粗苯加氢报告.docx
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粗苯加氢报告
武钢集团公司
8万吨/年粗苯加氢精制工程
项目实施建议方案
（中美合资）美阳国际工程设计公司
第一节项目建设范围
一、工艺装置
1、8万吨/年粗苯加氢精制装置（其中包括：
加氢精制、预蒸馏、芳烃萃取蒸馏、二甲苯蒸馏和装置界区内公用设施五个部分）。
2、PSA制氢装置（以焦炉煤气为原料制取氢气）
二、配套系统工程（注：
凡武钢配套系统能依托者可在下列单元中相应删减）
1、中心控制室（含检化验室）
2、变配电所
3、罐区及泵房
4、汽车装卸车设施
5、火车装卸车设施
6、火炬设施
7、消防及循环水系统（消防设施、泡沫站、循环水场、泵房）
8、污水收集池
9、空压站
10、PSA制氮站
11、三修车间及仓库
12、综合办公楼（办公室、职工食堂、倒班宿舍、自行车棚）
第二节粗苯加氢精制装置概况
一、该装置工艺由加氢精制和萃取蒸馏二个工艺组合而成。
二、从工艺流程及操作压力、温度等因素可看出，该装置是一个典型的石油化工装置，只是原料与石油化工装置不同。
三、该装置工艺复杂，设备种类多。
其中包括一、二、三类压力容器（反应器、塔、换热器、容器），压缩机，加氢进料加热炉，导热油炉，高速泵，屏蔽泵，连续蒸发器，降膜式重沸器等等。
四、该装置对压力管道施工和焊接质量要求都很高；仪电调试非常复杂，必须采用DCS集散控制系统，全厂需进DCS系统控制的点数接近2000个。
五、该装置粗苯原料处理量即公称规模的确定，应立足以下三个基础：
第一：
自有粗苯原料供应量和周边采购量的保证；
第二：
未来粗苯原料市场采购的风险；
第三：
装置60～110％的操作弹性；
如果将装置公称规模定为8万吨/年，则装置最小加工粗苯量为4.8万吨/年，最大加工粗苯量为8.8万吨/年。
六、该装置年开工时间为8000小时。
七、该装置占地面积为6600平方米。
八、全厂占地面积通常在110～140亩。
九、该装置加热热源可采用中压蒸汽或导热油（焦炉煤气作为燃料气）
十、该装置所需氢气可采用焦炉煤气或甲醇驰放气PSA变压吸附制取。
第三节工艺技术的选择及比较
一、目前国内粗苯加氢精制项目工艺技术选择方案
第一方案：
部分引进国外工艺包。
1、加氢工艺采用美国Axens公司液液加氢工艺包；
2、萃取蒸馏工艺采用北京石科院SED环丁砜法工艺包；
第二方案：
全部采用国产化工艺技术。
1、加氢工艺采用英国独资公司与国内二家单位共同优化国内现有引进高温法和低温法粗苯加氢工艺所开发的新加氢工艺；
2、萃取蒸馏工艺采用北京石科院SED环丁砜法工艺包；
第三方案：
全套引进德国Uhde公司KK法工艺包。
二、建设粗苯加氢精制项目应重点关注的三大要素
1、产品质量（决定市场销售及占有率）
2、建设投资（决定投资回收期）
3、消耗指标（决定装置运行成本）
三、产品质量决定工艺技术的选择
1、纯苯质量
（1）纯苯主要消费领域：
化学工业约占纯苯总消费量的71％；
轻工业约占2％；
医药工业约占0.5％；
其它方面约占26.5％。
（2）以纯苯为原料的下游化工装置：
以纯苯为原料的化工装置众多，主要有（高端市场）苯乙烯、（低端市场）苯酚、烷基苯、环己酮、氯化苯、硝基苯、顺酐等。
（3）纯苯最大的销售市场：
苯乙烯装置（以苯乙烯为原料可生产合成树脂、聚苯乙烯、ABS、SBS、合成橡胶、丁苯橡胶等多种聚合物，市场份额很大）
（4）焦化纯苯占全国纯苯产量的比例：
3.5%
（另：
37%的纯苯来自炼油厂催化重整生成油，38%来自乙烯裂解汽油，7%来自甲苯歧化，6%来自加氢脱烷基。
）
（5）纯苯质量决定市场销售定位：
是满足高端市场苯乙烯对纯苯原料的要求？
，还是满足低端市场对纯苯原料的要求？
（6）高端市场苯乙烯装置对纯苯的质量要求：
关键指标：
总N≤0.5ppm（此项指标也是宝钢确定工艺技术的重要因素）
（7）上述三种工艺技术方案的纯苯质量对比：
第一方案第二方案第三方案
总N指标≤0.5ppm≤0.5ppm～1ppm
苯乙烯原料可以可以不可以
注：
1、中海油苯乙烯装置对宝钢粗苯加氢产品苯的总N要求≤0.5ppm；
2、江苏双良苯乙烯装置对苯的要求：
碱性N≤0.1ppm
2、纯甲苯质量
（1）纯甲苯主要消费领域：
涂料、染料、油漆、硝基甲苯、农药这几种下游产品占到甲苯总用量的68%。
（2）以纯甲苯为原料的下游化工装置：
苯甲酸、甲苯二异氰酸酯（TDI）、间甲酚等。
（3）纯甲苯的产量分布：
石油甲苯占总产量的95.1％，焦化甲苯占总产量的4.9％
（4）纯甲苯的主要下游衍生物：
甲苯二异氰酸酯（TDI）
（5）生产TDI级的纯甲苯是选择粗苯加氢精制工艺技术的基准。
（此项指标也是宝钢确定工艺技术的重要因素）
（6）上述三种工艺技术方案的纯甲苯质量对比：
第一方案第二方案第三方案
质量标准石油级石油级硝化级
中性试验中性中性碱性
TDI原料可以可以不可以
四、采用德国Uhde公司粗苯加氢工艺，其产品存在的主要问题：
第一：
纯苯碱性N指标达不到出口、高端市场（苯乙烯）的原料要求；
第二：
甲苯只能是硝化级甲苯，呈碱性，不能作为TDI原料。
五、上述国内8万吨/年粗苯加氢项目三种工艺技术方案的多项对比
对比项目第一方案第二方案第三方案
1、工艺包费（万元）26006003200
（含基本设计费等）
2、工艺包进度（月）526
（含基本设计）
3、设备与工艺包捆绑要求无无有
4、主装置建设投资（万元）190001600026000
（主要设备引进）
5、建设周期（月）2216～1824
六、粗苯加氢精制国产化工艺的开发及特点
1、国产化工艺开发的基础
（1）加氢精制工艺
早在20世纪50年代，加氢精制工艺就在国内炼油行业应用；目前国内石化行业加氢装置总加工能力已突破15000万吨/年；以炼油化工行业大量加氢装置国产化工程经验为参照和可靠保证，粗苯加氢装置加氢反应部分的工艺、设备、材料均可完全国产化；
在低压加氢精制领域（包括汽油、柴油、煤焦油、特种油品）有几十套采用国产技术及催化剂的成功经验；
在高压、含硫、临氢等苛刻条件下的加氢设备（包括高压反应器、高压泵、压缩机、高压换热器等）早已完成国产化攻关，其技术、设备成熟度和可靠性均达到世界先进水平。
（2）萃取蒸馏工艺
从20世纪60年代国内石化企业引进芳烃联合装置起，中石化下属企业以石科院（RIPP）、洛阳院（LPEC）、北京石化设计院（BDI）为代表的研究单位和设计院就开始对环丁砜抽提技术研究和国产化，并建成20多套芳烃抽提装置；
中国石化集团北京石油化工科学研究院在上述基础上，又开发出萃取蒸馏工艺。
其中N-甲酰基吗啉为溶剂的萃取蒸馏工艺应用于北京燕山石化10万吨/年制苯装置；以环丁砜为溶剂的萃取蒸馏工艺已有10多套工业装置成功运行业绩；
在上海赛科项目（英国BP与中石化合资）55万吨/年萃取蒸馏工业装置工艺技术国际招标中，中国石化集团北京石油化工科学研究院战胜德国Uhde公司，一举中标并承担该装置工艺包的编制。
自该装置投产一年多来各项技术指标均达到设计要求，得到了外方高度评价；
中国石化集团北京石油化工科学研究院开发的SED环丁砜法萃取蒸馏工艺具有投资低、能耗低等优点。
2、国产化工艺开发的过程
（1）2001年起调研并掌握国内现有4套（2套高温法、2套低温法）粗苯加氢装置工艺流程及实际运行数据；
（2）结合石化行业近百套加氢和萃取蒸馏工业装置的工程经验；
（3）联合开发单位：
a、英国独资某技术公司
b、上海某工程技术公司
c、（中美合资）美阳国际工程设计公司
3、国产化工艺的特点
（1）、集合国内外粗苯加氢高温litol法工艺和低温kk法工艺之长，并根据国内现有工业装置实际操作数据和多年工程经验而优化的加氢精制工艺。
（2）、对国内粗苯原料的适应性强，针对业主实际采购的粗苯原料进行加氢工艺设计，符合中国国情。
（3）、萃取蒸馏工艺选用中国石化集团北京石油化工科学研究院开发的SED环丁砜法萃取蒸馏工艺，其产品纯苯、甲苯可满足高端市场要求。
（4）、投资省（相对于全套引进国外工艺包建设方案，可大幅降低建设投资）。
（5）、建设周期最短（相对于全套引进国外工艺包建设方案）
（6）、设备全部国产化，大幅降低设备配件供应受外商的制约，便于连续生产的维护。
4、国产化工艺工业化实践
（1）粗苯加氢国产化工艺工业化应用
第一套装置：
太化30万吨/年粗苯加氢精制工程一期8万吨/年粗苯加氢项目
主体装置部分（含主装置、中心控制室、变配电所、火炬）由美阳院与上海宝钢化工有限公司、上海宝钢工程技术有限公司、上海宝钢国际贸易有限公司四家联合体总承包。
美阳院同时负责总承包范围以外的全厂配套工程设计。
工艺技术：
100、200、400单元采用三家联合优化的国产化工艺流程；300单元只引进德国Uhde公司物料平衡、PFD、二塔、四台重沸器工艺数据；全部基础设计、工程设计均由美阳院完成。
预计今年5月投产。
第二套装置：
石家庄国内引进第一套5万吨/年粗苯加氢精制装置改造
为什幺要改造？
德国Uhde公司原设计要求装置进料的组分180℃以前馏出量要大于95％，2台预蒸发器每6个月切换一次。
装置实际运行情况：
a、刚投产时预蒸发器最长40～50天切换，最短20天；
（改造后已运行150天无切换）
b、蒸发器底部外排三苯；
c、造成设备易堵、易结焦。
改造内容及效果
•增加了适合国内粗苯原料的国产化加氢工艺（与太化项目加氢工艺相同）；
•扩大原装置处理量15～20％
•解决了老装置加工国内粗苯原料存在的设备易堵、易聚合结焦的难题，提高了装置对原料的适应性和处理量。
•年增加产值约2500万元
•改造投资约500万元
•项目建设期（含工程设计）：
5个月
•同时为石焦集团新设计一套试剂苯装置
第三套装置：
石家庄新建10万吨/年粗苯加氢精制装置
美阳院在邀请招标的四家设计院（鞍山焦耐院、天津天辰院、太原化二院、美阳院）中中标。
经业主二次高层会议研究决定，全部工艺采用国产化工艺，主要设备引进，现已完成初步设计，因业主改制和建设资金问题，施工图暂缓。
第四套装置：
山东枣矿集团柴里煤矿15万吨/年粗苯加氢精制工程一期8万吨/年粗苯加氢精制项目
美阳院在邀请招标的三家设计院（鞍山焦耐院、天津天辰院、美阳院）中中标。
经业主多次市场调研及考察，枣矿集团高层会议研究决定，全部工艺采用国产化工艺，全部设备国产化。
现正在完成施工图，预计2007年5月投产（建设周期16～18个月）。
（2）中国石化集团石科院萃取蒸馏国产化工艺工业化应用
项目建设单位
装置处理量（万吨/年）
扬子石化
36
大连石化
15
燕山石化
22
独山子石化
12
中原乙烯
10
上海赛科石化
55
塔河石化
3
洛阳石化
10
镇海炼化
30
青岛石化
5
5、主要设备国产与引进的比较
（1）压缩机（4台）
对比项目国内制造国外引进
1、维修量一年一修二年一修
2、体积大小
3、效率较好好
4、价格基准4～5倍基准
（2）加氢进料高速泵：
均可在国内购买到美国胜达因高速离心泵。
（3）反应器：
国内制造。
（4）DCS集散控制系统：
均可在国内购买到国外各种品牌产品。
第四节美阳院工程技术服务优势
一、粗苯加氢项目科研、设计、工程采购、施工、人员培训、试车及生产管理一条龙技术服务体系。
二、与国内外科研机构及专利技术公司紧密合作的优势
（与美国Axens公司、石科院、中科院煤化所、抚研院等多家联合体；与德国Uhde公司签订保密协议；与英国独资技术公司、上海工程技术公司紧密合作体）
三、多套粗苯加氢装置新建与改造的设计经验的优势。
四、与国内丰富施工经验的工程建设公司上海五冶紧密合作的优势。
五、与掌握粗苯加氢工艺、具有丰富生产经验的国内二大企业：
宝钢化工与石家庄焦化集团公司紧密合作的优势；
1、与宝钢化工的紧密合作：
山西太化30万吨/年粗苯加氢精制工程一期8万吨/年粗苯加氢精制工程联合总承包、山东枣矿集团15万吨/年粗苯加氢精制工程一期8万吨/年粗苯加氢精制工程与宝钢化工联合开车；
2、与石家庄焦化集团的紧密合作：
石焦集团97年引进国内第一套Uhde公司5万吨/年粗苯加氢装置的成功改造、新建10万吨/年粗苯加氢项目联手。
第五节8万吨/年粗苯加氢项目经济效益估算
一、年成本
1、原料成本
粗苯采购价格按4300元/吨计算。
则原料成本为：
4300×80000=34400万元。
（不含税价：
34400/1.17＝29402万元）
2、加工成本
按加工每吨粗苯500元计列，共计500×80000=4000万元。
3、人工成本
装置定员40人，人均费用3万元/年，合计120万元。
4、设备折旧费用
按装置固定资产16000万元计，按9.6%的年折旧率，折旧费用为1536万元。
二、年销售收入
产品
单价（元/吨）
产量（吨）
产值（万元）
高纯苯
7000
56700
39690
高纯甲苯
7200
12100
8712
二甲苯
7000
3100
2170
非芳烃
4500
1700
765
C8－C9＋馏分
3400
1600
544
重苯
2700
4800
1296
合计
80000
53177（含税价）
（不含税价：
53177/1.17＝45450万元）
三、年利润
1、毛利润=产值（不含税价）—原料成本（不含税价）—加工成本
—人工成本—设备折旧
=45450—29402—4000—120—1536
=10392万元
2、净利润=毛利润×（1－33%）
=10392×（1－33%）
=6963万元
第六节结论
一、本项目采用国内外先进、成熟的工艺技术；占地面积小；投资省；生产安全可靠；环保、职业安全设计符合标准规范的要求。
二、该项目的建设，可为建设单位带来可观的经济效益。
装置建成后，可以促进粗苯处理工艺由酸洗法为主向加氢精制法转化的总趋势，集中处理粗苯资源，具有显着的社会环保意义。
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