年产3万吨石油树脂装置工程项目可行性研究报告.docx
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年产3万吨石油树脂装置工程项目可行性研究报告
年产3万吨石油树脂装置工程项目
可行性研究报告
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）
第一章总论
1.1项目名称、主办单位、企业性质及法人代表
项目名称：
*******3万吨/年石油树脂装置
主办单位：
*******
企业性质：
*******
法人代表：
***
1.2编制原则
（1）贯彻执行工厂布置一体化和生产装置露天化的建设方针，减少占地面积，节省建设投资。
（2）石油树脂生产的原料和产品多系易燃、易爆物料，设计中特别注意防火防爆，坚决贯彻“安全第一，预防为主”的方针。
（3）充分利用国内自主开发、拥有国内自主知识产权的先进技术，采用先进的新工艺、新设备，使装备水平既达到国内外先进水平，又安全可靠。
（4）严格遵守国家和地方有关环境保护、消防、职业安全卫生等法规和标准。
1.3投资意义
随着工业的发展，对树脂的产量和产品质量已提出了更高的要求，用途在不断的发展，天然树脂的资源有限，而且价格不稳定，石油化工的发展为石油树脂提供了愈益增多的原料，制造方法的提高使石油树脂具备了天然树脂所没有的特性。
C5系列石油树脂，其特点明显，色泽浅、耐热、耐候性好、软化点适中和极性相溶性好等优点。
它主要应用在胶粘剂（压敏胶，热熔胶）橡胶共混剂、路标漆、涂料等。
我国各应用领域的石油树脂需求增长迅速，市场需求不断增加。
而生产C5石油树脂所需原料必须为乙烯裂解装置所产生的副产品C5经过精馏所得的C5才可以生产出高档的C5石油树脂。
而国产石油树脂受合成C5原料分离技术的制约和合成技术的制约，只有少量生产普通低档C5石油树脂（用混合C5生产的石油树脂），这种石油树脂使用的范围很狭窄，只能用于橡胶胎、低档油漆等应用领域。
而用于路标漆、压敏胶、子午线轮胎等对石油树脂品质有较高要求的领域，目前依然依赖从日本、美国等进口。
目前每年进口的C5石油树脂量估计不少于25000吨。
目前某石油树脂有限公司是美国埃**公司与某石化的合资企业，生产高档C5石油树脂，其产品性能基本可以满足各领域的要求，但是考虑到他的海外公司的石油树脂定价及管理成本高，在国内的产品市场定价偏高（14000元/吨左右，并且大部分用于出口），给使用性能一般，价格较低的国产C5石油树脂留下了较大市场空间。
在*******实施3万/吨石油树脂装置建设，既能利用现有碳五资源生产高附加值的产品来获取经济效益，又能部分替代的市场进口，填补国内市场。
另外，本项目利用高新技术对现有资源进行深加工，其成功建设将成为*******的利润增长点，增强*******的自我造血能力，使*******走上优化结构、产业升级、良性发展的轨道。
因此，本项目的建设具有重要意义。
1.4可行性研究范围
本可行性研究主要是从市场、技术、工程和经济上的可行性、合理性进行分析和论证，其主要内容包括：
市场分析；
产品方案及生产规模；
工艺技术方案；
环境保护，安全卫生及消防；
投资估算和资金筹措；
财务评价。
1.5研究结果
1.5.1研究的简要综合结论
本项目利用*******现有碳五资源生产市场紧缺的高附加值的C5石油树脂产品。
本项目拟采用先进的连续聚合连续沉降方式分离制得石油工业树脂。
本项目拟采用成熟可靠的连续聚合工艺。
本项目从市场、技术、经济、环保等方面都是可行的。
本项目利用现有资源，生产高附加值的化工产品。
项目建设投资省，周期短，符合国家投资政策。
1.5.2主要技术经济指标
主要技术经济指标见表1.1
表1.1主要技术经济指标
序号
项目名称
单位
数量
备注
一
生产规模及产品方案
单价（元/吨）
1
D1006（E1102）
T/a
3000
9000
2
D1004（E1204）
T/a
6000
8000
3
D2008（E288S）
T/a
12000
8500
4
D1001（E1401）
T/a
1000
9000
5
D1010（E1310）
T/a
8000
10000
二
副产品
1
轻油
T/a
47500
4600
三
主要原材料消耗
1
碳五原料
T/a
70000
-4600
2
石脑油
T/a
7500
-4700
3
三氯化铝
T/a
700
-6500
4
包装袋
个
1200000
-2.5
5
破乳剂
30
-8000
四
公用动力消耗
1
生活水
T/a
7000
-2.52
2
循环冷却水
T/a
11.6×106
-2.66
3
电
Kwh/a
6.0×106
-0.50
4
低压蒸汽（1.0MPaG）
T/a
0.96×105
-86.00
5
仪表空气
Nm3/a
6.3×106
-0.15
6
氮气
Nm3/a
1.2×106
-1.00
五
三废排放量
0
1
装置冲洗水
T/a
5500
-2.52
2
废渣
m3/a
850
80
3
含油含铝废水
T/a
90000
-2.02
六
运输量
1
运入量
T/a
775000
2
运出量
T/a
775000
七
全厂定员
人
65
八
总占地面积
m2
60000
九
年销售收入
元
484500000
十
年折旧
元
摊销费
元
十一
年总成本费用
万元
380000000
其中：
经营成本费用
万元
十二
年税后利润
万元
十三
年利税总额
万元
十四
财务评价指标
1
投资利润率
%
120
2
投资利税率
%
3
投资回收期
年
1.8
所得税前
4
投资回收期
年
1.5
所得税后
第二章市场分析
2.1产品市场分析和预测
2.1.1产品市场分析
2.1.1.1产品概况
C5石油树脂广泛应用于热熔道路标线漆、彩色沥青、热熔压敏胶、EVA热熔胶、橡胶增粘剂、油墨等工业中。
2.1.1.2国内外市场供需现状和主要消费去向
我国碳五石油树脂现状
碳五石油树脂是目前工艺上较为成熟且有很大潜在市场的产品，其投资少、见效快、收益高，应用领域广阔，市场需求旺盛。
碳五石油树脂是乙烯工业中产量较大的副产品，有效利用已成为合理使用石油资源和降低乙烯生产成本的一个重要问题。
美国伊士曼化学公司和扬子石化公司的合资企业－南京扬子伊士曼化工股份公司（NYEC）的Eastotac牌石油树脂于2001年投产，产品供应粘合剂市场。
该厂生产能力为1.8万吨/年，有六种配方的Eastotac石油树脂品种，使用加氢工艺生产出的水白色产品，特别适用于无纺织物用途。
Eastotac石油树脂的最终用途为压敏粘合剂、热熔粘合剂、堵缝剂、密封剂等的增粘树脂。
使用Eastotac石油树脂的生产厂家可以生产包装用途的热熔胶。
2.1.2国内外需求量的预测和消费覆盖面的发展趋势
根据预测，世界市场需求年均增长率约15%，并且发展中国家的增长速度要远远大于发达国家增长速度。
在中国，轮胎橡胶行业长期使用进口原料，浪费大量外汇，因此，用国产产品代替传统的进口生产原料势在必行。
石油树脂行业对其的年均消费增长率为14.8%。
在粘合剂行业中，预计2006年的需求量在18万吨左右。
2006年到2010五年间，三种产品的需求增长按国民经济同步增长7%估计，预计到2010年，三种产品的市场需求量将进一步攀升到32万吨。
2.2目标市场分析
从行业的需求可以看出，国内的主要消费市场在橡胶、涂料、粘合剂行业中。
本项目的目标市场首先确立在涂料和橡胶行业。
从地区分布看，经济发达的沿海地区，消费量最大，尤其是珠江三角洲地区及长江三角洲需求发展最为迅猛，增长速度为21.1%。
因此，本项目的目标市场除满足周边一带的消费外，大量市场可以立足于东南沿海地区。
总的看来，由于产品的性能优异，目前无其它理想的替代产品，因此，可以预测，产品的消费量将处于较高的水平。
2.3产品价格分析和预测
根据我国近十年石油树脂的进口价格，国内近几年价格的变化趋势，综合分析分别为销售价格为10000元/吨，这个价格是可靠的，并且具有一定的保守性和上升空间。
但是为了更加贴近目前的市场销售价，使本项目更具有抗风险能力，参照2002年以来的谷底价格，产品价格最终确定按照双环戊二烯平均销售价格为8800元/吨，进行本项目的技术经济评价。
同时，如果国内市场价格确实能够维持在这样的低水平，对刺激其消费，培育市场将很有好处。
第三章生产规模、总工艺流程和产品方案
3.1生产规模的确定
根据中国的生产能力、市场需求以及石油树脂的规格和数量，确定本装置的生产规模为：
生产规模30000吨/年
年操作时数：
8000小时
3.2总工艺流程
生产工艺流程包括：
原料予处理单元、聚合单元、中和沉降、汽提精制单元、产品成型单元和废水处理单元。
3.2.1原料予处理单元
由于原料C5原料中含有环戊二烯，通过热二聚的方式获得双环戊二烯，通过精馏的方法脱除双环戊二烯，使我们提取的IB（树脂原料）中的环戊二烯含量小于1%，
3.2.2聚合、中和水洗单元
聚合是以脱环C5为原料，无水三氯化铝为催化剂进行阳离子催化聚合，聚合后再经中和水洗脱除催化剂。
本单元是个连续操作过程。
聚合是在一个40m3带搅拌的碳钢聚合釜内进行，中和水洗是将聚合液经碱液中和中止催化剂活性后再进行水洗以脱除催化剂。
首先将溶剂和原料按一定比例用原料进料泵送至进料原料中间槽至一定量，同时在聚合釜催化剂料斗中加入定量催化剂，然后将溶剂储槽中的溶剂用原料进料泵定量送至聚合釜，打开聚合釜搅拌，在聚合釜开始滴加前打开外循环泵并在外循环冷凝器中通冷却水。
在聚合釜中的溶剂达到一定液位后，打开聚合釜进料泵，同时打开催化剂料斗阀门和氮气阀门，控制好催化剂加入量，此时催化剂引发放热。
随着单体的加入，聚合釜的温度不断升高，聚合液经外循环泵送至外循冷凝器，外循冷凝器壳程走冷却水，管程走聚合液，反应温度随冷却水连锁调节，控制聚合釜内温度为60℃左右，控制聚合釜进料流量，待聚合釜达到一定液位后开始连续出料。
聚合液经聚合釜出料泵送至中和釜，然后再将配好的碱液按一量送至中和釜开启中和釜搅拌进行酸碱中和，待聚合液中的催化剂完全中和后停止搅拌，使聚合液和水分层，将中和釜下部的废水排至废水处理站，然后再开启搅拌将一定量的冷水送至中和釜后搅拌10分钟，待完全分层后排去中和釜下部废水，再重复一次水洗，将水洗后的聚合液送至聚合液中间槽进行再次的分层。
聚合液中间槽中的聚合液进入后处理单元。
3．2．3汽提精制和产品成型单元
后处理单元是通过常压汽提塔将聚合液中的未聚碳五等溶剂脱除，通过真空汽提塔将聚合液中的低聚物脱除。
后处理采用连续操作过程，首先将聚合液中间槽中的聚合液经过过滤器滤去其中杂质后再经流量计控制流量连续进入预热器，该预热器壳程通导热油，控制温度为180℃左右，（通过人工调节导热油阀门流量大小控制温度），预热后聚合液温度为160℃左右，连续进入常压汽提塔。
该塔下部加夹套通导热油，加热油量根据温度手动控制，温度一般控制在200℃左右。
该塔有两个填料层，料液从两个填料层中间进入，经分配器均匀进入塔内，下层填料下部通少量由蒸汽过热器过热的过热蒸汽，经填料与料液充分接触带走料液中残余溶剂；汽相部分经上层填料出塔顶，经塔顶冷凝器冷凝后冷凝液进入溶剂接收罐，溶剂接收罐中的溶剂经塔顶回流泵部分回流至常压气提塔塔顶，控制塔顶温度为120℃。
经脱溶后的浓缩液由塔底经出料泵经过过滤器滤去其中杂质后连续送至预热器，预热至260℃时连续进入真空汽提塔。
真空度用真空泵的压力调节阀调节，塔顶温度约240℃，经蒸汽过热器过热的蒸汽从填料层下部进入塔内，带有低聚物的水蒸气连续从塔顶蒸出，经塔顶冷凝器冷凝后进入低聚物接收罐。
低聚物接收罐上部的油层间歇由低聚物输送泵送至低聚物贮罐。
汽提塔底部排出的树脂液经塔底出料泵送至造粒单元。
造粒单元是将熔融树脂经冷却后造粒包装出装置过程。
由常压汽提塔塔底输出的熔融树脂经过过滤器滤去其中杂质后经熔融树脂冷却器冷却至200℃后进入熔融树脂中间槽，再经高粘度泵送至过滤器过滤后进入造粒机固化造粒，颗粒状树脂进入料斗经称量后以每包25公斤包装出装置。
注：
从常压汽提塔底部至造粒机的整个过程中，凡与输送树脂液有关的设备、管道、阀门、泵等都有夹套保温措施，夹套内通导热油。
通过萃取剂提高间戊二烯、异戊二烯的相对挥发度，经精馏脱除环戊二烯，萃取剂通过汽提的方式，从C5中分离出来，通过这样的方法得到产品中环戊二烯的含量小于0.1%。
3.3产品方案
考虑到用户的消费特征，周边地区部分用户的一次消费量可能在十几吨到上百吨，因此，本可行性研究考虑的方案，规模定为30000吨/年。
产品，中间产品及副产品的品种、数量、规格及质量指标如下。
3.3.1产品
产品年产30000吨
3.3.2副产品
轻油年产475000吨；
低聚物年产2400吨。
第四章原料、化学品、辅助料规格要求消耗及公用工程消耗
4．1原材料质量指标
C5
NO
分析项目
控制指标
1
外观
无机械杂质透明液体
2
色度（Hazen单位—铂-钴号）
≤100
3
双烯烃，%
≥50.0
4
异戊二烯,%
15~18
5
间戊二烯,%
10~20
6
CPD+DCPD,%
15~20
7
环戊烯、环戊烷等
余量
石脑油
NO
分析项目
控制指标
1
外观
无机械杂质透明液体
2
色度（Hazen单位—铂-钴号）
≤100
3
C5单烯烃，%
≥50.0
6
CPD+DCPD,%
≤1
7
环戊烯、环戊烷等
余量
无水三氯化铝（一级品，产品标准：
GB3959—83）
NO
分析项目
控制指标
1
外观
浅黄色粉状
2
三氯化铝,%
≥98.5
3
氯化铁,%
≤0.55
4
水不溶物,%
≤0.1
5
重金属（以pb计）,%
≤0.006
氢氧化钠（苛化法一级品，产品标准：
GB209—93）
NO
分析项目
控制指标
1
外观
白色、有光泽允许微带颜色
2
氢氧化钠,%
≥97.0
3
碳酸钠,%
≤1.7
4
氯化钠,%
≤1.2
5
三氧化二铁,%
≤0.11
6
三氧化硅,%
≤0.55
导热油（SD-320）
NO
分析项目
控制指标
1
外观
柠檬黄色透明
2
残碳,%
≯0.03
3
酸值,mgKOH/g
≯0.05
4
闪点（开口）,℃
≮165
4．2原材料消耗定额
NO
名称
主要规格
耗定额
（公斤/吨）
1
C5
≥50%
2
无水AlCl3
≥98.5%
20
3
NaOH
＞95%
25
4
破乳剂
工业品
0.15
5
抗氧剂
工业品
2.5
6
添加剂
工业品
11
4．3公用、工程规格及消耗定额
NO
名称
规格
计量单位
消耗定额（单位：
每吨产品）
1
电
类型：
交流、三相三线、中性点不接地电压：
380V
频率：
50HZ±0.5%
KWh
150
2
蒸汽
低压蒸汽：
压力≥0.35Mpa（表）
吨
4.3
3
循环水
供水温度：
33℃
压力：
≥0.45MpaG
回水温度：
≯43℃
压力：
≥0.25MpaG
污垢系数：
0.006m2时℃/千卡
吨
0.2
4
氮气
露点：
-40℃纯度：
98%
氧含量：
100ppm
压力：
≥1.2MpaG
Nm3
1
5
仪表用压缩空气
压力：
≥0.6Mpa温度：
常温
露点：
-30℃无尘无油
Nm3
6
生活用水
压力：
≥0.35Mpa
吨
0.5
7
工业水
压力：
≥0.25Mpa
吨
1.5
8
燃料
柴油
吨
0.4
4．4设备
NO
名称
规格
数量
1
原料储罐（球罐）
1000m3
4台
2
成品储罐
200m3
5台
成品储罐（常压）
200m3
2台
3
二聚塔
40m3
1台
4
二聚塔
150m3
1台
5
精馏塔
3套
6
脱轻塔
1套
8
塔顶受罐
4m3
13台
10
塔顶冷凝器
400m2
7台
11
塔顶冷凝器
200m2
2台
12
塔顶冷凝器
100m2
2台
13
塔顶冷凝器
150m2
2台
再沸器
120m2
8台
15
进料预热器
60m2
2台
16
进料预热器
60m2
2台
17
蒸汽过热器
40m2
1台
18
釜式再沸器
60m2
2台
19
釜式再沸器
40m2
1台
20
反应釜（带夹套）
7m3
1台
21
反应釜
20m3
1台
23
外循环冷凝器
75m2
2台
25
分层罐
20m3
4台
26
水中间槽
20m3
3台
27
中和配料釜
5m3
1台
28
沉降槽
16m3
3台
29
混合器
3台
30
聚合液中间槽
40m3
3台
31
脱溶剂塔
1台
32
汽提塔
1台
33
熔融树脂罐
10m3
1台
34
过滤器
10只
34
造粒机
1500mm
2套
35
冷冻机
1套
36
冷却塔
1000m3
2台
37
导热油炉
300万大卡
1套
38
污水设备
1套
39
装置用泵
120台（套）
40
仪器仪表
41
安装材料
42
变压器
1000KW
1套
合计
4.5全厂自控水平
自控水平和主要控制方案
3万吨/石油树脂装置，根据工艺要求，对反应器和塔器的控制操作各有侧重。
装置共设置180套左右的控制系统和约380多个监视点、1套遥控放空系统、2套返流保护系统和10套安全连锁系统。
为此，从技术先进，安全可靠，经济合理的角度出发，根据装置检测点和控制回路数量，设计采用1套分散型控制系统（简称DCS）对装置实施过程检测、数据处理、过程控制、能量平衡核算、计量管理、安全连锁保护及可燃气体报警监视和用电设备状态显示等，以提高全装置自动化水平和管理水平，保证产品质量，减轻劳动强度，降低生产成本。
（1）分散型控制系统（DCS）
该系统设两台操作站，安装在中央控制室内，分别控制两台操作站并行工作，在某个操作站发生故障时，可以由另外一个操作站操作。
操作站均采用落地式，配高分辨率直角平面彩色CRT或LCD，带球标和操作员键盘。
此外，其中一台操作站还需配备工程师键盘，可做工程师站用。
系统配备两台黑白打印机，分别用于报警记录和报表打印。
通讯系统、电源系统和控制器均为1：
1冗余配置；控制回路和安全连锁回路（包括其I/O卡）采用1：
1冗余配置。
（2）信号报警和连锁系统
设计本着安全可靠、保证生产和正常操作的原则，对有关温度、压力、压差、液位、流量等参数均设置了信号报警及连锁系统。
连锁接点采用直接型（如压力开关、物位开关等）或间接型（变送器作用的开关）。
连锁系统为故障安全型（正常十接点闭合，连锁动作时接点打开）。
所有连锁均设报警；对关键安全连锁系统，在工艺参数恢复正常时，设手动连锁复位按钮。
安全连锁系统拟采用DCS中的逻辑功能实现。
一般信号报警在DCS中做报警显示及打印；对安全连锁系统的信号报警另设置硬报警，外接闪光报警器，以引起操作工人的注意。
（3）中央控制室
装置设一个中央控制室，通过操作站可方便地对各生产单元进行监视和操作。
控制室面积约为120m2，分操作室和机柜间两个部分，机柜间用于安装控制器和其它机柜，另外还设有硬件室、软件室和仪表值班室等。
中央控制室上部采用轻质材料吊顶，地面为水磨石地坪，并再其上敷设活动抗静电地板，以便DCS系统的安全操作和电缆敷设，室内净高不低于3.2m；墙壁贴阻燃型墙布；机柜间与操作间用铝合金玻璃隔断隔开，以保证室内安静且防尘。
因装置为防爆装置，按规程控制室应背向装置，且临近装置侧采用钢筋混凝土墙以防装置发生爆炸时危及控制室。
另外，控制室地坪应高于室外地坪300mm以上，设二道双向弹簧门和门斗。
室内设置火灾报警系统和可燃气体检测报警系统。
为保障装置设备安全运行、改善操作条件，控制室采用空调和采暖相结合的手段，以维持一定温度和湿度。
控制室采用人工照明为主，照度按DCS要求；且设置事故照明，以供紧急善后处理用。
4.4.2仪表类型的确定
仪表选型本着技术先进、安全可靠、维护方便和经济合理的原则，以国内引进技术合作生产的仪表为主。
鉴于装置采用先进的DCS，现场仪表以电动仪表为主，除脉冲信号、开关信号、若电偶信号和热电阻信号等外，均采用4～20mADC标准传输信号。
现场控制阀采用气动执行机构。
装置内介质多为易燃，易爆，部分为高温、高压，且为露天布置，现场仪表应为全天候的。
并根据所在区域的环境及工艺介质条件，对易冻介质的测量管线采取伴热、保温措施；对高温介质的测量管线采取隔热、防烫等保护措施。
工艺主厂房为2区防爆，装置防爆拟采用ib级本安防爆系统，按联合取证方式配用隔离安全栅。
主要仪表选型如下所述：
（1）温度仪表
就地温度指示采用万向型双金属温度计。
集中检测根据具体情况分别采用隔爆型铠装热电阻（PT100）或隔爆型铠装热电偶。
对控制回路和安全连锁回路的温度检测，分别配设二线制温度变送器，将4～20mADC标准传输信号送入DCS或者将PT100信号直接送DCS进行冗余配置。
温度计套管按介质不同分别选用20钢，304，317L等材质。
（2）压力（差压）仪表
一般情况下，采用压力（差压）变送器‘测量真空度采用绝压变送器；另根据介质粘度、腐蚀等情况，分别选用远传压力（差压）变送器。
变送器采用智能型，可使用手持式通讯器在控制室调试。
压力表原则上选用波登管压力表。
另根据介质情况分别选用隔膜式或毛细管远传压力表。
（3）流量仪表
一般介质流量测量选用孔板配差压变送器。
另外根据要求分别采用转子流量计和涡轮流量计。
原料和成品计量采用质量流量计。
就地流量指示原则上选用金属管转子流量计和水表。
（4）液位仪表
原则上采用电子式浮筒液位变送器；当液位大于800mm时，采用差压变送器。
另外根据介质情况选用远传式差压变送器。
（5）控制阀
原则上采用单、双座阀；蒸汽选用笼式阀；有气蚀的场合选用地噪音、防气蚀阀；换热器旁路调节选用三通阀；另外根据节制情况选用D型球阀。
阀内组件至少为不锈钢。
用于放空场合的控制阀，其泄露等级应不低于A
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