年2万吨醚后碳四生产混合芳烃项目可行性研究报告.docx

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年2万吨醚后碳四生产混合芳烃项目可行性研究报告

2万吨/年醚后碳四生产混合芳烃

项

目

建

议

书

2011年11月29日

目录

1、项目提出的背景及意义……………………………………………3

2、产品方案与生产规模………………………………………………4

3、工艺技术方案………………………………………………………5

4、经济效益分析………………………………………………………6

5、环境保护……………………………………………………………7

6、劳动安全卫生………………………………………………………8

7、消防方案……………………………………………………………9

8、自控方案……………………………………………………………10

9、工厂制度和定员……………………………………………………11

10、投资估算及资金来源………………………………………………12

1、项目提出的背景及意义

混合芳烃（BTX）广泛用于合成纤维、合成树脂、合成橡胶以及各种精细化学品，是最基础的化工原料。

据预测，在2005-2010年间，全球苯、甲苯和二甲苯的平均需求增长率将分别达到4.4%、3-4%和5.4%，而同期中国对苯、甲苯和二甲苯的需求增长率将高达16%、8.2%和19.1%。

近年来，由于芳烃下游产品发展迅速，国内外市场对于芳烃的需求持续增长,我国已经是‘三苯’的净进口国。

今后我国每年的芳烃缺口为苯200万吨，甲苯100万吨，二甲苯230-300万吨。

目前，BTX主要来源于蒸汽裂解制乙烯工艺和贵金属铂重整工艺，此二工艺均需用石脑油（石油的轻馏分）为原料；按照现有生产模式，增产芳烃需要相应地增加原油处理量。

我国现在的原油消费量已达3.8亿多吨，其中一半靠进口解决。

如果继续按原有技术路线增产芳烃产品来满足不断增长的市场需求，就意味着我国对进口石油的依赖度越来越大。

这对国家能源安全是一个重大挑战。

因此，积极开发新技术以拓展芳烃的生产原料来源，对于支撑我国的国民经济持续发展和保障我国的能源安全都具有积极意义。

我国炼化企业副产的大量醚后碳四、裂解碳五、重整拔头油和芳烃抽余油等低碳烃资源尚未得到合理利用。

目前，我国巨大的醚后碳四资源还主要是作为民用燃料烧掉。

由于我国石油资源紧缺、大量依赖进口，加之近年来进口原油价格居高不下，因此低碳烃资源有效利用率低已经严重影响了相关行业的总体经济效益。

我国西部大开发战略和‘西气东输’工程的顺利实施，以及从煤出发合成二甲醚（用作管道煤气、汽柴油代用品）技术的大规模使用，表明醚后碳四终将被管道天然气等廉价燃料逐渐挤出民用燃料市场。

因此，在我国利用液化气等低碳烃资源增产芳烃蕴藏着重大机遇。

用液化气等低碳烃生产三苯的优势在于：

（1）不与铂重整、乙烯装置和催化裂化装置争石油原料，相反还能为乙烯装置提供优质裂解料（乙烷、丙烷和丁烷），与炼化企业相容性好。

（2）由于液化气等低碳烃资源价格相对便宜，而BTX的附加值高，因此将液化气转化为BTX,能够有效地改善我国炼化企业的经济效益。

（3）BTX产品的市场需求量大，能够大量消化液化气等低碳烃副产品。

因此本技术有可能成为炼化企业解决液化气等副产品压库问题的有力手段。

（4）液化气制BTX技术采用沸石分子筛催化剂，此类催化剂无腐蚀无污染，可以反复再生使用，除了催化剂烧炭再生过程中排放含CO2的烟道气之外，没有其它三废排放，对环境友好。

特别是具有较强的抗硫、抗氮能力，能省略液化气原料预精制步骤，从而简化工艺，降低投资。

另外，本工艺采用的固定床反应器在常压下操作，技术成熟，投资少，安全性高。

（5）国内醚后碳四总量在1600万吨/年，如果利用一半来生产BTX，将可减少进口原油近1000万吨，不仅很好地利用了碳四资源，相应减少进口原油量,具有良好的经济效益和社会效益。

2、产品方案与生产规模

2.1产品方案

该项目采用醚后碳四生产混合芳烃。

该项目的原料：

醚（MTBE）后碳四（目前市场销售的液化石油气也称LPG）。

该项目的产品是：

①混合芳烃（苯、甲苯、二甲苯）其辛烷值90；②车用液化气（也可以作民用液化气）；③少量干气（自用）。

混合芳烃（BTX）广泛用于合成纤维、合成树脂、合成橡胶以及各种精细化学品，是最基础的化工原料,也可用做油品调和。

车用液化气越来越受到大、中城市的青睐，与汽油相比有如下优势：

抗爆性能好、对环境污染小、延长发动机使用寿命、低温启动性好、使用方便、经济性好。

2.2生产规模

该项目建设一套能处理2万吨/年醚后碳四的工艺装置及配套罐区和公用工程、办公设施等。

依托老厂，项目工程建成后，每年处理原料碳四20000吨，生产混合芳烃0.7万吨，车用液化气1.24万吨，燃料气0.06万吨。

考虑到减少工程投资，因此该项目暂不上混合芳烃分离系统，直接将混合芳烃作为中间原料销售。

2万吨/年醚后碳四生产混合芳烃物料平衡表（年操作时间：

8000小时）

项目

物料组成，wt%

kg/h

t/d

t/a

原料

醚后碳四

100

2500

60

20000

产品

混合芳烃

35

875

24

7000

车用液化气

62

1550

37.2

12400

富氢燃料气

3

75

1.8

600

2.3、原料来源

原料主要是我公司液化气经过气分分离出丙烯，再经过醚化装置分离出异丁烯后剩下的碳四。

疆内液化气价格比较低的地区，也可以作为芳构化原料的主要采购地。

3、工艺技术方案

3.1技术简介

碳四非临氢改质（也称碳四芳构化或液化气芳构化）技术是利用低碳烃生产芳烃的技术，该工艺是一种以分子筛新型催化剂为技术核心的芳构化工艺。

它采用常压固定床反应器切换操作方式，在非临氢条件下，以碳四LPG为原料生产芳烃（苯、甲苯、二甲苯）。

碳四非临氢改质工艺在芳烃生产模式下的反应温度为450℃左右，主产品联产氢气、车用液化气和混合芳烃，液收不低于35%，联产物为丁烷液化气，液化气收接近63%；催化剂单程运转周期不低于1个月，催化剂寿命可达3年。

3.2技术特点

●操作灵活，工艺方案切换方便、快捷。

碳四非临氢改质工艺采用常压固定床反应器切换操作方式，反应温度为450℃左右，主产品车用液化气、混合芳烃。

●催化剂单程运转周期长、产品选择性高、催化剂使用寿命长。

新的催化剂单程运转周期已经达到1000小时以上，10万吨/年的工业装置第一个运行周期为53.5天（1284小时），液体收率保持在35%以上。

催化剂运行3年后更换新剂。

●装置能耗低。

碳四非临氢改质工艺采用了全新的取换热流程，可以回收大部分余热。

●碳四非临氢改质工艺原料适应性强，抗杂质能力突出。

各种炼油装置产生的液化气以及蒸汽裂解制乙烯装置产生的裂解碳四碳五副产物、和催化重整装置产生的拔头油、抽余油、直馏汽油或加氢焦化汽油等低碳烃资源均可作为原料，且不需做预精制处理。

●碳四非临氢改质工艺与现有炼化装置相容性极强。

碳四非临氢改质工艺在芳烃生产模式下产生的乙烷和丙烷副产物气体，以及未反应的丁烷液化气是蒸汽裂解制乙烯装置的优质轻烃原料，其双烯收率可以达到60%以上。

其干气或产品液化气也可以作制氢装置的原料。

●环保性能好。

碳四非临氢改质装置，全密闭生产，基本不排放废水、废气，是真正的绿色化工装置。

3.3生产工艺简介

装置包括下列系统：

①热量回收系统：

高温产品与低温原料换热，回收热能，降低成本。

②加热炉系统：

换热后的原料进入加热炉，进一步加热到需要的温度，以利于下一步的芳构化反应。

③反应系统：

从加热炉出来、达到规定温度的原料进入装有特殊催化剂的反应器，原料在反应器内进行芳构化反应。

④吸收稳定系统：

反应产物从反应器出来后，与低温原料换热，再进入气液分离器，使混合芳烃与液化气（含干气）初步分离，粗芳烃进入稳定塔，进一步将其中的液化气分离出来，稳定塔底出混合芳烃。

液化气从气液分离器出来后进入压缩机，经过压缩后，进入吸收、解吸塔，将液化气和干气分离，吸收塔顶的干气进入厂燃料系统，解吸塔塔底的液化气进入稳定塔，以进一步将液化气中的混合芳烃分离出来。

车用液化气从稳定塔顶出来送入产品罐区。

⑤催化剂再生系统：

积炭后的催化剂在适宜的温度下，配入氮气和氧气，进行烧焦再生，再生完成后处于备用状态。

4、经济效益分析

4.1、醚后碳四生产混合芳烃效益分析

原料液化气按4800元/吨，催化剂15万元/吨，蒸汽64元/吨，新鲜水3元/吨，电0.56元/度，人工工资按3万元/年.人，年处理2万吨原料，总产值11202万元，税前利润972.44万元。

出项

进项

项目

年耗量

价格（元

合计

（万元）

项目

年产量

（吨）

价格

（元/吨）

合计

（万元）

原料

20000吨

4800

9600

混合芳烃

7000

7500

5250

催化剂

7吨

150000

105

优质液化气

12400

4800

5952

燃料

600吨

自产自用

燃料气

600吨

自产自用

蒸汽

400吨

64

2.56

电

64万kwh

5600

35

新鲜水

1万吨

30000

3

工资

28人

30000

84

折旧

1500万

150

维修

50

管理

50

其他

60

财务费

90

总计

10229.56

总计

11202

税前利润11202-10229.56=972.44万元

4.2、原材料、动力消耗

①用工程规格与消耗

项目名称

单位

规格等级

单位原料消耗

蒸汽

kg/t原料

1.0MPa

20

燃料气

kg/t

0.2-0.3MPa

40

电

kWh/t

380V/10000V

32

新鲜水

t/t

0.5

注：

循环水、仪表风等均含于电消耗内。

新鲜水主要用于循环水补水。

②催化剂及其它三剂消耗

项目名称

单位

规格等级

年消耗量

催化剂

吨

RGW-1

7吨

瓷球

吨

2

5、三废与环保

废水：

该项目机泵采用先进的屏蔽泵，用工艺介质冷却，因而没有冷却水，工艺过程也不产生废水，因而该项目没有废水。

废气：

该项目基本不产生废气，只有加热炉产生少量烟气，由于燃料为装置自身生产的超低硫（总硫20PPm以下）干气，因而烟气完全能达到排放要求。

废渣：

装置产生少量废催化剂，该项目催化剂全程寿命为3年，2万吨/年装置，催化剂用量为7吨，平均每年产生3废催化剂，该催化剂为分子筛，主要成分为二氧化硅和氧化铝，不含其他有害物质，可以送给水泥厂作原料或由催化剂厂回收。

噪声：

主要是由压缩机、加热炉、泵机等产生，声级值在65～85dB（A）左右，机泵采用先进的屏蔽泵，加热炉采用先进的燃烧器，可大幅度降低噪声，压缩机采取隔声可减轻噪声对外界的影响。

综上所述该项目为绿色环保项目。

6、劳动安全卫生

6.1生产过程中主要危害因素分析

本项目主要原料为醚后碳四（液化气），工艺生产过程在一定的温度和压力下进行，存在产生燃爆事故的可能，危害人身安全；又因生产过程中设备及管道连接多而且复杂，有工艺物料泄露的可能，因而存在中毒事故的可能性。

6.2安全卫生防范措施

安全卫生设计要贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的方针。

安全卫生设施必须执行与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”原则，以保证生产安全，提高生产水平，促进企业生产发展。