xx油田xx炼油厂2万吨年甲基叔丁基醚（mtbe）项目可行性研究报告43425

11中国石油XX油田XX炼油厂2万吨/年甲基叔丁基醚（MTBE）项目可行性研究报告中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目1目录1总论411项目及建设单位基本情况412编制依据及原则513研究范围614项目背景及建设理由615主要研究结论82市场分析和价格预测1021原料分析1022产品市场分析1023MTBE风险分析103建设规模、产品方案1331建设规模1332产品方案134MTBE装置1441工艺技术选择1442工艺原理及工艺流程155原料、辅助材料及燃料供应2051原料2052辅助材料216自动控制2261概述2262自动化水平2263仪表选型2264控制系统2465控制方案2566仪表正常工作保证措施2567主要仪表设备一览表2668仪表消耗指标2669设计采用的标准和规范277厂址选择27中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目271概述2772建厂条件2773厂址选择308总图运输、储运、外管网及土建3081总图运输3082油品储运3283外管网3484土建349公用工程及辅助生产设施3891给排水3892供电4093电信4494供热、供风4495采暖、通风4696空压站及氮气站4797分析化验5110节能与节水52101节能52102节水5311消防54111概述54112火灾、爆炸危险性分析54113消防设计原则54114装置内消防检测火灾报警系统55115装置内消防设施的启动控制及通讯联系55116可依托的消防条件55117水消防系统56118蒸汽消防系统56119小型灭火器系统561110设计采用的主要标准规范5712环境保护57121设计原则57122设计依据及采用的环境标准57中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目3123建设地区环境质量现状58124项目主要污染源及环境保护措施60125环境管理及监测61126环保投资63127环境影响分析6413职业安全卫生64131设计原则64132安全卫生设计执行的标准、规范65133工程危害因素分析66134主要防范措施69135安全卫生机构及人员配置73136安全卫生制度73137安全卫生投资估算7314项目实施计划7415投资估算及资金筹措74151工程概况74152投资估算范围及构成74153投资估算依据75154投资估算说明76155流动资金估算77156资金筹措7716财务评价77161财务评价的依据及主要数据、参数77162效益及财务评价指标计算78163不确定性分析81中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目41总论11项目及建设单位基本情况1建设单位概况XX炼油厂（简称XX炼油厂）隶属中国石油XX油田分公司，厂区位于XX市东南角，占地面积100多公顷，海拔2850米，是青藏两省唯一的炼油厂，被誉为“昆仑托起的明珠”，党和国家领导人等曾多次到XX炼油厂视察，1993年，江泽民同志视察XX炼油厂并题词“办好XX炼油厂，支援国防建设，造福青藏人民”，对XX炼油厂在国防和经济建设中所起的重要作用给予了充分的肯定。XX炼油厂于1986年11月经国家计委批准立项，1991年8月1日开工建设，分三期建设。XX炼油厂现阶段主要生产汽油、柴油、液化气、甲醇和聚丙烯等石油化工产品。XX炼油厂主要生产90/93汽油、5/0/10/20/35柴油等油品及液化气、甲醇、聚丙烯、编织袋、氧气等石油化工产品。其中油品主要销往青、藏两省区；甲醇以销往西北、华北、XX地区为主；聚丙烯则主要在西北地区销售，部分销往东南和西南地区。同时，XX炼油厂还承担XX油田原油装车外运的任务。2主要生产装置XX炼油厂现在有主要生产装置七套100万吨/年常压蒸馏装置、60万吨/年催化裂化装置含产品精制装置、15万吨/年催化重整装置、15万吨/年柴油加氢精制装置2003年改造为加氢精制临氢降凝装置、10万吨/年甲醇装置、10万吨/年气体分馏装置和2万吨/年聚丙烯装置。1993年9月一期工程建成投产，二期工程于1996年4月开工建设，1997年9月竣工投产；三期工程中甲醇装置于1997年10月开工建设，1999年6月建成投产，中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目5气体分馏装置和聚丙烯装置于1998年4月开工，同年11月15日建成投产。甲醇、聚丙烯等装置的相继建成投产，标志着XX炼油厂由炼油燃料型到炼油化工型的转变。XX炼油厂装置构成情况见表11。表112003年XX炼油厂装置构成情况序号装置名称装置能力（104T/A）投产时间备注1常压蒸馏装置1001993年2重油催化裂化601993年含产品精制3催化重整151995年4柴油加氢精制151995年2003年改造为加氢精制临氢降凝装置5甲醇101999年6气体分馏101999年7聚丙烯21999年中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目612编制依据及原则121编制依据1XX炼油厂基本情况介绍及发展问题探讨（XX油田XX炼油厂，2004年6月）。2XX炼油厂150万吨/年质量升级及扩能改造可行性研究报告（中国石油集团XX设计院，2004年11月）。122编制原则1符合中国石油整体发展战略，提高XX炼油厂的赢利能力。2结合XX炼油厂实际情况，合理选用国内外普遍采用的催化蒸馏工艺路线,使各种产品质量达到国家最新标准或行业标准的要求。3充分利用全厂现有的公用工程设施及辅助设施，以降低投资、加快工程建设进度，为企业创造最大的经济效益。4三废治理和安全设施严格执行国家、地方及主管部门制定的环保、职业安全卫生、消防和节能设计规定、规程和标准。采取各种切实可靠、行之有效的事故防范及处理措施，确保装置安全运行。13研究范围根据XX炼油厂的意见，本可研包括原料进界区至产品MTBE出装置整个工艺生产过程及罐区等部分。单元划分如下表12单元划分表序号单元号单元名称规模备注一总图运输部分101工厂总平面布置中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目7102厂区单元竖向及雨水排除103厂区绿化二工艺装置部分12012104T/AMTBE装置2104T/A新建三油品储运1301MTBE罐区21000M3新建六热工1601工艺及热力管网改造14项目背景及建设理由141项目背景甲基叔丁基醚（METHYLTERTBUTYLETHER，以下简称MTBE）是一种高辛烷值的汽油组分，其马达法辛烷值为101，研究法辛烷值为117，在汽油组分中有良好的调和效应，稳定性好，而且可与烃燃料以任意比互溶，是一种良好的提高汽油辛烷值的油品添加剂。车用汽油加入MTBE后，汽油在气缸中燃烧得更彻底，汽车尾气不含铅，CO排放量减少30。正是由于上述特点，到20世纪末，全世界MTBE总产量曾达2300万吨，成为石化产品中发展最快的品种之一。我国至2003年5月份，全国有近40套生产装置，年产量达150万吨。中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目8据统计，我国生产的车用汽油中催化裂化汽油占到了80左右，大部分炼油厂的汽油辛烷值不足。通过添加MTBE提高辛烷值是提高我国汽油标准的最经济的手段。近两年来，东部地区的许多炼油企业纷纷扩大或新上MTBE生产规模，一方面是解决当前车用汽油辛烷值不足不能上市的燃眉之急，同时也可为日后的碳四副产品解决出路。XX炼油厂现有一套气体分馏装置，利用气体分馏装置生产的C4组分生产MTBE，并通过在催化汽油中添加MTBE是提高XX炼油厂汽油品质和辛烷值的重要手段。142项目的必要性1）合理利用资源、优化产品结构的需要根据重油深加工改造的总加工流程，全厂加工原油150万吨/年，重油催化裂化装置规模为80万吨/年，气体分馏装置的规模为10万吨/年。届时，气体分馏装置将副产683万吨/年的混合碳四组分，其中的异丁烯（含量1801）是生产高辛烷汽油组分MTBE的原料。MTBE是一种良好的高辛烷值汽油调合组分，在汽油组分中有良好的调合效应，稳定性好，能以任何比例与汽油组分混合而不发生相分离。因此，为了适应我国汽油改质的要求，以MTBE为调合组分生产高辛烷值汽油已经是国内外普遍采用的措施之一。本项目实施后，XX炼油厂93汽油的比例进一步增加（达到1662万吨/年），产品结构可得到进一步的优化。2是提高企业经济效益的需要按照目前国内汽油价格政策，93汽油比90汽油的销售价高287元/吨。随着高档汽车数量的不断增加，高标号汽油的需求量也在迅速上升，因此XX炼油厂有必要生产高牌号汽油，进一步提高公司的整体经济效益。气体分馏装置副产的碳四馏分作为石油液化气销售，价格较低，利用碳四馏分中的中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目9异丁烯和甲醇为原料生产MTBE，与现有汽油组分调合，可增加高标号汽油的品种和产量，有利于高标号汽油市场的占领和提高XX炼油厂的整体经济效益。综上所述，从资源的合理利用、优化产品结构、适应市场的需求和提高企业的经济效益等诸多方面考虑，利用气体分馏装置副产异丁烯为原料生产MTBE是十分必要的。15主要研究结论1本项目采用的新型混相膨胀床反应蒸馏技术，是目前国内生产MTBE最先进的工艺技术，也是成熟的、可靠的。2所有原料和辅助原料来源均有保证。生产MTBE的主要原料混合碳四组分和甲醇均来自于本厂，净化剂和催化剂等辅助原材料国内均有生产且市场供应充足。3）本装置技术经济指标合理，所得税后内部收益率1231，大于行业基准收益率，投资回收期为税后760年，小于石化行业基准投资回收期10年。综上所述，本项目无论是在技术上还是在经济上都是可行的。中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目10表13主要经济指标汇总表序号项目单位数额数额备注人民币外汇一基本数据1报批总投资万元279211建设投资万元274312建设期借款利息万元2513铺底流动资金万元242销售收入万元3004生产期平均3总成本费用万元1775生产期平均其中折旧万元188生产期平均4流转税金及附加万元895生产期平均5利润总额万元334生产期平均6所得税万元110生产期平均7所得税后利润万元224生产期平均二经济评价指标1税后财务指标其中财务内部收益率1231财务净现值万元44IC12投资回收期年760含建设期2税前财务指标中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目11其中财务内部收益率1702财务净现值万元762IC12投资回收期年628含建设期3自有资金其中财务内部收益率1307财务净现值万元135IC124投资利润率11755投资利税率43176资本金利润率18227借款偿还期年368含建设期8盈亏平衡点其中生产能力利用率4654生产期平均9单位加工费元/吨21849不含期间费用10单位现金加工费元/吨14392含期间费用11吨油净利润元/吨11201中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目122市场分析和价格预测21原料分析1异丁烯原料资源分析根据全厂总流程的安排，全厂加工原油150万吨/年，重油催化裂化装置规模为80万吨/年，气体分馏装置的规模为10万吨/年。届时，气体分馏装置将副产683万吨/年的混合碳四组分，其中的异丁烯（含量1801）。2甲醇资源分析XX炼油厂现有一套10万吨/年甲醇装置，而2万吨/年MTBE装置耗甲醇约070万吨/年，甲醇原料的供应是有保障的。22产品市场分析我国生产的车用汽油中催化裂化汽油占到了80左右，我国大部分炼油厂的汽油辛烷值不足，通过添加MTBE提高辛烷值是提高我国汽油辛烷值的最经济的手段。MTBE还可增加汽油含氧量,促进清洁燃烧，减少汽车有害物排放的污染。我国MTBE生产也处于快速增长状态。据不完全统计，我国现有MTBE装置已经达到27套，总年产能力62万吨。MTBE缺口较大，一些企业正对装置进行扩建改造或新建装置。专家预测我国MTBE在近十年还会有大的增长，但其增量与车用汽油的增量相比是微不足道的。XX炼油厂所生产的2万吨/年MTBE全部用于调和本厂生产的汽油，不存在销售问题。23MTBE风险分析MTBE作为一种优质汽油组分的生产工艺和作为清洁汽油调合组分有很多优点（1）可以改善汽油的燃烧值和调合辛烷值，蒸汽压不高，有较高的含氧量。因此，中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目13MTBE仍然是目前炼厂汽油质量升级必不可少的优质高辛烷值调合组分。（2）生产MTBE可以优化利用炼厂催化裂化和乙烯厂的C4资源以及直接或间接降低催化汽油烯烃含量和硫含量，该工艺过程比较简单，操作条件比较缓和，对设备无特殊要求，生产过程对环境也不产生污染。（3）MTBE装置将来可以比较容易的改造为间接烷基化工艺生产烷基汽油。MTBE作为清洁汽油组分也有缺点MTBE具有恶臭（只要有2PPB就可以闻出）和致癌性。易溶于水。可生物降解性差。容易随水游动而迁移，管理不善对人体健康会构成威胁。美国美国是世界上MTBE用量最大的国家，2000年用量达1320万吨，占世界总消费量的42。自美国加州在饮用水中检测到MTBE以来，对人体健康的影响引起世界的关注，限制和禁用的争论持续升温。截止到2003年初，美国共有18个州已宣布2006年前限制或禁用MTBE已成定局，但实施时间可能会推迟到2010年前后完成。日本日本已经声称考虑不久也将禁用MTBE，打算进口乙醇替代MTBE。欧盟虽重视美国有关禁用MTBE的动向，但尚未出台禁用的具体计划，原因是欧洲用量较少，油品储运系统比较健全，饮用水供应相对比较集中，小型和私人水厂、水井较少，潜在的泄露危险较小，控制对水源的污染相对较易。到目前为止，只有丹麦禁用，全欧追随美国禁用MTBE的可能性较小。据报道，欧洲经系统研究后已确定继续生产使用MTBE。亚洲亚洲和欧洲类似，应用MTBE时间较晚，用量较少，目前限制和禁用的意向不明显。我国尚未提出限制和禁用的法规。迄今为止，仍有许多科学家和业内人士认为醚产品实为清洁汽油优质调和原料，中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目14MTBE争论主因为政治及集团利益，寡于科技依据。德国科学论断“醚类优于芳烃”；美联邦能源部盛赞醚产品，美国联邦能源部能源信息管理局于2003年3月5日在德克萨斯州圣安东尼市美国炼油化工协会年会上的专题报告“取消MTBE不仅会导致汽油供给严重短缺（从而使零售价格飞涨），（汽油中的）MTBE及其它醚类所独具的卓越尾气排放和引擎表现等物化特性和关键指标亦是其它碳氢化物或醇类物所无与伦比的。”据国外DEWITT公司和化学系统公司的预测，由于美国限制或禁用MTBE，世界MTBE的需求量将从2002年的2000万吨左右下降到2005年的1700万吨和2010年的1300万吨左右。加上很多国家汽油标准基本上追随美国，可以预计，禁用MTBE的行动迟早会扩散到世界其他地区，估计时间会比美国推迟1015年。我国也已开始实施酒精替代计划，由于实施酒精替代计划政府要投入巨额财政补贴，估计我国MTBE仍将有十几年的发展期，以便尽快解决催化汽油烯烃含量高和辛烷值短缺的问题。另外开发其他清洁的替代车用燃料也在预料和情理之中。当然利用炼厂的C4资源也可以通过直接和间接烷基化工艺生产烷基汽油，但是，我国液体酸烷基化工艺比较落后，不是环境友好工艺，而固体酸烷基化又没有工业化，仍处于试验阶段，间接烷基化工艺也没有推开，随着技术不断成熟，将来可以通过改造MTBE装置实现间接烷基化工艺的操作。例如，据称加拿大艾德蒙顿的艾尔伯塔环保燃料公司（AEF）于2002年10月首次成功将MTBE装置改产成工业规模的异辛烷装置（052MT/A），供应美国调和新配方汽油。因此，现阶段为改善汽油质量，充分利用FCC碳四资源生产MTBE支持汽油的质量升级并提高XX炼油厂整体经济效益，同时间接降低汽油烯烃含量和硫含量是必要的。通过对MTBE作为车用汽油含氧高辛烷值添加剂发展前景的分析，认为中国目前和中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目15将来一段时间MTBE作为汽油组分仍然具有一定的发展空间。3建设规模、产品方案31建设规模1原料来源本装置原料为气体分馏装置生产的C4馏分及本厂生产的甲醇。2生产规模2104T/AMTBE装置实际MTBE产量193104T/A；3年开工时间年开工时间为8000小时。32产品方案本装置产品为MTBE,副产品为未反应的C4馏分，均去罐区储存。本装置物料平衡见表31。本装置主要产品规格见表32、表33。中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目16表31物料平衡序号物料名称数值备注WKG/H104T/A一原料1C4馏分90781316832甲醇9383307合计10008964753二产品1MTBE25622981932未反应C4744666756合计10008964753表32MTBE产品性质组分含量，WT分析方法MTBE980（扣除碳五）色谱法甲醇02色谱法碳四02色谱法表33剩余碳四规格组分含量，WT分析方法异丁烯02色谱法中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目17水006甲醇50PPM色谱法MTBE50PPM色谱法剩余碳四应同时满足作为甲乙酮原料的要求。4MTBE装置41工艺技术选择自1973年意大利斯纳姆公司利用自己的专利技术，建成世界上第一套10万吨/年MTBE工业化装置以来，MTBE的生产受到世界各国的高度重视，开发成功了适应化工型和炼油型企业要求的多种工艺技术，并得到广泛的工业应用。我国在这一领域也进行了桌有成效的研究开发工作，1983年在齐鲁石化公司建成投产了国内第一套5500吨/年工业实验装置，之后经过近二十年的不懈努力，国内自行研究开发的MTBE工艺技术已成熟，改进了传统工艺并在工业上得到广泛推广应用。到目前为止，国内外已开发成功了多种工艺技术，具有代表性的工艺主要有两类。1床层反应合成MTBE生产工艺该工艺反应器采用固定床或膨胀床型式，分“一段反应，一次分馏”工艺和“两段反应，两次分馏”工艺两种，后者异丁烯转化率高于前者。床层反应合成MTBE的工艺，异丁烯的转化率可达到9096。由于合成MTBE是平衡放热反应，温度过高会影响催化剂的寿命和异丁烯的转化率。为控制反应的温度，反应器需有冷却取热或外循环取热设施，反应热不仅得不到有效利用，而且增加了设备投资与水、电、汽消耗。2混相床催化蒸馏合成MTBE生产工艺该工艺是混相床反应与催化蒸馏反应的组合。混相床可分为固定床或膨胀床，由于混相床反应器的压力较低，通过反应物料的部分汽化吸收反应热，省去了床层反应器中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目18的冷却取热或外循环取热设施。特别是在膨胀床反应器内，催化剂床层处于膨胀状态，有利于反应热的扩散。为进一步提高异丁烯转化率，在混相床反应器之后，串连了一个催化蒸馏反应器。催化蒸馏工艺是将反应器和反应产物的分离合二为一，在催化蒸馏塔中，将反应产物不断地移出反应区，使反应向着生产MTBE产物的方向进行，因此异丁烯转化率较高；同时反应放出的热量又被蒸馏所利用，有利于节能。混相床催化蒸馏合成MTBE生产工艺，异丁烯转化率提高到99以上。催化蒸馏技术则是在一个设备内同时完成残余异丁烯的深度转化和产品分离，由于反应和分离同时进行，不但实现了深度转化，而且还充分利用了反应热，减少了能耗。综合考虑，拟推荐混相膨胀床催化蒸馏合成MTBE生产工艺。42工艺原理及工艺流程421工艺原理在专用强酸性树脂催化剂的作用下，原料碳四中的异丁烯和甲醇通过氢离子迁移合成甲基叔丁基醚（MTBE），该反应是平衡反应，反应的选择性较高，混合C4中正丁烯几乎不与甲醇反应。因此，采用适当的工艺流程，可使异丁烯的转化率达到995以上，即将异丁烯从C4中脱除，再经分离可得高纯度正丁烯。醚化的产品MTBE在适当的条件下可分解得到纯的异丁烯。由此可得两种宝贵的C4烯烃，大大提高了C4烯烃的综合利用价值。在合成MTBE反应过程中，同时还发生少量的副反应，生成异辛烯、叔丁醇、二甲基醚等，这些副产品的辛烷值都比较高，对汽油的产品质量没有不利影响。异丁烯和甲醇合成甲基叔丁基醚的反应为放热反应，低温有利于提高转化率，但温度过低影响反应速度。在反应初期，由于催化剂的活性较高，反应温度一般控制比较中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目19低，在4050。在反应后期，由于催化剂的活性下降，反应温度一般控制比较高，在6075。由于受催化剂所能承受的温度限制，反应温度必须控制在90以下。422工艺流程简述从上游气体分馏装置来的C4馏分进入C4原料缓冲罐，在此沉降分离掉可能携带的游离水，经C4原料泵升压后送至管道混合器。从罐区来的甲醇经甲醇泵升压后一路送至催化蒸馏塔反应段的中部；另一路送至管道混合器在此与C4充分混合后，醇烯比保持在111左右，进入原料预热器加热后进入原料净化醚化反应器（两台并联），每台原料净化醚化反应器中装有与醚化催化剂性能基本相同的催化剂树脂，如果某台原料净化醚化反应器催化剂树脂失活，可及时切换至另一台，这样就不会影响到装置长周期连续操作。反应器中装有大孔径磺酸阳离子交换树脂，原料中的异丁烯和甲醇在此反应生成MTBE。由于此反应为放热反应，温度由上而下逐步升高，物料部分气化，以气液混相从反应器顶部流出进入催化蒸馏塔进料产品换热器，与MTBE产品换热至70后进入催化蒸馏塔。液相MTBE从塔底流出，经MTBE产品冷却器冷却至40后，送至罐区储存。未反应的甲醇和C4馏份以共沸物从塔顶馏出，经催化蒸馏塔冷凝器冷凝后进入催化蒸馏塔回流罐，由催化蒸馏塔回流泵抽出，冷凝液一部分送往塔顶作为回流，另一部分经萃取塔进料冷却器冷却后，送至甲醇萃取塔的下部作为进料。甲醇萃取塔的用于分离未反应甲醇和C4馏份，用水作萃取剂。水进入萃取塔上部，向下流动，与自下而上的甲醇和C4馏份共沸物逆流接触，甲醇进入水相。萃余液从塔顶排至未反应C4罐，然后用未反应C4泵送至液化气罐区储存。萃取液为甲醇水溶液，从塔底用甲醇回收塔进料泵抽出，送至甲醇回收塔进料萃取水换热器换热后进入甲醇回收塔。在甲醇回收塔中甲醇从水溶液中解析出来从塔顶馏出，经甲醇回收塔冷凝器冷凝后中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目20进入甲醇回收塔回流罐，由甲醇回收塔回流泵抽出，一部分送往塔顶作为回流，另一部分在装置内循环使用或送至甲醇罐区。塔底流出的是含微量甲醇的水，由萃取水泵加压后先和甲醇回收塔进料换热，再经萃取水冷却器冷却后送入甲醇萃取塔顶部循环使用。工艺流程图见附图41附图42。中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目21423主要操作条件主要操作条件见表41表41主要操作条件压力MPAA温度回流比备注设备名称塔顶塔底进料回流塔顶塔底原料净化醚化反应器10450650催化蒸馏塔075700400558130010甲醇萃取塔08400400400甲醇回收塔01580040718110100424装置占地、建筑面积及定员1占地、建筑面积装置包括反应部分和甲醇回收部分。装置平面布置按其功能划分为塔区、框架区、管廊区、检修场地及消防通道等。装置占地面积4223966M2。建筑面积426252M2装置平面布置见附图43。中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目222）定员本装置定员按照四班三倒编制，每班内操2人、外操4人、班长1人，共28人。本装置人员由公司内部调配，如果将MTBE与气分装置设置为一个装置，人员根据情况适当减少。425设备选型原料净化醚化反应器中装有S型大孔径磺酸阳离子交换树脂，该树脂具有强酸性，故反应器壳体材质选用20R0CR18NI10TI复合钢板，内件选用0CR18NI10TI。催化蒸馏塔接触催化剂部分衬不锈钢，材质为0CR18NI10TI，甲醇萃取塔的筛孔塔板，塔板材料选用1CR13,以防止萃取塔塔盘筛孔因腐蚀扩大而影响萃取效果。本装置中复合钢板设备的封头厚度较小，可以用复合钢板压制成型，且比堆焊复层质量好，成本低。本装置中的主要设备见表42。中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目18表42主要工艺设备表操作条件序号设备编号设备名称型号或规格（直径高壁厚）结构特征介质温度压力MPA（表）数量台重量T主体材质备注一反应器类1R101/1，2原料净化醚化反应器120025000（103）三段催化剂床层C4、甲醇、MTBE65092182复合钢板20R0CR18NI10TI每台中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目19序号设备编号设备名称型号或规格（直径高壁厚）结构特征操作条件数量台重量T主体材质备注介质温度压力MPA（表）二塔类1C101催化蒸馏塔140054450（123）十段催化剂床层C4、甲醇、MTBE550CR18NI10TI2C102甲醇萃取塔1400/10002000/23000（143）37层筛孔塔板C4组分、水、甲醇400813516MNR3C103甲醇回收塔10002600内装水、甲醇120011216MNR中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目20序号设备编号设备名称型号或规格（直径高壁厚）结构特征操作条件数量台重量T主体材质备注介质温度压力MPA（表）01210M高填料52三容器类1D101C4原料罐2200600012卧式C4组分400451716MNR2D102催化蒸馏塔回流罐1800600010卧式C4组分、甲醇40051516MNR3D103甲醇回收塔进料12002800卧式甲醇、水40011116MNR中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目21序号设备编号设备名称型号或规格（直径高壁厚）结构特征操作条件数量台重量T主体材质备注介质温度压力MPA（表）闪蒸罐8524D104甲醇回收塔回流罐1200600010卧式甲醇40常压14016MNR5D105未反C4罐1800580012卧式带分水包C4组分、水400414816MNR6D106开停工罐2400600010卧式甲醇、C4、MTBE5005111116MNR中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目22序号设备编号设备名称型号或规格（直径高壁厚）结构特征操作条件数量台重量T主体材质备注介质温度压力MPA（表）、N27D107甲醇净化器50015008立式甲醇401210416MNR8D108凝结水罐80023908立式水1600610616MNR9D109蒸气分水器800200010立式蒸汽1791010616MNR1D110净化空气罐8002800立式空气40071016MNR中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目23序号设备编号设备名称型号或规格（直径高壁厚）结构特征操作条件数量台重量T主体材质备注介质温度压力MPA（表）08811D111净化空气脱尘罐32513226立式空气400610316MNR12D112甲醇原料罐2600600010卧式甲醇4001511216MNR三冷换设备12四泵类2中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目24序号设备编号设备名称型号或规格（直径高壁厚）结构特征操作条件数量台重量T主体材质备注介质温度压力MPA（表）0中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目205原料、辅助材料及燃料供应51原料本装置原料来源于上游的气体分馏装置，由于原料中的碱性物质和金属阳离子可使催化剂中毒，应限制其总量3PPM。另外，原料中所含的水会与异丁烯反应生成叔丁醇，因此对原料中的含水量必须有所限制，C4馏分的饱和含水量一般为300500PPM，生成的叔丁醇对燃料型MTBE质量影响不大，但应脱除C4馏分所含的游离水。针对液化气精制部分可能造成的原料中胺、碱、金属阳离子、游离水等杂质含量高的情况，可采取如下两种预防措施1）在物料进反应器前的管路上增加两台原料净化器，每台净化器中装有与醚化催化剂性能基本相同的保护性催化剂树脂，这样即使原料中阳离子等杂质超标，它们只能使净化器中的树脂失活，而不影响反应器中的催化剂，通过化验分析净化器前后的阳离子含量情况，及时切换净化器，这样可使反应器中催化剂的使用寿命大大延长。2）在原料管路上增设脱尘脱水器，进一步除去胺、碱、游离水。其原理为依靠液/液两相的密度差，利用流体在旋流管内高速旋转产生的离心力将胺、碱、游离水液滴从液化石油气中分离出来，从而达到液化石油气净化的目的。气体分馏装置生产的C4馏分的组成见表51。中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目21表51C4馏分组成序号组分W备注1丙烷0492丙烯0453异丁烷27274正丁烷10235反丁烯215316正丁烯12407异丁烯18018顺丁烯210659异戊烷30510正戊烷008111，3丁二烯04412碳五组分162甲醇组分由于厂家不同会有所差别，但应符合国家优等品指标,见表52。表52国标（GB33892）优等品甲醇指标中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目22序号项目指标说明1色度（铂钴），号52密度（20）07910792G/CM33温度范围（101325PA）646554沸程（包括64601）085高锰酸钾试验50MIN6水溶性试验澄清7水分含量018乙醇含量100PPM9金属铁005PPM10酸度00015以HCOOH计11碱度00002以NH3计12羰基化合物0002以CH2O计13蒸发残渣含量000152辅助材料本装置所用催化剂为S型大孔径磺酸阳离子交换树脂；二乙醇胺为催化剂的中和剂。催化剂规格见表53。表53催化剂规格规格项目技术指标备注外观灰色至灰褐色球粒中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目23含水量，4852重量交换容量/MMOLG150湿真密度/GML20OC120130湿视密度/GML075085粒度03512MM,95催化剂及辅助材料数量见表54表54催化剂及辅助材料数量表序号名称单位数量来源备注1反应催化剂吨/年8外购一次装入量16吨催化剂寿命按2年计2二乙醇胺吨/年1外购一次装入量005吨6自动控制61概述本可行性研究报告范围包括2104T/AMTBE装置及配套的储运设施。MTBE装置与现有的气体分馏装置共用一个控制室，共用一套DCS。原DCS购置于1999，DCS需要在原来的基础上升级扩容。储运设施包括在罐区新建2个内浮顶产品罐。液位等仪表信号接入原罐区控制系统。62自动化水平中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目24控制系统采用分散控制系统（DCS），采用技术先进、质量可靠的仪表，自动化水平达到国内同行业先进水平。63仪表选型根据本装置的介质特性、环境条件及防爆要求，本装置控制系统按本质安全系统设计，相关仪表选用本质安全防爆仪表，本安级别不低于IACT4。个别仪表没有本质安全型，则选用隔爆型仪表，隔爆级别不低于DCT4，电动仪表防护等级不低于IP65。变送器选用智能型变送器。关键仪表选用国外产品。631温度仪表集中检测元件采用热电阻（RTD）就地指示采用带外保护套管的双金属温度计。632压力仪表一般介质压力采用弹簧管压力表；集中压力检测采用智能压力变送器。633流量仪表1一般介质优先选用节流装置，采用1法兰取压方式；2对流量较小、洁净介质的流量选用金属管转子流量计；3甲醇与汽油比值调节系统的流量测量采用质量流量计。4进出装置油品选用涡轮流量计，进出装置气体选用旋进旋涡流量计。634液位仪表当测量范围1200MM时，采用电动远传智能双法兰液位变送器；当测量范围1200MM时，采用浮筒式液（界）位计。储运罐区采用雷达液位仪表采用雷达液位计。635调节阀中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目25选用国内质量可靠的产品，以气动薄膜式执行机构为主。电气阀门定位器随调节阀成套配带。636可燃气体检测仪表可燃气体检测器选用催化燃烧型。637安全栅XX地区气候干燥，接地电阻较大，再者多个装置共用一个控制室，存在接地等电位的问题。使用隔离式安全栅，可以起到信号隔离作用，对接地要求低，因此本设计选用隔离式安全栅。638DCS选用先进可靠产品，要具有良好的人机界面，良好的控制性能，扩展性强，便于扩容，系统开放，便于系统互联。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。各级网络通讯设备和部件必须11冗余。控制回路的I/O卡、控制器必须11冗余。所有电源设备和部件必须11冗余。639控制室工艺装置和现有气体分馏装置共设一个控制室。新增的两个DCS操作站布置于原DCS操作站旁。新增的两个机柜布置于原DCS机柜旁。控制室新增用电负荷4KVA，通过UPS供电。原UPS能够满足新增用电负荷的要求。64控制系统641装置部分DCS设2个操作站，1台打印机，1台DCS机柜，1台安全栅柜。DCS的I/O点数见下表。DCS配置时予留15的备用量。中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目26表61本装置DCSI/O点数序号信号类型用途冗余方式数量备注1AI，420MA控制11302AI，420MA检测非冗余173RTD检测非冗余354AO控制1129642储运部分罐区监控系统在原成品油罐区监控系统基础上扩容。由于罐区新增内容较少，不增设操作站。罐区监控系统新增I/O见下表表62本装置DCSI/O点数序号信号类型用途冗余方式数量备注1AI，420MA检测非冗余22RTD检测非冗余23DI6中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目2765控制方案651装置部分1醚化反应器进料C4原料与甲醇进料流量比值控制；2催化分馏塔顶回流罐液位与萃取塔进料流量串级控制；3催化蒸馏塔底部液位与催化蒸馏塔中间泵出口流量串级控制4萃取塔界位与塔底甲醇抽出量串级控制；5甲醇回收塔液位与萃取水流量串级控制6甲醇回收塔温度与塔底重沸器热源蒸汽流量串级控制。652储运部分油罐设雷达液位计、上下液位开关、热电阻温度计，信号传到储运控制室。66仪表正常工作保证措施1选用质量和性能可靠的仪表。2DCS控制回路I/O卡件采取冗余配置。3对易冻介质的引压管线保温伴热，以保证仪表引压管线的畅通和仪表正常测量。4现场电动仪表的防护等级不低于IP65。变送器等有关现场仪表统一采用仪表保温箱。5仪表供电采用UPS。中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目2867主要仪表设备一览表表63自控设备汇总表序号仪表名称及规格型号单位数量备注一温度仪表1铂热电阻支352温度变送器台8二液位仪表1浮筒液位变送器台62雷达液位计台2三流量仪表1质量流量计台22金属管浮子流量计台23节流装置台84涡轮流量计55旋进旋涡流量计2四电动智能型变送器1压力变送器台62差压变送器台123双法兰差压变送器台5五调节、切断阀中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目291气动薄膜系列带电/气阀门定位器台29六气体检测报警设备1可燃气体检测器台102可燃气体检测报警仪（单回路）台10七DCS系统套1八其它1仪表保护温箱个302输入安全栅隔离型个903输出安全栅隔离型个3568仪表消耗指标1）仪表用电仪表用电源全部采用UPS供电，电压220VAC，50HZ，仪表供电总容量为4KVA。2）净化风用量本装置仪表用风量约为60NM3/H，供气压力为约05MPA（G）。69设计采用的标准和规范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（1999版）GB5005892爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目30SH/T30921999石油化工分散控制系统设计规范SH/T30822003石油化工仪表供电设计规范SH30202001石油化工仪表供气设计规范SH/T30812003石油化工仪表接地设计规范SH30631999石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范SH/T30192003石油化工仪表管道线路设计规范SH31262001石油化工仪表及管道伴热和隔热设计规范7厂址选择71概述XX炼油厂隶属中国石油XX油田分公司，地处青藏高原昆仑山北麓，厂区位于XX市东南，占地面积100多公顷，海拔2850M，是青藏两省区唯一的一座百万吨炼油厂。72建厂条件721厂址自然概况地理条件及交通运输条件XX市是XX省第二大城市，地处青藏高原柴达木盆地南缘中部，昆仑山北麓，XX河冲洪积平原的戈壁滩上，海拔28172823M，地形南高北低，局部地方起伏不平，平均坡度75。城市地理坐标东经94O53，北纬36O23。XX炼油厂位于XX市东南约4公里处。厂区座落在昆仑山前，XX河冲洪积平原的戈壁滩上，海拔2850M。地区气候属典型的内陆盆地干燥气候，特点是常年干燥多风，降雨量少、蒸发量大、海拔高、气压低、昼夜温差大、紫外线强、风沙严重、缺氧。冬季漫长寒冷，为时超过七个月，大约从九月下旬至四月下旬，因气温低，无夏季，春秋两季相连。XX市对外交通条件较好，青藏、青新、敦格公路和青藏铁路在市区交汇，并建有二级军民两用机场一处，使其成为连接西藏与内地的重要交通枢纽。中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目31XX火车站位于炼油厂西部，相距约2公里，炼油厂铁路专用线已建成运营多年。青藏铁路西宁至XX段里程834KM，已于1984年正式通车运行。目前青藏铁路（XX拉萨段）正在施工，2006年通车。青藏公路位于炼油厂北面，与厂区临近。交通运输条件非常方便。722地形地貌、工程地质、水文地质及地震条件厂区属昆仑山前冲洪积扇戈壁砾石绿洲之间的过度地貌单元，地表较为平坦，地形由西南向东北倾向，平均坡度75。厂区初勘中揭示的地层为第四层风积、冲积、洪积地层，土层为沙类或砾石类土，地表层为风积沙，下部各层为沙或砾石，除风积沙和第二层沙砾外，其余各层可作为天然地基土层。厂区综合地质分为I区和II区，I区地耐力一般为1620T/M2，最大达40T/M2，II区地耐力一般为1416T/M2，最大达33T/M2，II区内有砂土液化问题。地下水大体自西南向东流，坡度2，地下水最大埋深1436M，最小埋深32M，地下水对各种砼均无侵蚀。地震基本烈度8度。723气象条件1）气温历年日极端最高3311959725历年日极端最低3361959112历年月平均最高249历年月平均最低1842）气压中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目32年平均7247HPA夏季平均7240HPA冬季平均7245HPA3）蒸发量年平均3067MM4）降雨量年平均383MM年最大680MM年最小236MM日最大320MM5）湿度年平均相对湿度33月平均相对湿度411月年平均湿度最大值252月6）日照年平均日照时数30783H年平均日照百分比707）风向主导风向西南SW年平均风速32M/S最大风速297M/S8）冻土与积雪历年最大冻土深度18M中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目33历年最大积雪深度5CM197211149）霜期全年最多有霜期235日全年最少有霜期59日10）雪暴日期年平均28日11）沙暴日数年平均28日年最多日数29日年最少日数2日73厂址选择根据XX炼油厂厂区现状,将新建MTBE装置布置气分装置界区内联合布置。8总图运输、储运、外管网及土建81总图运输811厂区总图8111总平面布置1厂区主要组成厂区主要包括新建抽提装置、产品罐区及储运设施。项目主要组成及用地面积见81。中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目34表81项目主要组成及用地面积表序号名称面积M2备注1生产装置112104T/AMTBE装置966新建2储运设施21MTBE罐区1521新建2总平面布置原则及方案（1）总平面布置原则A合理利用、改造已有的建、构筑物、工艺管线、运输设施和其它设施。B总平面布置严格执行国家现行的标准规范，并符合炼油厂总体规划要求。C结合场地条件、公用工程设施，因地制宜进行布置。D力求通过改、扩建，使总平面布置更趋合理，完善，并应减少改、扩建时对生产的影响。（2）总平面布置根据XX炼油厂厂区现状,将新建MTBE装置布置在原气分装置界区内并与气分装置联合布置。罐区由建设单位根据现场具体情况布置，且满足现行标准规范。8112竖向布置新建装置竖向尽量与原装置区竖向一致。8113道路新建MTBE装置周围已建环行消防通道，可以满足消防要求。中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目35新建罐区周围设置环形消防通道，并与原厂区道路顺接。812工厂运输目前工厂运输的形式为铁路运输、公路运输。新建装置的原料进装置为管输，其产品仍然以上述形式运输。813设计中采用的主要标准及规范GB501601992石油化工企业设计防火规范1999年版SH30082000石油化工厂区绿化设计规范SH/T30132000石油化工厂区竖向布置设计规范SHJ231990石油化工企业厂内道路设计规范SHJ30241995石油化工企业环境保护设计规范SH/T30322002石油化工企业总体布置设计规范82油品储运821储运系统设计原则1）严格执行有关的现行设计标准、规范及设计技术规定。2）储运系统设计规模和能力与工厂总体设计规模相适应，并满足生产装置开工、停工和事故处理的要求。3）合理设计工艺流程，在保证产品质量和满足生产操作要求的前提下，尽量简化工艺流程，以节省投资和经营费用。4）根据油品性质和工程实际，合理选择储罐，尽可能地减少油气损耗和对大气的污染；尽量选用大容量储罐，减少储罐个数，以节省占地和投资；机泵选型遵循高效节能的原则。5）在技术经济合理和满足防火规范要求的前提下，尽量集中布置，便于操作管理。6）注意环境保护和劳动安全卫生。中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目367）自动化控制本着可靠、实用、符合工程实际、方便操作和管理的原则进行。8）力求合理用能和节约能源，尽量降低水、电、汽等消耗。822储运系统设计范围本工程为2104T/AMTBE装置，配套的储运系统由一个成品油罐区组成。装置年产MTBE2万吨，做为产品去罐区储存。本系统需新建MTBE油罐区，罐区内设1000M3内浮顶储罐2台，总储量2000M3，储存时间15天。罐区设两台转输泵（一开一备），将MTBE转输至汽油罐区参与油品调和。823主要设备8231储罐油品储运系统产品储罐总储量2000M3、具体设置见表82储罐配置一览表。中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目37表82储罐配置一览表序号罐区名称周转量104T/A储存介质储罐储存天数油罐型式个数容积M31MTBE罐区2MTBE2200015内浮顶8232其它设备除储罐以外的其它设备的设置见表83主要设备表。表83主要设备表序号名称数量备注1MTBE转输泵2台（一开一备）824主要设计规范和标准GB5016092石油化工企业设计防火规范（1999年版）GB5005892爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范SH30071999石油化工储运系统罐区设计规范SH/T30142002石油化工企业储运系统泵房设计规范SH30592001石油化工企业管道设计器材选用通则SH/T31082000炼油厂全厂性工艺及热力管道设计规范中国石油XXXX厂2万吨/年MTBE项目3883外管网厂区管网采用管架敷设，充分利用现有管架。84土建841工程地质条件8411程地质概况因暂时没有取得拟建场地的地质资料，根据的临近场地的常减压工程地质勘察报告作为参考。8412地基土层分布情况1）风积砂层呈灰黄色，主要由粉砂组成。厚度0309M，该层工程性质差。2）粉砂层为冲、洪积层，呈浅褐色；岩性不均匀，含少量细砂及砂夹层，厚度1946M，干、中密（局部稍密）状态，工程性质较好。3）1夹层以粉砂为主，大部呈透晶体状，局部呈连续层状分布，呈浅黄色。岩性不太均匀，厚度0219M。3）粉砂