南港工业园区设计.doc

现代化工设计概论大型作业 前言：自工业革命以来，科学技术的发展在人类历史上占据了巨大的主导作用，近代工业的不断壮大，尤其是化工产业的兴起以及蓬勃发展，为现代世界提供了无限的发展潜能。然而，在经济发展、社会水平不断提高的背后，是不容忽视的能源耗损、工业污染等亟待解决的资源环境问题。“可持续发展”、“绿色化工”、“工业生态园”等全新概念的提出，提供了一种全新的发展模式。本文将对天津南港工业区仅就石化产业园而言，按各生产能力建立附和工业生态园区及相关产业链及网络。一 设计背景（1）可持续发展与工业生态园“可持续发展（Sustainable development）”的概念最先是在一九七二年在斯德哥尔摩举行的联合国人类环境研讨会上正式讨论。可持续发展是既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展称为可持续发展。它们是一个密不可分的系统，既要达到发展经济的目的，又要保护好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境，使子孙后代能够永续发展和安居乐业。生态工业园是依据循环经济理念和工业生态学原理而设计建立的一种区域型新型工业组织形式，通过模拟自然系统建立产业系统中“生产者消费者分解者”的循环途经，尽可能实现物质闭路循环和能量多级利用。生态园内企业模拟自然界生态系统，相互之间存在协同和共生关系，将最大限度地充分利用资源和减少负面环境影响，最后达到工业可持续发展的目标。（2）南港工业区与石化产业天津南港工业区位于天津市大港区独流减河入海口南侧滩涂浅海区，总规划面积220平方公里。天津南港工业区临近天津港、天津经济技术开发区和天津港保税区，具备独有的区位、产业、资源和组织等多方面优势。其发展目标是以发展石油化工、冶金装备制造为主导，以承接重大产业项目为重点，以与产业发展相适应的港口物流业为支撑，建成综合性、一体化的现代工业港区。近期满足重大项目需要建设码头，远期建设专业化综合性港区。采取强化港工互动，打造大规模、大基地；搭建公共平台，支持技术创新；对接区域通道，推进外部带动；创新发展模式，构筑循环经济的发展战略。关于石化产业，预测到2020年建设两套1500吨核心炼化及相关乙稀装置，发展各类原材料共享的石化下游产业，建设石油储备基地，形成大型石化产业集群。石化产业在中国国民经济的发展中有重要作用，是中国的支柱产业部门之一。石油化工是指以石油和天然气为原料，生产石油产品和化工产品的整个加工工业，包括原油和天然气的开采行业和油品的销售行业，是我国的支柱产业之一。通常可以将石油石化产业分为：石油开采业、石油炼制业、石油化工、化工制品和化肥行业等。尽管中国石化行业有喜有忧，有机遇也有挑战，但由于中国对石化产品具有巨大的现实和潜在市场需求，整个行业的发展又刚刚进入成熟期，因而其在国民经济中的支柱地位还将存续相当长时间，前景依然看好。（3）产业链及石化产业链 产业链是产业经济学中的一个概念，是各个产业部门之间基于一定的技术经济关联，并依据特定的逻辑关系和时空布局关系客观形成的链条式关联关系形态。产业链主要是基于各个地区客观存在的区域差异，着眼发挥区域比较优势，借助区域市场协调地区间专业化分工和多维性需求的矛盾，以产业合作作为实现形式和内容的区域合作载体。 石油石化产业链：石油领域的上游通常指原油和天然气的寻找、采收和生产，被称为勘探和生产领域。还包括寻找地下或者水下油田和气田，和钻井等工作，以及后续开采原油和收取天然气等油井的运营工作。下游领域包括石油炼厂、化工厂、石化产品的分配和销售环节，以及天然气销售企业等。下游行业涉及数千种油品和化工产品，如汽油、柴油、航空燃料、取暖油、沥青、润滑剂、合成橡胶、塑料、化肥、防冻剂、杀虫剂、医药品、天然气和丙烷等。二设计条件1.年炼油生产能力1750万吨2.乙烯生产能力123万吨3.聚乙烯生产能力16万吨4.聚丙烯6万吨5.环氧乙烷/乙二醇生产能力3.3/6.3万吨6.对苯二甲酸生产能力30万吨7.纯苯14万吨8.聚酯生产能力30万吨。三设计思路原油-石油炼制-乙烯（联产丙烯/芳烃）-聚乙烯/乙二醇/聚丙烯/对苯二甲酸-聚酯即：对原油进行裂解，生成基本化工原料，以基本化工原料生成多种有机原料及合成材料。由原油裂解为柴油，柴油经裂解制取乙烯。同时，由乙烯装置联产或从炼厂气分馏制得丙烯；副产的裂解汽油经分馏等操作制得芳烃（苯、对二甲苯）。由乙烯制备其下游衍生物聚乙烯及乙二醇。最后制备聚酯。 四工艺流程（1）原油石油炼制我国原油资源不足, 原油较重, 适于裂解的石蜡基原油不多。石油炼制指将原油或其他油脂进行蒸馏改变分子结构的一种工艺，也就是把原油等裂解为符合内燃机使用的煤油、汽油、柴油、重油等燃料。1.预处理：从油田送往炼油厂的原油往往含盐（主要是氯化物）、带水（溶于油或呈乳化状态），可导致设备的腐蚀，在设备内壁结垢和影响成品油的组成，需在加工前脱除。常用的办法是加破乳剂和水，使油中的水集聚，并从油中分出，而盐份溶于水中，再加以高压电场配合，使形成的较大水滴顺利除去。2.常减压蒸馏：原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品。或者经调合、加添加剂后以产品形式出厂，另外可以相当大的部分作为后续加工装置的原料。（2）炼油-乙烯炼油化工一体化布局，原油加工与乙烯装置结合。乙烯上游原料主要是石脑油、加氢尾油和轻柴油等。炼厂副产的石脑油作为乙烯裂解原料，原油裂解后，石脑油回收率大概在20左右。（3）炼油-丙烯/芳烃炼厂主要的产气装置是催化裂化，建造M GG 或ARGG 装置, 可以增加丙烯产量。同时，烃类裂解生产乙烯过程中, 副产的裂解汽油中含有丰富的芳烃, 经分馏、脱砷、加氢精制, 去抽提分馏。常用的裂解汽油加氢方法有美国恩格哈德公司的HPN 法。（4）乙烯-聚乙烯/乙二醇通常采用低压法制备聚乙烯。低压法就其实施方法来说，有淤浆法、溶液法和气相法。淤浆法主要用于生产高密度聚乙烯，而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯，还可通过加共聚单体，生产中、低密度聚乙烯，也称为线型低密度聚乙烯。乙烯与分子氧的催化氧化反应生产环氧乙烷，之后，在催化剂作用下，环氧乙烷催化水合制备乙二醇。（5）丙烯-聚丙烯；芳烃-对苯二甲酸本体工艺，聚合在液体丙烯中进行。反应器可为液体釜式反应器，也可以是环管反应器；浆液法工艺，在该工艺中丙烯溶解在丁烷、戊烷、己烷、庚烷或壬烷等烃类稀释剂中，反应器可以是连续搅拌槽式反应器，间歇搅拌槽反应器；气相法工艺，在该工艺中丙烯直接聚合生成固体聚合物，所用反应器有：流化床、卧式搅拌床。（6）-聚酯由对苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG）经过缩聚产生聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），其中的部分PET再通过水下切粒而最终生成。五产业链及网络乙烯丙烯芳烃原油炼油装置成品油重油化工轻油石油沥青石脑油等聚乙烯/乙二醇聚丙烯对二苯甲酸聚酯催化重整与联合芳烃装置乙烯裂解装置废气 副产图一 石化产业链六设计原因与优势众所周知，乙烯产量是一个国家石油化工发展水平的重要标志, 我国近些年来石油化工得到迅速发展, 乙烯产量增长较快, 然而，我国乙烯工业面临的主要问题是:原料少、原料劣。我国原油资源不足, 原油较重, 适于裂解的石蜡基原油不多, 这对我国乙烯工业发展影响较大。 同时，我国适宜于作裂解原料的主要是大庆原油、沈北原油等石蜡基原油, 胜利原油、中原原油的石脑油, BMC I 值高, 乙烯收率低, 这会使原料成本大幅增加, 能耗增大。因此，将炼油化工一体化设计的出发点。乙烯上游成本的提高，以及下游衍生品的大量需求，促使乙烯裂解装置与炼油装置紧密结合，这样可以节省成本，同时满足供应需求。乙烯、丙烯等基本供应原料产量的保证，为下游衍生品聚乙烯、聚丙烯、乙二醇提供了充足的原料。聚丙烯是与我们日常生活密切相关的通用树脂，是丙烯最重要的下游产品。聚丙烯是世界上增长最快的通用热塑性树脂，总量仅仅次于聚乙烯和聚氯乙烯。乙二醇、对二苯甲酸的、聚酯等的合成，均是利用上一道工序中的产出品作原料，完成最大的利用。资源不断短缺、能源需求紧迫以及政府针对污染过度排放和环境保护相关政策的制定等客观条件，促使了该生态产业链的研发制定。同时经济利益对于对于一个企业是最大化的追求，成本降低、税费减免等驱动力加快了对于相关产业链的研发。同时，企业的社会责任感和生态道德使化工业同化肥、园林、制药等相关其他产业紧密结合，形成循环经济联合体。同时，该生态工业园设置一定的绿地覆盖，这样才可能维持工业园区生态系统的平衡。绿地系统还应具备多种功能，包括防护功能（保护水体等）；调节功能（空气、水体、温度、湿度等）；美化功能；休闲功能