换催化剂湖北省化学研究所化肥催化剂中心；氨水湿法脱硫催化剂东北师大实验化工厂。小型合成氨厂尽管有很多缺乏的地方，但根据目前国内的情况仍有生存的必要，但必须加以改造、提升规模、拓宽产品、采用节能降耗的新技术、新工艺，同时提高化肥的复混、复合化率，开发适销对路的专用肥新品种。我国如果全部淘汰

10、小型合成氨装臵，假设靠进口氮肥，那么氮肥的价格也不会是现在的行情；假设以新建大型合成氨装臵代替小型合成氨装臵，大概还需新建20万t/a大型合成氨装臵近百套，大约需要投资2500亿元人民币，但小型合成氨装臵要进行自然淘汰，有条件的就生存，无条件 5xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告的就淘汰。建设好大型合成氨装臵，技改好中型合成氨装臵，自然淘汰小型合成氨装臵是我国今后合成氨开展的主流趋势，建立区域性大型合成氨装臵，开展纯碱工业。我国中、小氮肥大都以无烟煤为原料 ，本工程的原料大都由万州周边地区供给，缺乏局部从贵州习水船运过来。万州矿产储量十分丰富，其中有煤近亿吨、天然气2400亿立

11、方米、岩盐2800亿吨。通过市场调查，该工程所需的原料煤到厂价仅为420元/吨，具有很大的原料优势。 此外，万州的电力和水利资源也十分充足，万州索特盐化股份生产电价为0.218元/度，取水来源于长江，且水量充足。索特盐化股份20万吨/年合成氨工程初选厂址位于万州市工业园区内，紧靠原索特盐化股份，可以充分利用老厂的公用设施，现老厂一次水、循环水、锅炉、汽机均有充裕生产能力，可充分满足本工程需要。目前给工业园区供电有两个电源，一个电源是距园区5km的顶峰220kV变电站，另一个是距园区2km的龙宝110kV变电站。现两站总共有6个110kV预留间隔。按目前前两站运行情况，其中顶峰变电站有10MW预

12、留可利用容量，龙宝有30MW预留可利用容量。根据向万州三峡电力公司了解，顶峰变电站，将由目前150MVA单台主变，年底扩改为300MVA容量，届时可提供60-80MW电源容量。可满足本工程生产需要。索特盐化股份20万吨/年合成氨工程不仅可促进万州无烟煤的开发，充分利用万州无烟煤资源，还可使重庆地区内中、小氮肥快速开展，同时还可缓解长江以南诸省纯碱短缺的状况，减少北煤南运、西煤东运、产品倒流的铁路和港口运输压力都具有重要意义。 6xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告1.2研究结论1.2.1研究的简要综合结论综上所述，本工程充分利用了当地煤炭资源，通过招商引资和采用先进的生产技术、管

13、理方法是可行的。工程建设内容为一套年产20万吨合成氨，报批上报工程总投资为28000万元，建设期为15个月自初步设计批准开始。工程全投资财务内部收益率ic23.58%税后，全投资投资回收期所得税后5.79年(含建设期两年)，年均销售收入36000万元，年均利润总额10220万元，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，工程是可行的。1.2.2存在问题根据甲方意见本可行性研究报告暂不设计壳牌气化，采用湖北宜化的粉煤成型气化技术，仍考虑使用贵州习水白煤制取合成氨原料气，但为今后粉煤成型生产线预留足够的空地，可根据当地粉煤和块煤的资源情况适时考虑采用湖北宜化的粉煤成型气

14、化技术的可行性。1.2.3工程的主要技术经济指标表主要技术经济指标表7xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告 8xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告 9xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告10xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告第二章 市场预测2.1国内、外市场情况预测我国是世界第一人口大国，近十年来，中国人口以1.7的平均速度增长，而十年间化肥的施用量增加了70。不但是解决粮食需求的农业，其它林、牧、副、渔对化肥都有一定的需求。本世纪中国的总人口将会继续上升，对粮食的需求量也会继续增加。同时非农业经济的开展，耕地将会不断减少。因此，必须提

15、高单位农田产量，也就是必须增加化肥需求量。参加WTO，我国的水果、蔬菜、花卉等经济作物的竞争能力较强，有利于出口。为了适应入世形势，我国的农业正在进行结构调整，逐步压缩粮食种植面积，增大经济作物种植面积，并按沿海和经济兴旺区、粮棉生产区、大城市郊区、生态脆弱区确定了不同的农业结构调整方向和重点。据农业部门估计，入世后我国的农业用肥量将逐年增加。预计2005年全国化肥需求量约4600万吨，其中氮肥2828万吨，磷肥1072万吨，钾肥700万吨；2021年全国化肥需求5000万吨，其中氮肥2960万顿，磷肥1210万吨，钾肥830万吨。尿素因其含氮量高而成为最普遍的固体氮肥品种。在兴旺国家，尿素还

16、作为重要的工业原料。工业用尿素约占世界尿素总量的5%10%。尿素是国际市场上主要的氮肥贸易品种。对众多第三世界国家而言，我国化肥企业又有一定优势。我国可以增加对越南、缅甸等周边缺肥国家的出口。 11xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告 12xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告2.1.1近几年产品进、出口情况尿素进出口情况2.1.2贵州宜化化工有限责任公司尿素市场前景分析贵州宜化化工有限责任公司位于滇、黔、桂结合部的兴义市马岭镇，无论是运输距离、原料供给、产品市场前景都具有很好的区位优势。 1得天独厚的地理优势A.运输距离：以厂为圆心，以产品得销售距离，或者以90元/

17、吨运输费用为半径，环200公里或运输费用在90元/吨的区域内没有尿素生产厂家，一般情况下，尿素运输费用如果超过100元/吨，竞争力下降，从尿素的社会平均本钱来看，已经占其完全本钱的10左右，所以，必然削弱竞争力。B.原料优势：贵州兴义煤炭资源丰富由于国家西部大开发中，重点开展煤、电等能源为战略，在黔西南州兴仁县、普安县已经建成总生产能力800万吨的煤矿，而且运输距离较短，离最远的原料煤矿都不超过70公里，运输费用大约在30元/吨左右， 13xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告不到同行煤炭运输费用的1/2。如果按20万吨合成氨，吨氨耗煤1.5吨计算，每年比同行少支付费用360万元。

18、2良好的产品市场优势黔西南州以外市场：该厂位于滇、黔、桂三省交界处，背靠西南出海通道南昆铁路。通过南昆铁路，只需60元/吨的运费，东可以到达南宁以西的广西市场，西北面只需30元/吨的运费可到达盘县、曲靖、富源、宣威市场，西可进入云南的罗平、陆良市场；向南只需90元/吨运费就可以进入越南。由于近几年原贵州兴义化工总厂坚持既定的品牌战略，并根据农户的需要不断创新效劳内容和营销策略，在以上市场取得了较好的业绩。现在，“CAISHEN财神牌尿素已经成为这些市场上农户首选品牌。由于只能满足20左右的需求，尽管每年的供给量都在增加，但供需矛盾仍然非常突出。根据市场区域大小、单位面积施肥及30的市场占有率估

19、算，再加上该厂独有的竞争优势，上述区域，如果生产能力满足，至少还有60万吨的购置力。黔西南州内市场：由于占尽地域文化、运输距离短等诸多优势，市场占有率已到达85以上，去年统计销售4.536万吨，实际销售超过5万吨。在这些市场上，该厂有非常好的比较优势，他人无法竞争。3销售管理优势A.以人为本销售管理模式：1该厂顺应国家化肥流通体制改革的要求，率先在黔西南州境内建立直销网点300多个，现在已经形成比较完善的连锁经营模式。2对销售人员已经建立并成功应用报酬与劳动效果紧密挂钩考核的机制。B.全方位的农化效劳优势：为了普及科学用肥知识，提高农户施肥效益，专门成立了一个农化效劳小分队，小分队除了送科学施

20、肥知识、送文化、送产品外，还帮农 14xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告户进行实地施肥实验、病虫害防治等，总之，只要农民需要的，我们的小分队就会去做。所以，连续三年产销率达100。具体产销情况见附表：总之，无论从天赋的区位优势还是市场营销管理，我们都有较好的比较优势。有比较优势，就有竞争力；有竞争力，企业才能开展。所以扩大尿素产量，前景较好。2000年8月2003年3月产销情况比较表此外，贵州兴义煤、电廉价，在目前煤价上涨，化肥本钱上升的情况下充分利用当地资源优势，可以使该工程产品更具有市场竞争力。而且，贵州宜化化工有限责任公司采用湖北宜化的统一管理模式，具有信息共享、技术力量

21、强、职工素质高、实践经验丰富、市场信誉度高等优势，生产的尿素质量好、而且比较稳定，远销广西、云南、越南等地区及国家，为该工程的实施、产品的生产和销售更有保障，具有良好的市场前景。 2.2产品价格分析我国近两年来，由于煤炭价格的大幅上涨，造成尿素生产本钱上升，并导致一些小氮肥厂倒闭，减少了市场氮肥的供给 ，从而推动尿素价格上扬。但煤炭涨价也不可能造成尿素价格很大幅的上扬，因为还有40%的尿素企业是以天然气和油为原料，煤炭上涨对这些企业没有多少影响；国际上尿素生产主要是以天然气为原料，天然气的价格与原油价格息息相关。目前国内外尿素价格已根本接轨，进口尿素对国内市场的 15xxx股份20万吨/年合成

22、氨改造工程可行性研究报告冲击不是太大。相反，由于原油价格的上涨，导致国外合成氨和尿素减产，2004年底尿素进口大幅减少，国内尿素市场需求旺盛。在国家取消对尿素的最高限价后，国内尿素价格一路攀升，出厂价从1400元/吨上涨到1800元/吨，贵州兴化化工有限责任公司原兴义化工总厂目前出厂价也在1700元/吨，而且销路好，因此本工程尿素的售价可拟定为1600元/吨，加上贵州的资源优势和宜化集团的管理优势相结合，将使该工程产品具有较好的经济效益和市场竞争力。 16xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告 第三章 产品方案及规模3.1产品方案及规模3.1.1合成氨：系统每小时产氨24.4吨，氨

23、回收每小时0.6吨，日产合成氨600吨，公称年产合成氨20万吨。3.1.2副产品硫磺：每小时0.2吨，日产4.8吨，年产1584吨。3.1.3燃料气：每小时5668Nm3，每日136032 Nm3，低热值3417 kcal/Nm3供吹风气余热回收用。3.1.5合成氨产品平衡3.1.5.1合成氨：合成氨能力按每小时24.4吨，附产氨氨回收氨每小时0.6吨，总产氨每小时25吨计。 3.2产品质量指标3.2.1液氨：终端产品符合国标 GB536-1988 。17xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告3.2.2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

24、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。 18xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告第四章 工艺技术方案4.1概 述4.1.1工艺技术方案本工程属新建一套年产20万吨合成氨生产装臵，工艺技术的选定参考湖北宜化现有合成氨、尿素生产中采用的成熟工艺技术，并根据万州无烟煤等特点，对工艺路线进行了优化调整，确保工程工艺技术的可行。合成氨装臵煤气工段采用YH型连续气化炉，经煤气鼓风、电除尘、常压氨水脱硫后，进入氢氮气压缩机一段，经一、二、三段升压到2.174MPa，送中低低变换及变脱系统后，进变压吸附系统脱碳，脱碳气再经压缩机四、五段升压至14.5MPa进精炼脱除微量

25、CO等杂质后送压缩机六段升压至31.4MPa送入氨合成系统。合成弛放气采用吸收、精馏法回收其中的氨，除氨后的燃料气送吹风气余热回收工段生产蒸汽。4.1.2. 本次工程拟定的工艺流程工艺流程简图如下：煤 19xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告4.2造 气含吹风气余热回收4.2.1工艺技术方案确实定本扩建工程新建一套年产20万吨合成氨的造气装臵。常压连续气化床制气常压连续气化床制气工艺是国内近几年开发出的以煤为原料、空气和水蒸汽为气化剂，介于固定床气化炉与流态化炉的制气方法。该方法制气工艺简单，生产过程仅有吹风、制气两个阶段。进料为给煤机连续进料，劳动强度小。使用煤种范围广，可使用

26、烟煤、褐煤、以及贫煤无烟煤，便于充分利用煤炭资源，降低制气本钱。生产过程中根本不产生焦油和酚水，煤气净化的污水处理装臵简单，易于到达环保要求，且操作方便，易于自动化。由于炉内操作温度高1050、出口煤气(800)便于热量的回收利用，副产的蒸汽、过热蒸汽自给有余。但目前该炉型在工厂化方面有待于提高，现在已使用的炉型仅有2.6m及2.8m两种炉型。本工艺在煤制气流程上增设了吹风气余热回收装臵，回收吹风气和氨回收后的燃料气，生产蒸汽供系统使用。4.2.2工艺流程简述1制气过程连续加煤气化。2).吹风气余热回收来自煤气发生炉系统的吹风气，与空气预热器的热空气在混合器内充分混合后进入燃烧炉内燃烧。同时，

27、来自氨回收系统的燃料气与空气预热器来的热空气分两路进入高温喷头，经换热后混合在燃烧炉内燃烧。燃烧产生的高温烟气依次通过低压蒸汽过热器、中压蒸汽过热器、余热锅炉、低压锅炉、空气预热器，经引风机引入烟气脱 20xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告硫装臵脱硫、除尘后至烟囱放空。造气夹套锅炉与余热锅炉产生的低压蒸汽低压锅炉产的混合后，经汽水别离器进入低压蒸汽过热器，并和余热锅炉来的过热蒸汽混合后进入蒸汽缓冲罐供煤气发生炉使用。余热锅炉产的中压蒸汽直接进入中压蒸汽管网供尿素等装臵使用。4.2.3主要设备选择1、煤气发生炉根据湖北宜化采用的YH2.8m煤气发生炉使用状况，该型号煤气发生炉操作

28、平稳、产气量高、消耗较低，因此本工程仍然采用该炉型。吨氨需要半水煤气量为3300Nm3，小时半水煤气量为33002582500Nm3/h。 根据该厂生产的实际情况，单台煤气发生炉产气量为：5500 Nm3/h需要2.8m煤气发生炉台数：82500550015采用18台煤气发生炉，预留3台。2.造气空气鼓风机D600造气炉鼓风机具有九十年代的国际水平，它可配用于煤气发生炉上，使用该机具有压力高、流量大、耗电省、噪音小的特点。在使用过程中的实际效率远高于其它类型造气炉鼓风机，该风机的推广使用具有较大的技术经济效益。本设计选用D600造气炉鼓风机五台，预留一台位臵。3.吹风气余热锅炉吹风气余热回收是

29、在固定层间歇气化技术中，对吹风气的潜热进行回收，通过余热锅炉的能量转换，产生过热蒸汽。吹风气余热回收系统中的两个关键设备为燃烧炉和废热锅炉。21xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告燃烧炉采用立式中燃式、内臵式高温喷头燃烧炉；废热锅炉采用水管，现场组装式锅炉。本套吹风气余热回收系统具有设计合理、结构紧凑、热回收效率高、水容量大 、造型美观、运行操作简便、工作平安可靠、节约能源、保护环境、适用广、寿命长等特点，在国内处于先进水平。根据系统吹风气量等选用产汽能力为40t/h的吹风气余热锅炉一套可满足生产。4.2.4消耗定额以吨氨计4.3静电除尘4.3.1工艺技术方案确实定根据半水煤气气

30、量，气柜采用V=10000m3三节螺旋升降式气柜一座,为确保半水煤气柜的正常工作，防止气柜抽瘪和掀翻，气柜设臵上下位声光报警及联锁，当气柜升起高度处于规定的最底高度时，联锁煤气鼓风机停车。半水煤气出气柜后采用静电除焦塔除掉半水煤气中的尘埃、油雾等细微粒。为保证电除尘器能平安连续地正常运行，必须确保半水煤气中氧含量控制在0.5%以下，最高不得超过0.8%。要做到投运前必须对系统进行彻底臵换；运行中必须保证氧自动分析系统与联锁装臵处于完好状态，在氧含量超标时，电除尘器能自动断电。煤气加压本次扩建采用运行稳定、噪音低、振动小的煤气鼓风机。 22xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告4.3

31、.2工艺流程简述从造气工序洗气塔来的半水煤气，经半水煤气柜进口水封，进入半水煤气柜，半水煤气在气柜中充分混合、稳压后，经半水煤气柜出口水封去电除尘装臵；半水煤在电除尘器中除去剩余粉尘微粒及焦油，再进入煤气鼓风机升压到50kPa后送至脱硫工段。4.3.3主要设备选择1.气柜选用三塔螺旋升起式湿式气柜，容积V=10000m3。2. 电除尘器实际处理气量V10332253300150273+40/ 9244+300273=107450m3/h电除尘器台数：107450/27000=3.97选用4台并联。3. 煤气鼓风机设计选用D600-42型煤气鼓风机，打气量：600m3/min,进口压力：0.00

32、25MPa，出口压力0.05MPa，考虑5%漏气损失，实际处理气量为：V=107450/60060=3选用5台，3开2备。23xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告4.3.4 消耗定额以吨氨计 4.4半水煤气脱硫 4.4.1工艺技术方案确实定本工程脱硫工段拟建一套20万吨/年合成氨能力的半水煤气脱硫装臵。根据贵州原料煤硫含量高的特点，本方案半水煤气中H2S含量按3g/Nm3考虑。目前国内脱硫方法较多，但脱高硫均采用湿式氧化法，该工艺适用于不同的催化剂。催化剂有：栲胶、888、PDS、ADA、MSQ、KCA等。本工程推荐栲胶脱硫剂，采用Na2CO3水溶液作为吸收剂，三级脱硫。栲胶脱硫

33、剂具有成熟、可靠、脱硫效率高、活性稳定、价廉易得、无毒、无腐蚀、不堵塔等优点。脱硫液再生采用自吸空气氧化再生，该法具有氧化性强、能耗低、再生效果好、操作方便等特点。硫磺回收采用重力沉降法加热分层熔融制取硫磺，既节省投资又减少系统的繁杂操作和维护。4.4.2工艺流程简述由煤鼓来的半水煤气50kPa依次进入一、二、三级脱硫塔，与栲胶脱硫贫液逆流接触脱除H2S,三级脱硫塔出来的半水煤气中H2S含量50mg/Nm3，送至压缩工段。吸收硫化氢后的脱硫富液从脱硫塔底部出来进入富液槽,由泵送至再生槽喷射24xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告器，经喷射器自吸空气进入再生槽内氧化再生，浮选出来的

34、硫泡沫自流入硫泡沫中间槽，由硫泡沫泵送至硫泡沫贮槽，在硫泡沫贮槽内经热力沉降自流入熔硫釜,加热熔融后制得副产品硫磺。从再生槽别离出来的贫液自流入贫液槽，由脱硫泵将贫液送至脱硫塔循环使用。4.4.3主要设备选择1脱硫塔散堆塑料鲍耳环填料塔在该厂得到了较好的应用，对脱除H2S起了重要作用，故本工程采用该塔型三级脱硫塔均采用散堆塑料鲍耳环填料塔。进塔实际气量: V=74620m3/h根据计算，液泛速度Wo=1.21m/s，取操作气速W=0.65Wo=0.61.21=0.726m/s 塔径D=4V/(Wo3600)1/2=474620/(3.140.7263600)1/2=6.03m圆整为6.0 m。

35、2喷射再生槽喷射再生槽是利用喷射器使脱硫液以高速通过喷嘴形成射流，产生局部负压吸入空气。两相流体被高速分散而处于高度涡流状态，空气呈气泡状态分散于液体中，从而使脱硫液的吸氧速度大为增加，传质过程大为强化，在较短的时间内即可完成再生过程。脱硫前H2S含量按3g/Nm3，脱硫后H2S含量按0.05g/Nm3考虑，小时产氨量为25吨，硫容取0.25g/L，溶液循环量为：G=(3-0.05)33002532/34250=916m3/h因溶液循环量较大，采用1个喷射再生槽。吹风强度Ai取100m3/(m2h)25xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告喷射再生槽直径D=9162.4/(0.78

36、5Ai)1/2=9162.4/(0.785100)1/2 =5.3m (圆整为5.5m)。4.4.4 消耗定额以吨氨计 4.5 压缩4.5.1工艺技术方案的选择目前在大型合成氨的生产中，主要有离心式和往复式两大类氢氮压缩机。 1. 离心式压缩机该种压缩机具有通气量大而持续，运转平稳；机组外形尺寸小，总量轻,，地面积小；设备易损件少，使用期限长，维修工作量少；由于转速很高可用汽轮机直接带动，省去了蒸汽发电，再用电机驱动这一能量转换过程中的能量损失，同时不会有电机带动时的防暴要求，比较平安；机体内不需润滑，气体不会被润滑油污染；实现自26xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告动控制较容

37、易等优点。其缺点是该机对煤气中含尘量要求较严，气体中的灰尘、焦油及杂质必须预先除净，这对以煤为原料的合成氨生产厂比较困难，投资较高。2. 往复式压缩机该机对煤气中含尘量要求，对焦油及杂质气中含尘量的要求不象对离心式压缩机的要求那样严格，适用于以白煤为原料的合成氨生产厂。全国现有多家往复式压缩机生产的大型企业，设计制造技术成熟，备品备件方便；单机生产能力大，投资较省。但往复式压缩机的占地面积比离心式压缩机的占地面积大。结合该工程采用煤制气生产合成氨的工艺特点，经比较，本工程选用单机生产合成氨能力为4万吨/年往复式压缩机比离心式压缩机更为适合。4.5.2工艺流程简述由脱硫工段来的混合半水煤气温度3

38、5,压力0.03MPa经气水别离器进入一级压缩，气体经加压后进入一级冷却别离器，冷却别离后进入二级压缩，然后经二级冷却别离后温度为40,进入三级气水别离器，然后进入三级压缩，冷却别离后温度为40，,压力为2.174MPa,送至变换工段、脱碳工段。从脱碳工段来的脱碳气,压力为1.924MPa,进入四级压缩，温度为40，进入五级气水别离器，经五级压缩，升压至12.655MPa，冷却别离后温度为40，进入精炼工段。从精炼工段出来的精炼气压力为12.155MPa,进入六级压缩，升压至31.492MPa送至合成工段。4.5.3主要设备选择目前单机生产合成氨能力为4万吨/年型氢氮压缩机有四川华西的6M40

39、-310/314 27xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告型氢氮压缩机，也有上海的S6M50-300/314压缩机。S6M50-300/314压缩机是上压公司近年来通过消化吸收国外先进的压缩机设计制造技术以及综合上压公司数十年来生产制造压缩机的实践经验而开发的新产品。该机为卧式六列对称平衡型往复式机组，机组为一列一缸，具有动力平衡型好，内外泄漏少，产出率高，能耗低的特点。S6M50-300/314进排气口安排改变了传统的下进下出的布臵，采用了API618标准中要求上进上出的结构，使机组在运行时不会产生液击现象，提高了机组运行的可靠性；且该机的低压气阀采用网状阀，中高压级气阀采用气

40、垫阀，使气阀保证了使用寿命到达6000小时以上。因此，采用S6M50-300/314型氢氮压缩机,从生产能力、稳定性上都能满足本工程需要。一级进口温度t1=35，进口压力P1=0.123MPa绝。一级进口气体饱和蒸汽压为：0.005733 MPa。工程生产规模：20万tNH3/aV0=V1T0P1/T1P0=300273(0.123-0.005733)/(273+35)0.10133=307.73m3/min台单机生产能力：60147.717440/3305.6=44312.72tNH3/a台需压缩机台数：20万吨NH3/a44312.72tNH3/a台4.5台本工程选用S6M50-300/3

41、14型氢氮压缩机5台。 28xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告4.5.4消耗定额消耗定额生产能力25tNH3/h 吨氨4.6变换4.6.1工艺技术方案的选择变换有换热式流程及饱和热水塔流程。换热式流程虽具一次投资费少，占地少，操作稳定等优点，但需外加蒸汽量大，消耗高。饱和热水塔流程有如下特点1在饱和塔内气液相直接进行传热和传质，有效地回收了蒸汽、减少了外供中压过热蒸汽，降低能耗；2能充分地利用中变热量，有效地回收余热；3操作稳定，国内已有较成熟地操作经验；4投资费约高，占地约大，需用泵。近年来，许多合成氨厂已成功地采用了全低温变换流程，提高了合成气氢量，降低了精炼负荷，故本设计

42、采用了饱和热水塔，全低温变换流程。变换触媒采用HB-4型耐硫宽温变换催化剂，该催化剂具有较宽的活性温区、良好的耐硫与抗毒性能，高空速、高强度、寿命长等优点。变换气脱硫采用较为成熟、可靠、脱硫效率高的栲胶碱法脱硫，脱硫液采用自吸空气再生见变脱工艺。4.6.2工艺流程简述压缩工段来的半水煤气，温度约40，压力2.174MPa，经焦碳过滤器过滤出油污 29xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告后，进入饱和塔下部，经与顶部喷淋下来的热水逆流接触，增温、增湿，从饱和塔顶部出来经气水别离器别离出液滴后，再经第一、二热交换器升温至约190进入第一变换炉一段，与触媒接触反响，使局部CO转换;出一段

43、的变换气通过喷淋脱盐脱氧水降温、增湿后进入第一变换炉二段，使变换反响继续进行；二段出来的变换气再次通过喷淋脱盐脱氧水降温、增湿后进入第一变换炉三段继续进行变换反响；出第一变换炉三段的变换气经第二热交换器和第一热交换器换热降温后进入增湿器，通过喷淋脱盐脱氧水降温、增湿后进入第二变换炉，使CO的变换反响最终完成；出第二变换炉的变换气进入第一水加热器，与热水循环泵送来的循环热水换热，然后进入热水塔底部与饱和塔下部出来的循环热水逆流换热、降温除湿；而后从热水塔顶部出来，进入第二水加热器去加热锅炉用脱盐水，然后经变换气冷却器与变换气第二冷却器冷却降温及变换气气水别离器别离出冷凝水后，送变换气脱硫塔；热水

44、塔底部出来的循环热水经热水循环泵加压后，经第一水加热器升温后，进入饱和塔顶部。4.6.3主要设备选择本工程按20万吨年合成氨选用主体设备:1.饱和热水塔3800/4000饱和热水塔一座，选用不锈钢板波纹填料。2.低温一变炉4600低温一变炉一台，三段触媒。3. 低温二变炉4600低温一变炉一台，二段触媒以及相应附属设备。4. 变脱塔30xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告选用4600变脱塔A一台，4400变脱塔B一台以及相应的变脱和再生附属设备。4.6.4消耗定额消耗定额生产能力25tNH3/h ( 吨氨) 4.7变脱4.7.1工艺技术方案的选择为保证变换气的净化度，采用一级湿法

45、串活性炭干法脱除变换气中的H2S。湿法脱硫及再生方法与半水煤气脱硫相同。变换气中H2S含量脱硫前按0.6g/ Nm3 设计，脱硫后10mg/Nm3。硫泡沫送半水煤气脱硫系统熔融制取硫磺。4.7.2工艺流程简述经变换后的变换气从变脱塔下部进入，与塔上部喷淋下来的栲胶液逆流接触，变换气中H2S被栲胶液吸收后从塔顶引出，经气液别离器别离出夹带的液滴后进入活性炭脱硫塔底部，再经活性炭进一步吸附剩余H2S后送往脱碳工段。脱硫贫液吸收H2S后变成富液从脱硫塔底部出来进入富液槽，经再生泵送至喷射31xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告再生槽喷射器 ( 吨氨 ) 4.8脱 碳4.8.1工艺技术方案的选择根据目前国内、外常采用的脱碳技术，可供选择的脱碳工艺有： 1碳酸丙稀脂法PC法； 2多胺法MDEA法； 3聚二醇二甲醚法NHD法； 32xxx股份20万吨/年合成氨改造工程可行性研究报告4改进热钾碱法Benfield法；5低温甲醇法；6变压吸附法PSA法。7水洗法以上几种脱碳工艺各具优缺点，脱碳方法可分为干法及湿法，或物理吸附及化学吸收两类，除变压吸附为干法外，其余均为湿法。A碳酸丙烯脂法此法为物理湿法吸收，该法具有如下特点：流程简单，再生过