水煤浆加压气化法生产合成氨及尿素生产线项目可行性研究报告.docx
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水煤浆加压气化法生产合成氨及尿素生产线项目可行性研究报告
水煤浆加压气化法生产合成氨及尿素生产线项目
可
行
性
研
究
报
告
二〇一二年十月
目录
第一章总论
1.1项目前景
1.1.1项目名称：
水煤浆加压气化法生产合成氨及尿素生产线项目。
1.1.2主办单位：
通化化工股份有限公司
1.1.3企业法人代表：
1.1.4可行性研究报告编制依据
1、吉林省石油化学工业“十五”计划关于规划建设我省东部地区化肥基地的要求，省、市有关部门对该项目建设的指示精神。
2、通化地区煤炭资源丰富且适用于水煤浆加压气化生产合成氨和尿素。
3、吉林省是国家商品粮基地，农业生产发展需要大量化肥。
4、通化化工股份有限公司经营管理水平高、经济效益好，并有多年生产合成氨的丰富经验。
1.1.5项目提出的背景
1、吉林省是国家商品粮基地，2004年粮食产量460亿斤，是粮食重点产区和玉米出口基地，每年需要大量化肥而省内化肥产量又很少，远不能满足农业生产的需要，按全国平均施肥水平计每年缺口化肥200万吨，为满足农业生产发展的需要和逐步达到国家规划各省化肥自给平衡的要求，省有关部门确定将通化化工股份有限公司建设成为我省东部地区的化肥基地。
2、通化化工股份有限公司地处通化地区，煤炭资源丰富，是吉林省煤炭重要产区之一，通化矿务局现有煤矿九个，其中储量2000万吨以上的有四个，年开采能力均在40万吨以上，煤炭质量较好，原煤固炭含量53.34%,挥发分26.47%,灰分36.17%,灰熔点1400。
C，适合于水煤浆加压气化制合成氨的要求。
3、通化化工股份有限公司己发展成为一个较完整的工业企业，各方面的配套设施齐全，有较好的建厂条件，水电供应充足，交通运精方便，工程建设所需电量可由通化二道江一次变供给，用水量可取自自建水库。
交通运输方便，距二密河火车站0.5公里，距通化火车站13公里，公路运输也极为方便。
4、通化化工股份有限公司二十多年积累了丰富的化肥生产和建设方面的经验，企业由小发展到大，经过十次技术改造，合成氨规模由年产三千吨发展到目前的8万吨，尿素装置1992年8月建成投产试车一次成功，目前尿素生产能力己达到年产6万吨，但由于原料煤用的是山西阳泉煤，运距远价格高，企业经济效益逐年下滑。
5、该公司组建了坚强的领导班子，指挥机构精干，经过二十多年的施工建设和生产实践的锻炼，培养了一支过硬的职工队伍。
企业在十次技术改造中，始终坚持自己动手，公司所属的建筑安装公司和机械厂，承担了技改工程的非标设备制造和建筑安装工程的任务．保证了工程质量和建设进度，目前该公司已形成一支较雄厚的建设队伍。
1.2项目概况
1.2.1建设地点
吉林省通化县东宝工业园。
1.2.2建设规模与目标
合成氨生产能力按18万吨/年建设，加工尿素30万吨/年。
1.2.3项目投入总资金及效益情况
项目总投资130855.89万元，其中固定资产投资120855.89万元，资金来源为银行贷款80000万元，企业自筹40855.89万元；流动资金投资10000万元，资金来源为银行贷款7000万元，企业自筹3000万元。
项目建成后，所用原料可用烟煤替代现在的山西阳泉无烟块煤，吨原料煤到厂价格最少可比现在下降200元。
而且煤的利用率大大提高。
吨氨制造成本可降到1000元以内。
比现在下降500元左右。
吨尿素耗蒸汽小于1吨，耗电小于120度。
吨尿素工厂成本比现在三上升167.55元左右。
如果不计折旧,吨尿素工厂成本可下降159.12元。
每年可实现销售收入48000万元，利润11215万元，税金1003万元。
1.2.4投资必要性和经济意义
1、该公司扩建形成中型规模后为发展成为大型现代化企业奠定了坚实基础，从而也生产出更多的化肥以满足我省农业生产发展的需要。
2、利用当地的煤炭资源生产化肥，可以缓解原料煤和燃料煤的运输，由于煤价低运费少从而会降低化肥成本，减轻农民负担，取得较好的经济效益和社会效益。
3、项目建成投产后，由于规模扩大，新技术的采用，管理水平的提高，将会进一步降低能耗和成本，企业将获得较好的经济效益，每年获利润11215万元，上缴税金及附加4704万元（含所得税）。
1.2.5主要技术经济指标
主要技术经济指标
序号
指标名称
单位
指标
备注
1
设计规模
1.1
合成氨
万吨/年
18
1.2
万吨/年
30
2
年工作日
日
250
生产班次
班/日
单班
3
主要原辅料用量
3.1
煤
万吨/年
30
3.2
包装物
万条/年
510
4
公用系统消耗
上水
m3/年
2592000
电
kwh/年
49500
燃料煤
吨/年
14000
5
总定员
人
778
生产及辅助工人
人
672
管理人员
人
68
技术人员
人
38
6
土建工程三大材料
用量（估算）
6.1
钢材
吨
1320
6.2
木材
m3
1121
6.3
水泥
吨
11069
7
投资额
总投资
万元
130855.89
其中:
建设投资
万元
120855.89
生产流动资金
万元
10000.00
8
资金来源
固定资产银行贷款
万元
80000
流动资金贷款
万元
7000
资本金
万元
43855.89
9
销售收入
万元
48000
达产/年
10
总成本
万元
35141
达产/年
11
销售税金及附加
万元
1003
达产/年
12
利润总额
万元
11215.83
达产/年
13
税后利润
万元
7514.60
达产/年
14
财务评价指标
投资利润率
%
8.57
全员劳动生产率
万元/人.年
60.87
动态指标
财务内部收益率
%
10.22
所得税后
财务净现值
万元
17233.51
i=8%
投资回收期
年
9.37
贷款偿还期
年
8.63
盈亏平衡点
%
55.66
第二章企业基本情况
2.1规模及资产情况
通化化工股份有限公司是一个生产8万吨合成氨的综合性化工企业。
主要产品有尿素、碳酸氢铵、甲醇、商品液氨，食用二氧化碳。
兼营机械制造、塑料编织、汽车运输、建筑安装等。
是吉林省东南部的化工生产基地。
尿素装置生产能力为8万吨/年；甲醇装置生产能力为2万吨/年，碳酸氢铵生产能力为4万吨/年。
企业位于通化县二密镇，厂区占地面积20.8万平方米，建筑面积8.2万平方米。
有两条铁路专用线。
总资产14，755.3万元，总负债8871万元。
现有职工1504人，其中工程技术人员142人。
2.2近三年资产经营情况
单位：
万元
指标名称
2002年
2003年
2004年
总资产
19455.8
21329.4
14755.3
总负债
13613.1
15352.6
8871
流动资产
13634.5
15861.9
5176
流动负债
13510.7
14850.2
8871
固定资产
11724.4
11830.3
16961.4
销售收入
12441.2
12906.0
20466.7
利润总额
0
200
1001.8
税金
595
600
1294.3
2.3技术水平及研发能力
企业现有生产装置处于国内80年代末的技术水平，研究开发能力薄弱。
2.4产品质量和认证情况
二密河牌尿素为吉林省品牌，质量达到农用国标一级品。
企业于2004年10月通过GB/TI9001-2000标准质量体系认证。
2.5企业改革改制情况
2002年6月通化化工总公司宣布破产，进行重组，国有股退出后的通化化工股份有限公司总股本4000万元（自然人持股）。
总资产14755万元，总负债8871万元，资产负债率60.1%，所有者权益5884万元，每股净值1.45元。
2.6原料基地建设及环境保护情况
氮肥生产的主要原料是无烟煤，现在来源主要是山西阳泉的无烟煤块，到厂价为666.40元/吨。
三废排放达到国家标准，污水实行闭路循环。
2.7企业今后3—5年发展规划简述
企业计划借东北老工业基地改造的东风，申报水煤浆加压气法
生产合成氨及尿素，上18万吨合成氨生产30万吨尿素项目。
项目建设期为2年半。
第三章市场预测
3.1产品用途
氨：
主要用于生产化肥。
工业上主要用来制造炸药和各种化学纤维及塑料，也可作为致冷剂。
在木材制纸浆、冶金、炼油、橡胶、皮革制造及医药工业上均广泛应用。
氨还用于生产许多无机和有机化工产品。
尿素：
主要用作化肥。
也作为反刍动物的补充饲料。
作为工业原料，广泛应用于有机合成工业、医药工业、纺织工业、石油工业中；还用于印染业，油墨颜料等。
尿素的化学名称叫碳酰胺CO（NH2）2，含氮46.6%，能溶于水，熔点132.7℃。
不含水的尿素，当温度超过130℃时，将发生缩合反应，生成对农作物有害的缩二脲。
尿素含氮量特别高，按每吨计，它的生产成本只为硝酸铵的80%，硫酸铵的65%。
因此尿素成为最重要的一种固氮形式。
尿素是最重要的一种氮肥。
它的物化性能好，便于储运，长期使用也不会使土壤恶化，它所分解出的二氧化碳也被植物吸收，并促进其光合作用。
因此，即使按氮计，它的肥效也超过硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵。
85－90%的尿素是用作肥料。
尿素的用途也十分的广泛。
尿素与碳水化合物一起经过胃液的长时间作用，可以转化成蛋白质，所以它是反刍动物的优良饲料；尿素是合成树脂脲醛塑料的原料，油漆，胶粘剂等产品中；尿素还可应用于医药，石油精炼，纤维软化剂，炸药稳定剂等。
由于以上原因，尿素在氮肥中的比重是比较大的，1962年仅占8.5%，70年代达到22%，75年达到30%。
80年代初，个别国家如印度达到77%。
3.2政策环境分析
我国是农业大国和人口大国的客观事实，以及在工业化过程中,可耕地将不可避免还会减少的规律，国家对农业、粮食安全的重视政策等,都决定了化肥的需求量必然还会逐年增加，化肥工业必须要立足国内生产，国家对化肥工业的发展将继续给予扶持。
《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录（2000年修订本）》明确提出的化肥项目就有36项。
在国家经贸委最新公布部分行业＂十五＂规划中,_提出＂继续将农用化学品的发展放在重要地位；化肥工业重点是提高国产化肥的竞争能力,_保证在国内市场的主导地位；氮肥工业重点抓好大、中企业以降低成本、提高技术水平为目的的节能、增产和提高产品质量的技术改造＂。
3.3市场前景分析
由于我国氮肥市场供给质量相对较低,以及原料来源的不合理,_决定了我国目前氮肥生产企业的竞争力相对偏低,在我国加入＂WTO＂后,_国内氮肥工业将面临非常严峻的巨大挑战。
届时,许多中小氮肥企业甚至部分大氮肥企业也会因成本过高而丧失竞争力,这些企业将逐渐退出化肥生产领域。
据专家推测,加入＂WTO＂后，我国氮肥市场将减少30%的生产能力，届时，_我国氮肥的生产能力将不能满足国内的市场需求,_氮肥市场将再次面临供不应求的局面。
因此，从长期来看，我国尿素工业仍将保持较快的增长速度。
_据国家经贸委最新公布的行业＂十五＂规划，2005年我国氮肥的需求将达到2740万吨（折纯）_,其中,高浓度氮肥的比例将提高到75%，则尿素市场的年均增长速度将达到7.98%。
3.4省内市场预测
据中国氮肥工业协会大、中氮肥分会提供数据：
“黑龙江省有年产50万吨尿素的大庆化肥厂，还有一个年产10吨尿素的黑龙江化工厂，基本能满足黑龙江省春耕所需尿素；辽宁省有年产50万吨尿素的辽河化肥厂、锦西化工有限公司，这两大化肥生产企业，还有一个年产10万吨尿素的中化肥企业，所生产的尿素应该说保证春耕用肥没有问题，但是，由于这些化肥厂生产尿素所用的天然气只能供给70％，造成了尿素的产量有所下降，总的来看近两年来所用的尿素缺口不会太大；而吉林省只有一个年产11万吨尿素的长山化肥厂，所以吉林省的尿素资源比较少。
应该关注吉林省尿素价格的变化。
”吉林省是产粮大省，每年农业需尿素约120万吨，2004年省内两家尿素生产企业共生产尿素32.8万吨，尿素缺口为93.2万吨。
3.5产品价格分析
l、国际价格
尿素离岸价：
210一220美元／吨
2、国内关内价格
尿素出厂价：
1700元／吨以上
3、省内价格
省发改委干2005年1月14日以吉发改价格字[2005]65号文《关于加强化肥价格监管工作的通知》中规定了省内尿素出厂中准价格为1500元／吨，允许上浮17%，最高出厂价格控制在每吨1750元以内。
4、通化化工股份有限公司2004年平均出厂价格，尿素含税年平均出厂价为1478.25元／吨。
5、预计2005年平均出厂价格
尿素平均出厂价应为1700元/吨以上。
6、现在出厂价格
尿素出厂价格为1680元/吨。
预计尿素市场会稳定在目前价位内，并会持续一段时间。
第四章产品方案及生产规模
4.1产品方案
以工业用尿素的质量标准控制生产工艺及设备，春夏以农业销售为主，秋冬以面对工业销售为主。
尿素是国家鼓励和支持发展的高浓度氮肥。
品种及质量标准GB2440—2001
分子式:
CO（NH2）2
外观:
颗粒或结晶
技术指标（%）
指标名称
工业用
农业用
优等品
一等品
合格品
优等品
一等品
合格品
颜色
白色
白色或浅色
总氮（N）含量（以干基计）≥
46.3
46.3
46.3
46.3
46.3
46
缩二脲含量 ≤
0.5
0.9
1
0.9
1
1.5
水分（H2O）含量 ≤
0.3
0.5
0.7
0.5
0.5
1
铁含量（以Fe计） ≤
0.0005
0.0005
0.001
碱度（以NH3）计 ≤
0.01
0.02
0.03
硫酸盐含量（以SO4-2计）≤
0.005
0.010
0.020
水不溶物含量 ≤
0.005
0.010
0.040
粒度（Ф0.85-2.80mm）≥
90
90
90
90
90
90
注:
结晶状尿素不控制粒度指标。
4.2生产规模
合成氨（中间产品）年产量18万吨
尿素：
年产量30万吨
甲醇：
年产量3万吨
第五章建厂条件及厂址方案
5.1 建厂条件
5.1.1自然条件
通化化工股份有限公司位于吉林省通化县二密镇内，北面有老岭山与鸭绿江相隔，东部为龙岗山，气候条件温湿，多西南风，极端最低温度-39.2。
C，年最高气温33.2。
C。
该项目建设地点位于老厂区东侧，占地约120亩。
地势平坦，地层为耕土、粉土、卵石、火山凝灰岩，耕土层厚0.3米，粉土层厚0.3-0.5米，卵石层厚2.13米，火山凝灰岩厚0.3-0.5米。
5.1.2交通运输
新厂区位于通梅一级路旁，有通化至长春、通化至沈阳等铁路线通过，距二密河火车站0.5公里，距通化火车站13公里，原厂自备铁路专用线可以利用，铁路公路运输都极为方便。
本项目全年运输量77万吨，其中铁路运输60万吨，公路运输17万吨。
5.1.3水源及供电
二密河水量充足可满足需要。
工程所需电量49500kw，由通化市供电局一次变设专用线供电，厂内设总变电所供全厂用电。
5.1.4施工安装
通化化工股份有限公司建筑安装公司和机械厂分别为国家二级企业和一、二类压力容器制造单位，可承担部分工程建设任务。
5.2 厂址初步意见
1、吉林省石化行办关于规划建设我省东部地区化肥基地报告，选定把通化化工股份有限公司建设成为东部的化肥基地从化肥工业的布局看是合理的。
2、厂址靠近原料产地，有利于原料媒和供料煤的运输，不但价格便宜且可节省运输费用。
有利于降低化肥成本。
3、公用工程条件较好，蒸汽可由自建锅炉房供给。
厂区地势较平坦，还有一定的空余地供给发展使用。
第六章工艺技术方案
6.1工艺技术方案的选择
6.1.1工艺技术路线选择
氨：
天然气采用蒸汽催化转化，将甲烷等转化为氢和一氧化碳，经变换、脱碳、甲烷化，脱除气体中二氧化碳、一氧化碳，净化后由氢、氮气体进行氨合成。
尿素：
将氨与二氧化碳作用生成氨基甲酸铵，然后脱水生成尿素。
未反应的氨和二氧化碳用水吸收生成甲铵或碳酸铵水溶液返回合成系统循环利用。
反应液经两段分解及真空蒸发浓缩至99.7%造粒。
以煤为原料采用水媒浆加压气化技术生产粗煤气，粗煤气采用耐硫催化剂进行蒸汽变换。
粗煤气的净化采用低温甲醇洗除去其中的轻油，硫化物和二氧化碳等。
然后再以液氮洗涤除去其中的甲烷和一氧化碳制得合格的合成气，做为合成氨生产的原料。
甲烷馏份采用蒸汽转化和变换后返回净化系统，再生的二氧化碳送往尿素装置生产尿素。
合成气的压缩采用蒸汽透平，合成氨压力32MPa，合成塔选用径向为主的新型合成塔配中置式锅炉流程，生产的液氨存于氨库供尿素生产使用
尿素生产采用国内成熟的水溶液全循环法，氨和二氧化碳在尿素合成塔中合成尿素，后处理系统采用二段分解、三段吸收、二段蒸发的工艺技术，造粒采用造粒机生产大颗粒尿素。
6.1.2工艺流程
山东华鲁恒升化工股份有限公司大型氮肥装置国产化技改示范项目以已2004年12月竣工投产，采用的就是多喷嘴对置式煤浆气化装置，工作压力6.4MPa，工作温度达1400℃。
国内专利技术，达到国际先进水平。
设备全部国产化，节省投资。
所用煤种兼容性好，环保性能良好，操作周期长，能量回收好，与传统水煤浆气化技术相比，该技术节煤7%，碳转化率由95%提高到98%。
通化化工股份有限公司拟全部采用该技改示范工程技术。
工艺路线如下：
空分
低温甲醇洗
脱硫脱碳
四喷嘴新
型气化炉
高温耐
硫变换
烟煤
水
添加剂
克劳斯
硫回收
液氮洗
精制
硫磺
11.0MPa
氨合成
水溶液全循环尿素节能新工艺装置
尿素
按示范项目模式，利用华东理工大学和大连理工大学的专利技术。
由中国华陆工程公司和中国寰球化学工程公司负责设计。
设备由国内厂家制造。
技术水平达到国际领先。
6.2引进技术、设备和材料设想
6.2.1低温甲醇洗和液氮洗的生产工艺技术由国内进行开发和设计，开发设计工作由化工部第二设计院承担。
6.2.2设备和材料的引进，既要节省投资又要确保工程质量，考虑引进关键设备和材料。
水煤浆加压气化引进6台水煤浆泵，低温甲醇洗引进低温甲醇泵4台，同时还需引进非标设备、低温钥材、管材、管件和阀门。
6.2.3DCS装置暂按国产考虑。
6.3工艺方案及投资估算
6.3.1.气化
采用Ф3.2m棒磨机2台，2开不备。
采用Ф3.2m气化炉2套。
1开1备，高压煤浆泵引进。
关键阀门引进。
压力4.0MPa。
采用3级闪蒸流程灰水处理系统一套，沉降槽采用Ф17m1台。
装置投资：
～1.9亿，其中美元：
～250万元。
6.3.2.净化
⑴变换采用国内技术，三段宽温耐硫变换，设备全部在国内加工制造，一段变换炉Ф3.2m
⑵脱硫脱碳采用低温甲醇洗，液氮洗。
⑶硫回收采用克劳斯工艺，立足国内制造。
净化装置投资：
～1.5亿。
6.3.3.压缩采用离心式蒸汽透平驱动压缩机1台不备用。
压缩装置投资：
～0.45亿。
6.3.4.成和冷冻采用国内技术，11MPa氨合成，循环机采用与合成气压缩机联合式。
采用离心式氨冷冻压缩机1台。
氨合成及冷冻装置投资：
～1.0亿。
6.3.5空分1.8–2.0Nm3/h制氧量，一套，（国内技术）
空分装置投资：
～1.2亿
6.3.6中控室采用集散控制系统，ESS安全联锁系统。
投资：
～0.1亿元。
6.3.7.尿素装置：
采用改良的水溶液全循环工艺。
（国内技术）
投资：
～2.5亿元。
6.3.8.公用工程
⑴煤贮运采用筒仓贮煤，Ф15m筒仓2座。
⑵循环水供水能力～20000m3/h，Ф9.2m风机逆流式冷却塔5座。
⑶供电需要容量～12000KWh
⑷供汽需10MPaG蒸汽180t/h；4.0MPa蒸汽260t/h
公用工程投资：
～3.0亿元。
6.3.9.辅助项目
火炬、空压站，氨贮罐（5000m31台）等。
投资：
～0.1亿元。
6.3.10．装置投资合计：
～11.75亿元
6.3.11．项目费用估算。
⑴设计费：
～0.5亿元（包括专利费）
⑵预备费：
～0.5亿元
6.4关键技术说明
6.4.1压缩技术
二氧化碳压缩机是大型尿素生产装置的关键核心设备。
西安交大研制的大型尿素装置宽工况节能型二氧化碳离心压缩机，解决了长期困扰我国石化行业大型尿素生产装置能耗大、设备故障频发的难题，保证了大型尿素装置长期低负荷运行时的节能效果，从源头上降低了尿素的生产成本，为我国石化行业提供了一种安全可靠、高效节能、具有自主知识产权的高压小流量化工介质离心压缩机产品和技术。
6.4.2NHD脱碳工艺
NHD是南京化学工业公司（集团）研究院近年来开发的一种优良的物理吸收溶剂。
它的主要组分为聚乙二醇二甲醚。
它具有沸点高，冰点低，蒸汽压低，对H2S和CO2及COS等酸性气体有很强的选择吸收性能。
其化学稳定性、热稳定性好，挥发损失小，对碳钢设备亦无腐蚀性。
洒落地下时可被生物降解，对人及生物环境无毒害，因此NHD气体净化技术为清洁生产工艺。
活性炭脱硫后的变换气加压至2.7MPa后先经过分离器分离夹带雾沫后，进入板翅式综合气体换热器，与净化气、高压闪蒸气、低压闪蒸气换热降温，经进塔分离器分离，进入脱碳塔，气体由下向上与从塔顶喷淋下来的溶液逆流接触，混合气体的二氧化碳被溶剂吸收，脱除到0.2%以下，净化气经雾沫分离器分离掉夹带的少量雾沫后，进入翅式气体换热器回收冷量，经装有EAC-2的精脱硫罐脱除掉残余总硫（0.2PPm），加压送联醇系统。
从脱碳塔底部出来的NHD富液，减压后经高闪槽将部分溶解的二氧化碳和大部分N2、H2气体闪蒸解吸出来，高闪气经雾沫分离器分离掉所夹带的少量雾沫后进板翅式气体换热器回收冷量，然后返回压缩机三级入口予以回收。
高压闪蒸后的富液，再经减压后进入低闪槽，将大部分溶剂的二氧化碳气体闪蒸解吸出来，送尿素，低闪后的溶液进入真闪槽进一步闪蒸解吸二氧化碳，加压后的二氧化碳气与低闪气混合送尿素。
6.4.3合成氨工艺冷凝液的处理
6.4.3.1.合成氨工艺冷凝液的来源
在合成氨生产过程中，烃类低温变换炉出口气体、CO2再生塔顶部出来的气体以及甲烷化炉出口气体中均含有大量的
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