5万吨粗苯加氢可研报告

河北新启元能源技术开发有限公司河北新启元能源技术开发有限公司5 5 万吨万吨/ /年焦化粗苯加氢装置年焦化粗苯加氢装置可行性研究报告可行性研究报告 行政负责人：沈和平行政负责人：沈和平技术负责人：韩保平技术负责人：韩保平经济负责人：张经济负责人：张 琪琪项目负责人：韩风策项目负责人：韩风策大连市化工设计院有限公司大连市化工设计院有限公司20082008 年年 1212 月月河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 1河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 2编制单位编制单位 大连市化工设计院有限公司大连市化工设计院有限公司行政负责人行政负责人 沈和平沈和平技术负责人技术负责人 韩保平韩保平经济负责人经济负责人 张张 琪琪项目负责人项目负责人 韩风策韩风策参加编制人员参加编制人员: : 工艺系统：工艺系统： 邢立伟邢立伟管道设计：管道设计： 姚志红姚志红自自 控：控：熊广兵熊广兵电电气：气：王继崇王继崇设设备：备：金妙明金妙明机机械：械：鲁鲁 旭旭工工 业业 炉：炉：汪汪 峰峰概概 算：算： 张张 琪琪技术经济：技术经济： 张张 琪琪储储 运：运： 韩凤策韩凤策总总 图图 赵铁彬赵铁彬河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 3目 录1、总论、总论 .51.1、项目及建设单位基本情况 .51.2、 编制依据及原则.61.3、研究范围 .61.4、项目背景及建设必要性 .61.5、主要研究结论 .7、市场分析与价格预测、市场分析与价格预测 .102.1、纯苯市场分析 .102.2、甲苯市场分析 .122.3、二甲苯市场分析 .143、装置建设规模、产品方案、装置建设规模、产品方案 .143.1、建设规模和装置组成 .143.2、原料性质和产品方案 .154、工艺装置、工艺装置 .174.1、工艺技术选择 .174.2、工艺流程概述及操作条件 .184.3、主要设备选择 .214.4、公用工程消耗 .224.5、工艺装置“三废”排放 .23.6、工艺技术及设备风险分析 .24、辅助材料、辅助材料 .246 自动控制自动控制 .246.1 概述 .246.2 装置自动化.246.3 装置自动控制方案 .276.4 设计采用的主要标准规范.287、总图运输、总图运输 .287.1、装置位置及条件 .287.2、装置竖向、道路及排雨水 .317.3、厂区绿化 .317.4、工厂运输 .327.5、主要工程量 .327.6、采用规范标准 .328、公用工程及辅助生产设施、公用工程及辅助生产设施 .328.1、油品储运 .328.2、给排水 .328.3、电气、电讯 .33河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 48.4、供热 .358.5、供风、供氮 .358.6、分析化验 .358.7、维修及其它辅助设施 .369 节能节能 .369.1 编制依据 .369.2 装置用能特点 .369.3 节能基本原则 .369.4 节能措施 .3610、消防、消防 .3710.6、建、构筑物的耐火、防爆泄压、通风设计 .4110.7、电气防火 .4110.8、人员编制 .4211、环境保护、环境保护 .4211.1、设计原则 .4211.2、设计采用的标准规范 .4211.3、主要污染源及污染物 .4311.4、全厂采取的环保措施及预期效果 .4311.5、环境监测 .4612、劳动安全卫生、劳动安全卫生 .4612.1、主要执行标准 .4612.2、主要设计原则 .4612.3、职业危害因素及其影响 .4712.4、安全防范措施 .4812.5、劳动安全卫生专用投资 .4913、组织机构、人力配置和项目实施计划、组织机构、人力配置和项目实施计划 .5013.1、组织机构 .5013.2、新建装置人力配置 .5013.3、项目实施计划 .5014、投资估算和资金筹措、投资估算和资金筹措 .5114.1、 建设投资估算.5114.2、资金筹措 .5215、经济效益评价、经济效益评价 .5315.1、生产成本和费用估算 .5315.2、财务评价 .5415.3、敏感性分析 .5515.4、财务评价结论 .5516、预期目标及风险分析、预期目标及风险分析 .5616.1、预期目标 .5616.2、风险分析 .56河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 5 1 1、总论、总论1.11.1、项目及建设单位基本情况、项目及建设单位基本情况1.1.11.1.1、项目基本情况、项目基本情况1.1.1.1、项目名称河北新启元能源开发技术有限公司 5 万吨/ 年焦化粗苯加氢装置。1.1.1.2、项目建设性质该项目属于新建项目。1.1.1.3、项目建设地点项目建设地点为 ：沧州渤海新区中捷产业园区化工一体化联合装置南侧1.1.21.1.2、建设单位基本情况、建设单位基本情况1.1.2.1、建设单位名称、性质及负责人建设单位全称：河北新启元能源技术开发有限公司建设单位性质：民营股份制建设单位法人：古博名1.1.2.2、建设单位概况河北新启元能源技术开发有限公司位于沧州渤海新区中捷产业园区，东南毗邻塘沽港和黄骅港及溯黄铁路，水运、公路、铁路便利，交通极为发达。河北新启元能源开发有限公司现有装置是以化工为主的新型加工模式企业，新建该粗苯加氢装置位于开工在建的化工一体化联合装置（1010 万吨万吨/ /年年液化气芳构化装置、液化气芳构化装置、1515 万吨万吨/ /年石脑油重整装置、年石脑油重整装置、2525 万吨万吨/ /年芳烃抽提装置、年芳烃抽提装置、2020 万吨万吨/ /年轻汽油醚化装置、年轻汽油醚化装置、1010 万吨万吨/ /年催化干气制甲醇装置）年催化干气制甲醇装置）南侧。其苯类产品进联合装置的抽提装置处理，分离出苯、甲苯、二甲苯产品。河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 6河北新启元能源技术开发有限公司依托的中海石油中捷石化，拥有大量的剩余水、电、汽、风等公用工程，丰富的干气资源；这为本项目提供充足且优质的辅助原料，可为本项目提供足量的水、电、气、风等公用工程物流，大大降低了装置投资。装置处理的焦化粗苯主要外部采购，来源充足，经济效益显著，本项目建设的必要性不言而喻。1.21.2、 编制依据及原则编制依据及原则1.2.11.2.1、编制依据、编制依据1.2.1.1、河北新启元能源技术开发有限公司 5 万吨/年焦化粗苯加氢装置可行性研究报告委托书1.2.1.2、河北新启元能源技术开发有限公司提供的工艺装置及公用工程现状资料、平面布置图、发展用地有关资料、地质资料以及气象资料。1.2.21.2.2、编制原则、编制原则1.2.2.1、新建装置立足于国内自主技术，并对其进行优化。1.2.2.2、新建装置布置尽可能节约占地面积、节省投资和充分利用内部热量，降低能耗。1.2.2.3、采用 DCS 集中控制，以优化操作，提高轻油产品收率，减少操作人员，提高经济效益。1.2.2.4、贯彻国家关于环境保护、安全卫生和消防的法规和要求，做到三废治理，安全卫生及消防等保障措施与工程建设“三同时” 。1.31.3、研究范围、研究范围5 万吨/ 年焦化粗苯加氢装置及相关部分公用工程。河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 71.41.4、项目背景及建设必要性、项目背景及建设必要性焦化粗苯加氢精制的主要产品是纯苯、甲苯、二甲苯等，均为重要的有机化工原料，普遍应用合成染料、有机颜料、合成农药、合成医药、合成树脂、日用化工制品等有机化工行业。目前我国对三苯的需求越来越大，现三苯的需求量正以每年 3-4%的速度增长，市场需求潜力巨大。本项目以焦化粗苯为原材料进行深加工，原料供应充足、稳定。1.51.5、主要研究结论、主要研究结论1.5.11.5.1、项目概况、项目概况焦化粗苯加氢装置以焦化粗苯为原料，采用上海胜帮石油化工技术有限公司开发的焦化粗苯加氢处理技术生产苯、甲苯、二甲苯。1.5.1.1、装置能力以粗苯为原料计算：5 万吨/年1.5.1.2、生产能力及产品方案产品及副产品明细表序数 据号物料名称收率 %kg/ht/d104t/a进料1焦化粗苯92.20625015052氢气0.4228.30.680.0233软化水7.38500120.4合计1006778.3162.685.40出料1C6C8馏分89.686078.5145.894.862残油1.4397.22.330.073稳定塔顶不凝气1.2282.91.990.064污水7.67519.712.470.41河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 8合计100.006778.3162.685.401.5.1.3、公用工程消耗河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 9表 1.5-1 装置公用工程消耗（按照年操作 8000 小时计算）单位耗量小时耗量年耗量能耗指标总能耗单位能耗 明细名称单位数量单位数量单位数量单位数量104MJ/aMJ/t电kW.h/t32kW.h200104kW.h/a160MJ/kW.h11.841894.4378.890.7MPa蒸汽t/t0.08t/h0.5104 t/a0.4MJ/t31821272.8254.56凝结水t/t0.18t/h1.12104 t/a0.90MJ/t-320.3-286.99-57.40循环水t/t44.87t/h272.8104 t/a218.24MJ/t4.19914.43182.89软化水t/t0.08t/h0.5104 t/a0.4MJ/t10.474.190.84污水t/t0.084t/h0.52104 t/a0.42MJ/t33.4914.072.81净化风m3/t45.81m3/h180.00104 m3/a144.00MJ/m31.59228.9645.79非净化风m3/t25.45m3/h100.00104 m3/a80.00MJ/m31.1793.618.72氮气m3/t9.87m3/h60.00104 m3/a48.00MJ/m36.28301.4460.29合 计4436.9887.651.5.1.4、能耗单位耗量和单位能耗基准为6.25 t/h。1.5.1.5、占地面积新建部分占地约 22774=16798m2。1.5.1.6、定员加氢装置增加生产定员 24 人，其它配套公用系统由联合装置人员同时管理不增加人员，全厂增加定员共 24 人。1.5.21.5.2、主要技术经济指标、主要技术经济指标本项目总投资 4366 万元，其中建设投资 2720 万元。年均销售收入21607 万元，年均总成本费用 18250 万元，年均所得税后利润 2134 万元，全部投资财务内部收益率所得税后为 48.73%，投资回收期为 3.71 年（所得税后，含建设期 1.0 年） 。主要经济指标见表 15-1。河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 10主要技术经济指标汇总表表 15-1序号项 目 名 称单位数量一基本数据其中外汇：1总投资万元4366万美元1.1建设投资万元2720万美元1.2固定资产投资方向调节税万元1.3建设期利息万元401.4流动资金万元16062销售收入万元21607 生产期内年平均3总成本万元18250 生产期内年平均4流转税及附加万元512 生产期内年平均5利润总额万元2845 生产期内年平均6所得税万元711 生产期内年平均7税后利润万元2134 生产期内年平均二经济评价指标8投资利税率76.899投资利润率65.1710借款偿还期年2.64 含一年建设期11财务内部收益率 所得税前59.54 所得税后48.7312净现值（i = 12%） 所得税前万元14092 所得税后万元1015613投资回收期 含一年建设期 所得税前年3.37 所得税后年3.711.5.31.5.3、研究结论、研究结论根据研究结果得出如下结论：河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 11本项目采用上海胜帮石油化工技术有限公司开发的焦化粗苯加氢工艺技术，工艺上成熟可靠，采用的技术先进稳妥。新建 5 万吨/年焦化粗苯加氢装置加工粗苯，生产苯、甲苯、二甲苯等。原料来源广泛，产品销售有保证，配套辅助设施和公用工程部分不需要另建，依托原有系统工程即可。项目各项经济评价指标好于行业基准值，项目经济效益较好，具有一定抗风险能力，在经济上是完全可行的。本可行性研究报告认为：项目采用的工艺技术是可行的，综合经济效益是良好的，项目可行。、市场分析与价格预测、市场分析与价格预测2.12.1、纯苯市场纯苯市场分析分析我国现有纯苯生产企业 50 余家,主要有扬子石化、上海石化、吉林石化、齐鲁石化等,年产量均在 10 万吨以上。2007 年全国苯产量创历史新高达到471.8 万吨,同比增长 19.7%。近几年由于苯下游产品的大量进口,苯的表现消费量相当大, 苯进口量大幅度增加,2006 年进口量创历史新高,达 29.8 万吨。2003 年-2008 年纯苯表现消费量年均增长 13.15%。预计 2009-2011 年,国内纯苯仍将无法满足下游需求。2000-2008 年我国纯苯的供需情况表 单位：万吨/年年份年份产能产能产量产量进口量进口量出口量出口量表观消费量表观消费量同比增长同比增长2000 200.0 184.0 7.5 9.0 182.521.5%2001 225.0204.66.2 3.9 206.913.4%2002 230.0 214.6 4.2 9.0 209.81.4%2003 235.0224.6 1.0 10.9 214.72.34%2004 252.0 255.65.3 1.4 259.520.87%2005 320.0306.125.5 1.6 330.027.2%河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 122006367.0344.129.818.93557.58%2007471.8405.824.95.6425.119.7%2008528.4486.929.46.1476.11.2%我国纯苯总体处于供需基本平衡。多数年份纯苯进口量不超过 10 万吨。但是苯下游产品的自给率较低，需求量较大，每年大量进口，下游产品进口量也在不断增长，特别是苯乙烯进口量很大。因此，实际国内苯当量消费量要远远大于表观消费量，估计 2009 年国内苯的当量消费量接近 700 万吨。我国苯第一大下游用户是苯乙烯，其次为苯酚和环己烷。2008 年我国苯消费结构如图 2-1 所示。苯乙烯34.2%硝基苯12.0%苯酚13.4%顺酐8.0%氯苯8.5%己二酸4.6%其他8.5%烷基苯4.8%己内酰胺5.8%图 2-1 2008 年纯苯消费结构图随着经济发展，人民生活水平提高，今后苯下游衍生物的需求也将保持较快速度增长。通过对苯的主要下游产品苯乙烯、己内酰胺、己二酸、苯酚、氯苯、硝基苯、顺酐等生产能力和需求的预测，预计到 2010 年我国苯的表观消费量将达到 778 万吨，2015 年则高达 926 万吨，国内纯苯将存在一定的市场缺口。根据苯的供应和需求预测，按照开工率 90%计算，国内到 2015 年缺口约62 万吨，这部分缺口可通过提高开工率或是进口产品来解决。根据对国外主要国家和地区的供需情况预测，进口地区可为中东、韩国、泰国、日本等。河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 13国内纯苯供需平衡预测2008 实际2010 年 预测2015 年 预测2005-2010 年增长速度 2010-2015 年增长速度生产能力（wt/a）36076096017.44.8产量（wt）344.168486417.44.8开工率（%）909090需求量（wt）354.977892615.56.4需求平衡（wt）-10.894-62根据对各区域市场的苯下游产品需求预测，华东地区和华南地区将是苯的最主要消费地区，东北地区苯消费量较大。按下游产品需求情况分析，消费量较大的省份包括江苏、广东、上海、山东、浙江、辽宁、河北等。近几年国内苯市场呈动荡的态势,价格起伏波动,趋势是稳步上扬。苯价格受自身市场供需形势影响,并与其上游原料原油、石脑油的价格紧密相关,综合平均 05、06、07、08 三年苯市场价格分别为：7500、9300、9400、7800（元/吨）。本次可研纯苯按市场均价 4500 元/吨分析。2.22.2、甲苯市场分析、甲苯市场分析我国甲苯生产主要集中在中国石化、中国石油和冶金系统，石油石化系统甲苯生产企业 15 家。在芳烃联合装置中，有相当一部分甲苯通过歧化和烷基转移生产苯和二甲苯，甲苯的产量可通过调整歧化装置的开工率来进行调整。2008 年国内甲苯总生产能力约为 134 万吨/年，产量为 99.3 万吨。表观消费量 179.73 万吨，2003-2008 年间，国内甲苯的产量和表观消费量年均增长率分别为 10.6和 12.5。河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 14我国甲苯主要用途是化工合成产品和溶剂，在化工产品方面有硝基甲苯、苯甲酸、甲苯胺、氯化苄、TDI、甲酚等。在溶剂方面有农药、涂料、油墨等，其中溶剂是商品甲苯最重要的下游用途。2008 年我国甲苯消费构成见图2-2。 涂料23.4%油墨和印刷11.7%粘合剂8.3%其他2.8%甲苯歧化22.3%军工8.3%其他3.9%TDI3.3%硝基甲苯4.3%苯甲酸4.5%氯化苄3.5%己内酰胺3.8% 图 2-2 2008 年甲苯消费结构图在未来几年内，甲苯在溶剂领域的消费量将逐渐下降。甲苯消费增长最快的领域是 TDI 的生产，巴斯夫在上海建设的 13 万吨/年 TDI 项目已经投产，另外，沧州大化和甘肃银光也已投产。由于国内对二甲苯生产将增长很快，甲苯作为歧化原料的消费会继续增加。其他领域甲苯的需求也将有少量的增长，但增长幅度不会很大。预计到 2010 年和 2015 年，国内甲苯的需求量将分别达到 210 万吨和 220 万吨。全国甲苯消费结构预测 万吨，%2010 年2015 年细分市场数量比例数量比例溶剂8038.17534.1甲苯歧化5023.85022.7TDI188.62511.4硝基甲苯104.8135.9己内酰胺94.3104.5河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 15细分市场2010 年2015 年数量比例数量比例氯化苄62.973.2苯甲酸104.8104.5军工209.5209.1其他73.3104.5合计2101002201002008 年各地区甲苯都存在着一定的缺口，以广东、江苏缺口最大。根据对各区域市场的甲苯需求预测，华东地区和华南地区将是甲苯的最主要消费地区，主要的省市依次为广东、江苏、上海和浙江，预计到 2010 年其甲苯的市场容量将分别为 39 万吨、32 万吨、26 万吨和 15 万吨。本次可研甲苯按市场均价 5500 元/吨分析。2.32.3、二甲苯市场分析、二甲苯市场分析我国现有二甲苯生产厂近 30 个，2007 年的生产能力达到 427.6 万吨/年,实际产量为 277 万吨/年，实际消费 310.4 万吨/年。据 World PetrochemicalsSRI Consulting 预测，在 2007-2009 年间，我国二甲苯的平均需求增长率为 19.1%，平均产能增长率为 15%，今后我国每年二甲苯的缺口约为 230-300 万吨。 据统计，二甲苯近期的价格一直在 55006500 元/吨，根据市场今后的供需状况分析，该价格仍将维持。本次可研二甲苯按市场均价 5500 元/吨分析。河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 163 3、装置建设规模、产品方案、装置建设规模、产品方案3.13.1、建设规模和装置组成、建设规模和装置组成3.1.13.1.1、建设规模、建设规模装置公称规模：5 万吨/年最大处理量：6.0 万吨/年，120%；正常处理量：5.0 万吨/年，100%；最小处理量：3.5 万吨/年， 70%。年操作时数：8000 小时/年。配套公用工程和辅助设施适当扩能即可满足装置需要。3.1.23.1.2、装置组成、装置组成5 万吨/年的粗苯加氢装置包括预蒸馏、加氢反应、稳定分离三部分。后续的产品精馏进联合装置抽提系统处理。装置需要的变配电和 DCS 控制系统由联合装置统一配置，只需要增加相应设备即可，不再单独设计。3.23.2、原料性质和产品方案、原料性质和产品方案3.2.13.2.1、原料粗苯主要性质见下表：、原料粗苯主要性质见下表：1、粗苯粗苯原料油组成，wt 组分Wt%噻分0.44二硫化碳0.23吡啶0.2喹啉0.08C4 烷烃0.12C5 烷烃0.08河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 17C6 烷烃0.1C7 烷烃0.19C8 烷烃0.14C9 烷烃0.17C5 环烃0.02C6 环烃0.03C7 环烃0.07C9 环烃0.17C5 二烯烃0.62苯71.05甲苯15.17乙苯0.11二甲苯3.9苯乙烯1.34C9 芳烃0.49茚满0.05茚1.93萘2.44C10+重组分0.86合计100总硫，ppmw 2738碱性氮，ppmw 418溴价10.51碘价2.69比重0.8853.2.23.2.2、产品方案、产品方案新建工程新增产品方案如下表：收率 W%数量序号物料名称平均范围Kg/h万吨 /年1 甲苯1615.0-17.010070.82苯7675.0-77.047223.783C8 馏分0.80.7-0.9530.04河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 184二甲苯43.0-5.02470.25C9+馏分1.21.0-1.5820.066非芳烃21.0-3.01360.1合 计624854 4、工艺装置、工艺装置4.14.1、工艺技术选择、工艺技术选择4.1.14.1.1、工艺技术比较、工艺技术比较 通过下表比较可以看出该装置完全可以替代进口、并可以克服进口装置的不足，彻底打破国外公司长期技术垄断壁垒。附表：该技术与国外引进技术优劣比较项目德国 K.K 法美国 litol上海胜帮 W.K.K加氢工艺方法k.k 加氢工艺Lummus 加氢工艺 W.K.K 加氢工艺萃取剂甲酰吗啉无甲酰吗啉芳烃精制萃取蒸馏简单蒸馏萃取蒸馏催化剂BASFLummus上海胜帮预加氢反应器 NiMoCoMoNiMo；CoMo主加氢反应器CoMoGr2O3 系CoMo; CoMoZn加氢温度/预加氢反应器220230230-450220250主加氢反应器340380610-630320380加氢压力 Mpa预加氢反应器3.55.76.02.03.5主加氢反应器3.45.76.02.03.5氢源 99.99%自制自制自制或外购纯苯质量结晶点 /5.45.45.4纯度 % 99.9 99.9 99.9总硫 ppm 1 0.5 1 河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 19产品国标苯、甲苯、二甲苯 及 烷烃、重芳烃国标苯、重芳烃国标苯、甲苯、二甲苯 及烷烃、重芳烃无机硫的处理方法萃取吸附解吸，主火炬燃烧。有酸性气体排放。有环境污染。萃取吸附、解吸，主火炬燃烧。有酸性气体排放。有环境污染反应吸附、无酸性气体排放。无环境污染产品收率高 低高运行成本 元/吨4001000100015004001000自动化程度要求高最高高设备材质要求高最高低装置进口或国产化进口进口国产装置投资大大低4.1.24.1.2、粗苯加氢工艺特点、粗苯加氢工艺特点-由于粗苯中可能杂质较多，采用预蒸馏可以减少杂质堵塞系统的可能性，延长设备运行周期。并且可以不用残油塔。-采用中温、中压粗苯加氢工艺，安全性能较高。-深度的脱硫、脱氮和脱氧，产品纯度较高。-该工艺结合了 LITOL 和 K.K 工艺的优点，技术成熟。-操作运行连续、清洁无故障 。 -比起酸洗法精制，其收得率约高 810。-氢气用量比其它工艺低。-加氢精制工艺的废液比其它上艺所排出的废液少(例如：比酸洗法精制要轻)。4.24.2、工艺流程概述及操作条件、工艺流程概述及操作条件4.2.1、工艺流程概述粗苯加氢装置的目的是除去粗苯原料中的硫、氮和不饱和芳烃，送至抽提装置进行芳烃的抽提和分离。河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 20焦化粗苯原料从罐区进过滤器过滤后进粗苯缓冲罐，经粗苯进料泵升压后，一部分直接进分段蒸发器顶部，一部分进入预蒸发器（四台串联）与主反应产物换热升温后进入分段蒸发器底部，前者根据后者的流量做比率控制。进料泵入口管线上有硫化剂和阻聚剂注入。分段蒸发器顶原料气经与主反应产物换热后进入预反应器一，预反应产物经与主反应产物换热后进入主反应器加热炉，升温后进入主反应器二。主反应产物依次与主反应器进料，预反应器进料，分段蒸发器进料换热后，经水冷，进入高压分离器。装置外软化水进软化水缓冲罐，经泵升压后，间断注入预蒸发器各级上游侧的主反应产物，以防止氯化铵盐份析出，沉积堵塞预蒸发器。注水量满足控制高分酸性水中 NH4HS 含量为 46%w，同时防止出现“干沸” 。高压分离器顶部气为循环氢气，进入循环气体罐，分液后顶部循环气进入循环氢压缩机，经压缩机提压后返回到预蒸发器混合喷嘴与粗苯原料气混合进入下游反应系统。循环气体罐设新氢补充线，循环氢压缩机出口循环氢线设返回冷却线返回到循环气体罐。高压分离器底部反应产物经稳定塔原料预热器换热后进入稳定塔。稳定塔顶气为轻烃、H2S 气，经稳定塔顶冷凝器冷凝后进入稳定塔回流罐。回流罐顶部气经稳定塔排气冷却器水冷后，凝液返回回流罐，不凝的H2S 气送至老厂区催化装置分馏塔顶回流罐。回流罐液体经稳定塔回流泵升压后，作为回流在回流罐液位及流量串级控制下返回稳定塔顶。稳定塔底液为 C6C8馏分，经稳定塔塔底泵升压后，进稳定塔原料预热器与稳定塔进料换热，在稳定塔釜液位控制下经三苯产品冷却器冷却后送出装置。稳定塔重沸器热源由抽提装置的 2.2MPa 中低压蒸汽提供。河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 21工艺流程简图：（工艺流程简图：（稳定塔后续部分进芳烃抽提装置）预蒸馏塔蒸发塔预反应器换热器主反应器加热炉稳定塔BTXS分离塔萃取蒸馏塔解析塔BT蒸馏塔二甲苯塔粗苯粗苯纯纯苯苯硝化甲苯硝化甲苯二甲苯二甲苯碳碳 9重苯重苯气液分离器循环氢压缩机补充氢压缩机H2液相BTNFMXS非非芳芳甲苯甲苯连续蒸发加热炉含硫含硫废废气气加热炉加热炉换热器河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 224.2.24.2.2、装置主要操作条件、装置主要操作条件如下：如下：反应部分主要操作条件预反应器主反应器催化剂空速，hr-11.0-1.51.2-1.6入口压力，MPa（G）3.0-3.53.0-3.5入口温度，oC190/228280/330出口温度，oC250（max）380（max）反应器出口氢分压，MPa（A）1.81.8氢油比 (100% H2)，m3n/m365540化学氢耗，m3n /m37.0-1025-38冷氢， kg/hr180-2104.34.3、主要设备选择、主要设备选择主要设备及材料序号名称规格数量备注1循环氢压缩机K-810222主反应器加热炉Q=612Kw13、预反应器12008050(切)14主反应器140018300(切)15分段蒸发器130012670(切)11Gr18Ni9Ti6稳定塔500/900/15006000/10000/3500(切)1304、16MnR7预蒸发器BEM450-5.0-66-7.5/30-1 58分段蒸发器重沸器FIX400-5.0-22-3/25-1 29气体加热器BES400-5.0-15-3/25-2I 110反应器产品换热器BES400-5.0-15-3/25-2I 111反应器产品冷却器BES800-5.0-160-6/25-4I 1河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 2312稳定塔原料预热器BES400-2.0-25-4.5/25-4I 113粗苯缓冲罐16003600(切) 卧式114高压分离器14005000(切) 卧式115残油闪蒸罐8001800(切) 立式116软化水罐11002500(切) 立式117循环气体罐6002100(切) 立式118稳定塔回流罐10002200(切) 卧式14.44.4、公用工程消耗、公用工程消耗4.4.1 公用设施的消耗量对于生产高纯度苯，甲苯和二甲苯的装置来说，每吨原料所期望的能源介质的平均耗量如下表：冷却水(温度差 T10) 92.4m3电力 103.7Kwh净热值(加热炉) 1.75106KJ补给氢气 58.5m3(注 1)溶剂 001kg氮气(用于氮封和各段压力控制) 414m3(注 1)仪表空气 2030m3(注 1)（注 1)：按照 0和绝对压力为 1013KPa 时的标准状态。备注 ： 能源消耗量只是连续作业时的消耗。 照明用电和蒸气伴热不计在内。 氢气的机械损耗不计在内。 测量容许误差为土 20。河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 24设计装置公用工程消耗（按照年操作 8000 小时计算）单位耗量小时耗量年耗量能耗指标总能耗单位能耗 明细名称单位数量单位数量单位数量单位数量104MJ/aMJ/t电kW.h/t32kW.h200104kW.h/a160MJ/kW.h11.841894.4378.890.7MPa蒸汽t/t0.08t/h0.5104 t/a0.4MJ/t31821272.8254.56凝结水t/t0.18t/h1.12104 t/a0.90MJ/t-320.3-286.99-57.40循环水t/t44.87t/h272.8104 t/a218.24MJ/t4.19914.43182.89软化水t/t0.08t/h0.5104 t/a0.4MJ/t10.474.190.84污水t/t0.084t/h0.52104 t/a0.42MJ/t33.4914.072.81净化风m3/t45.81m3/h180.00104 m3/a144.00MJ/m31.59228.9645.79非净化风m3/t25.45m3/h100.00104 m3/a80.00MJ/m31.1793.618.72氮气m3/t9.87m3/h60.00104 m3/a48.00MJ/m36.28301.4460.29合 计4436.9887.654.4.2 公共设施的条件 生产装置所需的公用工程及加氢所需氢气，由联合装置依托中海油中捷石化供给。4.54.5、工艺装置、工艺装置“三废三废”排放排放4.5.14.5.1、废液排放详表、废液排放详表装置废液排放表 4.5污水性质石油类挥发酚硫化物COD氨氮排放去向序号水量t/hmg/lmg/lmg/lmg/lmg/l含硫污水1100 300 2000 6000 1500 酸性水汽提1含油污水11502.002.0025010污水处理厂总计2河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 254.5.24.5.2、废气排放详表、废气排放详表装置工程废液排放表 4.54.5.34.5.3、废渣排放详表、废渣排放详表装置工程废液排放表 4.5序号废催化剂（吨/年）其它15.6.6、工艺技术及设备风险分析、工艺技术及设备风险分析本研究报告推荐的焦化粗苯加氢工艺技术可靠，工艺技术风险很小。关键工艺设备如：反应器、压缩机组、分馏塔等静止和转动设备制造和使用技术成熟，没有制造、运输和使用风险。、辅助材料、辅助材料本项目主要辅助材料有：粗苯加氢催化剂和通用化学药剂。粗苯加氢催化剂采用国内生产的专用催化剂，通用化学药剂市场供应充足。6 6 自动控制自动控制6.16.1 概述概述采用技术先进且成熟的自动化仪表设备，新建装置采用分散控制系统序号 装置名称烟气量104Nm3/ hSO2(kg/h)NOx(kg/h)烟尘(kg/h)排放去向一新建装置1烟气0.518 11 30 排大气2安全阀火炬河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 26（DCS）监控，以满足装置安全、高效、长周期的生产要求。6.26.2 装置装置自动化自动化6.2.16.2.1、中心控制室、中心控制室新建装置采用生产装置集中操作、技术人员集中办公的模式，提高工作效率。按照装置流程和平面布置，生产装置控制室（CCR）与化工一体化联合装置共用。DCS 预留与应用计算机或上位控制机的接口，充分考虑将来实施先进控制和优化控制的硬件和软件平台问题。先进控制和优化控制的实施在工艺装置投运后再考虑。为保证安全生产，根据生产工艺要求，设安全联锁保护系统（ESD） 。综合上述，新建装置自动化水平达到国内同行业先进水平。6.2.26.2.2、仪表选型、仪表选型仪表选用技术先进、性能可靠、价格适中的产品，同等条件一般选用国产设备，国产设备不能满足要求时选用进口设备。DCS、ESD 系统作为装置的集中控制设备，根据目前的生产制造水平，选用进口产品。在线分析仪表选用进口产品。应用于爆炸危险区域的仪表选用本质安全防爆型，防爆等级根据工艺介质和应用场合确定。6.2.2.16.2.2.1、DCSDCS和和ESDESD系统系统DCS 应为一个综合的、集成的、灵活配置的、标准化的过程控制系统，符合 ISO/OSI 通讯标准。DCS 应采用近几年发展和改进的新技术、新设备和新系统。系统应具有完备的冗余技术，包括设备冗余和工作性能冗余，要求控制器、通讯网络、电源设备、控制回路的 I/O 卡件等为 1：1 冗余，系统能在线扩展。系统的平均无故障时间（MTBF）和平均维修时间（MTTR）的指标是先进的。系统具有完善的硬件、软件故障自诊断功能，自动记录故障报警并能提示维护人员进行维护。系统的各种插卡应可以在线插拔、更换。ESD 系统采用可编程电子系统采用冗余、容错结构，为是故障安全型。河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 27系统具有完善的硬件和软件故障诊断及自诊断功能，系统的各种插卡应能在线插拔和更换，采用有效的安全措施将系统硬件和软件故障对系统造成的影响限制在最小范围内。当事故发生时，联锁或过程输出应切换到预先设置的状态/数值。系统必须取得 TUV5 级以上安全认证。要求系统的有效率（Availability）不低于 99.99%。ESD 系统具有完善的过程控制及事件记录顺序功能（SOE） ，SOE 的识别时间间隔要求1ms。ESD 系统的数据处理及程序执行周期不大于 100ms。ESD 的 I/O 卡安装在现场控制室（在 DCS 现场控制室内） 。6.2.2.26.2.2.2、现场仪表、现场仪表温度测量仪表：1）就地测量一般选用万向式双金属温度计，配套密封型温度计套管。2）需信号远传一般选用热电偶；对被测温度低、精度要求高的场合选用 Pt100 热电阻；3）加热炉管表面温度测量采用刀刃式炉管表面铠装热电偶，设备表面温度测量选用表面铠装热电偶。压力测量仪表：1）测量一般选用弹簧管压力表；高压部位选用安全型不锈钢压力表；炉膛压力测量选用膜盒微压计；动力设备出口等有震动的场合，选用耐振压力表。2）需压力信号远传选用智能压力变送器或差压变送器。流量测量仪表：1）计量精度要求：装置内部为 11.5 级，进出装置为 0.51.0 级，进出厂为 0.20.3 级。2）根据介质状态和仪表类型，需要精确计量的场合要采用温度、压力补偿措施。3）一般选用节流装置，配差压变送器。4）进出装置的重要物料流量测量，选用质量流量计或容积式流量计。5）大管道水流量测量，选用电磁流量计或超声波流量计。6）大管径清洁气体流量，测量选用阿牛巴流量计，配多参数智能差压变送器，并进行温度压力补偿。河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 287）小管道或清洁介质流量测量，选用金属管浮子流量计。8）高粘度的介质的流量测量，选用楔式流量计或靶式流量计。液位测量仪表：1）就地测量选用无盲区双色石英管液位计；测量范围较大的情况选用磁浮子液位计；在高压场合选用高压磁浮子液位计。对地下的污油罐液位测量选用顶装式液位计。2）装置区小范围（ 1200mm）液位信号需远传时则一般选用外浮筒液位变送器，测量范围较大时选用双法兰差压变送器；3）粘稠介质分馏塔液位测量另加一套电动内浮球液位变送器。4）水池液位测量选用超声波液位计，水罐液位测量选用超声波液位计或单法兰液位变送器。执行机构：1）调节阀一般选用气动薄膜调节阀。 2）对联锁用切断阀，选用关闭性严密的两位式单气缸式球阀或闸阀，配单电控电磁阀和阀位回讯器。3）汽车定量装车控制阀采用数字多段电液阀。4）操作条件恶劣的特殊调节阀选用进口产品。变送器：温度、压力、差压、流量、液位变送器采用智能变送器。安全栅：选用隔离式安全栅，减少接地问题对多系统连接的影响。安全仪表：1）可燃气体检测器探头选用催化燃烧式。2）有毒气体一般为 H2S，检测器探头一般采用定电位电解法等电化学型。6.36.3 装置自动控制装置自动控制方案方案6.3.16.3.1、工艺装置对自动控制的要求、工艺装置对自动控制的要求自控系统负责各装置及其原料油罐区的数据采集、过程监测、控制及安全联锁保护。所有工艺装置均为连续生产工艺流程，为实现用较少的人力实河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 29现对装置长周期安全平稳操作，保证产品质量，主要参数要求采用自动控制，并在控制室内集中指示、记录、调节；不需要经常观察的参数，只设就地检测仪表。对关键参数，在控制室内设置声光报警，在参数越限时进行报警。根据工艺装置的特点，设置紧急停车和安全联锁系统（简称 ESD 系统） ，尽量避免恶性事故发生的几率，避免重大人身伤害、重要设备损坏及重大经济损失。在可能泄漏可燃气体的场所，设置可燃气体浓度检测器，并在控制室内报警。在可能泄漏有毒气体的场所，设置有毒气体浓度检测器，带现场报警功能，并在控制室内报警。6.3.26.3.2、主要控制方案、主要控制方案6.3.36.3.3、工艺装置中设备成套供应范围、工艺装置中设备成套供应范围机组就地仪表、变送器、就地控制盘以及必须由机组供应商提供的控制系统等由机组供应商成套提供。6.46.4 设计采用的主要标准规范设计采用的主要标准规范6.4.16.4.1、设计采用的主要标准规范、设计采用的主要标准规范SH3005-1999 石油化工自动化仪表选型设计规范SH3006-1999 石油化工控制室和自动分析器室设计规范GB5016092 石油化工企业设计防火规范GB50058-92 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 SH/T3092-1999 石油化工分散控制系统设计规范 HG/T20508-2000 控制室设计规定SH3020-2001 石油化工企业供气设计规范SH3063-1999 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 307 7、总图运输、总图运输7.17.1、装置位置及条件、装置位置及条件河北新启元能源技术开发有限公司位于河北黄骅市南排河镇，东南毗邻塘沽港和黄骅港及溯黄铁路，水运、公路、铁路便利，交通极为发达。公司利用自身资源优势和空地拟建该联合生产装置。装置总平面布置结合厂区现状和周边条件，充分利用厂内现有土地，充分依托现有设施。根据工艺流程和生产装置的特点，优化装置内部布置，合理紧凑布置各单元。平面布置以符合规范，流程顺畅，节省占地，方便管理，有利于安全生产、降低能耗、节约投资和提高全厂经济效益为原则。装置布置于化工一体化联合装置南侧，详见总平面布置图。7.1.17.1.1 工程地质工程地质该场地覆盖着 25 米厚的粉状砂土，为非湿陷性，该场地土类型为中软场地土，建筑场地类别为类。厂址地下水类型为潜水型，以第四系地层孔隙水、基岩裂隙水为主。地下水的矿化度 0.22g/L,PH 值介于 7.38.24 之间，对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有微弱腐蚀性。根据国家地震局 2001 年颁发的中国地震动参数区划图 ，沧州地区地震峰值加速度小于 0.05g，反应谱特征周期为 0.45s。该区域地震基本烈度为6 度。根据本工程的特点并结合场地的岩土工程条件，设计中对于荷载较轻的一般建（构）筑物可考虑采用天然地基，但应清除上部的松散砂层；对于荷重较大的建（构）筑物，可考虑采用振冲碎石桩符合地基方案。地下水文第四系孔隙潜水，水位埋深为6米。河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 31厂址详细的地质勘探资料应在施工设计阶段进一步完善。 7.1.27.1.2 气象条件气象条件本项目所选区域属于北温带大陆性半干旱气候，季节性明显，基本特征为冬季长而寒冷，春季风沙频繁，夏季炎热而短，秋季凉爽，四季冷热多变，昼夜温差悬殊，干旱少雨，蒸发量打，降雨集中在7、8、9三个月，最大冻土层深度1.46米，年平均齐文1417左右。主要气象如下： 气温年平均气温 12.3极端最高气温 41.8极端最低气温 -19.02 湿度年平均相对湿度 64%夏季平均相对湿度 77% 冬季平均相对湿度 58%3 降雨量 年平均降雨量 592.9mm 一日最大降雨量 225.3mm 一小时最大降雨量 79.6mm4 风力全年主导风向： 西南夏季主导风向： 东冬季主导风向： 西南年平均风速： 3.3 m/s河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 325 降雪最大积雪深度： 25mm6 气压年平均气压： 101.64 KPa历年最高气压： 104.8 KPa历年最低气压： 98.79 KPa7 其他最大冻土层深度 52cm7.27.2、装置竖向、道路及排雨水、装置竖向、道路及排雨水7.2.17.2.1、装置竖向、装置竖向1)、装置平面布置满足工艺流程及管道敷设对坡向、坡度、高程的要求。2)、装置平面布置应保证不受洪水内涝的威胁。3)、装置平面布置应根据地形、地质条件并结合地基处理方案合理确定填挖高度，尽量避免深挖高填。4)、装置平面布置应力求场地平整土石方工程量最小，经济合理，调运路程短捷方便。5)、装置平面布置的竖向问题应与厂区的竖向布置协调。7.2.27.2.2、装置道路、装置道路装置内道路布置应与工厂总体布置和总平面布置协调一致，主干道、次干道和支道成环状布置，主干道宽 9m，其它道路宽 6m，管理区、辅助生产和动力区及工艺装置区道路采用城市型，其它道路采用公路型，面层为现浇水泥混凝土。河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 337.2.37.2.3、装置排雨水、装置排雨水装置平面布置的排雨水应与厂区雨水采用暗管和明沟相结合的排出方式衔接好。 装置平面布置明沟沿路边设置，明沟穿越道路时设车行钢筋混凝土盖板明涵。7.37.3、厂区绿化、厂区绿化根据厂区总平面布置及竖向布置，结合当地土壤、气候条件，选择来源可靠、产地近、吸尘能力强、减噪效果好的乔、灌木或草皮的植物进行绿化。装置区周围根据装置性质及散发的有害物质，选择适宜的植物进行绿化。7.47.4、工厂运输、工厂运输装置建成后将增加工厂运输量 10 万吨/年，其中运入 5 万吨/年，运出5 万吨/年，全部为公路运输。现有联合装置新建的装卸车设施完全可以满足增加的运输量。7.57.5、主要工程量、主要工程量占 地： 16798m2道 路： 770 米排水沟： 680 米绿 化： 3500m27.67.6、采用规范标准、采用规范标准石油化工企业设计防火规范 GB5016092石油化工企业厂区总平面布置设计规范 SH3053-93石油化工厂区竖向布置设计规范 SH/T3013-2000石油化工企业厂内道路设计规范 SHJ2390石油化工厂区绿化设计规范 SH30082000河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 348 8、公用工程及辅助生产设施、公用工程及辅助生产设施8.18.1、油品储运、油品储运新建粗苯原料罐 32000 m3，中间罐 12000 m3，甲苯、二甲苯、重组分馏分等罐组与联合装置抽提系统共用，新建共计 8000 m3储量。8.28.2、给排水、给排水为减少污水处理负荷，装置区内进行清污分流，按规定设置防泄漏围堰。围堰内设置含油污水（或雨水）排入含油污水系统，清净雨水进入假定净水系统，通过监护池排放。对装置给排水管网，直接与化工一体化联合装置连接。循环水场：在建联合装置循环水场有一定的余量，循环水直接连接。8.38.3、电气、电讯、电气、电讯8.3.1、设计范围及依据设计范围为装置界区内的电气和电信（电话及火灾消防报警系统）设计。装置配电由循环水场变配电室供电，只需增加电缆走向桥架连接。电信部分在联合装置设计时统一考虑。8.3.2、负荷情况装置增加用电负荷 400kW。电压等级 0.38/0.22kV，负荷等级一、二级。8.3.3、主接线及变配电装置0.38KV主接线应采用分段单母线接线，正常运行情况下，分段断路器分裂运行，当任一外供电源失电、变压器和线路故障或检修等失电时，进线开关与系统解裂，手动或BZT投入分段断路器，由另一段电源线路、配电装置带全部一、二级负荷运行。下级BZT与上级BZT或自动装置配合，并满足电动机群顺序自动再起动的要求，若母线断电时间超过59秒时，将解除电动机的自动再起动。电源恢复后，再手动起动各需要运行的电动机。河北新启元能源技术开发有限公司 五万吨/年焦化粗苯加氢装置 可行性研究报告 358.3.4、控制、保护、测量、信号、计量0.38KV电源进线、分段采用微处理器脱扣器带测量单元、控制单元、对话单元的空气开关。运行、保护、监控信息以数据通信串行口方式发送至SCADA系统。0.38KV重要的设备采用PLC监控装置，除在现场的机泵旁开停、信号灯显示、电流表指示外，并可在工艺操作站监视。8.3.5、自动装置低压重要机泵如具有再起动要求的机泵和具有连锁要求及备用泵自起的电动机、电源切换单元的运行信息等，采用PLC可编程控制器进行数据采集和处理。BZT备用电源自动投入装置：备自投装置设置为：在工作电源断开或失压后，才手动或自动投入；仅动作一次；投于故障时后加速动作；检测另一段母线电压水平、进线过流闭锁。具有再起动要求的机泵由PLC电动机顺序再起动装置实现，具有连锁要求及备用泵自起的电动机运行信息通过PLC经网络服务器传送至DCS操作室电气工作站上进行监视。8.3.6、照明设置及配线该工程设置照明与检修公用电源，供电范围为：照明负荷、UPS不间断电源装置、通信电源装置、事故风机、检修电源箱等。管桥下采用2X40W高效节能、电子整流器防爆荧光灯。照明配电箱按单体、单元、区域而设置。照明控制方式：装置区、建筑物内在照明箱上集中控制，少量采用分散控制。室外装置照明线路均采用铜导线BVn(1X2.5）穿钢管敷设，沿管桥、平台、平台栏杆、爬梯明敷设安装时采用 30X30X4 角钢固定。区域照明利用4基6个250W灯具的高杆灯。8.3.7、线路敷设电缆敷设采用桥架架空敷设和电缆沟充砂敷设相结合的方式，局部考虑采用150X75配线线槽沿钢梁和支撑架敷设，少量零散负荷、照明电缆采用电缆直埋敷设或穿钢管埋地敷设。位于爆炸危险场所的电缆不得有中间接头。进出建筑物的桥架墙洞、电缆沟及穿墙、