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某有限公司10万吨年(100%)双氧水项目节能报告

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2019-05-31
简介
某有限公司10万吨/年(100%)双氧水项目节能评估报告目录前言...............................................................................................................................11评估目的和意义....................................................................................................12评估过程................................................................................................................21评估依据.....................................................................................................................31.1评估范围和内容.................................................................................................31.2评估依据.............................................................................................................32项目概况.....................................................................................................................72.1建设单位概况........................................................................

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某有限公司10万吨/年(100%)双氧水项目节能评估报告目录前言...............................................................................................................................11评估目的和意义....................................................................................................12评估过程................................................................................................................21评估依据.....................................................................................................................31.1评估范围和内容.................................................................................................31.2评估依据.............................................................................................................32项目概况.....................................................................................................................72.1建设单位概况.....................................................................................................72.2项目基本情况.....................................................................................................72.3项目用能情况...................................................................................................222.4项目所在地能源供应及消费情况..................................................................323项目建设方案节能评估..........................................................................................343.1项目选址、总平面布置节能评估..................................................................343.2工艺流程、技术方案节能评估......................................................................363.3主要用能工艺和工序节能评估......................................................................383.4主要耗能设备节能评估...................................................................................423.5辅助生产和附属生产设施节能评估..............................................................443.6本章评估小结...................................................................................................514节能措施评估..........................................................................................................524.1节能技术措施概述...........................................................................................524.2节能管理措施评估...........................................................................................534.3单项节能工程...................................................................................................554.4能评阶段节能措施评估...................................................................................554.5节能措施效果评估...........................................................................................614.6节能措施经济性评估.......................................................................................614.7本章评估小结...................................................................................................625项目能源利用状况核算..........................................................................................635.1项目综合能耗...................................................................................................635.2项目产品单耗...................................................................................................645.3项目产值单耗...................................................................................................655.5本章评估小结...................................................................................................656项目能源消费及能效水平评估..............................................................................666.1项目对所在能源消费增量的影响评估..........................................................666.2项目对所在地完成节能目标的影响评估......................................................666.3项目能源供应重要条件及落实情况..............................................................676.4项目能效水平评估...........................................................................................686.5本章评估小结...................................................................................................697问题和建议...............................................................................................................707.1问题...................................................................................................................707.2建议...................................................................................................................708结论...........................................................................................................................71附表:附表1主要耗能设备一览表附表2能量平衡表附图:附图1蒸汽平衡图附图2平面布置图1前言1评估目的和意义目前我国正处于工业化和城镇化加快发展阶段,能源消耗强度较高,消费规模不断扩大,特别是高投入、高消费、高污染的粗放型经济增长方式,加剧了能源供求矛盾和环境污染状况。能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要因素。“节能减排”、“低碳生活”、“绿色能源”词汇已深入百姓日常生活,XX省政府为完成“十二五”期间万元GDP能耗下降17%的节能减排目标,在各地拉闸限电给老百姓带来深切感受。因此节能是缓解能源约束,减轻环境压力,保障经济安全,实现全面建设小康社会目标和可持续发展的必然选择,体现了科学发展观的本质要求,是一项长期的战略任务,必须摆在更加突出的战略位置。节能评估通过对项目生产工艺、生产设备的审查,限制了工艺技术水平低、能效水平差的设备的采用,引导企业积极采用国家鼓励的先进工艺技术和节能设备,促进项目装备水平的大幅提高;通过对产品单耗指标的核定,促进企业积极采取各种切实可行的节能措施,使产品单耗指标严格控制在单位产品能耗限额范围内,从而避免了能源的大量浪费,有效地降低了企业的生产成本。节能评估对于严格限制不符合国家产业政策、节能政策项目的准入,抑制高能耗、高污染行业的盲目扩张具有重要意义,对调整优化产业结构具有指导作用。化工产业是我国国民经济重要的支柱产业,也是节能环保重点领域。化工产业的废水、废气、废固及二氧化硫、氮氧化物等主要污染物排放量均居全国各行业前列。在国家提倡节能减排、政府出重拳整治重污染行业2企业的大背景下,节能减排对于化工行业来说则更显重要。为贯彻《中华人民共和国节约能源法》和国家节约能源的有关法律法规和方针政策,保证建设项目能够优化厂区布局和生产工艺设计,做到节约和合理利用能源资源,促进工业节能、清洁、安全、环保和可持续发展,委托XX有限公司对XX有限公司10万吨/年(100%)双氧水项目进行节能专项报告的编制。2评估过程根据《固定资产投资项目节能评估工作指南》和《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》中的有关要求,项目编制技术人员经过现场勘察、调查和测试,收集项目的基本情况及用能方面的相关资料,确定评估依据,选择评估方法,对项目的用能状况进行全面分析,形成评估结论,根据《固定资产投资项目节能评估工作指南》编制节能评估文件,并根据专家评估意见对评估报告进行修改完善。31评估依据1.1评估范围和内容评估范围:本报告的评估范围主要是以10万吨/年100%双氧水的生产为主体,对主要生产过程、辅助和附属生产过程所引起的能源消耗以及采取的相关节能措施进行评估,具体包括主生产区(主要包括工作液配制、氢化、氧化、萃取、提纯、浓缩及溶剂回收、工作液再生等工序)、辅助生产区(主要包括罐区、装卸、仓库等)、公用工程设施区(主要包括循环水站、工艺压缩机和冷机房、变配电站、仪表空压站、机修等)。评估内容:本报告主要是对项目所在地的能源供应情况、项目的建设方案、工艺设备选择、项目采取的节能措施、项目能源消耗及能效水平等进行评估,并对项目节能方面存在的问题提出合理建议。1.2评估依据1、相关法律、法规、规划《中华人民共和国节约能源法》([2007修订]主席令第七十七号)《中华人民共和国清洁生产促进法》([2012修订]主席令第五十四号)《中华人民共和国循环经济促进法》([2008]主席令第四号)《中华人民共和国电力法》([2011修订]主席令第六十号)《中华人民共和国建筑法》([2011修正]主席令第四十六号)《中华人民共和国计量法》([2009修正]主席令第二十八号)《国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术》(国家发改委[2005]第65号令)《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》(国发[2007]第154号)《中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理办法》(国发[1987]第31号)《XX省节约能源条例》(冀[2006]第57号)《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》(国发[2010]第6号)《关于转发〈国家发展和改革委员会关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知〉的通知》(冀发[2007]152号)《中国节能技术政策大纲》(国家发改委、科技部[2007]199号)《中国节水技术政策大纲》(国家发改委、科技部、水利部、建设部、农业部[2005]17号)《关于印发〈节约用电管理办法〉》(国经贸资源[2000]1256号)2、行业准入条件和产业政策《产业结构调整指导目录(2011年本)》(2013年修正)《关于印发节能减排综合性工作方案的通知》(国发[2007]15号)《节能中长期专项规划》(发改环资[2004]2505号)3、相关标准和规范《XX省重点用能行业能效对标指南(2012年版)》《工业企业能源管理导则》(GB/T15587-2008)《工业设备及管道绝热工程设计规范》(GB50264-1997)《工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准》(GB50185-2010)《工业与民用配电设计手册》(第三版)《电气设备节能设计》(06DX008-2)5《电气照明节能设计》(06DX008-1)《评价企业合理用电技术导则》(GB/T3485-1998)《评价企业合理用热技术导则》(GB/T3486-1993)《节电技术经济效益计算与评价方法》(GB/T13471-2008)《中小型三相异步电动机能效限值及节能评价值》(GB/T18613-2012)《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》(GB/T20052-2006)《冷水机组能效限定值及能源效率等级》(GB19577-2004)《容积式空气压缩机能效限定值及能效等级》(GB19153-2009)《用能单位能源计量器具配备和管理通则》(GB17167-2006)《供配电系统设计规范》(GB50052-2009)《10kV及以下变电所设计规范》(GB50053-1994)《低压配电设计规范》(GB50054-2011)《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-2011)《综合能耗计算通则》(GB/T2589-2008)《公共建筑节能设计标准》(DB13(J)81-2009)《外墙外保温工程技术规程》(JGJ144-2008)《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)《建筑采光设计标准》(GB/T50033-2003)《XX省用水定额》(DB13/T1611-2009)《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2010)6《石油化工设计能耗计算标准》(GBT50441-2007)4、节能技术、产品推荐目录《节能机电设备(产品)推荐目录》(第一批)(2009年5月)《节能机电设备(产品)推荐目录》(第二批)(2010年8月)《节能机电设备(产品)推荐目录》(第三批)(2011年12月)《节能机电设备(产品)推荐目录(第四批)》(2013年2月)《节能产品惠民工程高效节能配电变压器推广目录(第一批)》(国家发改委2013年第5号公告)《节能产品惠民工程高效节能通风机推广目录(第一批)》(国家发改委2013年第4号公告)《节能产品惠民工程高效节能容积式空气压缩机推广目录(第一批)》(国家发改委2013年第2号公告)5、国家明令禁止和淘汰的用能产品、设备、生产工艺等目录《高耗能落后机电设备(产品)淘汰目录》(第一批)(2009年12月)《高耗能落后机电设备(产品)淘汰目录》(第二批)(2012年4月)6、《固定资产投资项目节能评估工作指南》2011年本7、其他相关文件《XX有限公司10万吨/年(100%)双氧水项目申请报告》建设单位提供的其他相关资料。72项目概况2.1建设单位概况建设单位:XX有限公司建设单位概况:XX2.2项目基本情况2.2.1项目基本情况1、项目名称XX有限公司10万吨/年(100%)双氧水项目2、项目性质新建3、项目建设地点XX市XX新区4、建设规模及建设内容(1)建设规模:建设一条10万吨/年双氧水(折合100%)生产线,建成后年产50%、60%、70%双氧水10万吨(折合100%)。(2)建设内容:由生产装置、辅助生产装置、公用工程设施区组成。其中生产装置包括工作液配制、氢化、氧化、萃取、浓缩及溶剂回收、工作液再生等工序;辅助生产装置包括罐区、装卸车站、废水池、仓库等;公用工程设施包括循环水站、工艺压缩机和冷机房、消防水池、消防水泵房、泡沫站、加药间、变配电站、仪表空压站等。5、产品方案:8项目产品为46%、50%、60%、70%双氧水,其中46%双氧水及部分70%双氧水作为中间产品;其他50%、60%、70%终端产品折合100%年产量为10万吨。详见表2.2-1。表2.2-1产品方案表序号产品年产量/t(按实际成份计)年产量/t(折合100%双氧水)备注146%双氧水217400——中间产品(生产50%、60%、70%双氧水所需原料)250%双氧水3000015000终端产品外售360%双氧水11666670000终端产品外售470%双氧水2150015000终端产品外售72800——中间产品(生产50%、60%双氧水所需原料)合计168094100000终端产品外售产品质量符合《工业过氧化氢》(GB1616-2003)要求。详见表2.2-2。表2.2-2产品质量标准项目指标27.5%30%35%50%70%优等品合格品过氧化氢质量分数/%27.527.530.035.050.070.0游离酸(以H2SO4计)质量分数/%0.0400.0500.0400.0400.0400.050不挥发物质量分数/%0.080.100.080.080.080.12稳定度/%97.090.097.097.097.097.0总碳(以C计)质量分数/%0.0300.0400.0250.0250.0350.050硝酸盐(以NO3计)质量分数/%0.0200.0200.0200.0200.0250.030注:过氧化氢的质量分数、游离酸、不挥发物、确定度为强制性要求备注:60%双氧水质量遵循企业标准(Q/GHBL1-2012)。2.2.2项目工艺方案2.2.2.1项目工艺流程本项目采用由XX公司提供的蒽醌法制备双氧水工艺技术。采用钯触9媒流化床氢化新工艺,该法是在钯触媒存在下将工作液中的2-乙基蒽醌,经催化氢化还原为2-乙基氢蒽醌,再经过空气氧化生成双氧水,再用去离子水萃取氧化后的工作液,以提取46%浓度的双氧水,经纯化和真空蒸馏浓缩可达到70%浓度的双氧水。同时2-乙基氢蒽醌转变为2-乙基蒽醌,再进入氢化循环。具体流程如下:1、氢化工段(1)工作液配制配制工作液以烷基蒽醌(EAQ)为载体,以重芳烃C10和高效极性溶剂四丁基脲为溶剂,在工作液配制釜中进行配制,具体工艺过程如下:重芳烃C10和四丁基脲经计量后按一定比例加入配置釜,然后加入计量好的2-乙基蒽醌,开启搅拌器使2-乙基蒽醌溶解。2-乙基蒽醌溶解完毕后,然后将配制好的工作液打入工作液贮槽待用。(2)氢化后处理工序再生的循环工作液(有效组分为2-乙基蒽醌和四氢2-乙基蒽醌)和补加的新配制的(有效组分为2-乙基蒽醌)工作液经预热器预热后,与氢气一并由氢化塔顶部加入,工作液中的2-乙基蒽醌、四氢2-乙基蒽醌和氢气在钯触媒作用下进行氢化反应生成2-乙基氢蒽醌和四氢2-乙基氢蒽醌,氢化后的氢化液由氢化塔底出来,进入氢化液气液分离器进行气液分离,分离出的液相部分经过滤器过滤、冷却后进入氧化塔,过滤下来的催化剂返回氢化塔,气相经冷凝器(冷冻水冷却)冷凝回收夹带的溶剂后直接排入大气。未反应的氢气从氢化塔顶部出塔并被一台压缩机回收并循环使用,然后和新鲜氢气一起进入氢化塔重新反应。氢化反应涉及方程式如10下。主反应:2-乙基蒽醌氢气2-乙基氢蒽醌四氢2-乙基蒽醌氢气四氢2-乙基氢蒽醌副反应:2-乙基氢蒽醌氢气四氢2-乙基氢蒽醌2-乙基蒽醌氢气一氢化蒽醌2、氧化、萃取工段(1)氧化工艺空气经过过滤、压缩和冷却处理后从氧化塔底部进入,氢化液从氧化塔顶部进入,氢化液和工艺空气反向接触并进行氧化反应,生成H2O2、2-乙基蒽醌和四氢2-乙基蒽醌等。氧化后的工作液冷却后进入萃取塔。C2H5OO+H2C2H5OHOH+2H2C2H5OHOHC2H5OHOHC2H5OO+H2C2H5OOHHC2H5OHOHC2H5OO+H211被消耗掉氧气的尾气从氧化塔顶部出塔,尾气中含有水蒸汽、溶剂蒸汽和微量的双氧水。尾气经过冷却(换热器通过循环水和冷冻水分步冷却)后冷凝,冷凝液进入水油分离器进行水油分离,分离后溶剂相进入一个容器后回到工作液贮槽回收利用;而含有一些双氧水的水相,回收利用进入萃取工段。经过冷却后的尾气进入活性炭吸附装置进一步脱除溶剂组分,然后排入大气。活性炭吸附饱和后通过蒸汽进行溶剂脱除,含溶剂组份的蒸汽尾气经循环水冷却后液相进入水油分离器行水油分离,分离后溶剂相进入一个容器后回到工作液贮槽回收利用,水相排污水系统。气相进入其它活性碳吸附器(共三台,两台吸附,一台脱附)。该工序涉及反应方程式如下:主反应:2-乙基氢蒽醌氧气2-乙基蒽醌过氧化氢四氢2-乙基氢蒽醌氧气四氢2-乙基蒽醌过氧化氢副反应:C2H5OHOH+O2C2H5OO+H2O2C2H5OHOH+O2C2H5OO+H2O2C2H5OHOH+O2C2H5OO+H2OO12四氢2-乙基氢蒽醌氧气环氧化蒽醌水(2)萃取氧化液(工作液和H2O2混合物)由萃取塔底部进入,去离子水由萃取塔顶部加入,由于工作液的比重低于纯水和H2O2,故工作液在塔中通过水连续相时自行上漂,经过每块筛板形成分散相液滴(即萃余液),逐渐到达塔顶,自行流出进入萃余液分离器分离,分离出的水相返回萃取塔重复使用,萃余液则进入工作液再生工序。去离子水经每块塔板上的降液管逐级向下流至塔底,在流动过程中不断萃取氧化液中的H2O2,萃取得到的粗过氧化氢由塔底流出进入洗涤塔净化。萃取塔顶部采用氮气保护,不凝气经冷冻水冷凝其中的溶剂组份后排放,少了冷凝后的溶剂排入污水系统。3、洗涤和溶剂回收洗涤塔内充满重芳烃C10,从塔顶进入的粗双氧水在塔顶被分散并向下流下,与此同时,重芳烃C10由芳烃高位槽借助位差连续进入洗涤塔底部,两者形成逆流萃取,以除去粗双氧水中的有机杂质。在此过程中,芳烃为连续相,粗双氧水为分散相。洗涤后的粗双氧水自洗涤塔底流出,进入提纯工段。来自洗涤工序的芳烃回到工作液储槽用于生产。工作液储槽使用氮气保护,不凝气经冷冻水冷凝其中的溶剂组份后排放。冷凝的溶剂返回工作液储槽。4、提纯工段洗涤后的粗双氧水从树脂提纯塔顶部进入塔内,再经树脂吸附处理,去除粗双氧水中所含碳化物杂质,进入稀双氧水中间罐。13吸附饱和的树脂用甲醇洗脱,洗脱液(甲醇)进入精馏塔精馏提纯后,甲醇进入贮存罐循环使用,冷凝不凝气经活性炭吸附后外排。5、浓缩工段稀双氧水被预热后输送到双氧水浓缩塔进行减压蒸馏。气相经冷凝器冷凝后的冷凝液主要是去离子水,打回萃取塔回收利用;少量不凝气排空。70%的双氧水从塔底产出,其中部分70%双氧水与稀双氧水混合至设定浓度(60%和50%),并加入稳定剂后进入最终产品罐。剩下的大部分70%双氧水加入稳定剂后直接进入最终产品罐。6、工作液再生在多次的氢化、氧化和萃取反应后,工作液的成分会发生改变,产生的混合物会使工作液效率和生产效率降低。再生工段是用于还原失活成分为可反应的活性成分。部分氢化工作液从氢化工作液缓冲罐经预热后送往再生塔。再生塔内装有活性氧化铝,用来再生反应过程中可能生成的蒽醌降解物,使氧化过程中生成的环氧蒽醌还原为2-乙基蒽醌得到再生,再生后的热工作液与进再生塔前的氢化工作液进行热交换冷却,再经工作液过滤器滤去氧化铝粉尘,然后返回氢化工作液缓冲罐并入工作液循环。工作液再生床产生的废氧化铝经过蒸汽洗脱处理后作为一般固废送有资质单位处理。蒸汽对氧化铝进行进行溶剂脱除时,含溶剂组份的蒸汽尾气经循环水冷却后液相进入水油分离器行水油分离,分离后溶剂相进入一个容器后回到工作液贮槽回收利用,水相排污水系统。气相进入活性碳吸附器。14该工序涉及反应方程式如下:一氢化蒽醌氧气2-乙基蒽醌水二氢化蒽醌氧气2-乙基蒽醌水图2.2-1为项目工艺流程图。C2H5OO+O2C2H5OOHH+H2O222Al2O3C2H5OHH+O2C2H5OO+H2OAl2O315图2.2-1工艺流程图2.2.2.2消耗定额项目采用蒽醌法生产双氧水,主要原料为氢气、空气等。项目所需氢气将来源于XXXX有限公司,该公司的煤气化制氢项目就紧邻厂区的西面,生产所需的氢气将直接用管道输送进厂,运输经济、安全便捷。空气为项目自产,其它所需工作液、甲醇、氧化铝等化学品均来源于本地市场,采购方便可靠,供应有保证。表2.2-3为46%、50%、60%、70%双氧水消耗16定额及原辅材料年消耗量表。表2.2-3主要原辅材料年消耗表序号名称单位单位产品消耗年消耗量来源一46%双氧水1氢气Nm369069000000XX2空气Nm3512512000000自产3工作液(2-乙基蒽醌+重芳烃+高效极性溶剂)t3.1310000本地市场外购4甲醇t0.550000本地市场外购5氧化铝t111100000本地市场外购二50%双氧水170%双氧水t0.175100246%双氧水t0.8324900三60%双氧水170%双氧水t0.5867700246%双氧水t0.4249000四70%双氧水146%双氧水t1.52143500172.2.2.3物料流向图图2.2-2物料流向图182.2.3项目总图运输1、项目总体原则(1)满足消防安全要求新建厂区属于甲类生产厂区,属于易燃易爆危险化学品加工区,新建工厂生产区的布置符合以下规范:《化工企业设计防火规范》GB50160-2008《建筑设计防火规范》GB50016-2006《化工装置设备布置设计规定》HG20546-2009(2)满足全厂总体规划的要求注意装置布置的协调性和统一性,适当考虑装置将来的生产和技术改造的要求。(3)根据风向条件确定设备、设施与建筑物的相对位置。(4)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,决定是否采用室内布置。(5)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。(6)根据地质条件,合理布置重荷载和有振动的设备。(7)满足工艺流程要求,按物流顺序布置设备:做到管道安装经济合理、整齐美观,节省用地和减少能耗,便于施工、操作和维护。(8)在满足生产要求和安全防火、防爆的条件下,应做到节省用地、降低能耗、节约投资、有利于环境保护。2、项目总图布置项目占地面积102250m2,主要由生产装置、辅助生产装置、公用工程19设施组成。生产装置:含反应(氢化、氧化、萃取等)和浓缩蒸馏两个单元,位于厂区的西部。辅助生产装置:产品罐区、原料罐区、装卸车站、原料仓库、甲类仓库、固废罩棚,位于厂区的东部。公用工程设施:变配电站、仪表空压站、泡沫站等位于厂区南部。厂区共设置三个出入口,东侧设置两个出入口,西侧设一个紧急出入口。详见总平面布置图。表2.2-4主要建(构)筑物工程一览表序号名称占地面积建筑面积层数结构形式1反应单元钢结构2蒸馏浓缩单元钢结构3原料仓库钢筋混凝土框架/轻钢屋顶4甲类仓库钢筋混凝土框架5工艺压缩机及冷机房轻钢结构6变配电站钢筋混凝土框架7仪表空压站轻钢结构8控制中心钢筋混凝土框架9控制室钢筋混凝土框架10办公室钢筋混凝土框架11泡沫站轻钢结构12加药间轻钢结构13固废堆场3、运输本项目的原材料由以下几种组成:氢气、2-乙基蒽醌、无极性溶剂、极性溶剂、催化剂、硝酸、氢氧化钠、硫酸、稳定剂等。成品主要为双氧水。氢气由相邻的XX集团通过管道直接输送至厂区内,其它的原材料均20为小容器装的固体或液体,通过卡车经公路运输至厂内。成品中60%的双氧水绝大部分通过管道直接送至XX集团的生产装置内,少部分装槽车外售,50%和70%的双氧水装槽车外售。2.2.4项目工作制度项目生产装置为连续操作,主要生产装置操作采用三班制,人员按四班配置,年有效工作时间为8000h。2.2.5投资估算与资金筹措2.2.5.1投资估算及构成项目总投资为75400万元,其中建设投资60000万元,建设期利息1550万元,流动资金13850万元。项目总投资75400万元中,25000万元由企业自筹解决,其余50400万元拟向银行申请银行贷款。项目建设投资构成详见下表。表2.2-5本项目建设投资构成表序号项目金…
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