石化年产60万吨对二甲苯项目可行性研究报告

XX石化年产60万吨对二甲苯项目·可行性研究报告目录第一章总论 11.1项目名称、主办单位及负责人 11.2编制的依据和原则 11.2.1编制依据 11.2.2编制原则 11.3项目背景及建设意义 21.3.1项目背景 21.3.2建设意义 31.4研究项目的范围 31.5研究结论 41.5.1项目概况 41.5.2主要技术经济指标 61.5.3结论 6第二章市场分析 82.1产品概述 82.2世界对二甲苯供需情况 82.2.1生产能力 82.2.2下游消费 92.3国内对二甲苯供需情况 102.3.1供需现状 102.3.2下游消费 112.2.3国内对二甲苯供需预测 122.4价格分析 133.1生产规模 143.2产品方案 143.2.1产品方案确定的原则 143.2.2产品名称、数量 143.2.3产品规格 15第四章工艺技术方案 164.1工艺技术方案的选择 164.1.1原料路线确定的原则和依据 164.1.2工艺技术方案的比较 164.1.3工艺技术方案的选择 214.1.4反应原理 224.2主要操作条件 244.2.1甲苯择形歧化装置的主要操作条件 244.2.2苯与重芳烃烷基转移化装置的主要操作条件 254.2.3异构化装置的主要操作条件 254.2.4分离装置的主要操作条件 264.3工艺流程 264.3.1甲苯择形歧化反应工段 264.3.2苯与重芳烃烷基转移工段 274.3.3异构化膜反应器工段 274.3.4熔融结晶分离工段 284.3.5氢气膜分离单元 284.4物料平衡 294.5主要设备选型 324.5.1换热器 324.5.2泵 324.5.3压缩机 334.5.4塔设备 334.5.5反应器 344.5.6储罐 344.5.7设计、制造检验标准 344.6自控技术方案 354.6.1自动化水平和主要控制方案 354.6.2仪表选型 354.7设备及管道布置 364.7.1设备布置原则 364.7.2管道布置原则 364.7.3设备及管道布置方案 37第五章原料供应 385.1原料的供应 385.1.1主要原料品种及规格 385.1.2主要原料年需要量、来源 395.2辅助材料的供应 395.2.1辅助材料的品种及规格 395.2.2辅助材料年需要量、来源 40第六章公用工程和辅助生产设施 416.1给水排水 416.1.1设计依据及设计范围 416.1.2给水方案 416.1.3排水系统 426.2供电及电讯 436.2.1全厂供电 436.2.2电讯 466.3采暖通风系统 47第七章节能与能源分析 487.1概述 487.2换热网络改造方案 487.3节能效果 49第八章厂址选择 508.1厂址选择原则 508.2厂区概况 518.2.1地理位置优势 528.2.2交通运输优势 538.2.3自然条件优势 578.2.4政策优惠优势 598.2.5环境治理优势 608.2.6产业基础优势 608.2.7公用工程优势 608.2.8人力资源优势 618.3厂址最终选定 62第九章环境保护与职业安全卫生 639.1环境保护 639.1.1厂址与环境状况 639.1.2执行的环境保护法规和拟采用的标准 639.1.3废物及处理措施 649.1.4综合利用与清洁生产 659.1.5绿化 669.1.6环境管理机构 669.1.7环境影响预分析 669.2职业安全卫生 679.2.1职业危害因素及其影响 679.2.2职业危害因素的防范及治理 679.2.3职业安全卫生专用投资 68第十章投资估算 6910.1编制说明 6910.2投资估算 6910.2.1编制依据 6910.2.2估算方法说明 6910.2.3投资的一般构成 6910.2.4建设投资估算 7010.2.5流动资金 7910.2.6建设期贷款利息 7910.2.7项目投入总投资汇总 7910.3资金筹措 7910.3.1银行贷款还款方式 7910.3.2资金筹措计划 8010.3.3投资规模 8010.4成本估算 8010.4.1编制依据及成本估算方法 8010.4.2外购原材料费 8110.4.3外购燃料及动力费 8110.4.4工资及福利费 8110.4.5修理费 8310.4.6折旧费 8310.4.7摊销费 8410.4.8财务费用 8410.4.9其他费用 8410.4.10总成本费用估算表 8510.4.11经营成本费用估算表 8510.4.12产品单耗估算 8610.5销售收入及税金计算 8610.5.1销售收入估算 8610.5.2税金估算 8710.6财务评价 8810.6.1现金流量表 8810.6.2损益及利润分配估算表 8910.6.3赢利能力分析指标 9010.7不确定性分析 9110.7.1盈亏平衡点分析 9110.7.2敏感性分析 92第一章总论1.1项目名称、主办单位及负责人项目名称：XX石化年产60万吨对二甲苯项目主办单位：XX石化XX石油化工股份有限公司(简称XX石化公司)项目负责人：XXX1.2编制的依据和原则1.2.1编制依据(1)2014年“恒逸-三井化学杯”全国大学生化工设计大赛参赛指导书(2)《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》2005年10月(3)《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录(2005年修订)》(4)《中华人民共和国环境保护法》(5)《中华人民共和国劳动安全法》1.2.2编制原则(1)编制过程中坚持“客观、公正、科学、可靠”的原则，对项目的市场需求、建设规划、技术方案及水平、经济效益、社会效益、环境效益和各种风险等进行了充分调查和论证，真实、全面地反映项目的有利和不利因素，提出可供选择的建议。(2)根据厂址条件，对项目所需水、电、蒸汽、人力、资金、原辅材料来源及质量进行测算与落实。(3)对产品方案、技术路线、资金来源等进行多方案的比较选择，最终提出技术上先进、可靠、经济上合理、环保措施完善的推荐方案。(4)结合当地的政策、法规，按照有关部门的编制要求，对建设项目做出客观的技术经济评价，对项目中尚未解决的问题，如实提出建设性的意见和建议。(5)选用的工艺、设备、自控方案要先进、可靠、成熟、“三废”排放少，做到低能耗、低污染、低成本。1.3项目背景及建设意义1.3.1项目背景对二甲苯(PX)是重要的芳烃产品之一，主要用于制备精对苯二甲酸(PTA)，进而生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，而PET是生产涤纶纤维、聚酯瓶、聚酯膜的主要原料。PX还可用作溶剂以及作为医药、香料、油墨等的生产原料，用途十分广泛。随着国内PTA产能不断扩大，出现了原料PX供不应求的状况，需要大量进口，具有较大的市场发展空间，同时，PX产品利润相对较好，国内民营和我国周边国家PX产业的投资积极性较高，纷纷争上PX装置，投资主体多元化，装置竞争剧烈。工业上主要以甲苯和C9芳烃为原料，采用甲苯歧化和烷基转移、二甲苯异构化以及吸附分离工艺生产PX。为了提高选择性，增加PX收率，甲苯-甲醇烷基化制PX生产工艺也在逐步推广。近年来，随着我国聚酯工业的迅速发展，带动了我国PX生产能力的不断增加。2004年我国PX的总生产能力为212.57万吨，产量为188.0万吨，生产装置均采用引进美国UOP公司的技术。近几年，我国PX的生产能力得到较大的增长，先后有青岛丽东化工有限公司70万吨/年、大连福佳大化石油化工有限公司70万吨/年、中海油南海石化有限公司84万吨/年、XX石化福建炼化有限公司70万吨/年、XX石化上海石油化工公司60万吨/年以及中国石油乌鲁木齐石油化工公司100万吨/年PX生产装置建成投产今后几年，由于PTA生产能力的快速发展，加速了PX新建或者扩建项目的实施。“十二五”期间，我国将有多套新建或者扩建PX装置将建成投产。2013年我国PX总产能达到1104万吨，新增产能约为288万吨，占总产能26.1%，产能增幅较大。近年来，由于国内聚酯行业的飞速发展，拉动了其上游原料PTA装置的大干快上，进而又拉动了PTA的上游原料PX需求的迅猛增长，从而导致国内PX市场严重供不应求，产品大量进口。根据海关统计，2005年我国PX进口量仅为160.79万吨，2008年达到340.35万吨，同比增长约17.24%。2011年的进口量为498.20万吨，同比增长约41.24%。2013年的进口量为628.60万吨，同比增长约26.17%。中国石油化工总公司XX石油化工股份有限公司芳烃联合装置是1978年12月21日与德国鲁奇公司签定合同(GD78415)引进的特大型石油化工联合装置。它以减压柴油(VGO)、重焦化柴油(HCGO)、轻焦化柴油(LCGO)、直馏石脑油和加氢裂解汽油(HSCN)为原料，设计年产PX、邻二甲苯和苯64万吨。芳烃联合装置自1989年10月建成投产后，于1993年完成了加氢裂化装置(100单元)的扩能改造，处理能力由120万吨/年提高到200万吨/年，同时增建了年产40万吨航煤的生产系统；1995年3月建成投产1套20万吨/年的HSCN环丁砜抽提装置(4200单元)；1997年9月完成85万吨/年改扩建，使苯、邻二甲苯和PX的生产能力达到87万吨/年以上，如果再加工8万吨/年外供混合二甲苯，可使三苯的总生产能力达到95万吨/年；2001年12月完成环丁砜液液抽提-抽提蒸馏装置(4100/4200单元)的改造，在乙烯装置提供35.69万吨/年HSCN后，芳烃联合装置的三苯生产能力可达到109万吨/年。随着XX石化股份有限公司的发展，PTA装置的能力将扩大到115万吨/年，PTA装置的PX需要量将增加到78万吨/年以上。为满足后继装置对PX产品量和质量不断提高的要求，以增加PX产量为主要目的的新建厂是十分必要的。XX石油化工股份有限公司年产60万吨对二甲苯分厂建成后，具备生产7.9万吨/年苯的能力，可根据市场情况，在保证生产60万吨/年对二甲苯的前提下，采出苯供应市场，以提高经济效益。1.3.2建设意义本项目采用甲苯择形歧化法、苯与重芳烃烷基转移法及间二甲苯异构化法组合工艺，以XX石化XX石油化工有限公司的甲苯、重芳烃(C9+)及氢气作为原料，生产纯度为99.9%的PX和97.5%的苯。本项目使用的重芳烃原料中的C10利用率较高，可与总厂现有芳烃生产工艺相互补充。我国是世界上最大的PTA生产国和消费国，相对PX需求也很大。高纯度PX在市场上有较好的经济效益，且本项目的工艺符合国家的发展要求，是新型的清洁生产技术，更大程度提高原材料利用率，降低能源的浪费，增加产值。1.4研究项目的范围根据项目总体规划，本报告研究范围包括：XX石化年产60万吨对二甲苯项目总体规划；项目市场分析与预测；产品与技术方案；材料供应情况；厂址选择；项目环境保护与职业安全卫生；项目经济效益、社会效益分析。1.5研究结论1.5.1项目概况(1)项目产品生产规模生产规模如表1-1所示：表1-1生产规模序号产品名称单位数量备注1对二甲苯万吨/年60≥99.7%2苯万吨/年8≥95.0%(2)项目总投资及资金来源本项目总投资金额为104513万元，贷款50000万元，贷款利率为6.55%，其余资金由自有资金注入。建设期设定为1年，建设投资在建设期内全部投入。(3)生产工艺本项目以XX石化XX石油化工有限公司的甲苯、重芳烃(C9、C10等)及氢气作为原料，采用甲苯择形歧化法、苯与重芳烃烷基转移法及间二甲苯异构化法组合工艺生产对二甲苯。甲苯经甲苯择形歧化精制得到对二甲苯和苯；苯和重芳烃加氢得到混合二甲苯，后经过异构化装置精制得到对二甲苯，两法产生的混合二甲苯进入熔融结晶装置得到99.9%的对二甲苯，并有苯副产品。

(4)厂址厂址选在南京化学工业园XX石化厂区预留地内，该厂占地面积51057m2征用地为原预留地，土地类型为灌木地，地权属为集体，无重点保护的野生动植物及古树名木，也无珍稀濒危保护植物。厂区内配套设施齐全，原料和产品运输方便，较适宜建厂。(5)建设周期项目建设周期为12个月，建设周期从项目前期工作开始直至项目竣工投产，其中包括设计、土建施工、设备订购、安装、调试等。(6)经济评价本项目建成后，财务内部收益率(税后)FIRR=22.0%，财务净现值(税后)FNPV=33289，投资利润率为41.35%，投资利税率为53.12%，投资回收期年(税后)=5.5年，从财务评价看投资回收期正常，各项技术经济指标均达到国家规定的基准指标，因而具有较强的获利能力和较强的抗风险能力。

1.5.2主要技术经济指标主要技术经济指标见表1-2。表1-2主要技术经济指标序号项目名称单位数量一生产规模万吨/年60二产品方案对二甲苯万吨/年60.3苯万吨/年7.9三主要原、辅料用量1甲苯万吨/年46.42重芳烃(C9、C10)万吨/年44.03氢气万立方米/年5468.54择形歧化催化剂(ZSM-5分子筛)吨/年12.25烷基转移催化剂(丝光沸石)吨/年23.06异构化催化剂(HZSM-5分子筛)吨/年2.9四年工作时间小时8000五公用动力消耗1年耗电量万千瓦时/年79622冷却水万吨/年77223低压蒸汽(0.8MPa)万吨/年804中压蒸汽(4MPa)万吨/年493.8六项目定员人187七项目总投资万元1793971建设投资万元1556622流动资金万元20460八年总销售收入万元790701九年总成本万元682563十年利润总额万元85755十一年销售税金及附加万元22384十二年所得税万元21439十三财务评价指标1投资利润率%47.802投资利税率%60.283投资回收期年5.24财务内部收益率%22.955财务净现值(ic=14%)万元637531.5.3结论1)采用甲苯择形歧化法、苯与重芳烃烷基转移法及间二甲苯异构化法相结合在技术上是可行的，能使对二甲苯厂的技术水平上一个新台阶，在经济上是合理的。2)进行年产60万吨对二甲苯厂新建，既能满足后续装置对对二甲苯的数量和质量的要求，又能增加苯产品商品量，提高XX石化公司产品在市场上的竞争力。3)由财务评价可以看出，本项目财务内部收益率高于基准收益率，投资回收期较短，有一定的盈利能力和抗风险能力，因此本项目是可行的。

第二章市场分析2.1产品概述芳烃产品是重要的基本有机化工原料，其用途比较广泛。随着我国国民经济的不断发展，更拓宽了其应用领域。芳烃产品广泛用于化工、轻工、纺织、医药、印染、橡胶、农药等行业。其中：1)苯纯苯是最重要的基本有机化工原料之一，主要在化工领域应用。用于生产苯乙烯、环己烷、苯酚、氯化苯、硝基苯、烷基苯、顺酐、合成树脂、合成纤维、合成橡胶、农用化学品、医药、和染料等产品。2)对二甲苯(PX)对二甲苯(PX)是二甲苯三种异构体之一，主要用于制取对苯二甲酸(PTA)和对苯二甲酸二甲酯(DMT)。在PET树脂方面的应用正在进一步开发并有乐观前景。2.2世界对二甲苯供需情况2.2.1生产能力近几年，随着全球聚酯纤维工业的飞速发展，推动PX产业迅速发展。2012年，全球PX产能约4000万吨，亚洲地区占70%以上，新建PX产能也大都集中在我国及周边。从表2-1可以看出，2014年，我国周边PX新增产能将达到591万吨，而新增PX产能的投放目标主要是我国市场。

表2-12014年我国周边PX新增产能生产企业产能/(万吨/年)投产时间沙特阿美公司602014年一季度印度OMPL公司922014年一季度哈萨克斯坦JSC公司472014年一季度阿尔及尼亚Sonatrach公司222014年一季度三星道达尔公司602014年一季度韩国SKGlobal公司1302014年二季度SK与JK合资公司1002014年二季度新加坡九龙芳烃公司802014年三季度合计5912.2.2下游消费在PX-PTA-聚酯产业链中，65%以上的PX被氧化成为PTA，而近90%的PTA被转化成为聚酯。聚酯的下游产品包括涤纶纤维、饮料瓶及各种绝缘、包装材料、工业组件等。这其中我们最熟悉的莫过于花色各异、质地不同的衣服，还有矿泉水瓶、可乐瓶。在全球PX的消费结构中，80%以上的PX用以生产PTA，还有部分用于生产DMT，少量用于医药行业。进入21世纪以来，聚酯生产的稳定增长强劲地拉动了PX和PTA产能的高速增长。自2000年以来，连续7年全球PX生产能力年均增长率超过4%，而需求的增长率则超过6%。2007年全球PX生产能力约2969万吨/年，比2006年增长7%，其中中东增长13%，亚太地区增长9%，约为1938.5万吨。2007年，全球PX的需求比上年增长8%，达到2641.7万吨，增长强劲。亚洲，北美，欧洲为世界PX主要生产地区，其中亚洲2007年产能达1938.5万吨，占全球总产能的65%。中东地区近年来产能增长迅速，2009年产量达到266.8万吨。全球PX近来状况如表2-2所示。表2-2全球PX生产及需求统计单位：万吨/年项目20052010201120122013年均增长率/%生产能力252835823739289331017.2平均开工率90.883.884.184.883.4-1.6产量229630003146330234845.5消费量234229943146330234845.0

2.2.3世界对二甲苯市场供需预测据IHS化学公司称，全球PX总产能预计将从2013年的4150万吨/年提升至2017年时的逾5600万吨/年，增幅约35%。新增产能的大部分将发生在东北亚，另外北美、印度和东南亚地区也将新增一些产能。当前东北亚地区的PX产能已经达到2270万吨/年，是西欧产能的逾10倍。普氏能源资讯数据显示：按2013年到2017年预计投产项目数据统计，未来5年亚洲PX总产能将增长40%，达到4000万吨/年。其中，中国和韩国将成为PX产能集中区，中国PX产能将在现有的860万吨/年基础上再增加350万吨/年，增长41%。2015年世界对二甲苯供需预测见表2-3。表2-32015年世界对二甲苯供需预测项目2009年2015年2011-2015年平均增长率/%产能/(万吨/年)3507.94450.04.5产量/(万吨/年)3087.04005.05.0消费量/(万吨/年)3087.04005.05.0开工率/%88.090.0—2.3国内对二甲苯供需情况2.3.1供需现状2012年我国PX表观消费量约为1382.4万吨，PX装置产能达816万吨，占全球产能约为20%，我国已是世界上最大的PX生产国。大量国内民营和国有等资本不断流向PX项目，使得我国PX产能也增加较快，2013年我国PX总产能达到1104万吨，新增产能约为288万吨，占总产能26.1%，产能增幅较大。2013年我国PX产能详见表2-4。表2-42013年我国PX产能生产企业产能/(万吨/年)年份投产时间XX石化上海分公司83.520091985XX石化XX分公司8519971989XX石化齐鲁分公司6.419871987XX石化洛阳分公司21.520002000XX石化镇海炼化分公司5220052003XX石化天津分公司33.419801980XX石化金陵分公司6020092009XX石化福建炼化分公司7020092009续表生产企业产能/(万吨/年)年份投产时间·国石油辽阳化纤分公司7520031996中国石油乌鲁木齐石化分公司10620101995中国海油惠州炼化公司8520052005青岛丽东化工有限公司7020072007大连福佳大化有限公司7020092009福建漳州腾龙芳烃有限公司16020132013中国石油澎州石化公司6820132013XX石化海南炼化分公司6020132013合计1104.8由于我国聚酯行业迅猛发展，带动了PTA消费量的猛增，从而导致PX的消费量也快速增长。2005年我国PX的表观消费量为377.9万吨，2008年达到759.6万吨。2011年的表观消费量突破千万吨大关，达到1132.7万吨，同比增长21.4%。2006～2013年表观消费量的年均增长率为20.1%，产品自给率在60%左右。近年来我国PX供需状况见表2-5所示。表2-5近年来我国PX供需状况单位：万吨/年、%年份产量进口量出口量表观消费量自给率2006223.40160.796.29377.9059.122007278.90184.029.87453.1461.552008368.10290.3125.20633.2158.132009464.04340.3544.78759.6161.092010485.50370.5333.33822.7059.012011601.10352.7220.97932.8564.442012669.30498.2034.791132.7159.092013773.00628.6019.201382.4055.902.3.2下游消费据亚化咨询研究显示，到2015年，国内PTA产能将达到5000万吨/年，按照开工率70%，生产1吨PTA消耗0.66吨PX来计算，预计全年生产PTA3500万吨将需要消耗PX2287万吨，若2015年底国内PX生产能力1434×万吨全部释放，则国内PX自给率将达到62.7%，同比2013年自给率45.3%提高了17.4%，有力地缓解了供需矛盾。表2-6为2014年国内PTA新增产能。

表2-62014年国内PTA新增产能生产企业产能/(万吨/年)江苏虹港有限公司150江苏雅麓有限公司120江苏汉邦有限公司150浙江逸盛有限公司200大连逸盛石化有限公司200远东仪征合资公司200合计1020我国PX主要用于生产PTA，进而生产聚酯产品。近年来，随着我国聚酯工业的快速发展，对苯二甲酸市场需求强劲，导致PTA生产能力快速增长。截至2011年底，我国PTA的总生产能力已经达到1742万吨/年，同比增长13.7%；表观消费量2298万吨，同比增长10.6%。“十二五”期间，我国PTA产业仍处于产能快速增长期，预计“十二五”末总生产能力将达到约3800万吨/年。2006～2011年我PTA表观消费量年均增长率为10.9%，与此相对应，PTA的自给率也在不断增加，由2005年的46.53%增加到2011年的71.71%。近年来我国PTA的供需平衡情况见表2-7所示。表2-7近年来我国PTA供需平衡情况单位：万吨/年、%年份产量进口量出口量表观消费量自给率2007670.0700.435.791370.4348.892008981.0698.8046.851697.8058.402009935.0594.068943.081529.0661.1520111196.0625.611250.561821.4965.6620121413.5664.204318.002077.2768.0520131648.0652.7227142.302298.0171.712013年，我国PTA的产量为1648万吨，以每吨PTA消耗0.66吨PX测算，消耗PX为1087.7万吨，约占总消费量的96%。预计2015年我国PTA的总产能将达到约3800万吨，PX需求量将达到2508万吨，如果按照PTA装置开工率80%以及目前的单耗计算，届时对PX的需求量将达到2006.4万吨，加上在其他方面的需求，预计2015年我国对PX的总需求量将达到约2070万吨。而生产能力预计约为1430万吨，产量仍不能满足国内实际生产的需求，我国PX仍需要大量进口，PX在我国仍具有较好的发展前景。2.2.3国内对二甲苯供需预测近年来，在国家产业政策和相关专项规划的指导下，我国PX工业基本实现了有序、健康、快速的发展，装置规模日趋大型化，装备本土化比例有所提高，技术水平明显提升，综合竞争能力显著增强。我国已成为世界最大的PX生产和消费国，产能约占全球20%，消费量占全球30%左右，对全球PX生产及其下游产业链的发展具有举足轻重的影响。今后几年，随着我国PTA行业的的快速发展，我国PX仍有较大的发展空间。2015年我国对二甲苯供需预测见表2-8。表2-82015年我国对二甲苯供需预测项目2011年2015年2011-2015年平均增长率/%产能/(万吨/年)826145018.8产量/(万吨/年)702.1130521.4消费量/(万吨/年)743.4130521.4开工率/%85.090.0—2.4价格分析目前对二甲苯的市场定价机制1)目前我国国内的PX贸易基本上是把送到价作为最后结算的依据，实行的是一票制结算策略。2)国内PX贸易的定价主要参考了中石油、中石化挂牌价和翻牌价、ACP(亚洲合同价格)、新加坡普氏现货价及贸易现货价等，然后最后决定国内市场的PX价格，其中ACP价格作为PX行业的价格风向标，在PX价格的形成过程中起到了决定性作用。3)中石化、中石油的挂牌价则是在参考了下月ACP结算价的基础上，综合考虑市场的供需情况、现货行情后出台下月的挂牌价。表2-92008-2013年对二甲苯平均价格表年份200820092010201120122013世界平均价/(美元/吨)85910211008105010651100中国平均价/(元/吨)8800940010020101001100011500由表2-9可以看出对二甲苯的价格一直处于上升的趋势，局部地方和月份可能会有波动，这主要受到了以下原因的影响：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。

第三章生产规模及产品方案3.1生产规模本项目以XX石化XX石油化工有限公司的甲苯、重芳烃和氢气作为原料，同时采用甲苯择形歧化法、苯和重芳烃烷基转移法及间二甲苯异构化法精制路线，生产对二甲苯和苯。考虑到这三类化工产品远期的需求量，同时，根据市场预测，结合国内市场的供不应求的需求行情，本项目从产品的目标市场定位、技术的可靠性、项目的经济合理性、设备的制造和运输条件、当地的资源条件、资金筹措能力等方面综合考虑，确定生产规模为年产对二甲苯60万吨。表3-1生产规模序号产品名称单位数量备注1对二甲苯万吨/年60≥99.7%2苯万吨/年7.9≥95.0%3.2产品方案3.2.1产品方案确定的原则本项目的产品方案以国家的行业政策和行业的发展规划为依据进行确定，并充分考虑国内国际的市场前景和市场容量。因此，本项目产品方案为联产高纯度对二甲苯和苯。在生产过程中副产的其他产品可以继续利用，仍然具有经济价值，从而提高企业的经济效益，促进企业产品结构的提升。3.2.2产品名称、数量表3-2产品方案序号产品名称产量/(万吨/年)相态去向1对二甲苯60液销售2苯7.9液销售

3.2.3产品规格1)99.7wt%的对二甲苯(PX)的规格表3-399.7wt%对二甲苯产品规格序号项目单位指标标准或方法1纯度Wt%≥99.7UOP7202冰点℃≥12.95ASTMD-10513馏程(含760mmHg下138.4℃)℃≤2.0ASTMD-8504C9＋重组分Wt%≤0.055非芳烃Wt%≤0.01UOP5436溴指数≤200ASTMD-14927H2S和SO2含量痕量ASTMD-8538Pt－Co色度≤10ASTMD-12099总氯wtppm≤0.410酸洗色度≤2ASTMD-84811赛波特色度分钟≥3012汽油含硫试验脱硫13外观(30℃时)透明，无沉淀2)苯产品的规格表3-4苯产品规格序号项目单位指标标准或方法1凝固点℃≥5.4ASTMD-8522非芳烃Wt%≤0.2ASTMD-23603密度g/cm30.882～0.886ASTMD-35054馏程(含760mmHg下80.1℃)℃≤1.05总硫含量wtppm≤1.0ASTMD-40456Pt－Co色度≤20ASTMD-12097酸洗色度≤1.0ASTMD-8488酸度无游离酸ASTMD-8479氯化物wtppm≤0.4Uop395

第四章工艺技术方案4.1工艺技术方案的选择4.1.1原料路线确定的原则和依据(1)选用生产工艺方法，应从多方面进行考虑；(2)原料的来源是否广泛，供应是否有保证；(3)生产工艺是否成熟及难易程度，质量是否有保证；(4)生产设备是否过关，装置生产能力是否有保证；(5)检测手段是否配套、成熟，能保证生产过程及产品质量的有效控制；(6)设备和土建的规模如何，造价如何；(7)原材料及燃料动力消耗如何、价格如何，人力资源占用情况，生产成本如何，各项经济技术指标如何；(8)环境保护情况，节能减排情况。4.1.2工艺技术方案的比较PX最早是直接从重整油和裂解汽油中抽提和分离而得，但随着聚酯工业的不断发展，该方法获得的PX已经无法满足实际生产的需要。当前芳烃联合装置的一个目标是增加二甲苯的产率，同时减少苯的产率。受热力学平衡的限制，通常在二甲苯混合物中间二甲苯(MX)含量较高，而工业上需求量较大的PX含量却较低。为此，目前工业上通常通过甲苯歧化和烷基转移工艺、C8芳烃异构化工艺以及甲苯选择性歧化等工艺来增产PX。甲苯歧化和烷基转移工艺理论上不消耗氢，设备和公用工程消耗也少。典型的工艺主要有：美国环球油品(UOP)公司与日本东丽公司联合开发的“Tatoray”工艺、ExxonMobil公司开发的“MTDP-3”工艺、Arco公司开发的“Xylene-Plus”工艺、UOP公司开发的“PX-Plus”工艺等。除了“Xylene-Plus”工艺采用Y-型分子筛D-8硅铝小球作为催化剂和采用移动床工艺外，其它均采用固定床工艺和氢型丝光沸石或者ZSM-5沸石催化剂。PX生产过程中关键有两部分，一是PX的生产方法，一是PX的提纯方法，下面从这两方面对目前PX主流生产工艺进行分析比较。(1)PX生产技术1)甲苯歧化技术甲苯歧化工艺就是选择性地将甲苯转化成苯和二甲苯。甲苯转化成二甲苯叫做歧化，或“TDP”。目前主流工艺有UOP的Tatoray工艺和TAC9工艺、ExxonMobil的TransPlus工艺和GTC的GT-TransAlk工艺。XX石化的S-TDT甲苯与C9+芳烃歧化与烷基转移成套工艺。甲苯歧化的独特性就在于可以同时加工C9A和甲苯。2)甲苯择形歧化技术①埃克森美孚的PxMax工艺。使用MTPX催化剂的PxMax工艺于1996年首次在美国路易斯安那州的一家炼油厂实现工业化，另一套装置在埃克森美孚位于得州贝汤和博芒特的化工厂投产。工艺流程与MSTDP相似，只是催化剂不同。埃克森美孚申请了许多关于其HZSM-5催化剂的专利。最有希望的分子筛催化剂似乎要用沉积的二氧化硅活化，并在转化条件下用含二氧化硅的PX高效选择性试剂处理。这种PxMax工艺可提供高效转化，减少了邻位和间位异构体的生成，有利于生成更多的PX产品。②UOP的PX-Plus工艺。UOP的PX-Plus工艺在1998年末实现工业化。该工艺与美孚的MSTDP无论在操作上、还是在流程上都很相似。这种PX工艺也是用于同时需要大量苯与PX的情况。与UOP的Tatory工艺不同，PXPlus和MSTDP工艺不支持会降低苯收率的甲苯和C9芳烃之间的烷基转移反应。当与Raytheon/Niro结晶技术一起应用时，这项技术被称为PX-PlusXP工艺。UOP称该工艺可制得PX含量高于80%，甚至高到90%的混合二甲苯，而普通甲苯歧化的平衡值PX只有25%。在甲苯转化率为30%时，该工艺单程轻组分产率小于2%。

表4-2国内、外甲苯择形歧化催化技术的研究进展项目甲苯择形催化技术MSTDPMTPXPX-PlusRSTDP开发商MobileMobileUOPRIPP催化剂ZSM-5ZSM-5ZSM-5ZSM-5公布时间1988199319971998反应器类型固定床固定床固定床固定床反应温度/℃455～470420/420～450反应压力/MPa2.1～3.52.1～3.5/0.6～1.5氢烃摩尔比2～42～4/1～2重量空速/h-12～32～3/3甲苯转化率/Wt%303030＞30产物中PX浓度/Wt%11.4/10.5＞12PX选择性/%8589.890.2＞903)烷基转移工艺根据反应原料不同，烷基转移技术可分为两类，一类是甲苯歧化与烷基转移技术，主要以甲苯和C9+A为反应原料，生产二甲苯和少量苯；另一类是苯和C9+A烷基转移技术，以苯和C9+A为反应原料，生产二甲苯和甲苯。烷基转移反应本质是实现侧链烷基在苯环间的转移。理论上，原料中甲基：苯环摩尔比为2时，获得最高的二甲苯收率。烷基转移反应控制与优化的目标是，最大程度保留及利用芳烃侧链甲基，最大化生产二甲苯。烷基转移反应为酸催化的正碳离子反应，酸性分子筛为催化剂的主要活性组分。对分子筛催化剂进行金属改性在研发。UOP-Tatoray工艺及TA催化剂、Exxonmobil-TransPlus工艺及EM催化剂、中石化-S-TDT工艺及HAT催化剂、SK&Zeolyst的ATA催化剂。主要发展方向：高空速、低氢烃比、高重芳烃处理能力及高二甲苯收率。4)C8芳烃异构化技术二甲苯异构化技术以增产PX为主要目的，主要的工业化异构化技术有埃克森美孚公司、UOP公司、IFP、GTC/IPCL公司和恩格哈德公司的技术。这些竞争工艺的流程非常相似。异构化工艺使用了双功能催化剂(即酸功能和金属功能)，操作压力为2.2MPa。工艺物流接近平衡。用UOP公司的I-9催化剂，乙苯可以转化为二甲苯。UOP的I-210催化剂可使环的损失降低，从1998年4月后已工业化应用。应用IFP的一些催化剂体系(如Opairs)也可以使乙苯转化为二甲苯。一些企图由固定数量的原料最大化生产PX和邻二甲苯的芳烃生产厂通常选择这种催化剂体系。埃克森美孚公司提供了一些类型的异构化工艺。美孚的高活性异构化MHA工艺使用了择形沸石催化剂ZSM-5，反应操作条件一般为420-425℃和1.6MPa。EM-4500是埃克森美孚最新开发的二甲苯异构化催化剂，异构化混合物的PX含量为平衡含量的102-104%。其优点包括催化剂再生之间的运转时间长，引用的例子超过4年。在整个操作过程中性能保持稳定。最新一代异构化技术XyMax，使用EM-4500催化剂。XyMax的特点是使用了专有的高择形性催化剂，可提供更高的收率、更好的操作灵活性和更大的脱瓶颈潜力。其乙苯转化率可提高到80%以上，损失减少50%以上。其他可将乙苯脱烷基转化为苯的工艺包括BPAMSAC工艺、GTC公司的GT-IsomPx工艺、UOP公司使用I-100或I-300催化剂的Isomar工艺。先进的MHAI(AMHAI)工艺使用了独特的双催化剂床系统，可使乙苯转化、非芳烃裂化和异构化过程得以优化。在需要苯时，经常使用这种催化剂系统。另一种工艺是在低压、无氢循环的条件下操作，称为美孚的低压二甲苯异构化(MLPl)工艺，该工艺使用的催化剂也以ZSM-5沸石为基础。5)重芳烃轻质化技术重芳烃是乙烯装置、重整装置和二甲苯生产装置的副产品，重芳烃增产BTX技术如何有效利用重芳烃，实现增产BTX的目的技术路线的开发主要包括：XX石化开发了含贵金属/沸石的HAL双功能加氢脱烷基催化剂，及以纳米Beta沸石为催化剂活性组元的HAT-plus重质芳烃轻质化技术。C10重芳烃轻质化技术是将重质芳烃转化为苯、甲苯和二甲苯等轻质芳烃，同时C9以上组分数大大简化，可分离出价值较高的三甲苯和四甲苯。石油化工科学研究院于1993年开始重芳烃轻质化的研究工作，针对已有技术的不足，成功开发出含贵金属/沸石的HAL型双功能催化剂，申请了中国专利(公开号：CN1117404A)。6)甲苯甲醇甲基化技术甲苯甲基化即甲苯用甲醇烷基化生产二甲苯，一直是许多公司投入大量精力研究的课题，这些公司包括阿莫科(现为BP)、杜邦、联碳(现为陶氏)、埃克森美孚、联合油和UOP。近来GTC技术公司开始出售由印度石化公司(1PCL)开发的甲苯甲基化工艺(GT-TolAkl)。

GTC称，用专有高硅分子筛催化剂，PX选择性可达85%以上。反应是在氢和水存在的条件下，在固定床反应器中进行的。PX的回收一般在结晶系统中进行。GT-TolAkl系统的操作条件如下：温度400-450℃，压力100-500kPa，重时空速1-2时-1，PX选择性80%-90%(质量)。与STDP装置比较，甲苯甲基化路线的优点是：①每吨PX所需的甲苯数量可由约2.8吨降到1.0吨；②甲醇容易得到，比较便宜(如2001年1季度为79美分/加仑，是5年中的最高价)；③苯的产生可以忽略(每磅PX产生0.006加仑苯)。根据甲苯甲基化工艺的概念设计，补充的甲苯和甲醇被蒸发，并与循环甲苯、氢结合，用反应器流出物预热，用加热炉进一步加热到400℃。将这种进料送入甲基化反应器，生成二甲苯和各种副产物(如苯、乙苯、一氧化碳、二氧化碳和氢)。由于放热，反应温度升至450℃。反应器流出物通过与反应器进料的换热冷却，然后再通过一台部分冷凝器，在这里一些有机产品，如苯、乙苯、甲苯和二甲苯被冷凝。剩余的气相产物(一氧化碳、二氧化碳和氢)在一台分离罐中与有机液体分离，部分气体循环，提供反应所需要的氢，其余的气体被排放，用作副产物燃料。(2)PX分离工艺工业上PX的分离主要采用模拟移动床吸附分离工艺和结晶(深冷)工艺，其中最有代表性的是UOP公司开发的Parex液相吸附分离工艺。该工艺一般采用ADS-27吸附剂，且通常与异构化工艺结合，这样可以高收率地得到PX。IFP公司也推出Eluxyl吸附分离技术，所用吸附剂为SPX3000，PX纯度可以达到99.9%。从选择性甲苯歧化工艺的产品中回收PX有多种工业化结晶技术。Sulzer公司开发的热泵结晶系统，具有PX纯度高、装置投资少、能耗和维修费用低等优点，但至少需要进行两次结晶；Badge/Niro开发的结晶技术使用了Niro螺杆式洗涤塔，不仅产品纯度高，而且只需要一次结晶；GTC公司开发的“GT-Cyrst”PX结晶法工艺，采用两级冷冻和结晶，使投资较低，装置效率更高。1)PX吸附分离技术目前国际上吸附分离技术成熟的有UOP的Parex工艺和IFP的Eluxyl工艺技术。两者都是新颖的吸附分离法，用于回收来自混合二甲苯的PX。“混合二甲苯”是指包括乙苯、PX、间二甲苯和邻二甲苯在内的C8芳烃异构体的混合物。UOP公司的Parex工艺。对PX有强亲合力，而对与其他C8芳烃异构体有弱吸附性的分子筛吸附剂的开发使从C8芳烃中回收PX的吸附工艺成为可能。Parex工艺是UOP公司20世纪60年代开发的，可从液相混合C8馏分中连续吸附PX。该工艺通常与异构化工艺结合，高收率地生产PX。原料是具有平衡组成的C8芳烃。2)PX结晶分离技术在吸附法出现之前，结晶法是工业上唯一实用的PX分离方法。但是混合二甲苯在低温下形成的低共熔混合物限制了PX的最高收率只有65%左右，因而结晶分离法逐渐被吸附分离法所取代。近年来，随着甲苯选择性歧化技术的应用，可以容易地由反应产物中获得PX质量分数为80%~90%的混合二甲苯。在分离高浓度的PX原料时，现有吸附分离法将难以适应，而结晶法因其能耗低、产品纯度高、生产设备简单且不使用溶剂和分离剂等优点，又重新受到了人们的青睐。熔融结晶因其能耗低、产品纯度高、生产程序简单而且不需使用有机溶剂及分离剂等优点而备受研究人员的重视。熔融结晶过程的分析基础是固液平衡相图，由固液相平衡图可以分析结晶过程的可行性以及计算结晶过程的最大可能回收率和最佳操作区域等，都是解决结晶分离过程不容忽视的基础数据。4.1.3工艺技术方案的选择秉着节能，高效，高品质产品的原则，本项目在甲苯择形歧化与苯和重芳烃烷基转移组合工艺的基础上，加入异构化单元和熔融结晶分离单元。我们的选择基于如下考虑：(1)重芳烃一般指催化重整、歧化和异构化反应生成油及乙烯裂解加氢汽油中含的C9～C10+的单、双环烷基芳烃。随着国内重整装置、乙烯装置能力的不断扩大，重芳烃产量将会持续增加。长期以来重芳烃资源没有得到合理利用，除少量用作溶剂和提取C9或C10单体芳烃外，基本上都掺入燃料中使用。随着环保法规的日益完善，燃料油中重芳烃的含量必将受到严格限制。我们选择的组合工艺能够很好地利用重芳烃生产PX，减少重芳烃的浪费。(2)甲苯择形歧化技术利用产物分子在择形催化剂内的扩散差异效应，得到PX含量大于90%的混合二甲苯。该技术的混合二甲苯经一级冷冻分离即可直接分离生产高纯度的PX产品。与传统的PX生产技术相比，甲苯择形歧化与结晶组合工艺具有工艺流程简单，投资小，生产成本低。且甲苯择形歧化技术副产大量的苯，该组合工艺利用副产的苯生产PX，富余的苯作为产品按市场情况调节产量。(3)本项目采用PXPlusXP工艺中的结晶工艺，该工艺使用立式刮刀结晶器，其特点是使用了Badger/Niro螺杆式洗涤塔(与离心操作相反)。相比于传统的离心分离使用洗涤塔实现产品的提纯分离过程能耗更低。本工艺虽然也属于悬浮熔融结晶，但是由于使用了晶体洗涤塔，因而无需晶体和液体分离，基本不循环PX，因而能效较高。(4)通过异构化膜反应器，解决传统烷基转移工艺中PX纯度低的问题，提高混合二甲苯中PX的浓度，并与第一工段中PX混合进入结晶分离工段得到高达99.9%纯度的PX产品。4.1.4反应原理(1)甲苯择形歧化的反应原理甲苯择形催化反应是在固体酸催化剂上通过正碳离子机理进行的，属于甲苯歧化范畴，但又不同于已工业化的一般甲苯歧化反应，它要求生成高浓度的PX。其主反应式表示如下：(4-1)除主反应外，还发生以下几种副反应：(2)二甲苯异构化反应：(4-2)二甲苯歧化反应：(4-3)烷基转移反应：C3HCC3HC3HC3H+C3HC3H+C3H临氢脱烷基反应(4-5)加氢开环裂解反应(4-6)(3)苯-重芳烃烷基转移的反应原理苯-重芳烃烷基转移的主反应为苯和C9、C10反应生成二甲苯。主反应：C6H6+C9H12→C8H10+C7H8(4-7)C6H6+C10H14→2C8H10(4-8)主要副反应：2C9H12→C8H10+C10H14(4-9)C6H6+3H2→C6H12(4-10)(4-11)4.2主要操作条件4.2.1甲苯择形歧化装置的主要操作条件(1)设计处理能力设计处理甲苯新鲜进料：46.4万吨/年设计甲苯总处理能力(包括循环料)：约248.4万吨/年(2)年开工时数：8000小时(3)生产方式：连续化生产(4)操作条件及性能指标： 1)操作条件：反应温度460℃反应压力1.8MPa(G)氢烃比(V/V)1.38原料芳烃液体重量空速4h-12)性能指标：甲苯单程转化率30%PX选择性PX/∑X=90.6%(mol)再生周期≥1年催化剂寿命≮5年4.2.2苯与重芳烃烷基转移化装置的主要操作条件(1)设计处理能力设计处理重质芳烃原料：44万吨/年设计处理重质芳烃原料(包括循环料)：167.5万吨/年生产：对二甲苯(

PX)60.27万吨/年(2)年开工时数：8000小时(3)生产方式：连续化生产(4)主要操作条件：反应温度：380℃反应压力3MPa(G)氢烃比(V/V)4.85原料芳烃液体重量空速2h-14.2.3异构化装置的主要操作条件(1)工艺操作