焦炉气与低压合成甲醇生产装置工程项目可行性研究报告.docx
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焦炉气与低压合成甲醇生产装置工程项目可行性研究报告
焦炉气低压合成甲醇生产装置工程项目
可行性研究报告
第一章总论
1.1概述
1.1.1项目名称、主办单位
项目名称：
20万吨/年以焦炉气为原料低压合成甲醇生产装置
主办单位：
xx化工有限责任公司
建设地点：
xx省xx市
1.1.2可行性研究报告编制的依据和原则
1.1.2.1编制依据
（1）建设单位与xx科技股份有限公司签订的“20万吨/年以焦炉气为原料低压合成甲醇生产装置可行性研究技术咨询合同”。
（2）建设单位提供的可行性研究基础资料。
（3）化计发（1997）426号文《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》（修订本）。
（4）国务院令第253号，1998年11月29日《建设项目环境保护管理条例》。
（5）国家计委、建设部计投资（1993）530号文发布《建设项目经济评价方法与参数》
（6）国石化规发（2000）412号《化工投资项目经济评价参数》
（7）国石化规发（1999）195号《化工建设项目可行性研究投资估算编制办法》（修订本）
（8）《投资项目可行性研究报告指南》（试用版）。
（9）xx焦化有限责任公司的总体发展规划。
1.1.2.2编制原则
（1）充分利用建设单位副产的焦炉气资源和当地丰富的煤、电资源优势，选择先进可靠的工艺技术（低压合成甲醇技术）、合理安排工艺流程，建设20万吨/年以焦炉气为原料的低压合成甲醇生产装置，以保证装置顺利投产，稳定运行。
（2）充分依托xx九鑫焦化有限公司焦化装置现有的公用工程和辅助设施，尽可能节省投资。
（3）严格执行国家各类环境保护、职业安全及工业卫生等规定，避免污染，保证安全生产。
（4）对项目的费用和效益，本着实事求是、稳妥可靠的原则进行估算和评价。
1.1.3项目提出的背景、投资必要性和经济意义
1.1.3.1建设单位基本概况
xx化工有限责任公司是由xx焦化控股有限责任公司和北方焦化（香港）有限公司组成的股份公司，双方股份各占50%，项目资本金为30%。
xx焦化控股有限责任公司（英文名字“ChinaCoal&CokeHoldingsLimited”，简称“CNCCoke”）成立于2003年8月，是一家致力于焦炭、煤炭及煤化工产品的生产、加工、投资和国内外贸易的能源化工企业，是中国xx能源集团公司的全资控股子公司。
xx焦化控股有限责任公司是xx集团公司煤焦化优势业务的战略执行单位，自公司成立以来，依托xx集团公司的综合优势，抓住国际能源化工产业结构调整的有利机遇，坚持煤焦化一体化发展战略，坚持混合所有制经济发展模式，一手抓经营管理，一手抓基地建设，实现了企业的快速发展。
目前，xx焦化控股有限责任公司总资产30亿元，在册职工4000人，拥有4家绝对控股焦化生产企业，1家相对控股焦化生产企业，2家国内分公司，并在境外设立了北方焦化（香港）有限公司和xx美国公司两家贸易企业。
目前，xx焦化控股有限责任公司拥有焦炭生产能力285万吨，其中冶金焦220万吨，铸造焦65万吨。
同时，在建冶金焦140万吨，铸造焦25万吨。
预计2006年一季度末，xx焦化控股有限责任公司将形成焦炭生产能力450万吨，成为中国最大的商品焦生产和贸易企业之一。
北方焦化（香港）有限公司2003年3月成立，主营焦炭及相关化产品的进出口贸易。
2005年主营业务收入8.36亿元。
1.1.3.2项目提出的背景、投资必要性和经济意义
当今人类正处于十分重视资源—能源—环境一体化可持续发展的新时代，实现高新技术快速发展和广泛应用是时代的基本特征。
党的十六大报告中指出：
“实现工业化仍然是我国现代化进程中艰巨的历史性任务。
坚持以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”。
可见，如今我们必须做到将知识与科技实践相结合，努力寻求最科学、最合理和最少消耗自然资源、通过与环境友好的方法来达到全球经济高度发展的目标。
走新型工业化道路要发展经济应切实体现新时代的特征，按照高起点、高水平、多联产和综合发展的模式前进。
xx省是我国重要煤炭基地之一，煤炭资源丰富，品种齐全。
为改变传统的、能源开采型的经济模式，利用地区的优势和特色，大力开发煤焦化产业，发展煤炭深加工型经济，可大力提高地区资源的经济价值。
特别是在全球经济一体化条件下，受国际市场焦炭价格不断上扬的驱使，xx省煤炼焦产业得到了高速发展。
但目前有不少企业只片面追求焦炭产量，而对焦炭生产过程中产生的焦油和焦炉煤气未采取回收治理措施，致使xx省部分地区的环境遭到了较严重破坏，已引起社会的严重关注。
为了实现经济的可持续发展，xx省在发挥地区资源优势建设煤焦化装置的同时，不能以牺牲环境和生态为代价来获取高额经济效益，必须坚持保护环境和保护资源的基本国策，应合理开发和节约使用所拥有的自然资源。
建设单位正在建设200万吨/年焦炭生产装置，为了实现可持续发展，应当同时考虑焦油回收加工和焦炉煤气的综合利用，选择合理、有效的回收利用方案，以求资源得到综合利用，生态环境受到保护。
这是走新型工业化、可持续发展道路的需要，也是当今依托资源发展经济必须遵循的准则。
我国是缺油、少气、煤炭资源丰富的国家，液体燃料的供应受到产油国家和霸权国家的控制，在目前中东局势动荡的情况下，世界石油价格居高不下，我们的经济发展将会受到很大制约。
为了满足国民经济对液体原燃料的需要，2003年我国进口原油达9112万吨，据预测，到2020年我国大陆地区石油需求总量将至少达到4.5亿吨，为了满足市场需要，届时要进口的原油数量将突破2亿吨。
发展以煤为主的化学工业是必然趋势，更是我国化学工业的基本特色。
煤化工工业核心部分应是煤的气化与焦化技术。
当今世界倡导洁净煤技术，发展能源化工多联产体系，洁净煤气化技术是当前的发展方向之一。
煤炼焦工业是上世纪初因炼铁产业的需要而兴起，随着钢铁工业发展，焦化产业不断扩大，其对环境的污染亦日趋突出，已引起人们极大地关注。
在坚持可持续发展的新时代里，世界上的钢铁产业正在采用合成气还原炼铁新技术来替代焦炭还原炼铁老工艺，其置换速度已达每年6%以上，世界煤焦化工艺已开始萎缩，许多发达国家的焦化工业几乎全部停产，估计在发展中国家还可能存在15～20年。
如今我国已是世界上第一产焦大国，同时也是世界焦炭供应中心，焦炭年产量高达1.4亿吨以上，目前正是可以依托资源优势发展经济的好机遇。
我们应抓住这个机遇，利用好15～20年的时间差，有计划、有组织地把我国焦煤资源的优势转化为经济优势，以获得更高的经济效益，机不可失，时不再来。
众所周知，传统焦化工业污染严重，在依托资源发展经济的同时必须解决好污染问题。
据测算全国以年产焦炭1.4亿吨计，则可副产焦炉气420亿米3，目前至少有1/3以上的焦炉气未能加以利用，放散至大气中，既浪费了大量的宝贵资源又严重污染了环境。
焦炉气中含有大量H2、CH4和CO是合成化学品的宝贵原料，如将放散的焦炉气加以利用约可生产750万吨/年甲醇。
就建设单位而言，若具备200万吨/年焦炭生产能力，大约每小时将会产生含有一定量硫化物、氨、CO2、苯、萘和焦油等有害物质的剩余焦炉气约52000Nm3/h，如排入大气将严重污染当地的大气，影响到周边的民众生活，同时也浪费了能源，52000Nm3/h的焦炉气相当于27.2万吨/年标准煤，可合成20万吨/年甲醇。
从国家可持续发展战略考虑，将这部分资源合理有效的利用是变废为宝、化害为利的重要举措，也是实现建设单位良性发展的有效途径。
焦炉气传统的利用方法是经过脱焦油、萘、苯和H2S后作为民用燃料气，这样非但将宝贵的化工原料烧掉浪费了，而且还有CO2、SO2和NOX产生照样污染环境。
如将焦炉气经净化处理用于合成甲醇可使资源得到有效利用，更大幅度的减少排放污染。
同时通过甲醇工艺的引入，也可为今后焦化工业萎缩时企业转入化学工业生产打下基础，只要用洁净煤气化技术置换焦化工艺，甲醇体系就可持续发展仍不失为能源化工新产业，符合新时代可持续发展要求，也是化学工业发展的新方向。
众所周知，甲醇是用途十分广泛的基本有机化工原料，在发达国家的产量仅次于乙烯、丙烯和苯，居第四位。
由甲醇出发可制取许多种化工产品；甲醇还可用作能源。
甲醇用途之广，几乎找不到另外一种有机产品，有甲醇如此广阔的使用范围。
国内已开发的甲醇下游产品主要有：
甲醇氧化制甲醛、甲醇氨化制甲胺、甲醇羰基化制醋酸、甲醇氯化制一、二、三氯甲烷和四氯化碳、甲醇脱水制二甲醚、甲醇脱氢制甲酸甲酯，然后再制甲酰胺和二甲基甲酰胺等，甲醇制甲基叔丁基醚（MTBE）、甲醇用作燃料等。
随着精细化工的发展，甲醇的消费量将不断增加和扩大，特别是精甲醇的需求必将会有较大的增长。
甲醇不仅是C1化学最基本的化工原料，而且是一种洁净燃料。
随着汽车技术的发展。
甲醇直接用于汽车发动机燃料及在汽油中添加甲醇量的增加，将会使甲醇的市场有很大的发展。
在城市里，汽车的尾气污染已成为主要污染源，而甲醇正是城市汽车理想的燃料替代品，汽车用甲醇燃料的技术发展一定会给甲醇的发展带来新的机遇。
甲醇合成技术的发展将会使甲醇成本不断下降，随着甲醇合成反应器和催化剂技术的发展，合成压力已由12MPa降到3～4MPa，温度由300℃降至220～250℃，生产强度由0.4～0.5吨/m3cat.h提高到1.0～1.4吨/m3cat.h，使成本大幅度下降，随着精馏技术的发展，能耗也有了大幅下降，使低压甲醇具有很强的竞争优势。
本工程的建设将为建设单位发挥自身特色，将资源优势转化为经济优势创造条件，把放散的焦炉气加工成用途广泛的甲醇产品，实现了化害为利、变废为宝、有效综合利用的原则，切实体现资源—能源—环境一体化可持续发展的基本国策，为企业持久不衰注入了活力，亦为滚动发展奠定了良好的物质基础。
就世界而言，甲醇生产多以天然气为原料，随着美国和新西兰等国天然气资源的锐减或枯竭，为发展以煤为原料生产甲醇提供了契机。
对于盛产焦煤的xx省而言，在迅速发展焦化工业的同时，解决剩余焦炉煤气合理利用问题就提到议事日程上来。
为抓住历史机遇，寻找新的利润增长点，立足当地丰富的焦炉气、煤、电资源优势，建设单位通过市场调查、前景预测及经济技术分析，决定采用西南化工研究设计院焦炉气纯氧—蒸汽转化、低压合成甲醇等技术，建设一套以焦炉气为原料年产20万吨的甲醇装置。
同时在今后还将依托西南化工研究设计院的技术力量，开发高附加值的甲醇下游产品，切实把地方资源优势转化为经济优势，把集团公司建成全国较大规模的煤焦化工基地。
1.1.3.3技术拥有单位概况
西南化工研究设计院（简称“西南院”）为上市公司“xx科技股份有限公司”的控股单位，始建于1958年，现已在成都和泸州分别建成了互相依托的科技开发和成果孵化的两个基地，是集科工贸为一体的原化工部直属重点研究院、国家碳一化学工程技术研究中心和国家变压吸附技术研究推广中心的依托单位、水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心含氧化学部的依托单位、天然气转化国家工程研究中心的核心成员单位。
全国气体标准化技术委员会秘书处设在该院，是煤化工学会、天然气化工专业委员会和化工部天然气化工信息站的挂靠单位，负责编辑出版发行国内外的《天然气化工》杂志。
作为全国甲醛行业协作组信息组长单位，负责编辑出版《甲醛与甲醇》刊物。
西南院长期承担了大量与国民经济和社会发展密切相关的重大攻关项目，开发出一大批产业化的高新技术成果，已取得科技成果441项，有150项获国家级和部省级科技进步奖，有10余项达到或超过国际先进水平，获得国家专利22项。
该院在烃类转化工艺及催化剂、变压吸附气体分离与净化技术、碳一化学三大领域在国内处于领先地位并跟踪世界先进的研究水平和方向。
1984年，科技体制改革给该院进一步发展壮大带来了机遇、生机和活力。
该院被原国家科委、原化工部列为全国首批科技改革的试点单位之一。
在“以市场为导向，以企业为目标，以科研为基础，以效益为中心”的方针指导下，十多年来，该院经济收入均以20%以上的速度增长，经济收入已达1.8亿元。
西南院的科技成果为社会增加的利税是国家向该院投入的80倍。
目前西南院已建有进行高新技术应用研究开发、成果转化、生产经营和高新技术产品的企业化实体，现已拥有固定资产3.5亿元。
西南院拥有一批思想解放、勇于探索进取的人才，现有职工1500余人，有国家级专家3人，教授级高工29人，高工195人，工程师358人，获省级以上荣誉称号的40多人。
根据国务院国办发[1998]18号文，西南院经改制已转化成科技型企业，以加大科技成果推广力度，加速发展科技产业，并继续加强理论基础、应用基础研究和前沿研究，不断创新，保持技术领先地位；将形成科技促进产业发展、产业发展支持科技进步，出人才、出成果、出科技产业、出效益的科技进步良性循环。
为了促进产业化的步伐，经过2年多的股份制改造的准备工作，提出了将西南院已建成的优秀科技产业进行资产化及股本设计方案，并经国家科技部评审推荐、中国证监会委托中国科学院专家组审查通过，国家证券会发文同意西南院按上报方案改制并试运行，经验收合格，以西南院优质资产组建并由西南院控股的xx科技股份有限公司股票已于2001年1月11日在上海交易所正式上网发行。
1.1.4研究范围
本报告将论述如下问题：
（1）项目建设的目的、意义。
（2）产品甲醇的国内外市场情况并进行价格分析。
（3）评述国内外甲醇的生产方法、工艺路线，推荐本装置采用的方法。
（4）提供合理、可行的工艺流程及所需的主要工艺设备；提供原材料、动力消耗及供应要求。
（5）确定装置总平面布置。
（6）规划项目建设进度，确定生产组织及劳动定员。
（7）提出本项目的环保治理措施及劳动安全防护措施。
（8）进行投资估算及生产成本估算，在此基础上进行财务评价。
（9）对建设项目作总体评价，提出存在问题及建议。
本报告研究的具体内容如下：
表1-1报告研究的主要内容
序号
主要内容
备注
1
焦炉气湿法脱硫系统
2
焦炉气预处理系统
3
压缩系统
4
精脱硫及纯氧转化系统
5
甲醇合成系统
6
甲醇精馏系统
7
甲醇库及汽车装车
8
泡沫消防站
9
空分及氮压系统
10
变配电站
11
主控、化验、办公楼
12
界内供热及外管道系统
13
分析化验
14
电气、电讯及照明
15
给排水
16
总图运输
17
采暖通风
18
环保、消防及安卫
1.1.5研究的主要过程
xx科技股份有限公司工程公司在接受建设单位委托后，立即组织技术力量投入本项目研究工作，建设单位给予了密切配合，提供了编写可行性研究报告所需的基础资料，工程公司有关技术人员查阅了大量技术资料，并根椐工厂现有状况进行计算和论证，通过技术比较和经济评价，推荐了较好的工艺技术方案，然后按“化工建设项目可行性报告内容和深度的规定”（修订本）及“建设项目经济评价方法和参数”（第二版），“化工投资项目经济评价参数”有关规定的要求编写本报告，经审核、审定合格后打印成册。
1.2研究结论
1.2.1研究的简要结论
⑴本项目能够合理利用资源
本装置甲醇产品系综合利用工厂副产焦炉气为原料生产的有机化工基础原料，装置的建设符合国家的能源政策、环保政策及xx集团公司的发展规划。
⑵采用的工艺技术先进
本项目采用西南化工研究设计院开发的焦炉气纯氧—蒸汽转化技术、低压合成甲醇技术，工艺先进，技术成熟，产品纯度高，消耗定额低，生产成本低。
⑶环保、安全卫生及消防措施落实
采用低压法制甲醇，三废排放量较小，装置建成后对周围环境影响较小，同时有效地改善了当地的生态环境，符合国家清洁生产的要求。
同时在设计中注意安全生产及工业卫生，认真贯彻执行国家和地方的各项法规，采取完善的安全消防措施，确保安全生产。
⑷项目在经济上可行
本装置项目投入总资金为47992万元，其中建设投资43632万元，建设期利息为893万元，流动资金3467万元。
年均总成本费用22546万元，年均销售收入35486万元（甲醇售价按1800元/吨（含税价）计算），年均利润8763万元，年均销售税金4176万元，经济效益较好。
全投资内部收益率为24.72%（税前），全部投资所得税前投资回收期4.98年（含建设期1年），贷款偿还期为6年（含宽限期1年），投资利润率18.26%，投资利税率26.96%，均远高于行业平均指标，在经济上是可行的。
⑸项目抗风险能力较强
本项目盈亏平衡点45.2%（达产第三年），具有较强的抗风险能力。
当产品售价、产品成本、产量和建设投资等各因素向不利方面变化10%时（单因素变化），内部收益率仍高于行业基准值，说明本项目适应市场变化的能力较强，具有较强的竞争能力。
1.2.2存在的主要问题和建议
⑴因本装置中大部分设备属非标设备,为保证工程进度，应尽早与供应商联系，落实供应厂家和供货时间；
⑵由于本项目属于三废治理项目，应该享受许多优惠政策，而本财务评价未考虑税收政策的优惠，否则，经济效益会更好。
建议建设单位争取到优惠政策，使本项目更具有竞争力和抗风险能力；
（3）本项目技术先进，经济效益较好，建议上级部门尽快决策，使本项目尽快上马，早日实现其较好的经济效益和社会效益。
附：
综合技术经济指标表
表1-2综合技术经济指标
序号
指标名称
单位
数量
备注
一
生产规模
万吨/年
20
二
产品方案
精甲醇
万吨/年
20
GB338-2004优级品
副产蒸汽冷凝水
万吨/年
108.5
副产工艺冷凝水
万吨/年
30.88
三
年操作时间
小时
8000
四
主要原材料消耗
1
焦炉气
Nm3/年
4.0448×108
2
氧气
Nm3/年
7.892×107
已包含在其它消耗中，不另计费
3
TSA吸附剂
吨/年
53.8
4
氧化铁脱硫剂
吨/年
44.8
CNJT-01
5
铁钼催化剂
吨/年
77
T202
6
氧化锌脱硫剂
吨/年
97.2
T305
7
转化催化剂
吨/年
16.4
CN20、Z205
8
合成催化剂
吨/年
13.6
XNC-98
9
磷酸三钠
吨/年
2.6
工业级
10
烧碱
吨/年
4
固碱
11
润滑油
吨/年
40
12
联氨
吨/年
14
13
氨水
吨/年
500
10%
五
公用工程消耗
1
电（110KV）
度/时
7078
全厂用电
2
蒸汽（2.5MPa）
吨/时
56
3
循环冷却水
吨/时
16550
已包含在其它消耗中，不另计费
4
一次水
吨/时
524
5
脱盐水
吨/时
123.6
6
仪表空气
Nm3/时
240
已包含在其它消耗中，不另计费
六
劳动定员
人
152
七
占地面积
亩
143
八
建筑面积
m2
九
综合能耗
GJ/吨
45.18
十
项目投入总资金
万元
47992
其中：
建设投资
万元
43632
建设期利息
万元
893
流动资金
万元
3467
十二
年均销售收入
万元
35486
十三
年平均总成本
万元
22546
十四
年均利润总额
万元
8763
十五
年均销售税金
万元
4176
十六
财务评价指标
1
全投资内部收益率
%
24.72
税前
2
投资利税率
%
26.96
3
投资利润率
%
18.26
4
投资回收期
年
4.98
税前
5
贷款偿还期
年
6
含宽限期
6
盈亏平衡点
%
45.2
达产第三年
第二章市场预测
2.1产品性质及用途
2.1.1产品性质
甲醇是无色、透明、易挥发的有毒易燃液体，能完全溶解于水、丙酮、醇类、酯类及卤代烷类，其性质如下：
分子式CH3OH
分子量32.04
沸点64.5～64.7℃
闪点16℃（开口容器）、12℃（闭口容器）
自燃点473℃（空气中）
临界温度240℃
临界压力79.54×105Pa
蒸汽压1.2897×104Pa
比重0.7913（d4）
密度0.81g/ml（0℃）
比热2.470～2.533J/g℃（20～25℃）
粘度0.5945厘泊（20℃）
导热系数2.09×103J/cm·s·K
表面张力22.55×10-5N/cm
蒸发潜热35.295KJ/mol（64.7℃）
折射率1.32874（20℃）
熔融热3.169KJ/mol
燃烧热727.038KJ/mol（25℃液体）
生成热238.79KJ/mol（25℃液体）
爆炸极限6～36.5体积%（空气中）
2.1.2产品用途
甲醇是用途十分广泛的基本有机化工原料，由甲醇出发可制取一百多种化工产品。
（1）甲醇氧化制甲醛：
甲醇在高温、浮石银、催化剂或其它固体催化剂存在下直接氧化制甲醛。
目前，国内外40%以上的甲醇用于制甲醛，进而合成树脂、塑料及其他化工原料。
如酚醛、脲醛、密胺─甲醛树脂等，后者是制餐具、贴面板的新型材料。
聚甲醛是性能优良的工程塑料，其用途十分广泛。
甲醛还用来制取1,4—丁二醇、季戊四醇和乌洛托品等近一百种下游产品。
美国还用尿醛缩合液作缓效肥料。
（2）甲醇氨化制甲胺：
将甲醇与氨按一定比例混合，在370～420℃、5.0～20.0MPa压力下，以活性氧化铝为催化剂进行合成，制得一甲胺、二甲胺、三甲胺的混合物，再经精馏可得一、二或三甲胺产品。
CH3OH+NH3→CH3NH2+H2O
2CH3OH+NH3→（CH3）2NH+2H2O
3CH3OH+NH3→（CH3）3N+3H2O
一、二、三甲胺用于农药、医药、染料方面或用作有机原料中间体。
（3）甲醇羰基化制醋酸：
由甲醇和一氧化碳在低压下羰基合成制醋酸被认为是七十年代化学工业的重大突破。
自1971年建成第一座年产13.6万吨的醋酸装置以来，世界已建成十几套大型甲醇低压羰基合成醋酸装置，生产能力达200万吨，占世界总醋酸生产能力的50%以上。
（4）甲醇酯化可生产各种酯类化合物，如甲酸甲酯、硫酸二甲酯、硝酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、丙烯酸甲酯等。
（5）甲醇与氯气、氢气混合催化反应生成一、二、三氯甲烷，直至四氯化碳：
CH3OH+Cl2+H2→CH3Cl+HCl+H2O
CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCl
CHCl3+Cl2→CCl4+HCl
一氯甲烷可用作有机硅化合物和含氟树脂的原料，又是重要的甲基化剂，用于生产甲基纤维素、季胺化学品等。
二氯甲烷用于去漆剂、气雾剂、医药原料及硅片生产。
三氯甲烷可生产HCFC-22作制冷剂，或进一步加工生产四氟乙烯（F4、F46）等产品，可用作有机溶剂、萃取剂，还可用作染料和药物的中间体等。
四氯甲烷可用于生产FC-11、FC-12等，由于对臭氧层的破坏作用及温室效应，属于"蒙特利尔
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