年产5万吨焦化粗苯加氢装置可行性研究报告

目录1、总论511、项目及建设单位基本情况512、编制依据及原则613、研究范围614、项目背景及建设必要性615、主要研究结论7、市场分析与价格预测1021、纯苯市场分析1022、甲苯市场分析1223、二甲苯市场分析143、装置建设规模、产品方案1431、建设规模和装置组成1432、原料性质和产品方案154、工艺装置1741、工艺技术选择1742、工艺流程概述及操作条件1843、主要设备选择2144、公用工程消耗2245、工艺装置“三废”排放236、工艺技术及设备风险分析24、辅助材料246自动控制2461概述2462装置自动化2463装置自动控制方案2764设计采用的主要标准规范287、总图运输2871、装置位置及条件2872、装置竖向、道路及排雨水3173、厂区绿化3174、工厂运输3275、主要工程量3276、采用规范标准328、公用工程及辅助生产设施3281、油品储运3282、给排水3283、电气、电讯3384、供热3585、供风、供氮3586、分析化验3587、维修及其它辅助设施369节能3691编制依据3692装置用能特点3693节能基本原则3694节能措施3610、消防37106、建、构筑物的耐火、防爆泄压、通风设计41107、电气防火41108、人员编制4211、环境保护42111、设计原则42112、设计采用的标准规范42113、主要污染源及污染物43114、全厂采取的环保措施及预期效果43115、环境监测4612、劳动安全卫生46121、主要执行标准46122、主要设计原则46123、职业危害因素及其影响47124、安全防范措施48125、劳动安全卫生专用投资4913、组织机构、人力配置和项目实施计划50131、组织机构50132、新建装置人力配置50133、项目实施计划5014、投资估算和资金筹措51141、建设投资估算51142、资金筹措5215、经济效益评价53151、生产成本和费用估算53152、财务评价54153、敏感性分析55154、财务评价结论5516、预期目标及风险分析56161、预期目标56162、风险分析561、总论11、项目及建设单位基本情况111、项目基本情况1111、项目名称河北新启元能源开发技术有限公司5万吨/年焦化粗苯加氢装置。1112、项目建设性质该项目属于新建项目。1113、项目建设地点项目建设地点为沧州渤海新区中捷产业园区化工一体化联合装置南侧112、建设单位基本情况1121、建设单位名称、性质及负责人建设单位全称河北新启元能源技术开发有限公司建设单位性质民营股份制建设单位法人古博名1122、建设单位概况河北新启元能源技术开发有限公司位于沧州渤海新区中捷产业园区，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。河北新启元能源开发有限公司现有装置是以化工为主的新型加工模式企业，新建该粗苯加氢装置位于开工在建的化工一体化联合装置（10万吨/年液化气芳构化装置、15万吨/年石脑油重整装置、25万吨/年芳烃抽提装置、20万吨/年轻汽油醚化装置、10万吨/年催化干气制甲醇装置）南侧。其苯类产品进联合装置的抽提装置处理，分离出苯、甲苯、二甲苯产品。河北新启元能源技术开发有限公司依托的中海石油中捷石化，拥有大量的剩余水、电、汽、风等公用工程，丰富的干气资源；这为本项目提供充足且优质的辅助原料，可为本项目提供足量的水、电、气、风等公用工程物流，大大降低了装置投资。装置处理的焦化粗苯主要外部采购，来源充足，经济效益显著，本项目建设的必要性不言而喻。12、编制依据及原则121、编制依据1211、河北新启元能源技术开发有限公司5万吨/年焦化粗苯加氢装置可行性研究报告委托书1212、河北新启元能源技术开发有限公司提供的工艺装置及公用工程现状资料、平面布置图、发展用地有关资料、地质资料以及气象资料。122、编制原则1221、新建装置立足于国内自主技术，并对其进行优化。1222、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。1223、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。1224、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”。13、研究范围5万吨/年焦化粗苯加氢装置及相关部分公用工程。14、项目背景及建设必要性焦化粗苯加氢精制的主要产品是纯苯、甲苯、二甲苯等，均为重要的有机化工原料，普遍应用合成染料、有机颜料、合成农药、合成医药、合成树脂、日用化工制品等有机化工行业。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34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。15、主要研究结论151、项目概况焦化粗苯加氢装置以焦化粗苯为原料，采用上海胜帮石油化工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。1511、装置能力以粗苯为原料计算5万吨/年1512、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焦化粗苯9220625015052氢气04228306800233软化水7385001204合计1006778316268540出料1C6C8馏分896860785145894862残油1439722330073稳定塔顶不凝气1228291990064污水76751971247041合计1000067783162685401513、公用工程消耗表151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/AMJ/T电KWH/T32KWH200104KWH/A160MJ/KWH1184189443788907MPA蒸汽T/T008T/H05104T/A04MJ/T31821272825456凝结水T/T018T/H112104T/A090MJ/T3203286995740循环水T/T4487T/H2728104T/A21824MJ/T4199144318289软化水T/T008T/H05104T/A04MJ/T1047419084污水T/T0084T/H052104T/A042MJ/T33491407281净化风M3/T4581M3/H18000104M3/A14400MJ/M3159228964579非净化风M3/T2545M3/H10000104M3/A8000MJ/M31179361872氮气M3/T987M3/H6000104M3/A4800MJ/M3628301446029合计44369887651514、能耗单位耗量和单位能耗基准为625T/H。1515、占地面积新建部分占地约2277416798M2。1516、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。152、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4873，投资回收期为371年（所得税后，含建设期10年）。主要经济指标见表151。主要技术经济指标汇总表表151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11建设投资万元2720万美元12固定资产投资方向调节税万元13建设期利息万元4014流动资金万元16062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76899投资利润率651710借款偿还期年264含一年建设期11财务内部收益率所得税前5954所得税后487312净现值（I12）所得税前万元14092所得税后万元1015613投资回收期含一年建设期所得税前年337所得税后年371153、研究结论根据研究结果得出如下结论本项目采用上海胜帮石油化工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5万吨/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21、纯苯市场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4718万吨,同比增长197。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298万吨。2003年2008年纯苯表现消费量年均增长1315。预计20092011年,国内纯苯仍将无法满足下游需求。20002008年我国纯苯的供需情况表单位万吨/年年份产能产量进口量出口量表观消费量同比增长2000200018407590182521520012250204662392069134200223002146429020981420032350224610109214723420042520255653142595208720053200306125516330027220063670344129818935575820074718405824956425119720085284486929461476112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21所示。苯乙烯342硝基苯120苯酚134顺酐80氯苯85己二酸46其他85烷基苯48己内酰胺58图212008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2008实际2010年预测2015年预测20052010年增长速度20102015年增长速度生产能力（WT/A）36076096017448产量（WT）344168486417448开工率（）909090需求量（WT）354977892615564需求平衡（WT）1089462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。22、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993万吨。表观消费量17973万吨，20032008年间，国内甲苯的产量和表观消费量年均增长率分别为106和125。我国甲苯主要用途是化工合成产品和溶剂，在化工产品方面有硝基甲苯、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22。涂料234油墨和印刷117粘合剂83其他28甲苯歧化223军工83其他39TDI33硝基甲苯43苯甲酸45氯化苄35己内酰胺38图222008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8038175341甲苯歧化5023850227TDI188625114硝基甲苯10481359己内酰胺9431045氯化苄629732苯甲酸10481045军工20952091其他7331045合计2101002201002008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。23、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4276万吨/年,实际产量为277万吨/年，实际消费3104万吨/年。据WORLDPETROCHEMICALSSRICONSULTING预测，在20072009年间，我国二甲苯的平均需求增长率为191，平均产能增长率为15，今后我国每年二甲苯的缺口约为230300万吨。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。3、装置建设规模、产品方案31、建设规模和装置组成311、建设规模装置公称规模5万吨/年最大处理量60万吨/年，120；正常处理量50万吨/年，100；最小处理量35万吨/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。312、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。32、原料性质和产品方案321、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044二硫化碳023吡啶02喹啉008C4烷烃012C5烷烃008C6烷烃01C7烷烃019C8烷烃014C9烷烃017C5环烃002C6环烃003C7环烃007C9环烃017C5二烯烃062苯7105甲苯1517乙苯011二甲苯39苯乙烯134C9芳烃049茚满005茚193萘244C10重组分086合计100总硫，PPMW2738碱性氮，PPMW418溴价1051碘价269比重0885322、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161501701007082苯7675077047223783C8馏分080709530044二甲苯43050247025C9馏分121015820066非芳烃2103013601合计624854、工艺装置41、工艺技术选择411、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KK法美国LITOL上海胜帮WKK加氢工艺方法KK加氢工艺LUMMUS加氢工艺WKK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NIMOCOMONIMO；COMO主加氢反应器COMOGR2O3系COMOCOMOZN加氢温度/预加氢反应器220230230450220250主加氢反应器340380610630320380加氢压力MPA预加氢反应器3557602035主加氢反应器3457602035氢源9999自制自制自制或外购纯苯质量结晶点/545454纯度999999999总硫PPM1051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412、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KK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。42、工艺流程概述及操作条件421、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。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46W，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22MPA中低压蒸汽提供。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BTXS分离塔萃取蒸馏塔解析塔BT蒸馏塔二甲苯塔粗苯纯苯硝化甲苯二甲苯碳9重苯气液分离器循环氢压缩机补充氢压缩机H2液相BTNFMXS非芳甲苯连续蒸发加热炉含硫废气加热炉加热炉换热器422、装置主要操作条件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，HR110151216入口压力，MPA（G）30353035入口温度，OC190/228280/330出口温度，OC250（MAX）380（MAX）反应器出口氢分压，MPA（A）1818氢油比100H2，M3N/M365540化学氢耗，M3N/M370102538冷氢，KG/HR18021043、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K810222主反应器加热炉Q612KW13、预反应器12008050切14主反应器140018300切15分段蒸发器130012670切11GR18NI9TI6稳定塔500/900/15006000/10000/3500切1304、16MNR7预蒸发器BEM450506675/30158分段蒸发器重沸器FIX40050223/25129气体加热器BES40050153/252I110反应器产品换热器BES40050153/252I111反应器产品冷却器BES800501606/254I112稳定塔原料预热器BES400202545/254I113粗苯缓冲罐16003600切卧式114高压分离器14005000切卧式115残油闪蒸罐8001800切立式116软化水罐11002500切立式117循环气体罐6002100切立式118稳定塔回流罐10002200切卧式144、公用工程消耗441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T10924M3电力1037KWH净热值加热炉175106KJ补给氢气585M3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。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/AMJ/T电KWH/32KWH200104KWH/160MJ/KW11841894437889TAH07MPA蒸汽T/T008T/H05104T/A04MJ/T31821272825456凝结水T/T018T/H112104T/A090MJ/T3203286995740循环水T/T4487T/H2728104T/A21824MJ/T4199144318289软化水T/T008T/H05104T/A04MJ/T1047419084污水T/T0084T/H052104T/A042MJ/T33491407281净化风M3/T4581M3/H18000104M3/A14400MJ/M3159228964579非净化风M3/T2545M3/H10000104M3/A8000MJ/M31179361872氮气M3/T987M3/H6000104M3/A4800MJ/M3628301446029合计4436988765442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中捷石化供给。45、工艺装置“三废”排放451、废液排放详表装置废液排放表45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/HMG/LMG/LMG/LMG/LMG/L含硫污水1100300200060001500酸性水汽提1含油污水115020020025010污水处理厂总计2452、废气排放详表装置工程废液排放表45453、废渣排放详表装置工程废液排放表45序号废催化剂（吨/年）其它156、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。序号装置名称烟气量104NM3/HSO2KG/HNOXKG/H烟尘KG/H排放去向一新建装置1烟气05181130排大气2安全阀火炬6自动控制61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（DCS）监控，以满足装置安全、高效、长周期的生产要求。62装置自动化621、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）与化工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。622、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。6221、DCS和ESD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11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。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9999。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）。6222、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115级，进出装置为0510级，进出厂为0203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。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。63装置自动控制方案631、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。632、主要控制方案633、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。64设计采用的主要标准规范641、设计采用的主要标准规范SH30051999石油化工自动化仪表选型设计规范SH30061999石油化工控制室和自动分析器室设计规范GB5016092石油化工企业设计防火规范GB5005892爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范SH/T30921999石油化工分散控制系统设计规范HG/T205082000控制室设计规定SH30202001石油化工企业供气设计规范SH30631999石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范7、总图运输71、装置位置及条件河北新启元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。平面布置以符合规范，流程顺畅，节省占地，方便管理，有利于安全生产、降低能耗、节约投资和提高全厂经济效益为原则。装置布置于化工一体化联合装置南侧，详见总平面布置图。711工程地质该场地覆盖着25米厚的粉状砂土，为非湿陷性，该场地土类型为中软场地土，建筑场地类别为类。厂址地下水类型为潜水型，以第四系地层孔隙水、基岩裂隙水为主。地下水的矿化度022G/L,PH值介于73824之间，对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有微弱腐蚀性。根据国家地震局2001年颁发的中国地震动参数区划图，沧州地区地震峰值加速度小于005G，反应谱特征周期为045S。该区域地震基本烈度为6度。根据本工程的特点并结合场地的岩土工程条件，设计中对于荷载较轻的一般建（构）筑物可考虑采用天然地基，但应清除上部的松散砂层；对于荷重较大的建（构）筑物，可考虑采用振冲碎石桩符合地基方案。地下水文第四系孔隙潜水，水位埋深为6米。厂址详细的地质勘探资料应在施工设计阶段进一步完善。712气象条件本项目所选区域属于北温带大陆性半干旱气候，季节性明显，基本特征为冬季长而寒冷，春季风沙频繁，夏季炎热而短，秋季凉爽，四季冷热多变，昼夜温差悬殊，干旱少雨，蒸发量打，降雨集中在7、8、9三个月，最大冻土层深度146米，年平均齐文1417左右。主要气象如下气温年平均气温123极端最高气温418极端最低气温1902湿度年平均相对湿度64夏季平均相对湿度77冬季平均相对湿度583降雨量年平均降雨量5929MM一日最大降雨量2253MM一小时最大降雨量796MM4风力全年主导风向西南夏季主导风向东冬季主导风向西南年平均风速33M/S5降雪最大积雪深度25MM6气压年平均气压10164KPA历年最高气压1048KPA历年最低气压9879KPA7其他最大冻土层深度52CM72、装置竖向、道路及排雨水721、装置竖向1、装置平面布置满足工艺流程及管道敷设对坡向、坡度、高程的要求。2、装置平面布置应保证不受洪水内涝的威胁。3、装置平面布置应根据地形、地质条件并结合地基处理方案合理确定填挖高度，尽量避免深挖高填。4、装置平面布置应力求场地平整土石方工程量最小，经济合理，调运路程短捷方便。5、装置平面布置的竖向问题应与厂区的竖向布置协调。722、装置道路装置内道路布置应与工厂总体布置和总平面布置协调一致，主干道、次干道和支道成环状布置，主干道宽9M，其它道路宽6M，管理区、辅助生产和动力区及工艺装置区道路采用城市型，其它道路采用公路型，面层为现浇水泥混凝土。723、装置排雨水装置平面布置的排雨水应与厂区雨水采用暗管和明沟相结合的排出方式衔接好。装置平面布置明沟沿路边设置，明沟穿越道路时设车行钢筋混凝土盖板明涵。73、厂区绿化根据厂区总平面布置及竖向布置，结合当地土壤、气候条件，选择来源可靠、产地近、吸尘能力强、减噪效果好的乔、灌木或草皮的植物进行绿化。装置区周围根据装置性质及散发的有害物质，选择适宜的植物进行绿化。74、工厂运输装置建成后将增加工厂运输量10万吨/年，其中运入5万吨/年，运出5万吨/年，全部为公路运输。现有联合装置新建的装卸车设施完全可以满足增加的运输量。75、主要工程量占地16798M2道路770米排水沟680米绿化3500M276、采用规范标准石油化工企业设计防火规范GB5016092石油化工企业厂区总平面布置设计规范SH305393石油化工厂区竖向布置设计规范SH/T30132000石油化工企业厂内道路设计规范SHJ2390石油化工厂区绿化设计规范SH300820008、公用工程及辅助生产设施81、油品储运新建粗苯原料罐32000M3，中间罐12000M3，甲苯、二甲苯、重组分馏分等罐组与联合装置抽提系统共用，新建共计8000M3储量。82、给排水为减少污水处理负荷，装置区内进行清污分流，按规定设置防泄漏围堰。围堰内设置含油污水（或雨水）排入含油污水系统，清净雨水进入假定净水系统，通过监护池排放。对装置给排水管网，直接与化工一体化联合装置连接。循环水场在建联合装置循环水场有一定的余量，循环水直接连接。83、电气、电讯831、设计范围及依据设计范围为装置界区内的电气和电信（电话及火灾消防报警系统）设计。装置配电由循环水场变配电室供电，只需增加电缆走向桥架连接。电信部分在联合装置设计时统一考虑。832、负荷情况装置增加用电负荷400KW。电压等级038/022KV，负荷等级一、二级。833、主接线及变配电装置038KV主接线应采用分段单母线接线，正常运行情况下，分段断路器分裂运行，当任一外供电源失电、变压器和线路故障或检修等失电时，进线开关与系统解裂，手动或BZT投入分段断路器，由另一段电源线路、配电装置带全部一、二级负荷运行。下级BZT与上级BZT或自动装置配合，并满足电动机群顺序自动再起动的要求，若母线断电时间超过59秒时，将解除电动机的自动再起动。电源恢复后，再手动起动各需要运行的电动机。834、控制、保护、测量、信号、计量038KV电源进线、分段采用微处理器脱扣器带测量单元、控制单元、对话单元的空气开关。运行、保护、监控信息以数据通信串行口方式发送至SCADA系统。038KV重要的设备采用PLC监控装置，除在现场的机泵旁开停、信号灯显示、电流表指示外，并可在工艺操作站监视。835、自动装置低压重要机泵如具有再起动要求的机泵和具有连锁要求及备用泵自起的电动机、电源切换单元的运行信息等，采用PLC可编程控制器进行数据采集和处理。BZT备用电源自动投入装置备自投装置设置为在工作电源断开或失压后，才手动或自动投入；仅动作一次；投于故障时后加速动作；检测另一段母线电压水平、进线过流闭锁。具有再起动要求的机泵由PLC电动机顺序再起动装置实现，具有连锁要求及备用泵自起的电动机运行信息通过PLC经网络服务器传送至DCS操作室电气工作站上进行监视。836、照明设置及配线该工程设置照明与检修公用电源，供电范围为照明负荷、UPS不间断电源装置、通信电源装置、事故风机、检修电源箱等。管桥下采用2X40W高效节能、电子整流器防爆荧光灯。照明配电箱按单体、单元、区域而设置。照明控制方式装置区、建筑物内在照明箱上集中控制，少量采用分散控制。室外装置照明线路均采用铜导线BVN1X25）穿钢管敷设，沿管桥、平台、平台栏杆、爬梯明敷设安装时采用30X30X4角钢固定。区域照明利用4基6个250W灯具的高杆灯。837、线路敷设电缆敷设采用桥架架空敷设和电缆沟充砂敷设相结合的方式，局部考虑采用150X75配线线槽沿钢梁和支撑架敷设，少量零散负荷、照明电缆采用电缆直埋敷设或穿钢管埋地敷设。位于爆炸危险场所的电缆不得有中间接头。进出建筑物的桥架墙洞、电缆沟及穿墙、基础的电气、电信管线，以及电缆桥架、电气设备、配线钢管穿楼板的孔洞均采用非燃烧材料进行密封或堵封。电力电缆及强电控制电缆采用交联阻燃型电缆，弱电控制、保护、测量、远动及通信电缆采用阻燃型电动仪表信号电缆。838、防雷及接地电气接地系统按防雷接地、防静电接地、保护接地、工作接地设置,其接地电阻值应不大于4欧姆。380/220V为TNS系统，中性点直接地。电气接地系统除在变电所的附近设集中接地体外，在装置区构架处、塔处、烟囱处考虑增设接地体。接地体采用50X5镀锌角钢，连接线和主接地干线采用40X4镀锌扁钢，接地网至设备、构架、支架等需要接地的采用25X4镀锌扁钢。工艺管线、设备的静电接地采用软导线跨接后引下接至接地网络。压缩机棚处于爆炸火灾危险场所，在其棚顶设置6MX6M网格的避雷网。839、通讯及火灾消防报警部分为满足装置生产的需要，通信方式采用有线方式。压缩机厂房、装置区配备7音对讲防爆电话和手动火灾消防报警装置及火灾报警系统；火灾报警系统设置区域控制器并接入全厂系统；行政调度电话直接接入全厂网络。8310、采用的技术标准GB5003492工业企业照明设计标准GB5005495低压配电设计规范GB5005593通用用电设备配电设计规范GB5005794建筑物防雷设计规范（2000年局部修订）GB5005892爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5016692火灾自动报警系统施工及验收规范GBJ6583工业与民用电力装置的接地设计规范（试行）84、供热装置供热由化工一体化联合装置统一提供。85、供风、供氮装置需用量见装置压缩空气用量见表851。表851压缩空气用量表压力MPA正常NM3/H最大NM3/H备注非净化风08600700间断净化风07180220装置所需氮气由全厂氮气站提供。装置氮气用量见表852。用气参数连续，NM3/H间断，NM3/H压力MPA温度正常最大正常最大05540304086、分析化验工程实施后，根据生产操作的需要和油品质量的分析要求，需增加必要的常规和高频率分析项目的分析仪器，对特殊分析项目和投资较大、分析频率较低的分析仪器，依托社会解决。本装置建设后需配置的精密分析仪器气相色谱2台，硫、氮分析仪（库仑仪）2台。非仪器类分析，如酸度或酸值、游离碱等按照国家有关标准购置定型玻璃或钢制（或其它材料）设备。增加的上述化验设施的投资约15万元。87、维修及其它辅助设施依托现有联合装置设施，不再另建。9节能91编制依据石油化工设计能耗计算方法SH/T3110200192装置用能特点本装置的反应、分馏工艺过程是在高温下进行的，高温由燃料燃烧提供，燃料消耗是本装置的用能特点之一；新氢压缩机（与重整公用）、循环氢压缩机等是相对较大的电机驱动设备，用电荷负是本装置用能的另一个特点。93节能基本原则在满足装置正常运行的前提下，尽可能地回收和利用能量，以降低装置的综合能耗水平，追求更高的经济效益水平。94节能措施优化流程，增加能量回收利用率。采用节能效果好的空气冷却器代替水冷却器。采用高效空气预热器，有效回收烟气热量。采用新型、节能燃烧器，提高燃料燃烧效率。适时采用变频调速技术，有效节省电能。加强设备和管道保温，减少散热损失。10、消防101、设计原则装置内的消防设施能确保扑灭小火，控制大火，即在发生大的火灾时，能在消防车救援来到之前控制火势，防止减少火灾蔓延。102、可依托的消防设施中海油中捷石化现有消防设施可以依托，详细情况如下消防人员配备消防队人数30人。队员24人，司机6人。消防车4辆一号车斯太尔王BBS5320GXFPM180ZP型泡沫灭火车。二号车德龙CX580GXFPM200型泡沫灭火车。三号车东风140型4吨水灌灭火车。四号车解放141型4吨干粉、水1吨；干粉水联用灭火车。事故池1个，容积80000立方米。消防水池1个，容积120000立方米。消防水泵数量19台；规格型号XBD108/100200L6、8台；XBD83/9665L4、2台；IS100/80/160、2台；IS100/65/250、3台；350WFB/BD2、980方/小时2台；12SS/9、980方/小时2台；本工程只考虑新建装置配备必要的消防设施。要求消防水稳压系统，能保证消防用水水压不低于12MPA，可以满足。103、遵循的法规及执行的主要技术标准规范中华人民共和国消防法1998建筑工程消防监督审核管理规定公安部1997年第30号令石油化工企业设计防火规范GB5016092低倍数泡沫灭火系统设计规范（2000年版）GB5015192建筑设计防火规范GBJ1687（2001年版）建筑灭火器配置设计规范GBJ14090（97修订本）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB5005892建筑物防雷设计规范GB5005794（2000年局部修订）火灾自动报警系统设计规范GBJ11698104、拟建工程规模组成及原料、产品等的火灾危险类别表941单元和火灾危险性分类序号装置名称工艺介质说明火灾危险分类1粗苯加氢苯、甲苯、二甲苯甲类105、新建装置消防设施的设置1051、消防水量确定按石油化工企业设计防火规范进行计算。火灾次数按一次考虑，消防用水量最大的火灾发生场所按罐区设计。一次所需最大消防水量为2453L/S，消防水压力不小于12MPA，火灾延续供水时间按6小时考虑，经计算一次灭火消防水储存量为6500M3。1052、消防供水管网装置及罐区的消防水供水采用高压消防系统环状管网供水。本装置消防水管网与化工一体化联合装置消防水管网相连。装置四周消防水管网上设置