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煤制甲醇项目(最终版).doc

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雄伟煤化有限公司60 万 t/a 煤制甲醇项目建议书项目人员:曾雄伟 毛龙龙 方建 李永朋时间:2015 年 10 月第一部分项目背景甲醇是结构最为简单的饱和一元醇,又称“木醇”或“木精”,是仅次于烯烃和芳烃的重要基础有机化工原料,用途极为广泛。主要用于制造甲醛、二甲醚、醋酸、甲基叔丁基醚( MTBE) 、甲醇汽油、甲醇烯烃等方面。近年来,国内外在甲醇芳烃方面进行了应用。我国甲醇工业始于 20 世纪 50 年代,随着国内经济发展的不断增长,甲醇下游产品需求的拉动,甲醇行业发展迅猛。从 2004 年到2012 年甲醇产能和产量大幅增长,2012 年产能首次超过 5 000 万t,产量也达到 2 640 万 t。2013 年我国甲醇产能已达 5650 万 t,产量约 2 878 万 t,已经成为世界第一大甲醇生产国,见图 1。从甲醇产能的区域分布来看,甲醇的产能主要集中在西北、山东、华北等地区。从 2013 年各省市产量分布情况来看,排名前五的有内蒙、山东、陕西、河南及山西,内蒙古精甲醇的产量达 563 万 t[2],约占全国总产量 20%,其次是山东、陕西、河南和山西,这五省合计约占总产量的 63%。内蒙古、山西、陕西等地凭借其资源优势,成为甲醇生产企业最为青睐的地区,向资源地集中成为我国甲醇产能布局的主导趋势。受资源因素限制,我国的甲醇生产多以煤为原料,并有焦炉煤气和天然气工艺。2013 年我国甲醇产能中,煤制甲醇产能 3 610 万t,占比 64%,天然气制甲醇产能 1 080 万 t,占比 19%,焦炉煤气制甲醇产能 960 万 t,占比 17%[3]。受国家治理大气污染、加快淘汰钢铁等“两高”行业落后产能以及经济增速放缓等因素的影响,对焦炭的需求将会减少,从而使焦炉煤气制甲醇装置面临原料短缺的局面,因此焦炉煤制甲醇产能会降低。天然气制甲醇装置,则受到天然气供应不足和气价攀升双重制约,也将大幅限产。据金银岛统计数据显示,截至 2013 年 12 月中旬,国内气头装置开工负荷在三成左右,低于国内平均开工水平,甘肃及新疆气头企业普遍停车。2013 年全国甲醇生产企业有 300 余家,其中产能在 100 万 t 以上的企业占总产能的58.9%,形成了神华、中海油、兖矿、远兴能源、华谊、久泰、河南能化、大唐、晋煤、新奥、新疆广汇等 18 家百万吨级超大型甲醇生产企业,见表 1。这些百万吨甲醇企业大致可以分为三类,第一类是以神华集团、久泰化工为代表的大型化、规模化、基地化的煤制甲醇企业,靠近煤炭资源富集区域,其综合竞争力在当前竞争环境下最强,也符合国家产业政策方向; 第二类是以晋煤集团、河南能源化工集团为代表的,在国内多地分布,有多个较小规模的煤制甲醇装置构成的甲醇企业,在煤价下降的情况下,其竞争力有所提升; 第三类是以“三桶油”为代表的天然气路线企业,在天然气价格高企的情况下,这类企业的产量将受到抑制。第二部分产品市场分析1 中国甲醇需求情况与国内甲醇产量的快速增长相比,近年来我国甲醇的消费量也经历了一个迅速提升的过程。2013 年我国甲醇国内表观消费量为 3 287万 t,是 2004 年表观消费量 573 万 t 的 5.73 倍,成为世界第一大甲醇消费国,2004 - 2013 年 10 年间我国甲醇表观消费量年均增长率达到 21% 以上,但产能大于需求的局面更加明显,见图 2 所示。目前我国甲醇消费地区分布情况为: 华东地区位居甲醇消费榜首,之所以如此主要是该地区下游甲醛、二甲醚、冰醋酸、甲醇汽油对原料的需求明显高于其他地区; 华北地区凭借着稳定的甲醛、二甲醚、甲醇汽油需求的支撑,表观消费量占据全国第二; 华南地区、华中地区消费量也比较大; 西北地区作为甲醇生产重地,消费量很少。甲醇下游分布主要可分为三大部分: 传统需求( 以甲醛和醋酸为代表) 、燃料( 二甲醚和甲醇汽油) 、煤制烯烃( MTO/MTP) 。从下游需求的分布来看,2013 年煤制烯烃已经占据甲醇的主要消费领域,其次是甲醛、二甲醚、醋酸、甲醇汽油等。受到经济下行影响,目前甲醇生产甲醛、醋酸、二甲醚等传统下游产品已经薄利难销。甲醇正在转向甲醇制烯烃和甲醇燃料,2013 年这两者已经占甲醇消费量的 40%,尤其是甲醇制烯烃需求增长显著,如表 2 所示。2015 年国内甲醇进出口量 来源:石化资讯网2 甲醇价格分析进入 2015 年,甲醇市场行情依然“难续前缘”,2015 年上半年价格总体呈现“下跌后回升再震荡”的态势。截止 6 月 30 日,甲醇国内市场价格约为 2316 元/吨,整体上升了 10.81%,分别在 1 月中旬达到最低点 1864 元/吨,4 月底达到最高点 2318 元/吨。半年内高点与低点价差 454 元/吨。分阶段来看:第一阶段:急跌下行:进入 2015 年,甲醇市场延续了 2014 年第 4 季度的低温,基本面全面大跌,内外均出现下跌局面。基本面看,甲醇现货供应充裕,传统下游甲醛、二甲醚行情依旧低迷;原油暴跌背景下,烯企业以出货为主,逐步调低出厂价格,甲醇价格一路看跌,重心不断加深下移,直到 1 月底,下游补货需求增加。第二阶段:回暖上行:经历 1 月寒冬,2 月国际原油价格开始暴涨,对烯烃及二甲醚产品形成传导性利好支撑;同时拉动甲醇期货价格上涨,在甲醇期货强势攀升的背景下,国内甲醇现货价格持续推高,消费地山东等市场询盘有明显改观,两大港口及内地行情多有走高,2-3 月涨幅更是达到了 19.14%。在 3 月中旬 3.15 曝出的“调和汽油”问题与原油价格持续下跌的双重因素下,甲醇价格出现一波下跌,但在国际油价企稳反弹、企业装置检修集中、开工率偏低、西北地区货源紧张以及下游需求复苏预期良好等多重利好下,4 月甲醇价格不减上行势头,4 月底荣登半年内价格最高点。走势图如下,2015 年上半年甲醇价格走势 来源:中商情报网3 甲醇供需预测据不完全统计,2014 年预计有 1 450 万 t 新增产能投放,到年底预计中国甲醇产能达到 7 100 万 t,2015 年新增甲醇 790 万t,2016 年新增 1 340 万 t,2017 年新增 420 万 t,在 2014 - 2017 年新增的甲醇产能中主要是因为配套烯烃装置而增加的,这样2017 年底预计中国的甲醇产能将会达到 9 650 万 t,预计 2018 年总产能将达到 1 亿 t,2018 - 2020 年甲醇产能增幅将呈下降趋势。未来三年最重要的增长领域将是煤制烯烃,其次是甲醇汽油领域,预计到 2018 年甲醇需求量将会达到 7 400 万 t 左右,这样甲醇行业的产能利用率将会较目前有明显的提高,甲醇行业的盈利将会增加,产能阶段性过剩的矛盾也将得到缓解。第三部分产品方案及拟建规模1 甲醇的生产方案比较1.1 天然气制甲醇天然气的主要成分为甲烷,其氢碳比高,硫等杂质含量低,因此是生产甲醇的理想原料。在中东和拉美等天然气资源丰富的地区,甲醇生产装置大多选择该路线。现在美国页岩气革命造成当地天然气价格处于历史低位,使得美国天然气甲醇产能开始扩张。而我国由于天然气价格的大幅上涨,没有价格优势,该路线已经失去了经济性,部分产能被迫关闭。1.2 煤制甲醇与天然气相比,中国煤炭资源丰富。作为煤的清洁利用方向之一的煤制甲醇,近年来得到了快速发展。水煤浆、粉煤气化等生产能力大、转化效率高、污染低、煤种适应性广的新一代煤气化技术在中国得到了推广应用,带来了中国煤制甲醇产业的快速发展。近年来煤炭价格的大幅度下滑,提升了煤制甲醇工艺的竞争力。1.3 焦炉煤气制甲醇焦炭生产过程中,副产焦炉煤气,一般每吨干煤可生产焦炉气 300 ~ 350 m3。其主要成分为氢气( 55% ~ 60%) 和甲烷( 23% ~ 27%) [1],焦炉煤气富氢的特点决定了其是生产甲醇的优质原料。焦炉煤气制甲醇投资低、建设周期短、生产成本低,因此成为焦炭企业进行焦炉煤气利用、发展下游产品的重要方式。但受到中国钢铁行业的影响,焦炭需求不旺,造成焦炉纷纷降低负荷,这就对焦炉煤气制甲醇装置的开车率造成重大影响。国外甲醇的主要原料以天然气为主,我国甲醇主要以煤为原料。未来,将出现国外的天然气甲醇和我国的煤制甲醇两种工艺长期共存竞争的局面。2 拟建规模雄伟煤化有限公司甲醇厂一期拟建 60 万 t /a 。第四部分工艺技术方案1 概况煤制甲醇的过程主要有 4 个步骤:首先将煤气化制成合成气;接着将合成气变换;然后将转换后的合成气净化;最后将净化合成气制成粗甲醇并精馏,最终产出合格的甲醇。煤制甲醇——经济性a)主要问题就整个煤制烯烃行业自身所面临的经济性问题来讲主要有:投资大,融资难度大。原材料及能耗大,水耗高。b)问题核心煤制甲醇作为煤制烯烃的主要环节以及技术核心,主要面对的也是这 2 个难题。总结下来就是:1、缩小前期投资规模 2、节能降耗。同时在整个煤制甲醇流程的所有单元中能耗最高的是甲醇精馏单元,甲醇精馏技术的革新对于缩小投资规模、降低全厂能耗有至关重要的作用,也是煤制甲醇节能降耗的技术核心。煤制甲醇——节能降耗煤制甲醇工艺成套节能降耗技术针对缩小前期投资规模及节能降耗的问题,目前国内已有的煤气化工业示范装置主要有,惠生-壳牌新型混合气化炉示范装置。装置采用煤制甲醇工艺成套节能降耗技术,针对目前的甲醇双效精馏中,常压塔塔顶甲醇蒸汽需要用大量冷公用工程来冷却,与此同时必须消耗大量的热公用工程来加热高压塔塔釜液体,造成了冷、热公用工程的双重消耗。随着甲醇装置规模不断扩大,即使采用双效精馏工艺,能耗总量非常巨大的情况。惠生采用另一种有自主知识产权的技术工艺——甲醇热泵精馏工艺。热泵精馏工艺不设加压塔,而是直接压缩精馏塔(常压)塔顶精甲醇气体,提高塔顶精甲醇气体的压力和冷凝温度,作为精馏塔塔釜再沸器或中间再沸器的热源,从而极大节省了塔釜热公用工程和塔顶冷公用工程消耗。采用甲醇热泵精馏工艺的装置因为不设加压塔,直接省去了这部分的投资规模,与废锅流程相比投资幅度降低了 40-45%。以年产 45 万吨甲醇的煤制甲醇装置为例,与典型的甲醇双效精馏、水冷余热发电工艺相比,采用煤制甲醇工艺成套节能降耗技术:1 吨甲醇水耗降低 30%,每年可以节水 167 万吨,运行能耗降低 17%。通过煤气化制合成气,然后将合成气净化,接着将净化合成气制成甲醇,甲醇转化制烯烃,烯烃聚合工艺路线生产聚烯烃。简单来说可分为煤制甲醇、甲醇制烯烃这两个过程。而将煤制成净化合成气后,除了甲醇还能生产出氢气、一氧化碳、合成气、硫磺等产品,而甲醇除了制成烯烃化学品外,还能制成如醇类、醚类、胺类、脂类、有机酸类等化学品,因此大部分煤化工企业都会维持产品的多样性。甲醇是煤制烯烃工艺的中间产品,如果甲醇成本过高,将导致煤制烯烃路线在经济上与石脑油路线和天然气路线缺乏竞争力,此外,MTO需要有数量巨大且供应稳定的甲醇原料,只有煤制甲醇装置与甲醇制烯烃装置一体化建设才能规避原料风险。因此,在煤炭产地附近建设工厂,以廉价的煤炭为原料,通过大规模装置生产低成本的甲醇,使煤制烯烃工艺路线具有了经济上的可行性。目前中国煤气化技术和合成气制甲醇技术的应用都已经比较成熟,而甲醇制烯烃技术经过多年的发展在理论上和实验装置上也已经比较完善。2 工艺比较(1)通过对 GE 气化炉、多喷嘴对置式水煤浆气化炉的数值模拟计算结果的对比表明,多喷嘴对置式气化炉较 GE 气化炉干有效气成分提高5.07%,碳转化率提高 2.04%,水解率提高 7.08%,单位有效产气氧耗节省约 7.32%,单位有效产气煤耗节省约 11.00%.(2)新型水煤浆气化炉较多喷嘴对置式气化炉干有效气成分提高5.34%,碳转化率提高 0.75%,水解率提高 2.91%,单位有效产气氧耗节省约 5.26%,单位有效产气煤耗节省约 6.55%.由此得出,从热态数值模拟计算结果来看,新型水煤浆气化炉的优势不言而喻,且新型水煤浆气化炉若采用新型水煤浆气化喷嘴,其成本将会大幅降低.3 拟采用工艺基于以上研究对比,我们决定采用以下工艺:雄伟煤化工厂以煤为原料,采用水煤浆加压气化技术制备粗合成气,经部分耐硫变换调整粗煤气中 H2和 CO 比例,低温甲醇洗物理吸收法脱除酸性气体,得到满足甲醇合成要求的精制合成气,采用低压甲醇合成技术制取粗甲醇,再经三塔精馏获得精甲醇。从低温甲醇洗出来的含硫尾气通过超级克劳斯法回收硫磺。配套 2 套制氧能力为42500m3 /h 的空分装置、3 套 260 t /h 锅炉装置和 1 套 50MW 蒸汽发电机组。工艺过程中副产硫磺、液氩、液氧、液氮等产品。全厂工艺流程见图 1。雄伟煤化有限公司甲醇厂成功引进了 4 项主要工艺技术,包括美国 GE 公司的水煤浆加压气化技术、德国鲁奇公司的低温甲醇洗气体净化技术和水冷反应器串联气冷反应器( 简称水冷串气冷)甲醇合成技术、荷兰荷丰公司的超级克劳斯硫回收技术。图 1 年产 60 × 104 t /a 甲醇项目工艺流程 1第五部分建厂条件及厂址方案厂址选择:榆林市榆阳区金鸡滩镇。选址优势:南距榆林市区约 50 km,北距锦界工业园区约 30 km。交通十分发达,原料及能源供供给便利。第六部分 原料及能源供给原料煤来自 3.5km 外的榆树湾煤矿,原水来自 38 km 外的李家梁水库。第七部分环保环保上除了配置超级克劳斯硫回收技术外,大型节能空冷技术、高效的布袋除尘技术、先进的 SBR 废水处理工艺、中水回用技术的应用,既体现了节能,又从根本上将“三废”处理在装置内部,“三废”排放少,污染小,实现“绿色环保、节约发展”的理念。第八部分企业组织和劳动定员1 企业组织一、 企业组织形式:雄伟煤化公司采用典型的直线职能制模式,金字塔式(企业董事会或管理委员会)、中层经营管理(部门和科、处)和基层现场管理(车间和设施)等三个层次。见下图:二、 企业工作制度:1)、工作时间(一)公司上班时间为周一至周日的 8:30-17:30,每天中午 12:00-13:00 为午餐和休息时间。(二)凡属国家规定的节假日和公休日,均按有关规定执行。2)、考勤制度(一)各部门要指定专人负责考勤,并将名单交办公室备案。(二)考勤员负责逐日如实记录本部门员工的出、缺勤、月底将考勤表(各种假条附后)交部门经理审核签字后于每月 2 日前报办公室,员工工资将按实际出勤天数发放。(三)考勤统计是公司对员工考核及工资发放的重要依据,任何人不得弄虚作假,办公室有权对各部门考勤情况进行检查、核对。(四)员工要严格遵守劳动制度,不得无故迟到、早退、缺勤。3)请销假制度(一)员工请事假、病假及其它各类假,均应事先请假,事后销假。具体要求按《员工各种假期的管理规定》执行。(二)员工因业务需要外出工作,要由部门经理统一安排,部门经理外出工作,应及时通告主管领导。四、环境卫生、安全制度(一)各部门应负责各自办公室的清洁卫生。所有的文件、资料、报纸要摆放整齐,桌面、地面等要保持清洁,每日工作结束时应将个人桌面拾干净。(二)各部门均设专人负责办公地点的安全、保卫、消防工作,定期检查,及时消除存在的隐患。同时,每一位员工对公司的安全、保卫、消防中存在的问题均要及时汇报、协助处理的义务。2 劳动定员和人员培训1.劳动定员本公司所需人员按其工作岗位和劳动分工不同,可分为四类人员:(1)工人:是指在基本车间和辅助车间(或附属辅助生产单位)中直接从事工业性生产的工人及厂外运输与厂房建构筑物大修理的工人;(2)工程技术人员:是指担负工程技术工作并具有工程技术能力的人员;(3)管理与经营人员:是指在企业各职能机构及在各基本车间与辅助车间(或附属辅助生产单位)从事行政、生产管理、产品销售的人员;(4)服务人员:是指服务于职工生活或间接服务于生产的人员;在可行性研究中,分别估算各类人员需用量,并说明其来源,编制劳动定员汇总表。三、 年总工资和职工年平均工资估算1、公司为员工提供行业极具竞争力的薪酬2、入职员工根据国家《劳动法》规定签订劳动合同,凡经试用期录用者一律缴纳五险一金;3、中层干部享受国家法定带薪节假日,享有带薪产假、婚假、年休假等休假福利。除以上福利外,集团还为员工提供节日团聚等福利项目。4、 一线员工实行 8 小时三班工作制,节假日工作薪资按照国家规定给予 3 倍日常工资。每年 8 月 1 日至 5 日为设备检测和维修期,员工可享受 6 天带薪年假优秀员工会享受不定期旅游福利。四、人员培训及费用估算(1)中层干部通过相关企业猎头招聘,约需 5 人,一线工作人员来源于社会招聘,并接受为期 10 天的安全和技能培训,需培训的人员总数拟定 50 人。(2)培训方式:派往类似厂矿的生产现场和设备制造现场,通过实习培训生产、维修和管理人员,部分生产维修人员可参加本项目施工现场的施工、设备安装、调试、运转。在厂区举办各种类型的培训班,按照生产和业务工作的具体内容,分专业、分工种进行培训。第九部分煤制甲醇工艺项目实施进度安排1 煤制甲醇工艺项目实施的各阶段一、建立煤制甲醇工艺项目实施管理机构二、资金筹集安排三、技术获得与转让四、勘察设计和设备订货五、施工准备(2015 年年底完成)六、施工和生产准备(预计 2016 年年底完成)七、竣工验收(待定)第十部分投资估算与资金筹措1 煤制甲醇工艺项目总投资估算一、 固定资产投资总额购置厂区地皮三千亩----- 0.9 亿元(3W/亩)新建厂房、员工宿舍、办公楼------ 预计 2.5 亿元设备费用----- 预计 12 亿元厂房、宿舍及办公楼配套设施-----0.6 亿元二、流动资金估算原料购买、员工薪酬、设备维护费等约 1 亿元3 投资使用计划一、投资使用计划一期建造 1 栋办公培训楼,2 栋员工宿舍楼,一栋综合服务楼,5间厂房及控制室,安装调试基础工业设备;二期另建造一栋研发及总控制楼,2 栋员工宿舍楼,配套厂房建造齐全,进行预生产。二、借款偿还计划该项目拟投资约 17 亿元。通过合资公司、政府投资及银行贷款筹集。一期拟融资 12 亿人民币,主要用于厂房购置和设备购买。融资方式分为两大模块:前期通过联系榆林市政府,获得政府权益性资金支持 10 亿元,政府获得期权 20%。债务性融资通过银行贷款融资 2 亿,企业按期偿还约定的本息。二期融资 7 亿元,联系社会资本,投资者参与企业的经营决策并获得企业 10%-15%股权,但无权撤退资金。 第十一部分 企业经济效益估算1 生产成本和销售收入估算二、 薪酬成本估算a) 工人工资:3k-5k/月,招聘 70-80 人,一季度预算 96 万2、 工程技术人员:5k-7k/月,招聘 18-25 人,一季度预算 36 万3、 管理经营人员:5k-20k/月,招聘 15 人,一季度预算 45 万4、 服务人员:2k-3k/月,招聘 15-20 人,一季度预算 15 万二、原料成本1、 原料煤:年消耗量 1.5*60W=90W 吨,约 90W*420=3.78 亿三、销售收入估算2、60W*2326=13.96 亿4、年利润(初步估算)13.96 亿-3.78 亿-0.0192*4 亿=10.13 亿2 财务评价年产 60 万吨煤制甲醇项目在当今甲醇价格持续走高、需求扩大的大背景下,具备持续性的盈利能力,项目一经投产,年营业额将达--,3 年内有望逐步还清银行贷款,5 年企业达到收支平衡并能自主研发投资改进项目。3 国民经济评价年产 60 万吨煤制甲醇项目按照资源合理配置的原则,一经上马,将对榆林市工业经济发展带来强劲的推动作用,公司预计五年达到收支平衡,实现持续性盈利。投产后将充分利用榆林市乃至陕西省工业资源,引导投资方向,对改变陕西省甲醇供应格局产生积极的二次影响,第十二部分 社会效益煤制甲醇工艺项目是具有国家战略层面的化工发展项目,对缓解天然气能源危机、提高我国甲醇制备整体续航能力具有重要意义。雄伟煤化选址榆林,原料煤来自三公里外的榆树湾煤矿,煤质优秀,价格低廉,提升了制备甲醇的利润空间,原水取自 38 公里外的李家梁水库,水源充足稳定,这两点将使本项目具备天时地利双重优势。榆林历史悠久,风俗古朴,全市已发现 8 大类 48 种矿产资源,尤其是煤炭,预测储量达七千亿吨,平均每平方公里地下蕴藏着 622 万吨煤,且多为长烟煤、不粘煤和弱粘煤,是国内最优质环保动力煤和化工用煤储藏地之一。煤制甲醇项目的引进将在充分利用榆林资源优势的基础上,提高资源整体利用效率,将资源优势转化为经济优势,对解决当地就业和带动经济发展具有重要意义。在追求效益的同时,雄伟煤化站在对社会负责、对环境负责的角度上,设计了一整套废水、废渣处理系统,保护当地生态环境,立足长远可持续发展。
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