废塑料高温裂解干馏可行性研究报告.docx
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废塑料高温裂解干馏可行性研究报告
废塑料高温裂解干馏
可行性研究报告
1总论1
1.1概述1
1.2编制依据1
1.3编制原则1
1.4编制范围2
1.5编制分工2
1.6项目概况说明2
2市场分析4
2.1产业政策4
2.2国内石油和车用汽柴油消费现状4
2.3未来中国机动车保有量的预测5
2.4未来中国车用汽柴油需求预测5
2.5资源情况及公共设施6
2.6市场调查预测和建设规模7
3设计方案8
3.1设计基本原则8
3.2新建内容8
3.3原料及产品8
3.4工艺流程8
3.5废旧塑料成分及裂解原理9
4设备技术方案12
4.1主要设备12
4.2主要原辅材料12
4.3能源动力12
5总图运输14
5.1区域位置14
5.2交通条件14
5.3自然条件15
5.4总平面布置原则15
5.5工程组成及总占地面积16
5.6场内外运输16
5.7主要标准规范16
6公用工程及辅助设施18
6.1给排水18
6.2消防18
6.2.6设计执行的主要技术标准和规范22
6.3通风、空调等23
6.4供电24
6.5土建及钢构27
7能耗分析及节能措施31
7.1编制依据31
7.2能耗构成及分析31
7.3节能措施31
8环境保护32
8.1设计依据32
8.2设计原则32
8.3主要污染源及污染物处理33
9职业安全卫生34
9.1编制依据34
9.2编制原则34
9.3劳动安全35
9.4项目危险、危害因素分析35
9.5主要安全防范措施36
9.6主要标准及规范37
10组织机构和定员38
10.1组织机构38
10.2定员估算38
10.3培训38
11投资估算及资金筹措39
11.1建设投资估算39
11.2投资估算39
11.3项目实施计划进度40
12经济效益和社会效益分析41
12.1经济效益分析41
11.2社会效益分析42
13项目风险评估43
13.1风险评估依据43
13.2项目风险因素43
13.3结论43
1总论
1.1概述
项目名称：
废塑料高温裂解干馏
新建单位：
某环保机械设备有限公司
选址：
拟建某市310国道与凯旋路交叉口往西50米路南
新建性质：
新建项目
法定代表人：
地址：
电话：
联系人：
1.2编制依据
1.某环保机械设备有限公司（以下简称：
某）提供的技术数据。
1.3编制原则
1.充分利用建址周边的公共设施，对工艺设备进行优化，最大限度地节约工程投资。
2.采用成熟技术，提高装置综合经济效益和安全技术水平。
3.充分利用建址现有场地，按照某设计规范进行装置平面布置。
4.在满足设计要求的前提下，尽量减少工程量，节约投资，缩短施工周期。
1.4编制范围
本项目的设计范围为新建“废塑料高温裂解干馏”。
1.5编制分工
本方案涉及工艺、总图、设备、土建、电气、给排水、概算等专业,由某公司完成编制。
1.6项目概况说明
随着我国塑料工业的发展和消费水平的提高，塑料制品在我国的应用极为普遍，从工农业生产到衣食住行，塑料制品无处不在，但是，使用后的废塑料给环境、社会、农业生产带来很多麻烦，各种塑料垃圾使环境肮脏丑陋，占用大量土地，使土地失去实用价值。
目前我国现在存在的废旧塑料处理办法有几种，一是做成塑料颗粒再生塑料，这种需要品质较高的塑料如饮料瓶等；第二种是直接焚烧或填埋，这种处理方式简单但对环境的污染严重。
第三种做成燃料油，这种对塑料品质要求不高，但目前国内很多地方技术落后，设备质量、安全措施不过关，同时造成二次污染。
为减少废塑料对环境污染，将其转化为世界性紧缺的燃料油，是国家政策支持”变废为宝”的环保项目。
本项目采用（某）经十余年潜心研究和反复试验，先后取得6项专利，现江苏浙江河南河北等地利用我公司专利已建厂并投产。
2市场分析
2.1产业政策
96年国家有关部门曾提倡废旧塑料炼油，但由于传统的土炼油存在技术不成熟、生产设备简陋、工艺不完整、油质不合格、污染严重和不安全等因素。
2001年由国家经贸委、工商总局、质检总局和环境保护总局下发了暂停废旧塑料生产柴油的通知，同时指出等到环保措施能有效控制，技术工艺成熟后再进行推广使用。
十一五期间到现在十二五发展规划的基本方针明确指出，支持新技术、无污染、可控安全的循环经济以及废物利用项目。
该废旧塑料无污染处理技术从设备、加工工艺、环保、安全等方面已经权威部门检测和实际使用，完全符合国标。
已列为2011年度科技部新技术出新项目。
因此这是一个国家产业政策完全支持的高技术项目。
2.2国内石油和车用汽柴油消费现状
2011年，在国家宏观调控的有力指导下，国民经济以9.2%的增长速度保持了健康而快速的发展.据不完全统计,2011年中国的石油消费量已达到了4.51亿吨,同比增长3.3%.石油进口依存度达56.5%。
2011年我国汽柴油消耗量4.7亿吨，其中汽油7738万吨,柴油16717万吨,同比分别增长6.1%和7.6%。
油品增长速度远小于国民经济的增长速度.若按此比例增长,国家将出现能源危机。
因此开发新能源，节约用油,降低单位能耗是一件迫在眉睫的大事。
2011年柴油车保有量1360万辆，消耗柴油6325万吨。
按这样分析,柴油汽车是我国柴油消费的主要消费源。
2.3未来中国机动车保有量的预测
总体上人均机动车保有量随人均GDP呈S型曲线增长,增长速度先逐渐加快,到达一个最高速度后逐渐减小,最终人均保有量达到饱和。
汽车需求变化除了受人均GDP制约外,还受多种因素影响：
汽车价格,燃油价格，道路长度，人口密度，汽车消费政策等。
从2002年中国汽车进入家庭元年开始,威力20年汽车工业将进入较快的增长期,汽车保有量在2020年将达到9580～12500万辆.汽车保有量中,货车客车轿车比例分别为22%、20%、58%．其中国产汽车柴油化趋势预测为：
货车、客车、轿车比例为100%，客车中柴油车比例分别为大型100%、中型100%、轻型65%、微型19%．柴油轿车比例25%．柴油车占汽车保有量的54%，约5173～6750万辆．据此估计今后15年柴油车每年将以200万辆的速度增长，2011年柴油车的 增长速度是145万辆.根据有关研究机构的报告分析，柴油车的快速增长长期在2013年左右。
2.4未来中国车用汽柴油需求预测
影响机动车燃料消耗的主要因素有：
机动车保有量 燃料经济性和平均行驶里程．而机动车的实际油耗水平除上述因素外还受使用状况，油品质量，维护保养等因素影响．为节约使用有限的石油资源，今后我国要重点提高汽车的燃油经济性。
汽车燃油经济性的目标是：
到2010年我国汽车百公里油耗比2020年降低15%，2020年比2000年降低20%．据此以机动车保有量中情景估计，2020年我国汽车汽柴油消耗需求量为1.9～2.06亿吨．机动车用油的汽柴油比目前的1：
0.78左右，上升到1：
1.5左右。
2.5资源情况及公共设施
以广东为例，广东某公司处理陈腐垃圾产生的废塑料每天近千吨，现库存几十万吨，堆放于自然中，尚无有效处理办法。
不尽快解决类似问题，将带来环境和消防隐患。
图2.5建设地点附近废旧塑料垃圾堆积现状
2.6市场调查预测和建设规模
我国工农业和公路交通的快速发展，人民生活水平的不断提高，我国汽油、柴油消费量迅速增长。
为满足需求，每年大量进口原油，目前进口量占总需量的55%，因此该项目的市场前景极为广阔，产品畅销。
建设规模：
拟建日处理废塑料120吨（干燥后洁净物）。
3设计方案
3.1设计基本原则
1.严格执行国家和行业的现行标准、规范。
2.充分利用某物流现有公用工程以及周边公共设施，实现资源和能源的利用率最大化。
3.设备选型以安全、节能、可靠为原则，在保证产品质量的前提下尽可能降低投资成本。
3.2新建内容
本项目新建内容包括高温裂解干馏设备布置、设备基础、电气仪表线缆、照明、防雷防静电、给排水及消防设施等。
3.3原料及产品
本项目原料为“废塑料”，产品主要为非标柴油。
3.4工艺流程
废塑料运到本项目的原料堆场经粉碎、由自动推料机将废塑料推入旋转的
裂解釜中，釜外加热，待釜内温度达到一定时，塑料开始裂解（在催化剂
作用下，裂解成C1～C18气体），裂解后的气体经过滤器（重力式）进入冷
却器，冷却至常温，C1～C4气体回反应釜底部作为热源，其他液体进入油
水分离器，分离后的水进入污水处理系统，处理后的中水排到专用的蒸发
处理器蒸发，塑料裂解油进入精制系统，经管式炉精制为非标柴油。
图3.4工艺流程方框图
灰渣自动排出重组分罐
预处理装置快速进料装置旋转裂解装置轻重组分分离仓旋风除尘装置
供热装置废气净化处理器快速冷凝系统
中间油罐
3.5废旧塑料成分及裂解原理
废旧塑料基本上是以石油中烯烃为原料经聚合反应而成的，是可塑性很强的固体大分子材料，其化学名称叫聚烯烃，分子量一般在一万左右；废塑料炼油其原理就是采取催化裂解的方法，在高温条件下经特种催化裂解剂作用，使聚烯烃大分子断链，使其裂化为很小的分子。
这些小分子中的C5H12～C11H24等就是汽油组分，C12H26～C20H42为柴油组分。
形象的说，废旧塑料炼油是“从哪里来又回到哪里去”。
炼油时候只要通过汽油、柴油不同的蒸发温度段就能得到不同油品。
裂化后的液体中大约20%左右为类似汽油的组分。
80%左右为类似柴油的组分，经过调制可以达到0号、-10号、-20号柴油的要求，它们都可以作为工业、民用的汽油、柴油，甚至作为动力用油。
1、废塑料原料控制
本工艺所用塑料无需清洗，但需要分拣。
用专业的分拣机进行分拣，将掺杂在废塑料中的废钢丝、木块、铝片以及石块等与塑料分离，然后进行烘干压饼。
2、催化裂解
将经过压制的塑料直接推入卧式旋转裂化反应釜中，并加入活性白土、氧化铝、石灰等作为催化剂，一次性填装完毕后封紧进料门，加温到200～380度，进行催化裂解。
当反应釜内的温度达到200度以上的时候就有油气产生，刚开始主要是轻组分先被热解出来，被热解的油气混合物从反应釜出来后进入降压分气包，降压分气包的作用就是把油气混合气体滞留整合一下，油气继续升腾通过分气包上段置放有Y型分子筛的塔盘，对油气在气相状态下进行催化一次然后被输送管道输送到冷却系统。
分气包的重油组分进入密闭渣油罐中送入废机油生产线。
定期更换的废分子筛，由厂家进行回收处理。
裂解釜的热源来源于裂解釜外设置的加热装置，以煤炭和不凝气为燃料经燃气燃烧器喷嘴点燃燃烧加热裂解釜。
加热产生的烟气经强力雾化净化后排空。
3、冷却系统
冷却系统由三级冷却罐和一级列管冷凝器组成，从分气包出来的油气先进入一级冷却罐（冷却罐设有水夹套，以循环冷却水进行冷却）冷凝部分油气后，油气和冷凝油品通过各自的管道依次进入二、三级冷却罐（冷却罐分上下两部分，均设有水夹套，以循环冷却水进行冷却），在此大部分油气均被冷凝，冷凝后的油品通过管道进入列管冷却器进一步冷凝后进入柴油组分收集罐，少部分轻质油气经过冷却罐上部管道井列管冷却器冷却后进入轻组分收集罐，不能被冷凝的以C1~C4以甲烷气体为主的不凝气通过收集罐上方的管道经过两级水封罐后进入反应釜加热系统燃烧后经过除尘净化装置后排空。
油品收集罐根据不同面对会出现分层，上层为油相，下层为水相，这部分废水定期抽出送入废水处理器进行处理，达到标准后继续循环使用。
4、出渣系统
当反应釜内的物料裂解结束后停止加温并开始降温，并由设在收集罐后的水环密闭真空系统开始工作，将系统内的残余气体全部抽出引入冷却系统，不能被降凝的不凝气进入不凝气燃烧系统供给另一条生产线或临时储存在不凝气缓冲罐内。
抽完残余气体后打开出渣口，由螺旋出料器机械出渣，废渣收集后用于制砖或作为燃料替代煤炭重新放入炉内燃烧。
4设备技术方案
4.1主要设备
本项目设备类型简单，主要为自动进料机以及反应釜等，工艺设备全部采用国产设备。
设备规格型号详见表3-1。
表3-1本项目主要设备一览表
序号
项目
内容
1
设备型号
HT-1型
HT-5型
HT-5型
2
原材料
废塑料
废塑料
废塑料
3
结构形式
卧式旋转
卧式旋转
卧式旋转
4
24小时处理量
5吨原材料
10吨原材料
30-35吨原材料
5
24小时产油量
2吨燃料油
4.5吨燃料油
13.5-15.7吨燃料油
6
工作压力
常压
常压
负压
7
主机转速
0.4转/分
0.4转/分
0.4转/分
8
配备动力
3.0kw
5.5kw
10kw
9
冷却方式
水冷
水冷
水冷
10
冷却水耗量（T/h）
2.5
6
6
11
传动方式
内齿轮传动
内齿轮传动
内齿轮传动
12
加热方式
热风
热风
热风
13
安装方式
有基础
有基础
有基础
14
噪声dB（A）
≤85
≤85
≤85
15
主机外型尺寸
（长×宽）
5100×2200
6600×2600
8800×2800
16
工作形式
间歇式作业
间歇式作业
间歇式作业
17
主机重量（kg）
6000
8000
10000
18
设备制造周期
20天
20天
20天
4.2主要原辅材料
根据本项目设置处理规模，所需原、辅材料的品种、规格、年用量及来源详见表3-2。
表3-2本项目原、辅材料情况
序号
物料名称
年用量/吨
来源
备注
1
废塑料
43800
某
4.3能源动力
本项目水、蒸汽等公用工程均利用某炼油区现有的设施，水及蒸汽拟引自芳烃抽提一装置周边管廊澄清水管线及蒸汽管线。
具体能源消耗见表3-3.
表3-3能源消耗
序号
项目名称
单位
数量
备注
一
燃料及动力
1
水
公斤
50
2
电
千瓦时
17
运转起来是11个千瓦
3
仪表压力
MPa
0.16
运转起来不超过0.04帕
5总图运输
5.1区域位置
某位于亚欧大陆东岸，中国中原东部，简称商，为中国历史文化名城、六朝古都，拥有五千余年的建城史，因商人、商品、商业发源于某，商朝建都于某，某被誉为“三商之源·华商之都”，古称商、亳、某、宋国、梁国、睢阳、宋州、宋城、应天府、南京、归德府等。
某东临黄海、西扼中原、北接齐鲁、南襟江淮，陇海与京九铁路、商杭与徐兰高铁、连霍与济广高速、105与310国道等在某市区交汇，区位优越、交通便捷，为中国重要的综合交通枢纽和商贸物流中心、亚欧大陆桥中国段重要的中心城市，中原经济区东部经济、交通和工商业中心。
5.2交通条件
河南省地处中原,东近上海，南临武汉，北靠京、津，西接陕、甘，位于全国心脏部位，交通运输条件优越。
京广、陇海、焦枝、京九等铁路干线纵横交错，新开通的亚欧大陆桥横穿全省。
全省铁路通车里程3428公里。
省会郑州位于京广、陇海两大铁路干线的交汇处，是连云港至荷兰鹿特丹亚欧大陆桥最大的客货转运站。
郑州北站是亚洲最大的货运编组站，中转吞吐能力和作业手段已达到世界一流水平，通过铁路出口的商品可以在郑州直接联检封关。
公路交通四通八达，公路干线有106、107、310等国道。
洛阳一郑州一开封、北京---郑州—漯河高速公路已建成，许昌一漯河，许昌一平顶山，三门峡--洛阳，开封一某也已列入建设计划。
郑州东站是全国最大的集装箱中转站之一，五条国际集装箱运输线路从郑州直通上海、九龙、连云港、天津、青岛港口。
公路四通八达，通车里程达5.5万公里。
河南的航空事业已进入新的发展时期，现有飞行航线46条，郑州新郑国际机场和洛阳、南阳机场每周有400多个航班往返北京、上海、广州、西安等40多个城市。
每周有航班直飞香港、澳门，经澳门可直达台北。
郑州-莫斯科货运包机已经开通。
便利的交通使河南在经济上起着连南贯北、承东启西的重要作用。
内河航运业不甚发达，只有部分河段可通航。
5.3自然条件
5.3.1地形
某市位于河南省东部，豫、鲁、苏、皖四省结合处，属黄淮海平原，地理坐标为北纬33°43′～34°52′，东经114°49′～116°39′。
东西横距168公理，南北纵距128公理。
属暖温带季风气候，主要特点是春季温暖大风多，夏季炎热雨集中，秋季凉爽日照长，冬季寒冷少雨雪，年平均气温在13．9℃～14．3℃之间，年平均日照时数为2204．4～2427．6小时，无霜期平均为207～214天。
5.3.2气候
某位于河南省最东部平原地区，受太阳辐射、东亚季风环流等因素的综合影响，形成了典型的大陆性季风气候，具有四季分明、雨热同期、旱涝不均，气象灾害频繁的特点。
春季是冬季向夏季的过渡季节，平均温度14.2℃，降水量仅次于秋季，占年降水量的19%。
全市平均降水量在120-162mm之间，自西北向东南逐渐增加。
这个季节由于海陆上加热率变化有明显差异，大陆温度上升较快，也是灾害性天气的多发季节，有春旱、寒潮、低温连阴雨、晚霜冻、暴雨、大风等。
春旱是最易发生的旱灾，平均两年一遇，其中重旱平均六到七年一遇。
夏季是一年当中温度最高、降水最多的季节，平均温度26.1℃，一半以上的降水集中在夏季，占年降水量的54%，全市平均降水量在376-434mm，自西北向东南逐渐增加。
由于降水时空分布不均，旱涝交替出现，即易出现暴雨，也易发生干旱。
秋季是夏季向冬季的过渡季节，平均温度14.8℃，降水量与春季相当，占年降水量的21%。
全市平均降水量在136-153mm，自西北向东南逐渐增加。
这个季节既有夏季的灾害性天气，也有冬季的灾害性天气，是灾害性天气的多发季节。
冬季是一年四季中最冷的季节，平均温度1.4℃，也是降水量最少的季节，占年降水量的6%。
全市平均降水量33-53mm，自西北向东南逐渐增加。
这个季节易出现大风、暴雪、低温、寒潮等灾害性天气。
5.4总平面布置原则
1.各设备间的连接管道应尽可能便捷、顺直，避免迂回曲折。
2.各设备间应保持一定的间距，以保证敷设管道及施工的要求。
3.符合生产工艺流程，各设备布局尽量紧凑，缩小工程占地面积，降低工程造价。
4.满足现行国家有关防火、安全、卫生、环境保护及交通运输等设计规范、规定的技术要求。
5.结合某的总体规划，建设与发展合理布置。
6.以人为本，有利于生产、有利于管理、方便生活。
5.5工程组成及总占地面积
本项目由原料堆场、原料预处理加工区、产品加工区（含配电房）、产品堆场以及办公室组成。
加工设备区占地面积约为400m2，项目总占地面积约为1200m2，（消防道路内面积，均为混凝土地面）其组成如下表4-1，平面布置见附图-2。
表4-1本项目组成及用地面积表
序号
名称
面积（m2）
备注
1
原料堆场
450
2
产品加工区
400
3
办公室
50
4
产品堆场
300
总计
1200
5.6场内外运输
1.项目运输量
本项目主要原料均在某市周边地区运输而来，年运输量为12.1万吨。
2运输方案
厂内运输主要采用皮带输送，并结合汽车运输方式。
厂外运输以汽车运输方式为主，车辆均为业主方自有运输车辆。
5.7主要标准规范
《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
《石油化工企业职业安全卫生设计规范》SH3047-1993
6公用工程及辅助设施
6.1给排水
负责本工程边界范围以内的给排水和消防系统设计。
本工程给水主要为生产用水，主要为冷凝用水。
（1）冷凝用水
工业循环水主要用在冷却水系统中，所以也叫循环冷却水。
因为工业冷却水占总用水量的90%以上。
主要目的都是为了节约用水。
（2）雨水
雨水管网按重现期P=1年的暴雨强度考虑，本装置雨水设计流量为400m3/h。
雨水口按20～40m间距布置，雨棚雨水排至新设计雨水已有排洪沟。
雨水澄清池雨水经自然澄清后，自流入其西侧新设计雨水提升池，经SENS32-160IB单级单吸离心泵（流量8.0m3/h，扬程32.4m,1用1备）提升供给防尘喷淋用水，用于生产给水的补充水源。
6.2消防
6.2.1设计原则
为充分贯彻“以防为主，防消结合”的消防原则，本设计依据国家现行消防法规的要求，并结合总图布置、工艺生产车间特点及物料性质等，从工艺生产、总图布置、建构筑物防火处理、防雷接地、火灾自动报警、可燃气体检测、防爆等各个方面采取相应的措施，以防止火灾的发生，最大限度的减少火灾所带来的损失。
6.2.2消防环境
工艺车间：
反应工序、分离工序、回收工序及包装工序。
辅助生产设施包括：
原料仓库、产品库等。
公用工程设施包括：
车间配电站、总控制室以及车间界区消防系统等。
6.2.3火灾危险
本车间生产中使用的主要原材料有：
PE，PP，PS。
均为易燃易爆物。
由上可知全厂的火灾危险性极大，因此稍有不慎或设施不当，管理欠佳发生火灾。
必将给国家财产和人民生命安全带来不可估量的损失。
6.2.4消防措施
（1）总平面布置：
严格执行《建筑设计防火规范》GB50016-2006和《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008的规定，保证防火间距，完善车间所需的环形道路。
总平面布置严格执行《建筑设计防火规范》GB50016-2006的规定。
各厂房间距按15m控制。
（2）建筑设计中，根据生产的火灾和爆炸危险性，确定各建、构筑物的结构形式、耐火等级和防火间距等。
设备尽量露天化布置，并采用敞开式框架结构的厂房，有利于防火防爆。
（3）对各厂房均按规范合理设置楼梯、走道、安全出口，以利发生火灾时人员的紧急疏散。
对甲类厂房设置良好的通风措施。
（4）工艺、电气、自控等专业均严格按火灾和爆炸危险场所要求进行设计和设备选型。
（5）安全及事故处理用电按二类负荷设计。
消防照明采用带蓄电池的应急照明灯。
（6）所有工艺车间的设备、管道按要求做静电接地。
（7）根据车间的介质特性，主车间及包装厂房内均设置了可燃气体在线检测仪，其信号引入控制室DCS（PLC），浓度超限时DCS发出报警以提醒操作人员。
防爆区域内的现场集中仪表采用隔爆或本安型仪表。
（8）工艺管道设计中，根据不同工况配置安全泄压管线、吹扫管线、充氮管线。
带有可燃气体的放空管线设置水封及阻火器。
乙炔管线进出工段设置阻火器、水封以防事故的产生和蔓延。
6.2.5消防设施
根据消防规范，本车间区同一时间火灾次数为一次，按最不利生产车间考虑消防水量。
消防设计参数及设施配备如下。
1.主要设计参数：
（1）同时着火点n=1
（2）消防用水量：
室外Q外=50L/s，
Q内=25L/s，
共计：
Q=75L/s
（3）火灾延续时间T=2h
2.主要消防设施：
（1）消防管网
本车间消防水管网系统用DN200从总消防泵房接出，并在新建车间周围形成环状，然后与总消防水管网连成环状。
在新布置的环状管网上每隔约50米间距新设室外地上式消火栓。
各车间室内消防水系统由此环状管上接。
（2）泡沫消防
本设计泡沫制备与消防泵房合建，泡沫制备采用压力式比例混合
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