福建联合石化炼油乙烯一体化副产c4综合利用项目 可行性研究报告

福建联合石化炼油乙烯一体化副产C4综合利用项目可行性研究报告团队名称浙江工业大学WING团队团队成员黄彬、邵晨熠、柯权力、杨塬、严海波完成时间2012年7月目录第一章总论111项目建设意义1111项目名称1112项目建设规模1113项目拟建地区和地点1114企业法人1115项目建设意义1116可行性研究工作依据212可行性研究结论313环境保护314项目建设进度415项目综合评价结论416主要技术经济指标517项目使用的专业标准规范618存在问题及建议7第二章项目背景821混合C4来源8211C4主要来源8212C4主要来源比较与选择822国内外C4利用现状923C4馏分国内主要化工利用途径12231异丁烯的利用12232异丁烷的利用122331丁烯的利用132341,3丁二烯的利用1424总结14241MTBE前景堪忧14242ETBE未来市场广阔15243LLDPE前景广阔15第三章市场预测1631拟建项目产物用途调查16311ETBE乙基叔丁基醚16312MTBE甲基叔丁基醚163131丁烯16314异丁烷17315丁二烯1732ETBE供需分析17321国际ETBE供需现状17322国内ETBE供需现状18323ETBE市场供需预测19324世界ETBE市场价格1933MTBE供需分析20331国际MTBE供需现状20331国内MTBE供需现状21332MTBE市场供需预测21334MTBE市场价格22341丁烯供需分析23341国内外1丁烯供需现状及预测23342聚合级1丁烯市场价格24351,3丁二烯供需分析25351国际1,3丁二烯供需现状及预测25352国内丁二烯供需现状及预测253532012丁二烯最新市场价格27第四章产品方案及生产规模2841产品方案的选择28411丁二烯利用方案28412ETBE、MTBE利用方案284131丁烯、异丁烷利用方案28414正丁烷、2丁烯利用方案28415其余组分利用方案2942生产规模的选择2943产品和副产品的品种、规格及质量指标29第五章工艺论证3251工艺背景3252碳四综合利用系统设计33521问题发现33522方案一34522方案二35522方案三35第六章项目地址选择3761概述3762总厂厂址选择37621项目要求37622厂址初步拟定37623福建联合石油化工有限公司概况38624福建联合石化C4利用现状38625总厂所在的泉港石油化工园区概况39626项目开展区块地理位置、地形及地貌概况40627项目开展地区自然条件40628项目开展区块的交通运输条件41629基础设施建设426210社会经济条件4363选址方案的确定4364C4综合利用系统生产规模44第七章系统集成方案4571C4综合利用系统物料集成方案45711原料路线45712丁二烯利用方案46713ETBE、MTBE利用方案467141丁烯、异丁烷利用方案47715正丁烷、2丁烯利用方案47716其余组分利用方案47717物料集成方案总结4772C4综合利用系统能量集成方案48721总厂公用工程48722泉港工业园区内主要公用工程供给48第八章工厂技术方案5081生产技术方案50811产品标准50812原料预处理工艺51813ETBEMTBE联合醚化工艺51814异构化工艺52815主要生产设备选择52816生产车间布置方案5382总平面布置和运输53821总平面布置原则53822厂内外运输方案54823仓储原则54824占地面积及分析5583土建工程55831建筑材料55832结构设计及相应措施56833对有特殊要求的建、构筑物所采取的建筑措施5684环境保护5785劳动保护和卫生安全57851生产过程中的危害因素58852有害物质对人体的危害58第九章技术经济分析6091投资估算总思路6092投资估算及投资明细表60921编制说明60922投资估算61923资金来源6993生产总成本估算及成本构成明细70931成本估算依据70932总成本构成及明细70933总成本费用估算7394销售收入及税金估算75941销售收入估算75942税金估算7695财务分析77951损益表77952还贷方式78953现金流量表78第十章不确定分析81101概述81102盈亏平衡分析81103敏感性分析82第十一章效益分析84111经济效益84112社会效益84第一章总论11项目建设意义111项目名称福建联合石油化工有限公司炼油乙烯一体化项目副产C4综合利用项目112项目建设规模30万吨/年C4年产18万吨/年ETBE1万吨/年MTBE44万吨/年聚合级1丁烯9万吨/年高纯异丁烷113项目拟建地区和地点福建省泉州市泉港工业园区114企业法人福建联合石油化工有限公司115项目建设意义能源是经济和社会发展的基础，能源的生产与供应一直受到各国政府的高度重视，而石油更是能源中各国关注的焦点，为争夺石油资源的战争时有发生。近年来，石油价格持续攀升，而石油工业副产的C4馏分化工利用率很低，不符合可持续发展及我国能源战略。目前，国内C4的化工利用刚刚起步，大部分C4馏分仅作为低附加值的民用燃料使用，化工利用率仅16。究其原因，炼油化工装置规模偏小，一体化程度低，乙烯、催化装置副产C4并没有整合一起，统一加工，而是依托原装置分头加工；除丁二烯萃取、MTBE生产技术外，我国尚缺乏大型化C4利用的成套装置和成熟技术。在当前国情下，C4的系统性综合性化工利用应从国内大型石化综合企业开始实施。福建联合石化作为国内第一个集炼油、乙烯生产、成品油销售于一体的大型石化综合企业，应把一体化项目副产C4的综合利用作为当前一项重要任务。本团队为福建联合石化炼油乙烯一体化项目设计了一套C4综合利用的系统，承接一体化项目副产的部分C4，生产ETBE、MTBE、聚合级1丁烯、异丁烷等高附加值的产品，实现了物料、能量的集成，丰富了一体化项目的产品结构，为泉港工业园区内中下游化工企业提供了原料，更加紧密了总厂与中下游企业的联系，无论从经济角度还是完善能源利用方式都有极其重要的战略意义。116可行性研究工作依据当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录关于30万吨/年C4综合利用项目建议书公司提供的有关资料化工设计竞赛指导书及化工设计教材搜集的厂区所在地气象、地理条件、交通运输条件及公用工程条件、技术经济和核算条件等。12可行性研究结论图11项目工艺方框图本套工艺与当前的C4利用工艺的不同之处在于将蒸汽裂解C4与炼厂C4进行合理配置，使其在具有较高经济价值的同时具有较大产量，以此混合C4作为此C4利用系统原料。采用ETBEMTBE联合生产工艺，深度脱除原料C4中的异丁烯，ETBE、MTBE产品产量根据市场可调控，灵活多变。利用异构工艺，最大化生产1丁烯和ETBE。综合上述特点，可以看出本系统对C4馏分的加工已经比较完善，总体的思路就是将其中低附加值的组分转换成高附加值的组分，充分挖掘C4组分潜在的化学价值，实现能量的梯级利用，物料的循环利用，真正体现出可持续发展的理念。13环境保护本套装置中主要的废液多数为水萃取塔、杂质分离塔等产生的废水，可以经混合中和后，严格控制水质要求再进入生化池处理；废气主要成分为C3、异丁烷等低碳烃类，主要由管廊运输至总厂稀释1,3丁二烯萃取精馏装置分离出的C4炔烃；废渣产生较少，主要是来自废催化剂及废干燥剂，本项目为了节约处理费用，将联系原催化剂及干燥剂厂家，将废物回收，变废为宝。14项目建设进度本项目建设周期分为建设前期工作、可行性研究、设计工作、建设等阶段，时间为两年，其中建设前期工作和设计工作需一年时间。并根据实际情况，对施工和设备的验收、发运、运输以及设备的安装都作出适当的调整，保证合理交叉进行。15项目综合评价结论本设计具有以下的特色本项目作为福建联合石化一体化项目的子项目，是针对总厂内部预留空地的一个扩建项目，包含于总厂之内，共用行政生活区，除控制室、三废处理中心等必要公用工程外，可共享完善的公用工程体系，大大节约了建设成本，缩短了建设期，同时本系统可为总厂提供汽油添加剂，聚乙烯单体等，实现了与总厂的紧密集成关系。将蒸汽裂解C4与炼厂C4进行合理配置，使其在具有较高经济价值的同时具有较大产量，以此混合C4作为此C4利用系统原料。采用ETBEMTBE联合生产工艺，深度脱除原料C中的异丁烯，ETBE、MTBE产品产量根据市场可调控，灵活多变。利用异构工艺，最大化生产1丁烯和ETBE。为解决系统异构化模块中异构化后处理塔产生的异丁烯回到原料预处理模块这一物料循环对系统稳定性的影响，本系统专门设计了快速开车方案，原料配置系统，并运用了多种复杂控制，如前馈反馈控制，分程控制等对系统进行了有效控制。16主要技术经济指标表11主要技术经济指标序号项目名称单位数量备注1生产规模11主产品1丁烯万吨/年44ETBE万吨/年1812副产品MTBE万吨/年1异丁烷万吨/年9重组分C4万吨/年52年操作日天330四班三运转3主要原、辅料用量31混合C4馏分万吨/年30福建联合石化提供32催化剂万吨/年00044外购4公用工程消耗量41电度/年4108福建联合石化提供42中压蒸汽（4MPA）万吨/年3928福建联合石化提供43低压蒸汽（08MPA）万吨/年5775福建联合石化提供44循环冷却水万吨/年14366福建联合石化提供45深井水万吨/年88874福建联合石化提供46冷冻盐水万吨/年5746福建联合石化提供47其他万吨/年1005工厂运输量万吨/年67551工厂运入量万吨/年3052工厂运出量万吨/年3756项目总投资万元129331161固定资产投资万元735189862流动资金万元5000063建设期利息万元5812127年销售收入万元31938488成本和费用81年均总成本费用万元241335649财务评价指标91投资利润率4592投资利税率5493投资回收期年65794净现值万元1052256只计算至第六年95内部收益率12610盈亏平衡分析101产量盈亏平衡点万吨805102价格盈亏平衡点元/吨64356117项目使用的专业标准规范中华人民共和国安全生产法；建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定原劳动部第3号令（1996）；工业企业设计卫生标准（GBZ12010）；工作场所有害因素职业接触限值（GBZ222007）；石油化工企业设计防火规范（GB501602008）；建筑设计防火规范（GB500162006）；建筑物防雷设计规定（GB500572010）；爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB5005892）；石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范（GB504932009）；化工企业安全卫生设计规定（HG2057195）；压力容器安全技术监察规程（1999年版）；压力管道安全管理与监察规定劳动部发1996140号；建筑照明设计标准（GB500342004）；工业粉尘排放标准执行（GB162971996）；工业企业厂界噪声标准执行（GB123482008）；污水综合排放标准执行（GB89781996）；大气污染物综合排放标准（GB162971996）；危险废物焚烧污染控制标准（GB184842001）；化工建设项目可行性研究投资估算编制办法（国家石化局（1999）第195号文）。18存在问题及建议本设计中某些工艺尚未大规模工业化应用，因此要将其投入大规模生产仍需要进一步的试验和改进，使其更加成熟。本设计绿色环保，符合目前的经济发展模式，需要各级政府给予更多的支持，并在税收等政策上提供优惠，使本项目早日实现较好的经济效益和社会效益。第二章项目背景21混合C4来源211C4主要来源C4馏分来源于天然气、石油炼制过程生成的炼厂气和石油化工生产中烃类裂解的裂解气。另外，以煤为原料的甲醇制取低碳烯烃过程中也副产煤基混合碳四。212C4主要来源比较与选择世界能源结构与消耗比例010203040506070195019601970198019902010年代能源结构比例（）煤炭石油天然气水电及其他图21世界能源结构与消耗比例由图21可得出世界能源的整体发展趋势，即石油能源发展迅速，并在2010年的能源结构中占据绝对优势地位。为顺应世界能源形势，本团队选用石化企业副产C4作为本项目原料。表21为C4各来源优缺点比较。表21C4主要来源比较项目来源储藏开采运输国家政策环境污染当前发展现状石油储量较丰富易开采容易安全性高鼓励燃烧时会排放二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物在未来的几十年间，石油产业一直会是很强势的能源支柱天然气储量较少有待开发容易但储存需较大空间国家将天然气化工列为限制类产业清洁能源主要在民用方面发展迅速煤丰富但开采时危险性很高容易但不能用管道运输总体鼓励燃烧时会浪费一些热能并造成空气污染煤化工过剩产能继续扩张，国内煤化工上涨动力不足表21显示，天然气在化工行业中的利用受到国家政策多方面的限制，而煤的开采和运输都比较复杂。从各方面综合考虑，石油化工行业在未来的几十年内依然占据明显优势，并且目前国内两大化工集团主要的产业方向还是集中在石油化工方面。本项目作为总厂的子系统，规划时依附于石化综合企业是经济可行的。22国内外C4利用现状我国目前C4利用率还很低，尚处于初期阶段。其中60仅作为低价值的民用燃料，同发达国家比，生产技术、产品种类及下游产品的开发还远远不够，一些以C4馏分为原料的衍生物仍需大量进口。在化工利用方面，大型炼厂C4馏分主要用于制造烷基化汽油或叠合汽油，部分用于生产聚丁烯或聚氯丁烯做润滑油添加剂，少数石化企业将C4馏分中的正丁烯抽出生产丁二烯，以增产合成橡胶原料。目前国内利用异丁烯生产甲基叔丁基醚技术比较成熟。乙烯裂解C4由于烷烃含量较少，所以化工利用率相对较高。主要是抽取出其中接近一半的1,3丁二烯，用于生产合成橡胶；利用异丁烯组分生产MTBE等，剩余C4仍用于民用液化气。而国外发达国家对C4的化工利用率较高，如美国为8090，日本为64，西欧60。生产技术、产品种类及下游产品的开发比较完善。下表列出了C4馏分化工利用主要情况表22国内外C4主要利用途径比较项目组分主要用途产品化工作用国外发展现状国内发展阶段MTBE汽油辛烷值添加剂限制（致癌）大规模工业化ETBE汽油辛烷值添加剂加快推行研究阶段MMA生产有机玻璃早已工业化尚未工业化叔丁醇溶剂和添加剂应用广泛工业化异丁烯丁基橡胶制造橡胶制品工业化从国外引进技术且只有一家石化企业生产LLDPE主要用于薄膜制品工业化工业化甲乙酮中沸点酮类溶剂工业化工业化1丁烯丁二烯合成橡胶淘汰逐步被替代烷基化汽油车用汽油大规模工业化大规模工业化丙烯重要的化工原料工业化工业化2丁烯甲乙酮中沸点酮类溶剂工业化工业化1,3丁二烯合成橡胶工业化大规模工业化且稳步增长ABS树脂热塑型高分子材料工业化工业化对国外依存度很高环氧丁烯新型的精细化工中间体中试成本过高未受重视1,4丁二醇（BDO）重要的有机和精细化工原料工业化技术落后新工艺处于扩大试验和中试阶段四氢呋喃重要的有机合成原料性能优良的溶剂中试尚未工业化烷基化汽油车用汽油开发环保工艺工业化环氧丙烷联产叔丁醇生产丁二醇原料工业化只有壳牌实现工业化异丁烯重要的精细化工原料无氧脱氢实现大规模生产催化氧化脱氢处于实验室阶段实验阶段碳酸二甲酯（DMC）环保型绿色化工产品工业化工业化异丁烷作为高密度聚乙烯稀释剂和制冷剂、发泡剂正丁烷顺丁烯二酸酐重要的有机化工中间体大规模工业化技术落后且大多项目已停产从表22中可得出目前，异丁烯的利用方式目前国内主要为生产MTBE，但由于MTBE溶于水且有毒性，从绿色环保性上有一定不足，急需其他方式的工业化利用；1丁烯及2丁烯各利用去路已基本工业化；1,3丁二烯利用途径较多，国内主要利用其制造合成橡胶；异丁烷主要用于生产烷基化汽油。综上，应用异丁烯环保利用工艺有其一定现实意义，1丁烯和异丁烷也有巨大利用价值。23C4馏分国内主要化工利用途径231异丁烯的利用表23国内异丁烯利用情况项目途径作用技术成熟度产能（万吨/年）产量（万吨/年）需求量（万吨/年）价格（元/吨）成本MTBE汽油辛烷值添加剂大规模工业化73405423848789375相对较低ETBE汽油辛烷值添加剂小试不大972982美元高丁基橡胶制造橡胶制品国外引进技术且只有一家企业生产4552027500高表23显示，MTBE需求量与产量基本持平，ETBE国内尚未工业化，但其环保价值极高。可见，MTBE的生产在国内已基本饱和，若投入生产，经济和环保价值均不会高。232异丁烷的利用表24国内异丁烷利用情况项目途径作用技术成熟度产能（万吨/年）产量（万吨/年）需求量（万吨/年）价格（元/吨）成本环氧丙烷生产丁二醇原料只有壳牌实现工业化15010013011300低碳酸二甲酯（DMC）环保绿色化工产品工业化3213多于106300较高由上表可见，异丁烷生产环氧丙烷和碳酸二甲酯国内供需均持平，而生产烷基化汽油市场价值高，为其主要利用途径。2331丁烯的利用表25国内1丁烯利用情况项目途径作用技术成熟度产能（万吨/年）产量（万吨/年）需求量（万吨/年）价格（元/吨）成本LLDPE主要用于薄膜制品工业化585336463810000较低甲乙酮中沸点酮类剂工业化294273410260设备腐蚀维修费用高丁二烯合成橡胶逐步被替代243917020017000蒸汽用量大成本高从表25中可总结出，LLDPE的供不应求，市场巨大，投产后经济收入应比较可观；甲乙酮的生产也有其一定经济价值。由此也可得出，国内1丁烯的需求很大，可以考虑进行分离利用。2341,3丁二烯的利用表26国内1,3丁二烯利用情况项目途径作用技术成熟度产能（万吨/年）产量（万吨/年）需求量（万吨/年）价格（元/吨）成本丁苯橡胶最大的通用合成橡胶品种大规模工业化且稳步增长12410512019100适中ABS树脂热塑型高分子材料工业化但对国外依存度很高23651814439328625较低1,4丁二醇（BDO）重要的有和精细化工原料技术落后新工艺处于扩大和中试阶段45274215000较高如表26所示，丁苯橡胶，ABS树脂及1,4丁二醇的生产均可一定程度上满足其巨大的供不应求，其中ABS树脂供需差距最大，继续发展国内自主工艺以减少进口量。24总结241MTBE前景堪忧近年来，随着我国汽车保有量迅速增长，在车用燃料供应紧张和城市空气污染的双重压力下，MTBE需求量迅速增长。由于其拥有生产成本低，技术成熟，市场缺口大等优点，国内大量化工厂纷纷投产MTBE项目，2009年成为了MTBE国内产能的爆发点。到2012年，国内巨大的缺口将近达到饱和，预计在今后相当长的一段时间内，MTBE的市场需求与国内产能将维持平衡状态。而且，MTBE极易溶于水且难以生物降解，在生产过程中，MTBE储罐泄露会污染地下水，且对人体有致癌作用，因此MTBE在美国、日本等地区已被禁止使用。虽然MTBE在国内还没有被禁止使用，并且估计在未来几年依然市场良好，但是MTBE的取代是必然的。因此，从目前国内市场来看，投产MTBE在短期内可以带来一定的经济效益，但是从长远发展来看，MTBE前景堪忧。242ETBE未来市场广阔由于MTBE生产的诸多弊端，具有长远发展眼光的石化综合企业将焦点投向了MTBE的绿色替代品ETBE。虽然，ETBE的生产在我国尚处于小试阶段，且生产成本较高，目前市场也主要被MTBE占据。但ETBE能提高汽油的辛烷值，可以作为共溶剂使用，而且ETBE的沸点较高，与烃类物质相混不会生成共沸化合物。这样既可减少发动机内的气阻，又可降低蒸发损耗，从节能减排的角度来讲，ETBE优于MTBE。更为重要的是，MTBE终将被ETBE所取代，虽然暂时盈利较少，但符合可持续发展的要求，未来的市场非常广阔。在ETBE时代到来前实现产品的工业化，就能在ETBE生产领域处于领先地位。243LLDPE前景广阔线性低密度聚乙烯LLDPE在我国生产技术比较成熟，国内产量不足，且生产成本不高，前景十分广阔。第三章市场预测31拟建项目产物用途调查311ETBE乙基叔丁基醚乙基叔丁基醚（ETHYLTERTIARYBUTYLETHER），简称ETBE。分子式为C6H14O，常温时是无色透明液体。熔点94，沸点70，比重075（20），水中溶解度12G/100ML20。ETBE是一种性能优良的高辛烷值汽油调和组分。其不仅能使汽油的辛烷值得以提高，而且水混入不发生分离，对汽车部件无腐蚀，不会增排光化学烟雾，可使汽油的经济性及安全性都得到改善，所以说它是具有很大的市场潜力的一种优良添加剂。312MTBE甲基叔丁基醚甲基叔丁基醚（METHYLTERTBUTYLETHER），简称MTBE，分子式为C5H12O，溶点109，沸点552，密度740KG/M320，水中的溶解度43G/100G20，是一种无色、透明、高辛烷值且有一定毒性的液体，具有醚样气味。MTBE是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想调合组份，作为汽油添加剂已经在全世界范围内普遍使用。它不仅能有效提高汽油辛烷值，而且还能改善汽车性能，降低排气中CO含量，同时降低汽油生产成本。另外，MTBE还是一种重要化工原料，如通过裂解可制备高纯异丁烯，作为橡胶及其它化工产品的原料。质量最好的甲基叔丁基醚，可以用作医药，是医药中间体。3131丁烯1丁烯（1BUTYLENE），分子式为C4H8，常态下为无色气体，熔点1853，沸点63，相对密度水1为067，相对蒸气密度空气1为193，不溶于水，微溶于苯，易溶于乙醇、乙醚。易燃、易爆，有微弱芳香气味。主要用于制丁二烯、异戊二烯、合成橡胶等。是生产通用聚乙烯（LLDPE）的重要原料。314异丁烷异丁烷ISOBUTANE，分子式为C4H10，熔点1596，沸点118，相对密度水1为056，常态下为无色、稍有气味的可燃气体，微溶于水，溶于乙醚。主要用于与异丁烯经烃化生产异辛烷，用作汽油辛烷值改进剂。经裂解可制异丁烯与丙烯。与异丁烯、丙烯进行烷基化可制烷基化汽油。可制备甲基丙烯酸、丙酮和甲醇等。还可作冷冻剂。315丁二烯1,3丁二烯1,3BUTADIENE，分子式为C4H6，熔点1089，沸点45，相对密度水1为062，常态下为无色无臭气体，溶于丙酮、苯、乙酸、酯等多数有机溶剂。丁二烯是一种重要的化工原料，可用于制造合成橡胶（丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶）。32ETBE供需分析321国际ETBE供需现状近年来科学研究发现了MTBE的缺点不易分解，对地下水有一定污染；它有少量气味，使驾驶者不舒服，可引起恶心、眼睛疼、出现疱疹等反应。美国最近已通过一项“清洁燃料法案”，将从2004年起4年内禁用MTBE。在现有MTBE的替代品中，ETBE辛烷值较高、雷氏蒸汽压较低，且水溶性较MTBE小，因此更适合作为汽油的含氧添加剂，此外，ETBE与异辛烷之蒸馏范围较窄，可改进可驾驶指针及掺配时VOC的控制，目前美国财政部已同意以ETBE掺配汽油使用时给予乙醇部分赋税优惠。在欧美，法国于1994年将ETBE用作汽油调合组分，西班牙和德国使用ETBE分别始于2000年和2004年。第一套生产ETBE（乙基叔丁基醚）的生物醚类装置于2004年投产，欧洲将建设多套装置。2006年ETBE占到欧洲燃油醚类市场三分之一，产量约为194万T/A。2008年，欧洲ETBE产量达到500万T/A。欧盟2005年ETBE产能见表31。表31欧盟各国2005年ETBE产能欧盟各国2005年ETBE产能国家产能（万吨/年）法国836西班牙422德国200比利时183荷兰138意大利133波兰120芬兰94匈牙利55斯洛伐克52葡萄牙50瑞典50总计2333由上表可得出，以欧盟各国的消费为标准，其ETBE产能相对均较高，可见ETBE的生产已经是欧盟国家的主流。在日本，其最大的炼油商日本石油公司于2007年4月初宣布，在半年之内开始将其100KT/AMTBE生产装置改产，并于2009年秋季生产ETBE。日本石油公司将使用ETBE作为汽油添加剂，20092010年达到20万千公升126万桶，比20082009年计划用量116万千公升大有提升。现在使用汽油调合ETBE为112万千公升。据日本METI估算，日本2006年汽油需求量约为105万桶/D。日本生物燃料供应公司于20102011年全面推行调合ETBE的汽油。2010年日本财年消费84亿L（222亿加仑）ETBE，为2009年财年（至2010年3月）的4倍多，占汽油总销售量的1。322国内ETBE供需现状国内自主ETBE生产技术目前均处于小试阶段，所以ETBE的消费主要由进口满足。ETBE与MTBE相比，除了含氧量稍低外，它的调合辛烷值高；雷德蒸汽压低，易与汽油混溶；沸点高，能降低汽油的挥发性；水中溶解度低，对环境污染小；原料乙醇无毒。与TAME相比，调合辛烷值高55个单位，其他性能指标相近。但MTBE因为在水中的溶解度较大而污染水源。相较而下，ETBE市场在国内虽然还很狭窄，但在世界提倡环保的大环境下，其发展前景必将越来越广阔。323ETBE市场供需预测目前ETBE的生产在我国处于小试阶段，且生产成本较高，在国内市场不大。但其不但能提高汽油辛烷值的效果，而且还可以作为共溶剂使用。ETBE的沸点较高，与烃类物质相混不生成共沸化合物。这样既可以减少发动机内的气阻，又可降低蒸发损耗。从节能减排的角度来讲，ETBE是很有发展潜力的。从本项目的产品集成中可看出，考虑到总厂每年可提供750万吨高品质成品油，其中包括车用汽油、轻柴油等，而总厂并未生产高辛烷值汽油添加剂，所以本项目所产ETBE主要供给总厂。另外，占总厂四分之一股份的埃克森化工是世界上第三大石油化工公司，在100多个国家里，每年销售超过1700万吨的石油化工产品。目前在国外，尤其是欧洲日本市场，ETBE的市场非常广阔，可借由埃克森化工的销售能力对本系统所产ETBE进行外销。324世界ETBE市场价格由于国内ETBE生产尚处于小试阶段，未查得报价，所以以欧洲价格为标准。表32欧洲ETBE报价欧洲ETBE报价时间价格（美元/MTFOBARA）2012年第二季度1397501398002011年第四季度1126001226002011年第二季度1196001246002010年第四季度1158001217002010年第二季度116200120900表32显示，ETBE价格在欧洲2012年价格有明显提升，鉴于ETBE的环保价值越来越受到关注，根据其价格趋势预测，本项目投产后ETBE价格可达1600美元/吨。33MTBE供需分析331国际MTBE供需现状2008年，由于受金融危机及美国禁用MTBE的影响，北美其它一些国家以及欧洲一些国家也开始逐步减少MTBE在汽油中的加入，对于全球MTBE的生产和消费产生了巨大的影响。2008年全球MTBE的生产能力为19439万T/A，产量和消费量减至14161万T。2008年全球各地区MTBE供需量统计见表33。表332008年全球各地区MTBE供需量统计2008年全球各地区MTBE供需量统计地区生产能力/（万T/A）产量/万T进口量/万T出口量/万T消费量/万T非洲4738274311亚洲4817381117467344823中东欧132986720184984中东4742477249124612802北美5696248751417901211中南美54749512063351366西欧22611692223612652664全球19439141616668666814161上表可得，从世界范围来看，除了一些发展中地区，MTBE的市场情况均为供需平衡或供过于求，MTBE的生产前景不理想。331国内MTBE供需现状截至2009年，国内有MTBE生产装置50多套，总生产能力3194万T/A。其中，中国石油3万T/A以上的装置13套，生产能力为933万T/A；中国石化共有19套装置，生产能力为1229万T/A；其余为地方企业装置，生产能力合计约为1032万T/A。国内10万T/A（含10万T/A）以上的大型MTBE生产装置共6套。332MTBE市场供需预测在中国，MTBE的市场相对广阔。保守预测，2012年我国MTBE需求总量将达到2084万T，其中汽油领域需求量1984万T，生产异丁烯及其它用途需求100万T；2016年总需求量将达到2295万T，其中汽油领域需求为219万T，制造异丁烯及其它用途需求105万T。全球各地区MTBE供需量以及增长率预测如表34。表34全球各地区产能、产量、消费量及增长率预测全球各地区产能、产量、消费量及增长率预测数量平均年增长率/地区2011年2016年200120062006201120111016非洲产能万T/A总产量万T消费量万T4740298474231447600270010亚洲产能万T/A总产量万T消费量万T49374169503949374343777016320008中东欧产能万T/A总产量万T消费量万T13841093115813841141087200440009中东产能万T/A总产量万T消费量万T45724139167345724161230200140001北美产能万T/A总产量万T消费量万T180012991399155012771351612092052904中南美产能万T/A总产量万T消费量万T60249587750242000281451293632西欧产能万T/A总产量万T消费量万T27832127291625831990338814201513全球产能万T/A总产量万T消费量万T1612513361133611557513371406149270700由表34显示未来3年MTBE产能将下降07个百分点，可见MTBE在全球范围内产量均将下调。乐观预测，2012年国内MTBE产能将达到440万T/A，需求量将不会超过260万T。供过于求的局面在所难免。334MTBE市场价格表35国内市场MTBE报价国内市场MTBE报价时间价格（元/吨）2012年5月859192602012年4月926093252012年3月905794432012年2月875089802012年1月867587562011年11月883789892011年9月902891172011年7月912392332011年5月841986022011年3月86499142由上表可以得出，2012年MTBE平均价格为90097元/吨，2011年则为89139元/吨，两者差别不大，可见MTBE国内市场近几年较为平稳。预测本项目投产后价格应在9000元/吨左右。341丁烯供需分析341国内外1丁烯供需现状及预测自70年以来线型低密度聚乙烯LLDPE工业化技术开发成功，其工业生产正蓬勃发展。1丁烯作为LLDPE的第二单体，国内外对其需求与日俱增，已成为发展最快的化工产品这一。高纯度1丁烯主要用于生产线性低密度聚乙烯LLDPE的共聚单体,到2005年,我国LLDPE的总生产能力将达到280万T/A,1丁烯的需求量将达到20万T/A。此外,具有发展前景的1丁烯齐聚产品,也为1丁烯的应用带来了广阔的发展空间。从长远发展角度看,为了提高企业的经济效益,对于炼油厂MTBE后C4组分的综合利用,1丁烯分离工艺十分重要。我国1丁烯主要来源于乙烯装置及炼厂催化裂解装置副产C4馏分和乙烯二聚而得。我国最早的1丁烯装置是齐鲁石化公司从日本瑞翁公司引进的，规模为15万T/A，当时，1丁烯供不应求，每年需从韩国进口50006000T。1丁烯和异丁烯沸点非常接近，只差06，相对挥发度只差0005，随着MTBE合成的发展，1丁烯和MTBE联产装置越来越多。目前我国1丁烯生产装置有10套，生产能力达1046万T/A，其中C4分离装置6套，能力为716万T/A，乙烯二聚4套，能力为33万T/A。国内主要1丁烯分离装置的原料路线及产量见表36。表36国内主要1丁烯分离装置的原料路线及产量公司名称生产能力（万T/A）原料路线吉林石化公司24C4分离大庆石化公司076C4分离齐鲁石化公司15C4分离抚顺石化公司10C4分离独山子乙烯公司10C4分离茂名石化公司15C4分离兰州石化公司08C4分离由于1丁烯可作为许多有机产品的合成原料，尤其是线性低密度聚乙烯LLDPE在我国生产技术比较成熟，但国内产量不足，且生产成本不高，前景十分广阔。342聚合级1丁烯市场价格表38国内市场1丁烯报价国内市场1丁烯报价时间价格（元/吨）2012年6841412011年902190351,3丁二烯供需分析351国际1,3丁二烯供需现状及预测2009年，世界丁二烯生产能力已增至12187万T/A。目前美国约占世界丁二烯总生产能力的五分之一，是全球丁二烯产量最大的国家；中国的丁二烯生产能力排在美国之后居世界第二。北美、西欧和亚洲是主要的丁二烯生产地。2009年世界各地区产能分布情况如表39所示。随着乙烯工业的不断发展，世界丁二烯的生产能力将不断增加，预计，2013年世界丁二烯产能将达到14066万T/A。表392009年世界各地区产能分布情况地区生产能力/（万T/A）所占比例（）北美2774228中南美36530西欧2503205中东欧92976非洲和中东41534亚洲5201427合计12187100由表39可得出结论，1,3丁二烯亚洲产能占世界的绝大部分，另外随着乙烯工业的不断发展，世界丁二烯的生产能力将不断增加，所以1,3丁二烯在我国非常有发展前景。352国内丁二烯供需现状及预测近两年，我国丁二烯产能增长很快。随着福建炼化公司的新建12万T/A丁二烯装置、辽宁盘锦乙烯公司新建的10万T/A丁二烯装置及中石油独山子石化的新建13万T/A丁二烯装置的建成投产，2009年，我国丁二烯的总产能已达到202万T/A。2009年我国丁二烯主要生产厂家及产能统计见表3。未来几年，许多生产厂家都准备新建或扩建丁二烯生产装置，且主要是和乙烯装置配套。预计到2013年我国丁二烯将新增产能约939万T/A），届时国内总产能将达到297万T/A。近年来，随着我国橡胶工业的发展，对丁二烯的需求也不断提高，促使国内丁二烯产量增加。近三年来，国内丁二烯自给率一直保持在91以上。据中国合成橡胶协会统计，2009年国内共生产丁二烯1219万T，其中，DMF法713万T，ACN法378万T，NMP法128万T。2009年我国丁二烯消费量约为1476万T，同比增长134。20022009年中国丁二烯产量、进出口量及表观消费量统计见表310。表31020022009年中国丁二烯产量、进出口量及表观消费量统计年份产量/万T进口量/万T出口量/万T消费量/万T200274010412832200385813612982200487319604106520059951471211302006115089271212200713601122514472008119514336130220091219298411476由上表可见从2002年至2009年国内丁二烯产量及消费量均稳步上涨，所以国内进行丁二烯及其下游产品的投产是极其有价值的。近年来，我国丁二烯的消费结构发生了很大的变化。从20世纪90年代初期几乎全部用于生产合成橡胶，逐渐扩大到生产合成树脂、热塑性弹性体、丁苯胶乳以及其他有机化工产品，尤其是在ABS树脂、SBS热塑性弹性体和丁苯胶乳等产品的消费量增长幅度最大。2009年，丁二烯各消费领域消费及预测如表311所示。表311丁二烯各消费领域消费及预测所占比例（）消费领域2009年2013年（预测）丁苯橡胶358364聚丁二烯橡胶311255ABS树脂175223SBS及胶乳110108其他方面4650合计12187100从上表可得出在丁二烯的下游产品中，预测至1013年，丁苯橡胶、ABS树脂和聚丁二烯橡胶的需求量比较大，投产后经济前景较好。从消费结构来看，由于未来几年我国丁苯橡胶以及ABS树脂两个方面的生产能力将大幅度增加，因而产量也将相应增加，将成为未来我国丁二烯需求量增加的主要发展推动力。预计，20092013年我国丁二烯消费年均增长率约为9。2013年我国丁二烯的总消费量将达到约2340万T。3532012丁二烯最新市场价格表312国内市场丁二烯最新报价国内市场丁二烯最新报价时间价格（元/吨）2012年1月20800225002012年2月23500266002012年3月25500270002012年4月24500253002011年5月2200023500第四章产品方案及生产规模41产品方案的选择411丁二烯利用方案总厂已有分离1,3丁二烯装置，产量约12万吨/年，全部供应福橡化工生产10万吨/年丁苯橡胶，5万吨/年顺丁橡胶。由于福橡化工是福建省内少数具备生产合成橡胶的企业，所以未来十几年内，市场前景良好。412ETBE、MTBE利用方案ETBE是本系统主要产品之一，产量达18万吨/年，另外还副产1万吨/年MTBE。考虑到总厂每年可提供750万吨高品质成品油，其中包括车用汽油、轻柴油等，而总厂并未生产高辛烷值汽油添加剂，所以本系统所产ETBE和MTBE主要供给总厂，也可外销。4131丁烯、异丁烷利用方案本工艺分离出来的约44万吨/年聚合级1丁烯回给总厂作为高级烯烃用于与乙烯生产共聚物LLDPE。9万吨/年异丁烷分离后供给总厂生产烷基化汽油。414正丁烷、2丁烯利用方案2丁烯异构化之后转化成1丁烯等循环使用，所以不单独出产品。正丁烷分离后供给下游厂家湄洲湾氯碱工业公司作为1,4丁二醇、四氢呋喃、顺酐等原料。由于目前正丁烷脱氢工艺转化率较低，如果将来脱氢工艺实现工业化，那么正丁烷的最佳利用途径是经脱氢后与2丁烯一起作为异构化原料，循环利用。产生的氢气可作为前一工段选择性加氢的原料。这样一来，完美实现了物料的循环利用。415其余组分利用方案本系统催化加氢后有一股塔顶出料组分为C3、二甲醚、氢气，该部分料液用于稀释分离1,3丁二烯时脱出的C4炔烃，达到安全标准以后，回总厂供热。本工艺产生的废液经三废处理站预处理，达到一定指标以后，送回总厂，由总厂统一处理。42生产规模的选择本系统所有原料均由福建联合石化提供，总厂年产120万吨/年C4，考虑到经济建设以及C4综合利用目前的限制因素等方面，本项目利用其中30万吨/年C4进行综合利用。产品生产规模如表41所示。表41产品生产规模序号产品名称规格产量（万吨/年）1高纯1丁烯聚合级442ETBE优级品183MTBE优级品14异丁烷无95烷基化汽油混合543产品和副产品的品种、规格及质量指标1工业用聚合级1丁烯表42聚合级1丁烯规格（SH154693）项目质量指标1丁烯规格聚合级1丁烯/（质量）990正、异丁烷/（质量）余量异丁烯2丁烯/（质量）061,3丁二烯丙二烯/（ML/M3）200甲基乙炔/（ML/M3）5总羰基（以乙醛计）/（ML/M3）10水（ML/M3）252ETBE质量标准表43ETBE产品指标指标名称质量指标外观无色透明液体无机械杂质ETBE含量/质量978C4/质量01二异丁烯/质量05乙醇/质量01TBA04DEE023MTBE质量指标表44MTBE产品指标指标名称质量指标外观无色透明液体无机械杂质MTBE含量/质量98C4/质量03水（ML/M3）000028甲醇/质量0104二聚物/质量03064异丁烷质量指标表45异丁烷产品指标指标名称质量指标外观无色气体异丁烷/质量98水/质量0002酸（以HCL计）/质量00001蒸发残留物/质量001气相中不凝性气体（25）/质量15第五章工艺论证51工艺背景近年来，随着我国原油加工深度的提升和乙烯生产能力的逐步提高，副产C4也越来越丰富。据不完全统计，在2005年，我国的C4总产量为600MT。而2010年，我国的C4总产量已剧增到970MT。目前，国内C4馏分的利用途径主要包括燃料燃烧和化工利用。不同来源的C4烃，由于其组成差别较大，加工利用的途径也有所不同。对于来自于乙烯装置的蒸汽裂解C4烃，由于其含有较多的1，3丁二烯、异丁烯、1丁烯，经济价值较高，通常采用图51所示工艺路线。图51乙烯裂解C4烃的利用工艺蒸汽裂解C4先用萃取法深度抽提丁二烯，抽提丁二烯后的C4烃（简称抽余C4）再经MTBE装置深度转化异丁烯，再将剩余C4（称为转化后C4）直接作为1丁烯装置的进料，经脱异丁烷塔脱除轻组分和水，再经1丁烯精馏塔进行分离得到聚合级的1丁烯。余下C4组成包括异丁烷、正丁烷、2丁烯，做燃料使用。炼厂C4烃（催化裂化C4）含有较多的烷烃，通常采用混相床催化蒸馏深度转化合成MTBE组合工艺和正丁烯直接水合制仲丁醇和仲丁醇气相脱氢制甲乙酮。余下C4组分包括异丁烷和正丁烷作为液化气销售。与世界水平相比，国内C4的化学利用率较低，仅为16左右，主要原因有炼油化工装置规模偏小，一体化程度低，乙烯、催化装置副产C4并没有整合一起，统一加工，而是依托原装置分头加工；除丁二烯萃取、MTBE生产技术外，我国尚缺乏大型化C4利用的成套装置和成熟技术。与此同时，许多C4下游产品仍依赖进口。比如随着我国轮胎工业的快速发展，丁基橡胶的消费量快速上升，对高纯度丁烯单体的需求量逐年增加，但是高纯度丁烯单体主要依靠进口。因此C4综合利用技术的开发不仅能充分、合理地利用C4资源，发掘C4产品的潜在价值，提高炼油企业经济效益，而且具有降低我国C4下游产品进口依赖度的重要战略意义。52碳四综合利用系统设计521问题发现分析乙烯裂解C4和催化裂化C4的利用工艺，可发现其存在以下问题乙烯、催化装置副产C4并没有整合一起，统一加工，而是依托原装置分头加工；利用MTBE装置深度转化异丁烯前途堪忧。美国已经在大多数州禁用MTBE，欧洲国家如法国、德国、意大利等在可再生燃料的推动下加快了MTBE装置转产ETBE步伐，日本也将加快推行使用ETBE。虽然在中国，MTBE仍然未被禁用，甚至其年产量有上升的趋势，但MTBE被取代是大势所趋；3）1丁烯分离装置中，由于1丁烯，2丁烯，正丁烷的沸点相差很小，单纯靠普通精馏很难同时实现高效、高纯度的分离1丁烯，通常仅有7090的1丁烯被高纯度回收；仍有大量的C4（余下C4）作为液化气。此举不仅未有效利用C4资源，同时随着天然气推广使用以及石油价格的升高，余下C4作为普通燃料的市场在萎缩，也逐步失去其价格优势。目前具有开发价值的C4馏分综合利用大型化生产关键技术主要有高纯度丁烯单体的制备及异构化，主要有高纯度异丁烯单体的制备、2丁烯异构制高纯度1丁烯、1丁烯及2丁烯异构化反应制备异丁烯等；新一代汽油添加剂及烷基化汽油，主要包括单丁烯及混合丁烯二聚并加氢制备高辛烷值汽油添加剂；丁烯制备丁醇，包括异丁烯水合制叔丁醇、1丁烯或2丁烯制仲丁醇；丁烷异构与脱氢，即正丁烷异构为异丁烷，异丁烷脱氢制异丁烯。522方案一综合考虑C4利用国情、目前C4利用工艺的缺点以及上述四个关键技术，我们提出了一个较为初步的C4综合利用系统（如图52所示）图52混合C4综合利用系统1系统1与当前的C4利用工艺的不同之处在于将抽余C4与脱除异丁烷后的炼厂C4混合。选择适当C4可以提高C4综合利用子系统的处理效率，增加经济产出。利用ETBE装置代替MTBE装置深度转化异丁烯。采用新的1丁