3醇基多联产项目一期工程13万吨年碳四选择加氢装置工艺包技术附件

1、 江苏斯尔邦石化 13 万吨/年 MTO 碳四选择加氢装置江苏斯尔邦石化醇基多联产工程一期工程13 万吨/年碳四选择加氢装置工艺包技术附件齐鲁分公司争辩院2022 年 3 月齐鲁分公司争辩院 江苏斯尔邦石化 13 万吨/年 MTO 碳四选择加氢装置 1齐鲁分公司争辩院名目前言江苏斯尔邦石化建醇基多联产工程位于连云港徐圩区，一期含 90 万吨/年 MTO、26 万吨/年丙烯腈、30 万吨/年 EVA、18 万吨/年 EO、9 万吨/年 MMA、21 万吨/年废酸回收及非外表离子活性剂、乙醇胺等及配套公用工程工程。目前主要装置的合同已经生效，总体设计已经于 2022 年 12 月启动。其中 MTO

2、 装置的副产品 13 万吨/年碳四组分，拟经过选择性加氢、MTBE 后，生产丁二烯。由于 MTO 装置的碳四原料中含有较高含量的 1,3-丁二烯，在生产 MTBE 的醚化反响中，1,3- 丁二烯易在醚化树脂催化剂上聚合形成胶质，堵塞催化剂孔道，降低催化剂寿命，从而对下游产品质量及工艺产生负面影响。需要在碳四进入后续反响单元之前对原料进展选择加氢处理， 脱除碳四原料中的 1,3-丁二烯等杂质。齐鲁分公司争辩院于上世纪 90 年月开头进展系列轻烃选择性加氢催化剂及选择加氢预处理工艺技术争辩，其中开发的 QSH-01 选择加氢催化剂于 2022 年获得制造专利授权。2022 年通过了组织的“烷基化原

3、料选择加氢催化剂及工艺技术开发”工程技术鉴定，2022 年获得集团公司科技进步二等奖。2022 年“烷基化原料选择加氢工艺技术”被认定为专有技术。在此根底上，相继开发成功了裂解抽余碳四、裂解抽余碳五、轻汽油醚化原料预处理等选择加氢催化剂及工艺，现已在国内多家工厂成功应用。现依据供给的MTO 碳四原料组成进展工艺技术附件编制。本技术附件仅适用于江苏斯尔邦石化 13 万吨/年碳四装置原料预加氢技术要求。本技术附件所提出的是最低限度的要求，许可方保证供给符合本技术标书和现行工业标准的全的、技术先进、生产有用、运行牢靠、便于修理、经济合理的优质产品。附件 1 工艺描述工艺描述工艺技术进展概况甲基叔丁基

4、醚MTBE是由混合碳四馏分中的异丁烯与甲醇在大孔磺酸树脂催化剂的作用下反响合成的。由于其辛烷值很高，所以是生产无铅、含氧和高辛烷值汽油的抱负组分。随着世界各国对环境保护要求的日益严格，车用无铅汽油的需求量也快速增长。异丁烯是重要的石油化工产品，而合成 MTBE 工艺是从碳四馏分中分别异丁烯的有效方法。通过分解 MTBE 可获得高纯度异丁烯。脱除异丁烯后的碳四馏分是生产丁二烯、丁烯-1 及仲丁醇等的重要原料。由于 MTBE 在碳四综合利用方面起着重要作用，因此，世界各国对 MTBE 的生产工艺争辩也投入了大量的人力、物力，取得了丰硕的成果。先后有意大利 Snam 列管式反响技术、美国Arco 筒

5、式外循环反响技术、法国 IFP 膨胀床及美国 CR&L 催化蒸馏技术相继用于工业化生产。自 1973 年意大利第一套 10 万吨/年 MTBE 装置投产以来，世界范围内 MTBE 的生产力量已达2500 万吨/年，年平均增长率达 25%，是近三十年来进展最快的石化产品之一。齐鲁分公司争辩院自 1979 年开头 MTBE 合成技术的争辩，并和有关单位合作完成了全流程开发，其中包括：催化剂的研制、合成工艺根底争辩、反响工程和分别工程的争辩及分析方法的建立。先后开发了列管式反响技术、筒式外循环反响技术、混相反响技术、催化蒸馏技术及混相反响蒸馏技术，这些技术的争辩水平处于国内领先地位，催化蒸馏技术及混

6、相反响技术已达到国际先进水平。已取得多项中国和美国专利授权。釆用齐鲁分公司争辩院的 MTBE 合成技术的已经投产和正在设计或建设的装置达 60 余套，最大生产力量为 15 万吨/年。在生产 MTBE 的醚化反响中，1，3-丁二烯易在醚化树脂催化剂上聚合形成胶质，堵塞催化剂孔道，降低催化剂寿命，从而对下游产品质量及工艺产生负面影响。为了解决诸如此类的问题， 必需在进入反响单元之前对原料进展预处理和优化，使有用组分适当提浓并脱除炔烃和双烯 烃，承受选择加氢工艺是经济有效的方法。丁二烯选择加氢技术为我院上世纪 90 年月研发成功，作为中石化专有技术之一。工艺流程说明来自 MTO 装置的碳四原料经原料

7、泵P101加压后送到碳四原料预热器E101，预热后的碳四先与经过质量流量计计量和把握的氢气集合，再进入静态混合器M101混合，然后从一段加氢反响器R101的底部进入反响器；在一段反响器R101中大局部 1,3-丁二烯与氢气反响生成丁烯，反响后的物料从反响器顶部流出进入中间冷却器E102，将温度降至预定温度后与经过质量流量计计量和把握的其次股氢气集合，再进入静态混合器M102混合后，进入二段加氢反响器R102；在二段反响器中氢气与碳四物料中剩余的1,3-丁二烯在催化剂的作用下几乎反响完全，生成丁烯及少量的正丁烷，同时局部 1-丁烯异构化反响生成顺、反-2-丁烯。加氢反响器为绝热固定床反响器，加氢

8、反响为放热反响，反响床层有肯定的温升， 温升的大小主要取决于原料中 1,3-丁二烯的浓度。反响器系统压力通过调整阀把握在预定压力范围。加氢反响后的碳四物料自反响器R102顶部送至产品冷却器E103；冷却后的物料进入闪蒸罐V102，物料中的二甲醚、反响剩余的氢气、C C12烃以及一局部碳四，作为不凝气从闪蒸罐顶部排放到燃料气系统，碳四作为醚化原料出装置。工艺流程图见附图 1。工艺条件一段加氢反响器初步操作条件： 压力：1.52.0MPaG反响器入口温度：4060反响初期反响末期 液相体积空速：10h-1H2/C4=：1.02.0mo1/mo1二段加氢反响器初步操作条件： 压力:1.52.0MPa

9、G反响器入口温度：4060反响初期反响末期 液相体积空速：10h-1H2/C4=2.05.0mol/mol产品外送压力：1.2MPa附件 2 设计根底总论江苏斯尔邦石化 MTO 装置副产 13 万吨/年碳四组分，拟经过选择性加氢、MTBE 后， 生产丁二烯。需与其配套建一套 13 万吨/年 MTO 碳四原料选择加氢预处理装置。拥有成熟的碳四选择加氢技术。开发的 MTO 碳四原料选择加氢技术是一在绝热固定床反响器中气、液、固三相的反响过程。该工艺技术的特点之一是将丁二烯与氢气反响生成单烯烃和少量的烷烃，而原有的单烯烃并不损失，保持丁烯较高的收率；特点之二是反响条件缓和、氢气耗量小、装置开停工便利

10、。装置的加工力量装置公称规模：13 万吨/年年时数：8000 小时操作弹性：60%110%原料规格江苏斯尔邦石化供给了 MTO 装置的碳四物料组成，氢气进料规格未供给，按常规要求列出。来自 MTO 装置的碳四物料流量是 16250kg/h，碳四进料组成具体内容见表 2-1。表 2-1MTO 装置碳四物料组成组分含量，wt%组分含量，wt%丙烯异戊烯丙烷正戊烯甲基乙炔正戊烷异丁烷戊二烯异丁烯己烷丁烯-1己烯丁二烯水正丁烷甲醇反丁烯-2顺丁烯-2DME甲乙酮异戊烷乙醛合计所需氢气由氢气管网供给。温度：常温；压力：2.4MPa。建议的氢气进料规格见表 2-2。表 2-2 氢气组成序号工程单位指标12

11、34无游离水51产品规格选择加氢装置产品为 MTBE 装置进料，加氢产品须满足 MTBE 装置对原料杂质的要求。选择加氢产品指标规格要求见表 2-3。表 2-3 产品指标含量要求名称单位含量要求丁二烯wppm100总烯烃收率%100催化剂规格及用量MTO 碳四原料选择加氢催化剂设计参考催化剂 QSH-06规格见表 2-4。保护剂设计参考催化剂 QBH-02规格见表 2-5。催化剂一次装入量和消耗量见表 2-6。一段选择加氢催化剂表 2-4 MTO 碳四选择加氢催化剂物性指标工程单位指标外观灰褐色球状规格mm裂开强度堆密度N/颗Kg/m3钯含量寿命%m/m年3 年正常使用状况下二段选外观灰褐色球

12、状择规格mm裂开强度N/颗加氢催堆密度Kg/m3化剂钯含量寿命%m/m年3 年正常使用状况下表 2-5 保护剂物理性质序号工程单位指标1外观白色球状2规格mm253裂开强度N/颗404堆密度Kg/m36007005使用期年3 年首次装入重 正常消耗量，kg/吨量，吨C4表 2-6 催化剂、保护剂一次装入量和消耗量序号名称首次装入量1一段催化剂2二段催化剂3保护剂分析方法建议的分析工程及分析方法见表 2-7。表 2-7 分析工程表序号 采样采样地点分析工程分析方法分析次数次12345编号一段加氢反响器入口一段加氢反响器出口二段加氢反响器出口一段加氢反响器入口一段加氢反响器入口碳四原料组成一段加氢

13、后碳四组成加氢后碳四产品组成碳四总硫碳四中微量水/班4441 次/天1 次/天特别设计要求设计要保证装置使用寿命至少 20 年。应釆用 DCS 系统。SIS 系统通过承受 SIL3 等级，削减火炬排放。装置的设计要到达在装置稳态运行时，操作人员最少。在进展工艺系统设计时，要将最好的工业应用阅历应用到把握、安全和停工的设计中。工艺系统的设计要应用最好的工业应用阅历，将操作人员接触液体物流导致职业病的风险降到最低。要考虑必要的安全预警和劳动保护措施。要有将在装置正常操作、开工和停工过程中产生的排放物、外泄物和废产品降到最小的措施。尽可能在界区内处理废气、废液和淤泥，以防止污染环境。设备的设计和备品

14、备件应满足在装置打算的停工检修之间连续运转。紧急放空时的排放物、烃类蒸汽、液体烃和有毒物质应被排放到统一的火炬系统中。三废处理装置三废排放指标满足国家相关标准。选用低噪声设备以减小噪声。装置内噪声到达中国国家标准工业企业噪声把握设计标准GBJ8785的要求。废水本单元不产生废水，没有废水污染问题。在换热器和塔区四周设有围堰，收集含油雨水和地面冲洗水，并排放至污水处理场。废气本装置在正常生产期间无废气排放，因复原催化剂、事故及正常开停车等缘由产生的废气物、安全阀放空物排入瓦斯管网系统；开停车期间吹扫装置所用氮气等高点排空。火炬排放量考虑最大工况、最小工况、停电、火灾等，供给数据如下：瓦斯管网安全

15、阀最大工况正常工况流量，t/h16.250.027温度，9040组成同碳四原料同不凝气废渣本装置产生的废渣即为废催化剂，这些废催化剂无毒、无腐蚀性，催化剂厂家帮助回收。噪声噪声污染源为机泵产生，声压级为不大于 85dBA。附件 3 物料平衡本装置所用原料是来自 MTO 装置的碳四馏分，氢气由氢气管网供给，在 C4 总流量为 16250 公斤/小时，氢气流量为22.16 公斤/小时以H2/丁二烯比为 2.0mol/mol 计算，并且装置按每年 8000 小时连续性生产时，装置的物料平衡如表 3-1 所示。进出物料组成数据见表 3-2。表 3-1 装置的物料平衡物料名称进料出料MTO 装置 C4氢

16、气合计加氢后 c4不凝性气体合计表 3-2 装置的物料组成进料物料名称相态组分MTO 碳四液相氢气气相合计体积流量，m3/h温度，气相分率压力，MPaG出物料名称不凝气加氢产品料相态气相液相组分合计体积流量，m3/h 温度， 气相分率压力，MPaG附件 4 公用工程公用工程规格供给应装置的公用工程冷却水、消防水、仪表风、氮气、工业风、软化水、工业水、电和蒸汽等规格如下。1 循环冷却水边界供水压力边界回水压力边界供水温度边界回水温度污垢系数氯离子含量2 生产水压力温度常温低压蒸汽压力压力温度中压蒸汽压力温度 5 氮气压力纯度氧含量露点公用工程消耗装置的能耗，具体指标见表 2-5。表 2-5 消耗

17、定额表序号名称规格单位吨碳四原料消耗定额消耗量每小时每年1循环水T 入 32T 出 42 0.5MPaG,159380/220V吨23水蒸汽电吨KW 江苏斯尔邦石化 13 万吨/年 MTO 碳四选择加氢装置齐鲁分公司争辩院 10上述蒸汽用量及循环水用量是理论计算值，未考虑热损失，因此供热设备和管线要有很好的保温措施。附件 5 设备设备清单反响器本装置设有反响器 2 台，反响器清单见表 5-1。表 5-1 反响器清单序号 编号名称数量操作介台质设计1碳四、H2200温度，操作正常 100活化 150正常 100活化 150压力 MPaG 规格及内部构造设计操作材质1R101加氢反响器加氢反响器2

18、.21.5设备型式10007600切线高度10007600切线高度Q345R2R1021碳四、H22002.21.5Q345R换热器换热器有 3 台。换热器清单见表 5-2。表 5-2 换热器清单操作介质温度，压力，MPaG序号材质编号名称数量台管程壳程管程壳程管程壳程进 出 进 出进出进出 管程壳程1E101R101 进料预热器1C4蒸汽2E102R101 出料冷却器1循环水 C43E103加氢产品冷却器1循环水C,容器容器清单见表 5-3。表 5-3 容器清单序号 编号名称数量台操作介质温度，压力 MPaG设计操作设计操作规格及内部结 材质构设备型式1V101 加氢原料罐1碳四2V102

19、加氢产品罐1碳四25007000切线长度25007000切线长度Q345RQ345R机泵及其它设备在本界区设加氢原料泵 2 台，本装置出料靠压力差输送，设开停工泵 2 台，泵设备表见表 5-4,其它设备汇总如表 5-5 所示。表 5-4 机泵清单序号编号名称数量台操作 备用操作介质温度操作条件压力 MPaG 型式材质进口出口1P101A/B加氢原料泵11碳四400.82.2离心泵碳钢2P102A/B加氢产品泵11碳四401.22.0离心泵碳钢表 5-5 其它设备清单数量台操作条件序号编号名称操作介质温度压力 MPaG 型式材质进口出口1M101静态混合器1碳四、H碳钢2M102静态混合器1碳四

20、、H碳钢3C101气体质量流量计1H316L3C102气体质量流量计1H316L操作 备用2222附件 6 装置占地6.1 装置占地装置占地面积约 200m2，建议总体平面布置图见附图 2。附件 7 设计原则、标准和标准在工程设计时建议釆用以下标准、标准:石油化工企业设计防火标准建筑设计防火标准爆炸与火灾危急环境电力装置设计标准石油化工工艺装置设备布置设计通则石油化工管道布置设计通则工业金属管道设计标准自动化仪表选型规定石油化工仪表接地设计规定石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计标准低压配电设计标准供配电系统设计标准通用用电设备配电设计标准石油化工静电接地设计标准大气污染物综合排放标准污

21、水综合排放标准及环发2022285 号文件工业企业厂噪声标准石油化工企业职业安全卫生标准工业企业设计卫生标准火灾自动报警系统设计标准职业性接触毒物危害程度分级装置工艺包的设计要求装置工艺包的设计内容遵照石油化工装置工艺设计包成套技术工艺包内容规定SHSG-052-2022的要求。编号原则设备、管道、仪表等的编号原则执行总体院编制的设备、仪表及管道编号规定191111W0000-EN-B07-000001Revl。测量系统编码和标准全部设计文件将釆用 SI 单位制。工艺包釆用的设备、仪表、管线编码原则由业主方供给。调查表要在开工会期间达成全都。标准和标准按被许可方供给的工程总体统一规定执行。原则

22、上承受石油化工标准。附件 8 应用业绩承受齐鲁分公司争辩院开发的轻烃原料选择加氢工艺技术已在国内建成不同规模的工业装置多套。催化剂全部由山东齐鲁科力争辩院生产供给，轻烃选择加氢装置最大生产规模为 33 万吨/年，最小生产规模为3 万吨/年，已投产装置全部一次开车成功，各项技术指标到达设计要求。齐鲁分公司争辩院轻烃原料选择加氢工艺技术推广应用状况见表 8-1。表 8-1 齐鲁院选择加氢技术应用业绩应用厂家规模，万吨/年装置工艺开工时间齐鲁石化烷基化2022.5抚顺石化烷基化2022.4上海石化烷基化2022.3泰州石化MTBE2022镇海石化烷基化工程延迟图们江石化甲乙酮装置2022武汉石化烷基

23、化2022.4大连石化烷基化2022.12燕山石化烷基化2022.3兰州石化烷基化2022.3泰州石化甲乙酮装置2022齐鲁石化裂解汽油2022上海石化碳五装置2022.11金诚石化烷基化2022.10金海德旗碳五装置2022.8大连西太烷基化近期预备开工河南龙润烷基化建设中陕西延长MTO 碳四建设中附件 9 专利商的供货范围9.1 工艺设计包范围工艺设计包为从碳四原料进界区至产品出装置整个工艺生产过程，包括加氢反响系统、分馏及生产所必需的公用工程、水、电、气、风、蒸汽、凝液系统等。内容工艺设计包内容及深度依据本工程的工艺设计包成套技术工艺包内容规定执行附件 10 会议、设计和技术文件会议安排

24、许可方应和合理数量的被许可方工作人员以及依据被许可方的要求参与会议的被许可方承包商的工作人员一起参与以下会议：在被许可方处进展工程启动开工会，评估工程设计根底。工艺包审查会。装置试车方案争辩会。被许可方参会人员包括被许可方承包商的工作人员的交通、住宿和生活费用由被许可方负担。许可方的交通、住宿和生活费用由许可方担当。可以参与由被许可方要求召开的包括承包商在内的其它会议。技术交付许可方应向被许可方供给 10 份纸件文件和 3 份电子文件不行编辑版。这些文件的内容符合附件 9 中条款的要求。技术文件将于开工会后 40 天内，供给工艺包设计文件初版；开工会后60 天内，供给工艺包设计文件正式版。附件 11 性能考核及保证性能考核规定被许可方和许可方应遵守在本协议中规定的开工、标定和验收程序。合同装置的开工和标定具体程序包括：仪表校验工程内容、记录工程、取样方法、分析方法等应由许可方供给，在初次开工前由许可方和被许可方的代表争辩通过。装置试车在装置进展中交后，许可方会同被许可方对装置进展工艺检查，确定是否符合许可方的工艺技术要求，如有问题进展准时整改。被许可方做好装置开工的各项预备工作。具备开工条件后， 许可方派专家到现场指导催化剂装填、装置开工及分析化验。标定和验收装置稳定运转 6 个月之内，在原料及生产装置稳定操作的条件下，依据许可方供给的装置标定考核方案进展 72 小时满负荷