兰炭多联产建设项目安全条件的分析.doc

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1、兰炭多联产建设项目安全条件的分析1.1建设项目安全条件的分析1.1.1建设项目对周边生产、经营活动和居民生活的影响 该项目周边1000m范围内没有居民区、商业中心等人口密集区；没有学校、医院等公共设施，即没有法律法规予以保护的重要区域。该项目的选址在XX市所辖XX市境内的XX化工基地XX临河循环经济示范区，距离XX市XX镇西北约10公里处。与周边的距离符合危险化学品安全管理条例、焦化厂卫生防护距离标准GB11661-89和焦化行业准入条件等规定的安全要求。周边距离详见D.2.1-1。按照焦化厂卫生防护距离标准GB11661-89的规定，根据拟建厂区周边实际情况和当地多年2.6m/s 的平均风速

2、，拟建项目不会对居住区产生影响，发生火灾和泄漏事故时，与周围建筑物的安全距离符合要求，风险程度可以接受。在总平面布置中，把产生烟尘的备煤和筛贮焦街区布置于厂区的南侧边缘地带，以减少对厂区污染；煤气净化及化产回收区、炭化气制甲醇区自西向东依次布置；辅助生产设施布置在其负荷中心附近，进出管线方便，以节能和缩短管线长度。罐区布置在厂区北侧方便运输。直立炉生产装置发生火灾、爆炸事故时也可能会对周边装置产生影响。但与周边各装置间保持足够的安全距离，风险程度可以接受。煤气净化及化产回收、炭化气制甲醇、焦油加氢、粗苯加氢装置、储罐区、气柜发生火灾、爆炸事故时也可能会对周边装置产生影响。但与周边各装置间保持足

3、够的安全距离，风险程度可以接受。1.1.2建设项目周边生产、经营活动和居民生活情况对建设项目投入生产后的影响该项目厂址在X市回族自治区首府XX市所辖XX市境内的XX化工基地XX临河循环经济示范区，距离XX市XX镇西北约10km处。银（川）青（岛）高速公路从东侧2km处通过；在建中的银（川）太（原）铁路从园区东南侧10km处经过；西侧相距3km为任家庄煤矿；北侧相距4km为红石湾煤矿。因此，周边的生产经营活动不会对该项目产生不良影响。1.1.3建设项目所在地自然条件对建设项目投入生产后的影响1.气象条件该地区属中温带干旱、半干旱大陆性高原气候区。2.工程地质与水文地质1）工程地质拟建厂区大地构造

4、位置处于鄂尔多斯缘凹陷带，属单斜构造，岩层平缓，倾向南东，倾角1012。场区及周围没有发现大的区域性断裂构造，地质条件稳定。2）水文地质场地地处XX市境内，属干旱区，场地岩图中析出的易溶盐混凝土结构、对钢筋混凝土结构中的钢筋、对钢结构均无腐蚀性。建设项目所在地的自然条件对项目不会产生不良影响。1.2建设项目安全生产条件可靠性分析1.2.1 主要技术、工艺或者方式和装置、设备、设施的安全可靠性一、直立炉生产、炭化煤气净化工艺技术、设备、设施可靠性分析直立炉生产、炭化煤气净化过程包括直立炉备煤；直立炉炭化；筛储焦；煤气冷凝冷却；焦油氨水分离与焦油回收；脱硫及硫回收；硫铵装置；洗脱苯。1. 直立炉装

5、置该项目选用内外加热型的直立炭化炉，炉型为：MWH型带蓄热室直立炭化炉。对于直立炉的炉型，按其对煤料干馏加热方式不同，可分为三类：1）内热式直立炉。2）外热式直立炉，它能将单一煤种经过干馏，同时获取优质炭化煤气，并回收焦油的气、固、液三相产品，是用于煤转化工艺的先进装置。3）内外加热结合型直立炉，这类炉型是在外热式直立炉的基础上，采用经过冷凝冷却回收焦油之后的煤气，部分回炉进入炭化室底部的冷却段，对即将移出炉体的高温兰炭进行冷却，充分利用其显热而使冷煤气升温进入炭化室干馏段，增加炭化室内中、下部的热容量，并且强化了炭化室内对流传热的效果，从生产工艺上热利用率高，促进干馏效果，加速炭化，提高单位

6、容积产焦能力，并可降低加热煤气的消耗，保持兰炭产品质量稳定，是节能型的先进炉型。以单一煤种为原料干馏产气的直立炉装置，在国内应用历史悠久，生产技术成熟可靠。主要应用于盛产不粘或弱粘性煤源的地区。以山西、陕北、内蒙地区为主，东北抚顺、甘肃兰州、新疆哈密等地均有相应的装置。2.备煤、炭化、筛储焦1）直立炉备煤该系统拟采用PLC控制与就地操作相结合的控制方式，提高了生产的安全可靠性。对产生粉尘大的设备-振动筛设有袋式除尘装置，使排出的废气含尘浓度达到国家允许的排放标准。并在栈桥及筛分厂房设有水冲洗地坪设施，煤仓顶部设有自然通风孔，以改善工人的操作条件。除尘器收集的粉尘进行回收作燃料外售。在煤棚区域配

7、备有水消防设施，以保证安全生产。2）直立炉炭化（1)加煤方式：通过手动、气动控制的滚筒阀和插板阀进行；（2)出焦方式：采用水封式出焦机，连续出焦；（3)控制水平：总管压力、流量、压力调节采用自动控制，每组炉顶温度、压力、炉底温度、压力、加热煤气、熄焦煤气和空气、炉顶荒煤气压力、流量采用DCS自控监测和调节。废气：每座厂房配置二座直立炉共用一个H=120m的烟囱，废气排放，该项目共3个烟囱，排放废气量为17104Nm3h，废气的主要组分为C02、N2、H20、S02，其中S02的含量382mgNm3,低于国家允许排放浓度指标(500mgNm3)。废水：由炉底水封出焦机排出的循环水在长期循环使用后

8、，存在积累焦油的水质问题，可用生化处理的复用水进行稀释性调节水质并抽出部分污水进入生化池处理，抽出量可按5m3h进行更换。正常生产时加补充水20th，水源为全厂收集的洁净下水。废渣：主要为水封出焦机中由循环水封水带出的焦粉，在沉淀池中通过沉淀和过滤措施将焦粉收集，定期人工清理，送至粉焦场作为产品回收，回收量1800ta。3）筛储焦该系统拟采用PLC控制与就地控制相结合的控制方式。在带式输送机上设置了电子皮带秤作为计量设备。该系统在粉尘较大的筛分设备上设置了袋式除尘装置，焦仓上设置了自然通风管。在栈桥及筛焦楼上设有水冲洗地坪装置。经除尘后废气排放的含尘浓度达到国家允许的排放标准。除尘器收集的焦粉

9、回收后作产品外销。 炭场设置防风、防雨雪的钢结构大棚，既保证兰炭产品质量不受沙尘暴气候的影响，而且也大大改善厂区的生产环境，防止粉尘污染。25mm兰炭产品先经脱水甩干至含水8后再进行热风干燥，采用燃料煤气的热风炉烟道气作为干燥热源，经干燥后的废气，通过旋风和布袋二级除尘，排放的含尘浓度达到国家允许的排放标准，除尘器收集的焦粉回收后作产品外销。兰炭干燥系统的燃料用气1500Nm3h，废气排放量约15000Nm3h，S02含量300mgNm3，粉尘含量100mgNm3。3.煤气净化化产回收1）冷鼓电捕、回收循环氨水（1）煤气的冷却冷凝该项目采用间冷工艺流程： 煤气的冷却采用横管式冷却器。横管冷却器

10、分上、下两段，上段用循环水冷却，将煤气温度冷却到约45左右，下段用制冷水冷却，将煤气温度冷却到22以下，使煤气中焦油和萘在此充分脱除。 由于该项目煤气处理量大，煤气加压采用离心鼓风机，配套液力偶合器调速，不仅便于操作且节省能源。（2）焦油回收与循环氨水为更好进行焦油回收，采取重力旋流和大截面沉降分离，配合机械化沉降槽除去焦油渣的工艺方法进行不同重度的焦油回收。为确保外销的焦油含水率4的技术指标，工艺上配置德国先进技术的三相卧螺沉降离心机进行产品把关。 经焦油分离后的氨水除一部分剩余氨水提供下一工序蒸氨处理外，其余氨水作为直立炉循环氨水，采用大流量、高扬程氨水泵输往直立炉。（3）电捕 煤气中焦油

11、雾及萘的脱除采用高效蜂窝式电捕焦油器，电捕焦油器布置在鼓风机后，既处在正压的安全状态下操作又能最大限度地脱除煤气中的焦油雾滴及萘，提高了煤气净化的质量。经鼓风机加压后的煤气送往脱硫工段作进一步净化处理。（4）三废排放及治理 机械化氨水澄清槽和焦油分离器分离的焦油渣，基本组成为煤粉，回收后可作为燃料外销。各设备的排净液、泵的漏液进废液收集槽，废液不外排。2）脱硫及硫回收该工段采用湿法脱硫，将煤气中的H2S含量脱至50mgNm3，并回收硫膏，脱水干燥制取硫磺。剩余氨水采用直接蒸汽汽提蒸氨，生产浓氨水作脱硫的补充液。蒸氨废水送生化处理。 该工段采用煤气中自身含有的氨为碱源，以PDS+栲胶为复合催化剂

12、的湿式氧化法前脱硫工艺，该法脱硫效率高，不必外加碱源，循环液中付产物积累慢，可不设提盐装置，产生的废液不多，因此不仅具有投资省，操作费用低，运行稳定的特点，而且具有良好的环保效果。 脱硫采用湍球塔和新型轻瓷填料塔。湍球塔的特点是：气速高，处理能力大，塔的重量轻，气液分布比较均匀，不易被固体颗粒及粘性物料堵塞，特别是由于塔内湍动强烈，故质量及能量传递得以强化，因而能够较大地缩小塔径及降低塔高。轻瓷填料在传质过程中，填料表面始终保持一层液膜，形成良好的气液接触，比其它填料具有更高的传质效率。脱硫再生塔尾气3600Nm3h含有NH3、C02、N2等，其中含NH3约为2.5gNm3(9kgh)，由45

13、m的高度排放，满足恶臭污染物排放排准GB14554-93的要求(45米高时氨允许排放量为小于45kgh)。 剩余氨水蒸氨后的蒸氨废水含氨300mgl，硫化物50mgl，送生化处理：水量40m3h。 脱硫残液主要含NH4CNS及(NH4)2S203，总量300gl，送生化处理。3）硫铵制备采用喷淋式饱和器脱除直立炉煤气中的氨，它集酸洗与结晶为一体，煤气系统阻力小，流程简单，工艺先进，技术可靠。干燥采用振动流化床，技术成熟，操作稳定。 该工段干燥尾气采用二级除尘，除尘效率达995以上，实现基本无废物排放。 硫铵干燥后尾气经旋风除尘器及湿式除尘器两级除尘后(NH4)2S04尘粒微量，在高度20米以上

14、排放，排放量14800m3h。4) 洗苯、脱苯该工段包括终冷、洗苯、脱苯三部分：终冷采用横管间接终冷塔冷却直立炉煤气，即将硫铵来的煤气在此冷却至洗苯所需的温度。该工艺较直接终冷工艺相比具有流程短、设备少、废水量小等优点。洗苯即为用焦油洗油吸收终冷后煤气中的苯，然后将净煤气送往各用户使用。洗苯后煤气含苯量为2gNm3。脱苯即将洗苯后的含苯富油脱苯，所得粗苯入粗苯贮槽，然后由粗苯输送泵送出装车外售，脱苯后的贫油返回洗苯塔循环使用。管式炉尾气：废气量为9660m3h，二氧化硫含量为358mgNm3，S02排放量3.463kgh，符合废气排放标准(GB14554-93)。二、炭化煤气制甲醇工艺技术、设

15、备、设施可靠性分析炭化煤气中的含碳量(C0+C02)比焦炉煤气高，经转化后的转化气HC接近于甲醇合成的最佳HC=2，而焦炉气经转化后气体中的HC约为2.62.7，由炭化煤气制取甲醇生产的工艺应比焦炉煤气的工艺更为有利。 炭化煤气中的CH4及CnHm含量较焦炉气低，因而在转化过程中消耗的氧气等较焦炉气转化少。 炭化煤气中的有机硫如噻酚、硫醇、硫醚等含量比焦炉气低，因此气体的脱硫净化要比焦炉气容易，相应的费用也较低。采用的主要技术及其特点 1)采用螺杆压缩机加压炭化煤气，在0.35MPa(G)和200时进行有机硫水解，首先采用氧化铁干法脱硫，使干法脱硫剂的费用大大的降低，同时也降低了脱硫装置的投资

16、。另外，由于喷水螺杆压缩机不怕炭化煤气中的焦油、尘等杂质，可保证机组长周期稳定运转。 2)用活塞压缩机继续加压洁净的炭化气至2.5MPa(G)，进入干法脱硫及转化工序，合成气压缩也采用活塞式压缩机，以节省投资。 3)炭化气部分氧化装置采用预热流程，并有效的利用装置尾部的低温热量发生蒸汽，节省了冷却水。 4)采用低压恒温水管式甲醇合成塔，操作稳定可靠，副产蒸汽多，品位高；精馏采用三塔流程，产品质量好，能耗低。 5)空分空气压缩机采用蒸汽透平驱动的离心式压缩机，有效降低了装置能耗，同时可不设备机。 6)为提高甲醇产量，在合成的弛放气中回收H2，采用国内技术成熟的PSA装置。提H2后的弛放气则作为甲

17、醇装置中转化加热炉的燃料气，充分利用了热源。该项目采用先将有机硫水解为无机硫，再用硫容大、价格便宜的氧化铁脱硫剂将无机硫脱至10mgNm3，剩余的有机硫仅为4050mgNm3，最后用中温加氢及干法脱硫脱至总硫0.1ppm以下，这样既节省了干法脱硫的费用，又使装置的流程、设备得以简化，并能确保生产安全可靠。 该项目采用EH-2水解催化剂，操作温度为-200，为防止炭化气中含有的少量氧气造成水解催化剂的中毒，在水解槽的上部装有脱氧(Co-Mo系)催化剂，使炭化气中的氧气和不饱和烃加氢饱和，确保水解催化剂的水解效果：另一方面Co-Mo系催化剂同时也对有机硫有加氢转化的效果。由于噻吩难以被水解，所以本

18、水解工艺能够保证达到80的水解率即可满足工艺要求。从鲁南和安阳等化肥厂的使用情况来看，该催化剂的使用效果还是较为可靠的。 铁钼加氢催化剂已在江西第二化肥厂、山西焦化厂、邯郸钢厂的焦炉气转化制合成氨装置中运行多年，效果良好，因此该项目以铁钼加氢转化有机硫，配氧化锌脱硫，以确保总硫控制在0.1ppm以下。甲醇合成在较低的温度和压力下可以达到较高的甲醇产率，铜系催化剂选择性好，副反应少，改善了甲醇质量，降低了产品能耗，成本较低，具有明显的优越性。该项目确定选用安淳公司的水管式低压恒温甲醇合成塔及相应的配套设备，同时副产品位较高的中压蒸汽。该技术稳妥可靠，实用先进，投资较低，运行成本低。三、焦油加氢工

19、艺技术、设备、设施可靠性分析该焦油加氢包括：原料预分馏脱水和切尾；加氢反应；产品分馏；催化剂预流化与再生。煤焦油加氢装置拟采用先进的中温煤焦油加氢异构工艺和催化剂，以上游产品煤焦油作为装置进料。氢气采用PSA制氢装置供氢，生产柴油、石脑油和焦油沥青。目前，在陕西省神木县锦界工业园区天元化工有限公司实现50万t/a中温煤焦油轻质化项目工业化。该项目设计以天元化工有限公司50万t/a中温煤焦油轻质化项目为基础。其工艺技术、设备和设施具备可靠性。四、粗苯加氢工艺技术、设备、设施可靠性分析1. 主要技术及其特点目前国内外在焦化苯精制深加工的工艺技术主要有酸洗法和加氢精制两种方法。该项目拟采用低温加氢精

20、制法,其工艺技术有如下特点：1)采用原料预处理工艺，除去粗苯中重质苯等成分，较大程度的防止易结焦堵塞物质进入加氢反应系统，延长了设备检修周期，同时简化加氢物料汽化工艺； 2)加入阻聚剂，防止不饱和化合物的聚合，同样延长了设备检修周期和催化剂再生周期； 3)反应条件温和，投资低，脱硫效果好。4)加氢法与酸洗法相比，解决了酸洗法存在的问题，具有如下优点： （1)产品质量高：产品质量高是加氢的突出优点，尤其是含硫低。 （2)产品收率高：焦化苯在加氢过程中的损失少。因操作压力高，几乎没有挥发损失，只有少量的系统外排气带出的少量损失，加氢法比酸洗法的收率提高810。（3)三废少：加氢法没有外排的废渣、废

21、液、废气，只排少量的易处理废水。（4)经济效益好：加氢法产品质量价高；增产的非芳烃可以作为燃料销售；三苯收率增加810，其收入可观；流程中不使用酸碱，相关的维修费降低。2.主要设备及其特点 1)蒸发器：利用高温环气体一次汽化较低温度的加氢原料油。满足加氢原料油的最大汽化、最大限度防止聚合物生成和防止加氢催化剂结焦失活。解决了粗苯加热易结焦等问题，并节约设备投资。2)预加氢反应器和主加氢反应器：由于预加氢反应器和主加氢反应的温升均不大于20，因此均采用绝热固定床加氢反应器。本工艺采用两级加氢工艺，较好的解决不饱和烃聚合结焦等问题。3)压缩机：循环氢及新氢设置联合压缩机，采用对称平衡往复机，共两台

22、(一开一备)。4)精馏塔：除外商特殊要求外，均选用操作弹性好的浮阀塔盘。 5)机泵：由于芳烃有较大的毒性，含有芳烃的物流均选用屏蔽泵。其工艺技术、设备和设施具备先进、可靠性。1.2.2主要装置、设备或者设施与危险化学品生产储存过程的匹配性该项目的原料主要包括干馏煤、煤焦油、粗苯和氢气。1.原料1）干馏煤：进厂煤采购量：计入25 mm煤粉量为10%时，为162.87104 t/a（日均4462 t/d）。计量之后卸入地下受煤槽或煤场，煤场采用封闭式煤棚设施。储存设施能够满足生产装置的需要。2）煤焦油：由该项目直立炉进行煤干馏回收的煤焦油为87032 t/a，需由X市及其周边地区采购69218 t

23、/a（日供208 t/a）。配备有相应储槽。储存设施能够满足生产装置的需要。3）粗苯：由该项目直立炉进行煤干馏回收的粗苯量为5404 t/a，需由XX石化集团炼油厂或周边地区的焦化或干馏煤企业中提供44600 t/a的原料粗苯。配备有相应储槽。储存设施能够满足生产装置的需要。4）氢气：该项目的两套加氢装置所需的氢气将由直立炉炭化煤气作为提H2的原料气，由SPA变压吸附装置提供。设有氢气气柜。储存兼缓冲作用的时间为20分钟；并设有炭化煤气气柜，储存净化后的炭化煤气和分别提供制H2装置原料气源和甲醇装置生产甲醇的原料气。储存兼缓冲作用的时间为20分钟。储存设施能够满足生产装置的需要。 2.辅助原料

24、该项目煤气净化、化产回收、合成甲醇、焦油加氢和粗苯加氢各生产装置所需的辅助原料、催化剂等设置有相应储存设施。储存设施能够满足生产装置的需要。3. 产品及副产品该项目产品及副产品设置有相应储存装置。储存设施能够满足生产装置的需要。1.2.3危险化学品生产或者储存过程配套和辅助工程的安全可靠性1.供电电源选择及可靠性1)该工程建在工业园区内，工业园区内具有可靠的变电站，该站供电裕量较大，可以向该工程分别提供两路35 KV电源，其可靠性及供电能力完全可以满足该工程所需的用电量。即每条电源容量都能够按100%的负荷要求供电。园区内变电站距该工程约有2公里。2)一级用电负荷的保安电源：引自青铝厂变电所。

25、2.供配电系统根据用电负荷统计计算、用电负荷的分布，以及各生产装置的特性，按照技术先进可靠，运行灵活、维护方便，较好的性能价格比，环保节能等原则，确定供配电系统方案。3.电气设备继电保护及自动装置1)10KV配电系统采用电站微机综保装置。继电保护按现行国标来设计系统保护和安全自动装置。总变与净化开闭所之间的10千伏系统的监控、通讯联络采用光纤通讯。总变电站按有人职守，净化开闭所、分变电所按无人值守设计。2)直流系统：总变选择一套100AH的直流屏。开闭所选择一套30AH的直流屏。3)低压用电设备的操作电源选用AC220V，保护采用低压断路器、接触器、智能保护器（热继电器）的组合方式。功率45

26、kW的电机和重要电机现场安装电流表。功率110 kW的电机配备软启动器。备煤系统、筛储焦系统工艺流程长，连锁复杂，采用PLC控制系统。4.电缆敷设该工程各界区变电所各电压等级的馈电均采用放射式方式。电缆敷设根据装置环境特性采用电缆桥架、穿管沿建筑物敷设或局部穿管埋地敷设。5.防雷、接地及防静电该工程高压系统为中性点不接地系统。0.4 kV系统采用TN-S接地系统。对容易产生和积累静电荷的工艺设备、管道按规范要求做防静电接地。各生产装置建筑物按二类防雷建筑物设置，其余按三类建筑物设置。6.供热该项目供热范围包括直立炉、煤气净化、化产回收、焦油加氢、粗苯加氢和合成甲醇等主要生产装置的生产用汽以及全

27、厂生活用汽。其中中压蒸汽由园区中压蒸汽管网提供。该工程拟建一座锅炉房，内设置三台50 t/h循环流化床蒸汽锅炉，锅炉正常运行锅炉二开一备，可满足化工工艺连续生产、生活和采暖用汽。当一台锅炉停止运行时，启动备用锅炉，增加了全厂安全生产供汽的可靠性。7.空压氮压站为满足甲醇装置开车吹扫、置换、压缩空气以及仪表空气的用量及压力要求，选用SA-250W型螺杆式空压机3台。同时配置一套无热再生压缩空气干燥净化装置，满足仪表用气的露点及含尘量要求，能够满足全厂仪表用气的质量要求。当空分装置运行正常后，仪表所用压缩空气由空分装置提供，两台压缩机作为氮压机满足压缩氮气的要求。8.制冷站在（冷鼓工段和洗脱苯工段

28、）对炭化煤气冷却装置，为了提高冷却效率，减少新鲜水的消耗量，节约用水，设置制冷站。9.采暖通风与空气调节及除尘该项目的生产厂房及辅助建筑物均设置全面采暖系统。采暖热媒为110/70热水（高温水）及95/70热水（低温水），热水由换热站制出。备煤、筛焦栈桥和转运站的采暖热媒为110/70热水，其余建筑物的采暖热媒为95/70热水；在DCS仪表控制室，采用风冷式恒温恒湿空调机，用于DCS控制室和仪表机柜室的空调设备考虑备用，以确保在任何情况下空调系统能正常运行。根据各生产装置的特性设置通风系统。通风设备根据使用场所的特性分别考虑防腐、防火、防爆的要求。为消除车间内的各种有害气体和粉尘，设计采用自然通风、机械通风和机械除尘等措施。10.火炬该项目外管拟配置火炬装置，用于化产回收、甲醇装置、焦油加氢和粗苯加氢装置因故紧急停车状态下的安全放散、点火处理。