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50000 m3撬装式小型液化天然气 m3 撬装式 小型 液化 天然气
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小型撬装液化天然气研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 1 50000m3 /D撬装式小型液化天然气工厂 项目投资机会研究报告 说明书 共1册第1册 项目编号:S2009-24E 版次:A 中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司 工程设计证书编号: A111001641综甲 工程勘察证书编号: 010065-kj甲级 工程咨询证书编号: 工咨甲20120070053 2010年5月 小型撬装液化天然气研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 2 1概述.1 1.1中国天然气未来市场分析1 1.2天然气与其它燃料的简单环保比较.1 1.3中国天然气的未来供应分析.2 1.3中国天然气的未来价格分析.2 1.4小型LNG液化生产的风险3 l.4.1政策风险3 l.4.2市场风险3 1.5项目内容6 1.5.1小型液化天然气项目气源适应情况6 l.5.2天然气液化方案6 1.5.3主要工程建设项目.6 1.5.4主要工程建设内容.7 1.4设计原则.7 1.6执行的主要法律法规及规范标准8 1.6.1法律法规8 1.6.2主要技术规范及标准.8 2工艺装置方案.10 2.1工艺流程概述10 2.1.1脱酸气工艺方法的选择.10 2.1.2天然气脱水工艺的选择.12 2.1.3天然气脱汞工艺的选择.13 2.1.4液化工艺的选择.13 2.2液化流程的经济性和技术合理性.15 2.3空分系统.16 2.3.1氮气系统16 2.3.2氮气系统工艺流程.16 2.3.3仪表空气系统17 2.3.4仪表空气系统工艺流程.17 2.4LNG储存方式的方案比较17 3投资估算.19 小型撬装液化天然气研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 3 3.1设备购置费用: 19 3.2安装工程费用:19 3.3建筑工程费:19 3.4固定资产费用:19 3.5无形资产费用:19 3.6预备费的估算:19 3.7建设期利息:19 3.8投资估算分析:19 4财务分析.21 4.1资金筹措:.21 4.2项目成本与费用的估算:.21 4.2.1能源使用成本:21 4.2.2工资及附加费:21 4.2.3折旧:21 4.2.4修理费22 4.2.5运输费:22 4.2.6管理费用:22 4.2.7利息支出:22 4.2.8成本与费用支出:.22 4.2.8销售收入:22 4.2.9销售税金及附加:.23 4.2.10销售利润总额:.23 4.2.11所得税:23 4.2.12纯利润:23 4.3项目经济效益分析:.23 4.3.1 项目投资回收期23 4.3.2项目的内部收益率(IRR):.23 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 1 1概述 1.1中国天然气未来市场分析 由于中国资源多煤缺油少气的特点,30 年来经济持续快速发展对能源增长的需求主 要靠增加产煤来满足,致使一次能源消费中煤已占70%以上,导致SO2,NOX等排放超过环境 承载量70%,生态退化,能源利用效率为33.4%,远低于世界平均的42%的水平。而当今石 油对外依存度已接近 50%,严重制约了国民经济的可持续发展、健康发展。中国在世纪之 交提出实现科学发展观,制定了优化能源结构的战略。中国加速发展核能以及太阳能,风 能等可再生能源的步伐。但这些能源的发展速度受到资源、技术、装备、规模等限制,在 一次能源中份额很难快速增加。而天然气则最有高速发展的可能,是目前中国优化能源结 构、节能减排最有力的战略选择,是中国经济社会可持续发展的要求。 遵照《京都议定书》2030年世界CO2减排到230亿teCO2/a。2009年哥本哈根中国胡 锦涛主席承诺的到2030年中国CO2减排目标。在不影响维持中国7.5%年GDP增速能源消耗 需求的基础上,只有加速发展煤炭以外的能源。初步估计在2030年中能做到的能耗构成是: 非石化能源占27%,石油占16%,天然气占17%,煤占40%(其中一半,需要CCUS利用)。 而2006年世界天然气占一次能源为23.7%,中国为3.2%,2010年在中国沿海大量LNG 码头投产的同时也不到6%。天然气行业将是中国未来持续,高速发展的行业。 1.2天然气与其它燃料的简单环保比较 天然气一般成分以甲烷为主,纯度较高,含80%甲烷以上作为一种清洁燃料,天然气 能得到市场认可并得以快速发展,除天然气本身具有的很好的燃烧性能指标以外,其环保 指标是使其能通过市场认可的一个重要因素,天然气和其它燃料的对比表如下: 天然气与煤、油燃烧后排放污染物表1-1 污染物 单位 天然气 油(1%S) 煤(1%S) CO2 公斤/吨油当量 2300 3100 4800 SO2 公斤/吨油当量 / 20 28 NO2 公斤/吨油当量 2.3~4.3 8.2 11.5 CO 公斤/吨油当量 0.53 6-30 4.52 未燃烃 公斤/吨油当量 0-0.45 0.5 0.3 固体颗粒 公斤/吨油当量 / / 220 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 2 1.3中国天然气的未来供应分析 根据国家发展计划,在政策的推动和各部门,各大公司的努力下,近年来我国天然气 从勘探开发、生产、到国外资源进口利用,都取得可很快的进展。天然气消耗量以每年20% 以上的速度增加。以下是根据各方信息估算2020年我国天然气供应情况: 总量 370~420bcm/a;4.8~5.4亿吨石油当量/a 国内大气田 150~170bcm/a 非常规天然气 100~110bcm/a 进口管输 80~90bcm/a 进口LNG 40~50bcm/a(3.1~3.9千万吨/a) 其中非常规天然气包括: 1.小于 100 亿 m3的中小气田开发,依靠管道集输是不经济。目前正发展成熟的直接 净化/深冷为LNG,通过槽车运输/LNG气化站供给用户。 2.资源总量超36.8万亿m3的煤层气和100万亿m3油页岩气开发。由于气压更低更分 散,除极少就近管网连通外,绝大部分将采用中小型液化装置进入LNG市场。 3.我国油田多数规模较小,伴生气产量衰减很快;边远地区油井敷设管道回收伴生气 经济性较差。以往为了采油,将伴生气放空烧掉,达百亿m3/a之多。可以采用小型撬装液 化装置就地净化/液化进入LNG市场。 4.中国每年有6亿吨农作物秸秆,还有更多野生和栽培的生物质能源。按照可再生能 源规划,生物质转化燃气,2010年将达190亿m3、2020年将达400亿m3。 1.3中国天然气的未来价格分析 2007年8月发改委宣布提高天然气售价0.5元/m3以来各地管道气门站成本价格大致 是:新疆、四川等西部产气区1元/m3多一点,北京1.5元/m3左右,上海2.2元/m3左右。 而进口LNG价格会与石油价格挂钩,并与人民币对美元汇率紧密相关大致分布如下: 人民币汇率与国际原油/LNG价格关系折算 汇率 原油价格 天然气价格(0.7原油) LNG价 LPG价 美元/人民币 美元/bbl 元/t 美元/MBtu 元/t 元/m3 元/t 8.26 25 1517.9 3.24 1232 0.96 2732 7.5 75 4134.4 9.72 3357 2.61 7742 7 60 3087 7.78 2507 1.95 5557 6.5 80 3822 9.64 3103 2.41 6880 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 3 6 100 4410 12.96 3581 2.78 7938 5 100 3678 12.96 2990 2.38 6620 本表天然气/石油等热值比价为 0.7、重量热值比为 1.16 换算的 LNG离岸价格(FOB)与人民币 汇率关系 可以看出石油价格在维持80美元/桶的情况下,进口LNG到岸价格会维持在2.4元 /m3,考虑二次储运,气化会再增加成本0.5元/m3。假如冷能能充分利用,那么还有0.1~ 0.2元/m3降低空间,所以未来进口LNG在中国沿海的成本价将在2.7~2.9元/m3。 目前俄罗斯出口到欧洲的天然气价格为200~230美元/km3,而中国进口土库曼斯坦 天然气迄今谈判价格是井口价195美元/km3,抵达霍尔果斯边境价245美元/km3,按6的 汇率计算,则合1.47元/m3,西气东输到广州的门站价将是2.5元/m3左右。 考虑国家未来政策走向,天然气提价是必然,与进口LNG价格接轨是维持中国能源消 费的唯一选择。但是出于鼓励清洁能源政策,未来可能在税收减免上对使用天然气企业倾 斜。 本报告LNG输送到东部沿海的到岸价以2.9元/m3考虑。 1.4小型LNG液化生产的风险 l.4.1政策风险 我国对天然气尚未出台资源税,但是相关价格有政府指导价,以制约井口及终端民用 户价格。车运LNG现货市场化程度比较高,但是也因为08年随石油价格上涨一度跟涨到 5元/m3(折合7000元/吨)超高价位引起政府关注。 国家发改委针对天然气出台了利用政策,明确指出加强油田伴生气的回收利用,国家 鼓励建设调峰设施和建立特大型城市天然气储备机制。合理调控价格,深化天然气价格改 革,完善天然气价格形成机制,逐步理顺天然气价格与可替代能源价格的关系,充分发挥 天然气价格在调节供需关系中的杠杆作用。等针对小型LNG液化装置利好政策。 而且同时指出明确禁止以大、中型气田所产天然气为原料建设LNG项目。大大减少了 LNG现货市场可能出现的垄断化。 所以小型LNG液化装置无论是边际资源回收,还是城市调峰都是国家鼓励类项目,没 有任何政策风险。 l.4.2市场风险 第一是来自于沿海修建的百万吨级LNG接收站:就现在已有的资料看来LNG接收站都 配有相同规模的气化装置,以气态管输市场降低成本。所以虽然有百万吨级的进口量,实 际对LNG现货市场影响有限。 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 4 以下是整理的一些即将投产的LNG接收站 即将投产LNG接收站项目 年产量 序 号 名称 万吨 地点 气源公司 气源地 预计投产日期 1 中海油广东LNG项目 300 大鹏湾 澳大利亚ALNG集团 澳大利亚 2006年5月 2 中海油福建LNG项目 260 莆田 印尼东固气田 印尼 2009年7月 3 中海油上海LNG项目 300 小洋山 马来西亚国家石油公司 马来西亚 2010年1月 4 中海油珠海LNG项目 300 广东珠海 未定 未定 5 中石油浙江LNG项目 300 宁波 未定 未定 6 中石油曹妃甸LNG项目 600 河北曹妃甸 未定 未定 7 中石油江苏LNG项目 400 江苏如东 壳牌、伍德赛德油气公司 澳大利亚 2010年11月 8 中石油大连LNG项目 300 大连 卡塔尔天然气公司、壳牌集团 卡塔尔 2012年11月 9 中石化青岛LNG项目 300 山东青岛 未定 未定 总计 3060 第二是来自于国内5万m3~200万 m3规模小型液化工厂:但是相对于国内的强劲需 求和天然气本身的稀缺性,加上中型 LNG 工厂建设周期长,初步估计在 2015 年以前 LNG 现货市场的供应量不会超过 1000 万吨。而光中石油就已计划在中国扩大投资 LNG 加气站 5000 座以上(折合年销售 LNG1500 吨以上),其他企业如新疆广汇集团计划一期投资 100 座LNG加气站已经进入招标阶段,各地民营企业也纷纷表示对LNG加气站,并在落实气源 后纷纷加大投资,再加上城市燃煤,燃油将随着环保理念彻底退出大中型城市,出于安全 保障企业往往会以多气源来保障能源供应。直至2015年中国面临的LNG缺口仍然很大。 下面是整理的一些已经投产或则将要投产的厂家: 国内已投产LNG工厂一览表 规模 年产量 序号 名称 104m3/d 地点 投产日期 万吨 1 河南中原绿能高科 15 濮阳油田 2001年11月 4 2 新疆广汇 150 鄯善吐哈油田 2004年9月 40 3 海南海燃 25 海口福山油田 2005年4月 6.66 4 中石油西南分公司 4 四川犍为县 2005年11月 1.06 5 江阴天力燃气 5 江苏江阴 2005年12月 1.33 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 5 6 新奥燃气 15 广西北海涠洲岛 2006年3月 4 7 苏州华峰 7 苏州 2007年5月 1.8 8 泰安深燃 15 山东泰安 2008年3月 4 9 成都永龙 5 成都龙泉驿 2008年4月 1.33 10 青海西宁 5 青海西宁 2008年7月 1.33 11 山西港华煤层气 25 山西晋城 2008年11月 6.67 12 鄂尔多斯星星能源 100 内蒙古乌审旗 2008年11月 27 13 重庆民生黄水 5 重庆黄水 2008年12月 1.33 14 中海油珠海横琴 50 珠海横琴岛 2008年12月 13.4 15 新奥山西沁水 15 山西沁水 2009年4月 4 16 宁夏清洁能源(一期) 30 宁夏银川 2009年6月 8.04 17 兰州燃气化工集团LNG调峰装置 8 兰州 2010年1月 2 18 内蒙古时泰鄂托克前旗LNG工厂 15 内蒙鄂托克前旗 4 总计 494 131.95 华油天然气(中石油香港投资)国内在建LNG工厂一览表 规模 年产量 序号 名称 104m3/d 地点 投产日期 万吨 1 华气内蒙古磴口液化天然气项目 30 内蒙古磴口 8 2 内蒙古焦炉气制液化天然气工厂 240 内蒙古乌海市 64 3 陕西安塞液化天然气项目 200 陕西安塞市 53 4 四川省广安液化天然气(LNG)调峰项目 100 四川广安市 27 5 气化广元(LNG)项目 100 四川广元市 27 总计 670 179 其他国内在建LNG工厂一览表 规模 年产量 序号 名称 104m3/d 地点 投产日期 万吨 1 延长集团128#液化工厂 50 延安 13.4 2 延长集团2#液化工厂 100 延安 27 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 6 3 山西顺秦煤层气 50 山西阳城县 2010年7月 13.4 4 甘肃兰州燃气集团 30 甘肃兰州 2010年5月 8 5 西安西兰天然气 50 陕西靖边 2010年5月 13.4 6 包头市世益新能源有限责任公司天然气液化 工厂工程 10 包头 8 7 鄂尔多斯市润禾能源有限公司液化天然气工 程 60 扎萨克镇门克 庆村 16.2 8 达州市汇鑫能源有限公司液化天然气工程 92 四川达州 26 9 合肥LNG调峰装置 8 安徽合肥 2 10 中山LNG调峰装置 8 广东中山 2 总计 458 129.4 1.5项目内容 1.5.1小型液化天然气项目气源适应情况 小型液化工厂使用的天然气气源主要来自非常规天然气,包括:不便于管输的边际小气 田开发,煤层气开发,油田伴生气回收,焦炉煤气天然气成分回收,生物质转化燃气。采用 液化方式可以避免大量地面设施及管道投资,而且可以由工厂直接对接终端用户,或则进入 LNG现货市场,避免因为各城市燃气的市场垄断性而打不开市场。 各大型城市燃气年度调峰也大量需求LNG液化装置,他们根据与西气东输,川气东送 等各大型管输项目签订照付不议合同,往往需要在夏季用气低峰时候将管道气液化来储备或 出售到LNG现货市场,在冬季、节假日及特殊情况下时采购LNG补充城市高峰用气需求。 l.5.2天然气液化方案 本方案讨论的天然气处理介质主要以经过初步处理的油田伴生气,或则具有开采价值的 低硫干气,化工甲烷回收为主。天然气净化采用 MDEA 脱除酸性气体,采用分子筛清除原 料天然气中的水分。天然气液化采用膨胀机制冷循环和焦——汤节流制冷循环相结合的液化 工艺流程。 液化天然气储存采用低温真空罐储存。 1.5.3主要工程建设项目 本工程主要建设项目如下: 1.储罐区 2.液化工艺装置区 3.装卸车台 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 7 4.压缩机房 5.辅助生产用房 6.门卫 1.5.4主要工程建设内容 项目建设主要内容如下: 本项目由天然气液化系统、LNG储存系统及公共配套系统三部分组成: 1.天然气液化系统 2.液化天然气储存气化系统 3.公共配套设施 1).天然气液化系统包括天然气预处理系统、液化系统、空分系统,各系统主要内容如下 (1)天然气预处理系统包括天然气除尘、计量、调压,天然气脱水、脱酸、脱硫、脱汞。 (2).天然气液化系统主要包括丙烷预冷、制冷剂循环、天然气液化。 (3).空分系统主要包括制氮系统、仪表风系统。 2).液化天然气储存气化系统主要包括: (1).常压低温储罐系统 (2).液化天然气装卸车系统 3).辅助配套系统主要包括: (1).自动控制系统 其中自动控制系统包括集散控制系统(DCS)、紧急停车系统(ESD)、火灾检测报警系统(FGS)。 (2).变配电系统 (3).消防水系统 (4).除盐水系统 (5).循环水系统 (6).锅炉系统 (7).污冰处理系统 1.4设计原则 (1).严格遵循家的产业政策、能源政策、金融政策、环保政策及其它相关政策。 (2).采用内外经实践考验、成熟、先进、可靠的工艺流程,积极采用新技术、新设备、新 材料,达到内先进水平。 (3).充分考虑项目经济合理性,在低投资、低消耗情况下做到低能耗。 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 8 (4).充分利用现有的公用工程设施、场地及部分可共用的设备以降低投资。 (5).严格遵守家有关法律、法规、规范及规定的要求,满足安全、消防及环保的要求。 1.6执行的主要法律法规及规范标准 1.6.1法律法规 《中华人民共和消防法》( 1998年) 《中华人民共和环境保护法》( 1989年) 《中华人民共和安全生产法》( 2002年11月1日起施行) 《中华人民共和劳动法》( 1995年1月1日起施行) 《石油天然气管道保护条例》( 2001年7月26日起施行) 《建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定》( 1997年1月1日起施行) 《建设工程安全生产管理条例》( 2004年2月1日起施行) 《关于加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知》(国家 发展和改革委员会,国 家安全生产监督管理局发改投资[2003]346号) 《压力管道安全管理与监察规定》(劳动部发1996 140号文) 《危险化学品安全管理条例》(国务院令第344号) 《压力容器安全技术监察规程》(质技监局[1999]154号) 《特种设备安全监察条例》( 2003年6月1日起施行) 《特种设备质量与安全监察规定》(国家质量技术监督局第13号令) 《爆炸危险场所安全规定》(劳动部发[1995 156号]) 《危险化学品安全管理条例》(国务院第373号) 《危险化学品事故应急救援预案编制导则(单位版)》(安监管危化字 [2004]43号) 1.6.2主要技术规范及标准 《建筑设计防火规范》(GB50016-2006) 《液化天然气的生产、储存与装运》(GB/T20368-2006) 《工厂企业总平面布置设计规范》(GB50187-1993) 《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) 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-1992) 《爆炸环境用防爆电气设备》(GB3836.10-12-91) 《不锈钢热轧钢板》(GB4237-1992) 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 9 《承压设备无损检测》(JB/T4730.1-6-2005) 《低温液体储运设备使用安全规则》(JB6897-199” 《低温液体容器基本参数》(JB/T3356-1992)一 《低温液体容器性能试验方法》( JB/T3356.1-1999) 《电气装置安装王程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》(GB50257) 《电气装置安装工程低压电器施.工及验收规范》(GB50254-1996) 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》(GB50168-1992) 《电气装置安装工程高压电气施工及验收规范》(GBJ147-1990) 《阀门检验与管理规程》(SH3518-2000) 《粉末普通绝熟贮槽》(JB/T9077-1999) 《钢制焊接常瘥容器》(JB/T4735-1997) 《钢制压力容器》(GB150-1998) 《钢制压力容器焊接工艺评定》(JB4708-2000) 《钢制压力容器焊接规程》(JB/T4709-2000) 《工业管道工程施工及验收规范》(GB50235-1997) 《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000)(2008年版) 《工业设备及管道绝热工程设计规范》(GB50264-97) 《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》(GBJ126-89) 《管壳式换热器》( GB151-1999) 《混凝结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002) 《火灾自动报警系统施工及验收规范》(GB50166-1992) 《立式圆筒形钢制焊接储罐及验收规范(GB50128-2005) 《流体输送用不锈钢无缝管》(GB/T14976) 《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001) 《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008) 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年版) 《砌体结构设计规范》(GB50003-2001) 《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)( 2008年版) 《钢结构设计规范》(GB50017-2003) 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 10 《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》( GB50032-2000) 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002) 《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》(GB709-88) 《石油工业常用机电产品验收.般规定》(SY5548.3-1992) 《石油化工绝热工程施工工艺标准》(SHJ522-1991) 《石油化工企业设备管道表面色和标志》(SHJ43-1991) 《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923-88) 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB50236-1998) 《压力容器安全技术监察规程》( 1999版) 《压力容器用钢板》(含二号修改单)(GB6654-1996) 《石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则》(SHB-206-1999) 《增压透平膨胀机技术条件》(JB/T6894-2000) 2工艺装置方案 2.1工艺流程概述 原料气首先经过原料气过滤分离器尽可能除去可能携带的游离液体和机械杂质,再进 入天然气净化系统。 原料天然气在 0-2.5MPa 进入净化系统,在进装置处设置有事故联锁切断阀,切断进 处装置的原料天然气源,保证装置、人员及设施的安全。 2.1.1脱酸气工艺方法的选择 原料天然气中含有的 H2S 和 CO2统称为酸性气体,它们的存在会造成金属腐蚀并污 染环境。此外,CO2含量过高,会堵塞LNG管道。因此,必须严格控制天然气中酸性组分 的含量,以达到工艺艺和产品质量的要求。在天然气液化装置中,常用的天然气脱除酸气 的方法有: 1)醇胺法脱除酸性气体 吸收剂:I甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液。 该吸收法是以可逆的化学反应为基础,以碱性溶剂为吸收剂的脱酸方法,溶剂与原料 氖中的酸组分(主要是 H2S 和 CO2)反应而生成化合物;吸收了酸气的富液在升高温度、降 低压力的条件下又能分解而放出酸气,从而实现溶剂的再生利用。 2)改良热钾碱法脱除酸性气体 吸收剂:碳酸钾溶液中加入烷基醇胺和硼酸盐等活化剂。 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 11 主要是化学吸收过程,在酸气分压较高时用此方法较为经济。压力对操作影响较大, 在CO2含量比H2S含量较高时适用。此法需要的再生热较低。 3)砜胺法脱除酸性气体 吸收剂:环丁砜和二异丙醇胺或甲基二醇胺水溶液。 兼有化学吸收和物理吸收作用,天然气中酸气分压较高时,且 H2S 含量比 CO2含量 较高时,此法较经济。此法净化能力强,能脱除有机硫化合物,对设备腐蚀小。缺点是价 格较高,而且能吸收重烃。 4)分子筛吸附法脱除酸性气体 吸附剂:固体分子筛。 此法是利用酸气在分子筛微孔表面的吸附作用,脱除天然气中的酸气。本法适用于小 型LNG装置,且天然气中H2S含量、CO2含量较低时,用此方法较为经济。 分子筛吸附法的缺点是需要的再生气量较大,对于全液化或液化率要求较高的 LNG 装置不适用。 5)膜分离法 为解决酸气含量很高的天然气净化问题,国外致力于物理原理进行分离的方法,膜分 离是较成功的一种。膜分离器应用于气体分离有下列优点:1.分离过程不相变,因而能耗 低;2.分离过程不设计化学药剂,副反应很少,基本不存在常见的腐蚀问题;3.设备简单、 占地少、过程易控制。 从天然气中除去H2S、CO2、HO2,是利用由于各种气体通过膜的速率各不相同这一原 理。气体渗透可以分为三个阶段:1.气体分子溶解于膜表面;2.溶解的气体分子在膜内活性 扩散、移动;3.气体分子从膜的另一侧解吸。气体分离是一个浓缩驱动过程,它直接与进 料气和渗透气的压力和组成有关。 膜分离适合处理原料气流量较低、含酸气浓度较高的天然气,对原料气或酸气浓度发 生变化的情况也同样适用,但不能作为获取高纯度的气体的处理方法。对原料气流量大、 酸含量低的天然气不适合,而且过多水分与酸气同时存在,会对膜的性能产生不利影响。 另外,膜分离技术烃损较大,为 6.3%~7.5%,烃损随原料气压力升高而增大。目前国外膜 分离技术处理天然气,主要是除去其中的CO2,分离H2S的应用比较少,而处理H2S的浓 度一般也比较低,常为初级净化。 比较上述多种脱酸气的工艺方法,项目从适用性和经济性的角度考虑,推荐醇胺法脱 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 12 除酸性气体,使用甲基二乙醇胺(MDEA)作为脱除酸性气体的溶剂。 甲基三乙醇胺(MDEA),分子式为 CH3-N(CH2CH2OH)2,分予量 119.2.沸点246~248 ℃,闪点260℃,凝固点-21℃,汽化潜热0.519兆焦/公斤,能与水和醇混溶,微溶于醚。 在一定条件下,对二氧化碳等酸性气体有很强的吸收能力,而且反应热小,解吸温度低, 化学性质稳定,无毒而不降解。纯MDEA溶液与CO2不发生反应,但其水溶液与C02可按 下式反应: C02+H20==H+土HCO3—(1) H++R2NCH3==R2NCH3H+(2) 式(1)受液膜控制,反应速率极慢,式(2)则为瞬间可逆反应,因此式(1)为MDEA吸收 CO2的控制步骤,为加快吸收速率,在MDEA溶液中加入活化剂(R2/NH)后,反应按下式 进行: R2/NH+CO2==R2/NCOOH(3) R2/NCOOH十R2NCH3+H20==R2/NH+R2CH3NH++HCO3—(4) (3)+(4): R2NCH3+CO2+H2O==R2CH3NH++HCO3—(5) 由式(3)~(5)可知,活化剂吸收了CO2向液相传递CO2,大大加快了反应速度。MDEA 分子畲有一个叔胺基团,吸收CO2后生减碳酸氢盐,加热再生时远比伯仲胺生成的氨基甲 酸盐所需的热量低得多。 2.1.2天然气脱水工艺的选择 天然气脱水工艺方法一般包括: 低温脱水 溶剂吸收 固体干燥剂吸附 l)冷冻分离法脱除水分 冷冻分离主要用于避免天然气在温度低时出现水化物,然而它所允许达到的低温是有 限的,不能满足天然气液化的要求。 2)溶剂吸收法脱除水分 溶剂吸收通常包括浓酸(一般是浓磷酸筹有机酸)、甘醇(常用的是三甘醇)等,但 这些方法脱水深度较低,不能用于深冷装置。 3)分子筛吸附法脱除水分 尽管分子筛价格较高,但确是一种极好的吸附剂。分子筛吸附选择能力强,在低水汽 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 13 分压下具有高吸附特性,同时可以进二步吸附脱除残余酸性气体。主要缺点是当有油滴或 醇类等化学品带入时,会使分子筛变质恶化;再生能耗高。. 比较上述多种脱水方法,脱水后天然气含水量能小于 lppm要求的方法就只有分子筛 吸附法,因此确定采用分子筛吸附脱水工艺。 纵观现代LNG装置的脱水方法,几乎都是采用分予筛吸附脱水工艺。 2.1.3天然气脱汞工艺的选择 目前脱除汞的方法有: 浸硫活性炭吸附法 HgSIV分子筛吸附法 美国UOP的'HgSIV分子筛可以再生,循环使用,但设备和控制复杂,同时美国UOP 的HgSIV分子筛价格特高。而浸硫活性炭不能循环使用,定期更换,但设备和操作简单。 2.1.4液化工艺的选择 迄今为止,在天然气液化领域中成熟的液化工艺主要有以下三种:阶式制冷循环工艺、 混合制冷循环工艺和膨胀机制冷循环工艺。 1)阶式制冷循环工艺 阶式制冷循环是用丙烷(或丙烯)、乙烷(或乙烯)、甲烷为依据. l 经济分析中的财务税收问题以国家现行财务税收规定为准. l 成本,费用等举出数据由项目单位提供,价格按当时市场水平确定. l 项目建设期为12个月 l 预计建成后,日产50000方,成本价格预计1元/m3,由于签订照付不议协议市场运到价为2.9 元/m3. l 年产量按吨计算为:50000*300*0.42/600=10500吨 l 主要参数:电估算价0.548元/Kwh,运输成本0.3元/吨×m3,当地基本工资800元/月。 l 有关税费:所得税税率33%,增值税税率17%(另以增值税为基数,城建税7%,教育附加费3%) 4.1资金筹措: 融资方案:本项目总投资为4460万元,企业自筹1338万元,申请银行贷款3122万元。 4.2项目成本与费用的估算: 4.2.1能源使用成本: 由电网购入的电价按0.548元/kwh,装置+生产用电功率1000kw,一年按300天生产 计划,1年的电能消耗费用为: 0.548×1000×300×24=394.56万元 根据社会物价上涨形式,本估算按9%速率的每年递增。 4.2.2工资及附加费: 每日工作3班倒,每班7人,技术监督1人,财务3人,总共25人,年平均工资9600 元/人,则年度工资=25人×9600元/人=240000元=24万元 年度工资及附加费=24+3.36=27.36万元 由于整体公民工资呈增加趋势,在通货膨胀,汇率变化等的影响下,员工工资按每年 10%的速率递增。 4.2.3折旧: 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 22 固定资产折旧按直线折旧,设计年限按20年考虑,其中设备残值取5%. 固定资产折旧=(3200万元+100万元+600万元+210万元)/20年-3200万元/20年× 5%=197.5万元 4.2.4修理费 按设备资产原值的3%计算 则年修理费=3000万元×3%=90万元 以后每年追加前年的5%。 4.2.5运输费: 年产量为10500吨,每吨每公里运输费用3毛,距离平均按2000公里算。 年运费:10500×2000×0.3=630万 根据社会物价上涨按3%的速率年递增。 4.2.6管理费用: 管理费用按总投资的1%计算,即: 4460万元×1%=44.6万元 管理费用按年0.1%的速年递增。 4.2.7利息支出: 生产期20年,暂按10年使用3122万元贷款计算生产期利息支出,生产期间利息一 年一结,则年利息支出为:3122万元×6%=187.32万元 4.2.8成本与费用支出: 项目10年期年度成本与费用变动预测(万元) 水、电成本 394.56 430.07 468.78 510.97 556.95 607.08 661.72 721.27 786.19 856.94 工资及附加费 27.36 30.10 33.11 36.42 40.06 44.07 28.47 53.32 58.65 64.51 折旧 197.5 197.5 197.5 197.5 197.5 197.5 197.5 197.5 197.5 197.5 修理费 90 94.5 99.23 104.19 109.40 114.87 120.61 126.64 132.98 139.62 运费 630 648.9 668.37 688.42 709.07 730.34 752.25 774.82 798.07 822.01 管理费用 44.6 44.65 44.69 44.73 44.78 44.82 44.87 44.91 44.96 45.00 利息支出 187.32 187.32 187.32 187.32 187.32 187.32 187.32 187.32 187.32 187.32 总额 1571 1633 1699 1770 1845 1926 1993 2106 2206 2312.9 4.2.8销售收入: 年产量为10500吨,全年工作300天,每方售价为2.9元。总销售收入为: 50000×300×2.9=4350万元 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 23 4.2.9销售税金及附加: 增值税:4350万元×17%=739.5万元 城建税:增值税×7%=739.5万元×7%=51.765万元 教育附加税:增值税×3%=739.5万元×3%=22.185万元 销售税金及附加总额:增值税+城建税+教育附加税=813.45万元 资源税:4350万元×5%=217.5万元 4.2.10销售利润总额: 年度销售利润总额=销售收入-总成本及费用-销售税金及附加 =4350–1516.34-813.45-217.5=1802.71万元 按3%的物价上涨速度而递增。 4.2.11所得税: 销售利润总额×33%=1802.71万元×33%=594.89万元 4.2.12纯利润: 纯利润=利润总额-所得税=1802.71–594.89=1207.82万元 项目10年期年度收入及上缴税金变动预测(万元) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 销售收入 4350 4480.5 4614.915 4753.36 4895.96 5042.84 5194.13 5349.95 5510.45 5675.76 销售税金 813.45 837.853 862.99 888.88 915.55 943.01 971.30 1000.44 1030.45 1061.37 资源税 217.5 250.13 287.64 330.79 380.41 437.47 503.09 578.55 665.34 765.14 销售利润总额 1802.71 1840.59 1877.20 1912.28 1945.54 1976.71 2005.38 2031.12 2053.82 2072.70 所得税 594.89 607.40 619.47 631.05 642.03 652.31 661.78 670.31 677.76 683.99 纯利润 1207.82 1233.20 1257.72 1281.23 1303.51 1324.39 1343.60 1360.93 1376.06 1388.71 注:虽然国家还未开征资源税,但是已经提上立法日程,本报告按未来可预期的从价开征5%资源税。 4.3项目经济效益分析: 4.3.1 项目投资回收期 采用静态分析法,不考虑资金的时间价值的评价方法。初始项目总投资为 4460 万元, 及运营4年收回投资4460万。 考虑资金的时间价值,采用净现值(NPV),即动态评价法。折现率(Rate of discount) 取10%,估算为运营5年收回总投资。 4.3.2项目的内部收益率(IRR): 内部报酬率就是使上述净现值等于零时的投资收益率。内部收益率越高,说明其与行 业投资平均收益水平的差别越 大,即新增投资项目的获利空间越大。换言之,内部收益率 小型撬装液化天然气项目投资机会研究报告 编制者:张航,廖勇,丁天勇 E-MAIL:bastaro@163.com 24 越高,新增投资项目承受行业投资平均收益水平或市场利率上升的能力就越强。 取折现率10%,以10年销售为基数,得出IRR为41%.即此项目获利空间很大。
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