【正文】 噸，生產(chǎn)出的合成氣可產(chǎn)甲醇50萬噸及少量副產(chǎn)品。永煤集團(tuán)依據(jù)政府發(fā)展規(guī)劃和資金來源狀況，由永煤集團(tuán)出資，目前已有一個50萬噸／年甲醇生產(chǎn)裝置在建，擬再建一套50萬噸／年甲醇生產(chǎn)裝置，以此作為發(fā)展煤化工的基礎(chǔ)。國家實施西部大開發(fā)的戰(zhàn)略決策以及省政府的大力支持，為永煤集團(tuán)的發(fā)展提供了十分有利的歷史機(jī)遇。盡管如此，由于缺乏資金等諸多因素的影響，使該地區(qū)長期以向外銷售原料煤為主，煤礦開采成為當(dāng)?shù)氐闹е援a(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一，地方其他工業(yè)十分薄弱，資源優(yōu)勢未能得到應(yīng)有的發(fā)揮，制約了地區(qū)經(jīng)濟(jì)的大踏步發(fā)展。該設(shè)計項目主要部分為永煤集團(tuán)龍宇煤化工一期工程中的煤氣化工藝設(shè)計，其中的工藝與制圖部分都只是關(guān)于氣化的，而其經(jīng)濟(jì)核算方面由于考慮到項目的整體性而將下游的甲醇裝置與輔助裝置都納入了計算范圍。氣體凈化、甲醇合成精餾、空氣分離及公用工程部分，全部采用國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)。建成后，每年可實現(xiàn)銷售收入10億元，實現(xiàn)利潤3億元。龍宇煤化工從2004年開始建設(shè)，是利用當(dāng)?shù)貎?yōu)厚的煤炭資源，按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念設(shè)計、開發(fā)的企業(yè)。煤種以無煙煤為主，煤質(zhì)優(yōu)良，具有特低硫、特低磷、低灰、高發(fā)熱量、高灰熔點、可磨性好、熱穩(wěn)定性好等特點，是冶金、電力、化工、建材、民用等行業(yè)的首選潔凈燃料。適于機(jī)械化開采。另有天然焦6億噸。 中國礦業(yè)大學(xué)09屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第77頁16萬方每小時合成氣殼牌氣化工藝設(shè)計畢業(yè)設(shè)計目錄1總論 1 1 1 2 產(chǎn)品介紹 3 簡要結(jié)論 4 設(shè)計基本原則 5 廠址方案 5 總平面布置 6 6 6 7 8 10 殼牌氣化工藝流程說明 19 19 shell煤氣化的原理 20 原料要求 20 工藝流程及主要設(shè)備 22 28 30 30 30 30 31 33 34 34 37 39 40 41 43 45 47 54 57 59 59 采暖與通風(fēng)設(shè)計 59 59 61 62 63 63 64 65 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 65 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模 65 項目投資與資金來源 65 經(jīng)濟(jì)計算期與建設(shè)期 66 資金使用規(guī)劃 66 固定資產(chǎn)折舊費與無形遞延資產(chǎn)攤銷費 66 產(chǎn)品價格及稅率 67 財務(wù)分析 67 成本估算 67 銷售收入、利潤及稅金 67 投資利稅率與投資利潤率 68 償還貸款能力與償還貸款年限 68 現(xiàn)金流量及評價指標(biāo) 68 68 敏感性分析 68 盈虧平衡分析 69 經(jīng)濟(jì)概算小結(jié) 70參考文獻(xiàn)： 71附錄 72設(shè)備一覽表 72致 謝 741總論 永城煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司以永城為中心，南北走向長55公里，東西寬25公里，含煤面積716平方公里。煤炭儲量豐富，煤質(zhì)優(yōu)良。煤層賦存穩(wěn)定，屬中厚煤層，地層傾角在10～20176。本區(qū)含煤地層為石碳二迭系，屬華北型含煤沉積。河南龍宇煤化工有限公司是永煤集團(tuán)控股的子公司。一期工程是年產(chǎn)50萬噸甲醇項目。采用的煤氣化工藝是世界最先進(jìn)的殼牌粉煤加壓氣化工藝，單系列生產(chǎn)能力居世界前列。產(chǎn)品甲醇的單位能耗在國內(nèi)煤制甲醇裝置中具領(lǐng)先地位。煤集團(tuán)煤炭資源儲量大，煤質(zhì)為特低灰，特低硫、低磷、中高發(fā)熱量的低變質(zhì)無煙煤，是優(yōu)質(zhì)的工業(yè)氣化、冶金、化工、動力、環(huán)保用煤，產(chǎn)品在華東、華南地區(qū)及東南亞等國內(nèi)外市場均受贊譽(yù)。 隨著我國加入WTO及能源戰(zhàn)略向中西部轉(zhuǎn)移，國家和河南省政府更進(jìn)一步重視豫東地區(qū)的煤炭開發(fā)，一方面加大資金投入，形成了1280萬噸原煤的生產(chǎn)能力；另一方面，積極擴(kuò)展投資渠道，尋找發(fā)展前景良好的投資去向，把直接輸出煤資源，改為大力發(fā)展以煤為原料的化工產(chǎn)品加工業(yè)，全方位擴(kuò)展當(dāng)?shù)毓I(yè)發(fā)展的格局，大幅提升輸出產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價值，推動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展。抓住這個難得的機(jī)遇，把本地區(qū)的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，增加新產(chǎn)品，尋求新的經(jīng)濟(jì)增長點，把永城建設(shè)成能源重工業(yè)基地，是因地制宜發(fā)展當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的必由之路，既符合國家及省政府的發(fā)展戰(zhàn)略，也是永煤集團(tuán)保持企業(yè)持續(xù)發(fā)展之必要條件。本項目在煤氣化、酸性氣體脫除等主要工藝技術(shù)上，擬采用國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，以安全、環(huán)保、低耗、節(jié)能、節(jié)水為本，生產(chǎn)操作實現(xiàn)高水平自動化和機(jī)械化，將成為現(xiàn)代化企業(yè)的典范，以此帶動和推進(jìn)當(dāng)?shù)毓I(yè)技術(shù)水平的提高，促進(jìn)和實現(xiàn)企業(yè)及地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。與此同時，還必將擴(kuò)大就業(yè)崗位，增加社會服務(wù)需求，促進(jìn)社會繁榮。 產(chǎn)品介紹煤氣化產(chǎn)物的有效組分是CO，H 和CH。如今，國內(nèi)外正在把煤化學(xué)發(fā)展成以煤炭氣化為基礎(chǔ)的一碳化學(xué)工業(yè)，是煤化工由能源型轉(zhuǎn)向化工型。合成氣又可稱為化工原料氣，其除了作為氣體燃料使用外，它的另一個重要用途是作為化工合成的原料，并已展現(xiàn)出廣闊的前景。當(dāng)前國內(nèi)外進(jìn)行合成研究的重點集中在以下三個方面：（1） 醇類：甲醇、乙醇、低碳混合醇、乙二醇；（2） 烴類：烷烴（CH）、烯烴、芳烴（汽油、柴油）；（3） 酸類：醋酸。能直接從CO+H 合成的許多產(chǎn)物，幾乎都可以通過甲醇間接制取，而且往往在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上更有利，因此通過經(jīng)濟(jì)核算本裝置所生產(chǎn)的合成氣將被應(yīng)用于制甲醇。我國為提高城市煤氣的熱值也正在開發(fā)低熱值部分甲烷化。其烯烴的直接液化目前還處于試驗階段，并不成熟。在我國，目前合成氣用量最大的是化肥工業(yè)，尤其是中小合成氨廠幾乎均采用水煤氣工藝，由煤制合成氣作為合成氨原料。 簡要結(jié)論（1）產(chǎn)品市場前景良好，符合國家能源發(fā)展戰(zhàn)略和國家產(chǎn)業(yè)政策；工藝技術(shù)先進(jìn)、成熟、可靠，能耗低，安全、衛(wèi)生、環(huán)保等各項措施完善、符合國家標(biāo)準(zhǔn)；（2）從財務(wù)分析看，%，大于行業(yè)基準(zhǔn)收益率12%，（3）敏感性分析表明本項目有較好的抗風(fēng)險能力；（4）增加地區(qū)和國家稅收、擴(kuò)大就業(yè)崗位，拉動社會需求，促進(jìn)地區(qū)社會繁榮，社會效益良好，因此本項目是可行的。其它工藝技術(shù)和裝備立足國內(nèi)，通過優(yōu)化設(shè)計，力求先進(jìn)適用、穩(wěn)妥可靠。（3）嚴(yán)格執(zhí)行國家及有關(guān)部委、當(dāng)?shù)卣C布的有關(guān)法令法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，貫徹落實國家環(huán)保及安全衛(wèi)生的有關(guān)政策和法規(guī)，做到工程建設(shè)、環(huán)境保護(hù)和安全衛(wèi)生“三同步”，創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)環(huán)保工程。 廠址方案永城煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司所屬永夏礦區(qū)位于豫東永城市境內(nèi)，地處黃淮沖積平原北部，蘇、豫、皖接壤地帶，毗鄰華東、華南工業(yè)區(qū)。永城煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司一期年產(chǎn)50萬噸甲醇項目建在永城市侯嶺鎮(zhèn)市林業(yè)局苗圃場的用地，地勢平坦， m， m；廠址西側(cè)有大青溝，東側(cè)有礦區(qū)鐵路集配站，廠區(qū)鐵路專用線可從集配站接軌進(jìn)入廠區(qū)。104 ㎡，104 ㎡。污水?dāng)M排入小運(yùn)河，距離約7公里，通過小運(yùn)河排入汪樓溝，最終排入新城區(qū)下游的沱河。原料煤來自永煤集團(tuán)公司的三對生產(chǎn)礦井和一對在建礦井，輸送距均在15 km范圍內(nèi)，并已建成配套鐵路，原料運(yùn)輸成本低。但本項目用地屬于平原地區(qū)，地勢平坦；整個礦區(qū)地表水系發(fā)育，共有溝河26條，其中王引河、沱河、澮河和包河為最大，號稱永城市境內(nèi)四大河流，均由西北流向東南，至安徽省境內(nèi)匯入淮河，各主要河流均有很多支流，大部分為季節(jié)性河流。因此，本設(shè)計在廠區(qū)周圍考慮防澇措施，適當(dāng)提高裝置區(qū)標(biāo)高?？紤]到經(jīng)濟(jì)、安全等方面因素具體布置如下：總平面設(shè)計將新增裝置中的硫回收和除鹽水布置在一期相同裝置附近的預(yù)留地上；新增成品罐區(qū)布置在一期污水處理西側(cè)的預(yù)留地上，新增中間罐區(qū)分別布置在合成凈化聯(lián)合裝置內(nèi)部和一期罐區(qū)內(nèi)。煤庫和熱電站布置在一期煤庫和熱電站的北側(cè)，煤氣化裝置布置在新增熱電站的北側(cè)，上煤系統(tǒng)利用一期的卸煤槽和3號轉(zhuǎn)運(yùn)站，將煤輸送至新增干煤庫、熱電站和煤氣化。合成凈化聯(lián)合廠房布置在熱電站的西側(cè)，為二期煤氣化和聯(lián)合裝置服務(wù)的循環(huán)水靠近其服務(wù)對象布置。火炬在一期火炬旁擴(kuò)建。進(jìn)入21世紀(jì)，為了保護(hù)中國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，實施《京都議定書》減少燃煤對大氣的污染，必須大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，煤炭氣化是最重要的應(yīng)用廣泛的潔凈煤技術(shù)，是發(fā)展現(xiàn)代煤化工最重要的單元技術(shù)，煤炭氣化可以生產(chǎn)工業(yè)燃料氣、民用燃料氣、化工合成原料氣、合成燃料油原料氣、氫燃料電池、煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、合成天然氣、火箭燃料等。多數(shù)中小化肥廠和少數(shù)大型化肥廠以煤炭（焦炭）為原料，通過煤氣化生產(chǎn)合成氨和甲醇，年耗原料煤4000多萬噸，合成氨產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的60%以上，為中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了充足的化肥。目前世界正在應(yīng)用和開發(fā)的煤氣化技術(shù)有數(shù)十種之多，氣化爐型也是多種多樣，最有發(fā)展前途的有10余種，所有煤氣化技術(shù)都有一個共同的特征，即氣化爐內(nèi)煤炭在高溫條件下與氣化劑反應(yīng)，使固體煤炭轉(zhuǎn)化為氣體燃料，剩下的含灰殘渣排出爐外。粗煤氣中主要成分有CO、CO 、H、CH 、N 、HO還有少量硫化物、烴類和其他微量成分。煤炭氣化技術(shù)的發(fā)展趨勢：1氣化壓力向高壓發(fā)展　氣化壓力由常壓低壓（﹤）向高壓（‐）氣化發(fā)展，從而提高氣化效率、硫轉(zhuǎn)化率和氣化爐能力，實現(xiàn)氣化裝置大型化和能量高效利用，降低合成氣的壓縮能耗或?qū)崿F(xiàn)等壓合成（如甲醇低壓合成）降低生產(chǎn)成本。2 氣化爐能力向大型化發(fā)展 Texaco和shell單臺氣化爐氣化煤量已達(dá)2000t/d以上，prenflo氣化爐單臺氣化煤量已達(dá)2600t/d 。3氣化溫度向高溫發(fā)展 Texaco氣化溫度1400‐1500℃，shell氣化溫度高達(dá)1400‐1700℃，流化床氣化溫度為1000‐1200℃。4不斷開發(fā)新的氣化技術(shù)和新型氣化爐 提高硫轉(zhuǎn)化率和煤氣質(zhì)量，降低建設(shè)投資。6煤氣化技術(shù)與先進(jìn)脫硫除塵技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)環(huán)境友好、減少污染。采用高效除塵器使煤氣中含塵降到1—2mg/m 以下。而固定床氣化技術(shù)特別是固定床間歇式氣化技術(shù)氣化效率低、能耗高、污染大，將會被淘汰。從廣義上來說，即煤由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的過程，也就是從煤轉(zhuǎn)變成煤氣的過程。氣化爐是進(jìn)行煤炭氣化作業(yè)的設(shè)備；氣化原料包括各種煤或焦炭；氣化劑為氧氣或其他含氧物質(zhì)（空氣、水蒸汽。其本質(zhì)如下： 焦炭 焦化 （1） 煤質(zhì)大分子 活性的不穩(wěn)定的碳 煤焦 氣化劑 氣化劑 氣化劑 揮發(fā)分 氣態(tài)物（CO、HCH4） 圖31煤氣化本質(zhì)聯(lián)系2．煤炭氣化的主要反應(yīng)（1）碳的氧化反應(yīng)：C+O=CO+ MJ/kmol（2）碳的部分氧化反應(yīng)：2C+O=2CO + MJ/mol（3）二氧化碳的還原反應(yīng)：C+CO=2CO MJ/mol（4）水蒸汽分解反應(yīng)：C+HO（g）=CO+H MJ/molC+2HO（g）=CO+2H MJ/mol（5）一氧化碳變換反應(yīng)：CO+HO（g）=CO+H + MJ/mol（6）碳的加氫反應(yīng)：C+2H=CH + MJ/mol （7）甲烷化反應(yīng)：CO+3 H= CH+ HO +206 MJ/mol CO+3 H= CH+ CO +247 MJ/kmol CO+3 H= CH+ HO + MJ/kmol3．煤氣化影響因素 對于化學(xué)反應(yīng)速度和化學(xué)平衡來說，溫度是一個敏感的因素，在氣流床氣化爐中，爐內(nèi)溫度的提高，一方面使氣化反應(yīng)的速度常數(shù)變大，反應(yīng)速度加快，有利于碳在瞬間完全氣化；另一方面，溫度影響吸熱反應(yīng)的平衡，使水蒸汽分解反應(yīng)的平衡朝著有利于生成一氧化碳和氫氣的方向移動，因為在煤氣中一氧化碳和氫氣的含量增加，代表合成氣質(zhì)量的提高，所以一般需維持較高的反應(yīng)溫度。在高溫狀態(tài)下進(jìn)行反應(yīng)，必須考慮氣化爐的耐火材料、液渣的順利排放以及高溫煤氣的廢熱回收等問題。在粉煤氣化中，氧煤比是最重要的反應(yīng)條件，而氧耗又是重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，故氧煤比是控制氣化過程的主要手段之一。此時，煤中的碳通過部分氧化反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為煤氣中的一氧化碳；如果氧的用量超過了這個比值，則一部分碳將被完全氧化，生成二氧化碳。但是，粉煤在火焰中反應(yīng)時，大量的一氧化碳和氫氣是由下列反應(yīng)生成的。所以，按照理論用量供入氧氣，必然有一部分粉煤進(jìn)行完全氧化而生成二氧化碳和水蒸汽。也就是說，水蒸汽或二氧化碳中氧原子代替了一部分氧氣的作用，而是氧氣消耗量降低。氧煤比對氣化過程同時存在兩方面的影響：一方面，氧煤比的增加使燃燒反應(yīng)放出的熱量增加，爐溫相對提高，有利于二氧化碳還原反應(yīng)和水蒸汽分解反應(yīng)的進(jìn)行，增加了煤氣中的有效成分，提高了碳的轉(zhuǎn)化率；另一方面，氧煤比的增加，燃燒反應(yīng)所生成的二氧化碳和水蒸汽量也增加，從而增加了煤氣中的無用成分。在氣化劑中加入適量的水蒸汽可增加煤氣中氫的含量，降低氧耗，并能控制爐膛的溫度。因此，水蒸汽的加入量與粉煤的水分以及生成氣的組成要求有關(guān)。在高壓下，生產(chǎn)能力提高，氣相分壓增大，氣化反應(yīng)加快，停留時間延長，則使碳的轉(zhuǎn)化率提高。煤粒度好，比表面積大，氣化速度快，反應(yīng)時間短，碳轉(zhuǎn)化率高。即使這樣，對于大粒度煤的數(shù)量也有一定的限制。1. 煤氣化方法的分類煤氣化無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，有多種分類方法：①按氣化爐傳熱方式可分為外熱式（間接傳熱）和內(nèi)熱式（直接傳熱）兩類。③按煤與氣化劑在氣化爐內(nèi)運(yùn)動狀態(tài)可分為移動床（固定床）流化床（沸騰床）氣流床和熔融氣化方法。 表121 固定床氣化爐技術(shù)指標(biāo)項目M型爐WG爐爐膛內(nèi)徑/m氣化爐總高/m原料煤種無煙煤，焦炭無煙煤、煙煤無煙煤，焦炭入爐煤粒度/mm13751860625氣化條件氣化壓力/kPa810氣化溫度/℃