年产85万吨对二甲苯设计毕业设计.docx
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年产85万吨对二甲苯设计毕业设计
年产85万吨对二甲苯设计
第一章总说明
1.1项目概述
对二甲苯（PX）作为基础化工产品，PX已经成为当今人们生活中必不可少的元素，融入人们日常生活的衣食住行之中。
目前全球生产的3000多万吨PX，绝大部分都成为聚酯纤维的原料。
大量的聚酯纤维被加工成服装，不仅满足全球60多亿人口的穿衣问题，还满足了人们对服装色彩、光泽、褶皱、薄厚、透明度等更多的要求。
在某种意义上，PX解决了自然纤维与粮食争地的问题。
我国是一个人口众多、耕地资源相对匮乏的国家。
每万吨合成纤维大约相当于7万亩耕地所产的自然纺织纤维。
2012年，我国生产合成纤维约2800万吨。
如果生产同等数量的自然纤维，则需要耕地近2亿亩。
PX不仅与人们的衣着有关，它也是可以直接入口之物，比如药物胶囊，PX就是原料之一。
矿泉水瓶等包装材料的主要原料，也是PX。
PX和人们的住也紧密相关。
它是很多建筑材料的原料，也可以用来生产油漆溶剂。
随着技术的进步，PX的下游产品PET，正在越来越多地取代铝、玻璃、陶瓷和纸张，应用于电器电子、汽车及机械制造行业。
中国正在进入汽车社会，而汽油中5%左右的成分是PX。
PX不但是汽油的重要组成部分，也是生产高品质汽油的必需品。
我国许多城市现在饱受PM2.5之苦。
减少城市雾霾的重要途径之一，就是加快汽油质量的升级，降低汽油中的硫含量、提高汽油中的辛烷值。
从目前技术而言，提高汽油辛烷值最好、最环保的办法，就是加入芳烃。
若不考虑毒性、致癌性，苯是首选。
现在，PX成为最优选择。
有专家预测，未来汽油中PX的含量，将占比更多。
鉴于PX的应用十分广泛，正处于工业化、城镇化快速发展中的中国对PX的需求量逐渐猛增。
回顾历史，中国的PX发展经历了三个阶段：
2000年以前，发展比较缓慢，但供需关系相对平衡，2000年国内自给率为88%;2000年到2010年，中国PX项目迅速发展，生产能力一跃成为世界第一;2010年至今，国内市场需求持续走高，而PX建设却步伐放缓，产能开始无法满足需求。
资料显示，2012年，中国对PX的实际需求为1385万吨，已经成为全球最大的PX消费国，
占全球消费量的32%，但中国PX总产能仅为880万吨，自给率只有63%。
中石化炼化工程公司副董事长张克华指出，最近若干年，国内PX产能以每年10%左右的速度扩张，2011年扩展了100万吨，2012年扩产了290万吨，还是不能满足当前国内的需求。
有专家预计，如果停建或者缓建现在的PX项目，预计到2015年国内PX自给率将降至50%以下。
原料受制于人，导致了化纤产业链的利润整体前移，更多地向PX环节聚集。
换言之，海外原料供应商获得了更多的利益，而民族制造业备受挤压。
日本、韩国等向中国出口PX产品，较国产材料价格都要高出很多。
从上世纪90年代起，全球对PX的需求量便一直呈增长趋势。
从1990年到2004年，PX的年均需求增长率为8.4%。
目前，世界PX需求的年增长率约为5.8%。
预计到2014年，世界PX需求量将增加到3480万吨。
截至2010年，我国已成为世界最大的PX生产和消费国，产能占全球20%左右，消费量占全球30%左右。
由于下游PTA（精对苯二甲酸）产能发展迅速，国内PX生产处于供不应求的局面。
中国已投产的PX项目，总产能为876.5万吨/年。
“十二五”期间，还将有四个项目上马，其规模都在60万～80万吨之间。
在全球对二甲苯的消费结构中，90%以上的对二甲苯主要生产PTA，2012年在PTA和轻纺行业需求的拉动下，对二甲苯需求继续快速增长；由于过去一年没有新增产能，消费增速明显高于产量增速，供需缺口进一步加大。
PTA产能的投放主要集中在2011-2014年，其中2011年下半年投放约485万吨，2012年投放1250万吨，预计2013年投放770万吨。
与上述两者相比，对二甲苯产能释放的步伐显然来得太过缓慢，2011年和2012年每年投放的对二甲苯产能在100万吨上下，远不及下游PTA和聚酯的扩张速度，因此造成了国内对二甲苯供应偏紧的格局，而且在2013年对二甲苯供应紧张态势不改，对二甲苯主导产业链的格局在2013年并不会发生改变，对二甲苯价格维持高位运行仍将是大概率事件。
1.2建设项目意义
对二甲苯是石化工业的基本有机原料之一，在化纤、合成树脂、农药、塑料、医药等众多化工生产领域有着广泛的用途。
用它可生产精对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT），PTA或DMT再和乙二醇反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），即聚酯，进一步加工纺丝生产涤纶纤维、聚酯树脂以及轮胎工业用聚酯帘布。
PET树脂还可制成聚酯瓶、聚酯膜、塑料合金及其它工业元件等。
除此之外，对二甲苯在医药上也有用途。
随着我国经济的快速发展，邻二甲苯和对二甲苯作为最重要的基本有机化工原料，其需求呈快速上升态势，国内存在较大缺口。
充分利用安庆石化资源，发展产业链，来满足企业生产发展的要求及市场需求。
综上所述，我们认为，利用国内当今形势和政策，上一套对二甲苯等系列产品的装置，这样既可增加公司的经济总量和抗风险能力，又可为企业和国家提供可观的经济效益和社会效益。
在未来几年下游产能扩张的强大需求面前我们将适时扩产，立足国内，稳步挺进国际市场，并和日韩一起掌握PX的市场话语权。
第二章市场分析
2.1产品性质及用途
对二甲苯又称1，4-二甲苯，为苯的一种衍生物，重要的化工原料。
是无色液体，低温时成片状或柱状结晶体，相对密度（d420）0.8611,（d425）0.8610。
其分子式C8H10，分子量106.17，熔点13.263℃，沸点138.37℃，折射率（nD21）1.5004，闪电27.2℃，爆炸极限1%-6%（体积）。
不溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯、丙酮。
对二甲苯是石油化工的基本有机原料之一，在化纤、合成树脂、农药、塑料、医药等众多化工生产领域有着广泛的用途。
用它可生产精对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT），PTA或DMT再和乙二醇反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），即聚酯，进一步加工纺丝生产涤纶纤维、聚酯树脂以及轮胎工业用聚酯帘布。
PET树脂还可制成聚酯瓶、聚酯膜、塑料合金以及其它工业原件等。
除此之外，对二甲苯在医药、涂料、染料上也有用途。
2.2国际市场生产及消费状况
90年代以后,我国聚酯行业迅速发展，带动了国内对二甲苯生产能力和产量不断增加。
由于生产能力的增长速度落后于消费的增长速度,造成国内对二甲苯供应缺口很大，每年都要从国外进口大量的对二甲苯以弥补国内生产能力的不足。
但是，世界范围内的对二甲苯供需状况是供大于求。
表12005年世界对二甲苯供需情况万吨/年
地区
产能
产量
进口量
出口量
表观消费量
亚洲
1559
1508.8
643.6
508.7
1632.2
中东欧
47.8
32.6
3
17.3
18.3
中东
133.5
84.5
9.5
40.1
53.9
北美
586.6
509.8
67.3
176.1
407.8
中/南美
27
19.3
5.4
3
21.9
西欧
240
220.4
71.1
49.6
246.7
世界合计
2593.9
2375.6
799.9
794.8
2380.8
2005年，全球最大对二甲苯生产厂商是埃克森美孚公司和BP公司，其能力分别达326万吨/年和290万吨/年，分别占全球总能力的12.6％和11.2％，较上年略有下降。
其中，前者新增能力10万吨/年，后者能力仅增加2万吨/年。
表22005年世界主要对二甲苯生产商产能万吨/年
序号
生产企业
生产能力
占全球总能力
1
埃克森美孚
326.4
12.6%
2
BP公司
289.5
11.2%
3
中国石化集团
186.8
7.2%
4
信诚工业
167.7
6.5%
5
新日本石油
91.3
3.5%
6
雪佛龙德士古
91.3
3.5%
7
科克工业
88.5
3.4%
8
KP集团
70
2.7%
9
台塑集团
68
2.6%
10
SK集团
65
2.5%
其他
1149.4
44.3%
合计
2593.9
100.0%
世界前10位的生产厂商能力占全球总能力的55.7％，较上年下降了3.2个百分点。
其中亚洲公司仍占据6席，能力占全球的25％，所占比例下降了2个百分点由于位居前两位的欧美公司能力扩充及中东地区对二甲苯生产商的增多，亚洲对二甲苯供应商占全球的比例有所下降。
2005年全球对二甲苯用于生产PTA的量为2184万吨，较上年增长7％；约占总消费量的91.7％，较上年提高了1.1个百分点。
DMT生产消耗对二甲苯的量继续下降，所占比例仅为8.2％，较上年下降了1.2个百分点。
2006年世界对二甲苯的生产能力为2752.7万t/a，产量为2489.4万t，装置平均开工率为90.4%。
其中：
亚洲的生产能力和产量都位居世界第一位，分别是1748.4万t/a及1689.5万t；产能和产量最大的国家是美国，分别为480.9万t/a和348.5万t。
2006年世界最大的对二甲苯生产商是美国的埃克森美孚公司，其生产能力为330万t/a，约占世界总产能的12%；其次是英国BP公司，其生产能力为303万t/a，约占总产能的11%。
2008年全球对二甲苯的生产能力约为3200万吨。
预计今后几年的年均增长率为6.5%，2015年将达到约4450万吨。
2011年世界对二甲苯生产能力预测见表3。
表32011年世界对二甲苯生产能力预测
区域∕国家
2011年生产能力/（万t·a-1）
区域∕国家
2011年生产能力∕（万t·a-1）
北美
589.5
中东
359.2
美国
490.2
亚洲
2756.4
加拿大
35.0
日本
387.7
墨西哥
34.3
中国
880.3
南美
23.0
其它
1588.4
西欧
249.0
总计
4074.1
中东欧
97.0
2006年世界对二甲苯产量为2489.4万t，消费量为2498.9万t，供销基本平衡。
对二甲苯是一种重要的有机化工原料，主要用于生产精对苯二甲酸（PTA）、对苯二甲酸二甲酯（DMT）。
今后几年随着聚酯工业向亚洲地区转移，地区内PTA新建装置也不断增加，亚洲对二甲苯的需求将十分旺盛，并拉动全球对二甲苯的产能及产量迅速增长。
2008年全球对二甲苯的需求量约为3000万吨，预计未来几年的年均增长率为6.9%，预计到2011年，生产能力将达到4074.1万t/a，年消费量将达到3295.9万t，表4为2011年世界对二甲苯需求预测，至2015年将达到约4470万吨。
其中北美和欧洲的消费量分别为400万吨和215万吨。
表42011年世界对二甲苯需求预测
区域∕国家
消费量∕万t
消费年均增长率∕%
北美
419.3
1.4
美国
278.2
0.5
加拿大
32.3
-1.4
墨西哥
108.8
5.1
南美
57.8
21.2
西欧
252.0
1.2
中东欧
109.6
29.5
中东
87.9
4.7
亚洲
2369.3
6.3
日本
74.2
-8.1
中国
992.3
17.0
其它
1302.8
2.0
总计
3295.9
5.7
2.3国内市场生产与消费现状
2002年我国对二甲苯产量147.5万t，进口量27.5万t，出口量3.5万t，表需求量171.5万t。
从1996年到2002年，对二甲苯表观需求量的年均成长速度为11%，同期产品净进口量的成长速度为31%，2002年对二甲苯的净进口量占表观需求量的14%。
2005年，我国对二甲苯生产能力达到297万t/a，产量约230万t，进口量达160.8万t。
2006年国内对二甲苯总生产能力约为368.1万吨/年，产量为278.89万吨，表观消费量为453.13万吨。
2000-2006年间，国内对二甲苯的生产能力、产量和表观消费量年均增长率分别为15.2％、14.0％和20.9％。
2007年国内对二甲苯生产能力为368.1万t/a，产量为350万t左右，生产企业共有9家，装置共有11套。
其中，最大的对二甲苯生产装置为扬子石化，生产能力为80万t/a；位居第二的是辽阳石化，生产能力为75.8万t/a。
未来几年我国PX产能将有较大幅度的增加，据我国对二甲苯现有产能和国家规划产能计算，预计到2010年我国对二甲苯产能有望达到989.1万t/a，比2007年新增621万t/a，届时对二甲苯年产量约为820万t。
我国对二甲苯主要应用于PTA的生产。
由于近几年来我国PTA新建项目绝大多数未配套建设对二甲苯装置，而新建和扩建对二甲苯装置因种种原因进展缓慢。
2007年我国对二甲苯产量为350万t，表观消费量为615万t，净进口量为265万t，市场缺口达到顶峰。
2008年，我国对二甲苯的产量为317万吨，同比下降了15.1%。
2000-2008年我国对二甲苯供需情况见表5。
表52000--2007年我国对二甲苯供需情况
年份
产能∕（万t·a-1）
产量∕万t
进口量∕万t
出口量∕万t
表观消费量∕万
自给率∕%
2000
157.4
127.0
20.4
2.1
145.3
87.4
2001
165.6
145.4
17.4
6.4
156.4
93.0
2002
165.6
147.5
27.5
3.5
171.5
86.0
2003
210.6
157.1
101.9
8.9
250.1
62.8
2004
212.6
188.0
113.7
3.2
298.5
36.0
2005
268.1
223.4
160.8
6.3
377.9
59.1
2006
298.1
278.9
184.0
9.8
453.1
61.6
2007
368.1
350.0
290.0
25.0
615.0
56.9
2008
464.04
317
340.3
44.8
613
51.7
2009
—
485.50
370.53
33.33
822.70
59.01
2010
—
601.10
352.72
20.97
932.85
64.44
从对二甲苯的下游需求看，PTA为鼓励项目类，对二甲苯的发展应以最大限度的满足其需求。
根据《精对苯二甲酸“十一五”建设项目布局规划》，预计2010-2020年，我国PTA产能扩张速度仍将有增无减，到2015年国内PTA产能将达到4000万t/a。
届时对二甲苯自给率将有所提高，对二甲苯市场的竞争将加剧，但国内对二甲苯供应还将存在少量缺口。
2010--2020年我国对二甲苯预测见表6。
表62010--2020年我国对二甲苯供需情况
年份
产能∕（万t·a-1）
产量∕万t
需求∕万t
2010
—
601.10
932.85
2015
4607
3750
3750
2020
5120
4480
4480
2.4对二甲苯的进出口分析
对二甲苯是国内非常紧缺的化工原料，市场缺口非常大，2003年进口量由前一年的27万吨猛增到100万吨以上。
2006年国内对二甲苯进口量为184.02万吨，比上年增长14.4％。
由于国内产能的增加，2006年PX出口量大幅增长，全年出口达到9.78万吨，同比增长55.5％。
主要出口到韩国、台湾、新加坡和泰国等国家和地区。
贸易方式由2003年前的一般贸易为主转变为以转口贸易和来进料加工贸易为主。
2006年，我国对二甲苯出口主要集中在辽宁省和浙江省。
2007年，由于国内对二甲苯产不足需，供需矛盾严重，需大量进口。
2007-2008年国内对二甲苯进出口量如表7所示。
表72007-2008年国内对二甲苯进出口量
年份
进口量∕万t
出口量∕万t
净进口量∕万t
2007
390.31
25.20
265.11
2008
340.3
44.80
285.5
2.5对二甲苯的价格分析
国际市场对二甲苯价格波动较大，1994-1995年间创1400美元/吨高价期，达到峰值。
1995年后，由于世界PX能力增长，同时当时世界石化产品普遍进入了低谷期，价格大幅回落，1999年国际市场对二甲苯价格仅400美元左右。
2003年开始进入又一个高峰时期，2007年上半年，亚洲地区对二甲苯合同货平均结算价格为1108美元/吨。
随着国际石油价格的高位波动运行，我国国内对二甲苯价格自2003年以来出现明显上涨趋势，2003年国内对二甲苯平均价格为5787元，2006年国内平均价格已上涨至10780元，较2005年上涨了21.9％。
2000-2006年国内对二甲苯价格走势如图1。
图12000-2006年国内对二甲苯价格走势
进入2006年，随着下游PTA的需求进一步增大，国内对二甲苯价格一路上升，于9月份达到13530元/吨的高点，此后逐渐下降，年底降至11000元/吨左右。
2005-2006年国内对二甲苯价格走势见图2。
图22005-2006年国内对二甲苯价格走势
表8为美国、西欧和日本2005-2007年对二甲苯的价格。
从表8可以看出，2006年世界对二甲苯的价格处于高位，2007年有所回落，幅度较小。
表82005-2007年对二甲苯的价格美元∕t
年份
美国
西欧
日本
平均价
2005
1013
746
817
859
2006
1223
879
962
1021
2007
1197
844
984
1008
2007年1月到2月中旬，国内对二甲苯市场价格一路下挫，从年初的11800元/t跌到9900元/t左右；从2月中旬开始震荡攀升；到了6月中旬，价格回到了年初的11800元/t；从6月中旬到9月初滑落到全年的最低价9760元/t；从9月开始，国内市场价格开始回升，年末以10000元/t收盘。
2009年10月各产品的出厂价格见表9所示。
表92009年10月各产品的出厂价格
产品名称
产地
出厂价格
石脑油
中国中石化
5000-5050元/t
混合二甲苯
中国中石化
6350元/t
邻二甲苯
中国中石化
7000元/t
对二甲苯
中国中石化
9800元/t
国内对二甲苯价格变化主要受以下原因的影响：
（1）原油价格影响；
（2）国际市场行情变化；（3）国内市场供需状况的影响。
随着我国经济的快速发展，邻二甲苯和对二甲苯作为重要的基本有机化工原料，其需求呈现出强劲的增长态势。
受下游产品（主要是苯酐和PTA工业）的迅速发展，未来几年的邻二甲苯和对二甲苯市场需求将呈快速上升态势，由于装置产能的建设远落后于需求的增长，中国邻二甲苯和对二甲苯的需求和产量之间的缺口将进一步扩大。
显然，邻二甲苯和对二甲苯在我国是一个亟待发展的产业。
第三章产品方案及生产规模
3.1产品规模
根据国内对二甲苯市场现有情况并结合原材料供应情况等因素，新建年产85万t对二甲苯及系列产品。
3.2产品方案
年生产对二甲苯85万t及系列产品，年操作时间7200小时。
采用裂解汽油、重整油和外购混合二甲苯分离兼顾的生产工艺，根据市场行情，采购不同的原料进行生产。
3.3产品规格
对二甲苯质量指标
指标名称
指标
外观
无色透明无杂物的液体
纯度∕%（重量）
≥99.2
色度（APHA）
20以下
相对密度（d415）
0.864--0.866
溴价∕（g∕100g）
≤0.2
非芳烃∕%（重量）
≤0.2
第四章生产工艺
4.1工业技术方案的选择
对二甲苯（二甲苯）主要有四种来源：
（1）催化重整
主要用来生产芳烃，催化重整产物中，二甲苯含量的质量分数为22%。
（2）裂解汽油
它是从液态原料，即石脑油、轻油和重柴油经蒸汽裂解制乙烯时的联产物，其中二甲苯含量的质量分数为6.7%。
（3）煤焦油
主要是煤炭工业和冶金工业的副产物。
煤在炼焦炉中高温热解生成的气态和液态产物，以气态形式从炭化室逸出。
这种气体称为“荒煤气”，经冷凝、气液分离就得煤焦油。
每100t煤炼焦可得到煤焦油4万t。
其中二甲苯含量质量分数为5%。
（4）甲苯歧化
甲苯歧化也能得到二甲苯。
重整产物中混合二甲苯占16%-33%。
裂解汽油中C8芳烃含量随裂解原料而不同，以乙烷、正丁烷、宽馏分石脑油和轻柴油为裂解原料时，生产454kg乙烯时其C8芳烃分别为0.9kg、2.3-4.5kg、22.7-52.2kg和38.5-43.1kg。
BTX/乙烯比例随裂解原料分子量和加工深度的增加而增加。
不同原料来源其C8芳烃组成也不同，C8芳烃来源及其组成见表10。
表10C8芳烃来源及其组成
组成
重整油
裂解汽油
甲苯歧化
煤焦油
乙苯
15
300
<1
10
对二甲苯
20
15
26
20
间二甲苯
45
40
50
50
邻二甲苯
20
15
24
20
第二次世界大战以前，对二甲苯主要来源于煤焦油，但由于化学工业对对二甲苯需求的迅速增长，焦油芳烃已不能满足要求，故战后对于对二甲苯来源逐渐转向炼油工业。
目前，催化重整和裂解汽油已成为世界对二甲苯的主要来源。
美国对二甲苯来源主要是依靠催化重整，西欧和日本以裂解汽油为主，因西欧和日本以石脑油和轻柴油作为乙烯生产裂解原料，其裂解汽油中富含芳烃。
目前，煤焦油仍是各国最廉价的芳烃来源（主要是苯），而甲苯和对二甲苯（或二甲苯）则几乎完全来自于石油。
我国石油化工自80年代末期起步，但煤焦油仍是我国芳烃的主要来源。
随着我国乙烯工业和炼油工业的发展，裂解汽油和催化重整将成为我国BTX的主要来源，也将是对二甲苯的主要来源。
4.2对二甲苯生产工艺选择
对二甲苯是由混合二甲苯通过分离而制得的。
二甲苯来源较广，由炼厂得到的混合二甲苯来自重整装置。
由芳烃联合装置得到的为对二甲苯，同时可联产邻二甲苯。
我国生产对二甲苯的芳烃联合装置分别建在扬子石化公司、上海石化总厂、天津石化公司、辽阳石油化纤公司、齐鲁石化公司和燕山石化公司。
除辽阳石油化纤公司采用美国阿科和恩哥哈德联合开发的技术外，其他均采用美国UOP公司技术。
对二甲苯生产工艺一般为重整油和裂解加氢汽油，经芳烃抽提装置以环丁砜为溶剂抽提出C6-C8芳烃，先分离得到苯，C7-C9去歧化和烷基化转移，得富含C6和C8芳烃混合物再回到分馏系统，C8芳烃混合物经过分离得对二甲苯。
（l）联产法——以混合二甲苯为原料
国外邻二甲苯的生产均与对二甲苯的生产同时进行，即所谓“联产法”。
此法对芳烃联合装置尤为适用。
在对二甲苯分离之前先用精馏法将邻二甲苯分离出来。
该法是两塔操作。
第一塔实现对二甲苯与其他C8异构体分离。
该塔的塔板数和回流比与对二甲苯回收率和纯度有关。
第二塔实现对二甲苯与C9+芳烃的分离。
塔板数100块，回流比约5-8。
对二甲苯产品纯度一般为9
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