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催化干气芳构化生产混合芳烃
项目提议书
项目名称：5万吨/年催化干气生产混合芳烃
申报单位：××××××化工
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传 真：
申报日期：12月
目 录
1、项目提出背景及意义…………………………………………………………2
2、产品方案和生产规模 …………………………………………………………3
3、工艺技术方案……………………………………………………………………4
4、经济效益分析……………………………………………………………………5
5、环境保护…………………………………………………………………………6
6、劳动安全卫生……………………………………………………………………6
7、消防方案…………………………………………………………………………7
8、自控方案…………………………………………………………………………8
9、工厂制度和定员…………………………………………………………………9
10、投资估算 ………………………………………………………………………10
1、项目提出背景及意义
混合芳烃（BTX）广泛用于合成纤维、合成树脂、合成橡胶和多种精细化学品，是最基础化工原料。据估计，在- 间，全球苯、甲苯和二甲苯平均需求增加率将分别达成4.4%、3-4%和5.4%，而同期中国对苯、甲苯和二甲苯需求增加率将高达16%、8.2%和19.1%。多年来，因为芳烃下游产品发展快速，中国外市场对于芳烃需求连续增加,中国已经是‘三苯’净进口国。以后中国每十二个月芳烃缺口为苯200万吨，甲苯100万吨，二甲苯230-300万吨。
现在，BTX关键起源于蒸汽裂解制乙烯工艺和贵金属铂重整工艺，此二工艺均需用石脑油（石油轻馏分）为原料；根据现有生产模式，增产芳烃需要对应地增加原油处理量。中国现在原油消费量已达3.8亿多吨，其中二分之一靠进口处理。假如继续按原有技术路线增产芳烃产品来满足不停增加市场需求，就意味着中国对进口石油依靠度越来越大。这对国家能源安全是一个重大挑战。所以，主动开发新技术以拓展芳烃生产原料起源，对于支撑中国国民经济连续发展和保障中国能源安全全部含有主动意义。
中国炼化企业催化裂化装置副产催化干气、裂解碳五、重整拔头油和芳烃抽余油等低碳烃资源还未得到合理利用。现在，中国炼化企业催化干气资源还关键是作为工业燃料烧掉。因为中国石油资源紧缺、大量依靠进口，加之多年来进口原油价格居高不下，所以低碳烃资源有效利用率低已经严重影响了相关行业总体经济效益。所以，在中国利用催化干气等低碳烃资源增产芳烃蕴藏着重大机遇。
用液化气生产三苯技术在近两年已经得到快速发展，但催化干气利用却远远落后于干气。
用催化干气生产三苯优势在于：（1）不和铂重整、乙烯装置和催化裂化装置争石油原料。（2）因为催化干气价格廉价，现在东营市场每方干气0.50～1.0元（运输距离远者运输成本高，干气出厂价格就廉价），约合600～1300元/吨，而生产出BTX价格高达6000~7000元/吨（有些厂催化干气放火炬烧掉了，利用起来效益就更可观了），所以将催化干气转化为BTX,能够有效地利用干气中高附加值成份，100万吨/年催化装置所产干气假如经过干气芳构化，每十二个月能为企业带来3000～5000万元利润，能有效提升炼化企业经济效益。（3）催化干气制BTX技术采取沸石分子筛催化剂，这类催化剂无腐蚀无污染，能够反复再生使用，除了催化剂烧炭再生过程中排放含CO2烟道气之外，没有其它三废排放，对环境友好。尤其是含有较强抗硫、抗氮能力，能省略原料预精制步骤，从而简化工艺，降低投资。另外，本工艺采取固定床反应器在低压下操作，技术成熟，投资少，安全性高。（4）中国催化干气总量在500~600万吨/年，假如利用二分之一来生产BTX，将可降低进口原油近300万吨，不仅很好地利用了干气资源，还对应降低进口原油量，含有良好经济效益和社会效益。
2、产品方案和生产规模
2.1 产品方案
该项目采取催化干气生产混合芳烃。
该项目标原料：催化裂化装置生产富含乙烯干气。
该项目标产品是：①混合芳烃（苯、甲苯、二甲苯）；②贫干气。
混合芳烃（BTX）广泛用于合成纤维、合成树脂、合成橡胶和多种精细化学品，是最基础化工原料。
2.2 生产规模
该项目建设一套能处理5万吨/年催化干气工艺装置及配套罐区和公用工程、办公设施等。项目建成后，每十二个月处理原料5万吨，生产混合芳烃1万吨，贫干气3.9万吨，自用0.1万吨。
考虑到降低工程投资，所以该项目暂不上混合芳烃精细分离系统，只简单分离成轻芳烃和重芳烃，然后作为中间原料销售。
5万吨/年催化干气生产混合芳烃物料平衡表（年操作时间：8000小时）
项目
物料组成，wt%
kg/h
t/d
t/a
原料
催化干气
100
6250
150
50000
产品
轻芳烃
19.0
1187.5
28.5
9500
重芳烃
1.0
62.5
1.5
500
贫烯燃料气
78.0
4875.0
117
39000
自用+损耗
加热炉燃料
2.0
125.0
3
1000
2.3、原料起源
原料关键是炼油厂催化装置生产富含乙烯干气，中国年产量在500万吨左右，因为干气不好运输，所以干气芳构化装置最好依靠催化裂化装置建设。
3、工艺技术方案
3.1 技术介绍
干气芳构化技术是利用乙烯生产芳烃技术，该工艺是一个以分子筛新型催化剂为技术关键芳构化工艺。它采取固定床反应器切换操作方法，在非临氢条件下，以干气中乙烯为原料生产芳烃（苯、甲苯、二甲苯）。干气芳构化工艺在芳烃生产模式下反应温度为450℃-600℃，主产品为苯、甲苯和二甲苯，同时联产C9+ 重芳烃和贫干气，液收和干气中乙烯含量相关，通常催化干气中乙烯含量在22％（m）左右，液体产品收率在20％左右，贫干气78％左右，加热炉自用燃料占2％左右。催化剂单程运转周期40天左右（和空速相关），催化剂总寿命可达3年。
3.2 技术特点
l 操作灵活，工艺方案切换方便、快捷。干气芳构化工艺采取固定床反应器切换操作方法，三苯生产模式反应温度为450℃-600℃，主产品为苯、甲苯和二甲苯，同时联产C9+ 重芳烃。高清汽油添加剂生产方案温度为：300℃-400℃。
l 催化剂单程运转周期长、产品选择性高、催化剂使用寿命长。新催化剂单程运转周期已经达成1000小时以上，4万吨/年工业装置第一个运行周期为52天（1248小时），液体收率保持在10%以上。催化剂运行3年后更换新剂。
l 装置能耗低。干气芳构化工艺采取了全新取换热步骤，能够回收大部分余热。单位原料耗燃料气（芳烃方案）低于25kcal/吨原料。
l 干气芳构化工艺原料适应性强，抗杂质能力突出，不需做预精制处理。
l 干气芳构化工艺和现有炼化装置相容性极强。干气芳构化装置生产贫干气烯烃含量低，作为制氢装置原料时，能够降低制氢装置投资（不需要原料加氢）。
l 环境保护性能好。干气芳构化装置，全密闭生产，废水、废气极少，是真正绿色化工装置。
3.3 生产工艺介绍
装置包含下列系统：
①热量回收系统：高温产品和低温原料换热，回收热能，降低成本。
②加热炉系统：换热后原料进入加热炉，深入加热到需要温度，以利于下一步芳构化反应。
③反应系统：从加热炉出来、达成要求温度原料进入装有特殊催化剂反应器，原料在反应器内进行芳构化反应。
④分馏系统：反应产物从反应器出来后，和低温原料换热，达成要求温度进入分馏塔，塔底出重芳烃，塔顶出轻芳烃和贫干气，塔顶高温油气和原料换热后进入冷却器，冷却后进入气液分离器，气液分离器下部出水，中部出轻芳烃，上部出贫干气，贫干气再进入捕油器，将干气中携带芳烃再捕集下来，自捕油器出来贫干气少部分去加热炉作燃料，大部分出装置送至高压瓦斯管网。
⑤催化剂再生系统：积炭后催化剂在适宜温度下，配入氮气和氧气，进行烧焦再生，再生完成后处于备用状态。
4、经济效益分析
4.1、催化干气生产混合芳烃效益分析
原料干气按1500元/吨，催化剂20万元/吨，蒸汽200元/吨，新鲜水5元/吨，电0.56元/度，人工工资按4万元/年.人，年处理5万吨原料，总产值1.3亿元，税前利润4423.04万元。
出 项
进 项
项目
年耗量
价格
累计
(万元)
项目
年产量
（吨）
价格
（元/吨）
累计
(万元)
干气
50000吨
1500
7500
轻芳烃
9500
7200
6840
催化剂
25吨
00
500
重芳烃
500
6200
310
燃料
1000吨
自产自用
优质干气
39000
1500
5850
蒸汽
600吨
200
12
燃料气
1000
自产自用
电
96万kwh
5600
53.76
新鲜水
0.4万吨
5元/吨
2
循环水
96万吨
0.2元/吨
19.2
工资
30人
4
120
折旧
万
200
维修
20
管理
50
财务费
100
总计
8576.96
总计
13000
税前利润=13000- 8576.96 = 4423.04万元。
4.2、原材料、动力消耗
①用工程规格和消耗
项目名称
单位
规格等级
单位原料消耗
蒸汽
t/t
1.0 MPa
0.012
燃料气
t/t
0.2-0.3 MPa
0.02
电
kWh/t
380V/10000V
19.2
新鲜水
t/t
0.05
循环水
t/t
0.5 MPa
19.2
注：仪表风等均含于电消耗内。
②催化剂及其它三剂消耗
项目名称
单位
规格等级
3年消耗量
催化剂
吨
25
瓷球
吨
12
5、三废和环境保护
废水：该项目机泵采取优异屏蔽泵，用工艺介质冷却，所以没有冷却水，工艺过程也不产生废水，所以该项目没有废水。
废气：该项目基础不产生废气，只有加热炉产生少许烟气，因为燃料为装置本身生产超低硫（总硫20PPm以下）干气，所以烟气完全能达成排放要求。
废渣：装置产生少许废催化剂，该项目催化剂全程寿命为3年，5万吨/年装置，催化剂用量为20吨，平均每十二个月产生8废催化剂，该催化剂为分子筛，关键成份为二氧化硅和氧化铝，不含其它有害物质，能够送给水泥厂作原料。
噪声：关键是由压缩机、加热炉、泵机等产生，声级值在65～85dB（A）左右，机泵采取优异屏蔽泵，加热炉采取优异燃烧器，可大幅度降低噪声，压缩机采取隔声可减轻噪声对外界影响。
总而言之该项目为绿色环境保护项目。
6、劳动安全卫生
6.1 生产过程中关键危害原因分析
本项目关键原料为催化干气，工艺生产过程在一定温度和压力下进行，存在产生燃爆事故可能，危害人身安全；又因生产过程中设备及管道连接多而且复杂，有工艺物料泄露可能，所以存在中毒事故可能性。
6.2 安全卫生防范方法
安全卫生设计要落实“安全第一，预防为主，综合治理”方针。安全卫生设施必需实施和主体工程同时设计、同时施工、同时投产“三同时”标准，以确保生产安全，提升生产水平，促进企业生产发展。
(1) 有毒有害物防范方法
在满足工艺条件前提下，对可能产生泄漏设备、管道，尽可能敞开部署。为预防厂房内有毒有害物积累，厂内设计可靠通风系统或设置有毒气体报警器。
(2) 化学腐蚀防范方法
对和腐蚀性物料直接接触设备、管道、阀门选择适宜耐腐蚀材料制作，电机及仪表选型应考虑防腐，建、构筑物设计采取耐腐蚀建筑材料。
(3) 静电、雷电防范方法
生产装置在防爆区域内设计静电接地。含有火灾爆炸危害场所和静电危害人身安全作业区，金属用具等均设接地。有火灾爆炸危险化工装置，电气设施设防雷装置。
(4) 化学灼伤防范方法
化学灼伤危害作业区尽可能采取机械化、自动化，并安装必需信号报警、安全连锁和保险装置。工作人员配置必需个人防护用具。
(5) 火灾、爆炸防范方法
装置内设备、管道、建构筑物之间保持一定防火间距。有火灾爆炸危险建构筑物结构形式和选择材料应符合防火防爆要求；含有火灾爆炸危险生产装置设计安全阀、爆破板、水封、阻火器等防爆阻火设施和防静电接地系统，并安装火灾报警设施。
7 消防设施
7.1 厂区配置室外消火栓。
7.2 配电室、污水提升泵站内设干粉灭火器。档案室、资料室等配有灭火器。
7.3 厂区内道路部署消防通道,消防车辆出入方便
7.4 火灾报警系统
对拟建项目设置火灾报警系统，当发觉火灾异常现象是自动报警系统开启，警告大家火源位置。
7.5 灭火系统
为了降低火灾造成损失，有多种类型灭火剂，如：水、泡沫、惰性气体、卤代烷烃、化学干粉和固体物质等。
7.6 消防水源建立
对拟建项目标给水系统设计时，要考虑到消防用水量及水压，依据装置大小、高度及灭火能力，选择适宜消防水池，确保30分钟用水量。
发生火灾时正确选择灭火方法、灭火剂，和有效地组织灭火，是十分关键。
8、自动化控制
依据本项目特点，自动控制应以集中监视、控制为主，采取以计算机为基础DCS集散控制系统，完成生产过程数据采集、过程控制、安全报警、连锁保护等功效。对于必需有操作人员现场监视岗位，能够采取就地岗位集中监控控制方法，同时将关键工艺参数送至装置控制室，进行集中监视。
自动控制设计含有以下基础功效：
(1) 生产过程工艺参数集中监视
(2) 工艺参数自动控制
(3) 过程参数超限报警
(4) 关键步骤连锁保护
(5) 中央调度室设有和工厂管理网络连接接口，最终实现管、控、营销一体化。
集中监控可采取区域集中监控和全厂集中监控方案：
依据工艺装置功效和区域分布情况，每个区域设置操作控制室。
依据装置特点和控制要求，每个控制区域分别采取不一样控制系统，将控制站和操作站均放置在区域控制室内，对本区域内生产装置进行监控。
另外，全厂还设置中央调度室，经过计算机网络将各区域控制室控制系统连接起来，将各区域控制室关键信息送至中心调度室。在中心调度室能够对全厂生产装置进行监视和调度。各装置控制室能够经过通讯网络调用其它装置控制室信息，实现信息资源共享和全厂一体化管理。同时，经过中央调度室上位计算机，能够实现全厂优化控制。
9 工厂制度和定员
9.1 工厂运行方法
装置生产按每十二个月8000小时设计。本装置为连续生产装置，生产系统等相关系统实施四班三运转作业制度，其它实施一班制。
9.2 定员
9.2.1 管理机构定员
表4 厂部管理机构定员表
序号
名称
定员
1
厂 长
1
2
副厂长
1
3
总工程师
1
4
生产技术部
2
5
质检中心
5
6
财务部
3
7
供销部
3
合 计
16
通常能够依靠原来机构，假如原来没有机构，能够根据表4设置。
9.2.2 生产装置定员
本项目标生产装置为二十四小时连续运转。依据生产装置运行特点不一样，将生产班制划分为：生产管理部门实施白班制；连续生产倒班岗位实施四班三运转。
生产装置人员设置见下表。
表5 生产装置定员表
序 号
部 门
定 员
备注
1
生产车间
3人×4
四班三运转作业
2
配电及维修
8
值班
合 计
20
10 投资估算
本项目占地面积30亩，关键部署有自动化生产线、成品储存区、必需工业建筑厂房（配电室，锅炉房，泵房，材料库，控制室，化验室,生产区办公室等）。行政区占地约10亩，部署办公楼一座，宿舍楼一栋。其它用地作为道路及美化绿化，总体计划成一个花园式工厂。
综合投资列表
序号
项 目
投资，万元
1
设备投资
800
2
电气、仪表
150
3
工程和管道
200
4
（专利）技术转让、设计
250
5
催化剂、处理剂等
500
6
配套公用工程
100
累计
万元
该项目按处理催化干气5万吨/年计算，固定投资（包含技术费）需1500万元，催化剂500万元（使用三年），流动资金200万元，年产值（按9月市场含税价）为13000万元，总成本8576.96万元，税前利润4423.04万元，约需1年（建设期7个月，生产期5个月）可收回投资。
×××××化工
二〇一〇年十二月十日
附件：产品分析单
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