20万吨煤焦油加氢可行性实施报告.docx
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20万吨煤焦油加氢可行性实施报告
20万吨/年焦油加氢改质项目项目实施技术方案
1
鄂尔多斯市诚峰石化有限责任公司
20万吨/年焦油加氢改质项目
项目实施技术方案
工艺包商：
上海奕臻化工工程技术有限公司
工程设计：
华陆工程科技有限责任公司（综合甲级）
2011年8月27日
20万吨/年焦油加氢改质项目项目实施技术方案
2
1工艺技术实施方案及专有焦油加氢工艺包特点
1.1主要产品（汽、柴油组分）收率高，科学制定原料加工工艺方案。
1.1.1综合考虑国现有兰炭炉（热式、外热式）焦油分析数据、中石化石化研究院煤焦油加氢专题研究报告，以及神木天元化工工业化装置实践经验数据，本着最大限度利用本项目兰炭炉荒煤气廉价氢源（每年1.8亿立方氢气）和提高煤焦油液相收率的前提下，确定本项目兰炭炉焦油加氢馏份切割点为≤480℃，加氢装置规模为20万吨/年；
1.1.2哈气化焦油加氢馏份切割点实际为≤360℃，神木天元实际为≤380℃，神木天元耗氢
量实际为每吨加氢进料380Nm3/h，神木天元的低、高芳油（汽柴油组分）实际收率＜70％，缘于延迟焦化工艺所致；
1.1.3本工艺技术实施方案秉承石化行业“最大限度提高轻油收率的加氢原则”而确定焦油加氢馏份切割点，其加氢进料全馏份精制、全馏份裂化，380～480℃重质馏份的裂化必将耗用大量新氢，根据中石化研究院给我们提供的非沥青质重质煤焦油加氢耗氢数据，以及我们正在工业化的国首套15万吨/年非沥青质重质煤焦油（蒽油）加氢改质装置设计数据，其精制和裂化新氢总耗量约为每吨加氢进料900Nm3。
本工艺技术实施方案主要产品低、高芳油（汽、柴油组分）的收率设计值为87.15％，项目销售收入同比高；
1.2多产柴油馏份，适时加注柴油十六烷值添加剂，提高柴油品质。
1.3充分利用新建兰炭炉自产荒煤气资源，将荒煤气PSA制氢解吸气制成蒸汽，新建燃气锅炉，供焦油加氢装置、制氢装置做动力，供活性焦装置做原料，减少用电负荷，相应降低成本，以达到节能减排、综合利用、变废为宝。
1.4充分利用焦粉和新建燃气锅炉的蒸汽，建设6万吨/年活性焦装置，预计年增销售收入60000吨×2500元/吨＝15000万元。
1.5采用精馏提酚工艺，将含酚酚油以焦化行业传统低成本处理工艺“碱洗、酸碱中和法”制成粗酚，含酚、含酸废水排入兰炭炉系统废水焚烧炉。
此项收益没有纳入本技术实施方案的项目经济评价，作为项目未来收益预留。
1.6采用英国“德鲁克”生产硫磺工艺技术、采用侧线回收液氨工艺技术。
1.7重油产品做碳黑油的原料或燃料油。
（产品重油能否得到低、中、高端碳黑油生产厂的原料认可，需做市场开拓工作。
）
20万吨/年焦油加氢改质项目项目实施技术方案
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1.8为提高新建工业化装置对焦油原料的适应性，避免管道和催化剂床层堵塞，减慢装置结焦速度，延长装置运转时间，减缓催化剂中毒、失活，确保预期经济效益，本项目工艺技术方案采用有效的煤焦油预处理组合技术：
（1）焦油含渣采用三级处理（蝶式离心机、超滤、保护反应器）；
（2）采用电脱盐工艺，将煤焦油不溶于水的盐类及金属离子脱至满足加氢催化剂的要求。
1.9加氢反应器（精制、裂化）采用二个筒体多段冷激式。
1.10改进分离流程，采用抽侧线方式生产多种产品，提供灵活的、适应市场的产品生产方案。
1.11采用多项工程化有效的专有技术：
真空系统技术、油水分离技术、特殊塔釜结构技术、
电加热器替代开工加热炉技术、传热流程优化技术等。
1.12强化工艺装置各部分细节的设计优化、强化全厂统一规划，最大限度地节省项目投资，工业化装置投资及运行成本低，装置能耗指标＜4000MJ/t，属国先进水平。
（项目投资及技术经济分析数据详见下述第5部分）
1.13全厂总图占地218亩，达到“占地最省、投资最经济”，为后续深加工项目预留总图位置。
1.14集合国外渣油加氢脱硫、柴油加氢精制、润滑油加氢、中压加氢改质、高压加氢裂化、焦化粗苯加氢、蒽油加氢、鲁奇炉焦油加氢等多种工艺之长，以及石化行业近百套加氢装置工业化工程经验，提供符合用户建设条件的、有针对性的焦油加氢技术方案。
20万吨/年焦油加氢改质项目项目实施技术方案
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2设计原则
2.1深度挖掘本项目自产兰炭炉煤气、焦油、焦粉的综合利用，“吃干轧尽”，最大限度提升兰炭炉各种产品的附加值，真正达到国家对项目建设的“节能减排、循环经济”要求。
2.2遵照国家发展煤化工的总体战略思想，以及国家工业和信息化部《焦化行业准入条件（2008年修订）》“鼓励焦化生产企业实施焦化副产品综合利用、采用焦油加氢处理等先进适用技术”的要求，以技术创新为先导，推动煤焦油向高技术、高附加价值和高效洁净转变，提高煤焦油的附加值，增强市场竞争能力。
2.3依靠科技进步，坚持科研、设计、生产紧密相结合的原则，对拟建装置采用技术方集合国外成熟、先进、安全可靠、经济合理的各种原料加氢工艺而开发的专有煤焦油加氢工艺。
高度重视技术方案比选，建设适合诚峰石化焦油原料的、有特色的焦油加氢样板工厂，以取得最佳预期经济效益。
2.4本着“积极、稳妥、可靠和实事求是”的原则，为保证本项目生产装置安全稳定运行，主要设备（压缩机、反应器、催化剂、关键材料和仪表）采用国外一流产品，其余大部分设备和材料均依托国，以达到项目投资合理、经济。
2.5充分吸收国同类生产装置长期实践积累的、有利于长周期运转、降低能耗以及简化操作等方面的实践经验，真正做到“设计方案优化、采购、施工、培训、开车”各关键点的有效控制，以确保装置投产后高水平，安、稳、长、满、优生产。
2.6坚持“水平高、起点高、回报率高、投资省，占地少”的原则，贯彻执行工厂设计模式改革，各单元采用联合布置、集中控制、统一管理，提高工程投资的经济效益和社会效益；
2.7高度重视环境保护，控制环境污染，严格执行国家、地方及主管部门制定的环保、消防和职业安全卫生设计规、规定和标准，采取有效措施减少污染物的排放。
做到消防、环境保护和劳动安全卫生的设施与生产建设同步实施。
2.8充分依托项目建设所在地的建设条件，强化新建工艺装置和配套系统的设计方案优化，真正达到焦油加氢装置长周期稳定运行所必需的水、电、气、风等公辅介质的可靠供给。
2.9采用集散控制系统DCS（含ESD系统），实现集中监视和过程控制，提高工艺装置和辅助设施的自动化水平和综合管理水平，保证安全生产，提高经济效益。
20万吨/年焦油加氢改质项目项目实施技术方案
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3设计质量保证的六大要素
3.1国家最高设计资质“综合设计甲级”（全国近千家甲级设计院中只有20家具有此资质）相应的设计技术实力、质量管理体系及雄厚人力资源的可靠保证。
3.2具有多种原料、多种工况的加氢技术工艺包，以及几十套加氢装置（含煤焦化行业）丰富工业化成功运行的工程化技术优势保证。
3.3具有几十套各种加氢装置工程设计经验的原中石化、中石油著名设计院的设计骨干，以及具有20年以上工程管理经验、年龄在50岁以上的现场施工配合技术骨干的技术人才保证。
3.4“用户至上、多方案比选、工程设计优化、现场数据回归、加班加点、自觉赶工完成设计”的设计工作作风保证。
3.5“以人为本、按劳分配”的科学、先进设计薪酬分配体制的保证。
3.6在工程建设的各个阶段，为用户提供优质、及时、周到的技术服务，代表用户把好设备采购、施工质量、人员培训、装置开车的技术关。
20万吨/年焦油加氢改质项目项目实施技术方案
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4工艺技术实施方案
4.1项目单元划分表：
序号单元号单元名称负责专业
一0000总图运输
10100全厂总平面（含大门、围墙）总图
20200全厂竖向、道路及排雨水（含土方工程）总图
30300厂区绿化总图
二1000工艺装置
1110020万吨/年焦油加氢改质装置工艺
21200100000Nm3/h荒煤气PSA制氢装置成套供货
313006万吨/年活性焦装置成套供货
三2000储运工程
12100焦油加氢原料、成品罐区及泵房储运
22200LPG罐区储运
32300汽车装卸车设施储运
42400全厂工艺及热力管网储运
52500地面火炬储运
四3000给排水工程
13100循环水场给排水
23200消防设施给排水
33300除盐水站给排水
43400全厂给排水及消防管网给排水
53500事故池给排水
五4000供电及电信工程
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序号单元号单元名称负责专业
14100110KV变配电站电气
24200全厂供电线路及照明避雷电气
34300电信电气
六5000热工工程
15100空氮压站热工
25200燃气锅炉成套供货
七6000辅助工程
16100综合楼（含中控、检化验、办公）配管、自控、
土建
26200三修土建
36300仓库土建
4.2全厂物料平衡
4.2.1煤平衡
入方
煤188万吨/年
出方
兰炭120万吨/年（其中：
焦粉6万吨）
煤气8亿立方/年（10万立方/时）
焦油12万吨/年
4.2.2焦油平衡
入方
焦油20万吨/年（100.00％）（自产12万吨/年，外购8万吨/年）
煤气8亿立方/年
其中：
氢气1.8亿立方/年（1.607万吨/年（8.04％））
（含氢量30％，PSA制氢收率75％）
解吸气6.2亿立方/年
20万吨/年焦油加氢改质项目项目实施技术方案
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小计：
21.607万吨/年（108.04％）
出方
干气0.636万吨/年（3.18％）
液化气0.416万吨/年（2.08％）
低芳油（或煤制油1＃）3.804万吨/年（19.02％）
高芳油（或煤制油2＃）13.625万吨/年（68.13％）
重油2.000万吨/年（10.00％）
硫磺0.万吨/年（0.29％）
液氨0.162万吨/年（0.81％）
水、杂质0.700万吨/年（3.50％）
渣、损失0.206万吨/年（1.03％）
小计：
21.607万吨/年108.04％
4.2.3燃料气平衡
入方
PSA制氢解吸气6.2亿立方/年（热值1400千卡/标立，总热值10850万千卡/时）
干气1.吨/时（热值10000千卡/kg，总热值1075万千卡/时）
小计：
总热值11925万千卡/时
出方
用于加氢加热炉1050万千卡/时
用于发生蒸汽10875万千卡/时
（5.3MPa、470℃、取热效率90％、焓差70万千卡/吨）
产生蒸汽140吨/时
4.2.4蒸汽平衡
入方
燃气锅炉发生蒸汽140吨/时
出方
活性焦7.5×5＝37.5吨/时
焦油加氢加热用9吨/时
焦油加氢汽轮机用17吨/时（如果是往复机则本项取消）
20万吨/年焦油加氢改质项目项目实施技术方案
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PSA制氢汽轮机用45吨/时
小计：
108.5吨/时
蒸汽富余：
140－108.5＝31.5吨/时（如果是往复机则富余48.5吨/时）
4.3加氢装置规模和年操作时数
建设规模：
年处理中低温煤焦油20万吨
操作弹性：
70～110%
年操作时间：
8000小时
操作制度：
四班三运
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