2 建设项目概况2.1 基本情况项目名称:神华宁夏煤业集团有限责任公司25万t/a甲醇项目建设性质:新建建设地点:宁夏回族自治区灵武市马跑泉地区,宁东能源化工基地煤化工园区内B1地块,其地理位置参见图2.1-1、图2.1-2。
建设规模:一套25万t/a甲醇装置项目总投资:约98834万元建设工期:24个月全厂定员:500人2.2 生产规模及产品方案本项目装置生产规模为25万t/a甲醇,主要产品为甲醇,同时副产硫磺及液氩,参见表2.2-1。
年作业时间为8000h。
表2-1产品方案及装置产量2.3 建设项目组成及平面布置2.3.1 项目组成本项目生产装置包括空分、备煤及气化、变换、低温甲醇洗、硫回收、甲醇合成和甲醇精馏单元;配套的辅助生产设施及公用工程有供热系统、冷冻站、中央控制室、中心化验室、给排水系统、脱盐水站、储运和综合办公楼等;另有部分公用工程设施将依托宁东能源化工基地煤化工园区。
本项目主要建设内容详见表2.3-1。
图2.1-1地理位置图图2.1-2宁东能源化工基地规划图表2.3-1 建设项目组成一览表2.3.2 总图布置依据厂区布置原则和工厂组成,结合厂址周围的自然条件和主要原料煤的运输方向,本项目总图布置分为三个功能分区,即厂区最南面为原料及成品区,厂区中部为生产区和动力区,厂区北面为辅助生产及厂前区。
输煤系统布置在厂区南部,考虑到全厂总平面布置的合理性及运煤栈桥的顺直短捷,将锅炉房布置在厂区的西南部并留有发展预留用地。
气化装置区靠近锅炉房布置在厂区的东南部,净化、硫回收、甲醇合成及精馏等工段组成的甲醇联合装置,布置在气化装置区北侧,空分装置布置在联合装置西侧并留有发展预留地。
成品罐区位于厂区东南角,便于成品的汽车灌装和将来的铁路运输;循环水站与消防水系统组成的水街区位于甲醇联合装置以北,脱盐水站位于甲醇联合装置以北;生活污水处理站及火炬布置在厂区西南部,即位于全厂最多风频下风侧,以减少对厂区的污染;铆焊、金工及机泵维修、化学品库和综合仓库等组成机修街区位于厂区北面的东北部;综合办公楼及中央控制室位于厂区西北靠近开发区主干。
厂区共设三个出入口,其中人流出入口位于厂区西侧北面与开发区主干道相连,方便人流出入;原料煤运输大门位于厂区西侧中部,便于原料的运入;成品货运大门位于厂区西南部,方便成品的运出且避免了人货流的交叉;消防站单独设一座大门,方便消防车辆的出入。
厂区建筑红线之间的通道宽度,根据道路布置,管线敷设和安全要求确定,主要通道为45~40m,次要通道为35~25m。
考虑到本项目为宁东能源化工基地煤化工园区的首批启动项目,故厂区附近设消防站,布置在厂区北面的空地,设独立围墙和大门,负责本区域的消防。
综合办公楼位于厂区西北,靠近基地主干道。
厂区占地面积为840m×404m,计34万m2,厂区总平面布置参见图2.3-1。
2.3.3 主要公用工程及辅助设施(1)给排水系统本项目是宁东能源化工基地煤化工园区内首批建设项目之一,水源为距宁东能源化工基地煤化工园区约5.5km处的鸭子荡水库,所需的生产、生活用水由宁东能源化工基地煤化工园区统一建设的给水管网提供。
本项目给水系统主要包括生产、生活给水系统,循环水系统,二次水系统,消防水系统等。
生产、生活给水系统主要用于厂区的生产及生活用水,平均用水图2.3-1甲醇项目平面布置图量约640m3/h,其中循环水补充水及脱盐水站供水采用基地管网直接供水,其余如生活给水等采用气压罐配水泵的供水装置加压供给,设一个200m3的生产生活水池。
本项目循环冷却水用水量平均约19230m3/h,设6座9.14m风机钢筋混凝土逆流式冷却塔(每塔处理能力大于4500m3/h),并配有循环水旁滤和加药加氯等设施。
为了提高水的利用率,本工程将循环水的排污水等清净下水作为二次回用水,供绿化、浇洒道路及部分水质要求不高的工段用水,二次水正常用量约76m3/h,最大量为104.8m3/h,供水压力0.4Mpa,采用气压罐配水泵供水装置。
本项目消防给水采用稳高压系统,系统供水压力为0.95Mpa,同一时间的火灾次数按一次考虑,消防给水量不小于300L/s,消防储备水量不小于3000m3,二次水、消防水设一座共用水池(V=4000m3);泡沫制备采用压力式混合系统,混合比按3%设置,采用抗溶性泡沫原液,泡沫混合液供给强度64L/s,选用PHY64/55型压力式空气泡沫比例混合装置两套,并联运行;本工程对甲醇中间罐区和甲醇成品罐区分别设有喷淋设施,在夏季时对储罐进行降温喷淋,根据工艺要求甲醇中间罐区平均用水量55m3/h,最大供水量66m3/h,甲醇成品罐区平均用水量85m3/h,最大供水量100m3/h,两罐区的供水压力均为0.60-0.8MPa,各喷淋系统均设喷淋回水收集池,并由水泵送出,循环使用。
本项目脱盐水站正常供脱盐水量约100m3/h,最大约150m3/h。
根据清污分流的原则,本项目排水系统主要分为生产清净废水排水系统、雨水排水系统、初期雨水排水系统、生产废水排水系统和生活污水排水系统。
本项目循环冷却水排污水部分送入二次水及消防水池进行综合利用,其余的循环冷却水排水以及冷却后的锅炉排污水、中和后的脱盐水站酸碱废水等进入生产清净废水排水系统,最终从厂区西侧的排入生产清净废水管网,排放量约179.7m3/h。
本项目净化工段的甲醇塔废水及甲醇装置的精馏废水回收作配煤浆用水,变换工段冷凝液回收用作气化洗涤用水。
气化装置排放的气化废水及污染区的初期雨水,经气化污水处理装置处理达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级排放标准后进入生产清净废水排水管网,其正常排放量约为17.5m3/h。
煤储运系统排放的含煤泥废水经混凝沉淀处理后达标后,以及生活污水及化验室、气防站等排放的废水经生活污水处理装置处理达标后,也进入生产清净废水排水管网,其正常排放量约5.9m3/h。
本项目在气化污水处理站内设一个容积为600m3的初期雨水收集池,厂区污染界区内的雨水用经管网收集后进入初期雨水池,再送气化污水处理装置进行处理,后期清净雨水则通过阀门切换排入雨水排水管网。
厂区非污染区雨水经道路雨水口收集后,经管道排入雨水排水管网,最终排入厂南侧的基地雨水排水管网。
(2)供热本项目建一座锅炉房,设置一台220t/h循环流化床锅炉;一台蒸汽透平发电系统设置25MW冷凝式汽轮发电机组。
在正常运行时,提供220t/h高压蒸汽(9.8MpaG、535℃),用以驱动空分空压机透平及甲醇合成压缩机透平,甲醇合成压缩机透平选用凝汽式蒸汽透平;空分空压机透平选用抽汽凝汽式蒸汽透平,抽汽凝汽式蒸汽透平抽出的低压蒸汽供应装置内的低压蒸汽用户。
不足部分由高压蒸汽经减温减压补充到中压蒸汽管网。
气化废热锅炉产生的高压蒸汽(10.0MpaG、510℃)用于驱动25MW冷凝式汽轮发电机组发电。
循环流化床锅炉采用掺烧石灰石粉的炉内脱硫方式;锅炉烟气除尘选用袋式除尘器,其除尘效率99.8%;锅炉烟囱排放高度为150m。
(3)供电根据宁东供电局文件宁东营销字[2004]32号《关于宁夏煤业集团有限公司甲醇项目用电事宜的答复函》,本项目用电由宁东能源化工基地建设的110千伏马莲台变双回出线供电,供电容量为2万KVA/h,同时利用气化工段副产的蒸汽设置1台33.73MVA的汽轮发电机发电,此外还有1台415KW柴油发电机,作为保安电源供电给全厂保安负荷。
本项目设一座110KV总变电所,气化界区的10KV开关所和各界区的变电所。
总变电所以双电源向全厂的10KV开关所和变电所供电。
(4)储运系统本项目拟采用公路、铁路及管道等运输方式。
煤、废渣以及零星货物、生活物资、维修材料等主要采用公路运输;成品甲醇约20%经由汽车灌装站灌装后送就近用户,其余经铁路送往全国各地用户;天然气依托基地天然气管道送入。
本项目年运输量约1082873t/a,其中运入约752325t/a,运出约330548t/a,见表2.3-2。
表2.3-2 主要物料运输情况一览表本项目所用的原料煤及燃料煤,由汽车分别从灵新煤矿和磁窑堡二矿经现有矿区公路、银青高速公路、银青高速公路至基地的公路(约500~1000m)进入厂区。
每天最大来煤按126辆(20t自卸汽车)2520t考虑,年计划运输天数为300天。
厂区内设3个Φ20m的筒仓,每个贮量为6000t,其中一个筒仓用于贮存灵新煤矿来煤(约50%原料煤),可贮存约8.65天的用煤量,另外二个筒仓用于贮存磁窑堡二矿来煤(50%原料煤和100%燃料煤),可贮存约8.35天的用煤量。
本项目蒸汽过热炉等需用的天然气为陕西靖边天然气。
陕西靖边天然气输送管道从距离基地不远处经过,本项目所需的天然气从基地天然气管道接入后输送至界区。
本项目设有甲醇中间罐区和甲醇成品罐区,见表2.3-3。
甲醇中间罐区设在甲醇装置内,有2台粗甲醇中间储罐和2台精甲醇中间储罐,其中粗甲醇中间储罐用于贮存粗甲醇和接受不合格的精甲醇或精馏工段事故停车时的系统排放液,精甲醇中间储罐存精甲醇常压塔、精甲醇加压塔和精甲醇汽提塔采出的精甲醇。
甲醇成品罐区布置在厂区南部,有2台甲醇成品储罐,用于贮存经检验合格的成品甲醇,并用泵送至汽车灌装站,通过鹤管装入汽车后外运。
(5)火炬系统本项目设一套火炬系统,用于处置开、停车及事故状态等装置排放的可燃气体,以及气化工段灰水一级水蒸尾气、二级真空闪蒸尾气、甲醇膨胀槽膨胀气等工艺废气,以保证人身及装置安全和避免污染环境。
火炬排放高度为85m。
表2.3-3 甲醇储罐一览表2.4生产工艺技术及物流组成本项目是利用当地丰富的煤炭资源,选择以煤为原料生产甲醇的技术路线,包括德士古水煤浆气化制粗煤气,粗煤气耐硫变换调整H2/CO比,低温甲醇洗脱硫脱碳,合成气压缩合成粗甲醇及精馏得到精甲醇等。
主要生产单元有空分、煤气化、变换及热回收、低温甲醇洗、硫回收、甲醇合成、氢回收、甲醇精馏等,详见物料及方框流程图2.4-1。
空分装置选用分子筛净化空气、空气增压、氧气内压缩流程,带中压增压透平膨胀机,膨胀空气进下塔,采用规整填料上塔,全精馏制氩工艺,由国内空分设备制造厂成套供货。
煤气化单元采用德士古水煤浆气化工艺的废锅流程,利用原首钢购买的气化设备,以及首钢提供的当时国外工程公司的全套详细设计资料,由国内工程公司在此基础上开展初步设计和详细设计。
该单元分为煤浆制备、气化和灰水处理三个工段,煤浆制备工段采用两套磨煤系统,均按100%的生产负荷设置,正常操作时为一开一备;气化工段设置三套气化系统,均按50%的生产负荷设置,正常操作时为二开一备;灰水处理工段按照一套100%的生产负荷设置。
气化过程是在高温高压(4.5MPaG、1400℃)条件下,使煤浆与纯氧发生部分氧化反应,生成以C0、H2、C02为主并含少量CH4、H2S等组份的粗煤气,同时废热锅炉副产的图2.4-1物流及工艺框图副高压蒸汽用于发电。