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1、目录第一章 总论51.11.21.31.4设计依据5设计原则5设计标准6项目概述6项目名称6项目性质6项目简介6研究范围7研究过程7项目背景7项目规模8第二章 市场分析9对二甲苯价格分析9总论国内外二甲苯价格分析9国内对二甲苯价格分析9国外对二甲苯价格分析11对二甲苯供需分析12总论国内外二甲苯供需分析12国内对二甲苯供需分析12国外对二甲苯供需分析13甲苯产业趋势分析16政策支持16PX 是重要其他影响产品的基础原料16分析16第三章3.13.2产品技术方案17概述17工艺技术分析173.3.1对二甲苯工艺17甲苯歧化工艺17甲苯甲醇烷基化法20C8 芳烃异构化20混二甲苯分离工艺的选择21
2、3.3.2.13.3.2.23.3.2.33.3.2.43.3.2.5吸附分离21结晶分离法22络合萃取法23沸石膜分离23精密馏法243.3工艺技术的确定243.3.1对二甲苯工艺的确定243.3.2 混二甲苯分离工艺的确定24第四章 厂址的选择254.1 选择原则252厂址的拟定25选址原因26厂址地理优势26资源优势26原料来源方便26气候优势27地理条件27交通优势274.3.3 牡丹江市政策优势284.3.3.14.3.3.24.3.3.3市场准入.28财政扶持28用地.29第五章 工厂组织和公司定员305.15.2工厂体制和组织机构概况30生产班制和劳动定员30生产班制30劳动定员
3、30来源32培训325.35.4第六章 劳动保护和安全卫生346.16.2设计依据34危害物质分析346.2.1 二甲苯346.2.2 乙苯356.3本厂生产过程中的品35原料及产品35其它方面的危害35防护措施356.46.4.16.4.26.4.36.4.46.4.56.4.66.4.76.4.86.4.9消防工程35防雷和防静电36事故的预防36建筑方面36设备安全36防护措施36应急处理措施37电器及电信方面37防爆预防376.4.10 其他方面38第七章 经济与社会效益397.17.27.3工程概况39编制依据39编制方法40安装工程费依据40设备购置费40固定资产投资407.437
4、.4.17.4.27.4.37.4.4固定资产费用40无形资产费用40递延资产费用41预备费用427.57.6资产投资43产品成本估算437.6.1 编制依据及成本估算方法43间接资产投资447.7.1 工人费用447.77.7.1.1 工厂工资情况447.7.1.2 员工福利水平估算依据467.7.27.7.37.7.47.7.57.7.67.7.7车费46设备维修费46厂区折旧费46厂区.47费47其他费用477.8筹措477.8.1来源487.8.2 还贷方式48销售收入及税金计算497.97.9.17.9.27.9.3编制依据说明49产品销售收入估算49损益及利润分配估算表49编制依据
5、说明49损益及利润估算49能力分析53静态指标53投资利润率53投资回收期53动态指标54净现值547.10不确定性分析54盈亏平衡分析54第八章 社会效益评价568.18.28.38.48.5对社会的影响56对资源利用的影响56对长远发展的影响56对环境保护的影响56对国家能源安全的影响574第一章总论1.1 设计依据(1)2014 年“中国赛指导书;三井化学杯”第八届大学生化工设计竞(2)化工建设项目可行性年修订版)及有关专业的内容和深度的规定(化工部2005;(3)当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录;(4)中民环境保;和中民劳动安全法等相关的国家(5)发改投资20061325 号
6、建设项目经济评价方法与参数(第三版);(6)化工建设项目可行性内容和深度的规定;(7)项目文件。1.2 设计原则(1)项目建设遵守国家的各项政策、政策、投资方向及行业和地区的规划,和法令,符合国家的产业有关部门的颁发标准和规范合理安排建设周期,严格控制工程建设项目的生产规模和投资;(2)采用成熟而先进可靠的工艺生产技术,确保操作运行稳定、能耗低、三废排放少、产品质量好;(3)在保证工艺生产安全、可靠的前提下,尽可能利用备、材料,并控制投资在合理范围内;的设(4)重视环境保护、安全和工业卫生,设计中选用清洁生产工艺,三废治理、消防、安全、劳动保护措施必须与主体装置同时设计、同时建设、同时投运,污
7、染物的排放必须达到规定的指标,工厂安全运行和操作的健康不受损害;产品生产和质量指标符合国家及地方颁发的各项相关标准;坚持“社会经济效益、环保效益和企业经济效益并重”的原则,5按照国民经济和社会发展的长远规划,行业、地区的发展规划,在项目、选择中对项目进行详细全面的论证;(7)从节省投资、快见成效及提高市场竞争力的大原则出发,在编制中遵循辅助生产设施、公用工程及福利设施等尽量依托老厂,尽量节约、挖潜,统筹平衡的原则。充分利用现有厂址及已有的公用工程、辅助设施等有利条件,节约投资、节约用地、提高项目和企业的经济效益。1.3 设计标准本可行性分析按照化工部 2005 年修订版化工建设项目可行性编制。
8、内容和深度的规定及有关专业的和行业标准1.4 项目概述1.4.1 项目名称C8 芳烃异构化备对二甲苯1.4.2 项目性质本项目的目标是为某一大型化工企业设计一座采用清洁生产工对二甲苯(PX)的分厂,由于现今我国的 PX 产业仍不能达到艺自给,这就意味着我国化工企业在此方面还有巨大发展空间,所以,采用高产清洁的工艺流程来对二甲苯(PX)具有十分的意义。1.4.3 项目简介该项目是利用 C8芳烃异构化法来PX。单纯的从 C8芳烃原料中分离 PX术的需要,C8芳烃异构化技术是增产 PX 的主要,该技是双功能 C8芳烃异构化催化剂,它在芳烃联合装置中具有重要地位。异构化单元是芳烃联合装置的重要组成,包
9、括反应和分馏两部分。在反应部分,贫邻二甲苯(OX)的 C8芳烃在催化剂作用下发生异构化反应,C8芳烃4种异构体趋向热力学平衡;分馏部分从反应6产物中分离苯、甲苯和二甲苯产品。芳烃异构化反应就是在一定的温度、压力和催化剂作用下,将含邻二甲苯(OX)较少的混合二甲苯转化为二甲苯四种异构体(PX、MX、OX、EB) 接近平衡的催化异构反应。1.5 研究范围建设意义;建设规模及产品发案;市场分析;C8 芳烃异构化厂址选择;工厂组织和劳动经济效益分析。备对二甲苯的装置;1.6 研究过程逐梦青春团队通过全面搜集各项相关资料,在此基础上对拟建项目进行深入的分析研究,综合考虑国家技术规定、项目的市场需求、生产
10、规模、工艺路线、设备设计选型、厂址选择、车间布置、财务评价和经济分析等内容,对设计项目的建设生产和经营进行设计规划和不确定性分析,发现问题,提出项目建设的建议,生成客观的研究报告。1.7 项目背景国内现状是对二甲苯生产精对苯二甲酸(PTA)的装置有约 1500万吨产能,但为其供应原料的 PX 装置只有 650 万吨产能,国内自给能力存在巨大缺口。因此,直接从重整油和裂解中得的 PX经济已经不能满足需求,且石油是不可再生资源,可持续发展的要求要最大限度地利用不可再生资源或从新的原料路线来尽量采取可行的清洁生产技术获得所需产品。化工生产过程中混合二甲苯通常都会以较低廉的价格卖出,没有进一步开发和利
11、用是对资源的一种浪费,而在本项目中混合二甲苯作为原料进行加工生产对二甲苯,产物对二甲苯是一种重要的有机化工7原料,对其深加工后到精对苯二甲酸(PTA), 精对苯二甲酸(PTA)是橡胶和的原料,符合可持续发展的要求。随着全球聚酯需求的迅猛增涨,对二甲苯的生产要求规模也将迅速扩大。因此,将成本低廉的混二甲苯成高需求量的对二甲苯具有的意义。今后的国际市场竞争中将包括聚酯的各个环节,并集中体现在成本、质量、品种等方面,而首要的竞争要素是成本。由于 PX占 PTA 成本的较大,而 PTA 是生产聚酯的重要原料,如果原料配套长期滞后,大量依赖进口,将有可能影响到整个的长期稳定发展,所以,开发新颖、高产、环
12、保的 PX 生产工艺对于我国发展 PX产业的道路具有重要的意义。1.8 项目规模综合考虑国家政策规定,工厂建设规模,各项资源的合理利用,形成规模,效益成本,对二甲苯的市场需求,建设现状,发展趋势等诸多,最终确定本厂生产的规模。选择 11 万吨/年对二甲苯作为本项目的生产规模,考虑本厂后期建设及发展规划和市场需求,调整对二甲苯的总产量及产量比,有较强的市场灵活性。8第二章市场分析2.1 对二甲苯价格分析2.1.1 总论国内外二甲苯价格分析2003年以前国际原油价格总体波动不大,国内PX的供需有着以下特点:一是PX进口量较小,PX以国内供应为主,且处于供略小于求的状态;二是国内PX主要由中国、两大
13、生产和供应,互供为PX的供需格局也以PXPTA装置上下游配套消化或主,两大稳,PX外销的PX数量很少。因此,这一时期国内PX行情相对平状况良好。2003年以后,随着行业景气周期的到来以及国际原油价格的大幅上涨,国内聚酯及PTA产能快速扩张,国内PX供求平衡被打破,供需格局也发生了较大改变。从2003年开始,国内PX进口量暴增,若除去中国、企业内供的PX数量,则PX的市场流通量主要由进口控制,PX行情也迅速与国际接轨。由于下游PTA的扩能速度要高于PX的扩能速度,导致国内PX一直处于供不应求的状态,PX也处于的黄金时期。2.1.2 国内对二甲苯价格分析我国国内对二甲苯价格自 2003 年以来出现
14、了明显上涨趋势,2003 年国内对二甲苯平均价格为 5787 元,2006 年国内平均价格已上涨至 10780 元,较 2005 年上涨了 21.9%。9表 2-12000-2006 年国内对二甲苯价格走势进入 2006 年,随着下游PTA 的需求量进一步增大,国内对二甲苯价格一升,于 9 月份达到 13530 元/吨的高点,此后逐渐下降,年底降至 11000 元/吨左右。2005 年-2006 年国内对二甲苯价格走势见下表。表 2-2 2005 年-2006 年国内对二甲苯价格走势2007 年 1 月到 2 月中旬,国内对二甲苯市场价格一路下挫,从年初的 11800 元/吨跌到 9900 元
15、/吨左右;从二月中旬开始震荡攀升;到六月中旬,价格回到了年初的 11800 元/吨;从 6 月中旬到就 9 初滑落到全年的9760 元/吨;从 9 月开始,国内市场价格开始回升,年末以 10000 元/吨收盘。2009 年 10 月各产品的出厂价格见下表10表 2-3 2009 年 10 月各产品的出厂价格2.1.3 国外对二甲苯价格分析国际市场对二甲苯价格波动较大,1994-1995 年创下 1400/吨高价期,达到峰值。1995 年以后,由于世界 PX 能力增长,同时当时世界产品普遍进入了低谷期,价格大幅度回落,1999 年国际市场对二甲苯价格仅 400左右,2003 年开始进入又一个时期
16、,2007 年上半年,亚洲地区对二甲苯合同货平均结算价格为 1108/吨。下表为、西欧和2005-2007 年对二甲苯的价格。从表中可以看出,2006 年国外对二甲苯的价格处于度较小。,2007 年有所回落,幅表 2-4、西欧和2005-2007 年对二甲苯价格/吨综上,国内对二甲苯价格变化主要受以下原因的影响(1)原油价格的影响;(2)国际市场行情变化;(3)国内市场供需状况的影响。随着我国经济的快速发展,邻二甲苯和对二甲苯作为重要的基本有机化工原料,其需求呈现出强劲的增长态势。受下游产品(主要是苯酐和 PTA 工业)的迅速发展,未来几年邻二甲苯和对二甲苯市场需求将呈现快速上升态势,由于装置
17、产能的建设远于需求的增长,11年份西欧平均价20051013746817859200612238979621021200711978449841008产品名称产地出厂价格石脑油中国5000-5050元/t混二甲苯中国6350元/t韩国627/t邻二甲苯中国7000元/t对二甲苯中国9800元/t中国邻二甲苯和对二甲苯的需求量和产量之间的缺口将进一步扩大。显然,邻二甲苯和对二甲苯是我国有待发展的产业。2.2 对二甲苯供需分析2.2.1 总论国内外二甲苯供需分析90 年代以后,我国聚酯行业迅速动了国内对二甲苯生产能力和产量不断增加。由于生产能力的增长速度度,造成国内对二甲苯供应缺口很大,每年都要从
18、国于消费的增长速口大量的对二甲苯以弥补国内生产能力的需状况是供大于求。但是,世界范围内的对二甲苯供2.2.2 国内对二甲苯供需分析目前,国内对二甲苯生产商一般是采用上下游加工的生产模式,即生产的对二甲苯大都供给自己下游生产线作原料,将其作为商品的流通量不大。90 年代中期以后,由于我国许多聚酯装置相继建成投产,致使国内 PTA 生产装置满负荷、甚至超负荷运转,带动了对二甲苯需求量的急剧上升。国内对二甲苯市场出现了供不应求的局面,较长时期内,我国对二甲苯产需,每年都有不同数量的进口。表 2-5近几年我国对二甲苯的供需状况(万吨/年)12年份产量进口量出口量表观消费量自给率%2005223.401
19、60.796.29377.9059.122006278.90184.029.78453.1461.552007368.10290.3125.20633.2158.132008464.04340.3544.78759.6161.092009485.50370.5333.33822.7059.012010601.10352.7220.97932.8564.442011669.30498.2034.791132.7159.092012720.00628.5819.221329.3654.16表 2-6 2005-2020 年我国对二甲苯供需状况表 2-7 2009-2012 年我国 PX 产能、产量
20、(万吨/年)由表 2-5、表 2-6、表 2-7 可知,2005 年我国对二甲苯的表观消费量为 377.90 万吨,2008 年达到 759.61 万吨,同比增长约 19.96%。 2012 年的表观消费量达到 1329.36 万吨,同比增长约 17.36%,2007-2012 年表观消费量的年均增长率约为 15.99%,相应产品自给率2005 年为 59.12%,2008 年为 61.09%,2012 年为 54.16%,所以对二甲苯生产在我国具有较大的发展前景。2.2.3 国外对二甲苯供需分析自 2003-2010 年世界对二甲苯产量和消耗量基本达到供需平衡,国外二甲苯供需情况详见下表。1
21、3项目2009201020112012产能731813813882产量470120670775进口370.5353498629出口33.3213519项目实际 万吨/年万吨/年年增长率%20052010201120122015202005-1010-1515-20生 产 能力2688139138821452-19222542-260224.912.3-18.85.8-12.4产量223.4620669.37751220-15352270-233022.614.5-199.98.1-13.8表 观 需求量378952113313852416327620.320.56.3表 2-8国外二甲苯情况1
22、4全球南美 西欧 东欧 非洲/中东 亚洲/远东2003年产能2380.0500.028.0233.054.595.51469.02003年产量2025.4379.517.5203.733.078.61313.12003年消费2019.2363.321.1226.121.155.01332.62004年产能2496.2510.028.0233.054.5128.71542.02004年产量2174.4419.518.5206.433.0105.21391.82004年消费2172.4389.421.1240.923.372.11425.72005年产能2604.2510.028.0233.054
23、.5153.71625.02005年产量2317.6473.320.0206.433.0127.71457.22005年消费2315.6423.521.1265.224.092.81489.02006年产能2694.2510.028.0233.054.5203.71665.02006年产量2465.8474.420.0213.733.0170.01554.02006年消费2463.8425.521.1282.924.197.81612.32007年产能2929.2510.028.0278.054.5238.71820.02007年产量2617.1459.520.0239.833.0202.11
24、662.72007年消费2611.1429.921.1307.624.5107.21720.82008年产能3179.2545.028.0278.054.5273.72000.02008年产量2761.0455.920.0243.133.0225.81792.72008年消费2756.5446.521.1312.625.0110.61840.82009年产能3264.2545.028.0318.054.5273.72045.02009年产量2903.3467.920.0285.733.0241.01855.12009年消费2900.3471.121.1324.125.3141.11917.72
25、010年产能3339.2545.028.0348.054.5273.72090.02010年产量3032.5495.020.0309.833.0248.41926.22010年消费3031.5493.221.1338.825.7161.61991.2表 2-9 国外二甲苯产量/需求量走势表 2-102005-2020 年世界对二甲苯供需状况由表 2-8、表 2-9、表 2-10 可知,国外对二甲苯的需求量逐年增加,对二甲苯生产也有较大的发展空间。15项目实际 万吨/年万吨/年年增长率%20052010201120122015202005-1010-1515-20生产能力252835823739
26、3893502760047.273.6平均开工率90.883.884.184.892.493.7-1.620.3产量2296300031463302464356265.59.13.9消费量23422994314633024634562659.23.92.3 甲苯产业趋势分析2.3.1 政策支持由于 PX 需求增长,2006 年国家发改委出台了对二甲苯 PX 一五”建设项目规划。该 PX 生产技术符合大多数要求,可以得到国家政策支持。2.3.2 PX 是重要产品的基础原料1、PX 是涤纶的基础原料。2、人们经常喝的饮料用的3、在汽车飞速增长的今天,瓶基础原料大部分是 PX。的需求量也在不断增加,
27、PX 同时还是提高辛烷值的组分。2.3.3 其他影响分析由于PTA 生产能力的快速发展,加速了对二甲苯项目新建或者扩建的实施。“十二五”期间,我国将有多套对二甲苯装置建成投产。我国对二甲苯的总生产能力将达到 1431 万吨/年。进口分析:近年来,由于国内聚酯行业的飞速发展,拉动了其上游原料对苯二甲酸生产装置的大干快上,继而又带动了 PTA 的上游原料对二甲苯需求的迅猛增长,从而导致国内对二甲苯市场严重供不应求,产品大量进口。据统计 2012 年(18)月进口量为 400.38 万吨。我国对二甲苯进口主要来自周边的国家和地区。、韩国、中国省、和尼西亚等综上所述,我国 PX 产业发展有较大的发展空
28、间。16第三章产品技术方案3.1 概述本项目是为牡丹江首控石油化工合利用的工厂。对二甲苯是生产设计一座对二甲苯综3.2 工艺技术分析3.3.1对二甲苯工艺3.3.1.1 甲苯歧化工艺(1)美孚的PxMax 工艺硅胶改性的HZSM-5 催化剂(含 5%-10%Si02HZSM-5),在甲苯转化率为 20-25时,对二甲苯的选择性大约为 98%。沉积在沸石表面的硅酸盐涂层降低了表面活性,而提高了择形性。一般认为 MTPX的优点是反应物基本无法接近外表面的酸性中心。催化剂外表面的酸性中心可以将催化剂的对二甲苯重新异构化为与其他两种异构体的平衡混合物,从而将二甲苯中对二甲苯的含量减少到 24%。通过减
29、少催化剂对二甲苯与这些酸性中心的接近,就可以得到相对高含量的对二甲苯。MTPX 催化剂通过用对二甲苯高效选择性试剂对表面酸性中心进行化学改性,阻碍了对二甲苯与这些外部酸性中心的接触,美孚公司的专利数据表明,随温度升高,对二甲苯的选择性降低,甲苯转化率提高;随重时空速(WHSV)提高,甲苯转率降低,对二甲苯的选择性提高;随氢/烃比提高,甲苯转化率降低,而对二甲苯选择性提高。进一步改进的 MTPX 催化剂可以降低不需要的副产物,主要是降低乙苯生成量。这是通过增加催化剂加氢或脱氢功能实现的,例如可以加入铂(0.01%-2%)等金属化合物。专利表明,当每 10%的 Si02/HZSM-5 加入 0.2
30、5%铂时,乙苯生成量可减少 3-4 倍,而对二甲苯的选择性仍保持在 98以上。此外 C9 芳烃的生成量也可减少 3 倍。这种 PxMax 工艺可提供高效转化,减少了邻位和间位异构体17的生成,有利于生成的对二甲苯产品。专利中大部分例子表明,PxMax 工艺反应器温度稍高于 MSTDP 工艺(440-443),WHSV 和氢烃比都非常相似。甲苯的转化率明显低于 MSTDP 工艺,但对二甲苯的选择性较高。(2)UOP 的 PXPlus 工艺UOP 的 PXPlus 工艺在 1998 年末实现工业化。该工艺与美孚的MSTDP 无论在操作上、还是在流程上都很相似。这种 PX 工艺也是用于同时需要大量苯
31、与对二甲苯的情况。与 UOP 的ory 工艺不同,PX Plus 和 MSTDP 工艺不支持会降低苯收率的甲苯和 C9 芳烃之间的烷基转移反应。 当与RaytheonNiro 结晶技术一起应用时,这项技术被称为PXPlusXP 工艺。UOP 称该工艺可制得对二甲苯含量高于80%,甚至高到 90%的混合二甲苯,而普通甲苯歧化的平衡值对二甲苯只有25%。在甲苯转化率为 30%时,该工艺单程轻组分产率小于 2%。一套独立的 PXPlus 装置包括苯、甲苯塔和一套单段的结晶回收装置。与UOP 的oray 工艺相比,PX Plus 的工艺流程相对简单。新鲜的甲苯与来自甲苯塔的循环甲苯和循环富氢物流混合,
32、进料用反应器流出物预热,然后通过固定床加热器,升高至所要求的反应温度。热进料进入一台固定床反应器,该反应器可以是式,也可以是径流式设计。出自进料/产物换热器的反应产物被冷却和冷凝,并送到气液分离器。来自分离器的气体含有循环氢,需排放一部分气体物料,以阻止惰性物质的积累,补充一部分新鲜氢气,以保持氢气的高纯度。分离器液体被送到汽提塔,通过汽提副产轻组分使产品稳定。被稳定的塔底产品送至苯和甲苯分馏塔。从苯塔塔顶回收高纯度苯。第二塔的塔顶产品含有甲苯,循环至装置的前端:甲苯塔塔底含有二甲苯(对二甲苯含量高达 90%),被送到二甲苯再处理塔。该塔塔顶产物直接进入单段结晶器,在一套独立的装置中回收对二甲
33、苯产品。如果 PX Plus 是一套大型的芳烃联合企业的一部分,浓缩的对二甲苯可以由二甲苯再处理塔与新鲜的混合二甲苯及循环的异构物一起送到Parex吸附分离装置。(3)美孚的MSTDP 工艺18在选择性甲苯歧化(STDP)工艺中得到的富二甲苯产物可直接送到单段结晶或一套小型的Parex 装置回收高纯度对二甲苯产品。但这套装置也产生不需要的混合二甲苯,此外还产生大量的苯,苯与二甲苯的质量比接近 1.0。每种工艺都有自己的优势。STDP 工艺可从甲苯原料提供高浓度对二甲苯物料(大于 80%)和大量的苯副产物;普通甲苯歧化技术 C9 芳烃可以和甲苯一起加工,得到二甲苯的平衡混合物 (对二甲苯含量大约
34、为 20%25%),但苯副产物较少。普通甲苯歧化技术既应用了甲苯歧化反应,又利用了烷基转移反应。究竟选择何种工艺取决于用户的特殊需要美孚的第一代甲苯歧化工艺是美孚的选择性甲苯歧化(MSTDP)工艺,该工艺生产的二甲苯一般含对二甲苯 90%左右。高选择性的关键是一种经结焦预处理的 ZSM-5 催化剂。分子筛是一种择形催化剂,凭借表面孔大小、发生反应的内腔体积来控制化学反应。这些催化剂晶体结构的重要特点是,可以提供有选择性、有约束的和出口,通过规定孔体积和孔窗口提供结晶内的自由空间。与空间体积更大的间位和邻位异构体相比,对二甲苯更容易从经过预处理的催化剂逃逸,其他两种异构体在催化剂重新平衡,生成的
35、对二甲苯。这种选择性的甲苯歧化工艺从 1988 年就在位于意大利MSTDP 装置由的化学公司的装置进行工业化操作。其他(现在的美孚)和公司建设。当使用选择甲苯歧化工艺时,甲苯转化率只有 30%,增加了 BTX 装置的物料处理量,但因为二甲苯物料中对二甲苯含量高,可以明显减少吸附或结晶装置的分离处理量。此外,从经济上考虑,没有必要再将少量的二甲苯其他异构体循环回异构化单元。工艺流程与选择性和非选择性甲苯歧化工艺相似。干燥的甲苯进料与循环气体一起用反应器流出物通过间接换热预热,然后用火焰加热器加热,再进入固定床反应器。反应器产物被冷却,再通过相分离器。大部分富氢气体循环,排放一小部分维持适当的氢分
36、压。分离器的液体被稳定,除去小量的轻组分,并用白土处理除去小量烯烃。反应器条件因具体工艺不同而不同。普通甲苯歧化工艺的压力一般为 4-4.5MPa,温度为 320-500。MSTDP技术的操作压力一般为 2.2-3.5MPa,温度为 400-470。最初的预处19理是在较高的温度和较低的压力下进行。3.3.1.2 甲苯甲醇烷基化法用专有高硅分子筛催化剂,对二甲苯选择性可达 85%以上。反应是在氢和水存在的条件下,在固定床反应器中进行的。对二甲苯的回收一般在结晶系统中进行。GT-TolAkl 系统的操作条件如下:温度 400-450,压力 100-500kPa,重时空速 1-2 时-1,对二甲苯
37、选择性80%-90%(质量)。与 STDP 装置比较,该路线的优点是:每吨对二甲苯所需的甲苯数量可由约 2.8 吨降到 1.0 吨;甲醇容易得到,比较便宜;苯的产生可以忽略。根据甲苯甲基化工艺的概念设计,补充的甲苯和甲醇被蒸发,并与循环甲苯、氢结合,用反应器流出物预热,用加热炉进一步加热到 400。将这种进料送入甲基化反应器,生成二甲苯和各种副产物(如苯、乙苯、一氧化碳、和氢)。由于放热,反应温度升至 450。反应器流出物通过与反应器进料的换热冷却,然后再通过一台部分冷凝器,在这里一些有机产品,如苯、乙苯、甲苯和二甲苯被冷凝。剩余的气相产物(一氧化碳、和氢)在一台分离罐中与有机液体分离,部分气
38、体循环,提供反应所需要的氢,其余的气体被排放,用作副产物工艺缺点:。以甲醇为甲基源二甲苯着甲醇利用率低,催化剂容易失活等问题。而且甲醇必须采用天然气水蒸汽重整获得的氢气和一氧化碳天然气水蒸汽。重整是强吸热反应,反应温度需大于 800,对反应器的设计要求高,能耗高。由于受甲醇价格、过多的废水生成以及维持长周期运转等察。的影响,该技术的工业化前景有待进一步考3.3.1.3 C8 芳烃异构化C8 芳烃异构化,是将 C8 芳烃中需要量较少、价值较低的组分在催化剂作用下异构化成需要量较大的对二甲苯(或对二甲苯及邻二甲苯)。异构化反应是可逆过程,反应热效应很小,也无分子数改变,因此,温度和压力对平衡组成影
39、响都很小。如不计少量乙苯,其平衡20组成大致为:邻二甲苯 20、间二甲苯 55、对二甲苯 25。各种来源及组成的 C8 芳烃经异构化反应后,除少量因副反应而损失外,均能转化成接近上述平衡组成的产物。3.3.2 混二甲苯分离工艺的选择3.3.2.1 吸附分离吸附分离法是目前分离混合二甲苯的主要方法,它利用固体吸附剂对各二甲苯异构体的不同吸附能力而实现各组份的分离油品公司(UOP)的Parex 法和附分离法的两大主流技术。东丽公司(Toray)的Aromax 法是吸油品公司(UOP)于 20 世纪 60 年代推出了 Parex 工艺,该工艺由高选择性的吸附剂、脱附剂和模拟移动床分离技术组成。吸附剂
40、采用八面沸石型分子筛,利用分子筛内 1 nm 左右的微孔通道对 C8 各异构体进行吸附,而微孔对于对二甲苯的吸附能力最强;脱附剂一般采用对二乙苯或甲苯,它们不仅与原料中各个组份互溶,而且与 C8 芳烃中各组份的沸点相差较大,易于回收利用;模拟移动床技术是 Parex 工艺的,吸附塔进出物料的周期性分配全部通过 UOP 的专利技术即 24 通旋转分配阀实现。Aromax 吸附分离法由东丽(Toray)公司开发,与 Parex 法极为相似,唯一不同的是吸附器为卧式,由许多分割的小室组成,每个小室都设计有阀门,操作过程中物料与吸附剂在各个小室陆续接触,从而实现了连续的吸附分离。此外,的旭化成公司利用
41、置换色谱原理,用改进的沸石固体吸附剂和特殊的脱附剂开发出能同时分离对二甲苯和乙苯的 Asahi 法,并已经应用于中试装置。我国从 20 世纪 70 年始从 C8 馏分中吸附分离对二甲苯的研究,石油化工科学采用多柱串联流程进行气相吸附分离,已完成中试。据统计,到 1992年为止,世界上已有 56 套 Parex 工艺装置投入运转,占全世界对二甲苯生产总能力的 60%左右;而采用 Aromax 吸附分离工艺的对二甲苯装置的生产能力也在 2105 吨/年以上。213.3.2.2 结晶分离法混合二甲苯的凝固点区别很大,分别是:对二甲苯13.3,邻二甲苯-25.2 、间二甲苯-47.9,乙苯-95.0。
42、分离工艺的一段结晶在-62-68,形成低共熔结晶体,二段结晶温度-20-10,由此深冷结晶除去PX异构体,多次反复,使PX的产品纯度达到98%以上,但收率最高只有7O%左右。结晶法因其能耗低,产品纯度高,生产工艺及设备简单等优点而被较早应用于工业生产。结晶分离的方法包括 GT-CrystPx工艺、常压低温结晶法、和常压低温结晶法。(1)GT-CrystPx 工艺其中的GT-CrystPx工艺因其突出的优点早期就得以广泛应用。 GT-CrystPx结晶工艺的原理是:PX在13.2 时发生凝固,而其异构体(间二甲苯、邻二甲苯和乙苯)的凝固点小于-25,可由结晶法分离C8芳香族异构体。GT-Crys
43、tPX工艺即可以在对二甲苯含量较低或较高的进料下操作。对于前者进料,结果到含有8O%9O%PX的固体,滤液则循环利用,使再结晶得到高纯度的PX结晶。而对于富含PX的进料,结晶比吸附具有更大的优势,即第一步的结晶就形成高纯度的PX。(2)常压低温结晶法常压低温结晶法是利用各同分异构体在混合物中的凝固点不同和不同温度下晶体溶解度的差异,通过常压降温,使各同分异构体依对位、邻位、间位的顺序在不同的温度区间内析出。该法是目前世界上工业化程度最普及的方法。也是最早实现工业化的方法。混合二甲苯为液相多元体系,其固液相图十分复杂,理论上能形成多个低共溶点。长期以来各国学者在此方面做了大量的工作,力图增加低温
44、结晶法的理论依据。在此方面(3)常压低温结晶法处于领先地位。该分离方法把减压蒸馏和冷冻结晶融为一体,在有压力梯度的蒸馏冷冻结晶设备内,控制适宜的真空度(温度),使被分离的组分在绝热条件下连续结晶,并利用结晶过程放出相变热使液体混合物气化,最终把原料分离成气相产物和纯度很高的晶体。蒸馏冷冻结晶工艺主22要由蒸馏冷冻结晶、冷凝、熔解三个工序。工序是蒸馏冷冻结晶,在不消耗外加热能的情况下,使结晶组分与其它组分分离。在冷凝工序低压蒸气转变为液相副产物。熔解工序熔化晶体,得到高纯度的生成物。在分离混合二甲苯时,对位二甲苯是主产物。从节能、提高主产物心率、降低设备费用等方面考虑,选用并流接触法比较有利。蒸
45、馏冷冻结晶法能以较高的收率从二甲苯混合物中回收高纯度的对二甲苯。例如用并流接触法分离由 10%间位、90%对位二甲苯组成的混合物,可以极低的能耗、73%的收率得到纯度在99.99%以上的对位二甲苯。3.3.2.3 络合萃取法络合萃取法是利用烃类的碱性与络合萃取剂的酸性形成酸碱络合物而进行分离的方法。络合萃取剂一般采用 BF3-HF,其中 BF3 为路易斯酸,芳烃为碱。C8 馏分中 4 种异构体的相对碱度迥然不同,若以对二甲苯为 1,则乙苯为 0.14,邻二甲苯为 2,而间二甲苯则高达100,因此相对碱度最大的间二甲苯与 BF3-HF 形成稳定的络合物,从而可从混合二甲苯中有效地分离。络合萃取法
46、的另一特点是分离过程中,BF3-HF 不仅充当络合萃取剂,而且也是液相异构化反应的催化剂,液相异构化反应的温度远低于气相反应温度,有利于对二甲苯的生成和减小高温歧化、烷基化等副反应而造成混合二甲苯的损失。应用络合萃取法分离混合二甲苯被三菱瓦斯化学公司完全,三菱公司开发的 MGCC 法是目前有效分离间二甲苯的唯一工业化方法,此技术大大简化了其它 C8 芳烃的分离过程,降低了操作费用。MGCC 法分离得到的间二甲苯的纯度 99%,只有1%的间二甲苯留在抽余相中。目前,、和西班牙已建成多套 MGCC 法生产装置,总生产能力达到 1.64105t/a。3.3.2.4 沸石膜分离沸石是以硅为主要成分的无
47、机氧化物结晶体,具有规则排列的网状微孔结构(1nm)。利用这种结晶结构,可将分子尺寸接近的物质分离出来。若将沸石做成膜状,形成一种将分子大小不同的物质选23择性地渗透并分离的分离膜。目前沸石膜分离技术在生物提取方面取得了很多应用,针对二甲苯异构体的尺寸的差异,研究研制了具有选择渗透性能的沸石分离膜,应用于二甲苯分离过程中,以提高PX产量。沸石膜选择渗透率较低,原因在于沸石膜在沸石结晶的定向性以及结晶层数上存在缺陷,将单层平板状晶种铺设在载体上,通过结晶成长达到致密化,形成较厚的单层结晶膜,可大幅度提高PX渗透量。膜的分离效率不能达到100%,只有与现有工艺相结合,辅助改进现有工艺以提高PX产量
48、。3.3.2.5 精密馏法精密精馏是以前国内普遍使用的分离方法。其基本工艺为多塔流程。先在第一塔中从塔底分离出相对挥发度较低的邻二甲苯,纯度约为 98%,该塔需 110120 块塔板,回流比为 R=1418。塔顶馏出物对、间二甲苯等进入第二塔,第二塔塔顶馏出物为 95%以上的甲苯,当甲苯在混合二甲苯中浓度低于某一值时塔顶馏出物为 99%以上的乙苯。塔分出对、间二甲苯。该塔共需 360 块塔板,回流比 R=90100。精密精馏法的优点是技术成熟,缺点是能耗高,设备庞大。3.3 工艺技术的确定3.3.1对二甲苯工艺的确定通过对几种工艺的比较,并综合考虑经济,技术,能耗等方面,选用 C8 芳烃异构化
49、工艺。3.3.2 混二甲苯分离工艺的确定综合以上几种方法,选用络合萃取的方法,操作费用低,而且得到的对二甲苯纯度高,所以络合萃取对二甲苯此方案可行。24第四章厂址的选择化工厂的厂址选择对于企业的成败有的影响。厂址选择不仅影响到生产成本、利润、未来的发展情况,而且关系到生产是否会影响到附近居民的正常生活,以及工厂是否能正常的运营,所以本项目在工厂选址方面要谨慎考虑。4.1 选择原则厂址的选择是一项包括政治、经济、技术的综合性工作,必须贯彻国家建设的各项方针政策,多方案比较论证,选出投资省、建设快、运营费低,具有最佳经济效益、环境效益和社会效益为厂址。选择厂址时需要综合考虑气候、原料来源、供水、供
50、电等公用工程配套设施和条件、劳动力来源、用地、政策、社会效益等方面考虑,以有效的降低公司产品成本,提高市场竞争能力。4.2 厂址的拟定综合考虑以上,选定牡丹江市首控石油化工(具置见图 4-1)在碾子沟工业区的空白场地为厂址。图 4-1 牡丹江首控石油附近图254.3 选址原因4.3.1 厂址地理优势牡丹江黑龙江省所辖市。位于黑龙江省东南部,地处中、俄、朝合围的“金三角”腹地,区位优势明显。是黑龙江省第三大城市、黑龙江省东南部区域中心城市。4.3.1.1 资源优势牡丹江市发展煤化产业有着得天独厚的资源优势,我市煤炭储量丰富,现已探明有煤盆地 19 处,累计探明地质储量 7 亿吨、远景储量 13
51、亿吨,资源储量位于全省第六位,按开发程度仅次于四大煤城。焦煤储量 3134 万吨,主要分布在林口县虎山、华山、青山、穆棱市的光义四处,林口县、穆棱市焦煤开发为我市发展煤化工产业提供了基础条件。我市拥有对俄经贸科技合作的地缘优势和良好基础,与俄罗斯远东地区有上百年的史,拥有绥芬河铁路、公路、东宁公路、牡丹江航空港 4 个一类口岸,年过货能力达 1200 万吨,特别是联运大通道及绥芬河综合保税区开通运营,将大幅度物流能力,促进贸易快速发展。俄境内石油、煤炭储量丰富,通过我市口岸进口量逐年增加,为后续资源利用提供了可靠保障。4.3.1.2 原料来源方便牡丹江首控石油化工始建于 1975 年 9 月,
52、1977 年 10月试车,1978 年投产。厂区占地面积 30.2 万平方米。现有职工 800人,其中专业技术:高级16 人,中级49专以上文化程度的 193 人。企业经济规模:按其他化学工业企业标准划分,1992 年被定为国家大牡丹江首控石油化工企业。总公司于2013 年 4 月 3 日发布消息,正在实施建设 280 万吨/年重质原料深加工项目。项目总投资 20.7 亿元,主体建设 200 万吨/年重交沥青装置、40 万吨/年石油针状焦装置;80 万吨/年煤焦油焦化装置、80 万吨/年全馏分加氢改质装置各一套,以及配套的每小时 2干气26制氢、5000 吨/年拷胶法脱硫制硫磺、50 万吨罐储
53、和年 240 万吨污水处理厂等装置设施。工程整体竣工投产后,达年产可新增销售收入180 亿元,新增税金 10 亿元,公司可新增利润 8 亿元,成为牡丹江市新的经济增长点。本厂所需的原料混二甲苯等都可由牡丹江首控石油化工提供,而且牡丹江首控石油化工有火车道线的成本。等方便我厂原料的,其原料充足,大大降低了4.3.1.3 气候优势牡丹江市位于北温带中部,属于温带大陆季风气候,平均温度在3.5,最高气温 36.5,最低气温-38.3。年平均空气湿度为 67.6,年平均降水量为 515 毫米。温度湿度适宜,适合建厂。4.3.1.4 地理条件牡丹江市位于东经 128 02 13118、北纬 4324 4
54、559,西与哈尔滨市接壤,东与俄罗斯远东接壤,南与吉林省延边自治州接壤,牡丹江自南向北纵贯全境,这为的产品销售打下了良好的基础,产品不仅在国内有市场,还可以出口到朝、俄等国。4.3.2 交通优势牡丹江市的交通便捷发达,已初步形成了以 G201、G301 国道为主骨架,以县乡公路为支线,连接“六城”,辐射主要乡镇,沟通“两湖”、“”和经济富线的公路网络。在铁路方面,牡丹江市铁提供了便利的条件路网分布极广,四通八达的铁路路线为产品(具体交通图可见图 4-2)。在航空方面,牡丹江海浪机场是军民合用机场,是黑龙江东南部乃至东北亚地区重要的空通枢纽。牡丹江机场为国家 4C 级机场,能够满足各类中小型飞机
55、起降,后开通了牡丹江至哈尔滨、沈阳、大连、延吉、广州、烟台、青岛、长春、俄罗斯海参崴、雅克和哈巴罗夫斯克三地以及韩国首尔等国内外城市的定期和包机航线。27图 4-2 牡丹江附近交通图4.3.3 牡丹江市政策优势4.3.3.1 市场准入(1)对外来资本 3000 万元以上的工业企业和落户我市各类园区的工业企业,其新建、扩建项目的行政,除保留发改、消防、环保、规划、建设以及涉及人身安全等必要的项目外,其他理。项目予以取消。各类园区外符合条件的企业科采用备案方式办(2)对连续三年无违法、行为的外来投资企业,经工商部门认定,可以实行信誉年检制度(涉及公共安全和人身安全以及省工商局另有规定的除外),并免
56、收各类年检项目4.3.3.2 财政扶持。外来独资现代服务业企业(不含房地产开发企业),固定资产投资 5000 万元以上,经营期在十年以上,年上缴上的,从投产年度起前两年按企业实际上缴在 300 万元以(营业税)、企业所得税地方部分的 50%,由直接受益的同级财政部门扶持;第三年至第十年按企业实际上缴(营业税)、企业所得税地方部分的 20%,由直接受益的同级财政部门扶持。对同等规模的外来合资、合作现代服务业企业(不含房地产开发企业),按企业新增上缴(营业税)、企业所得税地方部分,参照外来独资现代服28务业企业减半扶持。4.3.3.3 用地(1)外来投资工业企业缴纳土地出让金有的,可分期缴纳,首次
57、缴纳的比例可按全部土地出让金的 50%执行。依法约定分期缴纳全部土地出让金的期限,原则上不超过一年,特殊项目经批准,可以约定在两年内全部缴清。(2)对外来投资企业(不含房地产开发项目和经营性用地项目)按照投资强度由受益方给予政策扶持,用于支持项目建设。对固定资产投资 5000 万元(不含土地投资)以上的项目,项目用地的投资强度 1000 元平方米以上的,按缴纳土地出让价款中净收益部分扣除国家和省规定提取的费用后的 20%给予扶持;项目用地的投资强度 3000 元平方米(每亩 200 万元)以上的,按缴纳土地出让价款中净收益部分扣除国家和省规定提取的费用后的 40%给予扶持;项目用地的投资强度
58、5000 元平方米以上的,按缴纳土地出让价款中净收益部分扣除国家和省规定提取的费用后的 50%给予扶持,按国家规定用途使用。295.1 工厂体制和组织机构概况本项目根据国家中民劳动法的有关规定,生产岗位定员按照工艺生产过程需要设置;管理及工程技术按设计的组织机构配置;辅助和行政管理按日班配置。通过进行国内外组织理论的研究现状和应用分析,明确组织结构优化的可行性、适应性、经济性、整体性和目标性准则,从职能、层次、部门、职权等方面进行分析设计,从而形成一个现代化企业模式运行的工厂。5.2 生产班制和劳动定员5.2.1 生产班制本项目为了确保能够连续化生产,确保经济效益,根据工厂的生产工艺流程,对生
59、产制造部、品质安全管理部、后勤维修部采用“四倒”的形式,其余部门采用一班制定。5.2.2 劳动定员本项目主要包括反应系统、分离系统和氢气循环系统。主要包括加热炉、换热器、反应器、气液分离器、精馏塔和氢气压缩机等设备。为了防止工厂管理机构臃肿,冗杂的现象出现,本着必要、精简、合力为原则进行定员,制定出劳动成员表,如下表:30第五章 工厂组织和公司定员表 5-1劳动定员明细表:31部门或职责人数班次人数小计管理层总经理111副总经理111总工程师111财务部部门主管111会计212市场部采购部3销售部人力资源部管理原料车间管理技术4操作工人分离车间管理技术操作工人反应再发生车间管理技术操作工人成品
60、车间管理技术12操作工人维修车间管理技术操作工人63质保安全部管理技术化验室管理技术82环保监督站管理技术技术开发部管理技术8185.3来源本工厂所设计的生产流程中主要生产装置先进,技术含量较高,无论对技术员还是普通车间工人都有很高的个人素质要求。普通装置操作应具有大专以上文凭,技术员及先进设备操作应具有本科以上学历,并在任职前期进行集中培训,任职后也要定期对其进行先进技术介绍和技能培训。5.4培训C8 芳烃异构化对二甲苯项目,是目前为止较为先进的工艺流程,其中包含先进的装置,复杂的流程,这就需要技术和操作要具备较高的个人文化水平和丰富的实践经验,因此,职员培训是一项必不可少的工作。培训内容包
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