原料路线与动力结构调整改造项目可行性研究报告.doc

通化化工股份有限公司
原料路线与动力结构调整改造项目

可行性研究报告

吉林省石油化工设计研究院
（工咨甲10820070011）
二O一三年六月 长春

编 制 单 位： 吉林省石油化工设计研究院

主要编制人员： 关绍山 赵晶毅
吴文臣 朱 丹
孙宗稳 孙 华
滕宇欣 郭 翠
付明明 王 博
孙大木 刘国全
汪凤山

通化化工股份有限公司原料路线与动力结构调整改造项目 可行性研究报告
目 录
1 总论 1
1.1项目背景 1
1.2项目概论 5
1.3主要技术经济指标 7
2 市场分析 9
3 建设规模及建设内容 11
3.1建设规模确定的依据 11
3.2建设规模 11
4 厂址选择 12
4.1厂址所在位置现状 12
4.2厂址建设条件 13
5 技术方案、设备方案和工程方案 17
5.1技术方案 17
5.2设备方案 45
5.3工程方案 53
6 主要原材料及动力供应 56
6.1主要原材料供应 56
6.2燃料供应 57
7 总图运输及公用辅助工程 57
7.1总图布置 57
7.3公用辅助工程 58
8 节能 60
8.1编制依据 60
8.2项目用能分析 60
8.3项目所需的节能管理机构 61
8.4节能措施综述 63
8.5节能效果计算及分析 64
9 环境影响评价 64
9.1厂址环境条件 64
9.2项目建设和生产对环境的影响 64
9.3环境保护措施方案 66
9.4采用的标准 67
9.5环境影响评价 68
10 劳动安全卫生与消防 68
10.1危害因素和危害程度分析 68
10.2劳动安全卫生防范措施方案 70
10.3消防设施 73
11 组织机构与人力资源配置 75
11.1组织机构 75
12 项目实施进度 75
12.1建设工期 75
12.2进度安排 75
13 投资估算 76
13.1工程概况 76
13.2编制依据 76
13.3 流动资金计算 77
13.4项目总投资与分期投资计划 78
14 融资方案 78
14.1融资组织形式选择 78
14.2资金来源选择 78
14.3融资方案分析 79
15 财务评价 79
15.1 编制依据 79
15.2生产规模及经营年限 79
15.3成本及费用分析 80
15.4销售收入及销售税金 81
15.5销售利润 81
15.6赢利能力分析 82
15.7不确定性分析 82
15.8综合评价 84
16 项目招标情况 85
17 社会评价 86
17.1项目对社会的影响分析 86
17.2项目所在地互适性分析 86
17.3社会评价结论 86
18 风险分析 87
18.1技术风险 87
18.2工程风险 87
18.3资金风险 87
19 结论与建议 87
19.1结论 87
19.2建议 88

III
1 总论
1.1项目背景
1.1.1项目名称
项目名称：通化化工股份有限公司原料路线与动力结构调整改造项目。
1.1.2承办单位概况
承办单位：通化化工股份有限公司。
通化化工股份有限公司前身是1970年兴建的小型合成氨厂，建厂初期年产合成氨3000吨，合成氨全部加工碳酸氢铵，是全国两千余家小合成氨厂技术管理较先进的工厂之一。该公司座落在吉林省东南部，目前已经发展成为一个以生产和销售尿素、甲醇、液氨、氨基甲酸甲酯为主的综合性民营化工企业，1998年经过改制成为股份制企业，现有员工900余人，工程技术人员20余人。
通化化工股份有限公司于1970年始建，1975年建成投产成立通化县化肥厂，1994年该公司进行改制，成立通化化工总公司，1998年由通化化工总公司投2002万股，职工内部1998万股成立通化化工股份有限公司，2002年通化化工总公司破产，通化化工股份有限公司独立经营。
2002年通化化工股份有限公司进行了股份制改制后，经过几次改造，现合成氨装置生产能力已达10万吨/年；尿素装置生产能力为13万吨/年；甲醇装置生产能力为2万吨/年；氨基甲酸甲酯装置生产能力200吨/年。
通化化工股份有限公司通过股份制改造，建立了完善的现代企业管理制度，几年来各项主要经济技术指标位居全国同行业前列，该公司已通过ISO9001－2000质量管理体系认证。
1.1.3编制依据和原则
1.1.3.1编制依据
1．《通化化工股份有限公司原料路线与动力结构调整改造项目》的编制任务书；
2．通化化工股份有限公司提供相关的技术资料；
3．通化化工股份有限公司生产厂区现状条件；
4．中华人民共和国国家发展和改革委员会《投资项目可行性研究指南》；
5．国家有关的法令、法规、规范及规定。
1.1.3.2编制原则
根据国家及地方的有关技术经济政策及通化化工股份有限公司的有关要求，确定以下编制原则：
1．以节能为原则，不扩大产能，淘汰落后设备、采用节能新工艺达到节能减排、降低成本。
2．改造工程中主要设备国产化，以节约建设资金，提高经济效益。
1.1.4项目背景及意义
通化化工股份有限公司生产厂区内现有合成氨装置的生产能力10万吨/年；尿素装置生产能力为13万吨/年；甲醇装置生产能力为2万吨/年；氨基甲酸甲酯装置生产能力200吨/年。
造气工艺采用常压固定床间歇制气，原料为无烟块煤和低压蒸汽，现有6台￠2800造气炉两套系统，正常生产运行5台炉，生产半水煤气约37250Nm3/h,煤耗1.3t/tNH3左右，蒸汽消耗1.7 t/tNH3左右，电耗10kwh/tNH3左右，造气风机汽轮机拖动，蒸汽分解率45-50%，造气污水15t/h左右，吹风气约2400Nm3/h。设备陈旧、腐蚀严重，工艺落后，无烟块煤价格高达1500元/吨造成成本过高。
脱硫采用栲胶加888湿法脱硫工艺，先半脱后变脱，硫磺回收熔硫工艺，年回收约300吨，脱硫剂消耗约18.5元/tNH3，罗茨风机和脱硫泵造成电耗高。此工艺易堵塔，设备腐蚀严重，再生系统设备腐蚀严重、工艺有问题造成贫液、富液分不开，再生效果不好导致脱硫出口时常硫化氢超标
变换采用“全低变”饱和热水塔工艺，在Co-Mo系催化剂作用下半水煤气中CO和水蒸气发生反应生成CO2和氢气，蒸汽消耗约380kg/tNH3。饱和热水塔等设备腐蚀严重，变换炉水分布不均，两套系统并联运行，工艺纯在问题，造成能耗过高。
脱碳采用碳酸丙烯酯物理吸收解吸法，现有两套脱碳系统并联运行，动力结构配置不合理。碳酸丙烯酯消耗约1kg/tNH3,电耗约140kwh/tNH3。脱碳塔、常解塔有腐蚀现象，碳酸丙烯酯回收系统设备腐蚀严重、工艺落后，循环液量大，造成电耗高、消耗高。
合成气净化采用铜氨液洗涤工艺精制原料气去除一氧化碳和二氧化碳，￠1000铜洗塔净化系统现在不能满足合成氨10万吨/年生产，需开甲醇近路调整生产，铜洗系统能力小、氨冷面积小造成循环量大，电耗高，同时有约1.5t/h稀氨水产生，消耗成本约60元/tNH3。
氨合成采用高压氮氢气循环工艺，将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。合成压力约28MPa,产能10万吨/年，现有两套￠1000合成系统，造成配置不合理，电耗高，产量低。系统设备陈旧，现有两套合成系统，动力结构配置不合理，能耗高。
压缩工段共有9台六段压缩机，其中1台备机，净化不好，维修费用高，电耗高，缓冲器、冷排等设备腐蚀严重、工艺落后。
尿素采用水溶液全循环法工艺，尿塔23m3，产能为13万吨/年，解吸废液采用深度水解工艺，氨耗约580kg/tUr，蒸汽消耗约1.35t/tUr，电耗约165kwh/tUr，蒸汽和电耗低于国内先进水平，氨冷能力小造成吸收效果不好，中压系统和蒸发系统工艺设备存在问题，尿素系统需采用先进设备和工艺节能降耗。
随着社会经济的快速发展，能源危机日趋严重。国家对该行业十分重视，并制定了相关政策来扭转该类行业高能耗及环境污染的被动局面。所以企业要生存、求发展，节能降耗势在必行。
如何达到既降低能耗又使装置尽量处于最佳经济运行状态，努力降低生产成本，为企业多创效益，是生产装置稳定运行的最终目的。为此必须通过采用先进可靠的技术，向技术进步要效益和节能降耗，对合成氨、尿素装置进行技术改造，从而实现降低尿素制造成本，增强企业市场竞争力的总体目标，最终达到企业长期、快速、稳定发展。
通化化工股份有限公司采用成熟可靠的新技术及节能措施，对现有生产装置进行改造，降低产品消耗，对有效地降低企业的生产成本，提高产品的市场竞争力具有积极的意义。
1.2项目概论
1.2.1项目拟建地点
该项目建设地点拟在通化化工股份有限公司位于吉林省通化县二密镇化工路8号的现有生产厂区内进行技术节能改造，目前该厂区占地面积23.8万平方米，环境比较优越，满足本项目建设所需条件。
1.2.2项目建设内容
1．改造造气系统，新建1台￠3200水冷壁清华炉，原料达到本地化，造气压力4.0MPa。
2．新建一套16000Nm3/h空分装置，供造气使用。
3．净化系统新建一套NHD脱硫脱碳装置代替原脱硫脱碳。
4．原低压变换改造新建一套高压耐硫变换。
5．压缩工段8台压缩机更换，安装2台离心式压缩机及其附属系统。
6．铜洗改造，利用原合成系统改造一套甲醇甲烷化。
7．新建一套高压合成系统。
8．尿素装置节能降耗、增产改造。
9．改造水、汽、电配套装置。
10．建设厂房2800平方米。
1.2.3主要建设条件
1．技术条件
本项目建设单位通化化工股份有限公司采用国内已经成熟的技术进行改造，由于该项改造技术已经广泛应用于国内多家合成氨装置，合成氨技术的迅速发展适合我国国情，充分发挥了原氮肥的优势，使我国的合成氨工艺在技术上、能耗上有了较大的进步，改进后低能耗的工艺装置，还在不断的应用，因此技术成熟可靠。
2．基础设施条件
本项目改造建设的生产厂区在吉林省通化市通化县二密镇，地理位置优越，交通便利，通讯方便，目前该厂区内的水、电、汽等公用工程设施完善，便于改造建设。
3．环境条件
本项目是节能改造项目，改造后每年可以节约大量原料煤和电能，折标煤量为45746.05tce，减少CO2、SO2及烟气等废弃物的排放量。因此有很好环境效益。
4．资金条件
本改造项目所用资金全部由企业自筹解决。
因此，该项目具备了必要的建设条件。
1.2.4项目投入总资金及效益情况
项目总投资共37248.95万元，其中建设投资34941.85万元。
项目建成后，每年可实现营业收入47910.56万元，所得税3559.85万元，利润总额14239.42万元，投资回收期4.1年（税后），财务内部收益率为33.02%（税后）。
1.3主要技术经济指标
主要经济技术指标汇总表
序号
项目
单位
指标
备注
1
建设规模

1.1
节能效果

1.11
节约电能
万千瓦时/年
5266.14

1.2
节约原料

1.21
节约原料煤折标煤量
tce/年
28157.14

1.3
节约折标煤量
吨/年
45746.05

1.4
减排效果

1.41
CO2
Nm3/年
25000

1.42
SO2
吨/年
250

1.43
烟尘
Nm3/年
40000

1.5
产品

1.51
尿素
吨/年
150000

1.52
甲醇
吨/年
20000

1.53
液氮
m3/年
3000

1.54
液氩
m3/年
4100

1.55
液氧
m3/年
4500

2
总投资
万元
37248.95

2.1
建设投资
万元
34941.85

2.2
建设期利息
万元
0

2.3
流动资金
万元
2307.1

3
营业收入
万元
47910.56
各年平均值
4
营业税金及附加
万元
417.43

增值税
万元
3478.59
各年平均值
5
总成本费用
万元
29775.12
各年平均值
6
利润总额
万元
14239.42
各年平均值
7
所得税
万元
3559.85
各年平均值
8
净利润
万元
10679.57
各年平均值
9
总投资收益率
%
38.23

10
总投资利税率
%
48.69

11
资本金净利润率
%
28.67

12
总成本利润率
%
47.82

13
销售利润率
%
29.72

14
全员劳动生产率
万元/人.年
53.23

15
生产工人劳动生产率
万元/人.年
58.43

16
贷款偿还期
年
0
包括建设期
17
盈亏平衡点
%
42.42
达产年值

%
41.66
各年平均值
18
投资回收期
年
3.52
所得税前

年
4.1
所得税后
19
财务净现值
万元
65710.81
i=12% 所得税前

万元
44692.98
i=12% 所得税后
20
财务内部收益率
%
41.72
所得税前

%
33.02
所得税后
21
资产负债率
%
8.74
达产年
22
流动比率
%
451.31
达产年

2 市场分析
根据国家产业政策和行业规划，尿素作为重要的支农化工产品，属于重点基本建设和技术改造的产业，尿素作为高浓度无公害、无污染化肥是氮肥生产行业主要支柱，尿素生产作为基础化工产业，在国民经济发展中起着举足轻重的作用，除应用于农业施肥外，随着环保意识的增强及环保要求的提高，建筑行业、木材加工行业所用添加剂、胶粘剂越来越多的依赖于尿素产品。吉林省工业尿素市场通化化工股份有限公司占有率80%以上，尿素市场供不应求。
甲醇是一种重要的化工原料，也是广泛使用的化工溶剂，并且是合成各类产品不可缺少的重要中间体，甲醇其下游产品可氧化生成甲醛、醚类产品、酯类产品。并可生产五大工程塑料之一的聚甲醛主要原料。近几年随之环保升级，作为汽油填加剂可达国际环保尾气排放要求，在国内外已广泛采用，并且国外已研究出以甲醇为主要原料配制增强辛烷值新型汽车用动力醇，为甲醇生产开辟了广阔前景。并且该建设项目有一个显著特点，就是甲醇和氨的产量，可以根据市场的需求量，很灵活的调整醇氨比例。
通过本项目的实施，可以更充分利用本地资源达到原料产地化，稳定农业产业，发展地方产业。促进农牧业的发展，解决吉林省尿素缺口15万吨，吉林省还缺口105万吨。项目实施后，可实现上亿元的效益，对壮大地方经济实力、推动地方经济发展，将起到十分重要的作用。
吉林省是农业大省，年需求氮肥400多万吨，其中尿素需求量约为150万吨、复合肥约为250万吨；现实际产能尿素35万吨、复合肥约为150万吨，氮肥缺口加大，主要靠河北、山东尿素进入吉林市场解决农用尿素缺口问题，但其较高的运输费用增加了农民负担。由于国家逐步取消尿素铁路运输优惠政策，外地尿素销售成本将增加约140元/吨，与通化化工股份有限公司尿素成本相同条件下将不具有竞争力，产品销售前景广阔。
吉林省和黑龙江省既是农业大省又是木材加工大省，尿素是胶合板生产用脲醛胶的原料，通化化工股份有限公司利用原有工业尿素销售网络将市场占有率提高到95%以上是可行的，同时也可出口，这样通化化工股份有限公司生产、销售将不会受季节限制。
由于本方案采用先进气化和生产工艺，生产每吨合成氨成本将下降500元以上，尿素成本比没改造企业将下降287.5元，低成本将会提升尿素通化化工股份有限公司在吉林省市场的竞争力，也会保证该公司扩大利益空间。

3 建设规模及建设内容
3.1建设规模确定的依据
通化化工股份有限公司针对目前生产装置及相关配套设施中存在的一系列不利于装置长周期稳定运行的现象和问题，拟对生产装置进行节能技术改造，通过更换高效设备和设备部件、增加节能工艺、增加设备等一系列措施，进而降低产品的原料和动力消耗。
3.2建设规模
3.2.1改造内容
1．改造造气系统，新建1台￠3200水冷壁清华炉，原料达到本地化，造气压力4.0MPa。
2．新建一套16000Nm3/h空分装置，供造气使用。
3．净化系统新建一套NHD脱硫脱碳装置代替原脱硫脱碳。
4．原低压变换改造新建一套高压耐硫变换。
5．压缩工段8台压缩机更换，安装2台离心式压缩机及其附属系统。
6．铜洗改造，利用原合成系统改造一套甲醇甲烷化。
7．新建一套高压合成系统。
8．尿素装置节能降耗、增产改造。
9．改造水、汽、电配套装置。
10．建设厂房2800平方米。
3.2.2改造后节能效果
本项目通过对生产装置进行节能技术改造，每年可降低通化化工股份有限公司现厂区内生产装置的电、原料煤等动力和原料的消耗，节能效果如下：
1．改造前每吨合成氨原煤消耗折标煤量为1.147tce，改造后每吨合成氨原煤消耗折标煤量为0.918tce，每年合成氨可减少能耗折标准煤量为28157.14tce；
2．每年可节约电能5266.14万kwh，折标煤17588.91tce。
3.2.3产品生产能力
尿素 150000吨/年
甲醇 20000吨/年
液氮 3000 m3/年
液氩 4100 m3/年
液氧 4500 m3/年
4 厂址选择
4.1厂址所在位置现状
4.1.1厂址地理位置
本项目拟在通化化工股份有限公司现生产厂区内进行节能技术改造。目前，通化化工股份有限公司位于吉林省通化市通化县二密镇化工路8号。
4.1.2土地权属及占地面积
现有厂区所占用的土地属于通化化工股份有限公司所有。目前该厂区占地面积23.8万平方米。
4.2厂址建设条件
4.2.1厂区内建设条件
1．目前现通化化工股份有限公司生产厂区已经建设30余年，拥有丰富的操作及管理经验和人才优势，为技改工程的顺利实施及良好的运作奠定了坚实基础。
2．现工厂合成氨装置生产能力已达10万吨/年；尿素装置生产能力为13万吨/年；甲醇装置生产能力为2万吨/年；氨基甲酸甲酯装置生产能力200吨/年，装置能力未达到满负荷最大。。
3．现工厂有较强的机修及维修能力，工厂大中小修均可依靠自己力量完成，不需增加。
4．现生产厂区内供水、供电、维修、贮运等设施完善，本项目可依托利用。
5．本项目不新增定员，不增建生活设施。
6．原料及水、电供应充足，交通运输方便，有利于生产装置的满负荷，长周期运行。
4.2.2地震情况
通化化工股份有限公司原料路线与动力结构调整改造项目拟在地位于吉林省通化市通化县二密镇的通化化工股份有限公司现有厂区内进行节能技术改造的施工建设，项目所在区域地质条件良好。
吉林省通化市历史上无较大的破坏性地震，建设所在地无较大的断裂带通过，属构造活动影响较小的地区，按国家地震区划，属烈度VI度区。
4.2.3地理位置及自然条件
通化市位于吉林省东南部长白山区，东经125°17′～126°44′，北纬40°52′～42°49′。老岭、岗山岭各置城市东西，四周支脉延展，群山环绕全城，市区位于浑江两岸五级阶地之上，整个城市呈狭长状，其海拔高度：最高为631.00米（大顶山），最低为366.20米（江南西甸子）。蜿蜒的浑江由东北向西南穿城而过，把整个市区自然分割成江东、江西、江南、江北和二道江五个区域。
通化市属温带大陆性季风气候，其特点：冬、夏差异显著，冬季寒冷漫长，夏季炎热而暂短。历年平均气温为4.9℃，极端最高气温为35.5℃，极端最低气温为-36.3℃，历年最大积雪厚度为39厘米，历年最大降雨量为1217.1毫米。历年主导风向为西南风，风向频率为11%，最大风速为24米/秒，平均风速1.8米/秒，历年平均静风频率为44.1%。
通化市属河谷冲击平原，覆盖层厚为2～7米，由沙砾土及粘性土组成。基岩为页岩，地耐力为15～40吨/平方米，个别地段有不足一米的沼泽草炭土和不连续的淤泥透镜体，但以下仍为沙砾土层。市内地下水为第四系孔隙潜水，地下水位为1～3米。
浑江宽为200～400米，最大流量5880立方米/秒，最小流量为1.8立方米/秒，平均流量为78.4立方米/秒，最高水位375.47米，最低水位369.96米，平均水位370.5～371.5米，最大水深5.62米，最小水深0.3～0.65米，平均水深1～2米。
通化市交通运输主要以铁路、公路为主。铁路梅集线、鸭大线。公路旅佳线、阿集线均经由该市。通化市地理位置比较重要，通化铁路车站，担负着通化-长春、通化-北京、通化-青岛、通化-吉林、通化-图们、通化-沈阳、通化-白河等客运任务。
4.2.4社会经济状况
通化市是以冶金、制药化工、酿造、纺织、建材加工为主要的工业城市，是吉林省东南部政治、经济科技、文化中心。全市有大小企业300多家，主要分布在江东区、二道江区。通化市2001年全年实现销售收入140.86亿元。比上年度增长29.7%，农业总产值53.5亿元，比上年度增长7.3%。
通化市现有城市人口233.73万人，市区人口45.21万人，含郊区规划总面积761平方公里，其中城市已建成面积22.25平方公里，辖二道江、东昌两大行政区。到2010年，通化市城市规划建成区面积为49.09平方公里。最近几年城市建设速度发展很快，市区内的平房绝大多数已被楼房所取代，市区的给水、排水、道路、煤气、热力已形成网络，并日趋完善。
4.2.5气候、气象
本区域位于吉林省松嫩平原半湿润气候区，为中纬度地区，属于温带季风型大陆性气候，本区气候特点是：冬季寒冷干燥而漫长，夏季酷热少雨而较短，春秋季短，多风沙。年主导风向为西南风，次主导风向为南南西风。
年平均气温 4.9℃
极端最高气温 35.5℃
极端最低气温 -36.3℃
月平均最高气温 27.3℃（7月份）
月平均最低气温 -22.2℃（1月份）
冬季室外平均风速 1.3m/s
夏季室外平均风速 1.7m/s
主导风向及其频率 冬季：C～53% SW～6%
夏季：C～36% SSW～12%
全年：C～44% SW～11%
年平均降雨量 881.7mm
冬季日照率 57%
大气压力 （冬季）97.45KPa
最大冻土深度 1.6m
室外采暖计算温度 -24℃
室内采暖计算温度 18℃
采暖期 170天（10月24～4月12日）
4.2.5环境条件
厂址四周无污染源、无名胜古迹及自然保护区，本项目对现厂区内的生产装置进行技术改造，改造后厂区的废水、废气、废渣排量没有增加，且节能技术改造后装置降低了电能和原料煤的消耗，减少了CO2、SO2以及烟气的排放量。本项目的建设对当地环境不会造成不利影响，项目具备条件。
5 技术方案、设备方案和工程方案
5.1技术方案
5.1.1改造前生产工艺概述
通化化工股份有限公司生产厂区内现有合成氨装置的生产能力10万吨/年；尿素装置生产能力为13万吨/年；甲醇装置生产能力为2万吨/年；氨基甲酸甲酯装置生产能力200吨/年。
造气工艺采用常压固定床间歇制气，原料为无烟块煤和低压蒸汽，现有6台￠2800造气炉两套系统，正常生产运行5台炉，生产半水煤气约37250Nm3/h,煤耗1.3t/tNH3左右，蒸汽消耗1.7 t/tNH3左右，电耗10kwh/tNH3左右，造气风机汽轮机拖动，蒸汽分解率45-50%，造气污水15t/h左右，吹风气约2400Nm3/h。设备陈旧、腐蚀严重，工艺落后，无烟块煤价格高达1500元/吨造成成本过高。
脱硫采用栲胶加888湿法脱硫工艺，先半脱后变脱，硫磺回收熔硫工艺，年回收约300吨，脱硫剂消耗约18.5元/tNH3，罗茨风机和脱硫泵造成电耗高。此工艺易堵塔，设备腐蚀严重，再生系统设备腐蚀严重、工艺有问题造成贫液、富液分不开，再生效果不好导致脱硫出口时常硫化氢超标
变换采用“全低变”饱和热水塔工艺，在Co-Mo系催化剂作用下半水煤气中CO和水蒸气发生反应生成CO2和氢气，蒸汽消耗约380kg/tNH3。饱和热水塔等设备腐蚀严重，变换炉水分布不均，两套系统并联运行，工艺纯在问题，造成能耗过高。
脱碳采用碳酸丙烯酯物理吸收解吸法，现有两套脱碳系统并联运行，动力结构配置不合理。碳酸丙烯酯消耗约1kg/tNH3,电耗约140kwh/tNH3。脱碳塔、常解塔有腐蚀现象，碳酸丙烯酯回收系统设备腐蚀严重、工艺落后，循环液量大，造成电耗高、消耗高。
合成气净化采用铜氨液洗涤工艺精制原料气去除一氧化碳和二氧化碳，￠1000铜洗塔净化系统现在不能满足合成氨10万吨/年生产，需开甲醇近路调整生产，铜洗系统能力小、氨冷面积小造成循环量大，电耗高，同时有约1.5t/h稀氨水产生，消耗成本约60元/tNH3。
氨合成采用高压氮氢气循环工艺，将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。合成压力约28MPa,产能10万吨/年，现有两套￠1000合成系统，造成配置不合理，电耗高，产量低。系统设备陈旧，现有两套合成系统，动力结构配置不合理，能耗高。
压缩工段共有9台六段压缩机，其中1台备机，净化不好，维修费用高，电耗高，缓冲器、冷排等设备腐蚀严重、工艺落后。
尿素采用水溶液全循环法工艺，尿塔23m3，产能为13万吨/年，解吸废液采用深度水解工艺，氨耗约580kg/tUr，蒸汽消耗约1.35t/tUr，电耗约165kwh/tUr，蒸汽和电耗低于国内先进水平，氨冷能力小造成吸收效果不好，中压系统和蒸发系统工艺设备存在问题，尿素系统需采用先进设备和工艺节能降耗。
5.1.2改造技术方案
5.1.2.1空分装置方案
5.1.2.1.1技术指标
本空气装置公称制氧能力为16000Nm3/h，负荷调节范围为75－105％。其中：
1．氧气：16000 Nm3/h
2．低压氮气：2500 Nm3/h
3．中压氮气：13600 Nm3/h
4．液氮：250 Nm3/h
5．液氩：400 Nm3/h
6．液氧：500 Nm3/h
7．仪表空气：1200 Nm3/h；
生产氧气作为气化用气，中压氮气供氨合成用气，低压氮气作为公用氮气，液氧、液氩作为产品出售。液氮作为备用保安气源和产品出售。
5.1.2.1.2装置组成
空气装置有空气的过滤和压缩、预冷和纯化系统、冷量制取和空气精馏，液产品贮罐等工序组成。
5.1.2.1.3生产方法、流程特点
本装置采用全低压分子筛吸附、增压透平膨胀机制冷、氧气及中压氮气双内压缩的工艺流程。流程先进、技术成熟、运行安全可靠、操作方便、能耗低。
5.1.2.2造气改造气化工艺方案
5.1.2.2.1技术要求和技术方案
1．装置性能指标
产品及副产品规格
产品
纯度
流量（Nm3/h）
出界区压力
备注
合成气
H2+CO
38500
3.8Mpa（G）

低压氮气
N2≥99.999%
O2≤5ppm
3000
0.4Mpa（G）

仪表空气
无油、无尘、
露点－40℃
3230
≥0.7Mpa（G）
增压机中抽出
工厂空气
无油、无尘、
露点－40℃
400（max）
≥0.7Mpa（G）
增压机中抽出
2．装置操作弹性
整个合成气生产装置负荷操作弹性可控制在50%～110%之间。
3．煤质分析数据：
煤质分析
成分
符号
单位
DC
元素分析
碳
Car
%
67.68
氢
Har
%
3.25
氧
Oar
%
3.42
氮
Nar
%
1.19
硫
Sar
%
0.79
工业分析
固定碳
FCar
%
62.6
挥发分
Var
%
13.72
水分
Mar
%
0.74
灰分
Aar
%
22.93
低位发热量
Qar,net,p
kJ/kg
21480
灰熔点
T3
℃
1438
3．气化碳洗塔出口合成气成份：
说明
出界区的合成气
干合成气组成100%
摩尔流量，kmol/h

CO
1013.57679
45.73
H2
710.116071
32.04
CO2
464.028911
21.04
CH4
3.55179
0.16
H2S
6.10714
0.29
N2
12.9455
0.65
摩尔总流量，kmol/h
2214.640552

此为测算数据，实际运行有效气成分在82%左右。
5．技术方案工艺流程简述
A．水煤浆制备：
从磨煤机的机械方面考虑，磨煤机的负荷不允许大幅度波动或者在低负荷下长期运行。本工程磨煤机设置为一开一备，除了指定的共用设备外，这里只对单条生产线进行描述。
从界区外的原煤破碎机来的最大粒径为20毫米的碎煤首先进入煤斗，煤斗容积要求至少能够储存气化炉满负荷连续生产4小时的用煤量，以便煤破碎机故障时有充分的检修时间。煤斗中的煤由煤称重给料机控制以一定的质量流率进入棒式磨煤机。制浆用的水为部分废水和新鲜水。
为了制得稳定的煤浆并降低煤浆粘度，在磨煤机中还需加入水煤浆添加剂。每套水煤浆制备生产线只用一套水煤浆添加剂系统，但添加剂泵出口可以互换。在添加剂配制池中配制的水煤浆添加剂经过添加剂配制池泵送到一个共用的添加剂槽，再经过添加剂泵送到磨煤机中。添加剂槽的容积要求能够储存装置正常运行8小时所需的添加剂。添加剂槽底部安装有蒸汽盘管，添加剂泵也设有蒸汽伴热管线。水煤浆添加剂的均匀性由添加剂配制池搅拌器和添加剂槽搅拌器保持。水煤浆的PH值应该控制在6～8之间，氨可以用作水煤浆PH值的调节添加剂。煤、水、各种添加剂在磨煤机中研磨到所需要的粒度分布，制得重量百分比约为62%的水煤浆。从磨煤机初步制得的水煤浆通过磨煤机出口的滚筒筛流出，滚筒筛可以筛除煤浆中的大颗粒。水煤浆在重力的作用下流到磨煤机出料槽。磨煤机出料槽泵将水煤浆从磨煤机出料槽输送到煤浆槽中，二条磨煤生产线共用一个煤浆槽。为防止煤浆沉淀，在磨煤机出料槽和煤浆槽中分别设置有磨煤机出料槽搅拌器和煤浆槽搅拌器，在搅拌器的作用下水煤浆保持悬浮状态。水煤浆制备和气化单元的排放、冲洗和泄漏等都汇集到废浆池中。在异常情况下，磨煤机出料槽泵可以将不合格的煤浆输送到废浆池中，经沉淀后，清液由废浆池泵送入磨煤机，废浆池中的沉淀物定期用抓斗捞出，晾干后外运。
B．气化：
气化系统设置1台Ф3200mm的水煤浆水冷壁气化炉。气化炉运行压力4.0Mpa。
来自煤浆槽的煤浆依靠重力自流到高压煤浆泵的入口，煤浆由煤浆泵加压后，经煤浆切断阀进入工艺烧嘴。煤浆泵所需的入口压头由煤浆槽提供，因此煤浆槽要有一定的高度。投料前，煤浆经煤浆循环阀循环回煤浆槽。
来自界区外空分厂的氧气由一根氧气总管经过流量调节阀和切断阀进入气化炉，氧气的流量测量需要进行温度和压力补偿。一部分氧气通过工艺烧嘴的外环通道进入气化炉,一部分氧气通过中心通道进入气化炉。在启动阶段氧气通过氧气放空消音器排放到大气中并建立氧气流量。
工艺烧嘴把水煤浆和氧气一起送入气化炉中。气化炉燃烧室内发生的水煤浆气化过程是一个非常复杂的耦合了一系列物理和化学变化的过程，包括脱水分和挥发份→燃烧→气化几个阶段。各个阶段交混进行，可能发生的反应有：

2C+O2=2CO

C+H2O=CO+H2

CO+H2O=CO2+H2

CO+3H2=CH4+H2O

C+CO2=2CO

C+2H2=CH4

COS+H2=H2S+CO

气化炉燃烧室内的反应条件大约在1420℃和2.0MPaG，在这个温度和压力条件下，煤中的碳和氧气、水等发生复杂的氧化还原反应，并有一系列的副反应发生，生成以CO和H2为主的粗合成气。煤中的不可燃的灰分和部分没有完全反应的碳颗粒形成灰渣。因此气化炉燃烧室出口粗合成气的主要成分包括CO、H2、CO2、CH4、H2S以及水蒸汽等。气化炉耐压钢壳内设置水冷壁，使气化炉耐压钢壳的外壁温度保持在200℃以下。
离开气化炉燃烧室的粗合成气与灰渣一起向下流过激冷环和激冷室的下降管，在下降过程中被位于下降管上的喷头喷出的水雾逐渐冷却，进入的激冷室的水浴中，合成气在这里被彻底激冷并冷却。粗合成气中含有的灰渣被激冷后固化，大部分的颗粒较大的灰渣冷却后沉入激冷室底部经过破渣机（预留位置）排出，这部分渣成为粗渣。另外一部分颗粒较小的灰渣随着黑水一起进入闪蒸工段，还有一部分较细的灰渣颗粒会被合成气夹带出进入合成气洗涤塔，这两部分较细的灰渣成为细渣。冷却后的粗合成气沿激冷室向上流动，通过激冷室侧壁的合成气出口连接管离开气化炉后去合成气洗涤塔，进入粗合成气初步净化工段。粗合成气向上流动的过程中会携带大量的水蒸汽和飞灰，为减少粗合成气的带水带灰现象，需要在激冷室的合成气出口设置挡板。
在对气化炉出来的粗合成气和灰渣激冷的同时，激冷室内的激冷水发生连续汽化随合成气离开激冷室，同时为了保持激冷室内的温度不至于