化工原料路线与动力结构调整改造工程项目可行性研究报告.docx
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化工原料路线与动力结构调整改造工程项目可行性研究报告
化工原料路线与动力结构调整改造建设项目
可行性研究报告
1总论
1.1项目背景
1.1.1项目名称
项目名称：
化工股份有限公司原料路线与动力结构调整改造项目。
1.1.2承办单位概况
承办单位：
**化工股份有限公司。
**化工股份有限公司前身是1970年兴建的小型合成氨厂，建厂初期年产合成氨3000吨，合成氨全部加工碳酸氢铵，是全国两千余家小合成氨厂技术管理较先进的工厂之一。
该公司座落在**省东南部，目前已经发展成为一个以生产和销售尿素、甲醇、液氨、氨基甲酸甲酯为主的综合性民营化工企业，1998年经过改制成为股份制企业，现有员工900余人，工程技术人员20余人。
**化工股份有限公司于1970年始建，1975年建成投产成立**县化肥厂，1994年该公司进行改制，成立**化工总公司，1998年由**化工总公司投2002万股，职工内部1998万股成立**化工股份有限公司，2002年**化工总公司破产，**化工股份有限公司独立经营。
2002年**化工股份有限公司进行了股份制改制后，经过几次改造，现合成氨装置生产能力已达10万吨/年；尿素装置生产能力为13万吨/年；甲醇装置生产能力为2万吨/年；氨基甲酸甲酯装置生产能力200吨/年。
**化工股份有限公司通过股份制改造，建立了完善的现代企业管理制度，几年来各项主要经济技术指标位居全国同行业前列，该公司已通过ISO9001－2000质量管理体系认证。
1.1.3编制依据和原则
1.1.3.1编制依据
1．《**化工股份有限公司原料路线与动力结构调整改造项目》的编制任务书；
2．**化工股份有限公司提供相关的技术资料；
3．**化工股份有限公司生产厂区现状条件；
4．中华人民共和国国家发展和改革委员会《投资项目可行性研究指南》；
5．国家有关的法令、法规、规范及规定。
1.1.3.2编制原则
根据国家及地方的有关技术经济政策及**化工股份有限公司的有关要求，确定以下编制原则：
1．以节能为原则，不扩大产能，淘汰落后设备、采用节能新工艺达到节能减排、降低成本。
2．改造工程中主要设备国产化，以节约建设资金，提高经济效益。
1.1.4项目背景及意义
**化工股份有限公司生产厂区内现有合成氨装置的生产能力10万吨/年；尿素装置生产能力为13万吨/年；甲醇装置生产能力为2万吨/年；氨基甲酸甲酯装置生产能力200吨/年。
造气工艺采用常压固定床间歇制气，原料为无烟块煤和低压蒸汽，现有6台￠2800造气炉两套系统，正常生产运行5台炉，生产半水煤气约37250Nm3/h,煤耗1.3t/tNH3左右，蒸汽消耗1.7t/tNH3左右，电耗10kwh/tNH3左右，造气风机汽轮机拖动，蒸汽分解率45-50%，造气污水15t/h左右，吹风气约2400Nm3/h。
设备陈旧、腐蚀严重，工艺落后，无烟块煤价格高达1500元/吨造成成本过高。
脱硫采用栲胶加888湿法脱硫工艺，先半脱后变脱，硫磺回收熔硫工艺，年回收约300吨，脱硫剂消耗约18.5元/tNH3，罗茨风机和脱硫泵造成电耗高。
此工艺易堵塔，设备腐蚀严重，再生系统设备腐蚀严重、工艺有问题造成贫液、富液分不开，再生效果不好导致脱硫出口时常硫化氢超标
变换采用“全低变”饱和热水塔工艺，在Co-Mo系催化剂作用下半水煤气中CO和水蒸气发生反应生成CO2和氢气，蒸汽消耗约380kg/tNH3。
饱和热水塔等设备腐蚀严重，变换炉水分布不均，两套系统并联运行，工艺纯在问题，造成能耗过高。
脱碳采用碳酸丙烯酯物理吸收解吸法，现有两套脱碳系统并联运行，动力结构配置不合理。
碳酸丙烯酯消耗约1kg/tNH3,电耗约140kwh/tNH3。
脱碳塔、常解塔有腐蚀现象，碳酸丙烯酯回收系统设备腐蚀严重、工艺落后，循环液量大，造成电耗高、消耗高。
合成气净化采用铜氨液洗涤工艺精制原料气去除一氧化碳和二氧化碳，￠1000铜洗塔净化系统现在不能满足合成氨10万吨/年生产，需开甲醇近路调整生产，铜洗系统能力小、氨冷面积小造成循环量大，电耗高，同时有约1.5t/h稀氨水产生，消耗成本约60元/tNH3。
氨合成采用高压氮氢气循环工艺，将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。
合成压力约28MPa,产能10万吨/年，现有两套￠1000合成系统，造成配置不合理，电耗高，产量低。
系统设备陈旧，现有两套合成系统，动力结构配置不合理，能耗高。
压缩工段共有9台六段压缩机，其中1台备机，净化不好，维修费用高，电耗高，缓冲器、冷排等设备腐蚀严重、工艺落后。
尿素采用水溶液全循环法工艺，尿塔23m3，产能为13万吨/年，解吸废液采用深度水解工艺，氨耗约580kg/tUr，蒸汽消耗约1.35t/tUr，电耗约165kwh/tUr，蒸汽和电耗低于国内先进水平，氨冷能力小造成吸收效果不好，中压系统和蒸发系统工艺设备存在问题，尿素系统需采用先进设备和工艺节能降耗。
随着社会经济的快速发展，能源危机日趋严重。
国家对该行业十分重视，并制定了相关政策来扭转该类行业高能耗及环境污染的被动局面。
所以企业要生存、求发展，节能降耗势在必行。
如何达到既降低能耗又使装置尽量处于最佳经济运行状态，努力降低生产成本，为企业多创效益，是生产装置稳定运行的最终目的。
为此必须通过采用先进可靠的技术，向技术进步要效益和节能降耗，对合成氨、尿素装置进行技术改造，从而实现降低尿素制造成本，增强企业市场竞争力的总体目标，最终达到企业长期、快速、稳定发展。
**化工股份有限公司采用成熟可靠的新技术及节能措施，对现有生产装置进行改造，降低产品消耗，对有效地降低企业的生产成本，提高产品的市场竞争力具有积极的意义。
1.2项目概论
1.2.1项目拟建地点
该项目建设地点拟在**化工股份有限公司位于**省**县二密镇化工路8号的现有生产厂区内进行技术节能改造，目前该厂区占地面积23.8万平方米，环境比较优越，满足本项目建设所需条件。
1.2.2项目建设内容
1．改造造气系统，新建1台￠3200水冷壁清华炉，原料达到本地化，造气压力4.0MPa。
2．新建一套16000Nm3/h空分装置，供造气使用。
3．净化系统新建一套NHD脱硫脱碳装置代替原脱硫脱碳。
4．原低压变换改造新建一套高压耐硫变换。
5．压缩工段8台压缩机更换，安装2台离心式压缩机及其附属系统。
6．铜洗改造，利用原合成系统改造一套甲醇甲烷化。
7．新建一套高压合成系统。
8．尿素装置节能降耗、增产改造。
9．改造水、汽、电配套装置。
10．建设厂房2800平方米。
1.2.3主要建设条件
1．技术条件
本项目建设单位**化工股份有限公司采用国内已经成熟的技术进行改造，由于该项改造技术已经广泛应用于国内多家合成氨装置，合成氨技术的迅速发展适合我国国情，充分发挥了原氮肥的优势，使我国的合成氨工艺在技术上、能耗上有了较大的进步，改进后低能耗的工艺装置，还在不断的应用，因此技术成熟可靠。
2．基础设施条件
本项目改造建设的生产厂区在**省**市**县二密镇，地理位置优越，交通便利，通讯方便，目前该厂区内的水、电、汽等公用工程设施完善，便于改造建设。
3．环境条件
本项目是节能改造项目，改造后每年可以节约大量原料煤和电能，折标煤量为45746.05tce，减少CO2、SO2及烟气等废弃物的排放量。
因此有很好环境效益。
4．资金条件
本改造项目所用资金全部由企业自筹解决。
因此，该项目具备了必要的建设条件。
1.2.4项目投入总资金及效益情况
项目总投资共37248.95万元，其中建设投资34941.85万元。
项目建成后，每年可实现营业收入47910.56万元，所得税3559.85万元，利润总额14239.42万元，投资回收期4.1年（税后），财务内部收益率为33.02%（税后）。
1.3主要技术经济指标
主要经济技术指标汇总表
序号
项目
单位
指标
备注
1
建设规模
1.1
节能效果
1.11
节约电能
万千瓦时/年
5266.14
1.2
节约原料
1.21
节约原料煤折标煤量
tce/年
28157.14
1.3
节约折标煤量
吨/年
45746.05
1.4
减排效果
1.41
CO2
Nm3/年
25000
1.42
SO2
吨/年
250
1.43
烟尘
Nm3/年
40000
1.5
产品
1.51
尿素
吨/年
150000
1.52
甲醇
吨/年
20000
1.53
液氮
m3/年
3000
1.54
液氩
m3/年
4100
1.55
液氧
m3/年
4500
2
总投资
万元
37248.95
2.1
建设投资
万元
34941.85
2.2
建设期利息
万元
0
2.3
流动资金
万元
2307.1
3
营业收入
万元
47910.56
各年平均值
4
营业税金及附加
万元
417.43
增值税
万元
3478.59
各年平均值
5
总成本费用
万元
29775.12
各年平均值
6
利润总额
万元
14239.42
各年平均值
7
所得税
万元
3559.85
各年平均值
8
净利润
万元
10679.57
各年平均值
9
总投资收益率
%
38.23
10
总投资利税率
%
48.69
11
资本金净利润率
%
28.67
12
总成本利润率
%
47.82
13
销售利润率
%
29.72
14
全员劳动生产率
万元/人.年
53.23
15
生产工人劳动生产率
万元/人.年
58.43
16
贷款偿还期
年
0
包括建设期
17
盈亏平衡点
%
42.42
达产年值
%
41.66
各年平均值
18
投资回收期
年
3.52
所得税前
年
4.1
所得税后
19
财务净现值
万元
65710.81
i=12%所得税前
万元
44692.98
i=12%所得税后
20
财务内部收益率
%
41.72
所得税前
%
33.02
所得税后
21
资产负债率
%
8.74
达产年
22
流动比率
%
451.31
达产年
2市场分析
根据国家产业政策和行业规划，尿素作为重要的支农化工产品，属于重点基本建设和技术改造的产业，尿素作为高浓度无公害、无污染化肥是氮肥生产行业主要支柱，尿素生产作为基础化工产业，在国民经济发展中起着举足轻重的作用，除应用于农业施肥外，随着环保意识的增强及环保要求的提高，建筑行业、木材加工行业所用添加剂、胶粘剂越来越多的依赖于尿素产品。
**省工业尿素市场**化工股份有限公司占有率80%以上，尿素市场供不应求。
甲醇是一种重要的化工原料，也是广泛使用的化工溶剂，并且是合成各类产品不可缺少的重要中间体，甲醇其下游产品可氧化生成甲醛、醚类产品、酯类产品。
并可生产五大工程塑料之一的聚甲醛主要原料。
近几年随之环保升级，作为汽油填加剂可达国际环保尾气排放要求，在国内外已广泛采用，并且国外已研究出以甲醇为主要原料配制增强辛烷值新型汽车用动力醇，为甲醇生产开辟了广阔前景。
并且该建设项目有一个显著特点，就是甲醇和氨的产量，可以根据市场的需求量，很灵活的调整醇氨比例。
通过本项目的实施，可以更充分利用本地资源达到原料产地化，稳定农业产业，发展地方产业。
促进农牧业的发展，解决**省尿素缺口15万吨，**省还缺口105万吨。
项目实施后，可实现上亿元的效益，对壮大地方经济实力、推动地方经济发展，将起到十分重要的作用。
**省是农业大省，年需求氮肥400多万吨，其中尿素需求量约为150万吨、复合肥约为250万吨；现实际产能尿素35万吨、复合肥约为150万吨，氮肥缺口加大，主要靠河北、山东尿素进入**市场解决农用尿素缺口问题，但其较高的运输费用增加了农民负担。
由于国家逐步取消尿素铁路运输优惠政策，外地尿素销售成本将增加约140元/吨，与**化工股份有限公司尿素成本相同条件下将不具有竞争力，产品销售前景广阔。
**省和黑龙江省既是农业大省又是木材加工大省，尿素是胶合板生产用脲醛胶的原料，**化工股份有限公司利用原有工业尿素销售网络将市场占有率提高到95%以上是可行的，同时也可出口，这样**化工股份有限公司生产、销售将不会受季节限制。
由于本方案采用先进气化和生产工艺，生产每吨合成氨成本将下降500元以上，尿素成本比没改造企业将下降287.5元，低成本将会提升尿素**化工股份有限公司在**省市场的竞争力，也会保证该公司扩大利益空间。
3建设规模及建设内容
3.1建设规模确定的依据
**化工股份有限公司针对目前生产装置及相关配套设施中存在的一系列不利于装置长周期稳定运行的现象和问题，拟对生产装置进行节能技术改造，通过更换高效设备和设备部件、增加节能工艺、增加设备等一系列措施，进而降低产品的原料和动力消耗。
3.2建设规模
3.2.1改造内容
1．改造造气系统，新建1台￠3200水冷壁清华炉，原料达到本地化，造气压力4.0MPa。
2．新建一套16000Nm3/h空分装置，供造气使用。
3．净化系统新建一套NHD脱硫脱碳装置代替原脱硫脱碳。
4．原低压变换改造新建一套高压耐硫变换。
5．压缩工段8台压缩机更换，安装2台离心式压缩机及其附属系统。
6．铜洗改造，利用原合成系统改造一套甲醇甲烷化。
7．新建一套高压合成系统。
8．尿素装置节能降耗、增产改造。
9．改造水、汽、电配套装置。
10．建设厂房2800平方米。
3.2.2改造后节能效果
本项目通过对生产装置进行节能技术改造，每年可降低**化工股份有限公司现厂区内生产装置的电、原料煤等动力和原料的消耗，节能效果如下：
1．改造前每吨合成氨原煤消耗折标煤量为1.147tce，改造后每吨合成氨原煤消耗折标煤量为0.918tce，每年合成氨可减少能耗折标准煤量为28157.14tce；
2．每年可节约电能5266.14万kwh，折标煤17588.91tce。
3.2.3产品生产能力
尿素150000吨/年
甲醇20000吨/年
液氮3000m3/年
液氩4100m3/年
液氧4500m3/年
4厂址选择
4.1厂址所在位置现状
4.1.1厂址地理位置
本项目拟在**化工股份有限公司现生产厂区内进行节能技术改造。
目前，**化工股份有限公司位于**省**市**县二密镇化工路8号。
4.1.2土地权属及占地面积
现有厂区所占用的土地属于**化工股份有限公司所有。
目前该厂区占地面积23.8万平方米。
4.2厂址建设条件
4.2.1厂区内建设条件
1．目前现**化工股份有限公司生产厂区已经建设30余年，拥有丰富的操作及管理经验和人才优势，为技改工程的顺利实施及良好的运作奠定了坚实基础。
2．现工厂合成氨装置生产能力已达10万吨/年；尿素装置生产能力为13万吨/年；甲醇装置生产能力为2万吨/年；氨基甲酸甲酯装置生产能力200吨/年，装置能力未达到满负荷最大。
。
3．现工厂有较强的机修及维修能力，工厂大中小修均可依靠自己力量完成，不需增加。
4．现生产厂区内供水、供电、维修、贮运等设施完善，本项目可依托利用。
5．本项目不新增定员，不增建生活设施。
6．原料及水、电供应充足，交通运输方便，有利于生产装置的满负荷，长周期运行。
4.2.2地震情况
**化工股份有限公司原料路线与动力结构调整改造项目拟在地位于**省**市**县二密镇的**化工股份有限公司现有厂区内进行节能技术改造的施工建设，项目所在区域地质条件良好。
**省**市历史上无较大的破坏性地震，建设所在地无较大的断裂带通过，属构造活动影响较小的地区，按国家地震区划，属烈度VI度区。
4.2.3地理位置及自然条件
**市位于**省东南部长白山区，东经125°17′～126°44′，北纬40°52′～42°49′。
老岭、岗山岭各置城市东西，四周支脉延展，群山环绕全城，市区位于浑江两岸五级阶地之上，整个城市呈狭长状，其海拔高度：
最高为631.00米（大顶山），最低为366.20米（江南西甸子）。
蜿蜒的浑江由东北向西南穿城而过，把整个市区自然分割成江东、江西、江南、江北和二道江五个区域。
**市属温带大陆性季风气候，其特点：
冬、夏差异显著，冬季寒冷漫长，夏季炎热而暂短。
历年平均气温为4.9℃，极端最高气温为35.5℃，极端最低气温为-36.3℃，历年最大积雪厚度为39厘米，历年最大降雨量为1217.1毫米。
历年主导风向为西南风，风向频率为11%，最大风速为24米/秒，平均风速1.8米/秒，历年平均静风频率为44.1%。
**市属河谷冲击平原，覆盖层厚为2～7米，由沙砾土及粘性土组成。
基岩为页岩，地耐力为15～40吨/平方米，个别地段有不足一米的沼泽草炭土和不连续的淤泥透镜体，但以下仍为沙砾土层。
市内地下水为第四系孔隙潜水，地下水位为1～3米。
浑江宽为200～400米，最大流量5880立方米/秒，最小流量为1.8立方米/秒，平均流量为78.4立方米/秒，最高水位375.47米，最低水位369.96米，平均水位370.5～371.5米，最大水深5.62米，最小水深0.3～0.65米，平均水深1～2米。
**市交通运输主要以铁路、公路为主。
铁路梅集线、鸭大线。
公路旅佳线、阿集线均经由该市。
**市地理位置比较重要，**铁路车站，担负着**-长春、**-北京、**-青岛、**-**、**-图们、**-沈阳、**-白河等客运任务。
4.2.4社会经济状况
**市是以冶金、制药化工、酿造、纺织、建材加工为主要的工业城市，是**省东南部政治、经济科技、文化中心。
全市有大小企业300多家，主要分布在江东区、二道江区。
**市2001年全年实现销售收入140.86亿元。
比上年度增长29.7%，农业总产值53.5亿元，比上年度增长7.3%。
**市现有城市人口233.73万人，市区人口45.21万人，含郊区规划总面积761平方公里，其中城市已建成面积22.25平方公里，辖二道江、东昌两大行政区。
到2010年，**市城市规划建成区面积为49.09平方公里。
最近几年城市建设速度发展很快，市区内的平房绝大多数已被楼房所取代，市区的给水、排水、道路、煤气、热力已形成网络，并日趋完善。
4.2.5气候、气象
本区域位于**省松嫩平原半湿润气候区，为中纬度地区，属于温带季风型大陆性气候，本区气候特点是：
冬季寒冷干燥而漫长，夏季酷热少雨而较短，春秋季短，多风沙。
年主导风向为西南风，次主导风向为南南西风。
年平均气温4.9℃
极端最高气温35.5℃
极端最低气温-36.3℃
月平均最高气温27.3℃（7月份）
月平均最低气温-22.2℃（1月份）
冬季室外平均风速1.3m/s
夏季室外平均风速1.7m/s
主导风向及其频率冬季：
C～53%SW～6%
夏季：
C～36%SSW～12%
全年：
C～44%SW～11%
年平均降雨量881.7mm
冬季日照率57%
大气压力（冬季）97.45KPa
最大冻土深度1.6m
室外采暖计算温度-24℃
室内采暖计算温度18℃
采暖期170天（10月24～4月12日）
4.2.5环境条件
厂址四周无污染源、无名胜古迹及自然保护区，本项目对现厂区内的生产装置进行技术改造，改造后厂区的废水、废气、废渣排量没有增加，且节能技术改造后装置降低了电能和原料煤的消耗，减少了CO2、SO2以及烟气的排放量。
本项目的建设对当地环境不会造成不利影响，项目具备条件。
5技术方案、设备方案和工程方案
5.1技术方案
5.1.1改造前生产工艺概述
**化工股份有限公司生产厂区内现有合成氨装置的生产能力10万吨/年；尿素装置生产能力为13万吨/年；甲醇装置生产能力为2万吨/年；氨基甲酸甲酯装置生产能力200吨/年。
造气工艺采用常压固定床间歇制气，原料为无烟块煤和低压蒸汽，现有6台￠2800造气炉两套系统，正常生产运行5台炉，生产半水煤气约37250Nm3/h,煤耗1.3t/tNH3左右，蒸汽消耗1.7t/tNH3左右，电耗10kwh/tNH3左右，造气风机汽轮机拖动，蒸汽分解率45-50%，造气污水15t/h左右，吹风气约2400Nm3/h。
设备陈旧、腐蚀严重，工艺落后，无烟块煤价格高达1500元/吨造成成本过高。
脱硫采用栲胶加888湿法脱硫工艺，先半脱后变脱，硫磺回收熔硫工艺，年回收约300吨，脱硫剂消耗约18.5元/tNH3，罗茨风机和脱硫泵造成电耗高。
此工艺易堵塔，设备腐蚀严重，再生系统设备腐蚀严重、工艺有问题造成贫液、富液分不开，再生效果不好导致脱硫出口时常硫化氢超标
变换采用“全低变”饱和热水塔工艺，在Co-Mo系催化剂作用下半水煤气中CO和水蒸气发生反应生成CO2和氢气，蒸汽消耗约380kg/tNH3。
饱和热水塔等设备腐蚀严重，变换炉水分布不均，两套系统并联运行，工艺纯在问题，造成能耗过高。
脱碳采用碳酸丙烯酯物理吸收解吸法，现有两套脱碳系统并联运行，动力结构配置不合理。
碳酸丙烯酯消耗约1kg/tNH3,电耗约140kwh/tNH3。
脱碳塔、常解塔有腐蚀现象，碳酸丙烯酯回收系统设备腐蚀严重、工艺落后，循环液量大，造成电耗高、消耗高。
合成气净化采用铜氨液洗涤工艺精制原料气去除一氧化碳和二氧化碳，￠1000铜洗塔净化系统现在不能满足合成氨10万吨/年生产，需开甲醇近路调整生产，铜洗系统能力小、氨冷面积小造成循环量大，电耗高，同时有约1.5t/h稀氨水产生，消耗成本约60元/tNH3。
氨合成采用高压氮氢气循环工艺，将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。
合成压力约28MPa,产能10万吨/年，现有两套￠1000合成系统，造成配置不合理，电耗高，产量低。
系统设备陈旧，现有两套合成系统，动力结构配置不合理，能耗高。
压缩工段共有9台六段压缩机，其中1台备机，净化不好，维修费用高，电耗高，缓冲器、冷排等设备腐蚀严重、工艺落后。
尿素采用水溶液全循环法工艺，尿塔23m3，产能为13万吨/年，解吸废液采用深度水解工艺，氨耗约580kg/tUr，蒸汽消耗约1.35t/tUr，电耗约165kwh/tUr，蒸汽和电耗低于国内先进水平，氨冷能力小造成吸收效果不好，中压系统和蒸发系统工艺设备存在问题，尿素系统需采用先进设备和工艺节能降耗。
5.1.2改造技术方案
5.1.2.1空分装置方案
5.1.2.1.1技术指标
本空气装置公称制氧能力为16000Nm3/h，负荷调节范围为75－105％。
其中：
1．氧气：
16000Nm3/h
2．低压氮气：
2500Nm3/h
3．中压氮气：
13600Nm3/h
4．液氮：
250Nm3/h
5．液氩：
400Nm3/h
6．液氧：
500Nm3/h
7．仪表空气：
1200Nm3/h；
生产氧气作为气化用气，中压氮气供氨合成用气，低压氮气作为公用氮气，液氧、液氩作为产
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