【正文】 也可用于天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化，滿足甲醇裝置的蒸汽需求，裝置投產(chǎn)后不需外供蒸汽；合成反應(yīng)幾乎是在等溫條件下進行，反應(yīng)器除去有效的熱量，可允許較高的 CO氣體，采用低循環(huán)氣流限制了最高反應(yīng)溫度，使反應(yīng)等溫進行，副反應(yīng)少，粗甲醇雜質(zhì)少，用雙塔精餾技術(shù)精制即可達到國家標準；催化劑床層溫度容易控制，不同床層的溫差較小，操作平穩(wěn)；出口甲醇濃度較高 (甲醇含量約 7％ )，總的循環(huán)氣量比 ICI幾乎少 1／ 2；同 產(chǎn)能下，催化劑用量較少。反應(yīng)器內(nèi)還裝有冷卻管束和催化劑托架，沿軸心均勻布置。冷卻管的排列是 MRF 反應(yīng)器的專利。 絕熱 管殼式甲醇反應(yīng)器 絕熱 管殼式甲醇反應(yīng)器由華東理工大學開發(fā)成功，該反應(yīng)器由絕熱段與管殼段組成。 其優(yōu)點有：反應(yīng)器對進口氣體的溫度適應(yīng)性強，操作彈性大；副產(chǎn)中壓蒸汽，熱量利用合理；接近均溫操作，催化劑使 用壽命長。 (2) 側(cè)重點開發(fā)商所處的角度不同，開發(fā)的重點就不一樣。 (4) 制造因素有的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，對設(shè)備供應(yīng)商的依賴程度低，容易培養(yǎng)維修人員，維修簡單，容易仿制和擴能；有的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復雜，對設(shè)備供應(yīng)商的依賴程度高，生產(chǎn)維護成本高，制造難度大，不易擴能。 反應(yīng)器的確定 按照選型立足于國內(nèi)的原則，決定采用國內(nèi)華東理工大學開發(fā)的絕熱 —管殼式反應(yīng)器。 本項目最終決定采用西南化工設(shè)計院發(fā)表的專利催化劑（公開號2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設(shè)計競賽 —— 可行性研究 CN101386564A），該催化劑性能優(yōu)良。U 集成方案 本項目年捕集 5 萬噸二氧化碳，后續(xù)加氫制取 萬噸甲醇。 二氧化碳吸收解吸工段 二氧化碳吸收解吸流程 圖 吸收解吸流程 流程簡述 MEA法回收煙道氣典型工藝流程如圖 71示。吸收塔中進2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設(shè)計競賽 —— 可行性研究 行的反應(yīng)為： CO2 + HOCH2CH2NH2 = HOCH2CH2HNCOO－ + H+ (1) HOCH2CH2HNCOO－ + H2O = HOCH2CH2NH2 + HCO3 (2) HOCH2CH2NH2 + H+ = HOCH2CH2NH3+ (3) 反應(yīng)為放熱反應(yīng)，在加熱作用下，反應(yīng)將會逆向進行，可對醇胺溶液進行再生。如果能將少量的氮氣和氧氣在預處理工段除去則在反應(yīng)工段不需要馳放，這對反應(yīng)器的控制和節(jié)約原2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設(shè)計競賽 —— 可行性研究 料大大有利。馳放后二氧化碳幾乎不含氮氣和氧氣，將冷凝后的液體二氧化碳加壓至 6MPa，與前面壓縮機出口的二氧化碳換熱氣化回收冷量和熱量。其中氫氣直接加壓就可達到要求 甲醇合成工段 甲醇合成流程 圖 甲醇合成流程 流程簡述 反應(yīng)工段設(shè)備較少。 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設(shè)計競賽 —— 可行性研究 甲醇精餾工段 甲醇精餾流程 圖 甲醇精餾流程 流程簡述 針對粗甲醇的組成特點決定對常規(guī)的雙塔精餾工藝做改進。合理的控制加壓塔和常壓塔的采出量，在滿足產(chǎn)品要求的前提下，使加壓塔的塔頂冷凝器負荷等于常壓塔再沸器的負荷，使整個精餾流程的熱負荷達到最小值 。 地理位置優(yōu)越 園區(qū)位于是重慶市的地區(qū)性中心城市 —— 長壽區(qū)，地處重慶腹心地帶，是“一小時經(jīng)濟圈”的重要組成部分，位于三峽庫區(qū)與沿江經(jīng)濟帶的交匯處，是重慶主城區(qū)通往華東 、 華中、湘西地區(qū)的必經(jīng)之路，水陸交通樞紐。茶涪路到園區(qū)南區(qū)的支路，年底也將貫通。 鐵路 園區(qū)綜合 加工區(qū)西南 3 公里有建成通車的渝懷鐵路長壽客貨火車站。 渝懷鐵路王家壩車站現(xiàn)有站線 3條（預留 3～ 5條），有效長為 850m～ 880m。 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設(shè)計競賽 —— 可行性研究 航運 綜合加工區(qū)以南 3 公里有長江深水港碼頭，馮家灣深水港正在修建，共22 個泊位，包括固體散貨碼頭、集裝箱碼頭、液體化危品碼頭。 3000 噸單體船、萬級噸船隊全年可通達。長壽港區(qū)總通過能力將超過 2500萬噸。產(chǎn)品的運輸方式多樣化，產(chǎn)品運輸問題圓滿解決。有 30億元專項貸款將以財政貼息的方式用以支持企業(yè)自主創(chuàng)新、研究開發(fā)以及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 (3) 園區(qū)企業(yè)的建設(shè)項目綜合規(guī)費每平方米 10 元，城市建設(shè)配套費每平方米 20 元。長江北岸地勢順大巴山支脈由東北向西南階梯下 降，成為“三山兩壩”地形。西側(cè)銅鑼山為本境西部界山?？h域大部在長江以北，屬低山丘陵地區(qū)，全境山區(qū)占 ％，深丘 占 ％，淺丘占 ％，江湖水面占 ％。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB183062020）和《建設(shè)抗震設(shè)計規(guī)范》（ GB50011— 2020），地震動峰值加速度為 ，地震動反應(yīng)譜特征周期為 ，抗震設(shè)防烈度為 6 度。長江寸灘站資料表明：長壽縣境內(nèi)歷年長江最高洪水位 ，已建的三峽電站水庫工程的常年蓄水位為 175 米，低于現(xiàn)有最高洪水位。桃花溪是長江左岸一條支流，河流全長 ，流域面積 ，多年平均流量 。一期 2臺 130噸 /小時燃煤高溫高壓循環(huán)硫化床鍋爐和1臺 25兆瓦發(fā)電機組已建成，可為園區(qū)企業(yè)提供中壓蒸汽（ ）和低壓蒸汽（ ），保證入駐企業(yè)的蒸汽用量。 廠址選擇 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設(shè)計競賽 —— 可行性研究 該項目擬建于重慶（長壽）化工園區(qū)。因此流動資金為 835 萬元。 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設(shè)計競賽 —— 可行性研究 表 成本估算 單位（噸）產(chǎn)品成本 原料名稱 說明 單耗 價格 元 /噸 成本 元 主、輔原料 二氧化碳 噸 0 0 氫氣 噸 5000 945 MEA 純度 % 噸 12020 24 催化劑 參考 XNC98價格， 壽命四年 m3 11 萬元 /m3 公用工程 中壓蒸汽 3MPa， 370℃ 噸 200 91 低壓蒸汽 ℃飽和蒸汽 噸 100 266 電力 度 冷卻水 292 工藝水 噸 8 經(jīng)營費用 人工費 定員 60 人，工資按 200 萬元 /年計 57 制造費用 折舊、維修等取直接材料費、直接工資之和的 15% 管理費用 制造費用的 6% 銷售成本 銷售收入的 1% 23 總計 銷售收入 據(jù)網(wǎng)上查詢甲醇售價 2150~2500元 /噸，我們?nèi)?2300 元 /噸。 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設(shè)計競賽 —— 可行性研究 城建稅 廠址屬于縣鎮(zhèn)地區(qū)城建稅額為增值稅額的 5%，應(yīng)繳城建稅額 萬元。 投資較小全部為自有資金，因此沒有建設(shè)期利息。 ① 靜態(tài)還本期 6 年 ② 動態(tài)還本期 10 年 ③ 凈現(xiàn)值 萬元 ④ 內(nèi)部利潤率 內(nèi)部利潤率的定義：滿足 0)1( )(0 ?????nt t tiCOCI時的 i 值。 敏感性分析 僅考慮單參數(shù)影響，分別考慮了折現(xiàn)率、產(chǎn)量、產(chǎn)品售價、可變成本對凈現(xiàn)值的影響。 根據(jù)折現(xiàn)率和凈現(xiàn)值的關(guān)系可以求出內(nèi)部利潤率。設(shè)備殘值 5%。 所得稅 所得稅率 32%，應(yīng)繳稅額 萬元。 總成本估算 年總成本 萬元，原料及公用工程費用 。 項目財務(wù)評價 選取的財務(wù)評價指標：投資利稅率、投資利潤率、靜態(tài)還本期、動態(tài)還本期、凈現(xiàn)值、內(nèi)部利潤率。 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設(shè)計競賽 —— 可行性研究 第九章 社會及經(jīng)濟效益分析 投資估算 固定投資估算方法 Chilton系數(shù)法： 表 工廠總投資的 Chilton 系數(shù) 估算工廠總投資的 Chilton 系數(shù) 項目 項目名稱 系數(shù) 所乘項目 1 設(shè)備購置費 1 2 已安裝設(shè)備費 ~ 1 3 工藝配管 工廠類型 —— 固體 固體 /流體 流體 ~ 2 ~ 2 ~ 2 4 儀表 數(shù)量 —— 很少或沒有 有一些 很多 ~ 2 ~ 2 ~ 2 5 建筑和場地平整 工廠類型 —— 現(xiàn)有 室外 室內(nèi) /室外 0 2 ~ 2 ~ 2 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設(shè)計競賽 —— 可行性研究 室內(nèi) ~ 2 6 輔助設(shè)施（動力，蒸汽，水） 程度 —— 無 增加很少 增加較多 新設(shè)施 0 2 ~ 2 ~ 2 ~ 2 7 外管 裝置 —— 一體化 分開 分散 ~ 2 ~ 2 ~ 2 8 裝置實體費用 1+2+3+4+5+6+7 9 設(shè)計施工費 復雜程度 —— 簡單 復雜 ~ 8 ~ 8 10 應(yīng)急預備費用 ~ 8 11 規(guī)模系數(shù) 裝置 —— 大 小 試驗性 ~ 8 ~ 8 ~ 8 12 固定投資 8+9+10+11 設(shè)備費用估算 根據(jù)設(shè)備計算結(jié)果以及競賽指導書所提供的調(diào)研數(shù)據(jù)和網(wǎng)上詢價估算設(shè)2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設(shè)計競賽 —— 可行性研究 備購置費用，結(jié)果如下表： 表 設(shè)備購置費用 設(shè)備費用 序號 設(shè)備名稱 設(shè)備質(zhì)量/t 材料價格 (元/t) 設(shè)備數(shù)量/個 設(shè)備成本 /元 主設(shè)備 1 吸收塔 36000 1 1009296 2 解吸塔 36000 1 446796 3 反應(yīng)器 1 2020000 4 常壓精餾塔 11000 1 112651 5 加壓精餾塔 11000 1 103631 6 汽提塔 11000 1 6094 罐類設(shè)備 7 甲醇洗滌器 11000 1 957 8 汽包 15000 1 20865 9 煙氣洗滌罐 1 11000 1 11000 10 澄清槽 11000 1 4400 11 尾氣洗滌罐 11000 1 4400 12 氣液分離器 1 11000 1 5500 13 氣液分離器 2 11000 4 13200 14 氣液分離器 3 11000 1 6600 15 氣液分離器 4 11000 1 2200 16 氣液分離器 5 11000 1 2200 17 混合器 15000 1 4500 18 MEA 儲罐 14 36000 1 504000 19 粗甲醇儲罐 5 11000 1 55000 20 精甲醇儲罐 1 49 11000 1 539000 21 精甲醇儲罐 2 55 11000 1 605000 22 雜醇油儲罐 10 11000 1 110000 23 閃蒸罐 11000 1 6600 24 加壓塔回流罐 11000 1 5500 25 汽提塔回流罐 11000 1 5500 2020 年“三井化學杯”第四屆大學生化工設(shè)計競賽 —— 可行性研究 流體輸送及輔助設(shè)備 設(shè)備價格 /元 26 尾氣洗滌用泵 10000 1 10000 27 煙氣洗滌用泵 10000 1 10000 28 富液泵 30000 1 30000 29 貧液泵 30000 1 30000 30 解吸塔回流泵 15000 1 15000 31 CO2加壓泵 15000 1 15000 32 常壓塔進料泵 40000 1 40000 33 加壓塔進料泵 30000 1 30000 34 常壓塔回流泵 20200 1 20200 35 加壓塔回流泵 20200 1 20200 36 旋風分離器 100000 1 100000 37 離心壓縮機 500000 2 1000000 38 制冷壓縮機 150000 1 150000 39 風機 100000 1 100000 40 螺桿壓縮機 202000 3 600000 換熱類設(shè)備 41 洗滌水冷卻器 11000 1 2200 42 貧富液換熱器 36000 1 77544 43 貧液冷卻器 36000 1 130464 44 解吸塔冷凝器 11000 1 9075 45 解吸塔再沸器 36000 1 209772 46 CO2一級冷卻器 11000 1 4411 47 CO2二級冷卻器 11000 1 4356 48 CO2三級冷卻器 15000 1 29280 49 C