【導讀】i. 目錄。ii. iii

　　

【正文】 技術對改善我國醋酸生產(chǎn)的原料結構，提高醋酸生產(chǎn)技術含量，發(fā)展我國碳一化學具有積極意義。符合國家產(chǎn)業(yè)政策和技術政策，符合行業(yè)發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)品結構調整要求，也符合國家清潔生產(chǎn)的需要。 市場容量 由市場可知 2021 年我國的醋酸需求量將達 310 萬噸， 而目前國內的醋酸生產(chǎn)能力僅為 200萬噸。 規(guī)模經(jīng)濟 目前利用甲醇低壓羰基合成醋酸技術已在世界各地建成了十幾套裝置，裝置規(guī)模為 10 萬噸 /年～ 50 萬噸 /年，最大規(guī)模達 100 萬噸 /年。 根據(jù)對不同規(guī)模生產(chǎn)裝置的經(jīng)濟比較，甲醇低壓羰基合成醋酸裝置的經(jīng)濟規(guī)模應不低于 15 萬噸 /年。 結合經(jīng)濟規(guī)模及 某某 、華北地區(qū)市場容量考慮，以及有關專家的建議，本工程擬建醋酸裝置規(guī)模為 20萬噸 /年。 生產(chǎn)規(guī)模： 醋酸： 202100 噸 /年； 600 噸 /天； 25 噸 /小時； 年操作時間： 8000 小時 26 醋酸 某某某某某某某 設計院開發(fā)的低壓羰基合成醋酸工藝，產(chǎn)品醋酸質量符合GB/T 優(yōu)等品指標，產(chǎn)品指標見表 31 表 31 產(chǎn)品醋酸規(guī)格 項 目 指 標 醋酸含量， % ≥ 色度（鉑－鈷），號 ≤ 10 水含量， % ≤ 甲酸含量， % ≤ 乙醛含量， % ≤ 高錳酸鉀試驗， min ≥ 30 鐵含量， ppm ≤ 蒸發(fā)殘渣， % ≤ 27 4 建廠條件和廠址方案 廠址自然地理概況 某某某某 縣位于 某某 省西南部， 某某 盆地三角地帶北沿。 某某某某 縣北鄰 某某某某 縣，東臨 某某 市，南靠 某某某某 市，西臨黃河，隔黃河與陜西省接壤，地理位置優(yōu)越。 某某某某某某某 公司地處 某某某某 縣城城西 3km 的 某某某某 縣 某某 工業(yè)園區(qū)， 209 國道縱貫縣城南北，省道臨風線橫穿城區(qū)東西，公路交通運輸非常方便。今后幾年將逐步形成由鐵路、公路組成的綜合交通運輸網(wǎng)。 某某某某某某 工業(yè)園區(qū)位于縣城的西南部，其北接合歡接，南依工農(nóng)街，東靠五一路，西臨廟風公路。 某某 大道、西外環(huán)路等交通主道橫貫其中，園區(qū)交通便利。園區(qū)屬于縣城總體規(guī)劃的有污染的西工業(yè)園區(qū)，其位于縣城下水下風方位，園區(qū)北高南低，地形大致平坦，地理位置優(yōu)越。 工程地質 根據(jù)巖土工程勘察報告， 某某某某 公司區(qū)域范圍內地殼穩(wěn)定性良好，未發(fā)現(xiàn)有明顯活動的斷裂構造，場區(qū)內無不良工程地質現(xiàn)象存在，該區(qū)域內屬相對穩(wěn)定的地質體。因此，綜合判定，該擬建場區(qū)是穩(wěn)定性的建筑場地，無軟弱土層，適宜建筑。從勘察資料分析，本場區(qū)內的地基土分布均勻，層位穩(wěn)定，粉土、粉制粘土互層為主，場地穩(wěn)定性良好。 廠區(qū)海拔高度： ；地耐力： 15t/m2；地震烈度： 7 度；土 質：濕陷性次生黃土。 水文地質 地下水溫 地下 0m～ 150m 15℃ 地下 150m～ 190m 26℃ 28 地下 190m 以下 34℃ 地下水水質分析 表 41 地下水水質分析表 項目 指標 pH 值 ～ 總硬度 450mg/L 鐵 錳 氨化物 260mg/L 硝酸鹽 20mg/L 氯化物 鉀 溶解固體 物 681mg/L 氣象條件 （ 1） 氣溫 年平均氣溫 ℃ 年極端最高氣溫 ℃ 年極端最低氣溫 ℃ 最熱月平均氣溫 ℃ （ 2） 氣壓 年平均氣壓 年絕對最高氣壓 年絕對最低氣壓 29 （ 3） 凍土線 地凍深度 42cm （ 4） 雨量 年平均降雨量 一晝夜最大降雨量 年平均降雨天數(shù) 天 （ 5） 雪 最大積雪厚度 11cm （ 6） 相對濕度 最熱月相對濕度 70% （ 7） 風 3月至 9月主導風向 東風 12月至 2 月主導風向 北風 最大風速 18m/s（西北風） （ 8） 雷暴 年平均雷暴天數(shù) 9 天 年雷暴最多天數(shù) 17 天 外部交通運輸狀況 某某某某 縣位于 某某 省南部的 某某 地區(qū)， 某某某某 縣北鄰 某某某某 縣，東臨某某 市，南靠 某某某某 市，西臨黃河，隔黃河與陜西省接壤，地理位置優(yōu)越。 某某某某某某某 公司地處 某某某某 縣城城西 3km 的 某某某某 縣 某 某 工業(yè)園區(qū)， 209 國道縱貫縣城南北，省道臨風線橫穿城區(qū)東西，公路交通運輸非常方便。今后幾年將逐步形成由鐵路、公路組成的綜合交通運輸網(wǎng)。 供水 30 某某某某 公司用水取自地下水，已設有深井 25眼，單眼井出水量約為 40m3/h～50m3/h，總出水量為 1000m3/h～ 1250m3/h?，F(xiàn)實際用水量約為 1000m3/h，尚有150m3/h～ 200m3/h 的富裕量。為了今后發(fā)展我公司將從 某某某某 縣引黃工程上分流一股黃河水，以緩解地下水位下降而造成的供水緊張局面，目前清水池已完工，管道鋪設正在進行，建成后可以補 充 200m3/h～ 300m3/h一次水能滿足本工程需求。 供電 某某某 公司現(xiàn)有一座 110kV 變電站，兩回 110kV 電源線路。兩回（ LGJ240）引自距 某某某 公司 110kV 變電站約 19km 的臨晉站 177， 179兩個開關。 某某某 公司 110kV 變電站 110kV 側采用單母線分段接線，兩條 110kV 電源進線分別接至兩段 110kV 母線段上。 110kV I 段母線接有 5，兩臺主變壓器，其型號分別為SFS831500/1 SFS50000/110。兩臺主變低壓側分別接入 III、 V段 6kV 母線上。 110kV II 段母接接有 4主變壓器，其容量為 16000kVA 和 50000kVA，變壓器低壓側接 6kV I 段母線、 6kV IV 段母線。 某某某 公司 110kV 變電站為室外布置，變壓器總容量為 147500kVA。 目前全廠總的用電負荷為 95000kW，全部為外購電。全廠總供電能力能滿足本次新增用電負荷的需要。 供熱 某某某 公司現(xiàn)有鍋爐 10 臺，其中 130 噸鍋爐一臺， 75噸鍋爐兩臺， 35 噸鍋爐一臺， 25 噸鍋爐四臺， 10噸鍋爐兩臺，合成氨三個分廠配吹風氣回收裝置三臺，產(chǎn)汽能力分別是一廠 35 噸 / h，二 廠 25噸 / h，三廠 30 噸 /h 總發(fā)汽能力為 520t/h。主要供分公司下屬四個分廠的化工用汽。目前兩臺 75噸鍋爐供甲醇氣輪機使用，抽凝氣供尿素分廠使用， 130 噸鍋爐將計劃在二期甲醇中供氣輪機使用，合成氨三個廠蒸汽能達到自給，所以下面七臺鍋爐將要做為備爐使用，這樣公司的蒸汽富裕量是很大的。 表 42 供熱設備現(xiàn)狀 31 序號 鍋爐型號 數(shù)量 能力 效率 備 注 1 1 35t/h % 2 SHF某 3 SHF某 Ⅱ 1 25t/h % 4 SHF 某 2 50t/h % 5 SHL1025/400A 2 20t/h 76% 6 合 計 7 155t/h 20萬噸 /年甲醇羰基合成醋酸工程包括：醋酸裝置、煤氣化裝置、凈化裝置、變壓吸附裝置及相關公用工程總用地約 150 畝左右，經(jīng)與業(yè)主磋商，建議廠址選擇在西鄰大慶路，南鄰工農(nóng)路，東靠西外環(huán)路，北靠原分公司事故水池的預留地。 32 5 工藝技術方案 原料路 線確定 我國煤炭儲量豐富，價格低，新型的煤氣化技術使以煤為原料的大型氣化裝置能夠做到低成本、低能耗、低污染。本項目擬建于 某某某某 縣 某某 工業(yè)園區(qū) ，某某 擁有豐富的煤炭資源，以煤為原料，不但可以滿足對本裝置 20萬噸 /年醋酸裝置 CO原料氣的供應，而且還可以為 某某某 公司 的甲醇裝置提供部分合成氣，增加甲醇產(chǎn)量，實現(xiàn)雙贏。還可以根據(jù)市場情況，在醋酸裝置與甲醇裝置之間進行原料與產(chǎn)品的平衡協(xié)調，以達到更好的經(jīng)濟效益。 工藝技術方案比較與選擇 氣化裝置 ⑴氣化方法簡介 煤氣化技術是煤化工的先導和基礎。煤 氣化技術有 100多年的研究開發(fā)和商業(yè)化應用歷史。 19 世紀 50 年代，西門子公司開發(fā)出用于生產(chǎn)燃氣的第一臺階梯式爐蓖的煤氣發(fā)生爐。 20 世紀 20 年代，合成氨和甲醇工業(yè)的出現(xiàn)，催生煤氣化技術開始用于合成氣生產(chǎn)。為了提高煤氣化的氣化率和氣化強度，改善環(huán)境， 20世紀 70年代以來發(fā)達國家加快了新一代煤氣化技術的開發(fā)和工業(yè)化進程。近年來國內煤氣化技術也得到較大發(fā)展。 煤氣化的發(fā)展趨勢是：氣化壓力向高壓發(fā)展、氣化溫度向高溫發(fā)展、固態(tài)排渣向液態(tài)排渣發(fā)展、氣化爐向大型發(fā)展、提高碳轉化率、提高煤氣有效組份、與其他先進技術聯(lián)合使用。 煤氣化技術可分為固定床、流化床和氣流床。 ★固定床 固定床（移動床）包括間歇式氣化（ UGI）和連續(xù)式氣化（ Lurgi）兩種。 UGI爐國外已經(jīng)淘汰，國內有數(shù)千臺氣化爐； Lurgi 爐國內有 20余臺，多用于生產(chǎn)城 33 市煤氣，若以煙煤為原料用于生產(chǎn)合成氣，需要設 CH4 蒸汽轉化工段（例如 某某潞城引進裝置）。該技術煤氣初步凈化系統(tǒng)極為復雜，不是公認的首選技術。 ①固定床間歇式氣化爐（ UGI） UGI 爐以塊狀無煙煤或焦炭為原料，以空氣和水蒸氣為氣化劑，在常壓下生產(chǎn)合成原料氣或燃料氣。該技術是 20 世紀 30年代開發(fā)成功的，投資 少，設備全部國產(chǎn)化，工藝技術成熟可靠，容易操作。我國中小化肥廠廣泛采用該技術生產(chǎn)合成氨原料氣，仍有 3000 多臺運行，最大爐徑 。 UGI 爐采用無煙塊煤或焦炭，煤質要求嚴格，原料路線窄；單產(chǎn)氣量偏?。ㄗ畲蟮? 爐產(chǎn)氣量 12021m3/h）；一個制氣循環(huán)中有效制氣時間少，氣化強度低；渣中含炭量高；制氣過程中大量吹風氣排空（每噸合成氨吹風氣放空多達 5000m3），放空氣體中含 CO、 CO H H2S、 SO NO 某 及粉灰；洗氣塔排出的污水含有焦油、酚類及氰化物，污染環(huán)境。目前已屬落后的技術，隨著能源政 策和環(huán)保要來越來越高，會逐步被新的煤氣化技術所取代。 60 年代末吉林化肥廠開始利用本廠空分富余的 O2 在老的間歇造氣爐上進行了富氧空氣 蒸汽連續(xù)氣化制取合成氨原料氣取得成功，使單爐生產(chǎn)能力增加了一倍。之后，淮南化肥廠進行的焦炭和白煤富氧連續(xù)氣化試驗也取得成功。 ② Lurgi 氣化爐 20世紀 30 年代德國魯奇（ Lurgi）公司開發(fā)成功固定床連續(xù)塊煤氣化技術，此后得到廣泛應用，是目前世界上建廠數(shù)量最多的煤氣化技術。國內有 某某 天脊（ 30 萬噸 /年合成氨）、云南解化（ 17 萬噸 /年合成氨）、哈爾濱氣化廠等采用。該技術雖然能 連續(xù)加壓氣化，但由于氣化溫度低，生成氣中甲烷含量大，同時生成氣中含苯、酚、焦油等一系列難處理的物質，凈化流程長；尤其是該技術只能用碎煤不能用粉煤，因而原料利用率低，大量篩分下來的粉煤要配燃煤鍋爐進行處理。此技術于上個世紀九十年代經(jīng)過英國煤氣公司和魯奇公司聯(lián)合開發(fā)，開發(fā)出了一種新爐型（ BGL 氣化爐），將魯奇爐干粉排渣改為熔融排渣，同時提高了氣化 34 反應溫度，氣化效率和氣體成分有了很大改進，污染問題也有所改善?，F(xiàn)有一臺日處理 500 噸煤工業(yè)示范爐在德國運行，用于處理城市垃圾，所用原料為各種城市垃圾、廢塑料和煙煤。由于 BGL 爐與傳統(tǒng)魯奇氣化爐在氣化溫度上變化不大，生成氣中甲烷及氮氣含量仍然較高；其次，煤氣凈化流程變長，且三廢治理難度大。 ★流化床 流化床氣化爐常見爐型有溫克勒（德國 Winkler）、灰團聚（美國 UGas）、循環(huán)流化床（ CFB）、加壓流化床（ PFB 是 PFBC 的氣化部分）和恩德粉煤氣化工藝等。 在上海焦化廠建成的世界上第一套 UGas氣化工業(yè)裝置（ 120 噸 /天 ?臺） 1994年 11 月開車，迄今運轉仍不正常。 CFB、 PFB 可以生產(chǎn)燃料氣，但國際上尚無生產(chǎn)合成氣的先例。 Winkler 已有用于生產(chǎn)合成氣，但對粒度、 煤種要求較為嚴格，甲烷含量較高（ %～ %），設備生產(chǎn)強度較低，已不代表發(fā)展方向。 ① Lurgi 循環(huán)流化床氣化爐（ CFB） 魯奇公司開發(fā)的 CFB 可氣化各種煤，水蒸氣和氧氣作氣化劑，氣化比較完全，氣化強度大，是移動床的 2倍，碳轉化率高（ 97%），爐底排灰中含碳 2%～ 3%，氣化原料循環(huán)過程中返回氣化爐內的循環(huán)物料是新加入原料的 40倍，爐內氣流速度在 5m/s～ 7m/s 之間，有很高的傳熱傳質速度。氣化壓力 。魯奇公司 CFB氣化技術，全球已有 60 多個工廠采用，正在設計和建設的還有 30 多個工廠。 CFB 氣化爐基本是常壓操作，若以煤為原料生產(chǎn)合成氣，每 kg 煤消耗氣化劑水蒸氣 、氧氣 ，可生產(chǎn)煤氣 m3～ 。煤氣成份 CO＋ H2＞ 75%，CH4含量 %左右， CO215%（低于德士古爐和魯奇 MK 型爐煤氣中 CO2含量），有利于合成氨的生產(chǎn)。 ②灰熔聚流化床粉煤氣化技術 灰熔聚是國內自主研發(fā)的第二代新型煤氣化技