甲醇制烯烃生产厂家(共5篇)
万吨/年甲醇制20 万吨/年烯烃项目可 行 性 研 究 报 告 万吨/年聚乙烯装置 组长:杨昆霖
组员:黎晓娟 黎雪松 温春燕 赖小蓉 杨成宏 向明华 2011 年5 月
编制单位:重庆三峡学院化学与环境工程学院2008级化工班 项目总负责 赖庆柯
工艺流程 杨昆霖 黎晓娟 给排水 温春燕 设备 黎晓娟 机泵 杨成宏 总图 向明华 结构 杨昆霖 建筑 杨昆霖 电气 杨成宏 仪表 向明华 暖通 赖小蓉 环保 赖小蓉 市场经济 温春燕 经济核算 黎雪松
过程计算:黎晓娟 赖小蓉
黎雪松
目 录 概述......................................................................1 1.1 编制原则................................................................1 1.2 装置规模及开工时数......................................................1 1.3 工艺路线................................................................1 1.4 装置范围................................................................1 1.5 主要技术经济指标........................................................2 2 原料及产品性质............................................................4 2.1 原料规格................................................................4 2.2 辅助原材料..............................................................6 2.3 产品规格................................................................7 3 市场分析..................................................................9 3.1 我国聚乙烯供需分析及预测..............................................9 3.1.1 供需概述............................................................9 3.1.2 国内生产状况分析....................................................10 3.1.3 国内进口状况分析...................................................11 3.1.4 高密度聚乙烯国内消费市场分析........................................12 3.1.5 国内市场供需预测....................................................13 3.2 聚乙烯价格分析及趋势预测..............................................15 3.2.1 我国市场价格走势分析................................................15 3.2.2 价格变化趋势测......................................................16 4 工艺技术路线选择........................................................17 4.1 HDPE 工艺技术简介.....................................................17 4.2 各种工艺技术特点......................................................18 4.3 工艺选择结论..........................................................23 4.4 工艺流程..............................................................23 4.4.1 催化剂配制及加料....................................................23 4.4.2 聚合部分............................................................23 4.4.3 分离和干燥..........................................................24 4.4.4 造粒................................................................24 4.4.5 粒料掺混、包装与码垛................................................24 4.4.6 己烷蒸馏............................................................24 4.5 主要操作条件..........................................................24 5 物料平衡及产品流向......................................................25 6 主要设备选择............................................................26 6.1 设备概况..............................................................26 6.2 主要设备特点及主要设备表..............................................26 6.2.1 主要设备特点........................................................26 6.2.2 主要工艺设备表......................................................28 6.2.3 超限设备表..........................................................33 7 总平面布置及土建........................................................34 7.1 总图布置..............................................................34 7.1.1 总图布置原则........................................................34 7.1.2平面布置............................................................34
7.1.3 竖向布置............................................................34 7.1.4 装置区道路及绿化....................................................34 7.1.5 主要工程量..........................................................34 7.2 装置平面布置..........................................................35 7.2.1 装置工艺特点........................................................35 7.2.2 装置布置说明........................................................35 7.2.3 装置布置设计一般原则................................................35 7.2.4 标准规范............................................................36 7.3 土建..................................................................36 7.3.1 建筑................................................................36 7.3.2 结构................................................................40 7.3.3 采暖通风空调........................................................43 8 自动控制..............................................................48 8.1 概述................................................................48 8.1.1 设计原则..........................................................48 8.1.2 采用的标准、规范..................................................48 8.2 自动控制水平及方案..................................................48 8.2.1 自动控制水平......................................................48 8.2.2 自动控制规模......................................................50 8.2.3 自动控制方案......................................................50 8.2.4 主要安全技术措施..................................................51 8.3 控制室..............................................................51 8.4 仪表选型............................................................52 8.4.1 温度仪表..........................................................52 8.4.2 压力、压差仪表....................................................52 8.4.3 流量仪表..........................................................52 8.4.4 液位仪表..........................................................53 8.4.5 执行器(控制阀).................................................53 8.4.6 分析仪表..........................................................53 8.5 消耗指标............................................................55 9 电气..................................................................56 9.1 概述................................................................56 9.1.1 设计范围及分工....................................................56 9.1.2 用电负荷及负荷等级................................................56 9.2 供、配电系统设计....................................................57 9.2.1 电源情况..........................................................57 9.2.2 供电电源电气参数、配电电压等级....................................57 9.2.3 供电方案..........................................................57 9.2.4 继电保护和测量仪表的配置..........................................58 9.2.5 功率因数补偿原则和方式............................................58 9.2.6 配电设计规定......................................................58 9.2.7 照明设计..........................................................59 9.2.8 防雷、接地........................................................59 9.3 节能措施............................................................59
9.4 采用的主要标准规范..................................................59 9.4.1 电气设备材料......................................................60 9.4.2 选型原则..........................................................60 9.4.3 电气设备材料选型表................................................60 10 消耗指标及节能.......................................................62 10.1 装置能源计量器具的配备原则.........................................62 10.2 公用工程消耗及能耗指标.............................................62 10.3 节能措施...........................................................62 11 环境保护.............................................................64 11.1 主要污染源、主要污染物和处理方法...................................64 11.1.1 主要污染源、主要污染物...........................................64 11.1.2 废水、废气、废渣及噪声处理措施...................................66 11.2 环境管理与监测....................................................68 11.3 环境保护投资估算..................................................68 12 安全卫生............................................................69 12.1 概述..............................................................69 12.2 生产过程中主要物料的危险、危害分析................................69 12.2.1 危险物料........................................................69 12.2.2 噪声危害........................................................70 12.3 主要安全卫生措施..................................................71 12.4 安全机构设置及人员配备............................................72 12.5 安全卫生专用投资估算..............................................72 13 装置定员............................................................73 14 概算................................................................74 14.1 投资估算范围......................................................74 14.2 编制依据..........................................................74 14.3 需要说明的问题....................................................74 14.4 投资估算..........................................................74 附图:工艺流程图、平面布置图、供电系统图...............................78 概述
1.1 编制原则
本可行性研究报告是对华能满州里煤化工有限公司60 万吨/年甲醇制20 万吨/ 年烯烃项目中一套9 万吨/年高密度聚乙烯装置进行可行性研究。
本项目针对国内聚乙烯市场、产品应用以及生产现状进行充分的调查及研究,并对Ineos 的淤浆双环管工艺、Univation 的气相流化床工艺、Borealis 的淤浆环管+ 气相流化床工艺以及中石化科技开发公司CX 淤浆搅拌釜聚乙烯技术进行了深入的 探讨,在充分了解各家技术的先进性、业绩及操作经验、产品特点的基础上编制了可 行性研究报告。
该项目充分贯彻国产化原则,在保证装置安全稳定运转的基础上,尽量减少引 进,降低投资。
按照“三同时”的原则进行设计,搞好环境保护和职业安全卫生,尽量减轻操作员 工的劳动强度。项目的实施执行国家相关的法律和法规,在获得经济效益的同时产生 良好的社会效益。
1.2 装置规模及开工时数
装置规模:年产9 万吨聚乙烯粒料; 开工时数:年操作8000 小时。1.3 工艺路线
采用国产化“淤浆法HDPE”工艺。1.4 装置范围
本项目研究范围包括:HDPE 装置的主要生产单元及其辅助生产设施。
装置的主要生产单元包括催化剂配制、聚合、分离干燥、挤压造粒、掺混风送、低聚物处理、溶剂回收,公用工程及辅助生产设施共八个工段。各工段编号如表1.4-1 示:
设计界面与分工:
(1)本装置所需循环水、消防水、生活水、生产给水、蒸汽、仪表空气、装置 空气、氮气、冷冻水等由全厂公用工程系统供给。
(2)装置所用催化剂、添加剂主要贮存在PE 和PP 设置统一的化学品库房内。(3)装置排放的可燃性气体送往火炬系统。2(4)分析化验室及仪器由总体统一考虑。表1.4-1 项目主项表及设计内容 工段号 工段名称 100 催化剂配制 200 聚合工段 300 分离干燥工段 400 造粒工段 500 掺混风送工段 600 低聚物处理工段 700 溶剂回收工段
800 公用工程及辅助生产设施包括:分子筛再 生气,密封油,蒸汽凝液回收,火炬气凝 液罐等系统
1.5 主要技术经济指标
表1.5-1 主要技术经济指标表
序号 指 标 名 称 单 位数 量 备 注 一 原料量 乙烯 万吨/年9.4 2 丁烯-1 万吨/年0.0513 3 丙烯 万吨/年0.04225 4 氢气 吨/年 67 二 化学品及催化剂 1 三乙基铝 吨/年 18.2 2 BCE 催化剂 吨/年 10.1 3 稳定剂 吨/年 270 4 己烷 吨/年 2137 三 产品及副产品 高密度聚乙烯 万吨/年9.1235 2 低聚物 万吨/年0.25 四 公用工程 循环冷却水 吨/时 3000 4000 最大 2 脱盐水 吨/时 1 2(最大)3 序号 指 标 名 称 单 位数 量 备 注 3 电 kWh/h 9000 4 高压蒸汽(3.8MPa)吨/时 2 3.2(最大)5 中压蒸汽(1.0MPa)吨/时 4 6.4(最大)6 低压蒸汽(0.35MPa)吨/时 6 9(最大)7 氮气 Nm3/h 800 1500(最大)仪表空气 Nm3/h 1200 2000(最大)9 装置用空气 Nm3/h 0 1600(最大)10 高压消防水 吨/时 0 1000(最大)五 定员 人 40 注1 六 占地 万平方米1.908 七 运输量 产品 万吨/年9.1235 八 三废排放物 废气 Nm3/h 5950 5975 2 火炬气 吨/年 1200 3 废水 m3/h 2.2 75(最大)4 废渣 吨/年 0 26.5(最大)九 建设投资 万元 48842 其中外汇 万美元934 注1:仅为操作人员。
注2:火炬系统最大排放量。4 2 原料及产品性质 2.1 原料规格
(1)乙烯
表 2.1-1 乙烯规格表 组 成 规 格 备注 乙烯 99.9%vol 最小
甲烷,乙烷 0.1%vol 最大 丙烯和重组分 50ppm vol 最大 乙炔 5ppm vol 最大 一氧化碳 1ppm vol 最大 二氧化碳 5ppm vol 最大 氧 5ppm vol 最大 氢 10ppm vol 最大 水 5ppm vol 最大
含氧有机化合物 5ppm vol 最大 总硫 1ppm wt 最大 供应条件
来源:上游MTO 装置 状态:气体 温度:环境温度 压力: 最小3.0MPa 正常 3.2 MPa 最大 3.5 MPa(2)丙烯
表 2.1-2 丙烯的规格表 组 成 规 格 备注 丙烯 99.6%vol 最小
甲烷,乙烷,丙烷,氮 0.4%vol 最大 乙烯 50ppm vol 最大 丁二烯 10ppm vol 最大 丁烯类 15ppm vol 最大 乙炔类 3ppm vol 最大 5 丙二烯 10ppm vol 最大 一氧化碳 1ppm vol 最大 二氧化碳 3ppm vol 最大 氧 1ppm vol 最大 氢 10ppm vol 最大 水 5ppm vol 最大 总硫 1ppm wt 最大
醇(以甲醇计)1ppm wt 最大 氯(以HCl 计)1ppm wt 最大 供应条件
来源:上游MTO 装置 状态: 液体 温度: 环境温度 压力: 最小 2.5MPa,正常 2.6MPa,最大 2.7MPa(3)丁烯-1 表2.1-3 丁烯-1 规格表 组 成 规 格 备注 丁烯-1 99.0%wt 最小 水 25ppm wt 最大
总硫 10pp wt 最大 正丁烷 0.3% wt 最大 异丁烯 0.5% wt 最大 异丁烷 0.1% wt 最大
1,3-丁二烯 200ppm wt 最大 供应条件
来源:外购 状态: 液体 温度: 环境温度 压力: 最小 0.4MPa 正常 0.5MPa 最大 0.6MPa 6(4)氢气
表 2.1-4 氢气规格表 组 成 规 格 备注
氢气 99.9%wt vol 最小
甲烷和比甲烷重的烷烃 0.1% vol 最大 氧 10PPM vol 最大 水 5PPM vol 最大
一氧化碳 5PPM vol 最大 二氧化碳 10PPM vol 最大 总硫量 1PPM wt 最大 供应条件:
来源:总体管网 状态: 气体 温度: 环境温度 压力: 最小 4.4MPaG 正常 4.5MPaG 最大4.6MPaG 2.2 辅助原材料(1)己烷
表2.2-1 己烷规格表 组 成 规 格 备注 外观 无色透明
比重(15℃/4℃)0.673±0.01 铜片腐蚀试验 无颜色变化 反应 中性
蒸馏试验 5~95%的馏出物需在 66~70℃之间蒸馏出,并 且最好的温度范围是2℃ 溴指数 100mg Br/100g 最大 苯 100ppm vol 最大 水 200ppm vol 最大 供应条件:
压力: 最小:0.35MPa 正常:0.45MPa 最大:0.50MPa 7 温度: 环境温度(2)其它
其它辅助原材料有分子筛等。2.3 产品规格
(1)各种牌号产品的主要规格见表2.3-1。
表2.3-1 产品规格表 牌号 熔融指数 g/10min 密度 g/cm3 分子量 分布指 数NNI 粉料中灰 份 wt% 屈服强 度 kg/cm2 1300J 12~17 0.963~0.967 20~32 0.04 最大 240 最小 2100J 5.5~7.5 0.955~0.959 20~32 0.04 最大 200 最小 2200J 4.4~6.5 0.966~0.970 20~32 0.05 最大 250 最小 2208J 4.4~6.5 0.966~0.970 20~32 0.05 最大 250 最小 5306J 15~20 0.951~0.955 20~30 0.04 200 5200B 0.25~0.45 0.961~0.965 30~50 0.04 最大 230 最小 5301B 0.5~0.8 0.958~0.962 >50 0.03 250 最小 6003T 0.15~0.35 0.956~0.960 >70 0.04 230 6200B 0.30~0.50 0.957~0.961 >60 0.04 220 最小 8200B 0.020~0.04 0.953~0.958 >70 0.04 3300F 0.90~1.3 0.952~0.956 20~30 0.02 190 最小 5000S 0.80~1.1 0.952~0.956 20~30 0.03 190 最小
5200S 0.25~0.45 0.961~0.965 30~50 0.04 最大 230 最小 6100M 0.10~0.17 0.952~0.956 >70 0.05 最大 180 最小 7000F 0.03~0.055 0.949~0.953 >90 0.04 230 4803T 0.02~0.04 0.948~0.952 >70 0.04 230 注:每个项目的分析方法如下:
熔融指数: GB/T 3682-2000 密度: GB/T 1033-86 粉料中灰份: GB/T 9345-88 屈服强度: GB/T 1040-92 NNI: Q/SH 039.03.01-1998 8(2)副产品规格 低聚物规格:
形态:片状固体 熔点:60~115℃
粘度(厘泊): 150℃ 30 ~ 3000 200℃ 20 ~ 900 灰份(wt%): 0.005~0.03 分子量: 1000~10000 含硫量(ppm): <1 燃烧热(kJ/kg):41868 ~ 46055 9 3 市场分析
聚乙烯是一种通用的聚合物产品,目前最大的聚乙烯单体装置已达到48 万吨/ 年,平均装置规模也达到了18.6 万吨/年。
到2007 年底,全球聚乙烯生产能力已达到7812 万吨/年,产量6736 万吨,消 费量6597 万吨,是五大合成树脂中消费增长较快的品种之一。
线型聚乙烯是用低压液相法工艺或气相法工艺生产的。低压液相法有两种工艺: 浆液法和溶液法,其中溶液法工艺可交替生产HDPE 和LLDPE,工业上称为可转换 装置。浆液法工艺主要用来生产HDPE。
华能满洲里项目拟采用淤浆法国产化专有技术,通过催化剂配制、聚合、分离干 燥、造粒、掺混分送、低聚物处理、溶剂回收等过程生产HDPE,可生产牌号为: 注塑成型:1300J、2100J、2200J、2208J、5306J 吹塑成型:5200B、6200B、8200B、5301B、6003T 挤塑成型:3300F、5000S、5200S、6100M、7000F、4803T 3.1 我国聚乙烯供需分析及预测 3.1.1 供需概述
2002-2007 年,国内乙烯生产能力从365.8 万吨/年增长至709.6 万吨/年,年均 增长率达14.4%。其产量从355.2 万吨增至715.3 万吨,年均增长率达15.0%。由于近年我国聚乙烯需求旺盛,聚乙烯表观消费量的年均增长率达到7.5%;近年随着新建聚乙烯项目增多,产量逐年上升,自给率明显回升,从2002 年42.8%上 升至2007 年的71.7%;也导致进口增幅有所下降,到2007 年进口量已开始减少,进口量低于2006 年约36 万吨。10 表3.1-1近年我国聚乙烯供需状况 万吨/年,万吨,% 年份 能力 产量 进口量 出口量 表观消费量 自给率 2002 365.8 355.2 455.9 1.1 810.1 43.8 2003 389.8 413.0 469.0 1.5 880.5 46.9 2004 400.3 432.3 479.7 2.0 910.0 47.5 2005 552.1 503.5 526.0 5.73 1023.8 49.2 2006 684.6 607.8 489.2 3.96 1093.0 55.6 2007 709.6 715.3 453.4 6.04 1162.7 71.7 年均增长率 14.4 15.0-0.1 40.6 7.5 10.4 3.1.2 国内生产状况分析
截止2007 年底,全国共有聚乙烯装置41 套,能力合计709.6 万吨/年。其中高 密度聚乙烯装置14 套,生产能力合计248.5 万吨/年。2007 年,全国聚乙烯新增能 力25 万吨/年。
2007 年国内聚乙烯产量为715.3 万吨,较2006 年增加了17.7%。除新建装置 外,其它绝大部分装置产量都突破了其设计能力。11 表3.1-2 2007年我国聚乙烯装置(HDPE)生产情况一览表 万吨/年,万吨 产品 生产企业 生产能力 产量 中石油辽阳石化分公司 7.0 5.0 中石油大庆石化分公司 22.0 20.3 中石油吉林石化分公司 30.0 28.7 中石油独山子石化分公司6.3
中石油抚顺石化分公司√ 54 盐水泵 离心式 2 C.S SS304 √ 55 乙二醇给料泵 气动式 2 SS304-√ 56 冷凝液输送泵 离心式 2 铸铁 铸铁 √ 57 去过热泵 离心式 2 SS304 SS304 √ 58 废己烷输送泵 离心式 1 C.S C.S √
第1 聚合釜釜底过滤器 漏斗式 1 SS304 √ 60 第2 聚合釜釜底过滤器 漏斗式 1 SS304 √ 61 粉末旋转阀 1 SS304 √
旋转阀 1 SS304 √ 63 旋转阀 1 SS304 √ 64 添加剂加料器 1 √ 65 滑板阀 1 SS304 √ 66 滑板阀 1 SS304 √ 67 混炼造粒机 1 √
热水过滤器 箱式 1 SS304 √ 69 颗粒振动筛 1 √ 70 滑板阀 1 SS304 √ 71 颗粒旋转阀 1 SS304 √
己烷过滤器 立式 2 C.S/SS304 √ 30 设备来源
序号 名称 型号 数量材质 国内 进口
倒袋站/料斗 1 √ 74 添加剂缓冲料斗 1 √
BCE 稀释罐 立式 2 SS304 √ 76 AT 稀释罐 立式 1 SS304 √ 77 AT 稀释副罐 立式 1 SS304 √ 78 密封罐 立式 1 CS √ 79 排出罐 立式 1 CS √
第一聚合反应器 立式 1 夹套:SS304 √ 81 第一淤浆稀释罐 立式 1 壳体:SS304 √ 82 第一闪蒸罐 立式 1 SS304 √ 83 第一己烷收集罐 立式 1 SS304 √ 84 第一闪蒸气密封罐 立式 1 SS304 √ 85 第二聚合反应器 立式 1 SS304 √
第二淤浆稀释罐 立式 1 夹套:SS304 √ 87 第二闪蒸罐 立式 1 壳体:SS304 √ 88 第二己烷收集罐 立式 1 SS304 √ SS304 89 压缩机吸入罐 立式 1 壳体:SS304 √
第二闪蒸气密封罐 立式 1 壳体:SS304 √ 91 中间排出罐分离器 立式 1 夹套:SS304 √ 92 排液分离罐 立式 1 SS304 √ 93 丁烯-1 贮罐 卧式 1 √ 94 母液罐 立式 1 CS √ SS304 95 干燥气洗涤器 立式 1
SS304 √
净化气除雾器 立式 1 SS304 √ 97 净化气密封罐 立式: 1 SS304 √ 98 压缩机吸入罐 立式 1 SS304 √ SS304 99 干燥气除雾器 立式 1 SS304 √
干燥气密封罐 立式 1 SS304 √ 101 低聚物储罐 卧式 1 壳体:CS √ 102 汽提塔接受罐 卧式 1 盘管:CS √ 103 已烷干燥器 立式 2 CS √ 104 闪蒸罐 立式 1 CS 内件SS √
脱活器 立式 1 CS √ 31 设备来源
序号 名称 型号 数量材质 国内 进口
烃分离罐 立式 1 CS √
排放罐 卧式 1 壳体:CS` √
排放罐 卧式 1 盘管和夹套:CS` √ 109 已烷汽提罐 立式 1 壳体:CS` √ 110 已烷接受罐 立式 1 盘管:CS` √ 111 高压密封油罐 立式 1 CS` √ 112 低压密封油罐 立式 1 CS` √ 113 返回密封油罐 立式 1 CS` √
中压蒸汽冷凝液罐 立式 1 CS`(去雾器SS)√ 115 低压蒸汽冷凝液罐 立式 1 CS √ 116 火炬分液罐 卧式 1 CS √ 117 已烷汽提塔 立式 1 CS √ 118 已烷脱水塔 立式 1 CS √ 119 粉料料斗 立式锥顶 1 铝 √ 120 粗已烷贮罐 立式 1 CS √ 121 纯已烷贮罐 立式 1 CS √ 122 补充已烷贮罐 立式 1 CS √ 壳体
排出冷凝器 管子 1 CS
CS √ 壳体
第一釜顶冷凝器 管子 1 CS SS304 √
壳体 1 CS √
第一闪蒸气冷凝器 管子 SS304 √ 壳体
第二釜顶冷凝器 管子 1 CS SS304 √ 壳体
第二闪蒸气冷凝器 管子 1 CS SS304 √ 壳体
闪蒸气冷却器 管子 1 CS SS304 √ 壳体
中间冷却器 管子 1 CS SS304 √
管子 1 SS304 √ 130 后冷器 壳体 CS √ 壳体
排出气冷却器 管子 1 SS304 CS √ 32 设备来源
序号 名称 型号 数量材质 国内 进口 壳体
乙烯预热器 管子 1 CS √ 管子
干燥气冷凝器 壳体 1 SS304 CS √ 壳体
干燥气加热器 管子 1 CS SS304 √ 壳体
吹扫气冷凝器 管子 1 CS SS304 √
壳体 CS 136 蒸汽冷却器 管子 1 CS √
壳体 CS
净化气冷凝器 管子 1 SS304 √
壳体 CS 138 净化气冷却器 管子 1 SS304 √
壳体 CS 139 干燥气冷却器 管子 1 SS304 √
壳体 CS 140 水冷器 管子 1 CS √
壳体 CS 141 己烷预热器 管子 1 CS √
壳体 CS 142 粗己烷再沸器 管子 2 CS √
壳体 CS 143 己烷塔顶冷凝器 管子 1 CS √
壳体 CS 144 脱水塔再沸器 管子 2 CS √
壳体 CS 145 脱水塔塔底冷却器
管子 1 CS √
管子 CS 146 放空冷凝器 壳体 1 CS √
管子 CS 147 闪蒸预热器 壳体 4 CS √
壳体 CS 148 低聚物预热器 管子 1 CS √
壳体 CS 149 放空气冷凝器 管子 1 CS √
壳体 CS 150 放空冷凝器 管子 1 CS √ 33 设备来源
序号 名称 型号 数量材质 国内 进口 壳体 CS 151 己烷冷凝器 管子 1 CS √
壳体 CS 152 排空冷凝器
管子 1 CS √
壳体 CS 153 再生气体加热器 管子 1 CS √
壳体 CS 154 高压密封油冷却器 管子 1 CS √
壳体 CS 155 低压密封油冷却器 管子 1 CS √
壳体 CS 156 蒸汽冷凝器 管子 1 CS √
157 颗粒料仓 立式 5 铝 √ 6.2.3 超限设备表
本装置中可能的超限设备如下 表6.2-2 超限设备表
序号 名称 规格(mm)重量(kg)1 第一聚合反应器 φ5000×5000 82000 2 第二聚合反应器 φ5000×5000 82000 3 已烷脱水塔 φ2100×14300 19000 4 粗已烷储罐 φ8200×8300 18300 5 纯已烷储罐 φ9200×9800 26200 6 补充已烷储罐 φ8200×8300 18300 34 7 总平面布置及土建 7.1 总图布置
7.1.1 总图布置原则
(1)满足国家有关的防火、防爆、安全等规范、规定的要求;(2)满足工艺流程的需要,避免工艺流程迂回往复;(3)满足交通运输的要求;
(4)总平面布置充分考虑与现有设施之间的结合,靠近公用工程供应中心,节省 能耗;
(5)总平面布置充分利用现有土地资源,以节约用地。7.1.2平面布置 万吨/年聚乙烯装置(HDPE 装置)位于满洲里市扎赉诺尔区重化工基地内,即华 能满洲里煤化工有限公司厂区预留地内。其东面为甲醇制烯烃装置(DMTO 装置),南 面为厂前区,西面为预留地,北面为聚丙烯装置(PP 装置),该装置占地19080平方 米。其变配电所、中央控制室采用联合集中布置,置于装置内西面,为本装置配套的公 用工程设施及罐区等由总体院统一考虑。7.1.3 竖向布置
聚乙烯装置区内原场地标高在622.5~637.5 米。经过前期的场地平整,确定标高为 633.1 米。地块周边的主要道路标高在632.0 米至632.7 米之间变化。装置区内的竖向 设计采用平坡式的布置方式,场地雨水排入总体雨水管网。7.1.4 装置区道路及绿化
装置内消防检修道与装置周围道路连成环形道路,以便于消防和检修。新建道路需 能承受大型消防车荷载并满足行车安全条件,道路宽度不小于6m,转弯半径不小于 12m,路面混凝土标号不低于C30。
绿化布置与厂区已有绿化风格协调一致,合理配植绿化树种,使装置区绿化率达到 20%。
7.1.5 主要工程量 35 表 7.1-1 主要工程量表
序号 工程名称 单位数量 备 注 1 装置区用地面积 m2 19080 2 场地平整 m2 31200 3 装置道路及承重铺装面 m2 13700 4 人行道及非承重铺装面 m2 4000 5 绿化面积 m2 6250 7.2 装置平面布置 7.2.1 装置工艺特点
本装置主要涉及物料,工艺原料有乙烯、丁烯-
1、丙烯、氢气,主要化学品有已烷、三乙基铝等,产品为高密度聚乙烯。其中乙烯、氢气在可燃气体的火灾危险性分类中属 甲类;丁烯-
1、丙烯在液化烃、可燃液体的火灾危险分类中属甲A 类,己烷属甲B 类; 其产品聚乙烯在甲、乙、丙类固体的火灾危险性分类中属丙类。此生产装置涉及的原料 与主要化学品均属易燃、易爆介质。7.2.2 装置布置说明
本装置长212 米,宽90 米,总占地面积为19080平方米。
本装置原则上除挤压造粒区置于厂房内,其余所有设备均为露天布置。将聚乙烯装 置按工艺要求分成若干单元,各单元根据工艺流程分别布置,并以主管廊与副管廊相结 合的原则,合理的联成一体。这种布局有利于设备检修,而且管线顺而短,占地面积少。详细布置见附图 2“装置总平面布置图”。7.2.3 装置布置设计一般原则
(1)装置布置和设备布置应符合《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92(1999 年版)、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92 和《石油化工
工艺装置布置设计通则》SH3011-2000 相关条款规定;
(2)装置布置应满足防火、防爆、安全、健康卫生、检修和操作等要求;(3)工艺装置区应设环形消防车道;
(4)装置内道路、通道和消防设备的设置应考虑安全空间和紧急情况下的安全撤 离;
(5)设备布置设计应满足工艺流程、安全生产和环境保护的要求,并应考虑以下 各方面的需要: 36 a)工厂总体布置;
b)操作、维护、检修、施工和消防; c)节省用地、减少能耗和节约材料。(6)设备布置应按下列原则考虑:
a)根据自然条件确定设备、设施与建筑物的相对位置;
b)根据气温、降水量、风沙等气候条件和生产过程或某些设备的特殊要求,决 定设备是否采用室内布置;
c)根据装置竖向布置,确定装置地面零点标高与绝对标高的关系; d)根据地质条件,合理布置重荷载和振动的设备;
e)设备、建筑物、构筑物宜布置在同一地平面上。当受地形限制时,应将控制 室、变配电室、化验室、生活间等布置在较高的地平面上;装置储罐宜布置 在较低的地平面上。7.2.4 标准规范
装置平面布置符合下列规范: 表 7.2-1 执行的标准规范 序号 标准编号 标准名称 备注 国家标准 GB 50058-92 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 2 GB 50160-92 石油化工企业设计防火规范(1999 版)3 GBJ 16-87 建筑设计防火规范(2001 版)行业标准 SH 3010-2000 石油化工设备和管道隔热技术规范 2 SH 3011-2000 石油化工工艺装置布置设计通则 SH 3043-2003 石油化工设备管道钢结构表面色和标志规定 4 SH 3047-1993 石油化工企业职业安全卫生设计规范 7.3 土建 7.3.1 建筑(1)概述 37 a)设计范围及分工
本装置的建(构)筑设计主要有挤出机厂房、变配电所及现场机柜室、压缩机棚、低聚物处理厂房、雨淋阀门室、聚合反应框架、回收框架、掺混料仓框架及主管廊。b)建筑设计概况 挤出机厂房
挤出机厂房为四层(各层层高分别约为10m、7.1m、7.3m、8.2m)钢筋混凝土框
架,填充墙结构建筑物。按照工艺需要,本单体主体建筑1~4层均为挤出机厂房。建筑
长38m,宽27m,高为39m。建筑物占地面积为1026m2,建筑面积为4104m2,生产的 火灾危险性分类为丙类,建筑耐火等级为一级,屋面防水等级为Ⅱ级。
变配电所及现场机柜室
控制室及变配电所为钢筋混凝土框架结构建筑物,其中控制室为单层钢筋混凝土框
架/剪力墙结构,装置变配电所为二层(含电缆夹层)钢筋混凝土框架填充墙结构。建筑 长90m,宽27m,建筑总高为7.5m。建筑物占地面积为2430m2,建筑面积为4050m2,生
产的火灾危险性分类为丙(变配电所)/丁类(控制室),建筑耐火等级为一(变压器室)/二级(其他),屋面防水等级为Ⅱ级。
压缩机棚
压缩机棚为单层轻钢结构建筑物。建筑物占地面积为120m2,建筑面积为120m2,建筑层高为15m。生产的火灾危险性分类为甲类,建筑耐火等级为二级,屋面防水等级 为Ⅲ级。
低聚物处理厂房
低聚物处理厂房为三层钢筋混凝土框架,填充墙结构建筑物。建筑物占地面积为 144m2,建筑面积为432m2,建筑物总高为24m。生产的火灾危险性分类为丙类,建筑 耐火等级为二级,屋面防水等级为Ⅱ级。
雨淋阀门室
雨淋阀门室为单层钢筋混凝土框架,填充墙结构建筑物。建筑物占地面积为40m2,建筑面积为40m2,建筑层高为3.8m。生产的火灾危险性分类为戊类,建筑耐火等级为 二级,屋面防水等级为Ⅱ级。
聚合反应框架
聚合反应框架:地上12m范围内采用现浇钢筋混凝土框架结构,12m以上采用钢结 构框架。38
回收框架
回收框架采用钢结构框架结构。
掺混料仓框架
掺混料仓框架采用现浇钢筋混凝土框架,框架顶层采用厚板结构。
主管廊
主管廊采用纵梁式钢结构管架,局部跨越道路大跨度桁架。(2)建筑设计原则
a)遵守国家及地方规范、规定及标准,在满足生产管理及操作要求的同时,力求 美观与经济的有机结合。
b)厂房的建筑设计在满足工艺生产的条件下,使平面布局整体而合理,立面造型 简洁而明快,同时积极控制内装修的设计标准。
c)建筑单体力求联合设置,以加强各部分的联系,节约用地,节省能源,并有利 于形成较完整的建筑体量和较丰富的空间环境。
d)针对石油化工生产装置介质的易燃易爆、高压、腐蚀及有毒性,对建筑物采取 必要的安全防护措施,并注意劳动和环境卫生。
e)建筑设计所采用的标准、规范应尽量与当地建筑环境及建筑标准相适应。f)根据功能需要,合理采用新材料及新技术。(3)技术标准规范
a)《房屋建筑制图统一标准》 GB/T50001-2001 b)《建筑制图标准》 GB/T50104-2001
c)《建筑设计防火规范》 GB50016-2006 d)《石油化工企业设计防火规范》 GB50160-92(1999 版)e)《建筑内部装修设计防火规范》 GB50222-95(2001 版)f)《屋面工程技术规范》 GB50345-2004 g)《建筑地面设计规范》 GB50037-96 h)《工业建筑防腐蚀设计规范》 GB50046-2008 i)《石油化工生产建筑设计规范》 SH3017-1999 j)《工业企业设计卫生标准》 GBZ1-2002 k)《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ113-2003 l)《建筑工程建筑面积计算规范》 GB/T50353-2005 39 m)《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001 n)《石油化工建(构)筑物抗震设防分类标准》GB 50453-2008 o)《石油化工控制室和自动分析器室设计规范》 SH 3006-1999 p)《建筑工程抗震设防分类标准》 GB 50223-2004 q)《石油化工企业建筑抗震设防等级分类标准》SH 3049-93(4)建筑设计要求
a)建筑布置及高度合理,满足使用目的及功能要求。
b)建筑布局考虑到人员安全要求,为人员疏散提供安全保障。c)建筑设计应为使用人员提供良好的工作环境。
d)进行抗爆设计的建筑物,应为内部工作人员和设备提供安全保障。e)建筑物设计应满足国家、地方、行业的规范、规定及标准。(5)主要建筑材料
外墙面:采用丙烯酸弹性外墙涂料
屋面:钢筋混凝土屋面的防水层为改性沥青防水卷材,保温隔热层采用60 厚自熄
型挤塑聚苯板保温;半敞开式厂房不设保温层。屋面一般采用有组织排水,防水材料采 用新型柔性防水卷材,防水等级为II 级。半敞开式厂房屋面采用单层彩色金属压型板。对温度要求高的建筑物设架空隔热层。
墙体:框架结构填充墙采用轻集料混凝土小型空心砌块墙,外墙300 厚,内墙200 厚。中控室、机柜室采用钢筋砼抗爆墙。半敞开式厂房局部围护结构采用单层彩色压型 钢板。有空调、采暖、保温等特殊要求的房间,外贴50 厚挤塑聚苯板保温层。楼地面:控制室、机柜室等选用石材、中档地砖;生产用房选用普通地砖、水磨石 或水泥砂浆楼、地面;控制室、机柜室局部采用抗静电活动地板,有防火、防爆要求的 建筑物采用不发火花水泥地面,钢格板楼面。有酸碱浸蚀的房间采用耐酸碱瓷砖楼、地 面。有防油污浸蚀的化验室采用环氧砂浆自流平楼、地面。顶棚:主要采用矿棉板吊顶、铝合金板吊顶、乳胶漆饰面等
内墙面:一般抹灰、喷(刷)浆或内墙涂料,有防水、防潮、清洁要求的内墙面,应按使用要求的高度设置墙裙。有较高洁净要求的房间,可选用中级涂料、油漆墙面。门窗:有抗爆要求的建筑物外门采用抗爆门,其余建筑均采用单框单(双)玻铝合 金门窗、钢质防火门窗或钢百叶窗;内门窗宜选用木门窗或铝合金门窗。(6)主要建筑设计标准 40 a)《平屋面建筑构造
(一)》 99J201-1 b)《外墙外保温建筑构造
(一)》 02J121-1
c)《铝合金、彩钢、不锈钢夹芯板大门》 03J611-4 d)《特种门窗》 04J610-1 e)《防火门窗》 03J609 f)《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》 01J925-1 g)《蒸压加气混凝土砌块建筑构造》 03J104 h)《混凝土小型空心砌块墙体建筑构造》 05J102-1 i)《钢梯》 02J401、02(03)J401 j)《楼梯 栏杆 栏板
(一)》 06J403-1(7)建筑物一览表
表7.3-1 装置主要建筑物一览表 序 号
建(构)筑物名 称 生产 类别 耐火等
级 建筑结构型式 占地面 积(m2)建筑面
积(m2)备注 1 挤出机 厂房
丙 一 钢筋混凝土框架1026 4104 按轴 线计 算 2 变配电 所及现 场机柜 室 丙/ 丁 一/二
钢筋混凝土框架 /剪力墙 2430 4050 按轴 线计 算 压缩机 棚
甲 二 轻钢结构 120 120
按轴 线计 算 4 低聚物 处理厂 房
丙 二 钢筋混凝土框架144 432 按轴 线计 算 雨淋阀 门室
戊 二 钢筋混凝土框架40 40 按轴 线计 算
7.3.2 结构
(1)结构工程地质条件
厂址位于满洲里市扎赉诺尔高新技术产业园区重化工能源基地西区,距离扎赉诺尔 老城区约5km。地貌以低山丘陵为主,地形高低起伏不平,标高560.25m~592.99m,相对高差30m。本设计地质情况参考60 万吨/年煤制甲醇项目可研报告地质情况进行设 41 计。
地质情况:①植土:黑褐色,含植物根系。一般厚度0.4m~0.6m。②角砾:黄褐色,中密~密实。一般厚度1.0m~2.10m ③闪长岩:黄褐色,密实,中等风化,粒状结构,块状构造。一般厚度2.10m~2.70m ④闪长岩:浅褐色,密实,微风化,粒状结构。块 状构造。揭露厚度一般为10.70m~26.00m。不考虑液化问题;在场地范围内没有发现 塌陷、滑坡、泥石流、地裂缝等不良地质现象;最大冻土深度3.89m。各工程地质层的 分布及层位变化在工程设计阶段见详勘报告。勘探期未见地下水。
地震抗震设防烈度为6 度,设计基本地震加速度值为0.05g(根据场地地震安全性 评价报告),设计地震分组为第一组。(2)设计使用年限
结构设计使用年限按50 年考虑(3)荷载条件
a)最低日平均温度-24.6℃ b)基本风压 0.3kN/ m2 c)基本雪压(50 年)0.65kN/m2 d)最大冻土深度 3.89m(4)建(构)筑物的地基基础
一般建筑物和小型构筑物如控制室及变配电所、雨淋阀门室、压缩机棚、主管廊及 乙烷回收罐区及小型设备基础拟采用天然地基,地基持力层的选择依据地质详勘报告确 定,如遇不良地质情况(如液化等)必须采用可靠的地基处理(置换、复合桩基、桩基
等)。
其他建(构)筑物均采用桩基,桩基持力层选用④闪长岩。a)挤出机厂房
挤出机厂房拟采用桩基,桩型采用钻孔灌注桩,桩尖进④闪长岩。b)控制室及变配电所
控制室及变配电所采用天然地基,钢筋混凝土基础。c)低聚物处理厂房、低聚物处理厂房拟采用桩基,桩型采用钻孔灌注桩,桩尖进④闪长岩。d)雨淋阀门室采用天然地基,钢筋混凝土基础。42 e)聚合反应框架
聚合反应框架拟采用桩基,桩型采用钻孔灌注桩,桩尖进④闪长岩。f)回收框架
回收框架采用桩基,采用天然地基,钢筋混凝土基础。g)掺混料仓框架
掺混料仓框架拟采用桩基,桩型采用钻孔灌注桩,桩尖进④闪长岩。h)主管廊
主管廊采用天然地基,钢筋混凝土基础。i)污水池
初期雨水池6mx9mx4.5m,地下4.3m,有盖,防水钢筋混凝土结构,冻土层1.8m 以上须保温处理。(5)需要注意的问题
a)所有的钢结构均应进行防腐处理,防火处理则根据需要按有关规范要求执行; b)设计、施工需要考虑冻土的影响。(6)主要技术标准规范
《建筑结构荷载规范》 GB 5009-2001 《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001 《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002 《钢结构设计规范》 GB 50017-2003 《高耸结构设计规范》 GB50135-2006 《砌体结构设计规范》(2002 年版)GB 50003-2001 《建筑地基基础设计规范》 GB 50007-2002 《建筑桩基技术规范》 JGJ 94-2008 《钢筋混凝土承台设计规程》 CECS 88:97 《动力机器基础设计规范》 GB 50040-96 《石油化工企业落地式离心泵基础设计规范》 SH/T 3057-2007 《石油化工企业压缩机基础设计规范》 SH 3091-1998 《石油化工企业塔型设备基础设计规范》 SH 3030-1997 《石油化工企业冷换设备和容器基础设计规范》 SH 3058-94 《石油化工企业球罐基础设计规范》 SH 3062-2007 43 《石油化工企业钢储罐地基础设计规范》 SH 3068-95 《建筑地基处理技术规范》 JGJ 79-2002 《石油化工企业钢储罐地基处理技术规范》 SH/T 3083-1997
《石油化工企业设计防火规范》(1999 年版)GB 50160-92 《工业建筑防腐设计规范》 GB 50046-2008 《石油化工管架设计规范》 SH/T3055-2007 《石油化工钢筋混凝土水池结构设计规范》 SH/T 3132-2002 《石油化工企业钢筋混凝土冷换框架设计规范》 SH 3067-2007 《石油化工企业钢结构冷换框架设计规范》 SH3077-96 《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068-2001 7.3.3 采暖通风空调(1)设计范围
PE 装置和变配电、控制室等建筑物的采暖通风空调设计。采暖热水、蒸气管以建 筑物外墙外1 米为交接点。(2)室外设计参数
冬季采暖室外计算干球温度:-31 ℃ 冬季空调室外计算干球温度:-33 ℃ 冬季通风室外计算干球温度:-24 ℃ 冬季空调相对湿度: 71 %RH 夏季空调室外计算干球温度: 28.4 ℃ 夏季通风室外计算干球温度: 24 ℃ 夏季空调日平均干球温度: 23 ℃ 夏季空调室外计算湿球温度: 19.3 ℃ 冬季室外平均风速: 3.6 m/s 夏季室外平均风速: 3.4 m/s 冬季大气压力: 988.7 hPa 夏季大气压力: 975.1 hPa 日平均温度≤5℃的天数: 210 天 44(3)室内设计参数
序号 房间名称 冬季 夏季
温度℃ 相对湿度% 温度℃ 相对湿度% 备注 挤压造粒厂房 5 NC NC NC 2 变配电 5 NC NC NC 3 压缩机房 5 NC ≤35 NC 4 泵房 5 NC ≤35 NC 5 变频器、UPS、控制室 NC ≤28 NC 控制室、机柜室 20±2 50±10%RH 26±2 50±10%RH(4)设计原则及设计方案
一、采暖
该工程所在地日平均温度≤5℃的天数为210 天,属严寒地区。生活设施、厂房、仓 库及生产辅助房间均需设置采暖。
挤压造粒厂房为粉尘防爆区,室内设光管散热器采暖以承担室内热负荷。厂房主要 进出大门上设热风幕机。
压缩机房、泵房、催化剂储存房处于防爆区,室内设光管散热器采暖以承担室内热 负荷。
采暖面积共计6400 m2,采暖热负荷为3000 KW(包括送风补热的热量)。
采暖热媒为厂区采暖供热站提供的110/70℃热水,热力入口设自力式压差控制阀。部分位置较偏僻的建筑采暖热媒采用0.2MPa 的饱和蒸汽,凝结水考虑回收,或采用电 暖气片采暖。
二、通风
对自然通风不能满足生产工艺要求的场所考虑机械通风。为改善工作环境,对挤压 造粒厂房、压缩机房、泵房、催化剂储存间、变配电站等产生有害气体或余热余湿场所 设置机械通风。
挤压造粒厂房按6 次/小时设机械全面通风,排风采用防爆壁式排风机,室外新风
采用空调机组送入室内,冬季补热。空调机组设有初效过滤、加热、加湿功能,空调机 组设在每层专用空调机房内。45 压缩机房按 12 次/小时设机械全面通风,排风采用防爆离心风机箱,室外新风采用 空调机组送入室内,冬季补热。空调机组设有初效过滤、加热功能,空调机组设在专用 空调机房内。
泵房按8 次/小时设机械全面通风,排风采用防爆壁式排风机,室外新风采用空调
机组送入室内,冬季补热。空调机组设有初效过滤、加热功能,空调机组设在专用空调 机房内。
催化剂储存间按6 次/小时设机械全面通风,排风采用壁式排风机。室外新风采用
空调机组送入室内,冬季补热。空调机组设有初效过滤、加热功能,空调机组设在专用 空调机房内。
变压器室、配电间夏季按8 次/小时设机械全面通风,排风采用壁式排风机,室外
新风采用空调机组送入配电间内。配电间冬季采暖由空调机组承担。空调机组设有初效 过滤、加热功能,空调机组设在专用空调机房内。1)空调
联合装置控制室和机柜室为抗爆建筑,采用恒温恒湿空调机组加独立新风系统以满 足室内温湿度要求,室内保持正压。新风系统设初效、中效过滤和新风化学过滤机组以 保证室内空气品质。新风口、排风口均设有抗爆阀、电动密闭阀,接室外可燃气体和有 害气体报警,新风、排风口电动密闭阀自动关闭,空调系统以内部循环方式运行。2)消防排烟
配电间设机械排烟系统,排烟风机设在配电间屋顶。(5)主要设备一览表
序号 设备名称 型号及规格 台数 备注 壁式排风机 L=5600 m3/h,ΔP=100 Pa 43 33 台粉尘防爆 2 壁式排风机 L=2700 m3/h,ΔP=120 Pa 15 4 台防爆 3 防爆离心风机箱 L=6000 m3/h,ΔP=420 Pa 2 4 化学过滤机组 L=3000 m3/h,ΔP=200 Pa 1 5 化学过滤机组 L=600 m3/h,ΔP=200 Pa 1 6 新风热交换机 L=600 m3/h,ΔP=60 Pa 1 7 新风热交换机 L=3000 m3/h,ΔP=160 Pa 1 8 空调机组 L=54000 m3/h,ΔP=500 Pa 1 9 空调机组 L=35000 m3/h,ΔP=500 Pa 2
序号 设备名称 型号及规格 台数 备注 10 空调机组 L=25000 m3/h,ΔP=500 Pa 3 11 立式空调机组 L=12000 m3/h,ΔP=350 Pa 2 12 立式空调机组 L=6000 m3/h,ΔP=350 Pa 3 13 恒温恒湿空调机 制冷量26 KW,制热量 18KW 2 14 恒温恒湿空调机 制冷量63 KW,制热量 36KW 3 15 光排管散热器 D133*4-4*3 81 16 热风幕机 L=12000m3/h,供热量 151KW 4 粉尘防爆 抗爆阀 L=3000 m3/h,ΔP=100 Pa 2 18 电动密闭阀 L=3000 m3/h 2 19 消防排烟风机 L=45280 m3/h,ΔP=542 Pa 1(6)消耗量
采暖用热水(110/70℃): 90 t/h; 蒸汽(0.2MPa): 360 kg/h 电(380V,50Hz): 400 KW。(7)设计执行标准
GB50019-2003 采暖通风与空气调节设计规范 GB50016-2006 建筑设计防火规范 GB50176-93 民用建筑热工设计规范 GB50189-2005 公共建筑节能设计标准 GJ26-95 民用建筑节能设计标准
SH3004-1999 石油化工采暖通风与空气调节设计规范 GB50160-92 石油化工企业设计防火规范(1999年版)GB50067-97 汽车库,修车库,停车场设计防火规范 GB50058-92 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 47 GBZ 1—2002 工业企业设计卫生标准
GB50242-2002 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 GB50243-2002 通风与空调工程施工质量验收规范 48 8 自动控制 8.1 概述
8.1.1 设计原则
9万吨/年聚乙烯装置是60万吨/年煤制甲醇项目的下游装置。装置采用国产淤浆法 HDPE工艺技术,工艺流程复杂,要求对过程变量进行高精度的控制,产品的质量、产 量、品种及能量消耗都依赖于仪表及控制系统。分散控制系统(DCS)、安全仪表系统(SIS)等,在世界上已经广泛应用,并取得了满意的效果。
8.1.2 采用的标准、规范
(1)《过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号》; GB2625-81(2)《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》; GB50058-92(3)《石油化工企业设计防火规范》(1999年版); GB50160-92(4)《石油化工自动化仪表选型设计规范》; SH3005-1999(5)《石油化工控制室和自动分析器室设计规范》; SH3006-1999(6)《石油化工仪表管道线路设计规范》; SH/T3019-2003(7)《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》; SH3063-1999(8)《石油化工仪表接地设计规范》; SH/T3081-2003(9)《石油化工仪表供电设计规范》; SH/T3082-2003(10)《石油化工安全仪表系统设计规范》; SH/T3018-2003(11)《石油化工仪表及管道伴热和隔热设计规范》; SH3126-2001(12)《石油化工仪表安装设计规范》; SH/T3104-2000(13)《炼油厂自动化仪表管线平面布置图图例及文字代号》;SH/T3105-2000(14)《石油化工分散控制系统设计规范》; SH/T3092-1999 8.2 自动控制水平及方案 8.2.1 自动控制水平
聚乙烯装置自动控制系统设计原则为先进、可靠、安全、分散控制、集中操作、集 中管理,并在过程控制层设置与工厂管理层的实时数据通讯接口设备。工厂管理层将逐 步实现信息系统的集成和一致,使生产操作自动化和工厂管理信息化进一步实现数字 化、网络化,实现全厂控制、管理、经营一体化的目标。
根据聚乙烯装置工艺过程对自动控制系统的高水平要求,本装置采用分散控制系统(DCS),对生产进行集中操作、数据采集、过程检测和控制、趋势记录、超限报警、49 信息处理等。DCS 具有显示全面、直观、精确、控制可靠、操作方便等特点,它利用 计算机、网络、信息集成等高科技技术,实现生产过程数据实时、集中、快速处理,为 装置安全、平稳、长周期、满负荷、高质量运行提供强有力支持和保证。
为保证装置的安全生产,根据设计相关标准,设置与装置安全等级相适应的安全仪 表系统(SIS),用于装置的紧急事故切断和自保联锁控制。安全仪表系统独立于DCS 系 统单独设置,SIS 系统按故障安全型设计,SIS 系统与装置DCS 进行通讯。
本装置压缩机部分不设独立的机组操作室,为保证压缩机安稳运行和远程操作,设 置机组监测和控制系统(CCS),完成机组的调速、防喘振控制、负荷控制、过程控制、联锁保护等功能。CCS 系统与装置DCS 进行通讯。
为确保装置安全生产和人身安全,根据安全规范要求,在装置存在易燃、易爆或有毒 气体的危险场所,设置可燃气体及有毒气体检测仪表,可燃气体及有毒气体检测报警(GDS)采用DCS 系统,但接入信号的卡件或控制站将独立设置。除了装置的DCS 显示操作站可监视装置内的可燃气体及有毒气体外,同时,在控制室设置一个独立的显 示终端,用于可燃气体或有毒气体检测信息显示、报警等。
操作控制相对比较独立或特殊的设备包的控制监视和安全保护功能原则上采用独 立的设备包PLC 控制系统。与DCS 系统进行数据通信,操作人员能够在DCS 操作站 上对设备包的运行进行监视与操作。设备包的现场仪表设计原则应与主装置保持一致,现场控制盘的功能尽量少。应统一设备包PLC 系统的制造商,以降低备品备件和维护 的费用。
本装置的变送器和信号转换类仪表选用本质安全型,远传温度测量选用智能型一体
化温度变送器,各类变送器、阀门定位器选用智能电动型并配用隔离安全栅,当仪表无 法实现本安型防爆时,采用隔爆型防爆。
本装置采用仪表及控制设备维护系统(AMS)进行现场仪表的管理,自动地为检测和
控制仪表建立应用及维护档案,进行预测维护管理,以保证仪表的可靠运行、减少维护、提高设备的管理效率。
为满足全厂分级管理的总体需要,在过程控制层的DCS 上,设置与工厂网相连的 硬件通讯平台OPC 接口,为建立全厂生产信息的实时数据库,逐步实现工厂管控一体 化,收集工艺过程的实时和历史数据,对生产过程进行模拟计算、实时优化、调度、排 产、计划、决策等,创造良好的条件,并最终实现全厂管控一体化。50 8.2.2 自动控制规模
控制室内采用集散控制系统(DCS),对本装置各单元以及该装置包装仓库的相应 仪表实施集中监视、控制和管理,DCS 的硬件配置如下:(1)CRT 操作站: 5 台;(2)报表及报警打印机 2 台;
(3)冗余控制器、模件、机柜、安全栅柜及辅助设备等; DCS 规模:
控制回路: 140 个;
输入输出点数: 2220 点; 其中: AI 4~20mA 650 点; AO 4~20mA 150 点; DI 1000 点; DO 420 点;
8.2.3 自动控制方案
聚乙烯装置的主要设备有聚合反应器、已烷汽提塔、闪蒸气压缩机、尾气压缩机、冷冻机、离心机、挤压造粒机等。自动控制的目的是在保证安全生产的前提下,最大限 度的提高产品质量和收率。装置中凡重要的工艺参数均集中在中心控制室的DCS 中显
示、自动控制,对一些重要的操作参数设置超限报警,以确保工艺生产安全和稳定运行。一般的工艺参数在现场指示,为保证装置生产安全,设置用于紧急联锁停车的安全仪表 系统。
本装置控制回路以单参数控制为主,根据工艺过程控制需要采用串级控制,分程控 制、均匀控制、选择控制等复杂控制:(1)主要自动控制方案
反应原料进料流量控制;
反应器夹套水温度控制;
反应器压力与氢气流量串级控制;
汽提塔液位与进蒸汽流量均匀控制;
设置在线循环气浓度分析的工业色谱分析仪,原料精制的微量水、微量氧分析 仪,指导生产操作,提高装置生产和管理水平; 51
在可能泄漏和易聚集可燃气体地方,设置可燃气体浓度测量变送器,并集中在 控制室指示、报警。(2)安全停车联锁保护
反应进料联锁保护系统;
聚合反应停车系统;
闪蒸气压缩机紧急停车系统;
离心机停车系统;
干燥部分顺序停车系统。8.2.4 主要安全技术措施
(1)现场仪表一般选用本安型,并采用隔离式安全栅;(2)安全检测及保护
在装置区域内设置必要的可燃气体及有毒气体检测器,并在控制室对可燃(有毒)气 体的浓度进行集中监视。可燃气体及有毒气体检测系统(GDS)采用DCS 系统,其信 号接至DCS 独立的控制站或独立的卡件。(3)安全仪表系统
设置与装置安全等级相适应的独立的安全仪表系统(SIS)、机组监测和控制系统
(CCS),用于完成工艺过程的安全联锁保护和氮气、循环气压缩机等控制及联锁。重 要联锁系统的检测元件按冗余或三取二方式设置。SIS 检测元件和执行机构按故障安 全型设置,即线路或一旦能源中断,执行机构的最终位置应能确保工艺过程和设备处于 安全状态。SIS 设置事件序列记录站(SOE 站),用于记录设备状态和联锁事件,以便 事故原因的追溯。
(4)控制系统及现场仪表
控制系统及现场仪表选用技术成熟、先进可靠的产品。DCS 系统的控制单元冗余
或容错配置;电源单元、通讯模块、多通道控制回路的I/O 卡等冗余配置;冗余设备可 在线自诊断,出错报警,无差错切换等功能;自动控制系统及现场仪表等采用UPS 电 源。
8.3 控制室
9万吨/ 年聚乙烯装置和11万吨/ 年聚丙烯装置以及两聚包装仓库共同设置一个联 合控制室,生产过程的监视和操作将在该控制室内实现。
聚乙烯装置控制室设置:操作室、机柜室、工程师站室、仪表维修室、仪表值班室、52 空调机室及必要的管理和生活设施等。控制室里安装的仪表设备有 :过程接口单元、控制系统机柜、辅助机柜、电源分配柜、操作站、工程师站等。控制室采用抗爆型结构,布置在安全区域内;控制室与电气变电所毗邻;控制室内设置恒温恒湿空调系统,考虑 正压通风。
UPS电源安装在电气变电所内。
联合控制室面积为:24m×30m=720m2。8.4 仪表选型
仪表选型以选用产品质量可靠、性能好、精度合理、维护方便的电子式仪表为原则。现场仪表选用本安智能型电子式仪表,信号为4~20mADC信号叠加HART通信协议。8.4.1 温度仪表
温度测量选用带弹簧铠装热电阻/热电偶的一体化温度变送器,特殊场合或安装位置 不易观察的场合,采用分体式温度变送器。
现场温度指示通常选用万向型双金属温度计,安装位置不易观察的场合可采用毛细 管式现场温度计。8.4.2 压力、压差仪表
一般选用普通压力变送器和差压变送器,粘稠介质多采用隔膜压力表和法兰式变送 器。腐蚀介质选用特殊材质的压力仪表。
现场压力﹑压差指示通常选用弹簧管压力表、压差表,微量程及绝对压力测量选用 膜盒式压力表,粘稠介质选用隔膜压力表。
压力表、压差表外壳材质为不锈钢,带安全玻璃。压力高于10.0MPa场合,压力表应考虑安全设计。8.4.3 流量仪表
对流量的检测通常以选用节流装置及文丘里配套差压变送器为主,一般用于过程控 制的场合亦可采用涡街流量计,对于有腐蚀性场合则采用电磁流量计,在测量大管道流 量时可采用超声波流量计或均速管流量计配套差压变送器。
要求对进出装置(工厂)界区的液体及气体原料和产品进行计量时,应选用高精度质 量流量计,或选用高精度容积式流量计,并要求进行温度﹑压力补偿。
要求对进出装置(工厂)界区的水﹑蒸汽﹑气体等公用工程系统进行计量时,可采用 节流装置仪表或涡街流量计﹑电磁流量计等,气体及蒸汽场合还需考虑温度﹑压力补 偿。53 根据工况要求,小流量检测及现场指示可选用转子流量变送器及现场转子流量计。8.4.4 液位仪表
液位测量优先选用法兰差压式液位变送器,根据工况要求,可选用电容式液位计,超声波液位计,雷达液位计,浮筒液位变送器。
当选用浮筒液位变送器进行液位测量时,亦采用侧-侧方式,量程范围不大于1米。当测量小于或等于1米的界面时,可采用浮筒液位变送器。
现场液位指示,根据工况要求,一般选用玻璃板液位计和磁性液位计。8.4.5 执行器(控制阀)
执行器(控制阀)部分选型主要为气动薄膜调节阀、气缸执行机构切断阀。过程连 续控制场合选用气动薄膜调节阀,具有联锁要求的场合,则配套电磁阀;联锁控制场合 选用气缸执行机构切断阀,根据工艺流程要求,分别选用气缸切断阀(以全通径型为主)等。
8.4.6 分析仪表
根据工艺要求,选用在线气相色谱分析仪、氧气分析仪、氢气分析仪、水分析仪、放射性仪表、可燃气体/有毒气体检测器等在线分析仪表。
工业气相色谱仪(PGC)应随现场分析小屋成套供货,现场分析小屋应包括在线分
析仪表、采样探头、采样预处理单元、带微处理器的信号采集和处理单元系统、显示器 或打印设备等。分析仪系统应具备与DCS系统通讯功能,如有重要的参与控制或联锁的 信号,应以硬接线方式连至DCS系统。气相色谱仪选用隔爆型。
气相色谱仪等应与相应的在线分析小屋成套供应,并配套必需的电源系统、载气系 统、标准气系统、防爆空调、照明﹑水及气源系统等。
分析小屋内应配置有毒气体、可燃气体和氧气检测器,在分析小屋外应设置相应的 声光报警系统。
分析小屋采用不锈钢材质。
其余在线分析检测的仪表如氧气分析仪、水分析仪等,则直接在现场工艺管道分析 检测点附近采样,分析仪表应包括采样系统和信号变送单元,控制机柜。54 表8.4-1 主要仪表清单 仪表类型 单位数量备注
标准节流装置 台 30 阿牛巴流量元件 台 4 楔形流量计 台 5 金属转子流量计 台 65 涡街流量计 台 11 电磁流量计 台 2 质量流量计 台 25 差压流量变送器 台 35 浮筒液位(界面)变送器 台 2 差压液位变送器 台 29 毛细管隔膜差压液位变送器 台 15 音叉料位开关 台 88 磁性液位计 台 36 压力表 台 155 隔膜式压力表 台 35 压力变送器 台 44 隔膜压力变送器 台 5 差压变送器 台 7 一体化温度变送器 台 88 热电偶(带套管)台 16 热电阻(带套管)台 77 双金属温度计 台 80 称量仪 台 2 气动调节阀(带智能定位器)台 124 气动开关阀 台 27 自力式调节阀 台 15 分析小屋 个 1 工业气相色谱仪 台 4 带采样预处理 微量水分析仪 台 4 氧分析仪 台 5 可燃性气体检测变送器 台 46 隔离安全栅 台 800 浪涌保护器 台 500 辅助仪表盘(柜)个 30 分散型控制系统(DCS)套 1 安全仪表系统(SIS)套 1 仪表安装材料 批 1 称量仪 套 24 55 仪表类型 单位数量备注
气动调节阀(带智能定位器)套 124 气动ON—OFF 阀 套 87 自力式调节阀 套 25 辅助仪表盘(柜)套 30
安全栅 只 800 浪涌保护器 只 500 特殊维修仪器及专用工具 批 1 仪表安装材料 批 1 注:本仪表清单中不包括随设备包供货的仪表和控制系统。8.5 消耗指标
仪表用电:UPS(双路冗余配置)AC220V 50HZ 50kVA×2(与聚丙烯装置、两聚 包装仓库共同设置,共计120kVA×2)。
仪表净化风:0.6MPag,1200Nm3/h(正常),2000Nm3/h(最大,不包括工艺用 气)。56 9 电气 9.1 概述
9.1.1 设计范围及分工
(1)聚乙烯装置界区内的变配电、照明、防雷、防静电接地的设计;
(2)由上级变电站引至PP/PE 装置联合变电站的10kV 电源线路及其相关的控制 线路以装置界区为设计工作分界点,界区内的电缆走向和敷设方式由本次设计负责确 定,电缆材料不属本次设计范围。9.1.2 用电负荷及负荷等级
聚乙烯装置的总计用电负荷需要容量约为9600kW。具体见下表。表9.1-1 装置用电负荷表
序号 负荷名称 装机容量(kW)需要容量(kW)装置负荷(主要如下)挤出机主电机 4200 3570 第一循环气鼓风机 540 306 第二循环气鼓风机 540 306 离心机 200 170 脱水塔进料泵 400 170 闪蒸罐进料泵 400 170 颗粒输送风机 744 384 粉料输送风机 264 112 其它 3812 1 小计 9000 2 照明 80 50 3 仪表用电 100 50 4 空调 600 400 5 其它 100 100 全厂合计 9600 由于聚乙烯装置属于连续生产工艺过程,一旦中断供电需较长时间恢复生产,会带
来重大的经济损失。根据国家标准“供配电系统设计规范”GB50052-95 中的有关规定,其主要工艺生产装置用电负荷的等级基本上为一级负荷,其中重要仪表电源、应急照明、57 火灾报警等属于一级负荷中特别重要负荷。
9.2 供、配电系统设计 9.2.1 电源情况
本工程二回路10kV 进线电源引自临近装置DMTO 35 kV 变电所10kV 两段母线,该35/10kV 变电站二回35kV 电源引上级220kV/35 kV 总变电所,电源可靠,满足工程 需要。
9.2.2 供电电源电气参数、配电电压等级(1)供电电源电气参数
10kV 三相三线制 中性点不接地系统 ±7%;
380/220V 三相四线制 中性点直接接地系统 ±7%; 频率范围:50Hz±0.5Hz。
三相最大短路容量:待定;(装置变电所10kV 电源侧)三相最小短路容量:待定;(装置变电所10kV 电源侧)(2)配电电压等级:
150kW≤P<4500kW 中压电动机 AC 10kV; 0.2kW≤P<150kW 中压电动机 AC 380V; P<0.2kW 低压电动机 AC 220V; 中压开关柜控制电源 DC 220V;
低压进线和母联柜控制电源 DC 220V; 其它低压开关柜和MCC 控制电源 AC 220V; 一般照明/应急照明(EPS)AC 220V; 检修电源 AC 380/220V;
仪表电源(UPS)AC 380/220V; 9.2.3 供电方案
聚丙烯装置和聚乙烯装置拟新建PP/PE 联合10kV 变配电站一座,建筑面积24 米
X 60 米,上下二层(设备层和电缆层)。10kV 变电站内将设置10kV 配电装置一组、10kV/0.4kV 电力变压器六台和0.4kV 低压配电装置三组。其中10kV 配电柜若干、10kV/0.4kV 电力变压器四台和0.4kV 低压配电装置两组为聚乙烯装置服务。10kV 和 0.4kV 配电系统均采用单母线分段、母联设自投的供电系统,详见附图3“聚丙烯聚乙烯 装置联合供电系统图”。58 10kV 变电站的两回路进线电源引自临近装置MTO 装置35kV 变配电站的10kV 不 同母线,每路电源线的容量都能承受100%的用电负荷。
10kV 变电站内设直流电源装置;聚丙烯装置内自控仪表将设不停电电源装置 UPS;火灾报警系统由设备自带的UPS 供电;应急照明采用EPS 供电。9.2.4 继电保护和测量仪表的配置
10kV 进线:电流速断保护、过电流保护。电流、有功电度、无功电度测量与显示。10kV 母线分段:电流速断保护、过电流保护,电流测量与显示。
10kV 电动机:差动(P≥2000kW 时)、电流速断、单相接地、过负荷、低电压保 护。测量电流、功率因数,有功电度和无功电度。
10kV 变压器出线柜:过电流、电流速断、单相接地保护、瓦斯、压力保护、温度 保护。测量电流、有功电度和无功电度。
400V 电源进线和母线分段:设短路短延时保护。测量电流、电压。大于30kW 的电动机现场设电流表。9.2.5 功率因数补偿原则和方式
在各电压等级母线上进行集中功率因数补偿;补偿后,使变电所10kV 进线侧功率 因数不小于0.90,0.38kV 侧功率因数也不小于0.90。9.2.6 配电设计规定(1)装置环境特征
本装置内主要介质为乙烯和氢气(局部区域),部分属于2 区IIBT3 或IICT3(氢 气区域);另外还有部分区域属于粉尘爆炸危险区域22 区,T11。在爆炸危险区域内,应按照爆炸危险区域要求来选择设备和材料。(2)电缆敷设
动力和控制电缆采用电缆桥架沿管架敷设,出电缆桥架处穿镀锌钢管保护。(3)检修电源
检修电源分为二种,一种为方便插座,220V/16A,服务半径为20 米;另一种为焊 接插座,380V/63A,服务半径为50 米。(4)特殊传动、控制和联锁要求
a)电动机在机旁设操作柱,两地控制的电动机应设就地/远方选择开关;
b)对于有工艺起动联锁的电动机,其联锁信号来自于仪表机柜室,且在配电室设 仪电交接柜。59 9.2.7 照明设计
(1)在现场设照明配电箱;
(2)照明方式包括一般照明、局部照明和混合照明;(3)照明种类包括正常照明和应急照明;(4)照明供电及控制:
本装置设照明智能型节能控制器;生产装置区集中控制;控制室、配电室、办公室 等区域设就地控制开关,分散控制;户外区域采用光电控制。(5)照明线路:
照明线路采用铜芯电线或电缆穿管敷设,生产装置、罐区、管廊及装卸区内选用电 缆,建筑物内选用塑料电线。9.2.8 防雷、接地
装置内采用共用接地网,即工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地连接在同 一接地系统,形成闭合的接地网,接地电阻小于4 欧姆。装置内作总等电位连接。所有用电设备其正常情况下不带电的金属外壳均应可靠接地。仪表的工作接地按仪表专业要求设置。9.3 节能措施
采用低损耗节能型电力变压器,采用高效率的电动机,采用节能灯具,采用功率因 数补偿电容器。
9.4 采用的主要标准规范
甲醇制烯烃工业生产过程中的具有诸多特征, 本文对其过程的主要特征进行探讨。
1酸性催化
甲醇制烯烃的反应包含甲醇生成二甲醚和甲醇或二甲醚生成烯烃的两个反应, 两个转化反应均需酸性催化剂。分子筛催化剂是固体酸催化剂, 其酸性特征在反应中起到至关重要的作用, 酸强度、酸量及酸位点分布对其催化活性和产物分布有着重要影响[3]。
酸强度影响甲醇制烯烃的反应机理、反应动力学等, 改变酸强度可改变催化反应进程、选择性控制产物分布。酸量影响催化反应的速度, 合适的酸量利于迅速生成烯烃产物, 但过高的酸量会使催化剂的寿命降低。酸位分布对甲醇制烯烃反应有明显的影响, 但其具体影响反应哪个过程及其机理尚不明确, 还需进一步研究。
2转化率高, 选择性高
甲醇制烯烃的反应以分子筛为催化剂, 其催化性能优异, 在高于400℃条件下, 甲醇以及中间产物二甲醚很容易转化, 甲醇的转化率高甚至可以完全转化, 转化率100%, 且催化剂对目标产物 (乙烯+丙烯) 的选择性高, 所得产品收率高。在甲醇制烯烃实际工业生产中, 尽管各生产企业的技术、工艺等存在差异, 实际转化率、选择性也不同, 但甲醇转化率、对 (乙烯+丙烯) 的选择性普遍较高。
中国石化甲醇制低碳烯烃工业示范装置于2011年10月建成投产, 平稳运行至今, 其双烯收率为81.35%, 甲醇转化率为99.93%[4]。中国神华1.80 Mt/a MTO工业装置使用SMC-1催化剂, 在应用该催化剂期间装置运行平稳, 甲醇转化率达99.98%, (乙烯+丙烯) 选择性达到79.24%[5]。
3反应压力低
甲醇制烯烃过程中涉及到的反应均为分子数增加的反应, 低压有利于反应的进行, 有利于提高甲醇的转化率和低碳烯烃的选择性。
在生产管理方面, 较低的反应压力有利于设备的运行和维护, 且对促进安全生产有一定的作用。
4反应速度快
甲醇转化为烃类的反应速度非常快, 甲醇生成二甲醚和甲醇或二甲醚生成烯烃的两个反应均为快速反应。在甲醇制烯烃过程中, 甲醇与分子筛催化剂的接触时间应越短越好, 短的反应接触时间, 能够有效避免生成的烯烃进行二次反应, 提高催化剂对低碳烯烃的选择性, 这有利于防止产物深度裂解和催化剂结焦。催化剂在反应器内应该有一个合适的停留时间, 否则催化剂的活性和选择性难以保证[6]。
5强放热反应
甲醇转化为二甲醚及甲醇转化为烯烃的反应均为强放热反应, 反应热效应显著, 反应器温度为400~500℃, 放出的反应热大概为-22.1 KJ/mol甲醇。
6反应产物复杂等特征
甲醇制烯烃生产过程中, 除目标产物乙烯、丙烯等低碳烯烃外, 还有大量副产物, 如乙烷、丙烷、C4混合物、C5+组分、水蒸气等, 因此, 反应主产物需进一步分离、精制。
甲醇制烯烃的副产物多为有毒物质, 必须做好副产物的回收及综合利用, 既有利于安全生产和职业健康管理, 又能有效利用资源。
7结语
甲醇制烯烃 (MTO) 技术具有酸性催化、甲醇转化率高、低碳烯烃选择性高、反应所需压力低、反应快速快、反应产物复杂等特征。相比较于传统依赖于石油的生产烯烃的工艺线路, 甲醇制烯烃技术有较好的工业应用前景。
随着研究的不断深入和工业应用实例的增多, 以甲醇为原料制烯烃, 将促进乙烯、丙烯等低碳烯烃的工业生产, 提高产能, 满足化工产业对低碳烯烃日益增长的需求, 推动以低碳烯烃为基础原料的化工产业不断向前发展。
摘要:以甲醇为原料制乙烯、丙烯等低碳烯烃的技术 (MTO) 是有望替代以石脑油为原料制取烯烃的工艺路线, 该技术已成功应用于工业生产, 具有酸性催化、甲醇转化率高、低碳烯烃选择性高、反应所需压力低、速度快、强放热、产物复杂等主要特征, 本文对这些特征进行探析、论述。
关键词:甲醇制烯烃,工业生产,特征
参考文献
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[4]姜瑞文, 王家纯, 孙培志.600 kt/a甲醇进料制烯烃装置反应操作因素优化[J].炼油技术与工程, 2014, 44 (7) :7~10.
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然而,神华项目尽管体现了其生产成本和应对市场变化方面的优势,却在今年因为环保问题被叫停。而这事件的背后,则折射出煤制烯烃在我国发展面临的巨大挑战。
万众瞩目的煤制烯烃项目
烯烃是国民经济重要的基础原料,号称“工业之母”,在石化和化学工业发展中占有重要地位。其中乙烯是石油化工产业的核心;丙烯是塑料、合成橡胶和合成纤维三大合成材料的基本原料,是最为基础有机化工原料之一;丁二烯是制造合成橡胶、合成树脂、尼龙等的原料;苯乙烯是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体。此外乙烯的生产规模和水平还成为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。我国每一次重大乙烯项目开工,基本都会在央视的《新闻联播》节目中进行报道。
不过由于我国是一个“缺油”的国家,石油资源需要大量进口,在满足国内燃油基本供给平衡的情况下,石油烯烃的生产能力非常有限。据统计,目前我国的乙烯自给率基本维持在40%左右,超过60%的乙烯市场基本被海外公司所掌握。石油界业内专家介绍说,我国乙烯装置原料受上游炼油能力的限制,常年来都无法持续增长,而且乙烯运输困难,所以我国只能大量进口方便运输的聚乙烯等衍生品,导致乙烯对外依存度高。而正是在这种背景下,煤制烯烃逐渐被国家层面认可为减少烯烃对外依赖性、有助于烯烃产业安全的新型煤化工路径。
2006年12月11日,位于内蒙古自治区包头市九原区哈林格尔镇西南的神华包头煤制烯烃项目得到了国家发展和改革委员会的正式核准,这也是国家“十一五”期间核准的唯一一个煤制烯烃项目。
而自从神华项目诞生的那一天起,这个项目就被认识是为我国开辟一条崭新的现代煤化工技术路线的重要标志。无疑,神华煤制烯烃项目作为我国自主技术的第一次大型化工工程示范,也担负着引领我国新型煤化工行业健康发展的重大责任。
据悉,项目采用中国科学院大连化物所的甲醇制烯烃(DMTO)技术,中科院大连化学物理研究所提供DMTO工艺包。反应器和工艺设计单位是中石化洛阳工程公司,DMTO催化剂由正大集团正大能源材料有限公司提供。在其他配套技术和基础工艺方面,神华项目也集海内外公司所长。其中项目烯烃分离单元由CB&I Lummus公司提供技术和基础设计,中石化上海工程公司详细设计;烯烃聚合技术采用美国Univation公司的Unipol气相法聚乙烯工艺和陶氏化学的UNIPOL气相流化床聚丙烯工艺。
神华项目自从2007年开始招标建设开始,其巨大的规模效应也引得众多煤炭富集地区重视。比如陕西延长中煤榆林能源化工有限公司、陕西煤化集团、中石化、大连富佳、中石化贵州等集团公司都开始接触煤制烯烃项目并谋划立项建设。这些企业明白,在目前煤企经营越来越不畅的情况下,煤制烯烃项目从项目投资额度、补贴水平、经济拉动能力和产业链覆盖上来说,都是首屈一指的重要项目。
比如神华包头煤制烯烃项目总投资约170亿元,包括年产180万吨煤基甲醇联合化工装置、年产60万吨甲醇基聚烯烃联合石化装置,以及配套建设的热电站、公用工程装置、辅助生产设施和厂外工程,共六大系统46套装置和单元。而自从2010年7月3日该项目打通联合化工装置全流程生产出合格MTO级甲醇后,甲醇制烯烃装置开始投料试车,并取得成功。而该项目的成功,也是我国自主知识产权的DMTO工艺技术的首次应用,其对提升我国煤化工整体信心方面不言而喻,中国的煤制烯烃工艺也不用看“老外的脸色”了。统计显示,截至2013年5月,该项目申请发明专利41项,制定企业产品标准4项,而国资委给予的评价是:“对解决我国石化原料替代,保证国家能源安全方面具有重大的现实意义和战略意义。”
示范效应明显
神华包头煤制烯烃项目自投料试车以来,运行一直比较稳定。随着项目的完善,一大批与煤制烯烃技术和设备密切关联的配套产业在包头九原工业区快速聚集,规模效应开始显现。据统计,以煤制烯烃项目为龙头的烯烃产业集群快速发展,到目前为止已引进了盈德气体、湖南东盈年产4万吨水煤浆专用添加剂、广西华塑年产1.8亿条内涂膜袋内粘膜袋、君泰集团年产4300吨双壁波纹管及2000吨预制直埋保温管、霖盛20万套汽车大型注塑零部件等煤化工关联项目,促进了包头市经济的快速发展。而从区域上而言,神华包头煤制烯烃项目不仅给包头,也给临近的乌海、陕西神木、山西太原等地传递了积极的信号。算起来,神华包头煤制烯烃项目加上相关几十家企业入驻带来的GDP有300亿元以上,正因为看到了煤制烯烃巨大的产业带动能力,众多地区的煤制烯烃项目也开始谋划介入。
产业的大背景支持了很多煤炭产区做强煤制烯烃的决心。国电公司煤化工化工处贺振富处长表示,根据《烯烃产业“十二五”规划》,到2015年我国乙烯和丙烯需求量将分别达到3800万吨和2800万吨,复合增长率分别为5.1%和5.4%,国内保障能力分别达到64%和77%。届时乙烯、丙烯产能分别为2700万吨和2400万吨,其中很大一部分需要通过石油之外的路线实现,烯烃原料多元化率将达20%,对应乙烯、丙烯产能分别为540万吨和480万吨,预计其中有很大一部分为煤制烯烃产能。
从神华包头煤制烯烃项目成功运转开始,一大批煤制烯烃项目开始聚集建设。据笔者不完全统计,目前国内除了神华包头60万吨烯烃(DMTO)、神华宁煤50万吨烯烃(MTP)已经转入商业化运行外,正在建设或规划的煤制烯烃(含甲醇制烯烃项目)包括陕西煤化集团与中国三峡总公司合资建设的陕西蒲城60万吨烯烃项目、陕西延长中煤榆林能源化工有限公司60万吨烯烃、神华榆林分公司MTO项目、神华新疆煤制烯烃项目、Dow和神华陕西合资项目120万吨烯烃、宁波禾元80万吨烯烃以及中石化与河南煤化工合作建设60万吨烯烃项目等30多套煤(甲醇)制烯烃项目处于项目建设规划和前期准备阶段。
如果近期规划的14个在建项目于2016年之前全部建成,届时由甲醇转化的烯烃产能将达到1087.5万吨/年。相关预测显示,目前在建或规划项目的30多套煤(甲醇)制烯烃项目合计产能为1738万吨/年,预计大部分项目将于2017年之前投产,届时煤制烯烃产能将达1978万吨/年,2013-2017年我国煤制烯烃总投资规模达3900亿元。
记者查阅了目前一些项目的进展,发现这些项目的确也在不同程度上促进了当地龙头企业的发展。比如宁波禾元已经形成了乙二醇50万吨、聚丙烯40万吨、差别化纤维80万吨、各类中高档化纤面料2.1亿米的生产能力,企业被中国纺织产品开发中心确认为国家差别化合纤面料开发基地,并被认定为浙江省高新技术研发中心、绍兴市区域科技创新服务中心。
总投资近15亿元的中原石化乙烯原料路线改造(MTO)项目,已经正式落户濮阳,目前正在建设之中。而该项目也标志着中国石化自行开发的甲醇制烯烃技术进入实施阶段。据了解,中原石化MTO项目包括新建60万吨/年(进料)甲醇制烯烃,新建10万吨/年聚丙烯装置,现有聚乙烯装置挖潜改造至26万吨/年。项目建成后,乙烯、聚乙烯、聚丙烯生产能力将分别达到24万吨/年、26万吨/年和16万吨/年,经济效益和社会效益明显。
甘肃省东部的平凉华泓汇金煤化工有限公司70万吨烯烃项目,是我国第二大镍金属材料制造企业、西安市重点扶持培育的百亿企业——陕西星王企业集团有限公司在平凉投资建设的煤化工循环经济一期项目。该项目计划在平凉建设年产70万吨烯烃生产线和年产180万吨甲醇生产线。整个项目预计到2014年全部建成投产,投产后每年可实现销售收入235亿元,上交税金约30亿元。
不过,众多企业追赶煤制烯烃项目建设的同时,业界对煤制烯烃产能过剩的担心也正在兴起。很多专家都对煤制烯烃的技术、管理、运输和资金方面的风险进行了评述。对外经贸大学能源经济研究中心专家王炜翰就表示,目前新型煤化工产业面临的问题重重,如极度依赖政策补贴、高耗水、技术不成熟、短期仍难实现商业化等。中国煤炭运销协会市场观察员李朝林认为,利用丰富的煤炭资源生产煤化工产品无可厚非,但是“逢煤必化”就不应该了,各地方政府、各企业应结合自身情况,合理考量,不能盲目冒进。
的确,越来越多的煤制甲醇企业或传统煤化工企业都将目光投向了煤制烯烃,这样一来引发的产能过剩不是没有可能。此外,煤制烯烃投资大,融资难度大是众所周知的;而从目前的技术手段来看,煤制烯烃项目的水耗高,污染重,三废综合利用和环境治理要求严;很多企业为了节省成本,煤制烯烃项目一般都将依矿而建,由于产品端远离市场,交通运输成本较高,这也加大了项目的风险。虽然煤制烯烃为国内过剩的甲醇产业找到了出路,而如今,很多问题都开始显现。王炜翰就强调说,国家应该搭建一个健康的市场平台,尽量减少中央和地方政府的政策性补贴以及其他政策支持措施,以免地方政府和相关的企业由于补贴或其他转移支付的刺激作用过度,导致“一窝蜂”上项目和资源浪费等问题产生。
环保部叫停的启示
2013年1月,中国神华煤制油化工有限公司包头煤化工分公司煤制烯烃项目,因违反“三同时”规定,被环保部叫停,并罚款10万元。环保部给神华包头公司发出的《行政处罚决定书》称,神华包头公司煤制烯烃项目于2005年3月经环保部环评批复,于2010年6月投入试生产,至今配套建设的环保设施未通过环保部门验收。环保部已责令神华包头公司煤制烯烃项目停止生产。在通过环保部环保竣工验收之前,不得擅自恢复生产。
我国《环境保护法》第二十六条规定,建设项目中防治污染的措施,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。防治污染的设施必须经原审批环境影响报告书的环境保护行政主管部门验收合格后,该建设项目方可投入生产或者使用。《建设项目环境保护管理条例》第二十三条也规定,建设项目需要配套建设的环境保护设施经验收合格,该建设项目方可正式投入生产或者使用。
据环保部介绍,环保部于2012年10月26日告知神华包头公司违法事实、处罚依据和拟作出的处罚决定,并告知其有权进行陈述、申辩和要求听证。神华包头公司于2012年11月12日进行了陈述说明,但在法定期限内未提出听证申请。此后,神华包头公司曾表示对存在的问题正在进行整改,承诺于2012年12月完成环保“三同时”验收工作,恳请免于处罚。但直至2012年12月底仍未完成“三同时”验收工作。
而环保部叫停神华煤制烯烃项目,也是为了提醒众多尚在建设中的煤制烯烃项目要重视其中的环境保护问题。业内人士认为,煤制烯烃项目目前面临投资大能耗高环境污染等问题,神华事件或使得相关部门未来对煤制烯烃项目的审批和监管力度加强,短期内暂时不会有大规模新建项目投入商业运行。
记者了解到,按照现行政策,煤制烯烃项目是需国家发改委核准的,但最近几年众多煤制烯烃项目通过进行分拆或以其他各种名义绕过国家发改委,经地方核准后即上马建设。掌握煤炭资源的企业积极推进上下游一体化建设,一些企业已先期完成甲醇建设,然后再等待时机上马甲醇制烯烃;没有煤炭资源的企业则研究外购甲醇制烯烃。而这种“绕行策略”让国家对煤制烯烃项目的环保问题十分担心。
不可否认的是,尽管煤制烯烃生产装置在我国已经进入商业化运行中,但各种消耗及装置配套还有较大的改进空问。按照“十二五”规划对现代煤化工示范项目的指标要求:能源转化效率不低于40%、吨烯烃煤耗不高于5.3吨(折标准煤)、吨标准煤新鲜水耗不大于4吨;如果达到先进水平,需要能源转化效率不低于44%、吨烯烃煤耗不高于5吨(折标准煤)、吨标准煤新鲜水耗不大于3吨。山西原平化学工业集团有限责任公司王智提供的公开数据表明,我国烯烃吨标准煤新鲜水耗约为2.82吨;吨烯烃煤耗7.1吨,显然还有技术改善的余地。可以想象的是,像神华这样技术水平比较高的企业在环保问题上都有短板,其他正在追赶建设中的项目开工后难免会成为“污染大户”。
中宇资讯分析师王笑天认为,煤制烯烃项目目前主要面临几大挑战:一是虽然中国拥有巨大的煤炭储量,但煤炭资源正在快速耗竭;二是煤制烯烃项目往往会带来较大污染,环保方面的投入很大程度上限制了经济性;三是煤化工项目通常远离主要的消费市场,须考虑到产品运输成本高的问题。
而国家叫停神华煤制烯烃项目,有学者认为,这是意在告诉众多煤制烯烃企业要借鉴已投运的生产企业经验,想要赚到真金白银,国家给了你政策,你就要认真、细致地控制好原料及能耗、能效,在源头上降低投资来取得效益。另外,国家此举也意在治理目前新型煤化工发展的乱局,“目前政府已开始限制新项目的批准,国家发改委将煤化工项目的最低年产能标准设定为50万吨。”从实际情况看,除了目前在建的和已处于规划的几个项目外,短期内暂时不会有大规模新建项目投入商业运行。”王笑天说。
煤制烯烃如何找到未来
煤制烯烃将成为我国烯烃产业中一支重要生力军的趋势是已经定局的。根据相关统计,到2020年前后,全国煤制烯烃总产能将达到1500万吨/年左右。按照国家烯烃工业“十二五”规划的发展目标,到2015年我国乙烯和丙烯的总产能发展目标是5100万吨/年。照此推算,届时煤制烯烃的规模将占到全国烯烃总产能20%以上。
而世界级煤化工高科技项目——神华DMTO煤制烯烃项目顺利投产后,以煤替代石油为原料,生产乙烯、丙烯等化工产品的核心技术对于我国来说势必要进行推广,煤制烯烃技术也将在煤基甲醇、聚烯烃、PVC行业、焦化行业、乙烯工厂改造等项目中获得持续的生命力,有着广阔的市场前景。
然而,从传统煤化工到新型煤化工的转型也肯定会经历很多波折。国家支持新型煤化工的发展,就在于其可以开创高碳能源低碳化和石油替代的新途径,且有着更加环保的要求。倘若新型煤化工依然排放不达标,也就难免被环保部叫停。以此来看,关键核心技术的革新和必须符合国家节能减排要求就成为煤制烯烃产业积极向前推进的保证。
目前神华、大唐、中石化都开始部署煤制烯烃项目。此外,陶氏化学、道达尔等外企也在积极渗透到我国煤制烯烃的建设中来。而以这些企业的技术实力来看,随着企业持续地投入和烯烃原料多元化的推进,中国煤制烯烃技术也将日趋成熟,煤制烯烃产业将成为主流。
综述了国内外近几年乙烯齐聚制α-烯烃多相催化剂的研究进展.从多相催化剂的`种类、活性中心、金属离子的种类、价态、配位形态和助催化剂作用等方面深刻揭示了多相催化剂对乙烯齐聚的反应性能,并对催化剂的结构与性质、反应中间体的形成及反应机理进行了论述.提出了多相催化剂研究存在的问题,并指出了今后多相催化剂研究开发的主要方向.
作 者:张君涛 张国利 梁生荣 冯霄 ZHANG Juntao ZHANG Guoli LIANG Shengrong FENG Xiao 作者单位:张君涛,ZHANG Juntao(西安交通大学能动学院,陕西,西安,710049;西安石油大学石油炼化工程技术研究中心,陕西,西安,710065)张国利,梁生荣,ZHANG Guoli,LIANG Shengrong(西安石油大学石油炼化工程技术研究中心,陕西,西安,710065)
在近些年以来甲醇制烯烃行业迅猛的发展, 并且各项工作也都在稳步的前进当中。针对处理的技术手段, 烯烃分离单元主要采用的是32%的氢氧化钠溶液进行洗涤, 去除反应气体当中存在的二氧化碳等酸性气体, 而在碱洗的过程之中, 则会产生出叫少量的乳化油、浮油以及烃类聚合物等等, 为了更好的避免烃类聚合物在碱液处理的循环系统当中造成相关的危害, 引发循环系统的堵塞等, 在处理的技术过程当中, 碱液达到了碱洗塔底之时, 就需要立刻的排出, 此过程则会产生出大量的废碱液。在废碱液当中, 含有大量的氢氧化钠、碳酸钠等无机盐, 呈强碱性, 同时, 在废碱液当中还含有苯、二甲醇、酚等有机物质。排放之后会对环境造成较大的污染和破坏, 而在近些年以来, 针对废碱液的处理技术工艺, 一直以来都是工业废水处理研究领域当中的热点之一, 同时也是一大难点, 全面的针对其技术手段进行改良和提高, 是当前的迫切需求。
一、废碱液处理技术工艺研究
针对现阶段的主要废碱液处理技术工艺进行细致的研究, 是开展一系列工作的基础性环节, 也是一个重点的步骤。在目前针对废碱液的处理技术当中, 主要是化学法应用的比较多, 而其中最为成熟的一种技术手段, 就是高温之下的湿式氧化技术, 此技术需要在一定的压力条件以及温度环境之下, 运用液态化的水对相关的氧化反应进行催化, 同时, 产生出一个高氧化的驱动力量, 进而将废碱液之中存在的无机硫化物质以及各种类型的有机物质, 转化成为一些有机的物质, 诸如烃类、酚类等, 并且在这样的条件之下, 针对其中较为复杂的污染物质进行分解, 降解成为有机物, 进一步的去除其中存在的COD, 达到处理的目的和效果。生化处理的过程, 其主要的目的, 就是运用相关的微生物的技术, 在一定的设计条件之下, 通过生物代谢的方式和技术, 将废碱液以及污水当中所含有的有机物质进行分解, 进而全面的达到污水的无害化的目的以及结果。生化处理技术, 主要是利用人工筛选的条件, 针对其中的一些物质, 进行高效率的处理, 进而其处理的效果以及质量, 都比传统式的污泥处理法更佳, 并且还可以有效的将传统的处理技术当中所存在的难以解决的问题, 进行改善, 诸如高浓度的并且有毒的污水, 通过生化法的运用, 可以合理的将其转化成为低浓度并且无毒无害的一般性的废水, 并且还不会产生二次污染。由于生化工艺, 所以与湿式氧化处理技术相比较而言, 可以在很大程度之上降低高浓度的有机废水的处理成本, 为工作的进行打下坚实的基础。主要的来讲, 现阶段的主要废碱液处理技术工艺有以下几种。
1. 焚烧法
在废碱液的处理系统当中, 焚烧法的设备装置主要是由尾气净化设备、焚烧设备、前处理设备、应急处理系统设备等共同的组成。采取直接类型的氧化法, 对于废碱液进行处理, 在经过喷枪等的雾化处理之后, 进入至焚烧系统的焚烧炉当中, 即刻通入一定量的空气, 使得其中的有害物质以及杂质等充分的燃烧, 同时, 在此阶段的处理当中, 还需要注意将焚烧的温度有效的控制在1100摄氏度左右, 并且保证停留时间两秒, 进而生成大量的水蒸气及二氧化碳, 下一阶段, 则将气体通过废热锅炉, 将多余的热量进行回收, 最后则是经过电除尘器除尘处理之后, 进行气体的排放。运用焚烧法处理废碱液, 在处理的过程之中燃料气消耗的比较多, 并且工艺技术比较简单, 对于碱液的处理非常彻底, 而在处理的过程当中, 废热锅炉还可以回收一定量的蒸汽, 进而可以使用来进行工厂内部的低压蒸汽管网以及系统雾化等操作, 达到了能源回收再利用的目的和效果, 并且也是在一定程度之上降低了能源的损耗。在处理过程当中产生的碳酸钠, 则可以作为在污水软化等操作工艺当中使用的投加药物。但是, 运用焚烧法的劣势在于运行的成本费用比较高, 并且设备的造价也较高, 在焚烧的过程当中, 容易由于烃类聚合物等结垢, 进而导致喷射器当中出现堵塞或者是热量过高等情况, 进而造成设备运行和工作的不稳定, 对相关处理工艺造成不利影响。
2. 催化湿式氧化法
此种技术手段是在湿式氧化处理技术的基础和前提之上, 逐步的发展起来的, 通过运用稳定并且高效的催化剂, 来合理的降低反应的温度以及反应的压力, 进而全面的缩短了处理技术流程当中的停留时间, 进而为处理效率以及处理质量的提升做出了积极的贡献。催化湿式氧化技术, 主要是在一定的温度以及压力的条件之下, 在用来进行填充的催化剂反应装置当中, 保证废碱液处在液体状态之下的接触时间在30分钟至两小时以内, 同时, 使用空气当中的氧气来作为氧化剂, 利用催化氧化的反应原理, 针对废碱液当中的有机物质, 诸如烃类聚合物、酚类等, 进行有效的分解, 进而得到二氧化碳以及水, 全面的降低COD并且同时还可以达到除去臭气、脱色以及净化的目的和效果。在处理的过程当中, 运用废碱液在此过程之中产生出来的热量, 来维持反应的平衡, 可以达到较好的效果。而高稳定性以及高活性的催化剂, 则是催化湿式氧化技术的核心内容, 相关的设备材质, 需要使用复合类型的钛材。
3. 低温蒸发结晶
低温蒸发结晶技术工艺, 是一种废水零排放的处理技术。此项技术需要在特定的温度以及压力条件之下 (温度零至六十摄氏度、压力为常压或者是微负压) , 运用空气在不同的温度之下含湿量的变化, 来进一步的实现废水的浓缩、蒸发以及结晶等等, 诸如在而是摄氏度的环境之下, 饱和的空气含湿量为14g Kg, 而在五十五摄氏度的温度条件之下, 饱和空气的含湿量则约为95g/Kg, 在一定的环境条件之下, 空气的冷热变化将可以完成释放水或者是吸水的可逆的过程。通过此种方式的合理运用, 进而达到不同沸点的物质的逐步分离, 达到处理和净化的目的和效果, 同时, 低温蒸发结晶技术, 还是一种安全性极强、兼具有洁净以及环保的废水处理技术手段。由于其多方面的优势, 现今此项技术在诸多的领域当中, 都有着广泛的运用, 使用的效果也是得到了多方面的肯定。
4. 全生物氧化技术
全生物氧化技术, 是现阶段处理甲醇制烯烃的废碱液主要技术手段, 同时也是最有优势的一项处理技术工艺。在处理的流程当中, 首先将废碱液、硫酸以及稀释水等等, 通过静态的混合器装置进行混合, 并且在此项操作过程当中, 通过一定的营养配比, 进入至反应池的底部, 同反应池当中的反应装置所产生出来的大量的循环水进行有效的混合, 在混合完全之后, 则是依次的经过以流细菌为优势的微生物生物床以及以异养菌为优势的微生物后端部位的生物床。在此过程之中, 分别的进行有机物质的降解以及硫化物质的降解。经过处理之后所得到的废水, 则是将其排入至下游的污水处理设施当中, 进行全面的处理以及排污, 同时将排出的污泥物质等, 经过处理单元以及系统处理装置当中各个设备所产生出来的呼吸气体以及生物反应池当中的尾气收集装置系统之后, 进入至废弃处理单元当中, 进而达到处理之后的排放标准, 达到工艺处理的技术要求。
二、全生物氧化技术的中试试验以及技术优势分析
根据上文的详细阐述和分析, 可以对目前阶段针对废碱液进行处理的主要技术手段, 有着全面的了解和细致的掌握。接下来, 将针对全生物氧化技术的主要技术优势以及其技术的特点等, 进行全面的研究, 力求找出最佳的处理技术手段, 为相关工作的进行与开展, 打下坚实的基础。
1. 中试试验
根据实际的分析和研究, 针对废碱液进行全面的处理, 并且进行中试试验, 试验当中的主要项目包含有生物膜的培育、稳定运行、微生物的驯化、水量的冲击以及高COD的冲击等等, 根据得出的分析数据结果, 针对全生物氧化废碱液处理技术工艺, 可以得出以下几点技术优势:第一, 此系统装置针对废碱液处理的效率比较高、处理的效果极佳, 并且操作过程当中的弹性比较大、抗冲击的能力比较强、水力的停留时间可以维持在三十分钟以上, 针对硫化物质、COD等的去除率, 分别可以达到百分之九十九以及百分之九十三以上, 处理的效果极佳, 同时在针对废碱液进行两倍的稀释以及将水力停留的之间维持在流失小时之时, 全生物氧化处理技术工艺针对硫化物质以及COD的去除率分别可以达到百分之九十九以及百分之九十六以上, 进而达到了实验的基本目的, 为下一阶段工作的进行与开展, 打下了坚实的基础。最后, 运用此种技术手段的出水酸碱值, 大约在六十五至九十之间, 满足基本的下游污水处理装置的需求, 为工作的进行提供了充足的前提条件。
2. 优势特征分析及结论
根据上述的分析与其他几种类型的废碱液处理技术手段相互比较而言, 采用全生物氧化处理技术, 主要污染物质的脱脂率非常的高, 并且整套工艺技术流程非常的简易, 操作和装置设备的操作、管理以及运行维护等方便, 反应的基本条件容易满足、缓和, 整个处理的流程当中能量的消耗较低, 工艺技术的过程容易进行控制, 最后, 则是针对系统设备装置的投资以及运行维护等的费用比较的低, 针对管线、设备以及相关的设备材质等, 要求也较低, 装置系统等存在的危险因素也比较的少, 相比较于其他几种类型的废碱液处理技术工艺, 诸如焚烧法、低温蒸发结晶处理技术、催化湿式氧化处理技术以及活性炭吸附法等等, 有着明显的技术优势, 并且更加方便的进行操作以及维护管理。但是, 其缺点在于设备装置的占地面积比较的大, 同时, 在处理的过程当中, 微生物为此项工艺的核心内容, 需要全面的考虑到多方面的影响因素, 诸如微生物的耐候性等, 针对技术的选择, 还需要经过全面的地方实验, 来进行综合性的确定。
综上所述, 在全面的分析了甲醇制烯烃的废碱液处理技术工艺基础之上, 全生物氧化处理技术, 可以基本满足甲醇制烯烃废碱液的处理工艺技术要求, 并且具有多方面的技术优势和特点, 在装置的运行维护费用、装置的一次性投资、能量的消耗、主要污染物质的脱除率等等多个方面, 与其他类型的处理技术工艺, 诸如焚烧法、低温蒸发结晶处理技术、活性炭吸附技术等等相比较而言, 有着较大的优势, 故而在针对甲醇制烯烃的废碱液处理过程当中, 建议采用全生物氧化技术来进行操作。
三、结束语
根据对甲醇制烯烃废碱液处理的主要技术手段进行全面的分析和研究, 从实际的角度出发, 层层的深入, 针对各种技术手段的特征、优势、特点等, 进行全面的分析, 力求找出各项技术的关键点以及需要注重的内容环节, 并且以此为基础, 针对全生物处理技术的优势与特征, 进行了细致的探究, 力求为此项技术工艺的进步, 做出积极的贡献, 并且为工作的发展和前进, 打下坚实的基础。
摘要:论述了甲醇制烯烃废碱液处理的几种常用的技术手段, 并且针对各种技术手段的优势以及特征等, 进行了深入的研究, 力求找出最佳的处理方案, 为此项工作的进步和发展做出积极的贡献。
关键词:甲醇制烯烃,废碱液,处理技术,比较研究
参考文献
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[2]张全善.试论废碱液处理技术的主要手段[J].科技杂谈, 2011.10:24-29
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