5万吨年粗苯精制酸洗法工程可行性研究报告.docx
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5万吨年粗苯精制酸洗法工程可行性研究报告
5万吨-年粗苯精制酸洗法工程
可行性研究报告
第一章总论
1.1概述
1.1.1项目名称、承办单位及法人
项目名称：
5万吨/年粗苯精制酸洗法工程
承办单位：
邯郸市东鑫化工有限公司
法定地址：
成安县商城工业园区
法人代表：
1.1.2项目编制依据
（1）邯郸市东鑫化工有限公司关于《5万吨/年粗苯精制酸洗法工程》的编制委托书。
（2）邯郸市东鑫化工有限公司提供的《粗苯精制工程设计说明书》。
（3）国家发展规划及有关规范、标准
（4）邯郸市东鑫化工有限公司提供的企业基础资料
1.3项目提出的背景、投资必要性和经济意义
1.3.1企业概况
邯郸市东鑫化工有限公司是一家新注册公司，公司法人张朝海，注册资金200万元。
公司为股份制有限公司，实行董事会领导下的总经理负责制，下设产品加工部、购储部、质量检测部、财务结算部、办公室5个科室。
规划定员50人，其中中高级技术人员10人。
1.3.2项目提出的背景及投资必要性
苯是重要的石油化工基本原料之一，可用于合成橡胶、合成树脂、合成纤维、医药、农药、炸药和染料等一系列重要化工产品，同时也可作为涂料、橡胶等溶剂；在炼油工业中苯是提高汽油辛烷值的掺合剂。
近几年来，随着下游产品对苯需求量的增长，国内苯产量大副增加，2006年国内苯产量突破300万吨达344.08万吨，比2005年增长18.33%。
2006年我国纯苯出口量较2005年大幅增加，根据海关进出口数据统计，全年出口量16.5万吨左右，较2005年的1.62万吨的全年出口量增加14.88万吨。
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，苯的价格受自身市场供需形势影响，并与其上游原料原油、石脑油的价格紧密相关。
进入2006年，纯苯价格继续走高，全国纯苯市场由供过于求逐渐转变为供不应求。
未来几年我国纯苯产能的增长主要来自乙烯新建装置、芳烃抽提装置、新扩建的炼厂重整装置、改扩建的芳烃装置新增能力以及焦化苯回收量的提高等。
预计2007年新扩建乙烯将新增纯苯产能47万吨/年，再加上重整和焦化苯回收增加的能力，我国苯产能将达380万吨/年。
从消费方面来看，随着苯乙烯等下游产品需求的不断增加，国内对苯的需求也将呈稳定增长趋势，同时随着国内苯产量的增长对外依存度会有所降低。
从价格方面来看，纯苯价格将基本与石油价格保持一致，预计将保持稳中有升的态势。
今后5年我国纯苯下游产品生产将快速发展，进口量将逐年增加，对纯苯的需求量将迅速增加，预计到2010我国纯苯下游产品的生产将消耗纯苯近900～1000万吨，而届时国内产能约为620万t/a，因此还存在巨大的市场缺口，因此长期价格看涨。
焦油也是苯的重要来源之一。
焦油中含有25％粗苯，粗苯的主要成分是纯苯、甲苯和二甲苯，焦油是焦化工业的副产品，是苯的重要来源之一，被称作焦化苯。
过去小焦化或土焦都没有焦油回收装置，就地焚烧造成严重的空气污染，经过近几年的治理，小焦化和土焦基本消失，取而代之的是大中型焦化装置，对减轻环境污染起到了积极的作用。
大中型焦化装置都配有焦油回收装置，由于焦油产量相对于焦炭来说产量较低，从经济效益讲对焦化企业没有吸引力，只是由于环境保护的要求，如何把焦化企业已经回收的焦油充分利用好，使焦化企业的焦油有稳定的销路，取得良好的经济效益，本项目就是一个集中加工焦油副产品，提高焦油附加值的好项目。
2006年焦炭行业应回收煤焦油1020万吨，实际回收760万吨。
2005年邯郸市规模以上工业企业焦炭产量达到644.3万吨，比2004年增长15.4%，2006年焦炭生产量在915.6万吨，比2005年增长43.1％。
邯郸市“十一五”期间，规划建设6个200万吨大型焦炭生产装置，取代淘汰的小规模焦炭生产装置，经过近几年的技术改造我市土焦生产已经消失，取尔代之的是大中型焦化装置，基本上都配备有焦油回收装置，2006年邯郸市焦油产量45.9万吨左右，粗苯产量11.5万吨左右。
2010年焦油产量和粗苯产量将翻一番，粗苯产量将达到23万吨。
邯郸市东鑫化工有限公司经过广泛的市场调研，经公司研究决定建设一套5万吨/年粗苯精制酸洗法装置，提高粗苯附加值。
本项目年需要粗苯5万吨，原料来源有保障。
随着我国焦化生产装置的规模化，新增生产装置都配套建设粗苯分离回收装置，粗苯资源不断扩大。
邯郸市、山西省是我国重要的焦炭生产基地，粗苯原料供应充足。
本项目的建设对治理环境具有深远的意义，粗苯精制装置利用焦炉副产品粗苯，生产出精制苯，这样既减少了环境污染，又有较好的经济效益和社会效益。
本项目成安县的发展规划。
因此，在成安县商城工业园区建设5万吨/年粗苯精制酸洗法装置是可行的。
1.4研究范围
主要研究范围如下：
（1）市场预测；
（2）产品方案和生产规模；
（3）生产工艺技术和设备；
（4）公用工程和辅助设施方案；
（5）环境保护、安全卫生及消防；
（6）投资估算和财务评价。
1.5研究结论
该项目选定的产品符合国家的产业政策。
原料来源有保障，产品销售有渠道，选用技术处于国内先进水平，技术来源。
该项目集环保治理，综合利用为一体，经济效益和社会效益良好。
经估算，该项目总投资5155万元。
年均实现销售收入20630万元，年均实现利税2461万元，年均实现利润1956万元，财务内部收益率税前44.4%，投资回收期为3.5年,税后为34.6%，投资回收期为4.1年，投资利润率28.5%，投资利税率为47.7%，贷款偿还期2.42年（包括建设期1年），各项指标较好。
经济效益和社会效益明显，具有一定的抗风险能力，项目是可行的。
主要经济技术指标见附表1-1
表1—1：
主要经济技术指标表
序号
项目名称
单位
数量
备注
一
建设规模
吨/年
50000
二
产品方案
1
主导产品
1.1
纯苯
吨/年
31870
1.2
甲苯
吨/年
5910
1.3
二甲苯
吨/年
1385
三
年操作日
天
300
四
主要原材料,燃料用量
吨/年
1
主要原材料
吨/年
1.1
粗苯
吨/年
50000
1.2
98％浓硫酸
吨/年
1720
1.3
15～18％烧碱（折合100%浓度）
750
2
燃料
吨/年
2.1
煤
吨/年
4480
五
公用动力消耗量
1
供水（新鲜水）
m3/h
最大用水量
m3/h
30
平均用水量
m3/h
4.0
年用水量
m3/a
31350
2
供电
设备容量
kW
140
计算负荷
kW
118
年耗电量
万kWh
60
3
供汽
最大用汽量
t/h
2
平均用汽量
t/h
1.6
六
三废排放量
1
废水
m3/h
0
2
废气
Nm3/h
0
3
废渣
吨/年
0
七
运输量
吨/年
110000
1
运入量
吨/年
55000
2
运出量
吨/年
55000
八
全厂定员
人
60
1
其中:
生产工人
人
48
2
管理人员
人
12
九
总占地面积
1
厂区占地面积
万m2
33330
50亩
2
渣场占地面积
万m2
3
生活区占地面积
万m2
4
其它占地面积
万m2
十
全厂建筑面积
m2
13900
十一
全厂综合能耗量（包括二次能源）
吨标煤/年
十二
单位产品综合能耗
吨标煤/t产品
十三
工程项目总投资
万元
5155
1
固定资产投资
万元
4055
（1）
建设投资
万元
4015
（2）
固定资产投资方向调节税
万元
0
（3）
建设期利息
万元
40
2
流动资金
万元
1100
其中铺底流动资金
万元
330
十四
报批项目总投资
万元
十五
年销售收入
万元
20630
十六
成本和费用
1
年均总成本费用
万元
18170
2
年均经营成本
万元
17902
十七
年均利润总额
万元
1956
十八
年均销售税金
万元
505
十九
财务评价指标
1
投资利润率
%
28.5
2
投资利税率
%
47.7
3
资本净利润率
%
46.0
4
投资回收期
年
4.1
5
全员劳动生产率
万元/人
6
税前全投资财务内部收益率
%
44.4
税后全投资财务内部收益率
%
34.6
7
税前全投资财务净现值（I=12%）
万元
8928
税后全投资财务净现值（I=12%）
万元
6101
8
盈亏平衡点
％
18.09
二十
清偿能力指标
1
人民币借款偿还期（含建设期）
年
2.42
第二章市场预测
2.1我国焦油加工行业现状
经初步调查现有大中型煤焦油加工企业44家，加工能力626万吨，小企业加工能力约100万吨。
目前筹备和在建的煤焦油加工企业有18家，加工能力400万吨。
规划拟建的还有16家，加工能力385万吨。
如果这些项目都建成的话，煤焦油加工能力1400万吨左右。
2005年世界纯苯生产能力达4707.8万t/a，产量为3847.0万t，消费量为3440.0万t；国内纯苯生产能力为358.7万t/a，消费量为330.0万。
预计今后几年世界纯苯生产能力年均增速为2.5﹪；2006年国内纯苯生产能力将达到400万t/a；2011年将达到620万t/a。
苯的最主要的用途是制取乙苯，其次是制取环己烷和苯酚。
苯经取代反应、加成反应、氧化反应等生成的一系列化合物可以作为制取塑料、橡胶、纤维、染料、去污剂、杀虫剂等的原料。
大约10%的苯用于制造苯系中间体的基本原料。
此外，苯有良好的溶解性能，可作为化工生产中的溶剂。
2.2项目主要产品市场预测
纯苯：
苯作为基础的有机化工合成原料，主要来源于石油加工或焦化工业的粗苯精制，可用来合成氯苯、硝基苯、苯酚、乙基苯及顺酐等，广泛应用于橡胶、塑料、医药、染料等行业，近几年以来，纯苯市场基本比较稳定，主要随着石油苯的波动而波动，但焦化苯比石油苯具有生产成本低的优势，因而价位也较低，因而在市场上比较畅销，随着国民经济的发展，带动了各行各业的发展，化工市场也已复苏，纯苯市场也变得日趋紧张，价格也突飞猛涨，目前已从去年的6000～7000元/吨上涨到目前的9000～9300元/吨。
据权威部门预计纯苯市场近期仍将呈上升趋势，从长远的观点看三年内纯苯市场基本稳定，价格随石油价格波动呈现波动的趋势。
甲苯：
甲苯广泛应用于涂料工业的溶剂，也可用作化工原料，可作染料、医药、香料等的中间体，近几年来涂料工业发展较快，甲苯市场一直较好，价格也一直居高不下。
邯郸周边涂料厂家较多，而生产甲苯除市煤化公司外，没有生产厂家，为此甲苯就邯郸调边需求量来看，市场处于紧缺，预计今后市场仍将看好。
二甲苯：
二甲苯是橡胶、涂料工业的溶剂或添加剂，邯郸周边地区用量不大，但生产厂家也较少，市场一直比较平稳，但随着橡胶工业的发展，橡胶产量逐年递增，二甲苯的用量也将大增，市场将逐年扩大。
重苯、残油：
生产橡胶、树脂、农药等的主要原料；目前市场货源紧缺市场开发价值巨大。
2007年7月我国各地区项目产品市场价格情况（元/吨）
华东地区
华南地区
华北地区
纯苯
9100-9150
9300-9350
9200-9300
甲苯
7600-7650
8050-8150
7600-7700
二甲苯
8550-8600
8700-8800
8600-8700
2.3纯苯市场价格预测
目前国内纯苯市场价格持稳。
华东市场价在9000-9100元/吨，华南市场价在9200-9300元/吨，华北市场价在9000-9100元/吨。
2006年，国内纯苯市场将受到以下因素的影响。
（1）下游苯乙烯行业对纯苯需求量大幅增加
2006年中国苯乙烯产能迅速增长，较2005年产能增加达89万吨/年。
这部分增加产能主要来源于：
中海壳牌新建55万吨/年苯乙烯装置，江苏双良于年中投产20万吨/年苯乙烯装置，锦西石化年初投产苯乙烯装置年产能6万吨/年。
根据装置开工情况，2006年苯乙烯行业对纯苯新增需求折合约48万吨。
为满足新增的需求，部分供应来源于国内纯苯厂家，部分供应来源于国外进口。
（2）苯胺行业新扩建迅速－纯苯需求增加第二大板块
2006年对于中国苯胺行业是一个新扩建大年，多套装置先后建成投产，至年底全国苯胺总产能较2005年增加约40万吨。
这主要来源于：
中石化南化公司新建10万吨/年苯胺装置于06年1月正式投产；山西天脊方元化工新建单套产能13万吨/年苯胺装置；江苏双良一套5万吨/年苯胺装置新建投产；另外，华北地区在第四季度多套新扩建装置陆续投产，其中包括章丘日月、德州孚斯特、河北冀衡、山东海化。
根据装置实际开工情况，2006年苯胺行业对纯苯新增需求量约9万吨。
（3）上海联合异氰酸酯MDI装置投产－中国纯苯进口买家新成员
2006年8月上海联合异氰酸酯项目在上海化学工业区如期投入商业运行，该项目是由德国巴斯夫、美国亨斯曼、上海华谊（集团）公司、中石化上海高桥石化和上海氯碱化工股份公司共同组建。
此项目年产24万吨MDI和16万吨TDI，配套生产24万吨／年硝基苯、16万吨／年苯胺。
其24万吨MDI年需求纯苯16万吨，目前主要依靠国外进口来满足生产需求。
随着该项目的落成投产，中国纯苯下游行业中又新增一名进口纯苯大买家。
综上所述，进入2007年后，国内纯苯将受到强劲的需求支持，但价格因成本及价值规律的制约而下滑，下跌幅度将受油价和国际纯苯市场走势的影响。
因此，邯郸市东鑫化工有限公司选用新开发的新技术、新设备，建设1套年加工5万吨粗苯精制酸洗法装置。
该项目采用新工艺、新技术，操作稳定，产品收率高，质量全部符合国家标准，原料供应有保障，产品销售市场广阔。
第三章产品方案及生产规模
3.1产品方案及生产规模
根据市场需求，企业基础，投资条件，经济批量产品延伸条件等因素综合考虑，本着经济合理的原则，经过计算的生产规模如下：
3.1.1粗苯加工能力：
50000吨/年
产品结构：
纯苯31870吨/年
甲苯5910吨/年
二甲苯1385吨/年
合计39165吨/年
3.2产品质量标准
（1）原料
粗苯执行YB/T5022-93
①外观：
淡黄色透明的液体；②相对密度（d420）：
0.87l～0.960；③沸程：
180℃前馏出量，93％；④水分：
室温（18～25℃）下，目测无不溶物。
轻苯：
相对密度（d420）≤0.88
馏出96％（体积）温度：
150℃
（2）产品
纯苯GB/T2283-93
甲苯GB/T2284-93
二甲苯GB/T2285-93
第四章工艺技术和设备
4.1生产工艺
技术方案的选择：
粗苯精制工艺有全连续精馏、半连续精馏、间歇精馏等技术方案，本装置拟采用青岛科技大学新开发的全连续精馏工艺，效率高，能耗低，无三废污染。
工艺流程：
本项目生产系统包括初馏系统、两苯系统、洗涤系统、吹苯系统、纯苯系统、甲苯系统和二甲苯系统等。
（1）初馏系统
外购粗苯由汽车运输进厂，送粗苯罐贮存，然后由贮槽经原料泵打入初馏塔中部。
初馏塔底设一台重沸器，以导热油为热源，为初馏塔提供热量。
初馏塔顶的初馏份气体经冷凝冷却器冷却后进入油水分离器，分离出的初馏份进入回流槽，部分用回流泵打至初馏塔顶作回流，其余部分送初馏份贮槽。
油水分离器设液位自动控制装置，产生的废水通过管道送废水中间罐，经进一步油水分离后通过管道送废水暂存池，最终送SBR废水处理装置进行处理。
初馏塔底残油温度控制在90～95℃，由塔底脱除初馏份的精粗苯经残油冷却器冷却后送入初馏塔底中间槽。
（2）两苯系统
由两苯塔原料泵从初馏塔塔底中间槽将脱除初馏份的精粗苯取出，送入两苯塔中部作为两苯塔的原料。
两苯塔下部设两台重沸器，以导热油为热源，为两苯塔提供热量。
塔顶的油汽经冷凝冷却器冷却后送入油水分离器，分离出的馏份部分用泵送两苯塔塔顶作回流，其余部分送油库的中间槽作为洗涤的原料（未洗混合份）。
油水分离器产生的废水通过管道送废水中间罐，塔底的重质苯送重质苯中间槽，用泵打至油库的重质苯槽。
（3）洗涤系统
本工程洗涤系统采用连续洗涤装置进行未洗混合份的酸洗净化。
两苯塔产生的未洗混合份用泵送入连洗原料槽，由此连续进入连洗泵。
浓硫酸（98％）在连洗泵前加入，在连洗泵内硫酸与未洗混合份初步混合后，送往球形混合器，在其中进行主要的酸洗净化过程。
在用硫酸净化时的主要反应有：
①不饱和化合物的聚合反应
②不饱和物与硫酸的加成反应
③清除硫化物的反应
④苯族烃与不饱和化合物的共聚反应
⑤苯族烃的磺化反应
液体在球形混合器内充分湍流混合，但停留时间较短，不足以保证酸洗净化过程进行得很完全。
因此出球形混合器的液体被送入反应器内进一步反应。
反应器具有足够的容积，使混合份与酸在其中有10分钟的停留时间，以进行最后的净化后应。
经反应器后的混合份及酸再进入加水混合器，在此连续加水以再生硫酸，然后将混合份及再生酸引入酸油分离器。
在酸油分离器内混合物经澄清分离后，再生酸和酸焦油沉积下来，再生酸排入再生酸沉淀槽，待进一步分离酸焦油后，用再生酸泵送再生酸贮槽。
酸油分离器中聚集的酸焦油在排出再生酸后间歇排放出来，和从再生酸中二次分离出来的酸焦油一起用废碱中和后送酸焦油槽。
酸油分离器分离出焦油及酸的混合份从酸油分离器进入加碱混合器，在器前加入浓度15～18％的NaOH碱液进行中和，使已洗混合份呈弱碱性，然后导入碱油分离器中。
分离出碱液的油送入已洗混合份贮槽作为精馏原料，从碱油分离器下部排出的废碱用于中和酸焦油。
（4）吹苯系统
已洗混合份由贮槽连续用吹苯原料泵抽出送入加热器，加热器采用导热油为热源，加热器出口温度在105～110℃，故混合份以汽液混合物进入吹苯塔。
塔底设两个重沸器，以导热油为热源为纯苯塔提供热量，并辅以直接蒸汽蒸吹，由塔顶逸出的吹出苯蒸汽进入冷凝冷却器，冷凝液在油水分离器进行油水分离后，吹出苯流入吹出苯储槽。
分离废水通过管道送废水暂存槽，聚合物自吹苯塔底排入吹苯残渣槽，然后送油库贮存。
（5）纯苯系统
吹出苯用泵从贮槽连续打入纯苯塔，塔底设两个重沸器，以导热油为热源为纯苯塔提供热量。
纯苯塔顶蒸汽温度控制在80℃，在此温度下逸出的蒸汽经冷凝冷却和油水分离后，所得纯苯流入回流槽，部分打回纯苯塔顶作回流，部分作为产品送油库。
油水分离器分离废水通过管道送废水中间罐，塔底纯苯残油温度约为122℃，连续由塔底排出，用热油泵直接送甲苯塔。
（6）甲苯系统
纯苯残油用热油泵连续打入甲苯塔，甲苯塔塔底设两个重沸器，以导热油为热源为甲苯塔提供热量。
甲苯塔顶蒸汽温度控制在110℃，在此温度下逸出的蒸汽经冷凝冷却和油水分离后，所得纯甲苯流入回流槽，部分打回甲苯塔顶作回流，部分作为产品送油库。
油水分离器分离废水通过管道送废水中间罐，塔底纯甲苯残油温度约为154℃，连续由塔底排出，用热油泵直接送二甲苯塔。
（7）二甲苯系统
甲苯残油用热油泵连续打入二甲苯塔，二甲苯塔塔底设两个重沸器，以导热油为热源为二甲苯塔提供热量。
二甲苯塔顶蒸汽温度控制在90～100℃，在此温度下逸出的蒸汽经冷凝冷却和油水分离后，所得纯二甲苯流入回流槽，部分打回二甲苯塔顶作回流，部分作为产品送油库。
油水分离器分离废水通过管道送废水中间罐，塔底纯二甲苯残油温度约为140～160℃，连续由塔底排出，送纯二甲苯残油槽。
4.2主要设备
主要设备为两苯塔、初馏塔、吹苯塔、纯苯塔、甲苯塔、二甲苯塔等，所有塔类均采用新型精馏塔，效率高，能耗低。
设备详细情况见设备一览表4-1：
表4-15万吨/年粗苯精制设备一览表
序号
设备名称
设备规格
单位
数量
1
粗苯原料加热器
台
1
2
两苯塔
φ1200
台
1
3
两苯塔重沸器
台
2
4
轻苯冷凝冷却器
台
1
5
轻苯油水分离器
台
1
6
初馏塔回流柱
台
1
7
初馏塔
φ1200
台
1
8
初馏塔重沸器
台
2
9
初馏份冷凝冷却器
台
1
10
初馏份油水分离器
台
1
11
混合份冷却器
台
1
12
过滤器
台
1
13
吹苯塔
φ1200
台
1
14
吹苯原料加热器
台
1
15
吹苯冷凝冷却器
台
1
16
吹苯油水分离器
台
1
17
纯苯塔
φ1400
台
1
18
纯苯塔重沸器
台
2
19
纯苯塔冷凝冷却器
台
1
20
纯苯油水分离器
台
1
21
纯残冷却器
台
1
22
甲苯塔
φ800
台
1
23
甲苯重沸器
台
2
24
甲苯冷却冷凝器
台
1
25
甲苯油水分离器
台
1
26
两苯塔回流柱
台
1
27
二甲苯塔
φ800
台
1
28
二甲苯重沸器
台
2
29
二甲苯冷凝冷却器
台
1
30
二甲苯油水分离器
台
1
31
二甲苯回流柱
台
1
32
粗苯原料槽
台
3
33
轻苯储槽
台
1
34
纯苯储槽
台
3
35
纯苯残油储槽
台
2
36
甲苯残油储槽
台
1
37
甲苯储槽
台
1
38
甲苯储槽
台
1
39
二甲苯储槽
台
1
40
二甲苯储槽
台
1
41
吹出苯储槽
台
1
42
吹苯残油储槽
台
2
43
二甲残液储槽
台
1
44
重苯储槽
台
1
45
蒸汽锅炉
2t/h
台
1
46
导热油炉
200万大卡
台
2
47
冷却塔
台
1
合计
56
4.3物料平衡
4.3.1年加工5万吨粗苯精制项目总物料平衡表
表4-2年加工5万吨粗苯精制项目总物料平衡表
投入项
物料名称
数量（公斤）
百分比（%）
备注
原辅料
粗苯
50000
100
硫酸
1720
34.4kg/t苯
98％浓度
烧碱
750
14.9kg/t苯
100％浓度
投入合计
52470
产出项
产品
纯苯
31870
60.74%
63.74%
甲苯
5910
11.26%
11.82%
二甲苯
1385
2.64%
2.77%
初馏份
415
0.79%
0.83%
吹苯残渣
1000
1.91%
2.00%
二甲残油
1200
2.29%
2.40%
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