【正文】 焦?fàn)t煤氣制氫工程1. 總 論 概 述 項(xiàng)目名稱、主辦單位、企業(yè)性質(zhì)及法人代表項(xiàng)目名稱：焦?fàn)t煤氣制氫工程主辦單位：AAA化工股份有限公司焦化分公司企業(yè)性質(zhì)：股份制企業(yè)法人代表：d 編制依據(jù)和原則1．編制依據(jù) （1）原化學(xué)工業(yè)部文件，化計(jì)發(fā)（1997）426號(hào)《化工建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告內(nèi)容及深度的規(guī)定》。（2）國(guó)家環(huán)境保護(hù)保護(hù)總局環(huán)函[1998]56號(hào)文。（3）《MM省焦化業(yè)污染防治規(guī)劃》（4）《》（HJ/T1262003）（5）AAA化工股份有限公司焦化分公司委托編制“焦?fàn)t煤氣制氫工程可行性研究報(bào)告”合同書。2．編制原則 （1）綜合考慮現(xiàn)有焦?fàn)t規(guī)模、焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量、氫氣需求量等因素確定合理的建設(shè)規(guī)模及產(chǎn)品方案。（2）采用先進(jìn)、可靠的工藝技術(shù)方案，合理安排工藝流程，采用先進(jìn)的自控手段，以保證裝置順利投產(chǎn)、穩(wěn)定且長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)，充分發(fā)揮其很好的經(jīng)濟(jì)效益。（3）總圖布置，以布局緊湊、流程順暢、操作方便、符合安全距離規(guī)范為原則，充分考慮與用氫裝置及公用工程設(shè)施的配套協(xié)調(diào)，縮短物料輸送距離，減小占地，同時(shí)結(jié)合國(guó)內(nèi)同類裝置總圖布置方案，兼顧建設(shè)單位的意見(jiàn)。（4）通過(guò)采用先進(jìn)技術(shù)降低原材料、能源的消耗，消除污染，保護(hù)環(huán)境。（5）設(shè)計(jì)中堅(jiān)持“一體化、露天化、輕型化、國(guó)產(chǎn)化、社會(huì)化”的五化方針。（6）依托工廠現(xiàn)有設(shè)施及資源，充分發(fā)掘工廠潛力，以節(jié)省投資、縮短建設(shè)周期，創(chuàng)造盡可能好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。（7）嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家和行業(yè)有關(guān)規(guī)范、規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)。1)企業(yè)概況AAA化工股份有限公司是由AAA化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司控股的上市公司，主要經(jīng)營(yíng)基本化工原料、復(fù)合肥料、焦炭、有機(jī)、無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品、貴金屬加工、高科技產(chǎn)品、精細(xì)化工產(chǎn)品、股權(quán)投資，兼營(yíng)商業(yè)貿(mào)易、信息咨詢、來(lái)料加工、運(yùn)輸、勞務(wù)、生產(chǎn)用水、煤氣的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)與銷售等。主要產(chǎn)品有燒堿、聚氯乙烯、合成氨、甲醇、硝酸、硝銨、硝銨磷肥、鉑網(wǎng)、焦炭、焦化化產(chǎn)系列產(chǎn)品等六十多種，其中三十多種產(chǎn)品獲部、省、市優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品獎(jiǎng)，多種產(chǎn)品是國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)最早、填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白和處于行業(yè)領(lǐng)先地位。產(chǎn)品行銷全國(guó)，并遠(yuǎn)銷歐洲、美國(guó)、日本、東南亞等世界各地，產(chǎn)品市場(chǎng)潛力很大，發(fā)展前景十分廣闊。AAA化工股份有限公司現(xiàn)有總資產(chǎn)26億元，2005年，公司完成銷售收入17億元。內(nèi)部機(jī)構(gòu)設(shè)置精干高效，職工素質(zhì)較高，大專以上學(xué)歷職工3536人，占職工總數(shù)的近40%，專業(yè)技術(shù)人員近千人。AAA化工股份有限公司焦化分公司是AAA化工股份有限公司的骨干企業(yè)，主要經(jīng)營(yíng)焦炭、焦油、粗苯、城市煤氣等產(chǎn)品，焦化分公司前身為太化公司焦化廠，始建于1974年，1984年獨(dú)立建制，20多年來(lái)一直從事煤炭轉(zhuǎn)化、化產(chǎn)加工、煤氣生產(chǎn)。建廠以來(lái)經(jīng)過(guò)多次技術(shù)改造和擴(kuò)建，現(xiàn)已成為一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施完備的焦化廠。有相應(yīng)的煉焦、篩貯焦、化產(chǎn)回收與精制、煤氣凈化、焦油加工和污水處理，有完整的供配電、供水等公用工程和較齊全的輔助工程及辦公、生活福利設(shè)施。AAA化工股份有限公司焦化分公司位于AAA市晉源區(qū)，北距市中心15km，職工人數(shù)1150人，企業(yè)有多年生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)力量雄厚，技術(shù)人員占職工總數(shù)的23%，其中高級(jí)職稱15人，中級(jí)職稱111人，初級(jí)職稱193人，而且有一個(gè)強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)班子，有一支技術(shù)素質(zhì)好、熟悉生產(chǎn)的技術(shù)隊(duì)伍；有一支操作技能高、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富的工人隊(duì)伍。2)項(xiàng)目提出的背景及投資的必要性焦化工業(yè)是MM省支柱產(chǎn)業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年MM省焦炭生產(chǎn)能力己達(dá)14000萬(wàn)噸，產(chǎn)量為12000萬(wàn)噸，其附產(chǎn)焦?fàn)t煤氣量約600萬(wàn)Nm3/hr，除煉焦過(guò)程自用外還富裕約300萬(wàn)Nm3/hr。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)焦化廠只焦不化，副產(chǎn)焦?fàn)t氣沒(méi)有得到充分利用，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，焦?fàn)t氣的綜合利用率不到20%。規(guī)模較大的或靠近城市的焦化廠，焦?fàn)t氣作為燃料氣或城市煤氣燒掉，規(guī)模較小的焦化廠則干脆把焦?fàn)t氣點(diǎn)了“天燈”，既浪費(fèi)資源，又污染空氣。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益加強(qiáng)，焦?fàn)t煤氣的回收利用已成為焦化企業(yè)生存的關(guān)健所在。是清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基本要求。焦?fàn)t煤氣含H2約60%左右， H2是重要的化工原料，可作為有機(jī)化工加氫產(chǎn)品原料氣，如：粗苯加氫制純苯、苯加氫制環(huán)己烷等。焦?fàn)t氣還可合成甲醇、合成氨等，用途非常廣泛。如果能充分利用這些焦?fàn)t氣，僅MM省每年就可生產(chǎn)700800萬(wàn)噸甲醇。AAA化工股份有限公司焦化分公司是MM省規(guī)劃的大型焦化苯加工基地，擬建設(shè)30萬(wàn)噸/年粗苯加氫裝置，需要高純度的氫氣作為原料，%，可滿足30萬(wàn)噸/年粗苯加氫項(xiàng)目的需要。據(jù)AAA市的發(fā)展規(guī)劃，到2010年，天然氣將取代焦?fàn)t煤氣作為民用燃料氣，屆時(shí)焦?fàn)t煤氣必須尋求新的用途。近年來(lái)，焦?fàn)t煤氣制合成氨和甲醇發(fā)展較快，但用焦?fàn)t煤氣制高純氫氣相對(duì)較少，太化股份焦化分公司根據(jù)的發(fā)展需要，實(shí)施焦?fàn)t煤氣制氫工程是焦?fàn)t氣利用的又一重要途徑。粗苯是煉焦生產(chǎn)過(guò)程中所回收的副產(chǎn)品，是緊俏的化工原料，粗苯通過(guò)加氫精制后，可獲得許多用途廣泛、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須的產(chǎn)品，如純苯、甲苯、二甲苯和重苯等，均是高附加值產(chǎn)品，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。采用焦?fàn)t氣制氫既可滿足粗苯加氫項(xiàng)目所需，又可較好的解決焦?fàn)t氣長(zhǎng)久的出路，對(duì)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。因而，實(shí)施焦?fàn)t氣制氫工程是非常必要的本項(xiàng)目擬采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的PSA變壓吸附技術(shù)，生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染、符合清潔生產(chǎn)工藝，技術(shù)起點(diǎn)高，環(huán)境效益好，符合國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策，是發(fā)展現(xiàn)代化的焦化工業(yè)，減少環(huán)境污染的需要。焦化分公司焦?fàn)t氣制氫工程廠址位于AAA市晉源區(qū)太化工業(yè)園區(qū)內(nèi)，園區(qū)占地面積220公頃，北距市中心15km，西臨AAA市西過(guò)境高速公路，東臨太汾公路，工業(yè)園區(qū)內(nèi)鐵路網(wǎng)直通全國(guó)各地，交通運(yùn)輸十分便利。園區(qū)內(nèi)水、電、汽公用工程、輔助工程、辦公及生活福利設(shè)施配套齊備。企業(yè)有多年生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)力量雄厚，建廠條件比較優(yōu)越。 ，無(wú)建設(shè)期利息，項(xiàng)目建設(shè)期一年。%，經(jīng)濟(jì)效益較好。綜上所述，太化股份有限公司焦化分公司建設(shè)焦?fàn)t氣制氫裝置是實(shí)施30萬(wàn)噸/年苯加氫項(xiàng)目的重要環(huán)節(jié)，投資相對(duì)較小，經(jīng)濟(jì)效益好，建設(shè)期短，技術(shù)含量高，符合清潔生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展要求。本工程不僅具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)又具有顯著的社會(huì)效益，對(duì)促進(jìn)MM煉焦工業(yè)和化工行業(yè)的全面發(fā)展，推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要意義。 研究范圍本可研對(duì)上述建設(shè)內(nèi)容從建廠條件、總圖布置、工程建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品方案、工藝技術(shù)方案、公用工程及輔助工程配套、技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全、社會(huì)效益等各個(gè)方面進(jìn)行分析研究。 研究結(jié)論（1）太化集團(tuán)公司是MM省煤化工重點(diǎn)企業(yè)，是MM省“十一五” 發(fā)展規(guī)劃的粗苯加工基地，實(shí)施焦?fàn)t氣制氫工程是實(shí)現(xiàn)這一規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)，為焦化企業(yè)解決焦?fàn)t氣回收利用找到又一條較好的出路。符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，符合清潔生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展要求，對(duì)促進(jìn)MM煉焦工業(yè)和化工行業(yè)的全面發(fā)展，推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要意義。（2）本工程是太化股份有限公司焦化分公司清潔生產(chǎn)項(xiàng)目和循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目，該分公司的循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目總體思路為焦碳生產(chǎn)中產(chǎn)生的煤氣進(jìn)行焦油、粗苯回收，其中焦油在本企業(yè)自行加工?；厥盏拇直皆诒酒髽I(yè)進(jìn)行加氫精制，生產(chǎn)高純苯、甲苯、二甲苯等本公司急需的生產(chǎn)原料。回收的焦?fàn)t煤氣除供城市煤氣外，剩余部分經(jīng)變壓吸附制氫供粗苯加氫裝置用，變壓吸附的解析氣作為焦?fàn)t加熱用氣，如此達(dá)到循環(huán)生產(chǎn)的目的。（3）本工程采用了國(guó)內(nèi)先進(jìn)的PSA變壓吸附技術(shù)，技術(shù)起點(diǎn)高，工藝成熟可靠，生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染、符合清潔生產(chǎn)工藝，是發(fā)展現(xiàn)代化的焦化工業(yè)，減少環(huán)境污染的需要。（4）本工程建在現(xiàn)有太化工業(yè)園區(qū)內(nèi)，交通運(yùn)輸十分便利。園區(qū)內(nèi)水、電、汽公用工程、輔助工程、辦公及生活福利設(shè)施配套齊備，企業(yè)具有豐富的項(xiàng)目管理經(jīng)驗(yàn)和多年生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)力量雄厚，建廠條件比較優(yōu)越。 （5）工程投產(chǎn)后，（以第6年為例），財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）%，高于行業(yè)基準(zhǔn)收益率。全投資回收期（稅后）（含建設(shè)期），財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（稅后I=12%），大于0。表明項(xiàng)目在計(jì)算期內(nèi)不僅能得到12%的報(bào)酬，經(jīng)濟(jì)效益較好， （6）本工程嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)衛(wèi)生及安全消防法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的要求，堅(jiān)持生產(chǎn)設(shè)施與環(huán)境安全設(shè)施“三同時(shí)”的原則，建設(shè)清潔文明工廠。 綜上所述，焦?fàn)t氣制氫工程項(xiàng)目可行。 工程裝置組成本工程由以下單元組成：PSA焦?fàn)t煤氣制氫裝置分為四個(gè)工序，主要包含：（1.） 脫萘及壓縮工序（2.） 預(yù)處理工序（3.） 變壓吸附制氫工序（4.） 后處理工序 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表表11 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表序號(hào)項(xiàng)目名稱單位數(shù)量備注一生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)規(guī)模Nm3/h550以產(chǎn)品氫氣計(jì)二產(chǎn)品方案1氫氣Nm3/a4400000550 Nm3/h2副產(chǎn)解析氣Nm3/a4400000550 Nm3/h三年操作日小時(shí)8000四主要原材料消耗量1制氫焦?fàn)t煤氣Nm3/a88000001100Nm3/h2主要輔助材料及催化劑3吸附劑CAN229kg/a15年更換一次計(jì)4吸附劑CAN324kg/a26615年更換一次計(jì)5吸附劑CAN421kg/a2815年更換一次計(jì)6吸附劑CAN193kg/a15年更換一次計(jì)7吸附劑CAN110kg/a15年更換一次計(jì)8吸附劑CAN228kg/a1 年更換次計(jì)9吸附劑CAN421kg/a1 年更換次計(jì)10吸附劑CAN324kg/a17042年更換一次計(jì)11吸附劑CAN561kg/a602年更換一次計(jì)12Eac4kg/a9002年更換一次計(jì)五公用工程1循環(huán)冷卻水t/a2576002新鮮水t/a160002t/h3電380V/220VKwh/a21000004低壓蒸汽t/a40005低壓過(guò)熱蒸汽t/a160006儀表空氣Nm3/a10560 Nm3/h置換氮?dú)釴m3/a400 Nm3/h壓縮空氣Nm3/a400 Nm3/h六運(yùn)輸量1運(yùn)入量t/a2運(yùn)出量t/a七定員人13其中：生產(chǎn)工人人13八占地面積1占地面積m213752綠化用地率％10九工程報(bào)批總投資萬(wàn)元1建設(shè)投資萬(wàn)元2建設(shè)期利息萬(wàn)元03鋪底流動(dòng)資金萬(wàn)元十年銷售收入萬(wàn)元正常年份十一成本和費(fèi)用萬(wàn)元十二年利潤(rùn)總額萬(wàn)元以第六年計(jì)十三年銷售稅金萬(wàn)元十四財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)1投資利潤(rùn)率%2投資利稅率%3投資回收期所得稅前年所得稅后年5全員勞動(dòng)生產(chǎn)率萬(wàn)元/人6財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（稅前）%財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）%7財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（稅前）萬(wàn)元I=12%8財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（稅后）萬(wàn)元I=12% 存在問(wèn)題（1）建議建設(shè)單位盡快委托編制環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告，以使本工程后續(xù)設(shè)計(jì)得以順利進(jìn)行。（2）建議建設(shè)單位根據(jù)本可研報(bào)告盡快落實(shí)本工程所需的外部條件。24 2. 產(chǎn)品方案、生產(chǎn)規(guī)模 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模 確定原則按照本企業(yè)焦?fàn)t規(guī)模、焦?fàn)t氣產(chǎn)量及30萬(wàn)噸/年粗苯加氫一期工程氫氣需要量確定生產(chǎn)規(guī)模。. 建設(shè)規(guī)模按照前述的原則同時(shí)考慮建設(shè)規(guī)模的合理性、廠址和外部條件情況、資金及產(chǎn)品市場(chǎng)(公司自用)需求等因素，確定焦?fàn)t氣制氫裝置的建設(shè)規(guī)模為550Nm3/h。年操作時(shí)間：8000小時(shí)。操作制度：四班三運(yùn)轉(zhuǎn)。，其規(guī)格如下：(1) 溫度：≤40℃(2) 壓力：≥(3) 流量：550Nm3/h(4) 產(chǎn)品提取率：≥83%(5) 組成：見(jiàn)表21表21 產(chǎn)品氣組成組成H2H2OO2ΣSCO+CO2合計(jì)含量V%≤30ppm≤10ppm≤2ppm≤10ppm 副產(chǎn)品本裝置副產(chǎn)品為PSA解吸氣，PSA解吸氣采用管道輸送至裝置界區(qū)外。其規(guī)格如下：(1) 溫度：≤40℃(2) 壓力：(3) 流量：550Nm3/h(4) 組成：見(jiàn)表22表22 PSA解吸氣組成組成H2O2N2CH4COCO2CmHn合計(jì)含量V%3. 工藝技術(shù)方案 概述 變壓吸附氣體分離技術(shù)（Press Swing Adsorption簡(jiǎn)稱PSA）是八十年代由四川西南化工研究院開(kāi)發(fā)成功，最初應(yīng)用于合成氨弛放氣中回收氫氣，后逐步發(fā)展到從水煤氣中提純氫氣，第一套水煤氣提純氫氣裝置建在太化TDI工程，當(dāng)時(shí)氫氣回收率只有60% 左右。經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，PSA變壓吸附氣體分離技術(shù)已經(jīng)非常成熟，廣泛應(yīng)用到石化、化工、空分、環(huán)保、食品等行業(yè)，可用于水煤氣制氫、焦?fàn)t氣制氫、CO提純、變換氣脫碳、空分制氮、制氧、天然氣提純等，四川天一科技股份有限公司是由西南化工研究院控股的上市公司，PSA變壓吸附氣體分離技術(shù)先進(jìn)，成熟可靠，收率高，本工程擬采用該公司技術(shù)。 工藝方案本裝置分為四個(gè)主要工藝過(guò)程：脫萘及壓縮、預(yù)處理，變壓吸附制氫，后處理等工序。