20万吨年气体分离装置技术改造项目可行性研究报告.pdf
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1、20 万吨年气体分离装置技术改造项目 可行性研究报告 第一章 总论 第一节项目编制的依据和原则一、项目编制的依据 1 、 *石油化工厂有限公司 关于编制 20 万吨 / 年气体分离装置技术改造可行性研究报告的委托书; 2 、 中国石油化工 总公司石油化工项目可行性研究报告编制规定(一九九七年版); 3 、原料及产品 价格依据现行市场价格及甲方提供的数据。二、项目编制的原则 1 、 贯彻执行工厂布置一 体化和生产装置露天化的建设方针,减少占地面积和建设投资; 2 、采用国内先进成熟可 靠的炼油工艺和设备,保证产品质量, 同时力求节能降耗,; 3 、 充分利用现有公用工程、 辅助设施和生活办公设施
2、等,以节省投资,加快建设进度,提高装置综合经济效益; 4 、 生产过程的原料、中间产品及产品多系易燃、易爆物料, 严格遵循石油化工企业设计防火 规范(1999 年版) GB0160 92 的有关规定进行设计; 5 、装置的“三废”排放将严格 执行国家的有关标准和规范。“三废”治理要做到同时设计、同时施工、同时投产、并考 虑环境的综合治理; 6 、装置工艺过程控制采用集散型控制系统(DCS ) ,有助于提高全厂 的 - - 自动控制水平, 提高装置的运转可靠性,降低生产工人的劳动强度。 7 、 装置设计要采 用可靠的安全技术措施,严格执行国家现行的有关安全法规。 第二节项目背景及建设的必要性 *
3、石油化工厂有限公司是* 集团下属的最大子公司, 始 建于 1996 年, 从 2003 年 3 月 6 日起 ,*石油化工厂有限公司由 *集团接管。 *集团成立于 1998 年 3 月 18 日,2004 年 2 月被国家工商总局核准成立为无地域、无行业特征集团有限公司, 是* 市最大的综合型民营企业之一,集团公司注册资本金 7010 万元, 主要从事货物运 输、石油化工、房地产开发、物业管理等业务。集团现拥有国家二级建筑安装资质;房地 产开发公司具有国家四级开发资质;物业公司是河口区最早具备物业管理资质的专业公司; 运输公司是 * 市四家具备危险品运输资质的运输企业之一,是河口区最大的运输企
4、业。集 团公司成立九年来,立足本地资源优势,采取多元化经营战略,逐步形成了一个拥有员工 1200 余人的现代化企业。曾先后荣获 “* 市十佳民营企业”“* 市重点保护企业”“* 市十佳青年民营企、 、 业” “中国农业银行* 省分行 AAA 级信誉企业” “* 省工商系 统 、 、 诚信纳税企业” “中国优秀企业”等荣誉称号。、 *集团接管 *石油化 工厂有限公司后不断深化企业改革, 切实转换经营机制, 以现代化企业制度的标准严格要求, 使企业 - - 焕发出了勃勃生机。为优化管理资源,创新工作绩效, 提升管理的科学化水平, 以适应 公司不断发展壮大的需要,*石油化工厂有限公司先后通过 ISO
5、9000 质量管理体系 和 ISO14000 环境管理体系认证,建立了较为完善的质量环境管理体系。目前, * 石油化工厂有限公司已拥有 40 万吨 / 年常减压装置、120 万吨 / 年重油分馏装置、 20 万吨 / 年催化裂化装置、5 万吨 / 年 气体分离装置、5 万吨 / 年脱硫装置、1 万吨 / 年 MTBE 装置、 80 万吨 / 年延迟焦化装置、 30 万吨 / 年加氢精制装置和 5000 标方 / 小时的干气制氢装置各 一套及其配套设施,固定资产 5.45 亿元,职工 700 多人,下设财务部、办公室、生产技 术部、安全设备部、生产车间及后勤服务单位等 18 个部门。为加快企业发
6、展,不断提高 企业的经济效益和社会效益,* 集 团以国家大力支持民营经济的发展为契机,不断扩大石 化公司的经营规模,发挥企业管理优势和资源优势,走石油炼制精细化工之路。 * 石油化工厂有限公司位于胜利油区,从事石油加工多年,在原油采购、生产技术、企业管 理、产品市场开发等方面积累了丰富的经验。 面对国内外炼油行业的激烈竞争,特别是加入 WTO 后企业环境的巨大变化,提高企业的竞争能力,提高原油的加工深度、精度,才能为 企业的生存和发展创造必要的条件。随着国民经济的发展,社 会对汽油、 柴油、 石油液化气 等石油产品的需求量急剧增加。为了公司的发展并充分利用重油资源,向深加工要效益, *石油化工
7、厂有限公司拟对原 5 万吨 / 年气体分离装置进行技术改造,改造后使其 加工能力达到 20 万吨 / 年。 - - 第三节项目的范围本项目以催化裂化装置生产的液化石油气为原料生产丙烯,同时副 产民用液化气。提高丙烯产品的附加值。第四节研究结果一、项目概况本项目是以催化 裂化装置生产液化石油气为原料,经气体分馏得到民用液化石油气和精丙烯产品。本项目改 造投产后, 可年产精丙烯 6 万吨,民用液化石油气 14 万吨。 二、主要技术经济指标(一) 主要产品名称、规格和数量 1 、丙烯组分名称丙烷丙烯合计产量: 6104 t/年 产量: t/ 年 2 、民用液化石油气组分名称丙烷丙烯组成(mol%)
8、94.12 4.20 组成(mol%) 0.4 99.6 100 - - 组分名称碳四碳五总硫 mg/m3 合计产量: 14 t/ 年 产量: 14 104 t/ 年 (二)主 要原料技术规格和用量液化石油气组分乙烷、 乙烯丙烷丙烯异丁烷正丁烷 1- 丁烯异 丁烯顺-2- 丁烯碳五数量:20 t/年 数量:20104 t/ 年 3 、公用工程规格( 1)1.0MpaG 蒸汽温度压力 (2) 循环水温度 ( 上水 ) 32 250 组成 组成( mol% ) 1.68 123 100 0.2079 mol% 8.4744 mol% 42.6921 mol% 20.5166 mol% 2.9610
9、 mol% 13.4354 mol% 6.1014 mol% 4.8254 mol% 4.8254 mol% 1.0MpaG - - 压力 ( 上水 ) 污垢系数 (3) 新鲜水温度常温压力污垢系数 (4) 除盐水温度 压力 (5) 压缩空气温度压力 (6)仪表风温度压力露点(7)电 6000V 380V 220V 50Hz 50Hz 50Hz 0.45 MpaG 1.68 10-4m2.K/W 0.4 MpaG 5.1710-4m2.K/W 常温 0.3 MpaG 常温 0.6 MpaG 常温 0.6 MpaG -40 4、 “三废”排放及环境治理(1)废水本装置排放的废水主要是含油污水、初
10、期污染 雨水和生活污水。 - - 以上含油污水、初期污染雨水和生活污水,由管道排入污水管线,去污水处理场进行 隔油、一级浮选、二级浮选处理后,送胜利油田采油二矿统一处理后回注地下。(2)废气 装置在正常生产时无废气排放,在事故状态或生产发生波动时安全阀将泄放含烃类气体。所 有安全阀卸放出的物料气,全部经火炬气凝液罐分液后,送往中压火炬气管网烧掉。(3) 废渣本装置不生产废渣。(4)噪声污染,主要来自泵区本装置的泵采用低噪声离心泵, 均采用露天布置。 其噪音均小于 85 分贝,满足 化工建设项目噪声控制设计规范要求。 5 、 装置定员采用四班三运转制,人员无需新增定员。三、结论本改造项目上报投资
11、8986 万 元,其中建设投资7780 万元,建设期利息 103 万元,铺底流动资金1103 万元。改造项 目建成投产后,年均可实现净利润2985 万元,所得税后改造项目投资财务内部收益率为 34.36%,投资回收期为4.22 年(含 1 年建设期),各项经济指标均高于行业基准值。综 上所述,本改造项目实施后,能够为企业带来较好的经济收益,获取良好的投资回报。 - - 第二章市场分析和价格预测 第一节产品市场分析和价格预测一、产品市场分析 1 、 国外市场现状及供需预测丙烯 作为重要的化工原料,用途广泛,主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、异丙苯、羰基醇、环氧丙 烷、丙烯酸等化工产品的化工产品原料。在
12、过去 5 年,世界丙烯产量从 2500 万吨 / 年增 至 3300 万吨 / 年, 增长率是 6%,其中化工用丙烯由 1200 万吨 / 年增至 2000 万吨 / 年,年 增长速度为 10.6% 。 咨询公司认为, SRI 今后 10 年丙烯需求量将增长。化工用丙烯的份 额将增至每年 3100 万吨。 1999 年全球用于生产 PP 的丙烯量为 2761 万吨,到 2003 年 上半年,用于生产 PP 的丙烯达 3850 万吨年, 全球丙烯原料需求在 2000 至 2006 年间 预计年平均增长 5.6 , 市场对丙烯原料的需求主要来自于聚丙烯每年约 7.5%-8%的平均增 长率。在此期间
13、,全球丙烯衍生物产能将由 4360 万吨增至 5100 万吨,每年平均约增长 2.8%。到 2008 年, 全球对丙烯衍生物的需求量将增至 5600 万吨。亚洲地区的丙烯衍生 物供应缺口将持续扩大, 2008 年,到 亚洲地区丙烯衍生物供应缺口将达到 210 万吨左 右。 2000 2007 年间, 在 中国大陆丙烯衍生物年产能将由 370 万吨大幅增加到 620 万 吨,平均年增长 9.2% 。 美国化学市场协会(CMAI )近日预测,乙烯和丙烯衍生物的年 - - 需求增速将达到 5 或更高。 世界 PP 的消费量将以每年 7 的速度增长。 北美、 西欧 和日本是三大传统的 PP 消费市场,
14、 其消费增长将可达 67 、6、4;亚洲正处于从农 业经济向工业经济的转型阶段, PP 将在替代纸、金属、木材、玻璃和天然纤维方面得到发 展,是消费增长最快的地区,年增幅将达 10 ;东欧和中东的年增长率速度也较高,可达 8.5%以上。 ChemSystems 公司的聚合物部门副经理说,由于丙烯短缺,全球的聚丙烯(PP ) 需求增长将受到制约, 2010 年前, 需 求年增长率只能达到 8 。 这家咨询公司估计, 2010 年, 全球的 PP 需求将从 2003 年的 3500 万吨增加到 6000 万吨。 由于受原料制约,降 低了 全球 PP 的预测增长, 2005 年后, 全球的丙烯供应会
15、更加紧张。 2 、国内市场现状及供需预 测 我国丙烯的主要用途是生产聚丙烯树脂、丙烯腈和丁辛醇,它们占国内丙烯消费总量的 80以上。 2002 年全国聚丙烯产量 374 万吨,消费丙烯约 390 万吨,占丙烯总需求量的 70% ,丙烯睛产量 52 万吨,消耗丙烯 57 万吨,占丙烯总需求量的 10%左右,丁辛醇产 量 41 万吨, 消耗丙烯约 45 万吨,占丙烯总需求量的 8%。 另外,环氧丙烷消耗丙烯 24 万 吨,约占丙烯总需求量的 4%,其它丙烯的下游产品还包括丙烯酸甲酯、环氧氯丙烷等,这 些产品对丙烯的需求量约占 8%左右。 近年来, 亚洲地区丙烯需求增长一直居世界丙烯需求 增长的前列
16、,为 10%以上,到 2005 年如果我国丙烯需求增长按亚洲地区年均增长 10%计算, 我国丙烯需求量约为 953 万吨,丙烯自给率可达 70.6 级。如按我国 1994 年以来丙烯需 求年均增长率 16%计算,2008 年国内对丙烯的需求量为 1839 万吨,其 896 万吨的产量仅 能满足需求最的 - - 48.7。因此,我国丙烯的产量远不能满足国内的需要。 2002 年中国大陆丙烯产量 532.1 万公吨,进口量 29.7 万公吨,基本上没有出口,表观需求量 561.8 万公吨,若考 虑到下游衍生物产品进口折算的丙烯消耗量,当量丙烯需求量约 810 万公吨左右,自给率 60% 。中国大陆
17、市场对丙烯下游产品的需求成长迅速,虽然丙烯产量也在不断增加,但是仍 然无法满足市场需求。每年都需要进口一定数量的丙烯来弥补中国大陆的缺口。由于丙烯运 输相对困难, 在中国大陆丙烯供不应求的情况下,中国大陆对丙烯衍生物,如聚丙烯、 丙烯 和丁辛醇等产品的进口量逐年上升。进口最多的丙烯衍生物是聚丙烯, 2002 年净进口量达 到 243 万吨其次是丁辛醇,净进口 67 万吨。 2002 年主要丙烯下游衍生物进口量折合 丙烯约 320 万吨。 由于我国的丙烯生产与市场实际需求的矛盾,不得不进口大量的衍生物。 在今后 10 年内, 国内丙烯需求量将有较大幅度的增长, 2008 年将达到 896 万吨。
18、同时, 丙烯衍生物的进口量也将有所增长,2003 年丙烯衍生物进口达到 258 万吨丙烯当量,国内 丙烯的当量消费量达到 1017 万吨;2008 年丙烯衍生物进口将达到 394 万吨丙烯当量, 国 内丙烯的当量消费量将达到 1148 万吨。 我国对丙烯需求量相当大, 2002 年当量丙烯需求 量已达 880 万吨, 未来几年丙烯市场仍将会有很大的缺口,增产丙烯将会有较好的解决方 式。国内 70%丙烯用于生产聚丙烯,其次还用于生产丙烯腈、丁辛醇和环氧丙烷等。今后 几年国内丙烯需求量仍将集中于聚丙烯生产上,随着聚丙烯生产规模的发展,对丙烯的需求 量也将直线上升,必将刺激丙烯市场, 使之更加活跃。
19、 随着国内乙烯装置的扩建以及炼厂丙 烯 - - 收率的提高,预计 2008 年中国大陆丙烯总生产能力将达到 968 万吨左右,届时丙烯 当量需求量将达到 1320 万吨,缺口约为 300 万吨,仍需要进口大量的丙烯及其衍生物产 品以满足中国大陆市场需求。目前, 我国高档聚丙烯制品正处于快速发展时期,需要大量的 优 质精丙烯, 国内的优质精丙烯尚不能满足市场需求,需要花费大量外汇进口。二、价格 预测近几年来,国内外化工产品价格一直呈上涨趋势,根据我国现阶段的实际情况,考虑 将来的发展,在未来的几年内,丙烯产品的价格在 9000 13000 元/ 吨。 第二节原料供求和价格预测一、原料来源本装置加
20、工原料为液化石油气,公司催化裂 化装置生产的液化石油气完全可以保证生产的需要。二、原料价格本项目原料为液化石油 气,全部来自催化裂化装置,价格在 5000 7000 元/ 吨。 三、原料运输方式液化石油气由 管线直接送到装置。 - - 辅助原料、第三节辅助原料、燃料的供应一、辅助原料本项目无辅助原料。 二、燃料的供应本项目没有加热炉不需要燃料。 - - 生产规模、第三章生产规模、总工艺流程及产品方案 第一节生产规模本项目改造后生产能力为 20 万吨 /年气体分离装置。操作时间 8000 小时, 连续生产。第二节总工艺流程净化后的液化石油气送入脱丙烷塔进料罐,由脱丙烷 塔进料泵升压后,经原料预热
21、器预热进入脱丙烷塔。碳二、碳三馏分从塔顶馏出,经脱丙 烷塔顶冷凝器冷凝后进入脱丙烷塔回流罐,冷凝液一部分用脱丙烷塔回流泵送至脱丙烷塔顶 作为回流。 另一部分由脱乙烷塔进料泵送至脱乙烷塔作为进料;脱丙烷塔塔底物料碳四碳五 馏分经冷却器冷却至 40 后送到民用液化气。脱乙烷塔塔顶碳二、碳三气体经脱乙烷塔顶 冷凝器部分冷凝后,进入脱乙烷塔回流罐。 不凝气自脱乙烷塔回流罐顶部经压控阀送至燃料 气管网。冷凝液用脱乙烷塔回流泵送至塔顶作为回流。塔底物料自压进入精丙烯塔。精丙 烯塔因板数较多,分为两塔串联操作,精丙烯塔 A 塔顶气体进入精丙烯塔 B 底部。精丙 烯塔 B 底部液体用精丙烯塔中间泵送回精丙烯塔
22、 A 顶部作为回流。精丙烯塔 B 顶部气体 经精丙烯塔冷凝器冷凝后,进入精丙烯塔回流罐,冷凝液用精丙烯塔回流泵抽出,一部分送 回精丙烯塔 B 顶作为回流;另一部分经精丙烯冷却器冷却至 40 送出 - - 装置。精丙烯塔 A 底部丙烷馏分经丙烷冷却器冷却至 40 后,用丙烷泵送出装置。 第三节产品方案本项目以催化装置液化石油气为原料生产精丙烯,同时副产民用液化气。 主要产品产量一览表产量产量 kg/h x104t/a 7500 17500 6 14 序 号 1 2 产品名称 精丙烯民用液化气 相态液 液 外售外售 去向 第四节自动化水平本项目设计采用集散控制系统(DCS )来完成装置的控制、监测
23、和 安全联锁。基于现场总线技术,完全开放,采用先进的软件和硬件技术,结构灵活,扩展方 便,安全可靠,安装、维护简单,大幅度节约使用成本,便于管理和减轻劳动强度。工艺参 数及过程控制均在控制室集中显示、 控制、管理、实时打印各种参数、报表,且设置了联锁 保护系统,事故状态下能实现各种保证生产的安全措施,对装置的可靠运行提供良好的保证。 为保证装置的平稳、安全、 长期运行, DCS 系统供电采用 UPS,对 可能释放可燃气体的地点 设置可燃气体报警器探头。 - - 第四章工艺装置 第一节工艺技术选择气体分馏是将催化裂化产生的液化石油气分离出丙烯、丙烷等组 分。根据所得产品用途,气体分馏技术有三塔、
24、四塔和五塔流程之分。气体分馏单元的主要 产品为精丙烯和民用液化石油气,因此气体分馏单元采用成熟可靠、 技术先进四塔流程。第 二节工艺装置一、工艺流程简述净化后的液化石油气送入脱丙烷塔进料罐,由脱丙烷塔进 料泵升压后,经原料预热器预热进入脱丙烷塔。碳二、碳三馏分从塔顶馏出,经脱丙烷塔 顶冷凝器冷凝后进入脱丙烷塔回流罐,冷凝液一部分用脱丙烷塔回流泵送至脱丙烷塔顶作为 回流。另一部分由脱乙烷塔进料泵送至脱乙烷塔作为进料;脱丙烷塔塔底物料碳四碳五馏分 经冷却器冷却至 40 后送到民用液化气。脱乙烷塔塔顶碳二、碳三气体经脱乙烷塔顶冷凝 器部分冷凝后,进入脱乙烷塔回流罐。不凝气自脱乙烷塔回流罐顶部经压控阀
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