米脂高效液体金属切割气项目可行性研究报告.doc

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1、陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 1 米脂高效液体金属切割气项目米脂高效液体金属切割气项目 可行性研究报告可行性研究报告 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 2 目目 录录 第第 1 1 章章 总总 论论4 4 1.11.1 概况概况.4 1.21.2 研究范围研究范围16 1.31.3 研究的过程研究的过程16 1.41.4 液化天然气概况液化天然气概况17 1.51.5 项目建设的意义项目建设的意义20 1.61.6 研究结果研究结果21 第第 2 2 章章 市场初步分析市场初步分析2626 2.12.1 市场分析市场分析2

2、6 2.22.2 金属切割气市场分析金属切割气市场分析34 2.32.3 价格预测价格预测35 第第 3 3 章章 建厂地区条件及厂址选择建厂地区条件及厂址选择3636 3.13.1 建厂地区条件建厂地区条件36 3.23.2 厂址选择厂址选择38 第第 4 4 章章 工艺方案工艺方案3939 4.14.1 建设规模建设规模39 4.24.2 工艺方案的比较工艺方案的比较39 4.34.3 工艺方案的确定工艺方案的确定45 4.44.4 LNGLNG 主要工艺设备选择主要工艺设备选择 50 4.54.5 高效液体金属切割气技术工艺及设备选择高效液体金属切割气技术工艺及设备选择55 第第 5 5

3、 章章 总图、运输总图、运输6262 5.15.1 站址选择站址选择62 5.25.2 总平面布置总平面布置63 5.35.3 道路及出入口道路及出入口63 5.45.4 围护设施围护设施64 5.55.5 排水及竖向设计排水及竖向设计65 第第 6 6 章章 仪控系统仪控系统6565 6.16.1 设计原则设计原则65 6.26.2 控制系统设计说明控制系统设计说明65 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 3 第第 7 7 章章 公用工程及辅助生产设施公用工程及辅助生产设施7373 7.17.1 土建土建73 7.27.2 通信通信76 7.37.3 电气电气

4、77 7.47.4 给水、排水给水、排水85 7.57.5 暖通暖通90 7.67.6 其它辅助生产系统其它辅助生产系统94 第第 8 8 章章 消消 防防9595 8.18.1 设计原则及系统组成设计原则及系统组成95 8.28.2 工程概况工程概况96 8.38.3 危险性分析危险性分析96 8.48.4 消防给水系统消防给水系统99 8.58.5 高倍数泡沫灭火系统高倍数泡沫灭火系统.102 8.68.6 主要设备表主要设备表.103 8.78.7 干粉灭火器干粉灭火器.104 8.88.8 消防道路消防道路.104 第第 9 9 章章 能耗分析及节能措施能耗分析及节能措施105105

5、9.19.1 能耗构成分析能耗构成分析.105 9.29.2 节能措施节能措施.106 第第 1010 章章 环境保护环境保护110110 10.110.1 本项目污染物状况本项目污染物状况110 10.210.2 环境影响分析及治理措施环境影响分析及治理措施110 10.310.3 绿化绿化114 第第 1111 章章 职业安全卫生职业安全卫生114114 11.111.1 编制原则编制原则114 11.211.2 职业危害因素及治理措施职业危害因素及治理措施114 11.311.3 专项投资估算专项投资估算117 11.411.4 项目劳动安全卫生结论项目劳动安全卫生结论117 第第 12

6、12 章章 工厂定员及人员培训工厂定员及人员培训118118 12.112.1 生产值班生产值班118 12.212.2 人员培训人员培训119 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 4 第第 1313 章章 项目实施计划项目实施计划119119 13.113.1 项目进度控制办法项目进度控制办法119 13.213.2 项目进度计划表项目进度计划表121 第第 1414 章章 投资估算与资金筹措投资估算与资金筹措122122 14.114.1 投资估算投资估算122 14.214.2 资金来源资金来源123 14.314.3 资金使用计划资金使用计划123 第第

7、 1515 章章 经济评价经济评价124124 15.115.1 经济效益评价范围经济效益评价范围124 15.215.2 编制依据编制依据124 15.315.3 基础数据基础数据124 15.415.4 成本费用分析成本费用分析125 15.515.5 财务盈利能力分析财务盈利能力分析126 15.615.6 不确定分析不确定分析127 15.715.7 评价结论及主要财务评价指标评价结论及主要财务评价指标130 第第 1616 章章. . 结论及建议结论及建议132132 16.116.1 结论结论132 16.216.2 建议建议132 附附 表：表： 1、投资估算表(附表二) 2、财

8、务分析报表(附表三) 附附 图图: : 1、总平面布置图 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 5 第第 1 1 章章 总总 论论 1.11.1 概况概况 1.1.1 项目名称和主办单位 项目名称：米脂县 20 万吨年高效液体金属切割气项目可行性研究报 告 主办单位：陕西绿源天然气有限公司 企业性质：有限责任公司 法人代表： 项目总投资：38890.42 万元 建设地点：米脂县东山梁工业区 建设周期：18 个月 占地面积： 150 亩 设计规模： 天然气处理量：100104Sm3/d （气体状态 20、101.325 kPa） 21.7104t/a LNG 液态产

9、量：600t/d；20104t/a 切割气产量： 21.92 104t/a 1.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则 1.1.2.1 编制依据 设计委托书 技术咨询合同书 甲方提供的有关基础资料 化工投资项目可行性研究报告编制办法，中国石油和化学工业协会， 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 6 中石化协产发（2006）76 号 其它相关产业政策 编制依据应为可研报告编制委托书及建设方提供的基础资料。 国家相关专业标准、规范。 石油天然气工程设计防火规范 GB50183-2004 城镇燃气设计规范 GB50028-2006 建筑设计防火规范 GB50016-2

10、006 建筑灭火器配置设计规范 GB50140-2005 建筑给水排水设计规范 GB50015-2003 低压配电装置及线路设计规范 GBJ54-83 爆炸和火灾危险环境电气装置设计规范 GB50058-92 化工企业静电接地设计规程 HG/T 20675-1990 液化天然气(LNG)生产、储存和装运 GB/T20368-2006 工业企业总平面设计规范 GB 50187-93 石油化工企业厂区竖向布置设计规范 SH/T 3013-2000 石油化工企业厂内道路设计规范 SHJ 23-90 石油化工厂区绿化设计规范 SH 3008-2000 过程测量和控制仪表的功能标志和图形符号 HG/T2

11、0505-2000 石油化工装置工艺设计包(成套技术工艺包)内容规定 SHSG-052-2003 爆炸和火灾危险环境电力设计规范 GB50058-1992 火灾自动报警系统设计规范 GB5011698 自动化仪表选型设计规定 HG/T20507-2000 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 7 控制室设计规定 HG/T 20508-2000 信号报警、安全联锁系统设计规定 HG/T20511-2000 分散型控制系统工程设计规定 HG/T 20573-1999 仪表供电设计规定 HG/T20509-2000 仪表供气设计规定 HG/T20510-2000 仪表系

12、统接地设计规定 HG/T20513-2000 石油化工安全仪表系统设计规定 SH/T 3018-2003 石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规定 SH 3063- 1999 用标准孔板流量计测量天然气流量 SY/T 6143-2004 天然气计量系统技术要求 GB/T 18603-2001 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB 50343-2004 混凝土结构设计规范 GB50010-2002 建筑地基基础设计规范 GB50007-2002 建筑抗震设计规范 GB50011-2001 采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003 化工采暖通风与空气调节设计规范 HG/T2069

13、8-2000 石油化工采暖通风与空气调节设计规范 SH3004-1999 通风与空调工程施工验收规范 GB50243-2002 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-2002 建筑物防雷设计规范 GB50057-94（2000 年版） 爆炸和火灾消防环境电力装置设计规范 GB50058 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 8 建筑灭火器配置设计规范 GB50140-2005 工业企业设计卫生标准 (TJ36-79) 职业性接触毒物危害程度分级 (GB5044-85) 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 (GB50058-92) 常用危险化学品的分

14、类及标志 (GB13690-92) 石油化工企业职业安全卫生设计规范 (SH3047-93) 工业及民用电力装置接地设计规范 (GBJ65-83) 环境空气质量标准 (GB3095-1996) 污水综合排放标准 (GB8978-96) 工业企业厂界噪声标准 (GB12348-90) 国家安全生产监督管理总局第 8 号令危险化学品建设项目安全许可实 施办法 。 中华人民共和国劳动部令第 3 号建设项目(工程)劳动安全卫生监察规 定(劳动部 1996 年 10 月发布，1997 年 1 月 1 日起实施)。 工作场所安全使用化学品规定(劳动部、化工部 1996 年 12 月发布， 1997 年 1

15、 月 1 日起实施)。 劳动部劳锅字(1990)8 号文：关于颁发压力容器安全技术监察规程 的通知。 国家发改委编发的建设项目经济评价方法与参数 。 （第三版） 化工部编发的化工建设项目经济评价与参数 。 中国国际工程咨询公司的投资项目经济评估指南 。 国家发改委编发的投资项目可行性研究指南 。 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 9 1.1.2.2 编制原则 本报告编制的目的是对项目进行认真、全面和详细的分析，以论证项目 在经济上的可行性、合理性；选用技术和设备的先进性、适用性和可靠性； 财务上的盈利性和合法性；环境上的可持续性，为项目法人和领导机构决策、 审

16、批提供可靠的依据。所以本报告在编制过程中应遵循下列原则： 遵守国家和地方的有关政策、法规；执行国家和行业的有关规范、 标准、规定； 利用规模化优势来降低成本，提高产品市场竞争力； 生产装置选用先进、可靠、成熟的工艺技术路线，具备市场竞争力， 以提高生产效率、降低消耗和生产成本、减少污染，以保证装置运行和产品 质量的稳定性； 装置的设计应尽可能达到布置一体化、生产装置露天化、建筑结构 轻型化、公用工程社会化以及设备材料国产化； 总图布置以节省占地为前题，坚持统一规划，合理布局； 贯彻可持续发展战略，严格遵守国家和地方有关环境保护的各项法 规和政策。设计中坚持“三同时”的原则。完善本项目主要配套装

17、置的环保 设施，减少污染物排放总量，所有三废均做到达标排放，以改善自身和周围 环境现状； 坚持执行“安全第一、预防为主”的指导方针，遵守安全生产、工 业卫生方面国家制定的政策、规范、规定，做到劳动安全、工业卫生与工程 建设同步规划、同步实施、同步发展。 本项目以 HSE（健康、安全和卫生）为重点，贯彻“安全第一、预 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 10 防为主”的指导方针。工厂生产应符合职业安全卫生的要求，保障生产过程 中职工及附近居民的安全及健康。 1.1.3 项目提出的背景 1.1.3.1 主办单位基本情况 陕西绿源天然气有限公司是陕西金源房地产开发有限

18、公司的子公司，公 司法人代表杨林。陕西金源房地产开发有限公司成立于 1996 年，并于 2005 年组建了陕西金源房地产开发集团，注册资金 27450 万元，法人代表马维强。 陕西金源集团主要从事房地产开发与经营、能源矿产开发与经营、其它配套 项目有酒店经营、物业管理、电子商贸等。经过多年的艰苦创业与努力拼搏， 陕西金源集团业已构建了自己以房地产开发为龙头，以能源开发为后盾的发 展战略，并在发展过程中形成了自己特有的企业文化： 企业宗旨：守住诚信之根本，抓住创新之灵魂。 企业经营理念：开放合作，整合资源，实现共赢，滚动发展。 企业精神：办法总比困难多。 企业意识：创新意识。 工作态度：认真、快

19、、坚守承诺 陕西绿源天然气有限公司是在集团公司原有的石油开发、矿产勘探、城 市燃气业务基础上新组建的公司。公司现拥有各类专业技术人才 30 余人和 一支训练有素、专业技术过硬、经验丰富的一线队伍。公司于 2009 年 2 月 份获得陕西省发改委的正式核准，同意投资 4.9 亿元建设陕北子州天然气资 源综合利用存储调峰项目，目前该项目已完成前期各类准备工作，现已进入 施工设计阶段。现依据国家总体发展战略和陕西省南北发展规划，根据公司 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 11 现有实力着手进行米脂天然气利用开发工作，努力为陕北的经济发展和环境 保护做出应有的贡献。

20、1.1.3.2 项目提出的背景 （1 1）金属切割气的发展）金属切割气的发展 乙炔气在世界工业领域的应用已有百年历史，由于氧与乙炔结合燃烧能 产生超过 3000的高温，所以非常适合割焊多种金属，且操作简便，使用 灵活，效率高，因此直到目前乙炔切割气仍占据金属切割的主导地位。但是 在长期的使用过程中，乙炔切割气因其易回火、易爆炸等危险性而一直为使 用方所诟病。乙炔气极易燃烧爆炸；与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明 火、高热可直接一起爆炸；与氧化剂接触会发生猛烈反应；与氟、氯等接触 会发生剧烈的化学反应；乙炔能与铜、银、汞等的化合物生成爆炸性物质。 另外，乙炔气的生产过程属于高耗能、耗电，高污染而

21、且生产成本高，售价 高，这些劣势的存在使得工业界寻找新的金属切割气的动力一直存在，且目 前已取得了一定的成果。 20 世纪 90 年代中期，一些国家先后研制出了多种可用于金属切割的气 体，其中最具代表性的有氢氧气、丙烯气、丙烷气、石油液化气等。目前国 内少量使用的是夏普气（丙烷气） ，丙烷气的密度比空气大，泄漏后在空气 中不易散去而沉积聚集，所以在切割生产中也会对安全角成威胁，特别是在 一些室内金属切割作业中。 近年来，随着国际、国内天然气工业的飞速发展，特别是由于天然气在 使用过程中的优异特性而引起了业界的关注，其能否完全替代乙炔作为金属 切割气成为了技术研究的重点。通过国内外各方科研机构的

22、努力钻研、多方 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 12 试验，终于对于天然气替代乙炔气作为金属切割气的可行性达成了共识 即天然气添加适量的助燃增效剂后完全可以替代乙炔气作为金属切割气，而 且切割性能比乙炔气更加优越。 （2 2）天然气与乙炔、丙烷气物性比较）天然气与乙炔、丙烷气物性比较 气气 体体天然气天然气丙烷丙烷乙炔乙炔 体积质量 Kg/ m3 0.752.01.2 空气中的爆炸极限% 5-152.1-9.52.5-80 最低发热值 Kcal/ m3 88001521912600 1 m3气体燃烧所需氧气量（割炬中） 1 m31-1.4 m3 1 m3气体

23、燃烧所需氧气量（完全燃 烧） 2 m35 m32.5 m3 在氧气中的燃烧速度（m/s） 4.63.76.9 与氧混合的火焰温度（） 1850- 2540（未增 加高效助燃 增效剂） 28323100-3350 从表中可以看出，天然气在空气中的爆炸极限范围小，燃烧速度慢；天 然气发生爆炸、回火的可能性较小，安全性更高；天然气与丙烷、乙炔不同， 天然气的密度小于空气（1.29kg/m3）,泄漏时不易在车间或局部空间形成聚 集，大大减少了爆炸发生的可能性；天然气燃烧效率高、清洁，在生产和使 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 13 用过程中，不会产生电石渣等污染废物

24、，从而成为社会能源发展的一个主要 方向。 （3 3）天然气替代乙炔气作为切割气的方式）天然气替代乙炔气作为切割气的方式 由于天然气的热值小，燃烧温度低，所以直接作为切割气不宜使用，为 此使用过程中必须通过添加一定比例的添加剂的方法来提高火焰温度、改善 切割效果；同时，天然气在替换乙炔气时，必须通过专用工具来进行金属的 切割、矫正，该专用工具与传统乙炔割焊工具不同。 1.1.4、投资的必要性及经济意义 作为能源大省,陕西省承担着支持全国能源需求与平衡全省用能的两大 任务，面临着经济增长与环境保护的双重压力，环境资源与发展的矛盾日益 突出。为此，陕西省在“十一五”规划纲要明确提出，把单位 GDP

25、能耗降低 20作为约束性硬指标，分解落实到各地各部门，列入目标任务考核，务必 确保完成。 “十一五”以来，按照科学发展观和建设“资源节约型、环境友 好型”社会的要求，加大产业结构调整和节能降耗工作力度，节能降耗工作 取得明显成效。2006 年全省万元 GDP 能耗下降 3.39%，降幅排全国第九位， 扭转了“十五”以来万元 GDP 能耗连续上升的趋势；2007 年下降 4.54%，降 幅排全国第四位；2008 年陕西省万元 GDP 能耗下降 5.92%，超额完成年度目 标 1.92 个百分点，实现万元 GDP 能耗 1.281 吨标准煤，创历年最好水平。 “十一五”前三年万元 GDP 能耗累计

26、下降 13.24%，前三年完成“十一五” 总目标的 63.62，超额完成国家 60的进度目标任务。按照“十一五”节 能降耗总的目标任务，后两年需年均降低 3.98 %。从目前进展情况看，部 分城市“十一五”节能目标进度任务没有完成，形势严峻，任务艰巨。2008 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 14 年陕西省天然气 141.15 亿立方米，增长 37.4%。 LNG 是目前全球增长最快的一种能源，在我国大力发展 LNG，将对优化 我国的能源结构，有效解决能源供应安全、生态环境保护的双重问题，实现 经济和社会的可持续发展发挥重要作用。 （1）改善大气环境，创建绿

27、色陕西 天然气在燃烧过程中基本不排放二氧化硫，排放的氮氧化物比油和煤分 别低 40和 60，排放的二氧化碳比煤炭低 50，比石油低 20左右。扩 大天然气的利用范围和领域，改善城市和草原的大气环境，全面打造绿色陕 西。 （2）拉动产业发展，促进经济增长 LNG 是一种新兴产业，通过建设使用 LNG，在促进陕西经济增长的同时， 对拉动省内运输业、制造业等相关产业的发展，促进切割科技水平的提高， 都将发挥重要的作用。 1.1.5、项目建设的有利条件 （1） 、在米脂当地建设高效金属切割气项目的优势条件在米脂当地建设高效金属切割气项目的优势条件 政策条件政策条件 我国国家政府把环保节能作为实现经济可

28、持续发展战略的二大基本国策； 在产业政策中贯彻环保节能优先原则，大力提高绿色神州，花园城市；提倡 无污染的绿色环保项目。 1992 年，国家科委成果下发 097 号文，推广“氧液化石油气切割技 术”。 1995 年机械工业部做出不再审批新建扩建电石厂、乙炔气厂的决 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 15 定。 1996 年 9 月 26 日国家经委，计委和科委联合下达 628 文件，将氧丙 烷燃气列为“九五”期间国家以重点推广的节能科技成果之一。国家强调 “节约能源”是我国国民经济发展的一项长期方针。并要求推广环保节能工 业燃气，要加大推广力度，加速科技成果产

29、业化，为促使我国工业燃气迅速 形成。98 年国家经贸委引进日本、美国新型燃气，来促使我国工业燃气的 形成。 2008 年国家颁布的天然气利用政策中气代油部分的描述也为天然气替 换乙炔气提供了政策支持 米脂矿产资源米脂矿产资源 米脂县地下矿藏资源主要有煤炭、天然气、陶瓷土、石灰石、岩盐等。 其中，煤炭主要分布在县境内西北部，储量为1000 多万吨，煤层厚度为 0.8 米，虽属薄煤，但结构简单，埋藏浅，易开采。天然气除东部区域未 探明外，广泛分布在县境西区地带。 1987 年以来，在境内多处钻井试采， 证实天然气储量较丰富。从试钻的 10 多口井来看，最高产井口日产气可 达 22000 立方米，最

30、低日产气14000 立方米，有着较好的开采前景。 天然气储藏量 1382 亿立方米，年开采量 15 亿立方米，并有装置能力 25 亿 立方米的米脂净化厂投入运行，现年净化天然气 15 亿立方米。 米脂自然条件米脂自然条件 米脂县属典型的黄土高原丘陵沟壑区，以无定河为分水岭，地势总体 东西高中间低。海拔最高 1252 米，最低 843.2 米，平均海拔 1049 米。 地貌主要以峁、梁、沟、川为主，境内山峁达20378 个，沟道 16120 条， 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 16 构成沟壑纵横、梁 峁起伏、支离破碎的地貌景观。县域西部与 榆林的 风沙区接壤

31、，沟道浅而宽、梁峁起伏较大，土壤风蚀沙化明显，植被稀少， 水土流失严重。县域东南部，丘陵起伏，坡陡沟深，侵蚀严重。经过治理， 明显改观。县域中部为无定河川地道带，面积约24 平方公里。 该县属中温带半干旱性气候区，全年雨量不足，气候干燥，冬长夏短， 四季分明，日照充沛，春季多风，昼夜温差大，适宜农作物生长。年平均 气温 8.5，极端最高气温 38.2，极端最低气温 25.5，无霜期 162 天。年平均降雨量 451.6 毫米，主要集中在夏季。最大年降雨量 704.8 毫米，最小年降雨量 186.1 毫米。该县是黄土高原和中国大陆小杂 粮主产区之一。 米脂县境内自然资源广博，黄河一级支流无定河纵

32、贯腹地，平均总流 量6.3 亿立方米，利用渠道和抽水工程，可灌溉沿无定河两岸近3 万亩 农田。境内流水支毛沟有 500 多条，年平均流量 6166 万立方米，建水库、 水池总有效蓄水量 3538 万立方米。地下水可采总量约 7166 万立米，可 保证工农业生产和城乡人民的生活用水。 米脂基础条件米脂基础条件 米脂县基础设施建设初具规模，成为当地发展经济的基本保证。至目 前止，全县公路通村率达 100%，已实现了村村通公路的目标。新建的 210 国道横贯县境南北，北上 72 公里直通榆林，南下 580 公里直达西安。 佳米公路、子米公路与 210 国道交汇于县城，形成十字交叉公路的交通 格局。过

33、境的神延铁路已经开通并投入运营，新建的官庄火车站与县城遥 相呼应。横跨无定河的九龙大桥将火车站开发区与县城连为一体。米脂公 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 17 路与铁路并举的外运通道前景广阔。电力供应充足，早在几年前就实现了 村村通电。 城区程控电话已达 8500 多门，市话普及率为 4 部/百人。各乡镇全 部实现电话程控化，有 159 个行政村通了电话，电话通村率达 40.15%。 移动通讯正逐步普及， 11 个乡镇接收点已经建成。移动、联通等公司在 本县分别占有一定的市场份额，改善了相关设备。县城新建水源井工程和 现代净化水场，日产水量在 5000 吨

34、左右，除居民生产和生活用水之外， 日富余水量在 3000 吨以上 1.21.2 研究范围研究范围 本报告研究范围： 1 生产装置 本项目生产装置包括：一，年液化天然气 3 亿立方米、二，年生产高效 液体切割气 3.11 亿立方米 2 配套的公用工程、辅助工程 配套的公用工程、辅助工程主要包括：全厂罐区、供排水系统、车间变 电所、中央化验室、全厂总图、道路、围墙、绿化。 由于本项目位于米脂县东山梁工业园区，陕西绿源天然气有限公司 将是园区投资的主要企业，在园区拟建数套生产装置。锅炉房、污水处理等 公用工程一并统一考虑，本项目所有装置占地 20 公顷。 1.31.3 研究的过程研究的过程 分析建设

35、该项目的必要性。从企业战略规划，从区域经济和社会发展 层次出发，分析高效液体切割气项目是否符合合理配置和有效利用资源的 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 18 要求，是否符合国家产业政策和技术政策的要求。 经过市场分析，预测产品市场需求。为项目建设的必要性提供了市场依 据，并且为比较和研究生产规模和产品方案提供依据。 通过比较目前先进的工艺技术，确定了适合本地区的生产工艺和技术选 择。确定了主要工艺设备和排放的主要污染物。 确定厂房平面布置、占地面积和设备放置。 合理安排建设进度，进行建设投资估算、财务分析、经济分析、经济影 响分析。 1.41.4 液化天然气

36、概况液化天然气概况 为了提高贮存和运输效率,天然气在投入生产和应用初期，就产生了液 化天然气（英文缩写 LNG)和压缩天然气(英文缩写 CNG)两种形式。CNG 是天 然气加压至 20-25Mpa 并以气态储存在容器中。LNG 是气态天然气经深度净 化，在常压下冷却到-162后呈液态的天然气，其体积约为气态时的 1/625。 LNG 具有以下优点 （1）天然气液化后便于进行经济可靠的运输。用专门的槽车、轮船， 将 LNG 运输到销售地，比地下管道气可节省大量投资，方便灵活，不受管网 限制，适应性强。 （2）储存效率高、占地少、投资省。液化天然气（LNG）与气态天然气 相比，储存压力低，安全可靠

37、，体积小，容量轻，贮量大。 （3）有利于城市燃气负荷的调节，使用过程释放出的冷量可以用作冷藏、 冷冻、温差发电等。 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 19 （4）LNG 可用作优质的车用燃料。与燃油汽车相比，用 LNG 做燃料的汽 车，具有抗爆性好、燃烧完全、排气污染少、发动机寿命长、运输成本低等 优点。LNG 燃点为 650，比汽油高 230，气态时比空气轻，所以稍有泄 漏立即挥发飘散，不易引起自燃爆炸。 （5）有利于保护环境，减少城市污染，属于国家重点扶持的新兴环保产 业。 LNG 的应用范围： （1）用作城市管道供气的补充气源。由于气源、地理条件的限制，

38、采用 LNG 技术是目前实现城镇气化的非管道输送的供气方式，通过汽车、火车等 运输工具将 LNG 运到用气地区，可以作为过渡气源或永久性气源。 （2）用作 LNG 小区气化的气源。由于 LNG 运输灵活高效，且小区气化工 艺流程简单，建设投资省、见效快、方式灵活，价格比石油液化气（LPG） 便宜、价格平稳、气化成本低，经济合理。 （3）用作汽车加气燃料。LNG 比汽油、柴油、LPG 价格低，安全、环保， 储存效率高，汽车续驶里程长，发动机寿命长，在发动机运行中释放的冷量 可用于空调。 （4）用作城市管网供气的高峰负荷和事故调峰。由于 LNG 储存效率高， 储运手段比气态天然气更灵活，具有较高的

39、机动性。因此，在不具备地下储 气库的天然气消费地区，LNG 调峰尤其经济。 （5）用于替换乙炔作为金属切割气的主要成分，具有安全、环保、经 济等优势。 LNG 工业在世界上已有 60 多年的发展历史，技术成熟，已形成了从液 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 20 化、储存、运输、气化到终端利用的一整套工艺。目前，世界上已建成投产 LNG 大型装置有 160 多套，液化生产能力 2344.3 亿立方米/年，年平均产量 以 20的速度增长。LNG 工业在我国方兴未艾，90 年代以来，我国陆续在 河南中原油田、新疆、上海、海南、广西北海建成了五套 LNG 工业生产装

40、置， 液化生产能力约 10 亿方/年。目前 LNG 产品供不应求，取得了可观的经济效 益和良好的社会效益。 原料气气质及资源状况 （1）原料气气质 压力: 3.5MPa 温度：25 流量：100104Sm3/d（20，101.325Kpa） 原料气气质状况表原料气气质状况表 组份摩尔分数 % H20.00 He0.015 N20.22 O20.0034 H2S0.0000 Ar0.0005 CO22.48 SO20.0000 CH496.30 C2H60.84 C3H80.084 i-C40.010 n-C40.010 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 21

41、2,2-DMC30.0013 i-C50.0086 n-C50.0046 2,2-DMC40.0010 2,3-DMC40.0008 2-MC50.0021 3-MC50.0013 n-C60.0026 MCC50.0014 C6H60.0023 CC60.0022 2-MC60.0008 3-MC60.0008 n-C70.0014 MCC60.0023 C7H80.0009 nC80.0007 Hg。 天然气的液化是将净化好的天然气变成液体状态。这方面的工艺技术在 上世纪 70 年代就已经很成熟。 天然气常用的基本液化流程有： 阶式制冷循环 天然气制冷循环 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气

42、有限公司米脂高效液体金属切割气项目 44 膨胀机制冷循环 混合制冷剂循环 以下对这几种基本流程进行简单的介绍： 阶式制冷循环阶式制冷循环: : 这种循环是由若干个不同低温下操作的制冷循环复迭组成。一般由 C3H8、C2H4和 CH4为冷剂的三个制冷循环复迭而成，来提供液化所需的冷量。 它们的制冷温度分别为-40、-100和-160。 净化好的天然气进入换热器与 C3H8、C2H4和 CH4制冷剂进行热交换，经 过冷却、冷凝，并节流到常压后送入液化天然气储罐储存。 阶式制冷循环 1939 年首先应用于液化天然气产品，装于美国的 Clevelant，采用 NH3、C2H4为第一、第二级制冷剂。 优

43、点：制冷剂为纯物质，无匹配问题；技术成熟，操作稳定。 缺点：机组多，流程复杂；附属设备多，专门储存制冷剂；管路和控制 系统复杂，维护不便。 天然气膨胀制冷循环天然气膨胀制冷循环: : 利用天然气输气管网之间的压力差、即将天然气中的一部分利用本身输 送中的压能从高压膨胀到低压，产生的冷量来冷却另一部分天然气，而达到 液化的目的。此循环不消耗能量而达到液化。 它流程简单、设备简单、调节灵活、工作可靠、易启动、易操作、维护 方便；它适用于自由压力能是可以被利用的场合。 膨胀机制冷循环膨胀机制冷循环 膨胀机制冷循环，是指利用高压制冷剂通过透平膨胀机绝热膨胀的克劳 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公

44、司米脂高效液体金属切割气项目 45 德循环制冷实现天然气液化的流程。气体在膨胀机中膨胀降温的同时，对外 做功，可用于驱动流程中的压缩机。 流程中的关键设备是透平膨胀机。 根据制冷剂的不同，可分为氮气膨胀液化流程、氮甲烷膨胀液化流程。 这类流程的优点是： 流程简单、调节灵活、工作可靠、易起动、易操作、维护方便； 如用天然气本身做制冷工质时，能省去专门生产、运输、储存制冷剂的 费用。 缺点是：送入装置的气流必须全部深度干燥；回流压力低，换热面积大， 液化率低，势必出现部分再循环，其结果引起功耗大。 由于带膨胀机的液化流程操作比较简单，投资适中，特别适合液化能力 较小的调峰型天然气液化装置。 混合冷

45、剂制冷循环混合冷剂制冷循环: : 混合冷剂制冷循环是 1960 年发展起来的，克服了阶式制冷循环的某些 缺点。它采用混合式的一种制冷剂、一台制冷剂压缩机。制冷剂是根据要液 化的天然气组分而配制的，经充分混合，内有 N2、C1C5 碳氢化合物。 多组分混合制冷剂，进行逐级冷凝、蒸发、节流膨胀得到不同温度水平 的制冷量，以达到逐步冷却和液化天然气的目的。 与阶式制冷循环相比，其优点是：机组少、流程简单、投资省，投资比 阶式制冷循环少 1520%；管理方便；制冷剂可从天然气中提取和补充。 缺点是：混合冷剂操作时合理调配较为困难，但可通过阶段性的模拟计 算重新配制冷剂或通过冷剂重组分流量控制来解决。

46、陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 46 混合制冷工艺特点 a) 流程简单 混合制冷工艺，多组分制冷剂采用一台冷剂压缩机，简化了流程，降低 了造价。 b) 操作适应性强 原料天然气液化所需的冷量大约为冷箱整个热负荷的 25%左右，因而原 料天然气的组分、压力、流量等变化对冷箱性能的影响较小，混合制冷工艺 有比较强的适应性。 综合以上分析比较，本项目选择混合冷剂制冷的液化流程。 4.2.3 LNG 储存及装车系统 本工程的产品：液态天然气（LNG） LNG 储罐分为常压、带压两种，本方案从几点以下简单比较： （1）常压储存比带压储存所需的制冷循环能耗高 8%左右。

47、 （2）工作压力不同：带压罐工作压力高，常压工作压力低。 （3）内罐形式不同：带压罐为子母罐，常压罐为双层罐。 （4）主体材料（不锈钢）用量不同：带压罐比常压罐大的多。 （5）日蒸发率略微不同：带压罐优于常压罐。 （6）自动泄放的时间间隔不同：子母罐比常压罐间隔时间长。 （7）绝热材料用量不同：带压罐比常压罐用量小。 （8）投资：常压罐的投资比带压罐小。 （9）占地面积：常压罐比带压罐占地面积小。 常压罐适用于前期投入小，规模较大的装置。结合项目实际情况，本项 陕西省燃气设计院 陕西绿源天然气有限公司米脂高效液体金属切割气项目 47 目采用常压储存方式。 4.34.3 工艺方案的确工艺方案的确定定 经过以上方案的比较，确定本天然气液化装置净化系统采用 N-甲基二 乙醇胺吸收法（即 MDEA）脱除原料气中的