年产10万吨乙苯生产装置可行性研究报告.docx

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年产10万吨乙苯生产装置可行性研究报告

年产10万吨乙苯厂建设项目

可行性研究报告

第1章项目总论

1.1概述

1.1.1项目名称：

年产10万吨乙苯生产装置工艺设计项目

1.1.2项目性质：

新建。

1.1.3项目意义：

乙苯，英文名ethylbenzene，芳香族的有机化合物，存在于煤焦油和某些柴油中。

易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。

遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。

乙苯主要用于生产苯乙烯，进而生产聚苯乙烯树脂（PS）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）树脂、苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）树脂、丁苯橡胶和丁苯胶乳（SBR/SBR胶乳）、不饱和聚酯等诸多下游产物，这些产品在汽车、家电、建材、包装、医药等国民经济多个行业有着广泛的应用。

1.2研究结论

1.2.1项目产品及生产规模

本项目以不需要精制的含10%—30%乙烯的催化干气为原料，代替纯乙烯和苯生产乙苯，并且乙烯转化率>99．O％，，乙苯选择性>99％。

根据产品市场需求和产品性质及企业自身实际情况考虑，生产规模每年约10万吨乙苯。

1.2.2项目总投资及资金来源

项目总投资xxxxx.xx万元，其中建设投资xxxxx.xx万元，建设期利息xxx.xx万元，流动资金xxxxx.xx万元（约占总投资的xx.xx%）。

资金来源：

公司自有资金注入xx.xx%，国有银行商业贷款xx.xx%。

1.2.3生产工艺

以不需要精制的含10%—30%乙烯的催化干气为原料，采用由大连化学物理研究所等开发成功的第三代催化干气制乙苯技术生产，并副产甲苯，二甲苯作为产品出售。

催化干气制乙苯过程包括烷基化和烷基转移两个反应过程。

烷基化过程是指催化干气中的稀乙烯和苯在分子筛催化剂作用下生成乙苯，同时反应过程中伴随着部分副反应发生，生成二乙苯、三乙苯等。

烷基化过程副产的多乙苯可在烷基转移反应器中进一步与苯发生烷基转移反应生成乙苯。

C2H4+C6H6=C6H5C2H5

C6H5C2H5+C2H4=C6H4（C2H5）2

C6H4（C2H5）2+C6H6=2C6H5C2H5

干气制乙苯过程包括烷基化和烷基转移两个反应过程。

在烷基化反应器中催化干气中的乙烯与苯在催化剂上发生烷基化反应生成乙苯和少量的二乙苯，烷基化反应为放热反应，反应器设计为多段冷激式，催化干气分多段进料，以利于反应热量的取出。

为获得较高的乙烯转化率和乙苯选择性，在烷基化反应中维持过量的苯[3]。

在烷基转移反应器中，烷基化反应产生的多乙苯与苯在催化剂上发生烷基转移反应进一步生成乙苯。

该过程基本为等温反应，反应平衡不随温度变化而改变，仅受反应物组成的影响。

同样，为获得较高的二乙苯转化率和乙苯选择性，在烷基转移反应中维持过量的苯。

工艺流程:

工艺过程分为干气精制、反应、分离、热载体和冷冻水等5部分

（1）原料预处理部分：

催化干气经过水洗脱除甲基二乙醇胺（MDEA）后，进入脱丙烯部分（三塔流程），利用冷却的苯做吸收剂，净化干气进入反应器部分，解吸出的富乙烯气循环使用，脱出富丙烯气回到FCC装置回收C3以上的组分。

本部分特点为：

脱硫后的催化干气经过水洗除去MDEA，保护设备和管道不受腐蚀，同时延长催化剂的寿命。

利用乙苯装置中间物料，通过选择性吸收/解吸工艺，将催化干气中丙烯含量由大于7000⎧L/L降低至400⎧L/L以下，从源头上减少了丙苯

的生成，有效降低了苯的消耗，并减少了二甲苯的生成量。

（2）反应、吸收与产品分离部分：

经过脱丙烯后的净化催化干气与被加热炉加热到320～360℃的循环苯发生烷基化反应，烷基化产物经过一系列的换热后进入分离部分，液相部分依次分离出苯、乙苯、丙苯、二乙苯及高沸物；尾气中携带的芳烃用经过冷却的二乙苯进行吸收，吸收后的尾气进入燃料管网；富吸收剂进入烷基转移反应反应器，与过量苯在220～260℃下通过烷基转移生成乙苯。

该过程中，反应部分低温、高活性、高选择性的催化剂保证了反应的稳定进行，同时降低了装置能耗和苯耗；分离部分取消了稳定塔和脱甲苯塔，增加一个丙苯塔回收丙苯，这样既增加了效益，又减少了烷基化反应过程中副产物甲苯和二甲苯的产生；尾气吸收部分以二乙苯为吸收剂，采用低温吸收工艺，使尾气携带苯的回收率达99.5%以上，降低苯耗，而且富吸收剂可以直接进入烷基转移反应器进行反应，不在系统内循环，有效降低了塔尺寸及过程能耗。

（3）热载体部分：

热载体为苯塔底油，经过苯塔底加热炉加热后为脱丙烯部分及分离部分的各塔提供热源；冷冻水部分用装置循环水制取冷冻水，供乙苯装置、苯乙烯装置及罐区各个深冷器使用。

苯塔、乙苯塔及丙苯塔塔顶均产生蒸汽供给下游的苯乙烯装置利用。

本装置是干气制乙苯第三代技术首套使用苯塔底油热媒系统的工业装置，与传统的独立热载体系统相比，苯塔底热媒系统减少了热载体罐、苯塔底再沸器和热载体开停工冷却器及相关设备，既节约了投资，又方便检维修与操作；而且，热载体随时更新不会产生分解、结焦现象，即使有系统波动也不会对产品质量有影响反应过程中的能量采用热交换和产生蒸汽的形式回收，实现了能量的综合利用，有效降低了乙苯生产过程能耗。

（4）再生部分：

再生部分由压缩机、分液器、换热器及脱硫器组成，主要用来进行催化剂的活化和催化剂的原位再生。

乙苯产品生产方案

乙苯生产方案要求乙苯的纯度高于99.5%，要求乙苯产品中二甲苯的含量不能高于0.15%，异丙苯含量不能高于0.05%，大庆炼化乙苯装置在本阶段运行原料预处理系统、烷基化反应系统（烷基转移反应系统由于设备故障未运行）、粗分吸收系统及精馏系统。

2.1.1原料干气组成

该装置所需催化干气来自大庆炼化公司ARGG（内提升管反应器、反应再生并列式催化裂化装置）装置，其组成见表1。

所需原料苯来自大庆炼化公司的350kt/a催化重整装置，不足部分外购，其质量符合石油苯国家标准。

表1催化干气组成

组分

组成（体积分数）,%

H2

27.59

O2

0.85

N2

15.2

CO

1.12

CO2

1.68

CH4

26.24

表2列出了2010年8月催化干气制乙苯的运行平均结果。

烷基化催化剂DL0802A是一种抗硫、水热稳定性好的新型分子筛催化剂，具有很高的乙烯转化率和乙苯选择性，在装置单程运行13个月时，催化剂仍然保持了很高的反应性能，乙烯转化率达95%~98%，乙苯单程选择性达85%左右，均达到/超过了设计指标与技术要求。

表2烷基化/过程工艺操作参数

项目

设计值

实际运行值

入口温度/℃

330～390

315～338

压力/MPa

0.8～1.0

0.7～0.8

n（苯）/n（乙烯）

5～7

6.5

乙烯转化率，%

95

95～98

乙苯选择性，%

>65

83～87

催化剂寿命/月

9

13

2.1.3产物分离部分操作条件与各塔物料组成

表3列出了产品分离部分操作条件与设计值的比较，各点参数与设计稍有不同，从节能的角度考虑，在保证馏出口产品合格的情况下，采取低温低压操作可降低乙苯生产能耗，故实际操作参数与设计稍有差别。

表3产品分离部分操作条件

项目

设计/实际

温度/℃

设计/实际

温度/℃

塔顶

塔底

塔顶

回流罐

粗分塔

121/107

133/139

0.83/0.70

-

吸收塔

10/10

12/14

0.70/0.66

-

苯塔

209/201

291/292

1.69/1.44

1.69/1.44

乙苯塔

205/189

252/243

0.39/0.30

0.24/0.24

丙苯塔

195/177

229/208

0.18/0.05

0.18/0.08

二乙苯塔

185/155

278/265

-0.02/-0.08

-0.02/-0.08

在上述操作条件下，产品中乙苯纯度99.81%，二甲苯含量0.068%，各项指标均达到国家优级品规格，能够满足市场的需要。

1.2.4建设周期

项目建设进度考虑建设过程各环节时间安排及干扰因素的影响，建设周期为X年。

1.2.5经济评价

投资利润率为XX.XX%，投资利税率为XX.XX%，投资净现值XXXX.XX万元，投资回收期为X年零X个月。

1.2.6项目结论

催化干气制乙苯装置利用催化干气生产高附加值的乙苯化工产品，技术路线可行，工艺流程设计合理，装置运行平稳，操作方便，易于控制，满足了工业生产的要求；烷基化催化剂DL0802和烷基转移催化剂DL0801均具有较好的活性、选择性和稳定性；乙苯产品纯度达99.8%以上，二甲苯含量低于700×10-6，达优等品标准。

通过部分的改造，提高了装置的稳定性，进一步降低了物耗和能耗。

大庆炼化公司根据自身只有乙苯装置、无配套的苯乙烯装置装置的特点，结合公司的实际情况，利用乙苯装置产品具有较高辛烷值的特点，采用生产乙苯调合汽油生产方案，简化工艺流程，提高产品收率，并有效降低生产能耗，为炼化公司高辛烷值汽油生产基地的建设做出了重要贡献。

第2章市场分析

2.1国内外市场情况预测

2.1.1XXXX的质量规格和用途

1、质量标准

根据GB3728-91，分为：

表2.1.1XXXX质量标准

指标名称

外观

色度

（铂-钴色号）

密度（20℃）/（g/cm3）

XXXX%≥

水份%≤

酸度（以CH3COOH计%）≤

蒸发残渣%≤

优等品

透明液体，无悬浮杂质

≤10

一等品

合格品

2、用途

XXXX产品是用途广泛的一种重要的有机化工原料，可用于……。

2.1.2世界XXXX的市场分析

近年来，随着世界环保法规的日益严格，世界XXXX的生产能力不断增加。

……

目前，……

2.1.3我国XXXX生产现状

我国XXXX的生产始于……。

生产能力已经从2001年的XX万吨/年增加到20xx年的约xx万吨/年。

目前，我国XXXX的生产厂家有20多家，生产企业主要集中在华南和华东地区。

其中，国内最大的XXXX生产企业江苏索普集团产能达20.0万吨/年，约占国内总生产能力的22.2%，与醋酸产品实现了上下游一体化，产品竞争力较强，80%的XXXX用于出口；其次是山东金沂蒙集团公司，生产能力为16.0万吨/年。

约占国内总生产能力的13.3%，主要原料醋酸、乙醇均能自给，产品竞争力也较强。

目前国内大型XXXX企业均采用酯化法技术。

目前，国内一些大型甲醇羰基合成醋酸企业或者具有乙醇装置的企业正在配套建设或拟建XXXX生产装置，主要有山东海化股份有限公司拟采用Davy公司技术，新建10万吨/年生产装置（近期已经建成投产），吉林燃料乙醇有限公司拟建5万吨/年生产装置，吉安生物化工公司拟建10万吨/年生产装置，广西新火石化公司拟建30万吨/年装置，第一期10万吨/年已经于2007年4月13日开工。

上海吴泾化工有限公司拟将现有生产能力扩建到15万吨/年，长春天裕生物工程公司将建5万吨/年生产装置，预计到2010年，我国XXXX的总生产能力将超过120万吨/年。

随着生产能力的不断增加，我国XXXX的产量也不断增加。

2001年我国XXXX的产量只有xx万吨，20xx年进一步增加到xx万吨，比2005年增长约xx%，200x~20xx年产量的年均增长率高达xx.xx%。

2.1.4进出口情况

2005年以前，我国是XXXX的净进口国，从2005以后，随着我国XXXX生产能力和产量的大量增加，由净进口国转变为净出口国，2006年我国XXXX的净出口量为10万吨，约占总产量的15.87%，比2005年提高了近13个百分点，市场供大于求的趋势日益显现。

2007年（1～7月）进口量为0.57万吨，同比增长9.61%，出口量为7.27万吨，同比增长57.7%。

2006年我国XXXX出口到30多个国家和地区，其中对亚洲国家的出口量约占总出口量的93%，其中对韩国的出口量为3.23万吨，约占总出口量的29.6%，其次是中国台湾，出口量为1.89万吨，约占总出口量的17.2%；再次是日本，出口量为1.66万吨，约占总出口量的15.1%。

我国XXXX出口主要集中在江苏、山东和广东3省。

2006年出口量分别为6.1万吨、2.1万吨和1.53万吨，合计出口量占出口总量的88.78%，其他省份出口量仅为1.21万吨。

主要出口企业有江苏索普、山东金沂蒙、广东江门谦信化工发展公司等大型XXXX生产企业。

2003年以前，我国XXXX的进口价格变化不大，基本上维持在520~550美元/吨，2004年以后进口价格开始上涨，2004年价格为653.2美元/吨，2006年上涨到841.4美元/吨，比2005年上涨7.60%。

出口价格近几年也不断上涨。

2003年出口价格为573.8美元/吨，2004年上涨到757.3美元/吨，2006年进一步上涨到798.6美元/吨。

2.1.5消费现状及发展前景

近年来，随着我国经济的快速增长，涂料、油墨、粘合剂等产品需求大幅提升，从而拉动XXXX的消费稳步增长。

1997年我国XXXX的表观消费量只有10.50万吨。

2001年增加到22.79万吨，2006年进一步增加到53.02万吨。

比2005年增长约5.91%，2001~2006年表观消费量的年均增长率约为18.40%。

目前，国内XXXX主要消费地区集中在华东、中南、华北、东北地区，产品主要用于生产涂料、制药和粘合剂，2006年我国XXXX消费结构为：

制药行业对XXXX的需求量约占总需求量的30%，涂料约占35%，粘合剂约占20%，油墨约占10%，其他产品约占5%。

预计到2010年，我国XXXX的总需求量将达到约70.0万吨。

供大于求，届时消费结构将有所变化，其中在制药和粘合剂行业消费的比例将会有所下降，随着新型高档涂料的不断发展，预计涂料行业对XXXX的需求量将会有较大幅度的增加；随着电子、通讯行业的发展，油墨方面的需求量也将有所上升。

另外。

随着XXXX新用途的不断开发，将会使XXXX在其他方面用量的比例也有一定的增加。

我国XXXX主要生产企业情况：

表2.1.2主要XXXX生产企业情况

生产厂家

生产能力（kt/a）

生产工艺

XXXX集团

山东XXXX团公司

广东XXXX化工发展公司

四川XXXX工公司

江西XX溶剂厂

XX石化股份有限公司

XX有机化工厂

XX有机化工厂

XX有机化工厂

XX有机化工厂

XX溶剂厂

广东XX市气体溶剂厂

广东中山市XX有机化工公司

我国近年来XXXX的供需状况

单位：

万吨/年、万吨

表2.1.3我国近年来XXXX供需状况表

年份

生产能力

产量

进口量

出口量

表观消费量

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2.2竞争力分析

2.2.1产品所处的生命周期

从世界XXXX的生产消费看，产品大量投产，产量和销售量保持缓慢增长，利润保持在较低水平，表明XXXX已处于成熟期。

从国内近年XXXX的生产消费情况看，需求仍然保持稳定增长，国内企业产量大幅增长，表明国内XXXX市场已进入成长期的晚期，即将进入成熟期。

2.2.2竞争对手

目前国内XXXX行业的竞争对手主要来自国内的江苏XX、山东XXX、广东XXXX、上海XX、扬子XX化工等X家较大规模生产企业，其产能均在X万t/a以上。

XXXX集团乙酯产能XX万t/a国内最大，和XX产品实现了上下游一体化，产品竞争力较强，80%作出口业务。

山东XXX集团产能12万t/a，……

目前国内XXXX装置规模趋于大型化发展，现有小型生产装置由于管理水平低、生产成本高、缺乏竞争力，将会逐步优胜劣汰……

2.2.3目标市场

国内XXXX主要的消费地区依次是华东、中南、华北、东北；消费领域为医药、粘合剂、涂料和油墨……

2.2.4经营战略

……

……

……

第3章产品方案和生产规模

3.1.1主产品

XXXXX万吨/年，分为精细化工级和燃料级两种，每种产量随市场而定。

3.1.2副产品

（1）XX：

XX万吨/年

（2）XX：

XXXXNm3/h

3.2生产规模及确定的原则和理由

3.2.1生产规模

生产规模：

二甲醚能力40万吨/年，副产液氧和液氩等产品。

3.2.2生产规模确定的原则和理由

（1）符合国家产业政策；

（2）根据市场调查及预测结果；

（3）生产技术含量及产品价格优势；

（4）结合公司现有能力；

（5）结合资金等情况及全厂综合效益。

3.3产品和副产品的规格及质量指标

……

……表

第4章原料路线

本分厂年产XX万吨XXXX，采用XXXX法生产XXXX，需要年耗原料XX万吨XXXX。

分厂厂址建在XXX经济技术开发区化工园区，分厂原料生物乙醇来自于吉林燃料乙醇总厂，总厂目前已经实现生产能力40万吨/年，规划年产60万吨燃料乙醇，项目全部完成后，每年可转化玉米192万吨，生产燃料乙醇60万吨/年，可完全满足分厂的生物乙醇的需求量。

现有的xxxxxxxxxxxx工艺示意图如下图所示

图2.2.1xxxxxx示意图

原料路线叙述……，

近年来xxxx生产xxx做了大量的研究取得了一定进展，列于下表。

表2.2.1xxx生产xxx进展表

研究机构

取得进展

美国Dupont公司

……

日本农林水产省

……

美国国家科学院学报

……

综上所述，……法生产XXXX是完全绿色化的工艺，并且对石油化工的依赖性大大减少，有利于降低XXXX的生产成本，并且对环境更为友好。

第5章工艺技术方案（路线）

5.1总体装置方案设想

……

（1）xx

（2）xxx

（3）xxxx

（4）xxxxx

……

5.2XX

5.2.1xx工艺技术方案的比较

5.2.1.1xxxxx法

……

5.2.1.2xxx法

……

5.2.1.3xxxx法

……

5.2.2xxx工艺的选择

……

……

5.2.3xxxx流程的选择

……

……

5.3XXX

5.3.1xxxx流程的选择

……

……

5.3.2xxxx流程简述

……

……

5.4XXXX

5.4.1xx方法的选择

……

……

5.4.2xxxx流程简述

……

……

主要设备一览表

5.4.3xx工艺流程说明

……

……

5.5全厂工艺流程简图及物料平衡表

5.5.1全厂工艺流程简

流程框图……

5.5.2全厂物料平衡表

5.6自控技术方案

5.6.1项目范围

……

5.6.2自动化水平

……

5.6.3信号及联锁

……

5.6.4环境特征

……

5.6.5仪表选型

5.6.5.1集散控制系统

第一控制室系统配置：

设置14个操作站，5台打印机及一套完整的机柜。

第二控制室：

设置6个操作站，2台打印机及一套完整的机柜。

每个控制室的操作站带独立的电子单元，并设1个先进控制操作站。

控制室内采用集散控制系统，其供货厂家的确定将采取招标的方式，采用国际上

著名厂商的产品。

集散控制系统的主要功能如下：

（1）控制功能

DCS控制器具有下述功能

-----接受来自现场的信号

-----提供至现场的信号

（2）显示功能

DCS操作站具有下述显示功能

——动态模拟流程图显示

——总貌画面显示

——组画面显示

——详细回路画面显示

——报警主画面显示

——报警显示

——趋势画面显示

（3）报表打印功能

班报表、日报表、DCS应设置上位机网络接月报表。

控制回路和重要检测点的I/O卡冗余

控制器、电源系统及通讯总线冗余

卡点数的备用量为I/O设计数量的10%

卡槽位备用空间为10%

系统设置所需的机柜和接线端子柜

5.6.5.2温度仪表

集中检测采用铂热电阻或热电偶。

t<300℃选用铂热电阻Ptl00。

T~300℃选用热电偶K、S。

保护套管主要采用1Crl8Ni9Ti。

防爆区域内的仪表，选用相应等级的防爆仪表。

就地显示主要采用万向型双金属温度计，保护套管主要采用1Crl8Ni9Ti。

5.6.5.3压力仪表

集中检测采用智能型3051压力变送器或差压变送器。

有的地方选用远传压力变

送器，测量膜片主要采用不锈钢、钽、蒙乃尔合金。

就地显示仪表采用一般压力表、不锈钢压力表。

对于有腐蚀、易堵的地方，采用

隔膜式压力表。

5.6.5.4流量仪表

集中检测的流量采用标准孔板配3051差压变送器。

有腐蚀的地方或煤黑水等介

质，将采用电磁流量计。

就地流量测量，采用双波纹管差压计、转子流量计。

主要材

质选用不锈钢或PTFE。

5.6.5.5液位仪表

集中测量连续显示的物位，选用3051差压变送器；易堵或腐蚀性强的地方，采

用法兰式或远传液位变送器；非连续测量的物位，采用电极电容料位计。

特殊情况下，

采用超生波料位计。

5.6.5.6分析及安全检测仪表

对于XX和XX的单组份分析，采用红外线分析器；对于多组份多流器的分析，

采用气相色谱仪及质谱仪。

对于介质的pH测量，选用带清洗的流通式pH计：

对于

可能对人身安全产生危害的环境中的XX分析，选用有毒气体检测报警进行检测，以

确保人身及生产安全。

空分装置分析仪包括XX含量分析仪、XX纯度分析仪、XX纯度分析仪、水分分

析仪及碳氢化合物含量分析仪等。

分析器输出信号一般应为线性4~20mADC，可直接连接至DCS或记录仪上。

5.6.5.7执行机构

大部分调节阀采用笼式调节阀，执行机构均为气动，并配以电气-气阀门定位器。

特殊调节阀、开关阀采用国外先进产品。

5.6.5.8报警及联锁系统

（1）报警

报警接点为常开式，即在报警发生时。

（2）联锁

联锁系统的检测元件应单独设置。

5.7动力供应

（1）仪表用压缩空气

新建装置的仪表压缩空气由空压站供给，总耗气量1500Nm3/h，备用时间20分

钟。

引至界区压力：

>0．6MPa（表）

露点：

操作压力下的露点应比最低环境温度低15-20℃。

含尘量；

含油：

油份含量控制在8ppm以下。

（2）仪表用电

仪表用电：

由电气专业提供二路独立电源分别送至总控室和空分控制室。

仪表总用电量：

50kVA

河南天罡实业有限公司偃师40万吨/年二甲醚项目可行性研究报告

浙江工程设计有限公司76

电压：

-380V±10％

频率：

50Hz±1Hz

仪表供电负荷为保安负荷，采用不间断供电装置（UPS）配置的无停电电源供电系

统，