咸阳异丁烷脱氢可研_图文

1、咸阳市天然气总公司 20万吨 /年异丁烷脱氢项目 可行性研究报告 23121F0256西安长庆科技工程有限责任公司 二 0一二年 三 月项目名称:咸阳 20万吨 /年异丁烷脱氢项目 建设单位:咸阳市天然气总公司建设单位负责人:编 制 单 位 :西安长庆科技工程有限责任公司编 制 单 位 :西安长庆科技工程有限责任公司 编 制:柳松喜校 对:司 磊审 核 :刘德辉项目负责人:刘德辉技术负责人:王志中经济负责人:李世彤行政负责人:马 晓编制人员工艺 柳松喜 司 磊 刘德辉 王志中 热工 李爱俊 郭菲菲 闫宝山管道 李卫锋 杨明刚 王志宏自控 王翠微 杨先豪 周小军电气 张彩霞 靳 洪 林崇俭设备

2、郭辽廓 吴新颖 齐 凯工业炉 吴新颖 林一超 齐 凯机械 陈志辉 赵春娇 杨石理土建 常铁柱 郭子明 白宝林储运系统 张春静 闫晓梅 李允杰总图 侯芬芬 杨明刚 李卫峰安全、环保 徐芳芳 刘德辉 王志中消防 黄 冠 刘荣顺 任香平概算 崔 莉 李世彤 郭子明技术经济 崔 莉 李世彤建设单位主要参加编制人员:高超文目 录第一章 总 论 . 5第一节 编制依据和原则 . 5第二节 项目背景及项目建设意义 . 6第三节 项目范围 . 7第四节 研究结果 . 8第二章 市场分析 . . 12第三章 生产规模及产品方案 . 13第一节 装置规模 . . 13第二节 原料来源及性质 . 14第三节 产品方

3、案 . 14第四章 工艺说明 . . 16第一节 工艺技术选择 . 16第二节 工艺流程简述 . 19第三节 物料平衡 . . 24第四节 辅助材料、公用工程规格及消耗 . 26第五节 主要设备选择 . 31第六节 自动控制 . . 45第七节 装置平面布置 . 54第五章 建厂地区条件 . 58第一节 建设条件 . 58第六章 总图运输、储运及土建 . 60第一节 总图运输 . . 60第二节 储运工程 . . 62第三节 土建 . 65第四节 采暖通风 . . 67第七章 公用工程 . 68第一节 给水排水 . . 68第二节 供电及电讯 . 70第三节 供热、供风及供氮 . 79第八章

4、辅助生产设施 . 81第九章 节能与节水 . 85第一节 节能 . 85第二节 节水 . 87第十章 环境保护 . 88第一节 建设区域环境现状 . . 88第二节 主要污染源和主要污染物 . 90第三节 资源开发可能引起的生态变化 . 93第四节 设计采用的环境保护标准 . 94第五节 控制污染的初步方案 . 95第六节 环境保护投资估算 . . 97第七节 环境影响分析 . 98第八节 存在的问题及建议 . . 98第十一章 消防 . 99第十二章 安全设施 . 102第十三章 职业卫生 . 117第十四章 项目实施计划及定员 . 122第十五章 投资估算及资金筹措 . 123第一节 建设

5、投资估算 . 123第二节 总投资估算及资金筹措 . 126第十六章 财务评价 . 129附图:1、装置工艺流程示意图(23121F0256/30-01052、装置布置图(23121F0256/40-01第一章 总 论第一节 编制依据和原则一、编制依据1、 关于咸阳石油化工有限公司 20万吨 /年异丁烷脱氢项目可行性研究报告编制 委托书。2、 关于咸阳石油化工有限公司 20万吨 /年异丁烷脱氢项目可行性研究报告技术 咨询合同。3、咸阳石油化工有限公司提供的有关基础资料。二、编制原则1、 技术方案选择, 要做到先进可靠、 经济合理,以提高企业的竞争能力和经济 效益。2、系统配套工程的规划,除满足

6、本项目要求外,在平面布置中尽可能为企业 今后向上下游生产发展预留位置。3、认真贯彻工厂设计模式改革,简化体制、减少定员;在平面布置上合理地 集中布置,节省占地,以降低项目投资。4、设备材料的选择,在稳妥可靠的前提下,尽量考虑国产化,以节省建设投 资。5、 采用集散控制系统(DCS ,实现集中监视和先进过程控制、协调操作参数, 提高工艺装置和辅助设施的自动化水平和综合管理水平,提高经济效益。6、采取先进成熟的节能措施,降低装置能耗。7、严格执行国家和地方关于环境保护、消防和职业安全卫生等有关法律、法 规,做到 “ 三废 ” 治理、安全卫生等保障措施与工程建设同时进行。8、生产装置及公用工程设施的

7、设计操作弹性为 60%-120%。第二节 项目背景及项目建设意义一、建设单位基本情况咸阳石油化工有限公司是由咸阳科技产业投资有限公司和长庆石化公司的职工 股公司咸阳可望得科贸有限公司等单位共同出资组建的有限责任公司。公司目前主 要装置为 10万吨甲醇, 10万吨二甲醚, 5万吨 MTBE 和 20万吨 /年连续芳构化装置。 主要股东情况如下:咸阳科技产业投资有限公司是于 2005年成立的主要从事城市天然气输配工程、 化工以及科技项目的投资和经营管理,公司现有咸阳新科能源有限公司、江苏省昆 山利通天然气有限公司和咸阳石油化工有限公司等三个控股或参股子公司。咸阳可望得科贸有限公司于 2000年 1

8、0月成立,公司注册资本叁仟伍佰柒拾玖 万玖仟元。经营范围:石油化工助剂(不含易燃易爆物品的研究与开发;低温余 热的开发利用、技术服务;纯净水生产与销售;防腐保温维修;印刷、商贸、餐饮 服务、住宿;汽油柴油零售;汽车运输、装卸、租赁服务;劳务中介服务、游泳、 健身等。近年来,公司全体员工团结一致,开拓创新,积极开展工作,圆满地完成了各 项生产经营任务,企业呈现出发展速度快,内部管理日益强化的特点,取得了较好 的经济效益。二、项目建设的必要性1、本项目建设符合咸阳石油化工有限公司生存与发展的需要咸阳石油化工有限公司高度重视咸阳化工产业的科学发展, 要抢抓机遇, 按照咸 阳市市委市政府化工产业发展规

9、划,发挥本企业在咸阳当地的化工产业基础、资源 及人才优势,在咸阳建设新型 C4原料综合利用项目,提高整体抗风险能力。2、本项目符合国家“石化产业调整振兴规划”的政策要求。本项目对 C4原料进行综合加工生产利用,从而生产出价值更高的 MTBE 、粗丁烷 产品,装置采用了国内先进碳四深加工生产技术,对 C4原料进行深加工具有示范作 用,作精、作细、作大,符合国家“石化产业调整振兴规划”的政策要求。三、项目实施的有利条件1、咸阳交通便捷,空港西安咸阳国际机场距市区仅 14公里,铁路、公路纵横 交错、四通八达,邮电通讯发达,能源水电供应充足,公用基础设施完善,商业、 贸易、金融等服务机构俱全,为我们企

10、业的经营发展创造了重要前提条件。2、咸阳石油化工有限公司有一个善于思考,团结奋进,凝聚力强的领导班子和 吃苦耐劳勇于拼搏的广大员工,这是我们企业取得好效益的关键保证,在领导班子 的布署带动下,全体职工一心一意搞事业,不计时间,不计报酬,圆满地完成了各 自的生产经营任务,企业的经济效益逐年上升,固定资产投资逐年扩大。3、咸阳石油化工有限公司位于长庆石化公司厂区附近,其原料来源稳定、公用 工程系统可以依托长庆石化公司,其产品也可以作为汽油调和组分定点消售至长庆 石化公司。总之,咸阳石油化工有限公司建设本项目有独特的优势。第三节 项目范围本项目工程内容包括新建 20万吨 /年异丁烷脱氢装置;以及配套

11、控制室、化验 室、变配电室、循环水场及相关储运设施;主要单项工程一览表 表 1-3-1。表 1-3-1 本项目单元划分表 第四节 研究结果一、项目概况本项目包括新建 20万吨 /年异丁烷脱氢装置,本装置以异丁烷为原料生产异丁 烯,采用类似超低压连续重整的移动床工艺,配备催化剂连续再生系统。生成的异 丁烯与甲醇醚化反应生成 MTBE ,从而实现异丁烷与异丁烯分离的目的。本项目采用洛阳瑞泽石化与石油科学研究院联合开发的移动床异丁烷脱氢技 术,与引进专利技术相比,可以省去了庞大的技术引进费用,可以缩短设计周期 4个月,可以提供优质的现场技术服务,是完全可行的。二、主要技术经济指标主要技术经济指标汇总

12、见表 1-4-1主要经济评价指标汇总见表 1-4-2表 1-4-1 主要技术经济指标汇总 表 1-4-2 主要经济评价指标汇总 三、结论1、咸阳石油化工有限公司建设本项目,增加了高附加值产品的数量,对企业 的发展起到积极的推动作用;同时也对下一步的化工装置建设打下了很好的基础。 2、本项目采用先进可靠的工艺技术,不仅产品质量好、能耗低。项目完成后, 可增强企业的经济效益和市场竞争力。3、本项目总投资 79403万元,报批总投资 74701万元,其中建设投资 69301万 元,建设期借款利息 3385万元,铺底流动资金 6717万元。年均净利润 42525万元, 所得税后项目投资财务内部收益率为

13、 59.22%,税后投资回收期为 2.61年(含建设 期 。本项目各项经济指标均好于行业基准值,有较好的经济效益,在经济上是可行 的。第二章 市场分析本项目涉及到的原料主要有异丁烷和甲醇,产品有 MTBE.一、异丁烷。炼油厂生产的液化石油气,一般先经气分装置分出高附加值的丙烷和丙烯,混 和 C4再经 MTBE 装置将其中的异丁烯与甲醇反应生成高辛烷值汽油调和组分 (MTBE, 未反 C4经芳构化装置将其中的正丁烯转化为芳烃, 最后剩余的全是烷烃, 并以异丁烷为主。随着我国西气东输项目的实施,民用燃料市场主要由天然气占领, 民用液化气市场一步步萎缩,特别是低饱和蒸汽压的异丁烷组分更不受欢迎。另外

14、 异丁烷不是好乙烯裂解原料,因此销售市场很差。异丁烷脱氢技术的开发有效地开 辟了一条将低附加值的异丁烷增值为高附加值的异丁烯的路线,有利于将液化石油 气深度开发利用,真正做到将液化石油气吃干榨尽,实现循环经济。二、甲醇我国现有甲醇主要来煤化工和天然气化工,生产装置近 200套,规模 20万吨 /年的有一套, 10万吨 /年有几十多套。 目前的生产能力 800万吨 /年。 表观需求量约为 700万吨 /年,生产能力略有过剩。随着大型甲醇装置和现有装置改扩建工程的陆续投产, 预计 “ 十二五 ” 期间将新增 生产能力约 200万吨 /年左右。甲醇价格比较稳定,一般在 2500-3200元 /吨波动

15、。从 供求分析,甲醇供应能满足本项目的需要。咸阳石油化工有限公司有一套 10万吨甲醇装置,能满足本项目的需求。三、产品 MTBEMTBE 作为高辛烷值汽油调合组份,一般不直接作为最终产品出厂,而是作为 中间产品与汽油馏分调合为最终的高标号汽油产品。其市场主要表现在汽油产品的 市场。近十年来,随着我国国民经济的迅速增长,汽柴油的生产和消费均呈现快速 增长的态势。综上所述,本项目原料可靠,产品销售市场稳定,有很好的市场前景。第三章 生产规模及产品方案第一节 装置规模1、装置组成本装置包括原料精制、反应、再生、分馏和 MTBE 五部分, 2、年开工时数本装置年开工时数为 8000小时 .3、装置规模

16、按新鲜进料计,装置公称规模为 20万吨 /年,考虑单程转化率较低 和循环物流的存在,各部分公称规模如下:原料预处理:50万吨 /年(按异丁烷产品计 。反应部分:50万吨 /年(按进料计 。再生部分:600Kg/h(按催化剂循环量计 。分馏部分:40000Nm3/h,按气体压缩规模计。MTBE 部分 :30万吨 /年(按 MTBE 产品计 。第二节 原料来源及性质本装置原料为清洁液化石油气和甲醇,主要生产精制 MTBE ,并副产氢气。 1 原料1.1 清洁液化气清洁液化石油气一般来自芳构化装置,其硫含量很低,主要由烷 烃组成,详见下表:表 3-1 清洁液化石油气(m% 甲醇甲醇为工业一级品 纯度

17、 99.7%(wt第三节 产品方案本装置主要产品 MTBE 和 PSA 氢气 1.1 产品 MTBE表 3-2 MTBE 规格 1.2 PSA 氢气PSA 氢气纯度不少于 99.9V% 第四章 工艺说明第一节 工艺技术选择由于异丁烷与异丁烯的价值差距较大, 异丁烷脱氢制异丁烯技术有迫切的需求, 异丁烷是一个很稳定的分子,其脱氢过程活化能较高,需要比较高的反应温度,异 丁烷脱氢是很强吸热过程,同时伴有焦碳生成,工程上主要是围绕着如何供热、如 何烧焦再生催化剂来进行工程技术开发的,本技术一般包括原料精制、反应再生、 产品分离三个部分。目前有两类技术可供选择,其原料精制和产品分离部分基本相 同,差别

18、主要在于反应再生系统,下面就反应再生部分加以对比说明:第一类, LUMMUS 的固定床技术,采用卧式反应器,每台反应器中装有大量的 催化剂,先用燃料燃烧将催化剂升温至反应温度以上,再喷入异丁烷,利用催化剂 所蓄热量提供反应热,当催化剂温度下降到一定程度以后,重新开始燃烧升温,一 个催化剂反应周期时间较短,一般为几分钟,其催化剂为含有镉的条形催化剂。本 类技术对于单台反应器而言是切换式的,为了满足装置的连续操作,通常采用 4台 甚至更多的反应器,并列进行反应,不同的反应器同一时间内可能处于不同的催化 剂周期,即同一时刻可能有的反应器在反应,有的反应器在再生。其优点是工程实 施难度小,但其投资较高

19、、切换频繁、存在安全隐患,并且其催化剂中含有重金属 镉,存在环保问题。另一类是 UOP 的移动床技术,采用类似连续重整的多台串联的立式径向反应 器,反应器之间设置中间加热炉,以提供反应热,反应过程设有循环氢压缩机,以 作为热载体和保护催化剂,降低生焦率,其催化剂为含有铂等贵金属的小球催化剂, 具有很好的流动性,催化剂被不断地从最后一个反应器中移出,并被送至再生系统 再生,再生好了的催化剂提升至第一个反应器,同时第一反应器的催化剂也被提升 至第二个反应器,直至最后一个反应器。其优点是反应过程连续、无需要切换、操 作平稳、消除了安全隐患。但其工程实施难度大,其催化剂为含有贵金属铂。 国内有多家研究

20、机构从事异丁烷脱氢技术研究,其中国石化股份石油化工科学 研究院(简称石科院是其中的佼佼者,已进行了多年的异丁烷脱氢催化剂开发, 采用贵金属催化剂路线,目前已完成催化剂的制备、小试、中试和再生性能测试,已具备工业应用条件。洛阳瑞泽石化工程有限公司(简称洛阳瑞泽是一家石化行 业甲级工程公司,在移动床工程技术研究的方面有自己独特的见解,处于国内领先 地位, 其自主开发移动床技术为国内首创, 并于 2007年成功应用于中国石油华北石 化公司的 60万吨 /年超低压连续重整装置和 2010年成功应用于山东东方华龙工贸集 团 20万吨 /年混和 C4连续芳构化装置上。 洛阳瑞泽与石科院的强强联合经过了两年

21、 多的联合开发,已完成异丁烷脱氢技术的前期开发工作,目前完全具备工程实施条 件。具有自主知识产权的异丁烷脱氢技术的开发能有效地降低装置投资、提高装置 盈利能力。由于异丁烷脱氢反应单程转化率约为 40%,因此 20万吨 /年的处理能力 其装置规模相当于 50万吨 /年连续重整,并且反应系统的材料需要升级。从投资效益和工程实施的方便性考虑,要本项目按国产技术考虑。三、主要操作条件表 4-1-1 预加氢氢反应条件 表 4-1-2 脱氢反应器操作条件 表 4-1-3 再生器操作条件 表 4-1-4原料预处理部分各塔操作条件 表 4-1-5 混相膨胀床反应器操作条件 表 4-1-6 分离及甲醇回收系统操

22、作条件 第二节 工艺流程简述1、原料精制部分原料精制部分为脱丙烷、脱异丁烷,异丁烷脱氧,预制出精制异丁烷。其中脱 异丁烷塔采用开式热泵流程,塔顶异丁烷蒸汽用压缩机增压后作为塔底重沸器的热 源,多余的异丁烷蒸汽用循环水冷却。经重沸器冷凝后的异丁烷大部分作为回流返 回异丁烷塔,小部分作为产品送出。压缩机采用 3.5MPa 背压蒸汽透平驱动,背压 为 0.3MPa ,背压蒸汽作为脱丙烷塔的热源,脱丙烷塔顶采用循环水冷却。经脱丙烷和脱重后的异丁烷经分子筛罐吸附, 以脱除其中的水和少量的二甲醚, 精制后的异丁烷作为反应部分的进料。分子筛罐共设两台, 一台吸附,一台再生, 再生介质为产品异丁烷气,含水的再

23、生异丁烷被送往 MTBE 部分回收。2、反应部分反应部分包括原料加氢反应和异丁烷脱氢反应,这是串联布置的反应系统。在 加氢部分,来自原精制部分的异丁烷与循环氢混和,经换热后进行加氢反应,将其 中的有机硫、氮等杂质加氢脱除,并饱和烯烃,以减少其在加热炉中结焦的可能性。 加氢反应器为固定床反应器。加氢产物经换热、加热升温后进入脱氢反应部分,在此,异丁烷在高温、低压 的条件下经催化剂的作用,脱除两个氢原子,生成异丁烯,由于本反应是强吸热反 应,因此反应分多步进行,并设有中间加热炉。本部分设置 3台反应器、一台三合 一加热炉,产品原料换热器和循环氢压缩机,循环氢与异丁烷的摩尔比为 0.4:1. 。 脱

24、氢反应器按移动床设计,它与再生系统构成催化剂闭路循环。3、再生部分再生部分将待生脱氢催化剂进行再生,恢复其活性,然后再送回反应器,完成 催化剂的连续再生过程,从而使重整反应始终在高苛刻度下进行。本部分共包括催 化剂循环系统、再生气循环系统、氮气循环系统。移动床脱氢的特点之一就是催化剂能保持良好的循环, 在最后一级反应器内的 催化剂靠自身重力下流至催化剂下部收集料斗,提升氮气由氮气压缩机升压,通过 一次和二次气量调节将催化剂提升至再生器上部缓冲罐, 由 r 射线料位仪监测催化剂料位,当料位达一定高度时,启动特殊球阀及特殊闸阀,将催化剂放入闭锁料斗。 特殊球阀仅隔断催化剂不隔断气体,特殊闸阀隔断气

25、体,闭锁料斗中催化剂被升压 至与再生器压力一致后,在定时器的控制下连续送入再生器进行烧焦再生。以定时 器设定的时间控制再生催化剂循环量。催化剂在再生器内依次流过一段烧焦区、 二段烧焦区、 氧氯化区以及焙烧区后, 流入 1号下部料斗,并用氮气反吹以除去所夹带的氧气,在料位控制下流入 1号催 化剂提升器,同样在密封氮气的提升下进入第一反应器上部的缓冲料斗,在还原器 中被热氢气还原后,进入第一反应器。在各个反应器之间由循环氢气提升,从而完 成整个催化剂的循环。在催化剂循环流程中,有两个独立的气体提升系统:a 氮气提升系统催化剂从反应器到再生器之间的催化剂输送采用密闭的氮气提升气,这样可以 有效地起到

26、安全隔离作用。氮气的循环使用,可降低公用工程的消耗。b 氢气提升系统在反应器之间的催化剂利用产氢从产物分离部分引出一部分氢气进行提升,由 二次氢气量调节提升量。氢气作为提升气,使反应物一直处在氢气环境下,不影响 反应系统的正常操作。提升氢气混入反应物流,还可起到调节反应入口氢分压的作 用。待生催化剂从最后一台反应器引出,并靠氮气提升至再生段。此催化剂储存在 上部缓冲罐中,储存量相当于一小时的催化剂循环量,当射线料位仪检测达高料位 时,催化剂靠重力输送至闭锁料斗。闭锁料斗增压至再生器的操作压力,并整批输 送入再生器的上部。再生器的压力稍高于第一反应器的压力。在再生器中,催化剂依次经一段烧焦 区、

27、二段烧焦区、氧氯化区以及焙烧区。完成再生反应后,在高压氮气的反向吹扫 下置换掉夹带的氧气进入 1号下部料斗,在提升器中由氢气提升至第一反应器上部 料斗,在流经还原室时被来自提升系统的热氢气还原。还原过的催化剂保持了和原 来几乎一样的性质进入第一反应器,从而完成催化剂的再生过程。再生气流程:再生气由再生气循环压缩机压出,与烧焦后的再生气换热,再经电加热器加热 升温到 470的再生温度后进入一段烧焦区,通过径向床层与催化剂接触,再生气 在中心管汇集,与二段烧焦气混合。二段烧焦空气由压缩机送出,与一段烧焦尾气 一起通过径向床层,以烧去催化剂上残余的炭。二段烧焦再生气冷却后去碱洗塔。 由压缩机出来的另

28、一路再生气与氯化气换热,再经电加热器加热到 540后由 再生器底部进入干燥区。干燥气体与催化剂轴向逆流接触,干燥掉催化剂的水分, 然后由中间细管窜入氯化区顶部,与加入的氯化剂混合,分两段轴向与催化剂接触 氯化。其尾气与烧焦尾气混合经水冷器去碱洗塔。洗涤循环:由碱洗循环泵连续地打洗涤水进洗涤塔,在循环碱水连续洗涤下,除去再生过 程产生的酸性气体、含氯气体,保证净化的再生气的循环使用而不致对再生器产生 严重腐蚀。洗涤后的再生气少部分放空,大部分由压缩机压缩后循环使用。新鲜空 气经过空气压缩机压缩补入,碱洗塔通过塔顶的压控进行放空。催化剂粉尘回收:催化剂在反应再生过程的输送中,因磨损会有部分粉尘产生

29、,粉尘的存在会导 致中心管等处的堵塞,造成气流不均,影响整个反应再生过程。通过设在闭锁料斗 和还原料斗上部的淘析器,利用氮气对催化剂进行逆流反吹,把催化剂粉尘除去, 在粉尘过滤器中把粉尘回收下来,催化剂粉尘可定期卸出装桶,送往贵金属回收工 厂回收铂。4、产物分离部分产物分离部分包括产物淋洗、气体增压、干燥脱水、冷冻分离、异丁烯精制。 自最后一级反应器出来的反应物,先与气相原料换热至 145左右 ,进入淋洗 塔,淋洗塔是一台吸收塔,塔底液相经冷却至 40后循环到塔顶,与反应产物逆向 接触,吸收反应产物中的热量,将反应产物冷却到 45,气相从塔底排出,送至气 体增压部分,吸收了反应产物显热的液相从

30、塔底抽出,冷却后循环使用,多于的液 体间断外排。气体增压分为两段,共四级,第一段包括一级、二级,第二段包括第三级和第 四级;第一段是将自淋洗塔来的反应产物从微正压升压到 1.1MPa (g , 该部分需 要两级压缩,采用电机驱动的离心式压缩机,其轴功率约为 3600Kw ,每级有效压缩比为 2.8,设级间冷却器,其冷侧为反应部分混和原料,级间冷却器出口温度为 40,然后经脱氯罐、干燥罐除去产物中微量的氯和水,以减少后续设备腐蚀;第 二段压缩采用往复式压缩机,其轴功率约为 2750Kw ,分为两级,第 3级级入口压 力为 0.7MPa ,第 4级出口压力为 4.0MPa ,在第 3级出口高设中间

31、冷却器和 40 下的分液罐,在第 4级出口设冷却器和 15下的分液罐,气体部分进入冷冻分离部 分。从 4级出口来的气体经一级冷箱, 冷至 -29 , 进行气液分离, 气相再经第二级冷 箱冷至 -61进行第二级分离。气相经换热回收其冷量后一部分作为循环与异丁烷原 料混和进入反应系统,另一部分作为产氢出装置。第二级冷凝气相和降压后第二级 冷凝液相级先后作为第二级和第一级冷箱的冷源,第一级冷源还包括第一级冷凝液 相。第三级、第四级分液罐和第一级冷凝液经降压后进入闪蒸罐,闪蒸液与少量氢 气一起进入脱二烯烃反应器进行二烯和炔烃的饱和,反应产物进入产物丙烷塔脱除 C3以下组分,塔底 C4以上组分进入脱重组

32、分塔脱除 C5+组分,塔顶 C4组分进入 MTBE 装置。5、 MTBE 单元。反应产物在 MTBE 单元与甲醇反应生成 MTBE , 重组分与 MTBE 一起进入汽油 组分,异丁烷返回原料预处理部分,重新循环。具体流程如下:含异丁烯的碳四原料进入该装置的碳四进料罐,甲醇自罐区进入甲醇进料罐, 分别经碳四进料泵和甲醇进料泵按甲醇 /异丁烯 =1.05(分子比 配比升压,经静态混合 器混合后进入催化蒸馏塔 A 膨胀床反应器底部。催化蒸馏塔分为二塔, 下塔为催化蒸馏塔 A , 上塔为催化蒸馏塔 B 。 催化蒸馏塔 A 分为两个部分,上部为膨胀床反应器,下部为提馏段;催化蒸馏塔 B 分为两个部 分,

33、上部为精馏段,下部为催化反应段。反应进料自下而上流经催化蒸馏塔 A 上部 的混相膨胀床催化剂床层,发生醚化反应,在此异丁烯转化率达到 90%以上。 催化蒸馏塔 A 顶来的气相进入催化蒸馏塔 B 底部, 液相与催化蒸馏塔 B 底部来 的液相物料混合后进入催化蒸馏塔 A 的提馏段, 塔底 MTBE 产品经 MTBE 冷却器冷 却至 40后送出装置。未反应异丁烯在反应蒸馏段继续发生醚化反应,最终转化率达到 98%以上,甲 醇与未反应 C4形成共沸物从催化蒸馏塔 B 顶馏出,馏出物经催化蒸馏塔冷凝器冷 凝后进入催化蒸馏塔回流罐。用催化蒸馏塔回流泵从回流罐抽出的冷凝共沸物,一 部分作为催化蒸馏塔 B 的

34、回流返回塔催化蒸馏塔 B 顶, 另一部分作为萃取塔的进料。 催化蒸馏塔 B 底部液相物料经催化蒸馏塔中间泵打入催化蒸馏塔 A 作为催化蒸馏塔 A 回流,继续分离。催化蒸馏塔塔底热源采用 0.4MPa 蒸汽。塔顶未反应碳四和剩余甲醇进入萃取塔底部,萃取剂脱盐水由塔顶加入。经过 逆相萃取,未反应碳四脱除甲醇后,由萃取塔顶进入未反应碳四罐。由未反应碳四 泵送返回原料预处理部分。塔底萃取水经甲醇塔进料冷却器后,进入甲醇塔, 甲醇塔塔顶分馏出甲醇,送回甲醇进料罐循环使用。塔顶不凝气经水洗罐脱出 甲醇气体后高点排放。水洗罐内的水与塔底的水混合后经过甲醇塔进料换热器和萃 取水冷却器冷却到 40,进入萃取塔顶

35、部作为萃取剂循环使用。甲醇塔的塔底热源 采用 0.4MPa 蒸汽。第三节 物料平衡 表 4-3-1 预处理部分物料平衡 表 4-3-2 脱氢及 MTBE 物料平衡 表 4-3-3 总项目物料平衡 第四节 辅助材料、公用工程规格及消耗一、主要辅助材料规格1、预加氢催化剂表 4-4-1 预加氢催化剂 2、脱氢催化剂表 4-4-2 脱氢催化剂性质及主要技术规格 3、双烯饱和催化剂表 4-4-3 双烯饱催化剂物化参数 4. MTBE催化剂表 4-4-4 MTBE 催化剂物化参数 二、催化剂及化学药剂消耗 三、公用工程消耗 表 4-4-8 本装置公用工程消耗 表 4-4-9 全装置能耗计算 注:本装置设

36、计能耗计算是以中华人民共和国国家标准:石油化工设计能耗计算标 准 (GB/T50441-2007为依据。全装置能耗为 12773.6MJ/t进料,即 305.08kg 标油 /t装置新鲜进料。第五节 主要设备选择1、 机械设备1.1、异丁烷压缩机采用水平剖分离心式压缩机,两段压缩。采用 3.5Mpa 蒸汽背压式汽轮机驱动, 背压压力为 0.3MPa (g 。压缩机轴封采用干气密封。润滑油系统分别向压缩机、汽 轮机提供润滑油,并向汽轮机提供调节油。润滑油站主辅泵由电机驱动。1.2、产物离心式压缩机采用水平剖分离心式压缩机,单段压缩。采用高压电机驱动,配备高速齿轮箱。 压缩机轴封采用干气密封。润滑

37、油系统分别向压缩机、齿轮箱提供润滑油。润滑油 站主辅泵由电机驱动。1.3、产物往复式压缩机采用对称平衡型往复式压缩机,双缸、两段压缩,一开一备。主电机为增安型 高压同步电动机。其压缩机轴封采用氮气密封。润滑油系统分别向压缩机提供润滑 油。润滑油站主辅泵由电机驱动。1.4、再生气循环压缩机采用对称平衡型往复式压缩机,组合形式,双缸单级压缩,一开一备。主电机 为无刷励磁增安型异步电机。1.5、氮气循环压缩机采用对称平衡型往复式压缩机,组合形式,双缸单级压缩,一开一备。主电机 为无刷励磁增安型异步电机。2、加热炉脱氢加热炉为一台方型 U 形管立式“三合一”加热炉,三台脱氢加热炉合并布 置在一个炉体内

38、,各炉膛间用火墙进行相对隔离,其对流室用以发生 3.5MPa 过热蒸 汽。辐射室炉管材质为 SS347;集合管材质为 SS347。3、静设备3.1、选材原则本装置的设备是在高温高压和含氢介质中操作,因此选用的材料除了符合相应标准的规定外,还应遵循以下原则:(1临氢设备应按 API RP941-1997炼油厂和石油化工厂高温和高压下临氢用 钢材中抗氢腐蚀曲线(Nelson 曲线的要求选用材料。(2凡选用的材料,在使用中可能发生各种类型脆性破坏的部位,均应给出相 应的控制指标。(3选用国产钢材制造压力容器时,材料的质量和规格必须符合压力容器安 全技术监察规程的规定,并且应是上述标准中列出的材料牌号

39、和标准。(4选用国外钢材制造压力容器时,应是国外相应压力容器最新标准所允许使 用的钢材,其使用范围不应超出该标准的规定。(5一般内构件的钢材使用温度范围可以按钢材抗氧化极限温度确定。(6与容器壳体直接相焊的内外构件材料应选用与壳体相焊部分同类的材料。 3.2、主要设备结构特点(1 反应器反应器介质为高温 H2和油气,按 API RP941-1997炼油厂和石油化工厂高温和 高压下临氢用钢材中抗氢腐蚀曲线(Nelson 曲线的要求,壳体选用 SS304材质, 采用径向反应器,器内装有材质为 SS347的约翰逊网中心管及约翰逊网扇形筒。 (2 再生器再生器选用不锈钢 0Cr17Ni12Mo2(31

40、6 ,器内装有约翰逊网中心管及约翰逊 网外套筒。(3 换热器为了提高传热效率,进料换热器采用板式换热器。对于管程介质为循环水的碳 钢换热器,换热管采用涂刷 TH901防腐涂料的措施进行防腐。装置中的高温换热器 系 U 形管式换热器,根据操作温度的不同选用不同的合金材质, U 形换热管要求采 用整根材料制造,不允许拼接。4、主要设备汇总表 4-5-1 主要设备数量汇总 表 4-5-2 主要设备规格表 -表 4-5-2 主要设备规格表 -表 4-5-2 主要设备规格表 - - -续表 4-5-2主要设备规格表 - 西安长庆科技工程有限责任公司 39 - 西安长庆科技工程有限责任公司 40 - 西安

41、长庆科技工程有限责任公司 41 - 西安长庆科技工程有限责任公司 42 续表 4-5-2主要设备规格表 - 西安长庆科技工程有限责任公司 43续表 4-5-2主要设备规格表 续表 4-5-2主要设备规格表 - 西安长庆科技工程有限责任公司 44第六节 自动控制一、自动化与控制系统1 自动化水平.1 确定原则以经济效益为中心。 自动化仪表的设立必须有利于保证产品质量, 挖掘设备潜力, 节能降耗,减人增效,有良好的投资回报率。坚持安全第一的原则, 保证操作人员人身安全, 保护贵重设备免受损失。 对于影 响安全生产的工艺参数必须设立自动监测, 超限自动声光报警, 或自动联锁保护。 对 存在爆炸危险气

42、体的场所设可燃气体报警器。存在有毒气体的场所设有毒气体报警 器。存在火灾危 险的场所设火灾报警器。坚持清洁生产, 建设环保型企业。 对于有可能影响环境的生产环节, 设立自动监 测, 超限自动声光报警,或自动联锁保护。面向未来,加强信息化建设,建立起计算机集成管理系统 (CIMS,逐步实现以企 业资源 计划(ERP 为目标的管理模式。使用先进可靠的仪表, 减少维护量。 提高仪表设备的维护水平, 提高仪表设备的 无故障工作时间,降低维修时间,减少维护人员。提高操作人员岗前、岗中培训能力,提高操作水平。全厂自动化水平要达到目前同行业国际先进水平,国内领先水平。1.2 控制系统的总体水平装置采用新一代

43、的集散控制系统 ( DCS。另外设一套独立的控制系统(CRCS 作为催化剂连续再生控制系统。在装置区内, 根据装置的泄露源的分布, 设置足够的可燃气体和毒气检测报警器 系统,在中心控制室全面监视装置的可燃气体和毒气的泄露情况。检测点约 1000点,其中含 280个控制点,控制输出 200点;开关量约 400点, 其中输入 300点,输出 100点。为保证催化剂再生过程安全平稳运行,设催化剂再生控制系统(CRCS 。为保证安全生产,设安全联锁系统(SIS 和火气监控系统 (F&GS。为便于操作与管理,减少外操人员,设置电视监控系统(CCTV 。 建立计算机集成管理系统 (CIMS,建成信息化工厂

44、,实现管控一体化。同步实施先进管理, 首先利用信息技术实现生产计划、 生产调度、 生产统计等管 理工作的自动化、科学化,以后逐步实现以企业资源计划(ERP 为目标的一体化管 理模式。 使用技术先进、性能优越、质量可靠的仪表,达到日常免维护的水平。 为提高仪表维护人员的工作效率, 保证仪表处于良好的运行状态, 设仪表设备管 理系统。2 仪表选型2.1 仪表选型原则仪表选用技术先进、性能可靠、价格适中的产品,同等条件一般选用国产设备, 国产设备不能满足要求时选用进口设备。安装于爆炸危险区域的仪表一般选用本质安全防爆型, 防爆等级根据工艺介质和 应用场合确定。室外电动仪表的防护等级不低于 IP65,

45、并设计防雷措施。2.2 仪表选型细则1 DCSDCS 应为一个综合的、集成的、灵活配置的、标准化的过程控制系统,符合 ISO/OSI 通讯标准;采用近几年成熟的新技术、新系统;具有完备的冗余技术,包括 设备冗余和工作性能冗余;能在线扩展,系统的各种插卡应能在线插拔、更换;具有 完善的硬件、软件故障自诊断功能,自动记录故障报警并能提示维护人员进行维护; 平均无故障时间(MTBF 和平均维修时间(MTTR 的指标应该是先进的。DCS 具有远程控制站和远程 I/O站的结构。DCS 具备仪表设备管理站的功能。 DCS 通过与现场智能仪表通讯,不但采集现 场仪表 发回的测量信号,而且采集仪表本身的特性参数信号,如零点、量程、位号、 运行状态参数等。 在仪表设备管理站上能够对现场仪表远程诊断、 远程调校、 远程设 定等。 仪表设备管理站还具有仪表管理功能, 使它成为全厂智能仪表的档案本或电子 台帐。在 DCS 中将设 独立的仪表设备管理站。DCS 作