投资兴建年产20万吨C4液化气深加工项目立项申请报告.docx

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投资兴建年产20万吨C4液化气深加工项目立项申请报告

内部*绝密

项目咨询

xxxx化工有限公司

20万吨/年C4液化气深加工

项目建议书

淄博伟创石油化工有限公司

二○一一年五月二十七日

项目名称：

20万吨/年C4液化气深加工项目

项目建设单位：

项目建设单位负责人：

项目负责人：

第一章概述

1.1项目建议书的编制依据和原则

1.1.1编制依据

（1）xxxx化工有限公司拟在山东省高密市姜庄镇仁和工业园区投资石化项目的股东会决议；

（2）xxxx化工有限公司提供的基础资料。

1.1.2编制原则

（1）执行国家和中石化集团股份有限公司制定的有关标准、规范和相关规定。

（2）选用国内先进、成熟、可靠的工艺技术，提高装置的技术水平。

（3）在满足装置的工艺要求，安全卫生要求，环境保护要求的前提下选用合理、可靠、优良、廉价的工艺路线及设备，尽量节省投资，增加效益。

（4）项目建设充分利用姜庄镇仁和工业园区内的配套设施，防止重复建设，节省占地面积。

1.2项目工程概况

1.2.1项目名称：

20万吨/年C4液化气深加工项目

1.2.2项目建设地点：

1.2.3公司名称：

xxxx化工有限公司

1.2.4公司企业性质：

有限责任公司

1.2.5项目建设内容：

在原生产基础上新建三期工程，20万吨/年C4液化气深加工项目，生产混合芳烃、丙烷和优质液化气等产品。

20万吨/年C4液化气深加工项目内容包含原料预处理、C4液化气深加工，吸收稳定装置等。

配套建设液化烃储罐、装卸设施，其他配套辅助生产装置包括供热系统﹑控制室、电力系统，消防及环保系统等。

1.320万吨/年C4液化气深加工项目的背景及意义

1.3.1企业概况

山东新永辉化工有限公司始建于2006年4月，是一家集科、工、贸于体的民营企业。

注册资金：

3000万元（¥30000000.00），总资产达3亿元人民币。

公司现有员工130多人，其中中高级专业技术人员60人，公司主要生产经营MTBE、轻芳烃、重芳烃、高清洁石油液化气等多种石化产品。

2010年实现销售收入7亿元，上缴税金过千万。

公司位于中国山东高密市昌安大道北首东侧（仁和工业园），地处胶东半岛，东临青岛、西接潍坊，有济青铁路和济青高速公路及平日公路经过高密，公路、铁路四通八达，交通十分便利。

项目建设单位对本项目的可行性进行了广泛的调研和市场跟踪，确定在山东省高密市仁和工业区建设C4液化气深加工项目装置具有更大的比较优势。

1.3.2项目建设的意义

混合芳烃主要成分为苯、甲苯和二甲苯（BTX），二甲苯广泛用于合成纤维、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。

甲苯和二甲苯还是生产高辛烷值汽油的重要调和组份。

据测算，在2005～2010年间，中国对苯、甲苯和二甲苯的需求增长率高达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约为苯200万吨，甲苯100万吨，二甲苯230～300万吨。

液化气来源于炼厂催化裂化装置、延迟焦化装置和乙烯裂解装置，来源广泛。

目前，我国巨大的碳四石油液化气资源主要还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）技术的大规模使用，表明石油液化气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进行深加工蕴藏着重大机遇。

用液化气等低碳烃进行深加工生产的优势在于：

（1）原料来源广泛，价格相对便宜；

（2）深加工后的产品轻芳烃，以甲苯、二甲苯为主，产品附加值高，市场需求量大；（3）深加工后的液化气几乎不含烯烃，大大提高了液化气的品质，既可以做裂解装置原料，又可以作为车用燃料；（4）液化气深加工技术采用沸石分子筛催化剂，此类催化剂无腐蚀无污染，可以多次反复再生使用，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。

1.3.3项目建设符合国家产业政策

长期以来，液化石油气的化工利用是世界各国油气资源综合利用的努力发展方向。

本项目对液化气进行深加工，大大提高液化气的附加值。

以液化气等轻烃为原料，生产优质混合芳烃产品，符合国家产业政策，（参见：

国务院批准颁布的《产业结构调整指导目录》2007本“第一类鼓励类：

九、化工：

11大型芳烃生产装置建设”）。

生产出的混合芳烃不需要深加工处理，作为高辛烷值清洁汽油的优质调合组份，同样受到国家产业政策的支持，（参见：

国务院批准颁布的《产业结构调整指导目录》2007本“第一类鼓励类：

九、化工：

12提高油品质量的炼油及节能降耗装置改造”）。

第二章选址条件介绍

2.1厂区选址

拟建20万吨/年C4液化气深加工项目包含装置区（原料预处理、C4液化气深加工，吸收稳定）、液化烃储罐、装卸设施、供热系统﹑循环水系统、控制系统、电力系统、消防及环保系统等。

本项目拟建于xxxx化工有限公司厂区的东侧预留地内，公司位于高密市昌安大道北首东侧（仁和工业园），地处胶东半岛，东临青岛、西接潍坊，有济青铁路和济青高速公路及平日公路经过高密，公路、铁路四通八达，交通十分便利。

2.2工业区地质水文条件

高密地下水稳定水位埋深约为0.60m。

根据相邻场地水质分析资料知该地区地下水水质较好，对钢结构及钢筋混凝土中的钢筋具有弱腐蚀性。

本项目建设场地场区地形平坦，地面标高最大值12.3m，最小值11.0m，地表相对高差1.30m。

场地所处地貌类型为冲洪积平原。

场区主要有粉质粘土、粘土、全-强风化砂砾岩组成，场地土类型属中软土，建筑场地类别为Ⅱ类，无液化土层存在，为可进行建设一般地段，场地稳定性较好，可以兴建建筑物。

岩土工程勘察等级为乙级。

高密市抗震设防烈度7级，设计地震基本加速度0.10g，设计地震分为2组，特征周期为0.40S。

最大冻结深度0.50m。

2.3气象条件

项目建设区地处中纬度，属暖温带大陆性半湿润性季风气候，其特点是春暖、夏热、秋爽、冬寒，四季分明，光照充足，雨热同期，雨量充沛，无霜期长。

风向以东南风为最多，东北风较少，夏季主导风向为东南风。

2.3.1气温

根据高密市气象站观测资料，结合相关历史资料，分析高密市姜庄镇仁和工业园区的气象特征。

年平均气温12.7℃

近30年极端最高气温39.6℃（1982年5月25日）

历史极端最高气温40.8℃（1968年6月11日）

近30年极端最低气温-16.8℃（1972年1月27日）

历史极端最低气温-24.5℃（1966年1月31日）

2.3.2降水

多年平均降水量619.6mm,

日最大降水量294.8毫米（1999年8月11日）

年最大降水量1303.3毫米（1964年）

年最小降水量252.5毫米（1981年）

2.3.3风

高密市年平均风速3.5米/秒，年最大风速22.3米/秒。

2.4工业区运输条件

所建项目位于姜庄镇仁和工业园区，地处胶东半岛，东临青岛、西接潍坊，有济青铁路和济青高速公路及平日公路经过高密，公路、铁路四通八达，交通十分便利。

第三章项目原料性质、生产规模、加工流程、产品方案及工艺技术方案

3.1.原料性质

本产品原料为含50%以上异丁烷的芳后液化气及甲醇。

3.2.生产规模及主要的生产加工流程

3.2.1生产规模

生产规模：

20万吨/年C4液化气。

原料来源：

10万吨/年来自本公司的15万吨/a芳构化装置，另外10万吨/a市场采购；甲醇0.2万吨/a，市场采购。

年生产小时：

8000小时

3.2.2主要的生产加工流程

C4液化气深加工项目内容包含原料预处理、C4液化气深加工，吸收稳定装置等。

原则流程见下图（单位：

万吨/年）。

3.3产品方案

本项目采用大连理工齐旺达化工科技有限公司开发的最新的低碳烃制轻质芳烃技术。

产品为混合芳烃、丙烷、优质液化气、干气。

3.4工艺技术方案

本C4深加工工艺技术选择Nano-forming，Nano-forming是大连理工大学与山东齐旺达集团联合开发的最新的利用低碳烃生产汽油及芳烃的技术，该工艺是一种以纳米分子筛新型催化剂为技术核心的芳构化工艺。

它采用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）或高辛烷值超低硫汽油。

Nano-forming工艺在芳烃生产模式下的反应温度为450℃-600℃，主产品为苯、甲苯和二甲苯，同时联产氢气、车用液化气和C9+重芳烃，液收不低于55%。

在汽油生产模式下的反应温度为350℃-450℃，主产品为符合欧IV和欧V标准的清洁汽油，稳定汽油的RON辛烷值可达96，经简单调和后可达97，联产物为丁烷液化气，液收40~60%。

用户可根据市场情况在同一装置上选择生产模式，无需更换催化剂，单程运转周期不低于1个月，催化剂寿命可达2年。

（1）技术发展历程

二十世纪九十年代，大连理工大学（大工）开发出水热合成纳米分子筛的实验室技术，并通过自创的测试方法，发现纳米分子筛作为催化剂具有高活性和抗积炭失活的显著优点；2001年，大工发明了从合成母液中快速回收纳米沸石超细粒子的方法，从而在国内外率先攻克了纳米分子筛产业化的最大难题，开始批量生产纳米分子筛；2002-2004年，大工与中石化所属抚顺石化研究院、南京炼油厂和洛阳石化工程公司合作攻关，在南京炼油厂建成了规模为20万吨/年FCC汽油芳构化降烯烃工业装置（OTA工艺），用于劣质汽油优质化。

这是世界上纳米分子筛催化剂大规模工业应用的首例，它消除了人们对纳米分子筛结构稳定性的种种疑虑，奠定了纳米分子筛催化技术推广应用的基础。

2005年初，大工利用纳米分子筛研制出具有超强抗积炭失活能力的芳构化催化剂DLP-1，从而开发出低碳烃芳构化制苯、甲苯和二甲苯（BTX）技术。

在此基础上，山东齐旺达集团海仲石油化工有限公司与大工合作，设计出与催化剂配套的固定床反应工艺并建成国内首套10万吨/年规模芳构化生产三苯的工业装置。

2006年9月一次性投产成功后，装置连续生产至今。

2007年初，大连理工大学与山东齐旺达集团海仲石油化工有限公司签署了全面合作协议。

双方以大连理工大学为依托组建了纳米分子筛生产基地和芳构化催化剂与反应技术研发基地；以山东齐旺达集团海仲石化有限公司为依托组建了芳构化反应技术中试放大与工业应用示范车间、催化剂后期加工车间以及成套技术工艺包开发和服务基地。

双方在首套10万吨/年工业装置的基础上，总结出低碳烃芳构化生产三苯成套技术，命名为Nano-forming工艺，开始正式对外发放技术使用许可。

2008年11月，第一代生产三苯催化剂DLP-1退役，其各项技术指标均超过了合同要求，其中总寿命超过预期值一倍多，单程运转时间和总寿命居国际领先水平。

2008年12月，第二代芳构化生产三苯催化剂DLP-2开始在山东10万吨/年工业装置上服役，催化剂总体性能与DLP-1相比全面提升，其中芳烃选择性提高5-8个百分点，液体收率达到了55%以上，首次工业试验单程运行周期达到了创纪录的53.5天（1284小时）。

与此同时，大工近期又推出了第三代芳构化催化剂DLP-3。

用DLP-3催化剂与Nano-forming工艺配套，不但可以以更高的选择性生产三苯，还可以很方便地通过改变反应条件，用同一套装置和催化剂，以及同样的液化气原料生产无硫高辛烷值清洁汽油（辛烷值达到97#），大大提高了Nano-forming工艺的市场应变能力。

（2）工业应用业绩

截至目前，Nano-forming工艺已经成功运转的装置有：

辽宁盘锦华锦集团25万吨/年裂解碳四液化气-裂解碳五混合原料芳构化生产三苯装置；浙江华晨公司30万吨/年碳四液化气芳构化生产三苯和清洁汽油联合装置；宁夏宝塔集团10万吨/年三苯和汽油联合装置；广饶华邦化学有限公司10万吨/年、山东寿光鲁清石化有限公司10万吨/年；山东鲁深发化工有限公司20万吨/年液化气芳构化装置等。

（3）技术特点

操作灵活，工艺方案切换方便、快捷。

Nano-forming工艺采用固定床反应器切换操作方式，三苯生产模式的反应温度为450℃-600℃，主产品为苯、甲苯和二甲苯，同时联产氢气和C9+重芳烃。

清洁汽油生产模式的反应温度为350℃-450℃，主产品为符合欧IV和欧V标准的清洁汽油，稳定汽油的RON辛烷值可达96，经简单调和后可达97，联产物为丁烷液化气。

上述工艺的切换不需要改变任何设备及催化剂，仅改变操作条件即可。

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，液体收率保持在55%以上。

第二代催化剂运行2年4个月后更换为新剂。

产品质量高。

芳烃方案所生产的苯、甲苯、混合二甲苯产品全部达到国标；汽油方案所生产的汽油为高标号、超低硫汽油，符合欧Ⅳ以上的标准，所产高清洁车用液化气也完全达到国家标准。

装置能耗低。

Nano-forming工艺采用了全新的取换热流程，可以回收大部分余热。

单位原料耗燃料气芳烃方案达到了30kg燃料气/吨原料，而汽油方案仅为10kg燃料气/吨原料。

Nano-forming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。

Nano-forming工艺与现有炼化装置相容性极强。

Nano-forming工艺在芳烃生产模式下产生的乙烷和丙烷副产物气体，以及在汽油生产模式下未反应的丁烷液化气是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。

环保性能好。

无论是芳烃方案还是汽油方案，废水、废气产率极少，是真正的绿色化工装置。

（4）工艺原理

简言之，Nano-forming工艺中使用了一种特殊的纳米分子筛固体酸。

液化气、裂解碳五、重整拔头油和芳烃抽余油等四碳—七碳的低碳烃原料分子首先在上述固体酸的表面通过发生化学吸附作用被活化成正碳离子，然后转化为二碳—四碳烯烃中间物种。

所说的中间物种极易低度共聚生成六碳—九碳烯烃，最后低聚物再通过环化、异构化、氢转移和脱氢等反应步骤生成芳烃或汽油。

不同低碳烃原料分子在固体酸表面生成的二碳—四碳烯烃中间物种，以及这些中间物种进一步低度共聚生成的六碳—九碳烯烃均处于热力学平衡状态。

因此，原料虽不同，但芳烃和汽油产物分布相似。

因此，Nano-forming工艺在使用不同原料时，其主要产品分布变化不大。

开发低碳烃芳构化技术的最大挑战在于解决催化剂积炭失活快、催化剂单程运转周期短和反应器切换再生频繁问题。

产生这一问题的根源在于合成芳烃的芳构化主化学反应也是积炭反应链条的中间环节，目的产物芳烃就是积炭的母体。

为此，国内外已有研究和技术都着眼于改进催化剂制备方法和选择反应工艺（反应器类型）及条件。

大连理工大学通过大量研究发现，制备芳构化催化剂的分子筛母体的晶粒度对于芳构化催化剂的抗积炭能力也有重要影响。

纳米尺度的分子筛因具有晶粒小、孔道短、孔口多等材料特点，在同等积炭量下孔道不易被堵塞，而且内表面利用率高，因此比已有芳构化研究和技术中所采用的传统微米分子筛具有优越的抗积炭失活能力。

（5）技术比较

工艺方法

M2-forming

Cyclar

Z-forming

Aroformer

Nano-forming

技术来源

Mobil

BP/UOP

Asahi/Sanyo

IFP/SALUTEC

大连理工大学

国内参照

反应器类型

绝热固定床

绝热

移动床

绝热固定床

等温固定床

绝热固定床

绝热固定床

催化剂

Ga/MFI

Ga/MFI

硅酸盐/MFI

Ga/F/MFI

改性纳米ZSM-5

微米分子筛

反应温度℃

538～575

-

500～600

480～530

480～600

480-600

反应压力,MPa

-

～0.7

0.3～0.7

0.1～0.5

0.3～0.5

0.3～0.5

空速，WHSV,h-1

-

-

0.5～2

-

0.5～1

0.1～0.3

原料

戊烷/己烷

LPG

LPG/轻石脑油

LPG/轻石脑油

LPG/拔头油/抽余油/裂解碳五

LPG

产品

BTX

BTX

BTX

BTX

BTX

BTX

收率,%

30

63/66

-

-

40-55

40-45

再生方式

反应器切换

连续

再生

反应器切换

反应器切换

反应器切换

反应器切换

再生周期

-

连续

几天

12h

≥30天

≤15天

（6）Nano-forming技术主要工艺条件

①汽油方案主要工艺条件

序号

项目

技术指标

国内参照

1

反应温度，℃

320-450

320-450

2

反应压力，MPa

0-1.5

0-0.5

3

重量空速

1.0

0.5

4

单程运行周期，h

大于1500

小于1000

5

催化剂寿命，年

大于2

2

6

干气生成量，%

小于1

2

7

汽油辛烷值

大于93

93

8

汽油总硫含量，mg/kg

小于10

10-30

②芳烃方案主要工艺条件

序号

项目

技术指标

国内参照

1

反应温度，℃

480-550

480-600

2

反应压力，MPa

0-0.5

0-0.5

3

重量空速

0.5

0.2

4

单程运行周期，h

大于720

小于300

5

催化剂寿命，年

大于2

2

6

液相收率，%

大于55

小于50

7

BTX收率，%

45-50

40

8

液相总硫含量，mg/kg

小于1

小于1

9

液相产品溴指数，mgBr/100g

小于1000

小于2000

3.5主要设备汇总

序号

项目名称

型号

数量，台

材质

1

反应器

DN3200

3

SS

2

导热油炉

/加热炉

导热油炉：

1600万KCAL/H

1

/3

炉管：

SS

3

换热器

26

SS/碳钢

4

容器

9

碳钢

5

压缩机

1

碳钢

6

球罐

1000m3

4

碳钢

7

泵类

58

碳钢

8

塔器

4

碳钢

3.6主要操作条件

该项目年加工原料20万吨，年操作8000小时，装置操作弹性60～110%。

反应温度300～450℃，反应压力0.3～1.5MPa，原料质量空速0.5h-1。

3.7物料平衡

20万吨/年C4深加工装置物料平衡表

项目

物料名称

组成

数量

w%

t/h

t/d

104t/a

原料

液化气

99.00

25

606

20

甲醇

1.00

0.25

6.0

0.2

合计

100.00

25.25

606

20.2

产品

混合芳烃

30.00

7.6

181.8

6.06

低烯液化气

46.00

11.6

278.76

9.29

重芳烃

1.00

0.25

6.00

0.2

丙烷

20.00

5.05

121.2

4.04

干气

3.00

0.76

18.2

0.606

合计

100.00

25.25

606

20.2

第四章项目公用工程和辅助生产设施

4.1公用工程消耗汇总

序号

项目

消耗指标

备注

每小时

每吨进料

1

循环水，吨

1600

2

低压蒸汽（1.0MPag），吨

5

（1）间歇

3

电，kW·h

2000

4

煤，kg

2500

5

仪表风，Nm3·h

300

1000Nm3/h

（2）

6

工业风，Nm3

-

7

氮气，Nm3

60

500Nm3/h

（2）

8

新鲜水，吨

30

注：

（1）估算值。

（2）催化剂干燥及再生时的最大使用量。

4.2催化剂、辅料等消耗

序号

项目

初装量

吨

正常消耗

吨/年

1

催化剂

（1）

43

86

2

φ3瓷球

（2）

6.0m3

3

φ6瓷球

（2）

8.0m3

4

φ16瓷球

（2）

8.0m3

注：

（1）催化剂寿命两年。

（2）瓷球为一次装入量，可重复使用。

第五章环境保护

本装置所选工艺的“三废”排放少，本装置正常运行时有少量的污水产生，另外有开停工产生的污水和初期雨水，间歇排放，经隔油处理后通过管道送入开发区污水处理厂，对建设地区的环境不会产生影响。

本装置有废气和废渣排放，并且优先考虑综合利用，化废为利。

本项目设计中优先考虑采用不产生或少产生污染的工艺方案及流程，针对各种污染物采取必要的措施加以处理，使之符合有关环保要求。

5.1废水

5.1.1生产污水

装置在正常操作时每一周排放一次废水，每次约20吨，COD小于700PPm。

开停车时产生少量清洗设备的废水，每次约50m3。

本项目的污水经原隔油池处理后用管道送至开发区污水处理场。

表5.1.1污水指标

废水类型

排放方式

最大量t/次

污染物，mg/L

pH

总烃

悬浮固体

污水

间歇

20

6～8

700

0

含烃废水

开停工

50

6～9

900

0

5.1.2初期污染雨水及地面冲洗水

本项目装置污染区面积约3200m2，初期污染雨水一次收集量按降水深度30mm计算，一次收集初期污染水量为96m3。

初期污染雨水及地面冲洗水收集后经水封井后汇入隔油池处理后再通过污水管线，排往开发区污水处理厂。

5.1.3生活污水

所建项目位于姜庄镇仁和工业园区，距电站及污水处理厂均不足2公里，距东南方向旗台村2.2公里，东南北三个方向均为农田，西面为工厂，距城区近10公里。

各单元内洗眼器（发生事故时使用）排水。

其排水均就近排入装置围堰内的明沟，汇同初期污染雨水至初期雨排系统，送入污水处理场集中处理。

5.1.4装置排水

表5.1.2装置排水量表

序

号

排水单位

名称

单位

正常生产

开停工污水

污染

雨水

生活

污水

频率

间断

1

工艺装置

m3

1次/周

20/次

50/次

54/次

0.5/d

2

罐区

m3

42/次

3

合计

m3

20/次

50/次

96次

0.5/d

5.2废气

在正常操作条件下装置无工艺废气产生，事故状态安全阀会排放少量轻烃，送至原火炬系统燃烧。

本装置废气主要来源于加热炉排放燃烧废气。

废气的来源、数量及处理措施见表5.2.1。

表5.2.1废气排放情况一览表

序号

污染物名称

排放点

主要污染物

排放量

处理方式

1

加热炉燃烧废气

加热炉

SO2≤1kg/h

CO≤730kg/h

200Nm3/h

高空排放

2

导热油炉燃烧废气

导热油炉

S