10万吨年焦化粗苯加氢装置可行性研究报告

铜化集团有机化工有限责任公司铜化集团有机化工有限责任公司 1010 万吨万吨/ /年粗苯加氢项目年粗苯加氢项目 可行性研究报告可行性研究报告 行政负责人：行政负责人： 技术负责人：技术负责人： 经济负责人：经济负责人： 项目负责人：项目负责人： 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 0 目 录 1、总论、总论 .5 1.1、项目及建设单位基本情况 .5 1.2、 编制依据及原则6 1.3、研究范围 .6 1.4、项目背景及建设必要性 .6 1.5、主要研究结论 .7 、市场分析与价格预测、市场分析与价格预测 .10 2.1、纯苯市场分析 .10 2.2、甲苯市场分析 .12 2.3、二甲苯市场分析 .14 3、装置建设规模、产品方案、装置建设规模、产品方案 .14 3.1、建设规模和装置组成 .14 3.2、原料性质和产品方案 .15 4、工艺装置、工艺装置 .17 4.1、工艺技术选择 .17 4.2、工艺流程概述及操作条件 .18 4.3、主要设备选择 .21 4.4、公用工程消耗 .22 4.5、工艺装置“三废”排放 .23 .6、工艺技术及设备风险分析 .24 、辅助材料、辅助材料 .24 6 自动控制自动控制 .24 6.1 概述 24 6.2 装置自动化24 6.3 装置自动控制方案 27 6.4 设计采用的主要标准规范28 7、总图运输、总图运输 .28 7.1、装置位置及条件 .28 7.2、装置竖向、道路及排雨水 .31 7.3、厂区绿化 .31 7.4、工厂运输 .32 7.5、主要工程量 .32 7.6、采用规范标准 .32 8、公用工程及辅助生产设施、公用工程及辅助生产设施 .32 8.1、油品储运 .32 8.2、给排水 .32 8.3、电气、电讯 .33 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 1 8.4、供热 .35 8.5、供风、供氮 .35 8.6、分析化验 .35 8.7、维修及其它辅助设施 .36 9 节能节能 36 9.1 编制依据 36 9.2 装置用能特点 36 9.3 节能基本原则 36 9.4 节能措施 36 10、消防、消防 .37 10.6、建、构筑物的耐火、防爆泄压、通风设计 .41 10.7、电气防火 .41 10.8、人员编制 .42 11、环境保护、环境保护 .42 11.1、设计原则 .42 11.2、设计采用的标准规范 .42 11.3、主要污染源及污染物 .43 11.4、全厂采取的环保措施及预期效果 .43 11.5、环境监测 .46 12、劳动安全卫生、劳动安全卫生 .46 12.1、主要执行标准 .46 12.2、主要设计原则 .46 12.3、职业危害因素及其影响 .47 12.4、安全防范措施 .48 12.5、劳动安全卫生专用投资 .49 13、组织机构、人力配置和项目实施计划、组织机构、人力配置和项目实施计划 .50 13.1、组织机构 .50 13.2、新建装置人力配置 .50 13.3、项目实施计划 .50 14、投资估算和资金筹措、投资估算和资金筹措 .51 14.1、 建设投资估算51 14.2、资金筹措 .52 15、经济效益评价、经济效益评价 .53 15.1、生产成本和费用估算 .53 15.2、财务评价 .54 15.3、敏感性分析 .55 15.4、财务评价结论 .55 16、预期目标及风险分析、预期目标及风险分析 .56 16.1、预期目标 .56 16.2、风险分析 .56 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 2 1 1、总论、总论 1.11.1、项目及建设单位基本情况、项目及建设单位基本情况 1.1.11.1.1、项目基本情况、项目基本情况 1.1.1.1、项目名称 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/ 年粗苯加氢装置。 1.1.1.2、项目建设性质 该项目属于新建项目。 1.1.1.3、项目建设地点 方案一：顺酐装置拟建于公司机修车间与现 30000 吨/年苯酐生产装置 的刮片房之间的空地上。 方案二：拟建在公司原 10000 吨/年苯酐生产装置的操作室与原泵房间 的空地上，与 10000 吨/年苯酐生产装置平行。此方案可能需将 10000 吨/年 苯酐生产装置的操作室移动一下。 方案三：拟建在公司正在扩建的 5 万吨/年苯酐生产装置的刮片房旁边 的空地上。 1.1.21.1.2、建设单位基本情况、建设单位基本情况 1.1.2.1、建设单位名称、性质及负责人 建设单位全称： 建设单位性质： 建设单位法人： 1.1.2.2、建设单位概况 铜陵化工集团有机化工有限责任公司是以生产苯酐、橡胶防老剂、染料 中间体等产品的中型精细化工企业，成立于 1983 年 6 月，建厂二十多年来， 依靠科技进步，积极增品种、上规模，生产经营迅速发展。目前，产品已由 建厂初期单一的 500 吨/年萘法苯酐，发展到拥有 70000 吨/年邻法苯酐， 1000 吨/年的周位酸，350 吨/年劳伦酸，700 吨/年苯基周位酸，1000 吨/年 4010NA，500 吨/年 4020 等生产装置和水、电、汽、制冷、空压等公用配套 设施。50000 万吨/年苯酐投产后将年产量将达到吨/年。主要产品苯酐、周位 酸、劳伦酸和苯基周位酸均为安徽省名牌产品。其中，周位酸、劳伦酸、和 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 3 苯基周位酸为国内外之最大，市场占有率达 60%以上，产品销往欧美及东南 亚等国家和地区。 铜陵化工集团有机化工有限责任公司现有技术人员 65 人，占在岗职工 总数 17.1%，其中高级职称 4 人，中级职称 21 人。 1.21.2、 编制依据及原则编制依据及原则 1.2.11.2.1、编制依据、编制依据 1.2.1.1 原化工部一九九七化计发1997426 号化工建设项目可行性研究报 告内容和深度的规定 （修订本） 。 1.2.1.2 铜陵化工集团有机化工有限责任公司提供有关建设项目的基础资料。 1.2.1.3 编制原则 1） 、结合企业现有实际情况，在新建装置主要工艺技术及工程的技术方案 选择上，即考虑先进性，又确保技术的可靠性，并进行各方面技术经济比较， 所选方案力求达到先进、可靠、合理、经济。 2） 、坚持资源综合利用，节能降耗，技术优化设计原则将降低产品能耗作 为项目每个环节考虑的首要问题。 3） 、环境保护方面要按国家规定和标准设计，坚持生产项目与环保项目 “同时设计、同时施工、同时开车”的原则，采取各种有效措施减少或消除 污染，符合环保要求。 1.2.21.2.2、编制原则、编制原则 1.2.2.1、新建装置立足于国内自主技术，并对其进行优化。 1.2.2.2、新建装置布置尽可能节约占地面积、节省投资和充分利用内部热 量，降低能耗。 1.2.2.3、采用 DCS 集中控制，以优化操作，提高轻油产品收率，减少操作 人员，提高经济效益。 1.2.2.4、贯彻国家关于环境保护、安全卫生和消防的法规和要求，做到三 废治理，安全卫生及消防等保障措施与工程建设“三同时” 。 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 4 1.31.3、研究范围、研究范围 论证 10 万吨/年粗苯加氢生产项目的重要性和必要性，并综合评价其经 济效益、社会效益、和环境效益。 在对市场需求预测、建设规模、产品方案、工艺流程、主要设备选型、 原材料供应、工程技术方案和项目实施进度等评价的基础上，对该项目进行 技术经济评价，分析该项目采用技术的先进性和可靠性以及经济的真实性和 可行性，以得到客观的评价结果，为有关部门及投资方的决策提供科学依据。 1.41.4、项目背景及建设必要性、项目背景及建设必要性 粗苯加氢精制的主要产品是纯苯、甲苯、二甲苯等，均为重要的有机原 料，普遍应用合成染料、有机颜料、合成农药、合成医药、合成树脂、日用 制品等有机行业。并能满足本厂对二甲苯原料的需求，目前我国对三苯的需 求越来越大，现三苯的需求量正以每年 3-4%的速度增长，市场需求潜力巨 大。本项目以焦化粗苯为原材料进行深加工，原料供应充足、稳定。 1.51.5、主要研究结论、主要研究结论 1.5.11.5.1、项目概况、项目概况 粗苯加氢装置以粗苯为原料，采用上海胜帮石油技术有限公司开发的焦 化粗苯加氢处理技术生产苯、甲苯、二甲苯。 1.5.1.1、装置能力 以粗苯为原料计算：10 万吨/年 1.5.1.2、生产能力及产品方案 产品及副产品明细表 序数 据 号 物料名称收率 % kg/ht/d104t/a 进料 1粗苯92.201250030010 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 5 2氢气0.4256.61.360.046 3软化水7.38500120.4 合计1006778.3162.685.40 出料 1C6C8馏分89.686078.5145.894.86 2残油1.4397.22.330.07 3稳定塔顶不凝气1.2282.91.990.06 4污水7.67519.712.470.41 合计100.006778.3162.685.40 1.5.1.3、公用工程消耗 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 6 表 1.5-1 装置公用工程消耗（按照年操作 8000 小时计算） 单位耗量小时耗量年耗量能耗指标总能耗 单位 能耗 明细 名称单位数量单位数量单位数量单位数量 104MJ/ a MJ/t 电 kW.h/ t 32kW.h200 104kW.h/ a 160 MJ/kW. h 11.841894.4378.89 0.7MPa 蒸汽 t/t0.08t/h0.5104 t/a0.4MJ/t31821272.8254.56 凝结水t/t0.18t/h1.12104 t/a0.90MJ/t-320.3-286.99-57.40 循环水t/t44.87t/h272.8104 t/a218.24MJ/t4.19914.43182.89 软化水t/t0.08t/h0.5104 t/a0.4MJ/t10.474.190.84 污水t/t0.084t/h0.52104 t/a0.42MJ/t33.4914.072.81 净化风m3/t45.81m3/h180.00104 m3/a144.00MJ/m31.59228.9645.79 非净化 风 m3/t25.45m3/h100.00104 m3/a80.00MJ/m31.1793.618.72 氮气m3/t9.87m3/h60.00104 m3/a48.00MJ/m36.28301.4460.29 合 计4436.9887.65 1.5.1.4、能耗 单位耗量和单位能耗基准为6.25 t/h。 1.5.1.5、占地面积 新建部分占地约 22774=16798m2。 1.5.1.6、定员 加氢装置增加生产定员 24 人，其它配套公用系统由联合装置人员同时 管理不增加人员，全厂增加定员共 24 人。 1.5.21.5.2、主要技术经济指标、主要技术经济指标 本项目总投资 4366 万元，其中建设投资 2720 万元。年均销售收入 21607 万元，年均总成本费用 18250 万元，年均所得税后利润 2134 万元，全 部投资财务内部收益率所得税后为 48.73%，投资回收期为 3.71 年（所得税 后，含建设期 1.0 年） 。 主要经济指标见表 15-1。 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 7 主要技术经济指标汇总表 表 15-1 序号项 目 名 称 单位数量 一基本数据 其中外汇： 1 总投资 万元 4366 万美元 1.1 建设投资 万元 2720 万美元 1.2 固定资产投资方向调节税万元 1.3 建设期利息 万元 40 1.4 流动资金 万元 1606 2 销售收入 万元 21607 生产期内年平均 3 总成本 万元 18250 生产期内年平均 4 流转税及附加 万元 512 生产期内年平均 5 利润总额 万元 2845 生产期内年平均 6 所得税 万元 711 生产期内年平均 7 税后利润 万元 2134 生产期内年平均 二 经济评价指标 8 投资利税率 76.89 9 投资利润率 65.17 10 借款偿还期 年 2.64 含一年建设期 11 财务内部收益率 所得税前 59.54 所得税后 48.73 12 净现值（i = 12%） 所得税前 万元 14092 所得税后 万元 10156 13 投资回收期 含一年建设期 所得税前 年 3.37 所得税后 年 3.71 1.5.31.5.3、研究结论、研究结论 根据研究结果得出如下结论： 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 8 本项目采用上海胜帮石油技术有限公司开发的焦化粗苯加氢工艺技术， 工艺上成熟可靠，采用的技术先进稳妥。 新建 10 万吨/年焦化粗苯加氢装置加工粗苯，生产苯、甲苯、二甲苯等。 原料来源广泛，产品销售有保证，配套辅助设施和公用工程部分不需要另建， 依托原有系统工程即可。 项目各项经济评价指标好于行业基准值，项目经济效益较好，具有一定 抗风险能力，在经济上是完全可行的。 本可行性研究报告认为：项目采用的工艺技术是可行的，综合经济效益 是良好的，项目可行。 、市场分析与价格预测、市场分析与价格预测 2.12.1、纯苯市场纯苯市场分析分析 我国现有纯苯生产企业 50 余家,主要有扬子石化、上海石化、吉林石化、 齐鲁石化等,年产量均在 10 万吨以上。2007 年全国苯产量创历史新高达到 471.8 万吨,同比增长 19.7%。近几年由于苯下游产品的大量进口,苯的表现 消费量相当大, 苯进口量大幅度增加,2006 年进口量创历史新高,达 29.8 万 吨。2003 年-2008 年纯苯表现消费量年均增长 13.15%。预计 2009-2011 年, 国内纯苯仍将无法满足下游需求。 2000-2008 年我国纯苯的供需情况表 单位：万吨/年 年份年份产能产能产量产量进口量进口量出口量出口量表观消费量表观消费量同比增长同比增长 2000 200.0 184.0 7.5 9.0 182.521.5% 2001 225.0204.66.2 3.9 206.913.4% 2002 230.0 214.6 4.2 9.0 209.81.4% 2003 235.0224.6 1.0 10.9 214.72.34% 2004 252.0 255.65.3 1.4 259.520.87% 2005 320.0306.125.5 1.6 330.027.2% 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 9 2006367.0344.129.818.93557.58% 2007471.8405.824.95.6425.119.7% 2008528.4486.929.46.1476.11.2% 我国纯苯总体处于供需基本平衡。多数年份纯苯进口量不超过 10 万吨。 但是苯下游产品的自给率较低，需求量较大，每年大量进口，下游产品进口 量也在不断增长，特别是苯乙烯进口量很大。因此，实际国内苯当量消费量 要远远大于表观消费量，估计 2009 年国内苯的当量消费量接近 700 万吨。 我国苯第一大下游用户是苯乙烯，其次为苯酚和环己烷。2008 年我国苯消费 结构如图 2-1 所示。 苯乙烯 34.2% 硝基苯 12.0% 苯酚 13.4% 顺酐 8.0% 氯苯 8.5% 己二酸 4.6% 其他 8.5% 烷基苯 4.8% 己内酰胺 5.8% 图 2-1 2008 年纯苯消费结构图 随着经济发展，人民生活水平提高，今后苯下游衍生物的需求也将保持 较快速度增长。通过对苯的主要下游产品苯乙烯、己内酰胺、己二酸、苯酚、 氯苯、硝基苯、顺酐等生产能力和需求的预测，预计到 2010 年我国苯的表 观消费量将达到 778 万吨，2015 年则高达 926 万吨，国内纯苯将存在一定的 市场缺口。 根据苯的供应和需求预测，按照开工率 90%计算，国内到 2015 年缺口约 62 万吨，这部分缺口可通过提高开工率或是进口产品来解决。根据对国外主 要国家和地区的供需情况预测，进口地区可为中东、韩国、泰国、日本等。 国内纯苯供需平衡预测 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 10 2008 实际 2010 年 预测 2015 年 预测 2005-2010 年 增长速度 2010-2015 年 增长速度 生产能力 （wt/a） 36076096017.44.8 产量（wt） 344.168486417.44.8 开工率（%） 909090 需求量（wt） 354.977892615.56.4 需求平衡（wt） -10.8 94 -62 根据对各区域市场的苯下游产品需求预测，华东地区和华南地区将是苯 的最主要消费地区，东北地区苯消费量较大。按下游产品需求情况分析，消 费量较大的省份包括江苏、广东、上海、山东、浙江、辽宁、河北等。 近几年国内苯市场呈动荡的态势,价格起伏波动,趋势是稳步上扬。苯价 格受自身市场供需形势影响,并与其上游原料原油、石脑油的价格紧密相关, 综合平均 05、06、07、08 三年苯市场价格分别为： 7500、9300、9400、7800（元/吨）。 本次可研纯苯按市场均价 4500 元/吨分析。 2.22.2、甲苯市场分析、甲苯市场分析 我国甲苯生产主要集中在中国石化、中国石油和冶金系统，石油石化系 统甲苯生产企业 15 家。在芳烃联合装置中，有相当一部分甲苯通过歧化和 烷基转移生产苯和二甲苯，甲苯的产量可通过调整歧化装置的开工率来进行 调整。 2008 年国内甲苯总生产能力约为 134 万吨/年，产量为 99.3 万吨。表观 消费量 179.73 万吨，2003-2008 年间，国内甲苯的产量和表观消费量年均增 长率分别为 10.6和 12.5。 我国甲苯主要用途是 XXX 合成产品和溶剂，在 XXX 产品方面有硝基甲苯、 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 11 苯甲酸、甲苯胺、氯化苄、TDI、甲酚等。在溶剂方面有农药、涂料、油墨 等，其中溶剂是商品甲苯最重要的下游用途。2008 年我国甲苯消费构成见图 2-2。 涂料 23.4% 油墨和印刷 11.7% 粘合剂 8.3%其他 2.8% 甲苯歧化 22.3% 军工 8.3% 其他 3.9% TDI 3.3% 硝基甲苯 4.3% 苯甲酸 4.5% 氯化苄 3.5% 己内酰胺 3.8% 图 2-2 2008 年甲苯消费结构图 在未来几年内，甲苯在溶剂领域的消费量将逐渐下降。甲苯消费增长最 快的领域是 TDI 的生产，巴斯夫在上海建设的 13 万吨/年 TDI 项目已经投产， 另外，沧州大化和甘肃银光也已投产。由于国内对二甲苯生产将增长很快， 甲苯作为歧化原料的消费会继续增加。其他领域甲苯的需求也将有少量的增 长，但增长幅度不会很大。预计到 2010 年和 2015 年，国内甲苯的需求量将 分别达到 210 万吨和 220 万吨。 全国甲苯消费结构预测 万吨，% 2010 年2015 年 细分市场 数量比例数量比例 溶剂 8038.17534.1 甲苯歧化 5023.85022.7 TDI188.62511.4 硝基甲苯 104.8135.9 己内酰胺 94.3104.5 氯化苄 62.973.2 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 12 细分市场 2010 年2015 年 数量比例数量比例 苯甲酸 104.8104.5 军工 209.5209.1 其他 73.3104.5 合计 210100220100 2008 年各地区甲苯都存在着一定的缺口，以广东、江苏缺口最大。根据 对各区域市场的甲苯需求预测，华东地区和华南地区将是甲苯的最主要消费 地区，主要的省市依次为广东、江苏、上海和浙江，预计到 2010 年其甲苯 的市场容量将分别为 39 万吨、32 万吨、26 万吨和 15 万吨。 本次可研甲苯按市场均价 5500 元/吨分析。 2.32.3、二甲苯市场分析、二甲苯市场分析 我国现有二甲苯生产厂近 30 个，2007 年的生产能力达到 427.6 万吨/年, 实际产量为 277 万吨/年，实际消费 310.4 万吨/年。据 World PetrochemicalsSRI Consulting 预测，在 2007-2009 年间，我国二甲苯的平 均需求增长率为 19.1%，平均产能增长率为 15%，今后我国每年二甲苯的缺 口约为 230-300 万吨。 据统计，二甲苯近期的价格一直在 55006500 元/吨，根据市场今后的 供需状况分析，该价格仍将维持。 本次可研二甲苯按市场均价 5500 元/吨分析。 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 13 3 3、装置建设规模、产品方案、装置建设规模、产品方案 3.13.1、建设规模和装置组成、建设规模和装置组成 3.1.13.1.1、建设规模、建设规模 装置公称规模：5 万吨/年 最大处理量：6.0 万吨/年，120%； 正常处理量：5.0 万吨/年，100%； 最小处理量：3.5 万吨/年， 70%。 年操作时数：8000 小时/年。 配套公用工程和辅助设施适当扩能即可满足装置需要。 3.1.23.1.2、装置组成、装置组成 5 万吨/年的粗苯加氢装置包括预蒸馏、加氢反应、稳定分离三部分。后 续的产品精馏进联合装置抽提系统处理。装置需要的变配电和 DCS 控制系统 由联合装置统一配置，只需要增加相应设备即可，不再单独设计。 3.23.2、原料性质和产品方案、原料性质和产品方案 3.2.13.2.1、原料粗苯主要性质见下表：、原料粗苯主要性质见下表： 1、粗苯 粗苯原料油组成，wt 组分 Wt% 噻分 0.44 二硫化碳 0.23 吡啶 0.2 喹啉 0.08 C4 烷烃 0.12 C5 烷烃 0.08 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 14 C6 烷烃 0.1 C7 烷烃 0.19 C8 烷烃 0.14 C9 烷烃 0.17 C5 环烃 0.02 C6 环烃 0.03 C7 环烃 0.07 C9 环烃 0.17 C5 二烯烃 0.62 苯 71.05 甲苯 15.17 乙苯 0.11 二甲苯 3.9 苯乙烯 1.34 C9 芳烃 0.49 茚满 0.05 茚 1.93 萘 2.44 C10+重组分 0.86 合计 100 总硫，ppmw 2738 碱性氮，ppmw 418 溴价 10.51 碘价 2.69 比重 0.885 3.2.23.2.2、产品方案、产品方案 新建工程新增产品方案如下表： 收率 W%数量 序号物料名称 平均范围 Kg/h 万吨 /年 1 甲苯 16 15.0-17.0 10070.8 2 苯 76 75.0-77.0 47223.78 3 C8 馏分 0.8 0.7-0.9 530.04 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 15 4 二甲苯 4 3.0-5.0 2470.2 5 C9+馏分 1.2 1.0-1.5 820.06 6 非芳烃 2 1.0-3.0 1360.1 合 计 62485 4 4、工艺装置、工艺装置 4.14.1、工艺技术选择、工艺技术选择 4.1.14.1.1、工艺技术比较、工艺技术比较 通过下表比较可以看出该装置完全可以替代进口、并可以克服进口装置 的不足，彻底打破国外公司长期技术垄断壁垒。 附表：该技术与国外引进技术优劣比较 项目德国 K.K 法美国 litol上海胜帮 W.K.K 加氢工艺方法k.k 加氢工艺Lummus 加氢工艺 W.K.K 加氢工艺 萃取剂甲酰吗啉无甲酰吗啉 芳烃精制萃取蒸馏简单蒸馏萃取蒸馏 催化剂 BASFLummus 上海胜帮 预加氢反应器 NiMoCoMo NiMo；CoMo 主加氢反应器 CoMo Gr2O3 系 CoMo; CoMoZn 加氢温度/ 预加氢反应器 220230230-450220250 主加氢反应器 340380610-630320380 加氢压力 Mpa 预加氢反应器 3.55.76.02.03.5 主加氢反应器 3.45.76.02.03.5 氢源 99.99%自制自制自制或外购 纯苯质量 结晶点 / 5.45.45.4 纯度 % 99.9 99.9 99.9 总硫 ppm 1 0.5 1 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 16 产品国标苯、甲苯、二 甲苯 及 烷烃、重 芳烃 国标苯、重芳烃国标苯、甲苯、二甲 苯 及烷烃、重芳烃 无机硫的处理方法萃取吸附解吸，主 火炬燃烧。有酸性 气体排放。有环境 污染。 萃取吸附、解吸，主火 炬燃烧。有酸性气体排 放。有环境污染 反应吸附、无酸性气 体排放。无环境污染 产品收率高 低高 运行成本 元/吨 4001000100015004001000 自动化程度要求高最高高 设备材质要求高最高低 装置进口或国产化进口进口国产 装置投资大大低 4.1.24.1.2、粗苯加氢工艺特点、粗苯加氢工艺特点 -由于粗苯中可能杂质较多，采用预蒸馏可以减少杂质堵塞系统的可能 性，延长设备运行周期。并且可以不用残油塔。 -采用中温、中压粗苯加氢工艺，安全性能较高。 -深度的脱硫、脱氮和脱氧，产品纯度较高。 -该工艺结合了 LITOL 和 K.K 工艺的优点，技术成熟。 -操作运行连续、清洁无故障 。 -比起酸洗法精制，其收得率约高 810。 -氢气用量比其它工艺低。 -加氢精制工艺的废液比其它上艺所排出的废液少(例如：比酸洗法精 制要轻)。 4.24.2、工艺流程概述及操作条件、工艺流程概述及操作条件 4.2.1、工艺流程概述 粗苯加氢装置的目的是除去粗苯原料中的硫、氮和不饱和芳烃，送至抽 提装置进行芳烃的抽提和分离。 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 17 焦化粗苯原料从罐区进过滤器过滤后进粗苯缓冲罐，经粗苯进料泵升压 后，一部分直接进分段蒸发器顶部，一部分进入预蒸发器（四台串联）与主 反应产物换热升温后进入分段蒸发器底部，前者根据后者的流量做比率控制。 进料泵入口管线上有硫化剂和阻聚剂注入。 分段蒸发器顶原料气经与主反应产物换热后进入预反应器一，预反应产 物经与主反应产物换热后进入主反应器加热炉，升温后进入主反应器二。主 反应产物依次与主反应器进料，预反应器进料，分段蒸发器进料换热后，经 水冷，进入高压分离器。 装置外软化水进软化水缓冲罐，经泵升压后，间断注入预蒸发器各级上 游侧的主反应产物，以防止氯化铵盐份析出，沉积堵塞预蒸发器。注水量满 足控制高分酸性水中 NH4HS 含量为 46%w，同时防止出现“干沸” 。 高压分离器顶部气为循环氢气，进入循环气体罐，分液后顶部循环气进 入循环氢压缩机，经压缩机提压后返回到预蒸发器混合喷嘴与粗苯原料气混 合进入下游反应系统。循环气体罐设新氢补充线，循环氢压缩机出口循环氢 线设返回冷却线返回到循环气体罐。高压分离器底部反应产物经稳定塔原料 预热器换热后进入稳定塔。 稳定塔顶气为轻烃、H2S 气，经稳定塔顶冷凝器冷凝后进入稳定塔回流 罐。回流罐顶部气经稳定塔排气冷却器水冷后，凝液返回回流罐，不凝的 H2S 气送至老厂区催化装置分馏塔顶回流罐。回流罐液体经稳定塔回流泵升 压后，作为回流在回流罐液位及流量串级控制下返回稳定塔顶。 稳定塔底液为 C6C8馏分，经稳定塔塔底泵升压后，进稳定塔原料预热 器与稳定塔进料换热，在稳定塔釜液位控制下经三苯产品冷却器冷却后送出 装置。稳定塔重沸器热源由抽提装置的 2.2MPa 中低压蒸汽提供。 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 18 工艺流程简图：（工艺流程简图：（稳定塔后续部分进芳烃抽提装置） 预 蒸 馏 塔蒸 发 塔 预 反 应 器 换 热 器 主 反 应 器 加 热 炉 稳 定 塔 B T X S 分 离 塔 萃 取 蒸 馏 塔 解 析 塔 B T 蒸 馏 塔 二 甲 苯 塔 粗苯粗苯 纯纯苯苯 硝化甲苯硝化甲苯 二甲苯二甲苯 碳碳 9 重苯重苯 气液分离器 循环氢压缩机 补充氢压缩 机 H2 液相 BT NFM XS 非非 芳芳 甲苯甲苯 连 续 蒸 发 加 热 炉 含硫含硫废废气气 加 热 炉 加 热 炉 换热器 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 19 4.2.24.2.2、装置主要操作条件、装置主要操作条件如下：如下： 反应部分主要操作条件 预反应器主反应器 催化剂 空速，hr-1 1.0-1.51.2-1.6 入口压力，MPa（G） 3.0-3.53.0-3.5 入口温度，oC 190/228280/330 出口温度，oC250（max）380（max） 反应器出口氢分压，MPa（A） 1.81.8 氢油比 (100% H2)，m3n/m3 65540 化学氢耗，m3n /m3 7.0-1025-38 冷氢， kg/hr 180-210 4.34.3、主要设备选择、主要设备选择 主要设备及材料 序号名称规格数量备注 1 循环氢压缩机K-8102 2 2 主反应器加热炉Q=612Kw 1 3、 预反应器 12008050(切) 1 4 主反应器 140018300(切) 1 5 分段蒸发器 130012670(切) 11Gr18Ni9Ti 6 稳定塔 500/900/15006000/10000/3500(切) 1 304、16MnR 7 预蒸发器BEM450-5.0-66-7.5/30-1 5 8 分段蒸发器重沸器FIX400-5.0-22-3/25-1 2 9 气体加热器BES400-5.0-15-3/25-2I 1 10 反应器产品换热器BES400-5.0-15-3/25-2I 1 11 反应器产品冷却器BES800-5.0-160-6/25-4I 1 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 20 12 稳定塔原料预热器BES400-2.0-25-4.5/25-4I 1 13粗苯缓冲罐 16003600(切) 卧式 1 14高压分离器 14005000(切) 卧式 1 15残油闪蒸罐 8001800(切) 立式 1 16软化水罐 11002500(切) 立式 1 17循环气体罐 6002100(切) 立式 1 18稳定塔回流罐 10002200(切) 卧式 1 4.44.4、公用工程消耗、公用工程消耗 4.4.1 公用设施的消耗量 对于生产高纯度苯，甲苯和二甲苯的装置来说，每吨原料所期望的能源 介质的平均耗量如下表： 冷却水(温度差 T10) 92.4m3 电力 103.7Kwh 净热值(加热炉) 1.75106KJ 补给氢气 58.5m3(注 1) 溶剂 001kg 氮气(用于氮封和各段压力控制) 414m3(注 1) 仪表空气 2030m3(注 1) （注 1)：按照 0和绝对压力为 1013KPa 时的标准状态。 备注 ： 能源消耗量只是连续作业时的消耗。 照明用电和蒸气伴热不计在内。 氢气的机械损耗不计在内。 测量容许误差为土 20。 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 21 设计装置公用工程消耗（按照年操作 8000 小时计算） 单位耗量小时耗量年耗量能耗指标总能耗 单位 能耗 明细 名称单位数量单位数量单位数量单位数量 104MJ/ a MJ/t 电 kW.h/ t 32kW.h200 104kW.h/ a 160 MJ/kW. h 11.841894.4378.89 0.7MPa 蒸汽 t/t0.08t/h0.5104 t/a0.4MJ/t31821272.8254.56 凝结水t/t0.18t/h1.12104 t/a0.90MJ/t-320.3-286.99-57.40 循环水t/t44.87t/h272.8104 t/a218.24MJ/t4.19914.43182.89 软化水t/t0.08t/h0.5104 t/a0.4MJ/t10.474.190.84 污水t/t0.084t/h0.52104 t/a0.42MJ/t33.4914.072.81 净化风m3/t45.81m3/h180.00104 m3/a144.00MJ/m31.59228.9645.79 非净化 风 m3/t25.45m3/h100.00104 m3/a80.00MJ/m31.1793.618.72 氮气m3/t9.87m3/h60.00104 m3/a48.00MJ/m36.28301.4460.29 合 计4436.9887.65 4.4.2 公共设施的条件 生产装置所需的公用工程及加氢所需氢气，由联合装置依托中海油 XX 石化供给。 4.54.5、工艺装置、工艺装置“三废三废”排放排放 4.5.14.5.1、废液排放详表、废液排放详表 装置废液排放表 4.5 污水 性质 石油 类 挥发 酚 硫化 物 COD 氨氮排放去向序 号 水量 t/h mg/lmg/lmg/lmg/lmg/l 含硫污水 1100 300 2000 6000 1500 酸性水汽提 1 含油污水 11502.002.0025010 污水处理厂 总计 2 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 22 4.5.24.5.2、废气排放详表、废气排放详表 装置工程废液排放表 4.5 4.5.34.5.3、废渣排放详表、废渣排放详表 装置工程废液排放表 4.5 序号废催化剂（吨/年）其它 15 .6.6、工艺技术及设备风险分析、工艺技术及设备风险分析 本研究报告推荐的焦化粗苯加氢工艺技术可靠，工艺技术风险很小。 关键工艺设备如：反应器、压缩机组、分馏塔等静止和转动设备制造和 使用技术成熟，没有制造、运输和使用风险。 、辅助材料、辅助材料 本项目主要辅助材料有：粗苯加氢催化剂和通用化学药剂。 粗苯加氢催化剂采用国内生产的专用催化剂，通用化学药剂市场供应充 足。 6 6 自动控制自动控制 6.16.1 概述概述 采用技术先进且成熟的自动化仪表设备，新建装置采用分散控制系统 序号 装置名称烟气量 104Nm3/ h SO2(kg/h)NOx(kg/h) 烟尘 (kg/h) 排放去向 一新建装置 1 烟气 0.518 11 30 排大气 2 安全阀火炬 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 23 （DCS）监控，以满足装置安全、高效、长周期的生产要求。 6.26.2 装置装置自动化自动化 6.2.16.2.1、中心控制室、中心控制室 新建装置采用生产装置集中操作、技术人员集中办公的模式，提高工作 效率。按照装置流程和平面布置，生产装置控制室（CCR）与 XXX 一体化联 合装置共用。 DCS 预留与应用计算机或上位控制机的接口，充分考虑将来实施先进控 制和优化控制的硬件和软件平台问题。先进控制和优化控制的实施在工艺装 置投运后再考虑。 为保证安全生产，根据生产工艺要求，设安全联锁保护系统（ESD） 。 综合上述，新建装置自动化水平达到国内同行业先进水平。 6.2.26.2.2、仪表选型、仪表选型 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。DCS、ESD 系统作为装置的 集中控制设备，根据目前的生产制造水平，选用进口产品。在线分析仪表选 用进口产品。 应用于爆炸危险区域的仪表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。 6.2.2.16.2.2.1、DCSDCS和和ESDESD系统系统 DCS 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。DCS 应采用近几年发展和改进的新技术、新设备和 新系统。系统应具有完备的冗余技术，包括设备冗余和工作性能冗余，要求 控制器、通讯网络、电源设备、控制回路的 I/O 卡件等为 1：1 冗余，系统 能在线扩展。系统的平均无故障时间（MTBF）和平均维修时间（MTTR）的指 标是先进的。系统具有完善的硬件、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。系统的各种插卡应可以在线插拔、更换。 ESD 系统采用可编程电子系统采用冗余、容错结构，为是故障安全型。 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 24 系统具有完善的硬件和软件故障诊断及自诊断功能，系统的各种插卡应能在 线插拔和更换，采用有效的安全措施将系统硬件和软件故障对系统造成的影 响限制在最小范围内。当事故发生时，联锁或过程输出应切换到预先设置的 状态/数值。系统必须取得 TUV5 级以上安全认证。要求系统的有效率 （Availability）不低于 99.99%。ESD 系统具有完善的过程控制及事件记录 顺序功能（SOE） ，SOE 的识别时间间隔要求1ms。ESD 系统的数据处理及程 序执行周期不大于 100ms。ESD 的 I/O 卡安装在现场控制室（在 DCS 现场控 制室内） 。 6.2.2.26.2.2.2、现场仪表、现场仪表 温度测量仪表： 1）就地测量一般选用万向式双金属温度计，配套密封型温度计套管。 2）需信号远传一般选用热电偶；对被测温度低、精度要求高的场合选 用 Pt100 热电阻； 3）加热炉管表面温度测量采用刀刃式炉管表面铠装热电偶，设备表面 温度测量选用表面铠装热电偶。 压力测量仪表： 1）测量一般选用弹簧管压力表；高压部位选用安全型不锈钢压力表； 炉膛压力测量选用膜盒微压计；动力设备出口等有震动的场合，选用耐振压 力表。 2）需压力信号远传选用智能压力变送器或差压变送器。 流量测量仪表： 1）计量精度要求：装置内部为 11.5 级，进出装置为 0.51.0 级， 进出厂为 0.20.3 级。 2）根据介质状态和仪表类型，需要精确计量的场合要采用温度、压力 补偿措施。 3）一般选用节流装置，配差压变送器。 4）进出装置的重要物料流量测量，选用质量流量计或容积式流量计。 5）大管道水流量测量，选用电磁流量计或超声波流量计。 6）大管径清洁气体流量，测量选用阿牛巴流量计，配多参数智能差压 变送器，并进行温度压力补偿。 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 25 7）小管道或清洁介质流量测量，选用金属管浮子流量计。 8）高粘度的介质的流量测量，选用楔式流量计或靶式流量计。 液位测量仪表： 1）就地测量选用无盲区双色石英管液位计；测量范围较大的情况选用 磁浮子液位计；在高压场合选用高压磁浮子液位计。对地下的污油罐液位测 量选用顶装式液位计。 2）装置区小范围（ 1200mm）液位信号需远传时则一般选用外浮筒液 位变送器，测量范围较大时选用双法兰差压变送器； 3）粘稠介质分馏塔液位测量另加一套电动内浮球液位变送器。 4）水池液位测量选用超声波液位计，水罐液位测量选用超声波液位计 或单法兰液位变送器。 执行机构： 1）调节阀一般选用气动薄膜调节阀。 2）对联锁用切断阀，选用关闭性严密的两位式单气缸式球阀或闸阀， 配单电控电磁阀和阀位回讯器。 3）汽车定量装车控制阀采用数字多段电液阀。 4）操作条件恶劣的特殊调节阀选用进口产品。 变送器： 温度、压力、差压、流量、液位变送器采用智能变送器。 安全栅： 选用隔离式安全栅，减少接地问题对多系统连接的影响。 安全仪表： 1）可燃气体检测器探头选用催化燃烧式。 2）有毒气体一般为 H2S，检测器探头一般采用定电位电解法等电化学型。 6.36.3 装置自动控制装置自动控制方案方案 6.3.16.3.1、工艺装置对自动控制的要求、工艺装置对自动控制的要求 自控系统负责各装置及其原料油罐区的数据采集、过程监测、控制及安 全联锁保护。所有工艺装置均为连续生产工艺流程，为实现用较少的人力实 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 26 现对装置长周期安全平稳操作，保证产品质量，主要参数要求采用自动控制， 并在控制室内集中指示、记录、调节；不需要经常观察的参数，只设就地检 测仪表。对关键参数，在控制室内设置声光报警，在参数越限时进行报警。 根据工艺装置的特点，设置紧急停车和安全联锁系统（简称 ESD 系统） ， 尽量避免恶性事故发生的几率，避免重大人身伤害、重要设备损坏及重大经 济损失。 在可能泄漏可燃气体的场所，设置可燃气体浓度检测器，并在控制室内 报警。在可能泄漏有毒气体的场所，设置有毒气体浓度检测器，带现场报警 功能，并在控制室内报警。 6.3.26.3.2、主要控制方案、主要控制方案 6.3.36.3.3、工艺装置中设备成套供应范围、工艺装置中设备成套供应范围 机组就地仪表、变送器、就地控制盘以及必须由机组供应商提供的控制 系统等由机组供应商成套提供。 6.46.4 设计采用的主要标准规范设计采用的主要标准规范 6.4.16.4.1、设计采用的主要标准规范、设计采用的主要标准规范 SH3005-1999 石油 XXX 自动化仪表选型设计规范 SH3006-1999 石油 XXX 控制室和自动分析器室设计规范 GB5016092 石油 XXX 企业设计防火规范 GB50058-92 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 SH/T3092-1999 石油 XXX 分散控制系统设计规范 HG/T20508-2000 控制室设计规定 SH3020-2001 石油 XXX 企业供气设计规范 SH3063-1999 石油 XXX 可燃气体和有毒气体检测报警设计规范 铜化集团有机化工有限责任公司 10 万吨/年粗苯加氢项目可行性报告 27 7 7、总图运输、总图运输 7.17.1、装置位置及条件、装置位置及条件 河北 XXX 能源技术开发有限公司位于河北黄骅市南排河镇，东南毗邻塘 沽港和黄骅港及溯黄铁路，水运、公路、铁路便利，交通极为发达。公司利 用自身资源优势和空地拟建该联合生产装置。 装置总平面布置结合厂区现状和周边条件，充分利用厂内现有土地，充 分依托现有设施。根据工艺流程和生产装置的特点，优化装置内部布置，合 理紧凑布置各单元。平面布