20万吨年碳四综合利用项目可行性实施报告.docx
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20万吨年碳四综合利用项目可行性实施报告
20万吨/年碳四综合利用项目
1总论
1.1编制依据
1.2编制原则
l、坚持以市场为导向,以效益为中心,坚持质量、成本、效益原则,以技术的先进性、可靠性、适用性为依托,采用当前世界上最先进的生产工艺,实现技术领先和节能降耗,提高企业竞争力和经济效益,实现社会效益的最大化。
2、坚持以人为本和可持续发展原则,奉行“健康一安全一环保”的理念,认真贯彻国家环保、节能、消防、劳动安全卫生等有关法规。
主体工程与环境保护、降低能耗、安全生产、工业卫生同步考虑,执行十六大提出的“走新型工业化道路”的战略,执行清洁生产、安全生产、循环经济和可持续发展原则,以减少和消除工厂生产对生态环境的不良影响。
3、最大限度地降低工程造价是工程自始至终贯穿的一条基本原则。
在技术先进可靠的基础上,坚持走国产化的道路,优先采用国的设备、材料,尽可能节约外汇和工程投资,降低工程造价和生产成本。
必须引进的技术、设备和材料应本着少而精和确保重点的原则,在确保实现装置工艺技术的先进性和可靠性的前提下,力求做到少引进、不引进。
4、贯彻执行“五化”的建设方针,即“工厂布置一体化,生产装置露天化,建(构)筑物轻型化,公用工程社会化以与引进技术国产化”。
5、坚持节约发展的原则,采用先进可靠技术节能降耗,节约土地。
严格按照节资低耗的原则进行设计,努力提高各种资源的有效利用,发挥资源最大效益。
6、充分发挥当地的区位和资源优势,实现地方经济和企业经济可持续发展,兼顾项目未来发展需求,充分利用国家和地方优惠政策,提高本工程的经济效益和社会效益。
7、突出环境保护,设计中选用清洁生产工艺,采用行之有效的“三废”治理措施,达到“三废”治理资源化、减量化、无害化的目的。
8、总图布置力求布局合理、在兼顾环境、生产、安全的前提下,采用集中化、模块化布置,以最大限度地节约用地。
1.3项目建设的必要性
1.3.1建设单位概况
奎独石化工业园是国家级工业园区,西接乌苏,与兵团农七师垦区相连,地处乌-奎高速公路终点和奎-赛高等级公路的起点与312国道于217国道交汇处。
1.3.2项目概况
本项目建成后,将形成以OCU为核心的碳四综合利用格局,以OCU的产品异丁烷为原料的异丁烷脱氢装置,其主要产品为异丁烯,异丁烯又可以作为MTBE的原料;异丁烷脱氢的尾气富含氢气,经PSA提纯后,可作为高纯度的氢气产品。
OCU的另一股富含正丁烷和丁烯-2的原料,可作为后续建设的丁二烯装置的原料,其中的正丁烷和丁烯-2经脱氢、抽提后可生产高纯度的丁二烯,根据市场需要,这股物料亦可通过歧化反应与乙烯反应生产丙烯。
(1)丙烯是仅次于乙烯的重要石化基础原料,其下游衍生物主要包括聚丙烯和环氧丙烷、丙烯腈、丙烯酸、异丙苯/苯酚/丙酮、羰基合成醇、异丙醇等有机原料。
近年来,全球丙烯需求增长速度一直高于乙烯,2000-2008年丙烯年均需求增长率为3.78%,比乙烯高0.9个百分点。
2009-2010年,世界丙烯年均需求增长率将为5.1%,是世界经济增长率的1.5倍,比同期乙烯增长率高0.5个百分点。
目前,国对丙烯的需求还源于丙烯与其衍生物需求和产能近年来均以较高的增长率发展,2000-2008年世界丙烯与其下游衍生物如聚丙烯、苯酚/丙酮、异丙苯、环氧丙烷等的年均增长率都在3%以上,其中聚丙烯、环氧丙烷、苯酚、丙酮、异丙苯的增长率较高。
亚洲(不合中东)是丙烯需求增长最快的地区,2000-2008年世界近一半的丙烯需求增量来自于亚洲地区。
拥有丰富而廉价资源的中东地区是丙烯产能增长最快的地区,2000-2006年中东地区丙烯产能年均增长率高达14.5%。
在生产与需求快速发展的同时,全球丙烯与其衍生物技术开发也一直十分活跃。
目前,丙烯供应主要来自石脑油裂解制乙烯和石油催化裂化过程的副产品。
2004~2010年间,当乙烯产能增长34%时,丙烯产能仅能增长25%。
除非有新的丙烯生产工艺成功投入工业化生产,否则将难以满足石化行业对丙烯的需求。
因此,近年开发扩大丙烯来源的生产工艺成为热点,其中OCU制丙烯工艺备受关注。
(2)异丁烯又名2-甲基丙烯,是一种重要的化工原料,可用于生产丁基橡胶、聚异丁烯、二异丁烯、三异丁烯、甲基丙烯酸甲酯、2,4一叔丁基甲酚、叔丁基硫醇、叔丁醇、叔丁基胺、甲代烯丙基氯、甲基丙烯酸、甲基丙烯睛、新戊醛和异戊二烯等深加工产品。
异丁烯衍生产品众多,上下游产业链复杂,消费结构呈多元化趋势。
合理发展异丁烯产业,对于我国石化行业把握市场变化,优化资源利用,提高综合竞争力具有现实意义。
(3)随着我国石油化工行业的发展和产业的拓宽,作为高辛烷值汽油添加剂MTBE是近20年销售量最大、发展最快的化学品。
异丁烯和甲醇在催化剂作用下发生合成反应即可生成MTBE,含10%左右MTBE的汽油能使燃料消耗下降7%左右,除了增加汽油含氧量外,还可以促进清洁燃烧,减少汽车有害气体对大气的污染。
从2003年1月l日,在全国围实施新标准清洁汽油丌始,并在、XX、率先执行城市清洁车用无铅汽油新标准,所用辛烷值改进剂主要是MTBE。
因此,本项目产生的异丁烷可采用先进技术生产异丁烯、MTBE,同时下游可生产丁二烯等基本有机化工原料,不但可以满足国民经济发展对丙烯的需求,也符合《产业结构调整指导目录》(2007年本)中“第一类鼓励类”九、化工19.采用先进工艺技术的大型基本有机化工原料生产”的产业政策。
3、本项目是奎独石化工业园适应激烈的市场竞争进一步发展的必由之路,今后几年,无论是全球还是国,都保持着对丙烯、异丁烯、MTBE和丁二烯的旺盛的需求,从总体供需平衡看,仍然会呈现供不应求的局面。
因此,根据奎独石化工业园多元化、国际化发展的战略部署,新建20万吨/年碳四综合利用项目,通过对碳四中有效成分的转化和加工,生产国民经济急需的基本有机化工原料,可为公司的进一步发展和适应激烈的市场竞争提供坚强的动力。
1.4建设方案
1.4.1推荐技术方案
低碳烷烃催化转化制烯烃一直是石油化工领域的研究热点,它将成为新世纪石油化工技术研究开发的重点之一。
全球围,有丰富的液化石油气资源,若能有效地将烷烃直接转化成烯烃,将大大增加烯烃的来源,缓解供需矛盾。
本着技术先进成熟,装置性能好,投资省的原则,本报告中主要技术推荐采用LUMMUS公司的技术,异丁烷脱氢采用CATOFIN工艺、烯烃易位转化技术采用OCU工艺,MTBE技术采用国的MTBE专有技术,根据原料供应、技术和市场情况,推荐装置规模为年产处理碳四液化气20万吨。
1.4.2主要技术经济指标
本项目主要技术经济指标一览表见表1.1-1。
表1.1-1装置主要技术经济指标汇总表
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
生产规模
CDDIB单元
万吨/年
20
OCU单元
万吨/年
9.50
丙烯产量
异丁烷脱氢单元
万吨/年
5.75
折纯异丁烯
MTBE单元
万吨/年
9.02
MTBE产量
2
产品方案
MTBE
万吨/年
9.02
丙烯
万吨/年
9.5
剩余碳四
万吨/年
6.53
氢气
万吨/年
0.168
外输
3
年操作时间
小时
8400
4
主要原料燃料用量
4.1
原料用量
碳四
万吨/年
20
乙烯
万吨/年
3.15
甲醇
万吨/年
3.29
4.2
燃料用量
燃料气
Kg/h
600
扣除装置自产
5
主要公用工程用量
5.1
脱盐水
t/h
5
5.2
生活水
m³/h
2
间歇
5.3
年耗电量
kW
1656
5.4
氮气
Nm³/h
1500
间歇
5.5
仪表空气
Nm³/h
400
5.6
压缩空气
Nm³/h
1000
间歇
5.7
低压蒸汽
t/h
20
10kg/cm²
5.8
中压蒸汽
t/h
11
35-38kg/cm²
财务评价主要数据与指标汇总表
序号
指标和数据名称
单位
指标和数据
备注
1
上报项目总投资
万元
100706
1.1
建设投资
万元
86450
1.2
建设期利息
万元
1561
1.3
铺底流动资金
万元
4131
2
营业收入
万元
177385
年均
3
总成本费用
万元
154681
年均
4
利润总额
万元
22041
年均
5
所得税
万元
5510
年均
6
税后利润
万元
16531
年均
10
项目投资财务净现值
万元
92354.87
税前,ic=12%
11
项目投资财务净现值
万元
57647.41
税后,ic=12%
12
项目投资财务部收益率
%
30.52
税前
13
项目投资财务部收益率
%
23.85
税后
14
项目投资回收期
年
6.92
含建设期2年税后
15
借款偿还期
年
2.83
不含建设期2年
1.5结论与建议
1.5.1结论
按照奎独石化工业园的发展规划,结合奎独石化工业园的现有条件、特点和自身优势,拟新建20万吨/年碳四综合利用项目,通过对本项目进行可行性分析、论证,综合结论如下:
1、本装置的建设对奎独石化工业园的发展是必要的,符合国家发改委关于“采用先进工艺技术的大型基本有机化工原料生产”的产业政策,工程的实施必将成为新的效益增长点。
2、本项目产品均为基本的有机化工原料,市场前景广阔。
3、本装置的建设高度重视环境保护,环境是企业的窗口,环境质量标志着企业的管理水平。
所以本装置将建成一个环境友好型的石化装置。
本装置的工艺技术拟选择先进的、物耗能耗低的、“三废”排放最少的技术。
4、竞争力:
本装置已达到了经济规模,在装置工艺技术选择上采用了国际、国先进技术。
项目的实施既增加了公司产品品种,又改善了产品结构,使公司的综合竞争能力更强。
综上所述,本项目装置规模合理、工艺技术先进、原料来源稳定可靠、产品符合市场要求、基础设施条件好,经济效益好,项目可行。
1.5.2建议
为确保本项目的实施进度,建议建设单位尽快开展技术交流和技术谈判,以保证项目的顺利开展和早日建成。
1.6装置研究围、依托条件、实施建议和组织
1.6.1装置研究围
本可行性研究报告是对奎独石化工业园20万吨/年液化气综合利用项目与所需的公用工程、辅助设施等进行可行性研究。
装置研究围如下:
表1.2-1主要单项工程一览表
序号
名称
工程规模
备注
一
主装置区
OCU装置
20×104t/a
进料量
异丁烯装置
5.75×104t/a
折纯异丁烯
MTBE装置
9.02×104t/a
二
公用工程与辅助设施
1
球罐区
64000m3球罐区和泵棚
新建
2
常压罐区
10000m3罐区和泵棚
新建
3
装置变配电所
6千伏变电所和配电室
新建
4
控制室
中心控制室
新建
5
办公与分析化验设施
办公楼和分析化验设备
新建
6
循环水系统
15000m3/h循环水场
新建
7
消防水系统
2座5000m3消防水池和配套机泵
8
空分空压站
10000m3/h空压、5000m3/h制氮
新建
9
一级污水处理设施
200m3/h污水处理
新建
10
火炬
120t/h和60t/h地面火炬2座
新建
1.6.2项目依托条件
一、本装置生活用水、工业水、蒸汽的供应,由工业园区统一供给,可大大节省投资。
压缩空气、氮气来自自建空分空压站。
二、本工程的建设可利用公司积累的技术基础,工程建设的组织、管理的经验,有利于加快本项目建设。
1.6.3项目实施建议
本项目的建设期安排力求紧凑,计划在18个月完成。
整个项目由主生产装置、公用工程设施和辅助生产设施组成,根据公司对工程进度总体规划要求,设计、采购、施工必须采取适当交叉方式,力求在最短的时间使装置建成投产,以保证装置经济效益的最大回报。
根据同等规模装置的进度,以可研报告批复引进技术合同生效为起点,为本装置计划进度如下:
可行性研究报告:
2012.08
装置中交:
2015.09
试车投产:
2015.10
1.6.4项目组织与人力资源配置
根据项目建设的性质,新建项目为工厂编制,配备厂级管理人员、车间管理人员、技术人员与生产操作人员,操作人员实行四班三运转。
根据石油化工装置定员规定,结合本项目的实际情况,本项目定员见表1.2-2。
表1.2-2装置定员表
岗位
人数
单班
小计
主任
3
技术员
6
班长
3
12
OCU装置操作人员
4
16
异丁烷脱氢操作工(含PSA)
6
24
MTBE装置操作人员
3
12
分析化验
3
12
罐区、循环水
2
8
机电仪维修
3
12
合计
105
2市场分析与预测
2.1产品供需分析和预测
2.1.1丙烯市场分析
丙烯是乙烯以外最重要的烯烃,用量仅次于乙烯。
其最大的下游产品是聚丙烯(PP),占全球丙烯消费量的60%左右,另外丙烯可制丙烯腈、异丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸与其脂类以与制环氧丙烷和丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。
由于丙烯衍生物需求量的迅速增长,致使全球丙烯需求增长率超过了乙烯,而且传统丙烯生产方法也难以满足日益增长的需求。
⑴国丙烯供需概况
随着国乙烯工业的快速发展,我国丙烯生产能力不断提高,产量也快速增长,2000年我国丙烯的产量为483万吨,2006年我国丙烯产量就突破了900万吨,达到935万吨,年均增长率高达10.4%;2007年则突破了1000万吨,2007年表观消费量达到1079万吨,同期年均增长率为13.8%。
表2.1-12000-2008年国丙烯供需情况万吨,%
年份
产量
进口量
出口量
表观消费量
当量消费量
2000
482.6
16.9
0.6
498.9
2001
477.9
27.1
0.2
504.8
2002
544.5
29.7
0.0
574.2
2003
593.2
22.6
0.0
615.9
2004
634.1
21.3
0.0
655.4
1203
2005
802.7
18.9
0.9
820.7
1330
2006
935
32
0.0
967
1380
2007
1006
73
0.0
1079
1573
2008
1731
年均增长率%
13.25
3.7
8.4
13.8
近年来国丙烯进口保持相对平稳,从2000年后我国的丙烯进口一直维持在20万吨/年左右,2007年进口量为73万吨,较2006年增长了128%。
同时,由于丙烯下游制品国供需存在缺口,丙烯制品进口量较大,因此丙烯当量需求远远大于表观需求。
⑵国市场供应分析
①国生产状况分析
我国丙烯的生产主要集中在XX和中国石油的下属企业。
2008年XX的总产能约为650万t/a,占我国总生产能力的58.7%;中国石油的总生产能力为356万t/a,约占32.1%。
值得一提的是中国海洋石油总公司与壳牌的合资项目中海壳牌石油化工20万t/a丙烯项目已于2006年初投产。
此外,中国化工集团、中化国际等公司还有一些小规模的炼油企业也生产丙烯,再加上一些私营或集体的小炼油企业,每年合计生产能力仅约几十万吨,由于受国家炼油政策的限制与国际油价的影响,其产量与开工率也较低。
2008年我国丙烯主要生产企业情况见表2.1-2。
表2.1-2中国丙烯生产能力(单位:
万吨)
企业名称
2006
2007
2008
2009*
2010*
燕山石化
58
58
58
58
58
XX石化
60
60
60
60
60
XX赛科
60
60
60
84
84
扬子石化
42
42
42
42
42
齐鲁石化
45
52.5
52.5
52.5
52.5
XX石化
60
60
60
60
60
扬-巴公司
30
30
30
30
30
石化
25
25
25
35
35
镇海炼化
25
25
25
75
75
高桥石化
15
15
15
15
15
XX石化
18
18
18
68
68
金陵石化
20
27.5
27.5
27.5
27.5
阿美
60
60
炼化
20
20
20
石化
20
20
20
其他XX企业
137
137
137
137
137
XX总计
595
610
650
844
844
石化
46
46
46
46
46
石化
38
38
38
38
68
石化
20
20
20
20
20
石化
10
30
30
30
30
炼化
30
30
30
30
30
石化
27
47
47
47
47
独山子石化
18
18
18
68
68
石化
10
10
10
10
10
石化
16
16
20
20
20
XX石化
20
20
中石油
40
40
其他中国石油企业
97
97
97
97
147
中国石油总计
312
352
356
466
546
中海壳牌
40
40
40
40
40
其他
60
60
60
60
160
合计
1007
1062
1106
1410
1590
*其中2010年为预测数据。
我国丙烯新建、扩建项目众多,其中XX下属公司共有7家企业进行丙烯的扩建项目,预计到2011年底将新增产能270万t/a,其中蒸汽裂解联产增加产能约230万t/a,炼厂催化裂化(FCC)装置副产增加产能约40万t/a。
中国石油下属公司共有10家企业进行丙烯的扩建项目。
预计到2011年底,中国石油将新增产能420万t/a,其中蒸汽裂解联产增加产能约280万t/a,炼厂FCC装置副产增加产能约140万t/a。
再加上规划中的其他丙烯项目,截至2011年底,我国将新增丙烯能力830万t/a,届时总产能将接近1900万t/a。
我国部分丙烯拟新建、扩建项目见表2.1-3。
表2.1-3我国部分丙烯拟新建、扩建项目万t/a
企业名称
新增能力
投产时间
石化
55
2009年底
独山子石化
70
2010年底
镇海炼化
40-50
2009年
中国石油和石化合资公司
40
2009年初
联合石油化工
60
2009年初
XX石化
40-50
2009年
XX石化
20
2009年
石化
30
2010年
石化
40
2010年
石化
40-50
2010年
台塑集团
60
2010年
实德集团
60
2011年
中国石油与省政府
50
2011年
②国进口状况分析
近年来我国丙烯进口呈现波动状态,尽管在2002年国丙烯进口一度达到了29.7万吨,但近年来由于国产量的增加,使得进口出现了回落,到2005年国共进口丙烯18.9万吨。
但随着我国丙烯消费量的增加,2006年和2007年进口量呈快速上升趋势,连续两年的增长幅度均很大,2006年较2005年增长了69%,2007年较2006年则增长了128%。
⑶国消费市场分析
我国丙烯的需求量从1997年的316万吨增至2006年的947万吨,年均增长率为13.0%,略高于产量的年均增长率。
丙烯进口量呈逐年快速上升趋势,由1997年的2.2万吨攀升至2006年的32.1万吨,年均增长率为34.7%。
由于国乙烯与大型炼油项目向来受国家政策控制,一些小炼油企业的原油炼制还需要向国家申请指标,政策原因使得国丙烯生产高度垄断,再加上两家集团丙烯下游产品种类丰富,配置能力与丙烯产能相当,极少有丙烯可以外供,所以许多下游企业所需丙烯需要从国外进口。
表面看来,近几年我国每年约需进口30万吨左右的丙烯来满足国的需求量,仅占国表观消费量的3%左右,基本处于供求平衡的局面。
但事实上国丙烯供需缺口比较大,每年除进口少量丙烯单体以外,还进口大量的聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷等丙烯衍生物。
若将这些下游产品的进口量折算成丙烯的需求量的话,则国丙烯的市场缺口在400万吨以上。
我国丙烯的消费大部分用于生产聚丙烯,远远高于国外聚丙烯在丙烯消费中的比例。
消费比例居第二的是丙烯腈,第三为丁辛醇。
聚丙烯是丙烯最大的下游衍生物。
2005年我国共有聚丙烯生产企业60多家,总能力544万吨/年,产量为522万吨,消耗丙烯564万吨。
丙烯腈是我国第二大丙烯衍生物。
我国丙烯腈主要用于生产腈纶、ABS/SAN、丙烯酰胺、聚醚多元醇、丁腈橡胶和其他一些化工产品。
目前我国丙烯腈生产企业有10家,生产能力集中在XX和中国石油天然气两大集团公司。
2005年XX赛科乙烯投产后,新建26万吨/年丙烯腈装置,使得我国丙烯腈产量大幅增加。
到2005年我国丙烯腈生产能力为100.4万吨/年,产量为91.6万吨,共消耗丙烯100.8万吨。
2007年国丙烯消费结构:
PP占66%,丙烯腈14%,丁辛醇7%,环氧氯丙烷8%,苯酚丙酮3%,其它2%。
2008年pp消费总量为1007.92万吨,占丙烯消费比例的58.2%。
图2-12007年我国丙烯消费结构图
⑷国丙烯市场供需预测
①供应预测
“十一五”期间,由于我国乙烯工业进入一个高速发展期,因此丙烯产能也将得到较快发展。
同时国新建的炼油装置也有相当部分在2010年前投产,也将增加一定的丙烯生产能力。
预计到2010年我国丙烯生产能力将达到1606万吨/年。
除乙烯将采用OCT技术增产丙烯、XX在新建的60万吨/年甲醇制烯烃(30万吨/年丙烯)装置外,其它新增丙烯能力仍为传统的乙烯裂解和炼油FCC工艺。
2010-2015年间,还陆续有实德乙烯项目130万吨/年、XX石化园区的100万吨/年等大型乙烯项目陆续投建,我国丙烯能力将进一步增加至1973万吨/年。
其中包括大唐电力建设的60万吨/年甲醇制丙烯装置。
②需求预测
根据丙烯下游衍生物需求折合,到2010年,我国丙烯当量需求将达到1905万吨,2005-2010年间年均增长率为7.5%。
2015年预测丙烯当量需求将达到2476万吨,2010—2015年间年均增长率为5.4%。
预计到2010年国丙烯缺口在300万吨左右,与2005年相比缺口将有所缩小。
预计到2010年国丙烯消费仍主要集中在聚丙烯、丙烯腈、苯酚丙酮、环氧丙烷、丁辛醇、丙烯酸等产品,其中环氧丙烷、苯酚丙酮由于国能力增加较大,其在国丙烯消费中所占比例有所提高。
图2-22010年我国丙烯消费结构图
③供需平衡
2005~2010年期间,将是我国丙烯工业蓬勃发展的阶段,产能增长非常
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