100万ta催化裂化装置建设项目可行性研究报告

100 104t/a 催化裂化装置 建设项目 可行性研究报告 2008 年 4 月 30 日 100 104t/a 催化裂化装置建设项目可行性研究报告 1 目 录 1 总论 . 1 目及建设单位基本情况 . 1 制依据和原则 . 1 究范围及编制分工 . 2 目背景及建设的必要性 . 2 要研究结果 . 3 2 市场 . 11 品品种、规格和用途 . 错误 !未定义书签。 2. 2 产品市场分析与预测 . 11 3 建设规模、产品方案 . 14 设规模 . 14 品方案 . 14 4 工艺装置技术及设备方案 . 16 艺技术选择 . 16 艺概况、流程及消耗定额 . 41 艺设备技术方案 . 54 艺装置“三废”排放 . 73 地、建筑面积及定员 . 74 100 104t/a 催化裂化装置建设项目可行性研究报告 2 5 原料、辅助 材料及燃料供应 . 76 6 自动控制 . 76 述 . 76 置自动控制水平 . 77 进控制技术与优化控制技术 . 78 要控制方案 . 78 表选型原则 . 79 制室的设置原则 . 80 型机组的控制与保护原则 . 81 耗指标 . 81 表定员 . 82 要设备清单 . 82 7 总图运输和储运 . 85 图运输 . 85 厂运输 . 88 运 . 88 建 . 89 8 公用工程及辅助生产设施 . 95 水 . 95 环水系统 . 95 化风、非净化风系统 . 96 100 104t/a 催化裂化装置建设项目可行性研究报告 3 气系统 . 97 水系统 . 97 硫污水的处理 . 98 汽系统 . 99 9 节能 . 100 制依据 . 100 能原则 . 100 耗分析及节能措施 . 100 能措施 . 104 10 节水 . 106 11 消防 . 107 述 . 107 防水管网设置原则。 . 107 灾报警系统 . 107 置内消防设施 . 107 依托的消防条件 . 108 12 环境保护 . 110 设地区环境现状 . 110 计依据和环境保护标准 . 113 设项目污染及治理措施 . 114 100 104t/a 催化裂化装置建设项目可行性研究报告 4 境管理和环境监测 . 119 要环境保护项目 . 120 境保护投资概算 . 121 在的环保问题及建议 . 121 13 职业安全卫生 . 123 制依据 . 123 境因素对项目职业安全卫生的影响 . 124 产过程中职业危险危害因素分析 . 126 计中采取的主要防范措施 . 131 构设置及人员配备情况 . 134 用投资概算 . 134 期效果 . 135 14 项目实施计划 . 135 15 投资估算及资金筹措 . 137 设投资估算 . 137 金筹措及资金使用计划 . 140 16 财务评价 . 143 务评价依据及基础数据与参数 . 143 本费用估算 . 144 100 104t/a 催化裂化装置建设项目可行性研究报告 5 售收入和流转税及附加 . 144 润和所得税计算。 . 145 务评价指标计算 . 145 感性分析 . 145 亏平衡分析 . 146 务评价结论 . 146 100 104t/a 催化裂化装置建设项目可行性研究报告 6 附图 1、装置平面布置图 （ 3320511） 2、反应再生部分工艺流程图 （ 3320512） 3、烟气能量回收部分工艺流程图（ 3320513） 4、分馏部分工艺流程图 （ 3320514） 5、吸收稳定部分工艺流程图 （ 3320515） 332051 第 1 页 共 158 页 1 总论 目及 建设单位基本情况 “建设单位” 100 104t/“建设单位” 100 104t/于新建项目。 “建设单位” 100 104t/目建设地点位于山东省 *市。 质及负责人 建设单位名称： * 企业性质：大型企业 负责人： 1、 ”建设单位” 公司新建 100 104t/ 2、 100 104t/ ”建设单位” 公司）。 332051 第 2 页 共 158 页 1、技术方案采用国内外成熟、可靠、先进的技术，优化装置的操作条件，提高目的产物的产率，降低物耗及能耗，保证较长开工周期，做到技术先进、经济合理、操作可靠。 2、采用集散型控制系统 (提高装置的自动化水平和综合管理水平，提高劳动生产率。 3、公用工程及配套系统尽可能依托工厂现有设施。 4、环境保护和职业安全卫生 方面，要选用无污染及少污染的先进技术，对不可避免的污染，按照国家关于 “三废 ”治理三同时的原则进行设计，安全和卫生均符合国家有关要求和标准。 5、严格遵循现行有关安全法规，采取各种切实可靠、行之有效的事故防范及处理措施，确保装置安全生产。 究范围及编制分工 本项目范围只包括新建的 100 104t/a 催化裂化工艺装置。界区外的配套工程及界区外配套改造的装置由厂方统一考虑。 编制单位： *石油化工技术有限公司 根据有限公司的总体发展战略和发展实际情况 ， 中国加入世贸组织，市场开放，价格并轨，使国内石油加工企业将面临前所未有的冲击。如果不能尽快完善自我，增强实力，就有可能陷入困 332051 第 3 页 共 158 页 境，不但自己面临生存危机，也将影响到团公司的整体利益。因此，抓住时机，依靠挖掘潜能和技术进步，增强实力，争取主动，使自己在更加激烈的竞争中处于有利地位。 根据上述分析，目前影响企业效益增长的瓶颈是二次加工和重油深度加工能力不足及产品结构有待优化。根据 ”建设单位” 化工有限公司的总体发展战略和发展实际情况，拟建设一套 100 104t/地解决一、二次加工能力配套的问题，同时优化全厂产品结构，增加高附加值的石化产品，增加 ”建设单位” 公司的赢利能力和综合抗风险能力。又可满足公司 “十一五 ”规划总体安排。 目概况 本项目为 ”建设单位” 化工有限公司 100 104t/a 催化裂化装置属新建项目。 置组成 100 104t/a 催化裂化装置包括： 反应一再生、分馏、吸收稳定（含气压机）、主风机 烟机系统、余热锅炉、产汽系统 。 置加工能力 装置设计规模 100 104t/a 年开工时数 8000 小时 料来源 进口 料油。 （后面写的是腊油） 品 332051 第 4 页 共 158 页 主要产品：汽油、液化石油气、轻柴油 副产品：干气、油浆 艺路线 根据用户对该装置产品方案和产品质量的要求，结合目前国内技术发展情况， 本次 设计 反应系统拟采用石科院的 艺并采用 功先进的工程技术予以实现。该项目所采用技术是多个单项工程技术的优化组合，单项技术是 由 化裂化技术 进行 技术支持。本次改造所采用的单项技术主要包括： 1、反应部分采用的单项技术： （ 1）、 预提升技术 ； （ 2）、原 料油高效雾化喷嘴； （ 3）、提升管出口快速终止反应技术； （ 4）、高效汽提技术。 2、再生部分：拟采用快速床 置下流式外取热器，采用单项技术如下： （ 1）、 快速床湍流床主风串联两段再生技术； (过时 ) （ 2）、汽、水自循环下流式外取热器及配套系统； （ 3）、主风烟气系统优化； （ 4）、 高效旋风分离器； （ 5）、催化剂进料分布技术。 3、机组：主风机采用三机组方案，即烟机 电动 /发电机；气压机组采用两机组方案，即气压机 4、分馏吸收稳定 部分采用高效塔盘。 5、优化换热流程，尽可能经济的回收各温位的热量，减少循环水的用 332051 第 5 页 共 158 页 量。 6、余热锅炉采用模块式结构，采用余热锅炉不补燃，设置中压蒸汽过热炉的蒸汽过热方案。 7、设置低温余热回收设施，最大量回收装置低温余热。 要设备 重油催化裂化装置主要设备表 表 序号 设备类别 数量（台或组） 备注 1 反应再生器 1 包括外取热器 2 塔类 6 3 主风机组 2 4 增压机组 2 5 富气压缩机组 1 6 容器 38 7 冷换设备 46 8 空冷器 22 9 机泵 40 10 余热锅炉 1 11 中压蒸汽过热炉 1 332051 第 6 页 共 158 页 12 辅助燃烧室 1 13 特阀 15 14 加药装置 1 套 15 安全阀 19 16 烟囱 1 新建催化裂化装置的操作人员 32名，管理人员 7名，均由厂方内部调配解决，不新增定员。 180 95 17100 1、催化剂、化学药剂消 耗表 表 名称 年用量， t/a 一次装入量， t 备注 1 催化剂 720 180 2 钝化剂 22 含锑 25 3 阻垢剂 4 助燃剂 3 含 5 含量 98 2、公用工程消耗 表 号 项目 单位 数 据 备 注 1 新鲜水 t/h 13 332051 第 7 页 共 158 页 序号 项目 单位 数 据 备 注 2 循环水 t/h 1200 余热回收站用水由厂方考虑 3 中压除氧水 t/h 80 4 除盐水 t/h 35 5 燃料气 h 1100 6 电 6000v 135 380v 124 220v 30 7 蒸汽 t/h 出 t/h 出 t/h 8 净化压缩空气 h 1500 9 非净化压缩空气 h 2100 10 氮气 h 30 “建设单位” 化工公司新建 100 104t/a t 原料（ 油 /t 原料），能耗值较先进。 要研究结论 “建设单位” 化工公司 100 104t/a 催化裂化装置工程经过技术方案论 332051 第 8 页 共 158 页 证，所选的技术方案先进可行，经济效益好，为改善全厂产品结构和质量、提高经济效益创造了良好的条件。 1、 ”建设单位” 化工公司 100 104t/a 催化裂化装置采用了近年来催化裂化领域中开发的新工艺、新技术 、新设备。 装置建成投产后，解决了汽油烯烃含量超标的问题（什么工艺？） ，同时可灵活优化调整全厂的产品结构，增加高附加值的石化产品，增加公司的赢利能力和综合抗风险能力。 2、项目建设的外部条件好，可以充分利用现有的装置、公用工程及辅助设施的潜力，建设投资较低。 3、 ”建设单位” 化工公司是我国比较早的石油化工企业，在建设、生产和经营管理等方面，已建立了一套比较完整的系统，为项目的高速度建设及顺利投产提供了有利的条件。 4、 本项目总投资为 50826 万元，其中建设投资为 46995 万元。年均利润总额 10021 万元。投资 所得税后全部投资财务内部收益率为 投资回收期为 （含 2 年建设期）。 各项指标均好于行业基准值，因此建设本项目在经济上是可行的。 综上所述，充分利用我国石化行业成熟、可靠且先进的工艺技术，新建 ”建设单位” 化工公司 100 104t/a 催化裂化装置，对促进 ”建设单位”化工公司的发展具有重要作用。 在问题及建议 置加工方案 厂方可根据市场情况或实际生产情况适当调整装置的加工方案，达到装置适时、适应总流程要求的需要。 置能耗 本次设计应厂方委托，采用的设 计数据为多产液化气方案 （工艺？） ， 332051 第 9 页 共 158 页 由反应部分带至后部系统的低温位热量增多，装置的低温余热增加，虽然优化换热流程，仍提高了装置能耗 1 2油 /t 原料。 由于石科院 艺技术要求反应部分较低的油气分压，反应部分采用的蒸汽量较多，使装置能耗有所提高。 置低温余热回收系统 装置低温余热回收系统采用的热能回收介质为系统提供的热媒水，所回收的低温热能也由全厂统一考虑利用。 主要经济技术指标见表 表 主要经济技术指标 序号 项目名称 单位 数额 备注 一 基本数据 1 总投资 万元 50826 设投资 万元 46995 设期利息 万元 737 动资金 万元 3094 2 销售收入 万元 196707 生产期年平均 3 生产成本费用 万元 165527 生产期年平均 其中：折旧 万元 2114 4 销售税金及附加 万元 21159 生产期年平均 5 利润总额 万元 10021 生产期年平均 6 所得税 万元 3307 7 所得税后利润 万元 6714 8 单位加工费 元 /吨 （不含期间费） 元 /吨 （含期间费） 9 单位现金加工成本 元 /吨 二 经济评价指标 332051 第 10 页 共 158 页 序号 项目名称 单位 数额 备注 1 财务内部收益率 % 所得税后 2 财务净现值 万元 13626 3 投资回收期 年 4 财务内部收益率 % 所得税前 5 财务净现值 万元 31184 6 投 资回收期 年 7 资本金利润率 % 8 投资利润率 % 9 投资利税率 % 10 借款偿还期 年 含 2 年建设期 332051 第 11 页 共 158 页 2 市场 2. 1产品市场分析与预测 新建 100 104t/a 重油催化裂化装置为 ”建设单位” 化工公司 的十一五规划的一部分，主要产品为：清洁汽油组分、液化石油气（富含丙烯）、催化柴油，属于中间产品不能作为产品直接出厂，其产品市场服务于全厂产品市场。 1、液化石油气 2002 年我国全年液化气产量 1190 万吨， 与 2001 年相比增加 进口量 吨，超过 1999 年全年的 吨，创下液化气年进口量的最高记录，与 2001 年的 吨进口量相比增长 2002年度中国液化气市场研讨会预测，到 2005 年我国液化石油气需求量将达到2000 万吨，而国内 量不超过 1250 万吨，需进口 700 万吨以上。目前我国 均消费量仅 12 公斤，而 1998 年世界人均消费量为 15 公斤，我国人均消费量在今年将增长到 15 公斤左右。 根据以上分析，利用液化石油气中富含的低碳烯烃， 其中碳四组分被利用做汽 油的高辛烷值调合组分，丙烯、正丁烯等组分可用以生产市场需求旺盛的高附加值聚丙烯和顺酐产品，降低液化石油气的产品比例。 2、聚丙烯 332051 第 12 页 共 158 页 聚丙烯（ 热塑性塑料中发展最快的一种，目前产量规模已经超过聚乙烯和聚氯乙烯； 于价格低廉和性能优势，因此可广泛应用在诸多领域，与其它热塑性塑料如 竞争，另外在环保方面，因其可回收再利用， 替代其它塑料，主要用于注塑、纤维和薄膜与片材。在汽车和器具应用中，增强和填充 包 装领域的需求（尤其是食品包装）也将继续成长；另外近年来， 片材挤出中替代聚苯乙烯、在地毯面纱中替代尼龙；在器具应用中替代 在薄膜和医用领域替代软性 需求也不断快速成长。 由于 用途广泛，其消费量近年一直处于增长势头。椐预计，世界人均 费量将从 2001 年的 克 /人增加到 2005 年的 克 /人。2001 年中国 观消费量突破 500 万吨，达到 吨。据美国司（ 2003 年公布的 求年度报告分析， 2003 年中国已超过美国成为世界最大的聚丙烯市场。预计 2007年中国和美国的 场将分别为 1100 万吨和 820 万吨。 中国主要的两个 产企业中石化和中石油已进入世界上最大的聚丙烯生产商的行列。中国石化是目前世界上第二大 产商，中国石油是世界上第 13 大 产商，中国目前的 量为 370 万吨 /年。中石化已与巴塞尔（ 订了技术转让协议，到 2007 年，生产能力将翻倍。尽管如此，国内市场上 短缺 250 万吨，到 2007 年，预计短缺量将增加近一倍。 新建 100 104t/a 重油催化裂化装置投产后， 可生产 11 104t/a 的聚 332051 第 13 页 共 158 页 丙烯原料，为 ”建设单位” 化工公司向高附加值的化工领域延伸夯实基础。 3、成品油 随着国民经济水平的不断提高，消费水准在不断升高，轿车进家庭也不再是昔日的梦想，高标号汽油的需求量正在不断飚升， 90#汽油消费量逐年萎缩，我公司近几年 90#汽油的产量也大幅下降，高标号汽油比例大幅提高。 由于低凝柴油的需求区域在西北和东北地区，而我们的销售区域只能在西北辖区，时间集中在 11 月初到次年的 3 月初，特别是 油，集中销售时间在 11 月份到次年的 1 月，销售时间比较短，因此存在生产和发运的问 题，销售量不可能很大。各单位现在成本意识比较强，因此 油的需求量不会有大的上升幅度。 新建 100 104t/a 重油催化裂化装置投产后，生产催化汽油的辛烷值烃含量 25 v， 可作为高标号清洁汽油的优质调合组分。这将提高全厂高标号成品汽油的比例、优化全厂成品油的结构，使 ”建设单位”化工公司成品油的市场竞争力提高。 332051 第 14 页 共 158 页 3 建设规模、产品方案 “建设单位” 化工公司，新建催化裂化装置规模： 100 104t/a。 定产品方案的依据 新建 100 104t/产低烯烃含量的清洁汽油调合组分和低碳烯烃为主，增产碳三、碳四组分。 最小地投入、最大量地创造效益是企业的根本。本装置的产品方案根据以下因素确定： 1、解决全厂二次加工能力问题； 2、满足全厂清洁燃料生产的要求，同时提高高附加值产品高标号清洁汽油的产品比例； 3、为高附加值化工产品（聚丙烯、顺酐等）的生产提供原料（丙烯、正丁烯）。 品方案 产品方案表 表 号 产品名称 数量， 104t/a 备注 1 燃料气 含烟气 2 液化石油气 332051 第 15 页 共 158 页 其中丙烯 含量 3 汽油 烃含量 25 v 2,1 4 柴油 六烷值 25 5 油浆 置物料平衡 装置物料平衡 表 号 物 料 名 称 设 计 值 备注 kg/h 104t/a 一 原料 1 稀油减压蜡油 5428 2 稀油减压 渣油 5000 3 润滑馏分 3143 4 焦化蜡油 286 合计 42857 二 产品 1 干气 143 2 液化石油气 7571 其中丙烯 3571 3 汽油 2857 4 轻柴油 0143 油浆 000 6 焦炭 1429 7 损失 14 合计 100 142857 332051 第 16 页 共 158 页 4 工艺装置技术及设备方案 艺技术路线的介绍 前国内外催化裂化技术概况 七十年代后期，由于催化裂化原料变重，国外各主要公司相继着手进行重油催化裂化技术的开发。针对重油残炭高、生焦率高、重金属及杂质含量高的特点，在催化剂的选择、反应技术、再生技术、两器型式等方面开发了多项技术。目前，已形成一系列重油催化裂化技术，有代表性的主要有：凯洛格（ 重油催化裂化技术（ 环球油品公司（ 渣油催化裂化技术（ 石伟公司（ s&渣油催化裂化技术（ 近年来，这几种技术也都有新进展。其中以 引人注目。现在已有两套 其加工的原料均较轻（康氏残炭 。该技术对高残炭（ 5%）、高沸点或高掺渣比原料的适应性还有待考察。此外，由于其超短反应时间的特征，虽可提高汽油产率，但汽油的烯烃含量也将较高。因此， 加工重质原料和生产清洁燃料是否适应还需进一步考察。另一个值得注意的新技术是 术。其特点是采用单个再生器，并在密相床的适当部位加几块专利挡板以达到减少返混和多段再生目的。据称该再生技术可在贫氧再生条件下，即使当加工残炭为 5%原料时，下。该再生技术还可减小再生器直径，降低主风量。 332051 第 17 页 共 158 页 年的技术开发和工业应用实践，也掌握了该项技术并已成功用于多套装置。 根据近几年对清洁汽油和低碳烯烃的要求越来越 高的要求，国内、外各大公司也均开发了各自的独特技术。国外多产低碳烯烃技术主要有凯洛格的 些技术目前均处于开发阶段尚无工业业绩，同时从报道的数据来看，这些工艺技术的干气选择性均较差，与我国的各种多产低碳烯烃技术相比其竞争力均较差。因此就目前而言，在催化裂化多产低碳烯烃领域，我国的技术处于领先水平。在生产清洁汽油方面，由于国外的炼油装置结构与我国不同，催化裂化汽油的比例较小成品汽油的烯烃含量较低。因此国 外的研究主要集中在如何降低催化裂化汽油硫含量方面。而我国研究的重点则在降低汽油的烯烃含量，先后开发并大量工业应用了多种先进的、独特的技术。国内的催化裂化汽油降烯烃技术主要有： 内的催化裂化多产低碳烯烃技术主要有： 时满足降烯烃和多产低碳烯烃的技术有： 外还有石油大学多产柴油的两段提升管技术。 除整体技术以外，国内外在许多单项技术上也有很大进展，尤其是与反应密切相关并对反应有重大影响的部位均 发展了许多新技术。主要集中体现在原料油进料喷嘴、提升管末端技术、汽提段技术等。在进料喷嘴方面：国外以 且应用较为广泛，在中国也有应用。国内的喷嘴更是百花齐放，型式很多，最具代表，且应用较为广泛的有 科院力学所 应用情况来看，国内的各种喷嘴并不比 升管末端技术是近几年国内外发展较快的一种单项技术，国外最具代表性的有 332051 第 18 页 共 158 页 和 伟公司的羊角式快分技术； 式快分技术以及壳牌公司的提升管末端技术。其中 技术在国内已有数套引进。国内的提升管末端技术以石油大学开发的 旋与