平陆公司新增4万吨甲醇改造项目方案

平陆公司新增4万吨甲醇改造项目方案一、改造原因平陆公司现有合成氨生产能力8万吨/年，其中甲醇1万吨/年，为中压联醇装置生产。平陆公司另有乌洛托品装置年产3万吨，年需甲醇4.8万吨，除本公司生产的1万吨外还需外购3.8万吨，运输成本较高。同时近年来液氨市场低迷，液氨生产成本较高而亏损的局面难以扭转。随着近年来国内低压甲醇生产技术的日益成熟，在平陆公司合成氨基础上新增一套低压甲醇（6.5Mpa），产出4万吨/年甲醇，醇氨比调至1：1，由于低压甲醇甲耗相对较低的特性而将综合氨成本有效降低的措施，将是非常经济和实用高效的措施，实现最少的投资扭转平陆公司亏损局，同时解决了乌洛托品外购和成本高的问题。二、方案说明（1）为降低甲醇生产成本，低压甲醇以产醇为主，中压甲醇以净化为主，低压醇驰放气中CO含量＞1.5%，以保证中压醇自热；（2）原合成压缩机气体从五段抽出，与新增低压机出口气体混合后全部进入低压甲醇，醇后气回压缩机六段进口，根据现有压缩机条件，合成压力6.5MPa；（3），本方案合成塔定为DN1800，目的是给低压醇较轻的负荷，这平低压可产醇4万吨/年。中压产醇0.6~1万吨/年；（4）甲醇合成装置由甲醇合成反应、余热回收、粗甲醇分离和驰放气水洗等几部分组成，分离粗甲醇后气体大部分送至循环机压缩重新返回甲醇合成塔，驰放气水洗后去压缩机六段；（5）甲醇合成塔采用绕管式水冷型反应器，催化剂装在管外，反应热由管内的沸腾水移走，通过汽包压力控制反应温度，操作稳定。（6）低压联醇冷却器初步按水冷考虑，现场空间充足也可用蒸发冷却器，以降低电耗和循环水耗；（7）锅炉水经膨胀槽减温降压后，送至水道统一处理、排放。三、设计基础（1）装置规模：总氨醇能力8万吨/年，其中甲醇4万吨/年；（2）合成压力：6.5MPa（压缩机五段出口）；（3）年操作按8000小时；（4）根据氨醇产量要求，反算得到的新鲜气条件：新鲜气设计流量为24625Nm3/h。组成H2COCO2H2SCH4N2H2OCH3OHV%71.13812.4250.5000.0000.60115.5360.0000.000四、生产流程简述来自压缩机5段出口的新鲜气温度40℃、压力6.5MPa(g)，与低压机出口新鲜气混合，经过新鲜气油分（S101）除油水。循环气压缩机（C101）出口的循环气温度48℃、压力6.5MPa(g)，经过循环气油分（S103）除油水。出分离器的两股气体混合之后经入塔气预热器(E101)预热到210℃，进入甲醇合成塔(R101)，在催化剂的作用下进行甲醇合成反应CO+2H2=CH3OH+QCO2+3H2=CH3OH+H2O+Q甲醇合成塔为绕管式反应器，管外填装触媒，管内为沸腾热水，利用反应热副产中压饱和蒸汽。合成塔出口气温度237.6℃，压力6.3MPa(g)，进入入塔气预热器管程(E101)与合成塔入口气换热，温度降至80℃，然后进入水冷器（E102）冷却到40℃，进入甲醇分离器(S102)进行气液分离。出甲醇分离器气体一部分作为循环气去循环气压缩机(C101)增压，一部分去水洗。水洗之后的驰放气去压缩机6段加压，水洗后的稀甲醇用于吸收闪蒸气中的甲醇。甲醇分离器底部出来的粗甲醇送入闪蒸槽(V102)，经减压闪蒸使粗甲醇中的溶解气绝大部分被释放出来，闪蒸压力0.5MPa，闪蒸气经过稀甲醇吸收甲醇后返回压缩机1段。粗甲醇送往甲醇精馏。甲醇合成塔管侧出来的汽液混合物经上升管进入汽包(V101)进行汽液分离，分离的蒸汽则进入蒸汽管网，汽包下降管中的水通过重力作用进入反应器，整个水系统实现自然循环。为了保证锅炉水质量，从汽包定期排放锅炉污水，同时向汽包内加入少量磷酸盐溶液以改善锅炉水的水质。催化剂升温还原时，通过开工喷射器（J101）向水系统补入蒸汽，以提高催化剂床层温度。五、物料平衡表物流号1234567物流名称新鲜气入塔气出塔气循环气驰放气闪蒸气粗甲醇相态气气气气气气液压力MPa6.506.406.306.106.050.500.50温度℃40.0210.0237.640.043.842.042.0总摩尔流量kmol/hr1099.334907.64509.63162.11144.12.6223.1标准流量Nm3/hr24625.056421.05630.070875.025643.757.8-平均分子kg/kmol9.539.2110.029.038.9013.2530.53注1：粗甲醇中净甲醇流量6.36t/h，按年生产时间8000小时计算，年产甲醇5.09万吨/年。粗甲醇浓度93.34%（wt%）。六、甲醇合成塔主要设备甲醇合成塔一台合成塔型式绕管式触媒装填量16m3塔径φ1800mm塔高约11000mm七、原材料、动力、催化剂、吸附剂和化学品消耗定额及耗量项目名称主要规格单位小时耗吨甲醇耗备注一、原材料新鲜气Nm3134182120还原气1.2MPa，40℃Nm3120（最大）精炼气，用于催化剂还原二、催化剂及化学品合成催化剂NC307、XNC-98型等φ5X5m3一次装填～164年更换一次Na3PO4﹒12H2Og14320配成1~5%水溶液三、公用工程中压蒸汽2.5MPa，226℃kg-6870-1080过热蒸汽＞2.5MPa，饱和kg6000(最大)/催化剂升温还原使用除氧水4.0MPa，104℃kg71571125循环冷却水0.4Mpa,30→40℃t25840.1脱盐水0.5MPa，25℃kg40062.9水洗氮气0.6MPa，常温Nm3120(最大)/装置开停车电6/10KV，50HZKwh20732.5循环压缩机项目名称主要规格单位小时耗吨甲醇耗备注电380V，50HZKwh10.16脱盐水泵四、副产品弛放气0.5MPa，40℃Nm325644去压缩机六段闪蒸气0.5MPa，40℃Nm357.89.09去压缩机一段八、主要设备规格表（略）序号设备名称设备规格数量材质1甲醇合成塔DN1800×7000（cat）催化剂16m3115CrMoR/S304082入塔气预热器DN1400，A=825m21Q345R/S30408Q345R+S304083水冷器DN1200，A=500m21Q345R+S30408S304084合成汽包DN1400，V=4.5m31Q345R5甲醇分离器DN16001Q345R+S304086闪蒸槽DN1400，V=4.5M31Q345R+S304087新鲜气油分DN10001Q345R8循环气油分DN12001Q345R9膨胀槽DN12001Q235B10脱盐水槽DN12001Q235B11加药装置Φ1000，立式带搅拌器，搅拌电机功率1.1kw流量：0～16l/h电机功率：0.55kw介质：3％磷酸盐溶液1成套装置12蒸汽喷射器6t/h蒸汽113脱盐水泵吸入压力：常压排出压力：6.5MPa流量：300kg/h电机功率：2KW21开1备14循环气压缩机进口压力：6.1MPaG出口压力：6.5MPaG气量：25m3/min电机功率：355KW21开1备15低压机出口压力6.5MPa流量256m3/min电机功率3100KW1九、甲醇合成装置投资初步估算，新建低压联醇装置设备~754万元（含循环机），管道安装240万，土建80万，仪表电气100万，消防12万，保温25万，设计费40万，总投资~1251万元。压缩机利用现有压缩机进行小的改造，改造费用120万元。总投资1371万元。十、经济效益1、甲醇成本：白煤：1.28t*550=704元电：660KWH*0.5=330元折旧：1371/10/4=35元利息：1371*0.09/4=31元合计：1100/0.93=1183与现有综合氨成本比较1470-1183=287元/吨年效益287*4=1148万元2、合成氨增加成本白煤耗增加80kg*4=320万元3、总利润：1148-320=828万元。回收期1.6年。平陆公司6万吨/年三聚氰胺项目方案一、项目背景平陆公司现有合成氨装置能力8万吨，乌洛托品3.5万吨。其产品中的碳酸氢铵16万吨/年为三聚氰胺尾气联产。由于近年来尿素价格和液氨价格持续走低，而三聚氰胺价格却依然坚挺，形成了三聚氰胺营利较大而合成氨和乌洛托品亏损的局面。为扭转局势，在平陆公司新增三聚氰胺装置，将是较有效的措施。三聚氰胺尾气的处理是一个较大的工艺难题，由于最直接氨碳分离消耗较高，所以一般采用联产碳酸氢铵或尿素的办法。平陆公司利用城区集中供热新上热电联产项目，有了较大的富裕低品位蒸汽，为氨碳分离的成本降低创造了有利条件。而随着国内氨碳分离新技术的出现，吨氨分离所需蒸汽耗也有了很大的下降，这样，在平陆公司新增6万吨三聚氰胺，利用余热进行氨碳分离，同时，分离新技术的利用，解决了三胺尾气直接作乌洛托品杂质难以分离造成托品质量差的问题，具有很高的经济效益。二、物料平衡和工艺方案序号名称单耗总耗单产总产1尿素3.05t183000t2电1000Kwh6000万Kwh3三聚氰胺160000t4二氧化碳497Nm32982万Nm35液氨0.8t+0.2（反吹）60000t6蒸汽4t240000t7碳酸氢铵4.5t(含反吹氨)27万t方案一：新建年产6万吨常压循环一步法三聚氰胺装置一套，配套6万吨氨碳分离装置，外购18.3万吨尿素生产6万吨三聚氰胺，副产4.8万吨液氨。方案二：新建年产6万吨常压循环一步法三聚氰胺一套，配套30万吨碳酸氢铵装置。外购18.3万吨尿素生产6万吨三聚氰胺，副产27万吨碳酸氢铵（含反吹氨）。三、投资概算1、6万吨三聚氰胺1.1亿2、6万吨氨碳化离装置4800万元3、30万吨碳酸氢铵装置1800万元。四、成本与利润测算（一）三胺序号名称单耗单价金额（元）备注1尿素3.05T125038132电1000KWH0.66003燃煤0.6t2001204水6t6365维修费406工资1307包装2601208折旧1849利息16510小计520811销价560012税15413吨利润23814年利润1428（二）氨碳分离序号各称单耗单价金额（元）备注1蒸汽4t301202电197kwh0.61183水3t6184反吹氨损失51每吨三胺0.2t反吹氨分滩5折旧806利息727小计4598售价16009税22810吨利润91311年利润4382万4.8万吨（不计反吹氨）（三）碳酸氢铵序号名称单耗单价金额备注1电260.5132添加剂53包装804维修95水1666工资217反吹氨损失0反吹氨产出碳铵470元持平8折旧79利息610售价47011税4912小计196成本13吨利润27414年利润7398万五、结论平陆公司新上6万吨三聚氰胺，尾气可采用两种方案进行处理利用，一是配套氨碳化离，二是配套30万吨碳酸氢铵。第一套方案总投资1.58亿元，年总利润5810万元。回收期2.7年。第二套方案总投资1.28亿元，年总利润8826万元。回收期1.5年。（若第二套方案中尾气氨按1000元每吨收益在三胺中体现，则三氨年总利润6228，碳酸氢铵成本为371元。）