400kta碳4馏分综合利用项目可行性研究报告.docx

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400kta碳4馏分综合利用项目可行性研究报告

400kt/a碳4馏分综合利用项目

可行性研究报告

1．总论

1.1项目名称及性质

项目名称：

400kt/a碳4馏分综合利用项目

企业性质：

国有；

项目性质：

新建；

项目类型：

化工。

1.2可行研究报告编制依据、指导思想和原则

1.2.1编制依据

Ø2012年化工课程设计项目任务书；

Ø国家地区建设、税收等有关法律、法规；

Ø长寿化工园区地理、人文、经济等因素；

Ø《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国劳动安全法》等相关的国家法律、法规；

Ø工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定；

Ø目建议书审批文件。

1.2.2指导思想及性质

（1）严格遵守国家和地区的相关政策以及法律法规，符合国家的产业政策、投资方向及行业和地区的规划；

（2）采用有发展潜力的生产工艺和技术；

（3）坚持科学发展，以人为本，重视环境保护、安全和工业卫生。

三废治理、消防、安全、劳动保护措施必须同主体装置的设计、建设、投运同时进行。

污染物的排放必须达到规定的指标，并保证工厂安全运行和操作人员的健康不受损害；

（4）以经济效益为中心，加强项目的市场调研，做好市场分析及风险性评价，降低建设投资，最大限度地降低项目产品生产成本，提高项目经济效益，增强项目产品的竞争能力。

1.3项目概况

本新建化工厂通过新型精馏技术分离利用石油裂解尾气中的碳四组分，提高其利用率，增加商品的附加值，提高企业的效益。

由上游企业处获得生产原料——混合碳四，通过DMF萃取精馏法分离得到聚合级的丁二烯，分离的剩余气体通过洗涤等步骤送入下一工段——MTBE工段，以甲醇和碳四中的异丁烯为原料，催化制备汽油高辛烷值添加剂甲基叔丁基醚（MTBE），剩余混合尾气再经过精馏法制得正丁烯，至此完成碳四混合物的分离。

分离得到的丁二烯，制成顺丁橡胶，适当延长产业链，增加企业的获利能力。

其大致流程图如下：

萃取精馏催化精馏精馏

111

1

2456

3

注释：

1原料气；2原料气处理；3聚合反应制备顺丁橡；4除去丁二烯后的气体净化处理；5甲基叔丁基醚；6正丁烯；

图1.1项目工艺流程图简图

1.4研究范围

本研究报告主要对以下几方面作了详细而深入的调查研究：

1、建设意义

2、市场分析

3、原料路线

4、建设规模以产品方案

5、厂址选择

6、效益分析

1.5研究结论

（1）采用工业上成熟的DMF法抽提碳4馏分中的1,3-丁二烯，通过抽提后，丁二烯的纯度可达到95%以上，完全可以达到工业聚合物生产的质量标准，进一步用于生产顺丁橡胶；然后抽余气体中采用成熟的催化精馏法将异丁烯水合制备MTBE，进而分离并利用了异丁烯；

（2）该项目的产品顺丁橡胶主要用于制造轮胎，还可用于制造耐磨制品（如胶鞋、胶辊）、耐寒制品和防震制品，可作为塑料的改性剂，随着汽车行业的飞速发展，而我国汽车轮胎主要依靠进口，高质量的顺丁橡胶具有较强经济优势和市场竞争力；MTBE也可作为汽油添加剂，正丁烯亦有相关的下游利用。

（3）所选厂址条件优越，交通运输方便，公用工程供应完全满足需求，原料供应可靠，运输距离较短。

1.5存在问题和建议

1、本项目生产原料碳4馏分均为易燃易爆危险物质，在生产过程中存在火灾、爆炸、腐蚀等危险有害因素。

因此，本项目的建设应根据其生产原料和产品的特殊物理化学性质，在工程设计、工程施工、环境保护、安全卫生、生产管理等方面必须严格按规范进行，以确保建设及生产的安全性。

2、由于本项目为一体化项目配套子项目，所以原料供应和产品效益会受其影响和限制。

因此企业应加强市场运作及企业管理，增强企业抗风险的整体能力。

3、本可行性研究报告中所采用的产品价格是分析了近几年市场价格的趋势所确定的。

当原料和产品的价格调整出现较大变动时将会对财务和经济分析结果产生一定的影响。

4、MTBE易于与水融合，可渗入土壤，破坏地下水质，认为它是一种可能的污染物对水质的污染，美国在2004年开始禁用MTBE,但是欧洲和亚洲各主要石油消费国并未提出禁用MTBE的计划，全球MTBE需求2001年曾达到峰值2258万吨/年，预计在短期内MTBE的市场还会有进一步的增长，长远看，由于石油的耗竭和新能源的出现，MTBE的市场是有限制的。

2建设意义

2.1项目建设背景

2.1.1国内外碳四利用情况对比

目前，化学工业中石油化工的发展较快，占主导地位，以石油为原料的其他性质的企业也得到了较好的发展，特别是石油裂解，由于轻质石油馏分的减少，裂解是提高石油利用的非常有效的一种方式，例如裂解高级烃类制备乙烯已成为一个国家石油化工发展水平的标志。

目前国内的石油裂解发展较好，同样也产生了很多的其他轻质烃类，或许乙烯后的剩余气体，大部分被作为燃气烧掉了，对宝贵的轻质烃类资源造成了严重的浪费，相比国外，我国的裂解气利用水平还很低，因此提高裂解气的利用，是节省石油资源，提高资源利用度行之有效的额办法。

丁烯是重要的化工资源，仅世界三大地区（美国、西欧和日本等）丁烯总资源就超过3090万吨，其中89％来自炼油装置和乙烯工厂的副产回收资源，专门生产的丁烯只有336万吨，只占总量的11％。

回收丁烯资源2753万吨中，其中83％来自炼油装置；来自乙烯工厂占17％（465万吨），美国还有15万吨丁烯来自Q烯烃工厂的联产。

国内碳四的丁烯利用率只16％，其中化工利用率不到3％我国碳四烯烃资源主要来自炼油厂的催化裂化（或催化裂解）装置和乙烯装置联产的裂解碳四，目前，我国的碳四及其衍生物进口呈逐年增长的趋势，预计未来随着我国经济实力的进一步提升，国民消费水平的提高，碳四及其衍生物的缺口将会进一步扩大。

目前，国内对混合碳4的利用主要集中在烯烃方面。

国内对丁二烯的萃取分离比较成熟的方法主要有二甲基甲酰胺（DMF）法、乙腈（ACN）法、N-甲基吡咯烷酮法（NMP）法3种，随着技术的不断改进，其分离效率得到不断的提高。

以齐鲁石化为代表的国内公司已可以得到大于99%的1，3-丁二烯。

另外，异丁烯的分离方法主要有硫酸萃取法、吸附分离法、树脂水合脱水法、甲基叔丁基醚（MTBE）裂解法等。

其中，MTBE法具有诸多优越性，一直是国内外生产异丁烯的主要方法。

2.1.2经济发展与环境保护相结合

在21世纪，世界各国均努力构建良好的发展环境，积极倡导可持续发展。

作为发展中国家的中国，政府强调，在加快经济建设的同时，更要注重资源的合理利用和环境保护。

化工行业，作为环境污染的主要来源，如何提高改善环境友好型的生产技术和化工产品是当务之急。

碳4混合物中，烯烃类可以用来合成多种化工原料和化工产品。

通过有效分离其中的组分，可以减少一些全合成所来带的资源浪费和环境污染。

所以，对混合碳4的分离及应用可以：

提高现有能源资源的利用度，降低能源的浪费和环境污染；提供廉价的生产原料用于其他化工业的生产；制备新型材料等。

2.1.3就业压力

就业问题是当今社会的主要问题之一。

投资建设混合碳4的分离和利用项目及其下游产品开发利用可以提供较多的就业岗位，缓解就业压力，带动经济发展，提高人民生活水平。

从项目开工到建设完成，涉及众多的专业领域，为当地的人民增收做贡献。

2.2我国目前碳四利用发展情况

长期以来，碳四烃作为液化气主要成份一直当成民用燃料消费，随着我国石油炼制和石油化工生产能力的迅速提高，作为石油化工副产品的碳四烃资源不断大，总量已经超过了3.0Mt/a。

美国、日本和西欧对碳四馏分的化工利用率高达70%以上，而我国碳四馏分的利用率不足40%，并且主要集中在烯烃，其余大多作为低价值的燃料。

如何充分合理利用这些副产资源，进行深加工产品的开发，将碳四烃资源从低附加值燃料变成高附加值的化工产品已经引起了广泛关注。

目前我国在碳四的综合利用上已有的较大的进展，特别是燕山石化，是国内碳四综合利用程度较高的，除此之外，还有齐鲁石化，上海高桥石化等企业，总体上来说，目前碳四的综合利用技术在国内发展已较为成熟，以齐鲁石化为代表的国内公司已可以得到大于99%的1，3-丁二烯。

DMF萃取精馏技术已完全消化吸收并做了相应的改性和改进，使之更加适合我国的基本情况，ACN萃取精馏技术是我国独立发展出来的一种抽提丁二烯技术，顺丁橡胶聚合技术、甲基叔丁基醚合成等也较为成熟的参考企业。

总的情况是：

技术较为成熟，但是和国外的一些大型企业还是存在一些差距，如能耗较高、产品利用度较低等。

2.3碳四综合利用的必要性

2.3.1C4馏分的利用率低

目前，我国C4馏分的利用尚处于初级阶段，主要集中在1,3-丁二烯及异丁烯的开发利用，而在大部分情况下，C4馏分直接作为低价的民用液化气销售或直接作工业燃料。

分离碳4馏分、开发下游产品可以优化资源配置并提高经济附加值。

2.2.3碳4烯烃组分有广阔的市场

丁二烯主要用来合成高分子聚合物，如橡胶类，树脂类，乳胶类，工程塑料及其他精细化工产品。

由于汽车行业的快速发展和人们对新型交通工具的需求，橡胶的需求量不断增大。

ABS树脂具有诸多优越性，广泛用于汽车，电子电器和建材。

异丁烯化学性质非常活泼，有非常高的利用价值。

与甲醇生成甲基叔丁基，其作为汽油添加剂和显著提高汽油的辛烷值。

利用异丁烯水合生产叔丁醇，可作为溶剂、汽油添加剂以及用来合成除草剂、增塑剂等。

另外，异丁烯还可以用来合成聚异丁烯，异戊橡胶和丁基橡胶等。

其中，异戊橡胶最接近天然橡胶，是一种综合性能很好的通用橡胶，用于轮胎生产。

丁基橡胶和再生丁基橡胶气密性好，用于防水材料，国内主要靠进口，所以可开发利用度大。

1-丁烯和无水冰醋酸合成醋酸仲丁酯，用作溶剂。

醋酸仲丁酯及其调和物可取代挥发性涂料配方中的芳烃和酮类。

目前，1-丁烯和其下游产品，在我国需求量逐渐增大，有良好的市场前景。

2-丁烯可以裂解制备丙烯、易位制备丙烯，合成1,3-丁二烯、乙酸仲丁酯。

正丁烯包含1-丁烯、顺2-丁烯、反-二丁烯这三种异构体，可用于甲乙酮的制备。

作为优良的溶剂，甲乙酮具有广阔的市场前景。

所以，分离各烯烃成分用于生产下游产品或作为原材料出售，均可有很好的经济收益。

2.2.3碳4烯烃组分有广阔的市场

碳四组分是重要的化工生产原料，有数据表明，碳四组分及其衍生物的消费及进口呈现逐年上升的趋势，丁二烯进口量从1995年的7．8万吨上升至2001年的14万吨，丁烯进口量从1995年的0．1万吨上升2001年的0．18万吨。

除进口上述单体原料外，我国还进口了大量的丁二烯及丁烯衍生物。

我国已成为世界最大的ABS树脂消费市场，境外厂商进一步抢占中国市场，为了使得国内的化工行业的健康发展，大力推进碳四混合气体的分离及综合利用显得至关重要。

从上表我们可以分析得到，随着经济的发展，我国橡胶的自给能力越来越底，而橡胶又是国民经济的重要组成部分，涉及到建筑、汽车、生活用品，甚至是国防领域。

除了橡胶领域外，甲乙酮、甲基叔丁基醚等也是我国的主要进口化工产品之一，每年占据大量国家外汇资源，如果能够提高这些化工产品的自给能力，是十分有意义的。

3原料及产品方案

3.1原料

原料的选择应该满足环境友好型、成本经济型和来源稳定型。

本项目设计到的原料为石油裂解气的C4馏分。

通常在裂解石脑油或柴油时，副产的C4馏分为原料总量的8％～10％（质量）。

特点是烯烃和二烯烃含量（％）高达92～95，其中丁二烯含量40～50（甚至更高）,其余为异丁烯22～27、1-丁烯14～16、顺-2-丁烯4.8～5.5、反-2-丁烯5.8～6.5、丁烷（正、异）3～5，因此我们考虑将其中的丁二烯加以分离得产品，并进一步应用，如制成顺丁橡胶，ABS，聚苯乙烯等。

丁二烯下游产品：

1,5,9-环十二碳三烯、环丁砜、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基