巴陵石化煤代油工程项目建议书.docx

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巴陵石化煤代油工程项目建议书

关于巴陵石化煤代油工程

初步设计协调有关问题的汇报

xxxxxx

2001年6月兰州

一、项目概况

二、设计的指导思想及设计原则

三、设计主项及设计分工

四、确定的工艺技术方案

五、公用工程及依托条件

六、总图布置

七、设计质量的保证措施

八、关于投资控制

九、设计进度安排及设计条件要求

附件：

工程设计统一规定（含概算编制原则）和设计基础

关于巴陵石化煤代油工程

初步设计协调有关问题的汇报

集团公司及巴陵分公司各位领导、各位专家：

我代表院“巴陵石化煤代油工程项目设计组”，热烈欢迎各位领导、各位专家莅临我院参加该项目的初步设计协调会，并检查指导工作。

巴陵石化煤代油项目可研报告已经国务院批准，国家经贸委已于2001年5月16日以国经贸投资[2001]465号文转发了国务院的批复。

目前，该项目已具备了开展初步设计的条件，依据集团公司“工程项目初步设计协调会规定”，可研报告批准后1～2月之内，即应召开初步设计协调会。

今天，集团公司工程部在我院及时的召开了这次会议。

股份公司王基铭总裁和集团公司各有关职能部门领导本月7日在巴陵石化项目部召开了煤代油项目现场办公会，会后，我院立即传达了会议的精神和总裁讲话，参加本项目设计的全体员工充分认识到了巴陵石化煤代油项目是集团公司“十五”的重点项目，是集团公司化肥走出困境的希望工程和示范工程，要把它搞成优质工程、样板工程及精品工程。

从工程一开始就要控制投资，要精心设计，精心施工，做到一次开车成功。

下面就初步设计的有关问题做一汇报。

一、项目概况

巴陵石化煤代油项目共分两大部分，一部分是煤气化（合资厂），即成立岳阳中石化壳牌煤气化有限公司，采用壳牌加压粉煤气化工艺，建设原料煤储存、煤粉制备、气化及空分等生产装置，该部分由中石化与壳牌公司合资建设，双方各占50%股份。

另一部分是巴陵石化分公司合成氨装置需要进行的配套改造，包括新建耐硫变换、酸性气体脱除（低温甲醇洗脱硫脱碳）、硫回收、氨冰机系统；改造甲烷化、合成气压缩机等生产装置，以及供应合资厂和配套改造所需用的公用工程系统改造。

合资厂煤气化能力：

处理煤量2000吨/日（湖南省煤炭坝煤）

83.33T/h

供气能力有效气体（CO+H2）142000Nm3/h

所配空分装置能力正常48000Nm3/h（以99.6%计）

最大52000Nm3/h

年操作日330天。

煤气产品规格

产品名称

用户

产品要求（CO+H2）

温度℃

压力MPa（G）

产量（Nm3/h）

正常量

最大量

煤气

巴陵石化合成氨装置

≥89.3

160

3.7

142000

空分产品规格（煤气化合资厂自用）

产品名称

用户

产品要求（O2）

温度

℃

压力（MPa,A）

产量（Nm3/h）

正常量

最大量

氧气

煤气化

99.6%

25

4.62

48000

52000

高压氮气

煤气化

10ppm

80

8.02

21210

30400

低压氮气

煤气化

10ppm

40

0.56

13600

16350

空分产品规格（提供给巴陵石化合成氨装置）

产品名称

用户

产品要（O2）

温度

℃

压力（MPa,A）

产量（Nm3/h）

正常量

最大量

中压氮气

合成

10ppm

≥80

3.2

29460

34200

低压氮气

净化

10ppm

40

0.56

18700

19500

事故氮气

10ppm

-178

0.56

100

工厂空气

全厂

常温

0.8

500

800

仪表空气

全厂

常压露点-40℃

常温

0.8

1500

2000

巴陵石化合成氨装置能力：

产氨量1100吨/日（36.3万吨/年）

向外供液氨6万吨/年

向外供工业氢气（93.36%）46154Nm3/h（折纯氢43463Nm3/h）

年操作日330天

氨合成装置能力维持与目前相同，向外输出的工业氢气则与可研报告中的19235.7Nm3/时相比，要多出272481.8Nm3/时，供应双氧水、己内酰胺及岳化总厂使用。

二、设计的指导思想及设计原则

1、认真贯彻国家在工程建设中的有关方针政策，严格执行国家基本建设法规。

本着节约投资、减少征地、减少定员的原则，使工厂设计体现新厂新体制、新机制的现代化企业水平；

2、认真贯彻集团公司关于工厂设计模式改革的规定（1996年1月修订版），以提高工厂和工程设计水平；

3、采用经过实践考验的成熟、可靠的工艺技术，保证工艺流程先进、经济合理，确保煤代油工程一次开车成功，并能尽快实现达标及长周期安全运转；

4、工厂及装置的总平面布置，本着流程顺畅、紧凑布局的原则，减少街区、减少占地，生产装置设计实现联合化、露天化，建（构）筑物力求装配化、轻型化；

5、公用工程及辅助工程尽量依托原氮肥厂的设施，不足部分再改造或新建。

合资厂的水、电、汽等公用工程全部由巴陵石化合成氨装置供给，对劳动安全、消防、检修维修、环境保护等辅助设施也尽量依托氮肥厂，以减少投资和加快建设进度；

6、妥善衔接好合资厂与配套改造工程的设计，做到整体设计上经济、合理；

7、利用国内厂家已积累的先进技术和成熟生产经验，尽量提高设计和设备的国产化程度。

三、设计主项目及设计分工

1、中石化壳牌煤气化公司工程主项及设计分工

序号

主项

代号

主项名称

承担设计单位

1

1100

磨煤及干燥

xxxxxx

2

1200

煤加压及进煤

″

3

1300

气化及合成气冷却

″

4

1400

除渣

″

5

1500

除灰

″

6

1600

洗涤

″

7

1700

废水汽提及澄清

″

8

3000

气化氮气系统

″

9

3100

火炬及液化石油气系统

″

10

3200

气化冷却水系统

″

11

3300

气化工艺水系统

″

12

3400

气化蒸汽/冷凝液系统

″

13

3500

工厂/仪表空气分配系统

″

14

3600

化学品及柴油分配系统

″

15

4000

空分装置

″

续上表

序号

主项

代号

主项名称

承担设计单位

16

5100

铁路设施

广铁公司设计院

17

5200

煤/石灰石卸货

xxxxxx

18

5300

煤贮存及运输

″

19

5400

石灰石贮存运输

″

20

5500

中间渣场

″

21

6000

事故电源

″

22

6100

变配电站

″

23

6200

通讯

″

24

6300

动力、照明、接地系统

″

25

6400

给排水管网

″

26

6500

总图运输

″

27

6600

管廊

″

28

7100A

中央控制室

″

29

7200

化验室

″

30

7400

环保劳安设施

″

31

7500

综合楼

″

32

7600

维修

″

33

7700

仓库

″

2、巴陵分公司合成氨煤代油工程主项及设计分工

序号

主项

代号

主项名称

承担设计单位

1

2100

一氧化碳变换

xxxxxx

2

2200

酸性气体脱除

″

3

2300

甲烷化装置改造

″

4

2400

合成气压缩机蒸汽透平改造

″

5

2500

新建冰机系统

″

6

2600

硫回收

″

7

2700

硫磺成型包装及储存

″

8

2800

溶剂卸料及储存

″

9

7100B

主控制室

″

10

8100

新建循环水系统

″

11

8200

污水处理装置

″

12

8300

给排水管网

″

13

8400

厂外供水站改造

″

14

8500

主电气室

″

15

8600

动力照明外线及接地系统

″

16

8700

电讯

″

17

8800

通讯外线

″

18

8900

工艺管廊

″

19

9000

全厂供热及冷凝液回收处理

″

20

9100

换热站

″

21

9200

新老装置区间外管道

″

22

9300

总图运输

″

23

9400

生产控制分析化验完善

″

24

9500

环保监测站完善

″

四、确定的工艺技术方案

1、工艺方案

在可研报告阶段已经进行过工艺方案的比选，工艺技术路线选择如下：

合资厂煤气化采用的是壳牌粉煤加压气化专利技术,今年3月份已经审查了壳牌提供的BDP（基础工艺包）设计,由壳牌最终提供到BEDP设计（基础工程设计）,我院进行初步设计及施工图设计（即详细工程设计）。

粉煤气化压力4.0MPa,气化温度1400℃～1700℃，气化压力可满足已有合成气压缩机进气压力2.6MPa的要求。

空分装置采用全低压、透平膨胀、氮水预冷、分子筛吸附、内压缩液氧泵流程。

空分能力的确定是按照粉煤气化耗氧量确定的，每1000Nm3（H2+CO）耗氧330Nm3，而气化能力为（CO+H2）142000Nm3/h，则正常耗氧量为46860Nm3/h，故选取空分装置能力为48000Nm3/h，最大产氧52000Nm3/h，同时产纯氮（99.99%）83000Nm3/h最大96000Nm3/h。

空分装置（包括空压机等）由国内合资企业或国内厂家与外商合作制造，如杭氧液空、开封空分与美国APCI合作、林德-金重等厂家。

空压机可由沈鼓-德马克或陕鼓-苏尔寿等厂家合作制造。

巴陵石化合成氨装置配套改造部分主要是新建变换及酸性气体脱除装置。

由于煤气化送变换气体中含有较高的CO（约65%），则需新建耐硫变换，变换采用中、低、低流程，为了脱氯、脱砷及防止灰尘带入后系统，还加有预变炉。

变换系统的反应热充分回收，分别副产中压蒸汽、低压汽、预热脱盐水及变换气余热送酸性气体脱除装置，作为再沸器热源。

变换炉拟采用轴径向反应器，这样可采用小颗粒变换催化剂，阻力小，活性高。

在可研报告阶段已详细比较了热法及冷法净化工艺，专家评估时已有明确结论：

低温甲醇洗明显的优势是操作费用低而净化度高，故脱硫及脱CO2采用低温甲醇洗技术。

该部分拟向外商购买工艺包（即PDP），已与Linde及Lurgi两个专利商签订了技术转让的技术附件，国际事业公司亦已完成商务谈判，待集团公司领导批准后即可确定专利商。

老装置部分，甲烷化有部分改造；合成气压缩机的蒸汽透平由于电厂供高压蒸温度高（将蒸汽透平使用温度由465℃提高到525℃），需进行改造（目前厂里正在实施中）；氨合成装置不再增大能力，仍维持日产氨1100吨，故不需改造；由于空分装置及低温甲醇洗装置需要冷量，共计为10×106kcal/h（空分为1.5×106kcal/h、低温甲醇洗为8.5×106kcal/h），故需增建氨冰机系统。

2、物料平衡

见物料平衡图

3、主要工艺流程

见工艺流程图

五、公用工程及依托条件

合资企业的公用工程，全部依托巴陵石化合成氨装置，其所需公用工程量加上配套改造后的公用工程量，除利用原有的公用工程外，不足部分则进行改造或新建。

1、给排水

生产用水及生活水：

原洞庭氮肥厂生产及生活用水由水源地净水厂和厂内净水厂两处供给。

厂内净水站供水能力为1362m3/h，水源地净水厂供水能力为1000m3/h。

煤代油改造时，水源地净水厂供水量须增至1600m3/h，因此水源地净水厂需进行扩建改造增加净水供水能力600m3/h

循环水：

煤代油改造工程完成后，循环水总需用量（包括合资企业）为42061m3/h，其中新区用量（含合资企业）为18254m3/h，老区用量为23807m3/h，原有老区循环水供水能力为21000m3/h（单格冷却塔处理能力为3000m3/h七座）。

拟在新区新建设计规模为20000m3/h的循环水站，采用单格冷却塔处理能力为5000m3/h的四座。

老区循环水量供应不足部分，通过适当改造来满足循环水量要求。

污水处理：

原洞庭氮肥厂没有污水处理厂。

煤代油改造后，合资厂气化装置排出污水正常量为32m3/h，最大量为40m3/h；配套改造部分新建变换单元排出污水正常量为10m3/h，新建酸性气体脱除单元排出含甲醇污水正常量为0.56m3/h。

上述三项之和正常量为42.56m3/h，考虑到生活污水及工业污水生化处理的需要，污水处理厂设计规模定为正常处量60m3/h。

改造后的全部用水量表单位：

m3/h

序号

装置名称

生产水

循环水

生活水

1

气化

936

2

酸性气体脱除

770

3

硫回收及硫磺成型

88

4

新增冰机

5346

5

空分

10054

6

其他

95

7

锅炉系统

20

8

新建循环水站

504

9

一氧化碳变换

915

10

合成氨回路及冰机改造

13220

11

新建煤储存及运输

50

16

12

尿素

8737

13

仪表空气

80

14

取样冷却器

10

15

原有循环水站

648

16

原有循环水透平

650

17

脱盐水站

210

400

310

18

双氧水

450

50

19

液体二氧化碳

60

10

20

氨水站

200

21

全厂供热及冷凝液回收

5

22

分析化验

22

23

厂前生活用水

30

24

新建区生活及冲洗用水

12

25

原有煤储存及输送

70

26

厂外生活区用水

756

27

未预见水量

264

28

污水处理

5

合计

1362

42061

1600

改造后全部排水水量表单位：

m3/h

序号

装置名称

生产污水

生活污水

净下水

备注

1

气化

32

2

酸性气体脱除

0.56

3

锅炉系统

3

4

新建循环水站

15

另有90m3/h（综合利用）

5

一氧化碳变换

10

6

尿素

47

7

原有循环水站

135

8

脱盐水站

52

9

全厂供热及冷凝液回收

5

10

分析化验

22

送原有污水处理

11

厂前生活用水

30

送原有污水处理

12

新建区生活及冲洗用水

12

13

其他用水

30

14

污水处理

5

15

厂内净水站

138

16

双氧水

50

17

液体二氧化碳

10

合计

42.56

69

485

2、供电

现有巴陵公司热电厂设有电压为110kV/6kV、容量为20000KVA双卷主变压器两台，其110kV电源一路来自岳阳电厂，另一路引自枫树坡变电站。

热电厂另设有6kV发电机组三台，容量分别为12MW一台和25MW两台。

根据本次煤代油改造工程汽电平衡情况，发电机组的实际发电能力为37750KW，两台主变压器的供电能力为36000KW，本次煤代油改造工程实施后，全厂的用电负荷为36964KW。

故电源的供电可靠性及供电能力是完全可以满足煤代油改造工程的需要。

（1）在合资厂界区内设6kV主电气室一座，供合资厂全部负荷，6kV两路电源引自洞氮热电厂，每路电源采用两根YJV-ZR-63×240m2电力电缆，用电设备的总需要容量为6303KW。

空分和气化界区高低压负荷均由该主电气室提供，另提供原料煤储运变电所两路6kV电源及输煤低压配电室两路低压电源。

（2）在转运站设输煤低压配电室及输煤控制室，该配电室主要向输煤栈桥的用电设备供电；控制室设一套PLC，对输煤系统进行集中自动控制。

（3）原料煤储运区设低压变电所一座，该变电所主要供原料煤储运区及卸石场的用电设备，变电所内设输煤系统PLC的远程控制站一套。

（4）配套改造根据总图布置分为新区和老区两部分，老区原有6kV主变配电室一座，其供电能力完全可以满足老区改造的要求，所以，本次仅对原老区变配电装置进行必要改造。

在新区设6kV主电气室一座，两路6kV电源由原供老区主配电室的电源提供，老区主配电室的电源则由新区6kV主电气室转供。

新区工艺装置高低压负荷及新区循环水6kV用电设备均由新区主电气室提供。

新区循环水设低压配电室一座，供循环水界区低压用电设备。

根据工艺生产过程的安全要求，为保证安全生产，需增加一台600KW柴油发电机组，该机组设在新区6kV主变配电室内。

由于新区污水处理装置距新老街区主生产装置较远，需在污水处理装置界区内设低压配电室一座，其两路低压电源利用就近的变电所解决。

污水处理用电设备的总需要容量为141KW。

（5）用电负荷

本次煤代油改造工程采用壳牌煤粉气化技术，改造由两部分组成，煤运、煤气化、空分等组成煤气化合资厂，CO变换、酸性气体脱除、甲烷化和压缩的改造以及公用工程的填平补齐属巴陵石化合成氨配套部分。

其中，配套部分又分为新区及老区改造。

全部用电负荷基本由巴陵热电厂提供，用电负荷详见用电负荷计算表。

合资厂各装置及辅助设施用电负荷表

序

号

装置代号

6千伏动力

380伏动力

照明

小计

年用电量

备注

需要容量

需要容量

需容量

KW

KW

KW

KW

104KW

1

1100

1088.0

270.0

30.0

1388.0

2

1200

12.0

5.0

17.0

3

1300

1203.0

253.0

20.0

1476.0

4

1400

174.0

106.0

15.0

295.0

5

1500

20.0

10.0

30.0

6

1600

22.0

15.0

37.0

7

1700

242.0

55.0

15.0

312.0

8

3100

2.0

5.0

7.0

9

3200

1.0

3.0

4.0

10

3300

166.0

20.0

186.0

11

3400

4.0

3.0

7.0

12

3600

2.0

2.0

4.0

13

4000

650.0

441.0

20.0

1111.0

14

5200～5400

1094.0

85.0

1179.0

15

7100A,7500

200.0

50.0

250.0

小计

3357.0

2648.0

298.0

合计

6303.0

配套改造新区各装置及辅助设施用电负荷表

序

号

装置代号

6千伏动力

380伏动力

照明

小计

年用电量

备注

需要容量

需要容量

需容量

KW

KW

KW

KW

104KW

1

2100

104.0

30.0

134.0

2

2200

1737.0

259.0

20.0

2016.0

3

2500

79.0

2.0

81.0

4

2600

226.0

15.0

241.0

5

7100B

200.0

20.0

220.0

6

2700

21.0

30.0

51.0

7

8100

4800.0

13.0

30.0

4843.0

8

8200

111.0

30.0

141.0

9

9000

359.0

55.0

20.0

434.0

小计

6896.0

1068.0

197.0

合计

8161.0

配套改造老区各装置及辅助设施用电负荷表

序

号

装置代号

6千伏动力

380伏动力

照明

小计

年用电量

备注

需要容量

需要容量

需容量

KW

KW

KW

KW

104KW

1

2900

104.0

5.0

109.0

2

2400

128.0

73.0

5.0

206.0

3

8000

3134.0

30.0

30.0

3194.0

4

8400

63.0

5.0

68.0

5

9100

220.0

5.0

225.0

6

尿素

820.0

150.0

970.0

7

其它

3228.0

小计

3482.0

1090.0

200.0

合计

8000.0

煤代油改造工程生产装置及辅助设施总用电负荷表

序

号

装置代号

6千伏动力

380伏动力

照明

小计

年用电量

备注

需要容量

需要容量

需容量

KW

KW

KW

KW

104KW

1

老区负荷

8000.0

2

新区负荷

6896.0

1068.0

197.0

8161.0

3

合资厂负荷

3357.0

2648.0

298.0

6303.0

4

热电厂自用电

14500.0

5

热电厂发电量

-37750

合计