10万吨年焦化粗苯加氢装置可行性研究报告.docx
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10万吨年焦化粗苯加氢装置可行性研究报告
铜化集团有机化工有限责任公司
10万吨/年粗苯加氢项目
可行性研究报告
行政负责人：
技术负责人：
经济负责人：
项目负责人：
1、总论
1.1、项目及建设单位基本情况
1.1.1、项目基本情况
1.1.1.1、项目名称
铜化集团有机化工有限责任公司10万吨/年粗苯加氢装置。
1.1.1.2、项目建设性质
该项目属于新建项目。
1.1.1.3、项目建设地点
方案一：
顺酐装置拟建于公司机修车间与现30000吨/年苯酐生产装置的刮片房之间的空地上。
方案二：
拟建在公司原10000吨/年苯酐生产装置的操作室与原泵房间的空地上，与10000吨/年苯酐生产装置平行。
此方案可能需将10000吨/年苯酐生产装置的操作室移动一下。
方案三：
拟建在公司正在扩建的5万吨/年苯酐生产装置的刮片房旁边的空地上。
1.1.2、建设单位基本情况
1.1.2.1、建设单位名称、性质及负责人
建设单位全称：
建设单位性质：
建设单位法人：
1.1.2.2、建设单位概况
铜陵化工集团有机化工有限责任公司是以生产苯酐、橡胶防老剂、染料中间体等产品的中型精细化工企业，成立于1983年6月，建厂二十多年来，依靠科技进步，积极增品种、上规模，生产经营迅速发展。
目前，产品已由建厂初期单一的500吨/年萘法苯酐，发展到拥有70000吨/年邻法苯酐，1000吨/年的周位酸，350吨/年劳伦酸，700吨/年苯基周位酸，1000吨/年4010NA，500吨/年4020等生产装置和水、电、汽、制冷、空压等公用配套设施。
50000万吨/年苯酐投产后将年产量将达到120000吨/年。
主要产品苯酐、周位酸、劳伦酸和苯基周位酸均为安徽省名牌产品。
其中，周位酸、劳伦酸、和苯基周位酸为国内外之最大，市场占有率达60%以上，产品销往欧美及东南亚等国家和地区。
铜陵化工集团有机化工有限责任公司现有技术人员65人，占在岗职工总数17.1%，其中高级职称4人，中级职称21人。
1.2、编制依据及原则
1.2.1、编制依据
1.2.1.1原化工部一九九七化计发[1997]426号《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》（修订本）。
1.2.1.2铜陵化工集团有机化工有限责任公司提供有关建设项目的基础资料。
1.2.1.3编制原则
1）、结合企业现有实际情况，在新建装置主要工艺技术及工程的技术方案选择上，即考虑先进性，又确保技术的可靠性，并进行各方面技术经济比较，所选方案力求达到先进、可靠、合理、经济。
2）、坚持资源综合利用，节能降耗，技术优化设计原则将降低产品能耗作为项目每个环节考虑的首要问题。
3）、环境保护方面要按国家规定和标准设计，坚持生产项目与环保项目“同时设计、同时施工、同时开车”的原则，采取各种有效措施减少或消除污染，符合环保要求。
1.2.2、编制原则
1.2.2.1、新建装置立足于国内自主技术，并对其进行优化。
1.2.2.2、新建装置布置尽可能节约占地面积、节省投资和充分利用内部热量，降低能耗。
1.2.2.3、采用DCS集中控制，以优化操作，提高轻油产品收率，减少操作人员，提高经济效益。
1.2.2.4、贯彻国家关于环境保护、安全卫生和消防的法规和要求，做到三废治理，安全卫生及消防等保障措施与工程建设“三同时”。
1.3、研究范围
论证10万吨/年粗苯加氢生产项目的重要性和必要性，并综合评价其经济效益、社会效益、和环境效益。
在对市场需求预测、建设规模、产品方案、工艺流程、主要设备选型、原材料供应、工程技术方案和项目实施进度等评价的基础上，对该项目进行技术经济评价，分析该项目采用技术的先进性和可靠性以及经济的真实性和可行性，以得到客观的评价结果，为有关部门及投资方的决策提供科学依据。
1.4、项目背景及建设必要性
粗苯加氢精制的主要产品是纯苯、甲苯、二甲苯等，均为重要的有机原料，普遍应用合成染料、有机颜料、合成农药、合成医药、合成树脂、日用制品等有机行业。
并能满足本厂对二甲苯原料的需求，目前我国对三苯的需求越来越大，现三苯的需求量正以每年3-4%的速度增长，市场需求潜力巨大。
本项目以焦化粗苯为原材料进行深加工，原料供应充足、稳定。
1.5、主要研究结论
1.5.1、项目概况
粗苯加氢装置以粗苯为原料，采用上海胜帮石油技术有限公司开发的焦化粗苯加氢处理技术生产苯、甲苯、二甲苯。
1.5.1.1、装置能力
以粗苯为原料计算：
10万吨/年
1.5.1.2、生产能力及产品方案
产品及副产品明细表
序
物料名称
收率%
数据
号
kg/h
t/d
×104t/a
进料
1
粗苯
92.20
12500
300
10
2
氢气
0.42
56.6
1.36
0.046
3
软化水
7.38
500
12
0.4
合计
100
6778.3
162.68
5.40
出料
1
C6~C8馏分
89.68
6078.5
145.89
4.86
2
残油
1.43
97.2
2.33
0.07
3
稳定塔顶不凝气
1.22
82.9
1.99
0.06
4
污水
7.67
519.7
12.47
0.41
合计
100.00
6778.3
162.68
5.40
1.5.1.3、公用工程消耗
表1.5-1装置公用工程消耗（按照年操作8000小时计算）
明细
名称
单位耗量
小时耗量
年耗量
能耗指标
总能耗
单位能耗
单位
数量
单位
数量
单位
数量
单位
数量
×104MJ/a
MJ/t
电
kW.h/t
32
kW.h
200
104kW.h/a
160
MJ/kW.h
11.84
1894.4
378.89
0.7MPa蒸汽
t/t
0.08
t/h
0.5
104t/a
0.4
MJ/t
3182
1272.8
254.56
凝结水
t/t
0.18
t/h
1.12
104t/a
0.90
MJ/t
-320.3
-286.99
-57.40
循环水
t/t
44.87
t/h
272.8
104t/a
218.24
MJ/t
4.19
914.43
182.89
软化水
t/t
0.08
t/h
0.5
104t/a
0.4
MJ/t
10.47
4.19
0.84
污水
t/t
0.084
t/h
0.52
104t/a
0.42
MJ/t
33.49
14.07
2.81
净化风
m3/t
45.81
m3/h
180.00
104m3/a
144.00
MJ/m3
1.59
228.96
45.79
非净化风
m3/t
25.45
m3/h
100.00
104m3/a
80.00
MJ/m3
1.17
93.6
18.72
氮气
m3/t
9.87
m3/h
60.00
104m3/a
48.00
MJ/m3
6.28
301.44
60.29
合计
4436.9
887.65
1.5.1.4、能耗
单位耗量和单位能耗基准为6.25t/h。
1.5.1.5、占地面积
新建部分占地约227×74=16798m2。
1.5.1.6、定员
加氢装置增加生产定员24人，其它配套公用系统由联合装置人员同时管理不增加人员，全厂增加定员共24人。
1.5.2、主要技术经济指标
本项目总投资4366万元，其中建设投资2720万元。
年均销售收入21607万元，年均总成本费用18250万元，年均所得税后利润2134万元，全部投资财务内部收益率所得税后为48.73%，投资回收期为3.71年（所得税后，含建设期1.0年）。
主要经济指标见表15-1。
主要技术经济指标汇总表
表15-1
序号
项目名称
单位
数量
一
基本数据
其中外汇：
1
总投资
万元
4366
万美元
1.1
建设投资
万元
2720
万美元
1.2
固定资产投资方向调节税
万元
1.3
建设期利息
万元
40
1.4
流动资金
万元
1606
2
销售收入
万元
21607
生产期内年平均
3
总成本
万元
18250
生产期内年平均
4
流转税及附加
万元
512
生产期内年平均
5
利润总额
万元
2845
生产期内年平均
6
所得税
万元
711
生产期内年平均
7
税后利润
万元
2134
生产期内年平均
二
经济评价指标
8
投资利税率
％
76.89
9
投资利润率
％
65.17
10
借款偿还期
年
2.64
含一年建设期
11
财务内部收益率
所得税前
％
59.54
所得税后
％
48.73
12
净现值（i=12%）
所得税前
万元
14092
所得税后
万元
10156
13
投资回收期
含一年建设期
所得税前
年
3.37
所得税后
年
3.71
1.5.3、研究结论
根据研究结果得出如下结论：
本项目采用上海胜帮石油技术有限公司开发的焦化粗苯加氢工艺技术，工艺上成熟可靠，采用的技术先进稳妥。
新建10万吨/年焦化粗苯加氢装置加工粗苯，生产苯、甲苯、二甲苯等。
原料来源广泛，产品销售有保证，配套辅助设施和公用工程部分不需要另建，依托原有系统工程即可。
项目各项经济评价指标好于行业基准值，项目经济效益较好，具有一定抗风险能力，在经济上是完全可行的。
本可行性研究报告认为：
项目采用的工艺技术是可行的，综合经济效益是良好的，项目可行。
２、市场分析与价格预测
2.1、纯苯市场分析
我国现有纯苯生产企业50余家,主要有扬子石化、上海石化、吉林石化、齐鲁石化等,年产量均在10万吨以上。
2007年全国苯产量创历史新高达到471.8万吨,同比增长19.7%。
近几年由于苯下游产品的大量进口,苯的表现消费量相当大,苯进口量大幅度增加,2006年进口量创历史新高,达29.8万吨。
2003年-2008年纯苯表现消费量年均增长13.15%。
预计2009-2011年,国内纯苯仍将无法满足下游需求。
2000-2008年我国纯苯的供需情况表 单位：
万吨/年
年份
产能
产量
进口量
出口量
表观消费量
同比增长
2000
200.0
184.0
7.5
9.0
182.5
21.5%
2001
225.0
204.6
6.2
3.9
206.9
13.4%
2002
230.0
214.6
4.2
9.0
209.8
1.4%
2003
235.0
224.6
1.0
10.9
214.7
2.34%
2004
252.0
255.6
5.3
1.4
259.5
20.87%
2005
320.0
306.1
25.5
1.6
330.0
27.2%
2006
367.0
344.1
29.8
18.9
355
7.58%
2007
471.8
405.8
24.9
5.6
425.1
19.7%
2008
528.4
486.9
29.4
6.1
476.1
1.2%
我国纯苯总体处于供需基本平衡。
多数年份纯苯进口量不超过10万吨。
但是苯下游产品的自给率较低，需求量较大，每年大量进口，下游产品进口量也在不断增长，特别是苯乙烯进口量很大。
因此，实际国内苯当量消费量要远远大于表观消费量，估计2009年国内苯的当量消费量接近700万吨。
我国苯第一大下游用户是苯乙烯，其次为苯酚和环己烷。
2008年我国苯消费结构如图2-1所示。
图2-12008年纯苯消费结构图
随着经济发展，人民生活水平提高，今后苯下游衍生物的需求也将保持较快速度增长。
通过对苯的主要下游产品苯乙烯、己内酰胺、己二酸、苯酚、氯苯、硝基苯、顺酐等生产能力和需求的预测，预计到2010年我国苯的表观消费量将达到778万吨，2015年则高达926万吨，国内纯苯将存在一定的市场缺口。
根据苯的供应和需求预测，按照开工率90%计算，国内到2015年缺口约62万吨，这部分缺口可通过提高开工率或是进口产品来解决。
根据对国外主要国家和地区的供需情况预测，进口地区可为中东、韩国、泰国、日本等。
国内纯苯供需平衡预测
2008实际
2010年预测
2015年预测
2005-2010年增长速度
2010-2015年增长速度
生产能力（wt/a）
360
760
960
17.4
4.8
产量（wt）
344.1
684
864
17.4
4.8
开工率（%）
90
90
90
需求量（wt）
354.9
778
926
15.5
6.4
需求平衡（wt）
-10.8
－94
-62
根据对各区域市场的苯下游产品需求预测，华东地区和华南地区将是苯的最主要消费地区，东北地区苯消费量较大。
按下游产品需求情况分析，消费量较大的省份包括江苏、广东、上海、山东、浙江、辽宁、河北等。
近几年国内苯市场呈动荡的态势,价格起伏波动,趋势是稳步上扬。
苯价格受自身市场供需形势影响,并与其上游、石脑油的价格紧密相关,综合平均05、06、07、08三年苯市场价格分别为：
7500、9300、9400、7800（元/吨）。
本次可研纯苯按市场均价4500元/吨分析。
2.2、甲苯市场分析
我国甲苯生产主要集中在中国石化、中国石油和冶金系统，石油石化系统甲苯生产企业15家。
在芳烃联合装置中，有相当一部分甲苯通过歧化和烷基转移生产苯和二甲苯，甲苯的产量可通过调整歧化装置的开工率来进行调整。
2008年国内甲苯总生产能力约为134万吨/年，产量为99.3万吨。
表观消费量179.73万吨，2003-2008年间，国内甲苯的产量和表观消费量年均增长率分别为10.6％和12.5％。
我国甲苯主要用途是XXX合成产品和溶剂，在XXX产品方面有硝基甲苯、苯甲酸、甲苯胺、氯化苄、TDI、甲酚等。
在溶剂方面有农药、涂料、油墨等，其中溶剂是商品甲苯最重要的下游用途。
2008年我国甲苯消费构成见图2-2。
图2-22008年甲苯消费结构图
在未来几年内，甲苯在溶剂领域的消费量将逐渐下降。
甲苯消费增长最快的领域是TDI的生产，巴斯夫在上海建设的13万吨/年TDI项目已经投产，另外，沧州大化和甘肃银光也已投产。
由于国内对二甲苯生产将增长很快，甲苯作为歧化原料的消费会继续增加。
其他领域甲苯的需求也将有少量的增长，但增长幅度不会很大。
预计到2010年和2015年，国内甲苯的需求量将分别达到210万吨和220万吨。
全国甲苯消费结构预测万吨，%
细分市场
2010年
2015年
数量
比例
数量
比例
溶剂
80
38.1
75
34.1
甲苯歧化
50
23.8
50
22.7
TDI
18
8.6
25
11.4
硝基甲苯
10
4.8
13
5.9
己内酰胺
9
4.3
10
4.5
氯化苄
6
2.9
7
3.2
苯甲酸
10
4.8
10
4.5
军工
20
9.5
20
9.1
其他
7
3.3
10
4.5
合计
210
100
220
100
2008年各地区甲苯都存在着一定的缺口，以广东、江苏缺口最大。
根据对各区域市场的甲苯需求预测，华东地区和华南地区将是甲苯的最主要消费地区，主要的省市依次为广东、江苏、上海和浙江，预计到2010年其甲苯的市场容量将分别为39万吨、32万吨、26万吨和15万吨。
本次可研甲苯按市场均价5500元/吨分析。
2.3、二甲苯市场分析
我国现有二甲苯生产厂近30个，2007年的生产能力达到427.6万吨/年,实际产量为277万吨/年，实际消费310.4万吨/年。
据WorldPetrochemicals·SRIConsulting预测，在2007-2009年间，我国二甲苯的平均需求增长率为19.1%，平均产能增长率为15%，今后我国每年二甲苯的缺口约为230-300万吨。
据统计，二甲苯近期的价格一直在5500～6500元/吨，根据市场今后的供需状况分析，该价格仍将维持。
本次可研二甲苯按市场均价5500元/吨分析。
3、装置建设规模、产品方案
3.1、建设规模和装置组成
3.1.1、建设规模
装置公称规模：
5万吨/年
最大处理量：
6.0万吨/年，120%；
正常处理量：
5.0万吨/年，100%；
最小处理量：
3.5万吨/年，70%。
年操作时数：
8000小时/年。
配套公用工程和辅助设施适当扩能即可满足装置需要。
3.1.2、装置组成
5万吨/年的粗苯加氢装置包括预蒸馏、加氢反应、稳定分离三部分。
后续的产品精馏进联合装置抽提系统处理。
装置需要的变配电和DCS控制系统由联合装置统一配置，只需要增加相应设备即可，不再单独设计。
3.2、原料性质和产品方案
3.2.1、原料粗苯主要性质见下表：
1、粗苯
粗苯原料油组成，wt％
组分
Wt%
噻分
0.44
二硫化碳
0.23
吡啶
0.2
喹啉
0.08
C4烷烃
0.12
C5烷烃
0.08
C6烷烃
0.1
C7烷烃
0.19
C8烷烃
0.14
C9烷烃
0.17
C5环烃
0.02
C6环烃
0.03
C7环烃
0.07
C9环烃
0.17
C5二烯烃
0.62
苯
71.05
甲苯
15.17
乙苯
0.11
二甲苯
3.9
苯乙烯
1.34
C9芳烃
0.49
茚满
0.05
茚
1.93
萘
2.44
C10+重组分
0.86
合计
100
总硫，ppmw
2738
碱性氮，ppmw
418
溴价
10.51
碘价
2.69
比重
0.885
3.2.2、产品方案
新建工程新增产品方案如下表：
序号
物料名称
收率W%
数量
平均
范围
Kg/h
万吨/年
1
甲苯
16
15.0-17.0
1007
0.8
2
苯
76
75.0-77.0
4722
3.78
3
C8馏分
0.8
0.7-0.9
53
0.04
4
二甲苯
4
3.0-5.0
247
0.2
5
C9+馏分
1.2
1.0-1.5
82
0.06
6
非芳烃
2
1.0-3.0
136
0.1
合计
6248
5
4、工艺装置
4.1、工艺技术选择
4.1.1、工艺技术比较
通过下表比较可以看出该装置完全可以替代进口、并可以克服进口装置的不足，彻底打破国外公司长期技术垄断壁垒。
附表：
该技术与国外引进技术优劣比较
项目
德国K.K法
美国litol
上海胜帮W.K.K
加氢工艺方法
k.k加氢工艺
Lummus加氢工艺
W.K.K加氢工艺
萃取剂
甲酰吗啉
无
甲酰吗啉
芳烃精制
萃取蒸馏
简单蒸馏
萃取蒸馏
催化剂
BASF
Lummus
上海胜帮
预加氢反应器
NiMo
CoMo
NiMo；CoMo
主加氢反应器
CoMo
Gr2O3系
CoMo;CoMoZn
加氢温度/℃
预加氢反应器
220—230
230-450
220—250
主加氢反应器
340—380
610-630
320—380
加氢压力Mpa
预加氢反应器
3.5
5.7—6.0
2.0—3.5
主加氢反应器
3.4
5.7—6.0
2.0—3.5
氢源99.99%
自制
自制
自制或外购
纯苯质量
结晶点/℃
≥5.4
≥5.4
≥5.4
纯度%
≥99.9
≥99.9
≥99.9
总硫ppm
≤1
≤0.5
≤1
产品
国标苯、甲苯、二甲苯及烷烃、重芳烃
国标苯、重芳烃
国标苯、甲苯、二甲苯及烷烃、重芳烃
无机硫的处理方法
萃取吸附解吸，主火炬燃烧。
有酸性气体排放。
有环境污染。
萃取吸附、解吸，主火炬燃烧。
有酸性气体排放。
有环境污染
反应吸附、无酸性气体排放。
无环境污染
产品收率
高
低
高
运行成本元/吨
400—1000
1000—1500
400—1000
自动化程度要求
高
最高
高
设备材质要求
高
最高
低
装置进口或国产化
进口
进口
国产
装置投资
大
大
低
4.1.2、粗苯加氢工艺特点
--由于粗苯中可能杂质较多，采用预蒸馏可以减少杂质堵塞系统的可能性，延长设备运行周期。
并且可以不用残油塔。
--采用中温、中压粗苯加氢工艺，安全性能较高。
--深度的脱硫、脱氮和脱氧，产品纯度较高。
--该工艺结合了LITOL和K.K工艺的优点，技术成熟。
--操作运行连续、清洁无故障。
--比起酸洗法精制，其收得率约高8—10％。
--氢气用量比其它工艺低。
--加氢精制工艺的废液比其它上艺所排出的废液少（例如：
比酸洗法精制要轻）。
4.2、工艺流程概述及操作条件
4.2.1、工艺流程概述
粗苯加氢装置的目的是除去粗苯原料中的硫、氮和不饱和芳烃，送至抽提装置进行芳烃的抽提和分离。
焦化粗苯原料从罐区进过滤器过滤后进粗苯缓冲罐，经粗苯进料泵升压后，一部分直接进分段蒸发器顶部，一部分进入预蒸发器（四台串联）与主反应产物换热升温后进入分段蒸发器底部，前者根据后者的流量做比率控制。
进料泵入口管线上有硫化剂和阻聚剂注入。
分段蒸发器顶原料气经与主反应产物换热后进入预反应器一，预反应产物经与主反应产物换热后进入主反应器加热炉，升温后进入主反应器二。
主反应产物依次与主反应器进料，预反应器进料，分段
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