煤制烯烃示范工程重大核心设备工程化方案.docx

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1、煤制烯燃示范工程重大核心设备工程化方案一、设备工程化整体概况1、概述神华包头煤化工项目是我国第一个煤基MTO项目，在我国乃至世界范围内都具有重要意义，在保障国家能源安全、带动经济发展、环境保护、资源综合利用等方面具有十分重要的示范作用。本项目是迄今为止国内最大的煤化工项目，其中的煤气化、甲醇合成装置在国内同类装置中规模最大，MTO装置为大型工业化首套装置，PP、PE装置为国内同等最大规模，空分是国内空分技术最大规模，项目建设、技术、管理等方面都存在风险，要顺利实现重大设备进度控制、质量控制、费用控制、HSE控制四大目标，难度很高。本项目自2004年3月启动以来，认真考虑装置的大型化给设备制造、

2、运输带来的问题。项目组人员组织了与潜在工艺包供应商、设计院、设备制造商的交流和考察，拟定了关键设备供应商短名单，策划了关键设备、长周期设备及超限设备的采购、制造、安装策略；组织运输道路的考察，完成了天津港到包头厂址的运输条件考察报告。2006年10月20日，与GE能源集团签署GE气化技术许可合同，中国天辰化学工程公司承担基础工程设计,2007年2月初完成7台5开2备】日处理能力2000吨煤的德士古煤气化炉的采购，长周期设备采购由此开始，到2008年3月完成所有计划采购的长周期设备。长周期设备的提早及时采购为项目设备的安装赢得了时间，奠定了2010年项目按期投产的基础。包头地处内陆，交通运输条件

3、受到限制，超限设备特别是尺寸超限设备是设备大型化的又一个挑战。对直径超过4500mm,长度超过25m的超限设备，采取分段运输现场组对和现场分片组焊二类共计135台套，其中分段运输现场组对的设备47台套，现场制作的薄壁容器和储罐类72台，现场分片制作的厚壁重型压力容器类16台。对于分片制作的厚壁重型压力容器，考虑工作环境等问题，本项目建设了组焊厂房，配备了起重设备、探伤室和热处理炉。本项目自2010年8月21日打通全流程以来，至年底已生产聚烯烧产品8万吨，完成了从示范工程向商业化运行的成功转型，在此过程中，全厂重大核心设备基本实现了设备工程化目标，且运行平稳，无重大设计选型和工程质量隐患,为整个

4、项目商业化运行打下了物质基础，煤制烯燃示范项目的成功实践，为国家重大能源战略迈出坚实的一步。2、主要设备来源2.1主要静设备来源序号装置工艺位号设备名称结构特点主体材质类别来源1MTO160R1101反应器立式Q245R类国内2MTO160R1102再生器立式Q245R类国内3MTO160T1201急冷塔立式Q245R+OCr13类国内4MTO160T1202水洗塔立式Q245B类国内5LORP160T603第一丙烯精储塔QXFVALVESA516Gr60类国内6LORP160T604第二丙烯精僧塔QXFVALVESA516Gr60类国内7PPC-4001第一反应器垂直/裙座SA516-70类

5、国内8PPC-4301第二反应器垂直/裙座SA516-70类国内9PEC-4001反应器立式/圆筒/裙座16MnDR类国内1O合成151R1011#甲醇合成塔换热列管式SA387-22CL2类国外11合成151R1022#甲醇合成塔换热列管式SA387-22CL2类国外12气化122R101701气化炉立式SA387GrllC12类国内13气化122T101701合成气洗涤塔立式13MnNiMoNbR类国内14净化141T101甲醇洗涤塔立式SA203GrE类国内2.2关键核心机组来源序号装置工艺位号设备名称转速(RPM)密封形式介质来源1MTO160B1101离心式主风机8072迷宫密封空气

6、国内2烯三分离160C401产品气压缩机7200干气密封产品气国外3烯崎分离160C701丙烯制冷压缩机4691干气密封丙烯国外4聚丙烯K-1003乙烯压缩机组500VERT,RECIP乙烯国内5聚丙烯K-1102氮气压缩机组740干气迷宫密封氮气国内6聚丙烯K-1103氮气压缩机组740干气迷宫密封氮气国内7聚丙烯K-4003第一循环气机组1475干气密封循环气国外8聚丙烯K-4303第二循环气机组2975干气密封循环气国外9聚丙烯K-5214排放气回收机组375迷宫密封尾气国外1聚丙Y-7000造粒系统多级填料+机树脂国O烯机组变速械外11PE装置K-1102氮气压缩机585迷宫密封氮气国

7、内12PE装置K-1103氮气压缩机585迷宫密封氮气国内13PE装置K-4003循环气压缩机2980干气密封循环气国外14PE装置K-5206排放气压缩机495迷宫密封尾气国外15PE装置Y-7000挤压造粒机组多级变速填料+机械树脂国外16甲醇装置152C201/C202合成气压缩机5144干气密封合成气国外17甲醇装置155C501氮气压缩机333填料密封尾气国内18甲醇装置155C502尾气压缩机428填料密封尾气国内19甲醇装置156C601A/B氢气压缩机490填料密封氢气国外2O净化142C101/C202丙烯压缩机5450干气密封丙烯气国外21净化142CT101/CT202丙

8、烯压缩机透平5450T-气密封蒸汽国内22净化141C101/201循环气压缩机331填料密封循环气国内二、核心设备工程化策略1、设备工程化风险分析本工程为大型煤化工建设项目，工程涉及的工艺装置、辅助工程及公用工程配套设施较多，投资大，尤其是本工程采用世界煤化工的前沿工艺技术DMT0,即由甲醇制烯烧，因此对该工程的设备风险性进行分析，以便揭示风险来源，判别风险程度，提出防范措施，降低风险损失。本项目煤气化装置有7台投煤量2000td气化炉并列、低温甲醇洗装置分为2个系列并列，甲醇合成装置单系列规模180万吨/年、4套空分制氧量240000m3h,都是超大型装置。本项目超限设备达到135台套，气

9、化炉、碳洗塔、变换炉、甲醇洗涤塔、甲醇合成塔、空气压缩机组等超大型设备，制造周期长，运输难度大。气化炉：制造16个月（实际从签订合同到运输至现场时间为22个月）；甲醇合成塔、压缩机：18个月；锅炉、发电机组：21个月；空分成套设备：26个月；这些设备的供货都是本项目的关键控制点，是工程进度和质量的物质保障。本项目采取各种措施，做好关键设备材料的采购工作：1）在基础设计过程中，根据基础设计的中间成果，对主要的设备制造厂家和主要材料供应商进行调查，了解其资质、生产能力、技术水平、供货周期、投标意向等；2）提前编制好设备、材料可能的供货商目录;3）根据工程施工的先后顺序，编制采购合同签订计划和设备、

10、材料到货的时间计划，分清轻重缓急；4）把设备、材料分类，指定负责人，责任落实到人；5）提前编好技术和商务合同文本；6）按计划发标、收标、评审；7）根据交货进度要求，在评标时权衡好价格与进度的关系；8）认真落实厂商资料返回计划，为设计计划顺利执行创造条件。9）加大催交和催运力度。本项目烯姓核心技术甲醇制烯烧工艺尚处于工业化进程中，缺乏项目建设和工业运行经验，从1995年1月，UOP和Hydro联合宣布可对外转让MTO技术，到2006年大连化物所、洛阳石化工程公司和陕西新兴煤化工公司合作完成了万吨级MTO工业化试验，当时采用MTO技术的工业化装置仅有本项目处于实施中，无设计经验、试车经验可借鉴，是

11、最主要的风险所在。目前FCC技术已非常成熟，有大量的工业化装置在运行，项目选择洛阳石化工程公司承担MTO单元的设计工作，选择了中石化上海工程公司承担烯姓分离单元的设计工作，这两个设计单位在MT0、烯煌分离方面都具有非常丰富的经验。通过对本工程进行的风险分析看出，本工程的设备工程化风险均较小，项目技术可行，设备工程化风险是可以规避和控制的。2、设备工程化策略2.1 主要设备选择策略由于本项目是世界上首次以煤为原料经甲醇生产聚烯煌产品的工业化装置，并且规模大，关键核心技术DMTO来源于国内，其它包括煤气化、低温甲醇洗、甲醇合成、烯燃分离、聚乙烯、聚丙烯等从国外引进。根据类似工厂的建设经验、国内设备

12、制造能力，本项目的大部分设备可以由国内制造厂供应，部分关键设备需从国外引进。2.2 主要设备选择根据我国的技术水平和建厂经验，水煤浆气化、一氧化碳变换、低温甲醇洗、硫回收、甲醇合成及精储等各工序的主要设备的制造与选型可以立足国内。为了保证质量和满足专利商的技术要求，甲醇合成塔由工艺包提供商提供的有制造业绩的国外厂家制造。2.2.1气化气化部分关键设备按如下选择：气化炉：气化炉是水煤浆气化装置的核心设备，其主体为压力壳体，还包括烧嘴、耐火衬里、表面温度计及渣阀等附属部分。压力壳体分上下两部分，上部为燃烧室，下部为激冷室。压力壳体：是一个由中间锥体分为两部分的压力容器，操作压力为6.5MPa,操作

13、温度燃烧室为13801480oC,激冷室为252270。壳体材料选用1.25Cr-0.5Mo进口合金钢板材。激冷室壳体采用不锈钢复合材料。耐火衬里：其主要作用是隔热和抵御高温熔渣的冲蚀，技术关键是解决炉衬向火面所需要的高铭耐火材料。经过多年研制攻关，国产耐火材料已经达到国际同类产品先进水平，筒体直段热面砖的寿命已达2年，损蚀率小于0.01mmh,而且与耐火衬层结构设计和施工质量紧密相关。激冷环：安装在气化炉燃烧室和激冷室相连接的喉部。该部件操作条件极为苛刻，是气化炉中关键的易损部件，材料特殊，制造要求高难度大，采用进口银基材料。破渣机：是一台置于气化炉下部出口的炉渣破碎机械，其作用是防止大块炉渣堵塞系统。该设备结构复杂设计制造难度大。考虑到气化煤优质稳定含渣少，本次取消破渣机，但预留安装位置。渣阀：气化炉操作压力稳定在6.5MPa,而锁渣罐操作压力需伴随炉渣的定时排放由06