年2万吨醚后碳四生产混合芳烃项目可行性研究报告

1、2万吨/年醚后碳四生产混合芳烃2011年11月29日34567891011121、项目提出的背景及意义2、产品方案与生产规模3、工艺技术方案4、经济效益分析5、环境保护6、劳动安全卫生7、消防方案8自控方案9、工厂制度和定员10、投资估算及资金来源121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，

2、国内外市场对于芳烃的需求持续增长 , 我国已经是 三苯勺净进口国。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

3、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、

4、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

5、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：混合芳烃（苯、甲苯、二甲苯）其辛烷值90； 车用液化气（也可以作民用液化气）；少量干气（自用）。混合芳烃（BTX ）广泛用于合成纤维、合成树

6、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）

7、项目物料组成，wt%kg/ht/dt/a原料醚后碳四10025006020000产品混合芳烃35875247000车用液化气62155037.212400富氢燃料气3751.86002.3、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

8、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 450C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 450C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

9、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

10、，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： 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。 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。 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。 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

11、，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。 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

12、料20000吨48009600混合芳 烃700075005250催化剂7吨150000105优质液 化气1240048005952燃料600吨自产自 用燃料气600吨自产自 用蒸汽400吨642.56电64 万 kwh560035新鲜水1万吨300003工资28人3000084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1.0 MPa20燃料气kg/t0.2-0.3 MPa40电kWh/t380V/100

13、00V32新鲜水t/t0.5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。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-17吨瓷球吨25、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

14、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6585dB(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。

15、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。(1) 有毒有害物的防范措施在满足工艺条件的前提下，对可能产生泄漏的设备、管道，尽量敞开 布置。为防止厂房内有毒有害物的积累，厂内设计可靠的通风系统或设置 有毒气体报警器。(2) 化学腐蚀防范措施对与腐蚀性物料直接接触的设备、管道、阀门选用合适的耐腐蚀材料 制作，电机及仪表选型应考虑防腐，建、构筑物设计采用耐腐蚀的建筑材 料。(3) 静电、雷电防范措施生产装置在防爆区域内设计静电接地。 具有火灾爆炸危害场所以及静 电危害人身安全的作业区，金属用具等均设接地。有火灾爆炸危险

16、的化工 装置，电气设施设防雷装置。(4) 化学灼伤防范措施化学灼伤危害作业区尽量采用机械化、自动化，并安装必要的信号报 警、安全连锁和保险装置。工作人员配备必要的个人防护用品。(5) 火灾、爆炸防范措施装置内的设备、管道、建构筑物之间保持一定防火间距。有火灾爆炸危险的建构筑物的结构形式以及选用材料应符合防火防爆要求；具有火灾 爆炸危险的生产装置设计安全阀、爆破板、水封、阻火器等防爆阻火设施 以及防静电接地系统，并安装火灾报警设施。7、消防设施7.1厂区配备室外消火栓。7.27.3厂区内道路布置消防通道，消防车辆出入方便7.4火灾报警系统配电室、污水提升泵站内设干粉灭火器。 档案室、资料室等配有

17、灭火器。对拟建项目设置火灾报警系统，当发现火灾异常现象是自动报警系统启动，警告人们火源的位置。7.5灭火系统为了减少火灾造成的损失，有各种类型的灭火剂，如：水、泡沫、惰性气体、卤代烷烃、化学干粉和固体物质等。7.6消防水源的建立对拟建项目的给水系统设计时，要考虑到消防用水量及水压，根据装置大小、高度及灭火能力，选择合适的消防水池，保证30分钟的用水量。发生火灾时正确选用灭火方法、 灭火剂，以及有效地组织灭火，是十分重要的。8自动化控制根据本项目特点，自动控制应以集中监视、控制为主，采用以计算机为基础的DCS集散控制系统，完成生产过程的数据采集、过程控制、安 全报警、连锁保护等功能。对于必须有操

18、作人员现场监视的岗位，可以采 取就地岗位集中监控的控制方式，同时将重要工艺参数送至装置控制室, 进行集中监视。自动控制设计具备以下基本功能:(1)生产过程工艺参数的集中监视工艺参数的自动控制过程参数超限报警重要环节的连锁保护(5)中央调度室设有与工厂管理网络连接接口，最终实现管、控、营销一 体化。集中监控可采用区域集中监控和全厂集中监控方案: 根据工艺装置的功能和区域分布状况，每个区域设置操作控制室。根据装置特点和控制要求，每个控制区域分别采用不同的控制系统,将控制站和操作站均放置在区域控制室内， 对本区域内的生产装置进行监 控。此外，全厂还设置中央调度室，通过计算机网络将各区域控制室的控制系统连接起来，将各区域控制室的重要信息送至中心调度室。在中心调 度室可以对全厂生产装置进行监视和调度。 各装置控制室可以通过通讯网 络调用其它装置控制室的信息，实现信息资源共享和全厂一体化管理。同 时，通过中央调度室的上位计算机，可