神馳化工80萬噸制氫加氫項目可行性研究報告

1、神馳化工80萬噸制氫加氫項目可行性研究報告第一章 總 論第一節(jié) 項目名稱及承辦單位1、項目名稱：80104t/a加氫、1.5104nm3/h制氫項目2、建設(shè)單位及負責(zé)人：項目建設(shè)單位：山東神馳化工有限公司建設(shè)單位性質(zhì)：民營有限公司建設(shè)單位法定代表人：李九玉建設(shè)單位住所：山東省東營市東營區(qū)郝純路129號項目建設(shè)地點：山東省東營市東營區(qū)郝純路129號建設(shè)規(guī)模：80104t/a加氫、1.5104nm3/h制氫3、可行性研究報告編制單位中化化工科學(xué)技術(shù)研究總院（資質(zhì)證書編號：工咨甲2031201001）第二節(jié) 項目編制依據(jù)及原則1、項目編制依據(jù)1.1、加氫制氫裝置編制可行性研究報告的委托書1.2、加氫

2、制氫裝置可行性研究報告技術(shù)服務(wù)合同。1.3、東營市環(huán)境保護局東營分局關(guān)于對山東神馳化工有限公司主要污染物排放總量的批復(fù)（東環(huán)東分函（2007）1號）1.4、國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定2、項目編制原則2.1、加氫制氫裝置以催化柴油、焦化汽柴油為原料，其中加氫精制單元生產(chǎn)規(guī)模為80104t/a；配套的制氫單元的規(guī)模為1.5104 nm3/h工業(yè)氫，年開工8000小時。2.2、加氫制氫裝置采用國內(nèi)成熟、先進的技術(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量，其中制氫單元采用低能耗輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化專有技術(shù)加變壓吸附（psa）技術(shù)。2.3、認真貫徹國家關(guān)于環(huán)境保護和勞動保護的法規(guī)和要求。認真貫徹安全第一預(yù)防為主的指導(dǎo)思想。對生產(chǎn)中易燃

3、易爆有毒有害物質(zhì)設(shè)置必要的防范措施。三廢排放要符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。2.4、裝置工藝過程控制采用集散型控制系統(tǒng)（dcs），以提高裝置的運轉(zhuǎn)可靠性。2.5、裝置所需公用工程及輔助系統(tǒng)盡量依托工廠原有設(shè)施，以減少工程投資。2.6、為節(jié)約外匯，除少部分需引進外，主要設(shè)備和材料均立足于國內(nèi)供貨。 第三節(jié) 項目背景及建設(shè)的必要性1、項目建設(shè)單位介紹山東神馳化工有限公司成立于2001年12月，是從事化工生產(chǎn)的民營企業(yè)，經(jīng)營主要產(chǎn)品有瀝青、蠟油、渣油、重油、石腦油、液態(tài)烴、輕烴和輕油等。公司現(xiàn)擁有總資產(chǎn)8億元，其中固定資產(chǎn)6.2億元；員工286人，其中碩士、大中專生占管理人員和技術(shù)人員的70%以上，占

4、地370畝；現(xiàn)有60104t/a污油處理裝置、10104t/a重油改質(zhì)裝置、120104t/a污水處理裝置、5104t/a脫硫廢氣處理產(chǎn)裝置、10104t/a酸性水氣提裝置各一套。公司始終奉行“以人為本，求實創(chuàng)新”的管理理念，強化誠信經(jīng)營和服務(wù)意識，嚴格人事管理、目標(biāo)管理、質(zhì)量管理和考核制度，為每一個員工提供公正、誠信、平等和效率的發(fā)展平臺；堅持“追根究底，止于至善”的品質(zhì)政策；本著“質(zhì)量第一，誠信第一，用戶第一”的原則；以優(yōu)質(zhì)完善的服務(wù)、同行生產(chǎn)領(lǐng)域的競爭能力、品牌影響和創(chuàng)新能力成為東營市可以信賴的廠家之一，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。公司按照現(xiàn)代企業(yè)制度的要求，通過深化體制改革，創(chuàng)新內(nèi)

5、部經(jīng)營機制，完善以“人本、創(chuàng)新、至善、高效”為內(nèi)核的企業(yè)特色文化體系，逐步建立了新的經(jīng)營管理制度。以市場為導(dǎo)向，加強營銷隊伍建設(shè)，構(gòu)筑了全國性營銷網(wǎng)絡(luò)體系；以技術(shù)為依托，加強技術(shù)改造力度，創(chuàng)新了生產(chǎn)經(jīng)營管理體系；以人本管理為核心，加強了職工人才隊伍建設(shè)，以管理求發(fā)展，初步實現(xiàn)了管理制度化和經(jīng)營現(xiàn)代化。企業(yè)先后獲得國家級3.15重點保護信譽企業(yè)、全國誠信經(jīng)營企業(yè)、山東省aaa信用企業(yè)、山東省質(zhì)量管理先進單位、山東省雙愛雙評先進單位、山東省“守合同、重信用”企業(yè)等榮譽稱號。2006年實現(xiàn)銷售收入11.98億元，利稅5600萬元。2007年預(yù)計實現(xiàn)銷售收入20億元，利稅1.3億元。企業(yè)組建5年來，秉

6、承誠信、發(fā)展的經(jīng)營理念，與時俱進，開拓創(chuàng)新，追求卓越，突出發(fā)展特色，規(guī)范經(jīng)營管理，完善企業(yè)文化，發(fā)展與環(huán)境并重，塑造了良好的企業(yè)形象，企業(yè)將進一步按照“高起點、超常規(guī)、跨越式”的工作定位，實施品牌戰(zhàn)略，培育企業(yè)核心競爭力，把企業(yè)建設(shè)成為一個主業(yè)突出、綜合型、規(guī)模化、抗風(fēng)險能力強的現(xiàn)代化企業(yè)集團，為地區(qū)經(jīng)濟和社會各項事業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻。企業(yè)到2010年的前景目標(biāo)規(guī)劃：第一步，2006年10月2008年4月，計劃投資4.6億元，新上120104t/a重油催化裂解（dcc）裝置、30104t/a氣體分離裝置、5104t/amtbe裝置、2104t/a硫磺回收等生產(chǎn)裝置，2008年預(yù)計實現(xiàn)銷售收

7、入40億元，利稅3.5億元。第二步，2007年10月2009年8月，計劃投資14億元，新增土地260畝，新上120104t/a延遲焦化裝置、80104t/a加氫、制氫裝置、200104t/a常減壓裝置、80104t/a重整裝置等生產(chǎn)裝置，配套建設(shè)改造200104t/a污水處理裝置、20104t/a酸性水氣提裝置和2104t/a硫磺回收裝置，2010年預(yù)計實現(xiàn)銷售收入100億元，利稅8.6億元。2、項目建設(shè)的必要性建設(shè)該加氫制氫裝置的意義在于：2.1、與新建的120104t/a焦化裝置配套，保證焦化汽柴油的加氫精制效果，增加催化柴油加氫精制能力，使加氫精制后的柴油與直餾柴油等組份調(diào)合后，保證全廠

8、柴油滿足gb252-2000標(biāo)準(zhǔn)要求。2.2、盡快建設(shè)加氫制氫裝置，對促進集團公司的長遠發(fā)展，合理利用資源，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，保護環(huán)境、促進社會就業(yè)和保持社會安定是十分必要的，具有深刻的現(xiàn)實意義和長遠的歷史意義。 第四節(jié) 項目范圍 新建加氫制氫裝置由8104t/a加氫精制單元和1.5104nm3/h制氫單元組成。加氫制氫裝置由裝置區(qū)、壓縮機廠房、中控室和變配電室組成。第五節(jié) 研究結(jié)果1、工藝技術(shù)方案 加氫制氫裝置采用國內(nèi)成熟、先進的技術(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量，其中制氫單元采用低能耗輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化專有技術(shù)加變壓吸附（psa）技術(shù)。2、主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)2.1、原料新建加氫制氫裝置的原料為焦化汽、柴油，催化柴

9、油和干氣。其中焦化汽油19.18104t/a（ 24%）、焦化柴油40.88104t/a（51%）、催化柴油19.94104t/a（25 %）。2.2、產(chǎn)品裝置主要產(chǎn)品為精制柴油，產(chǎn)量為60.37104t/a，次要產(chǎn)品為汽油，產(chǎn)量為18.99104t/a，直接出廠。2.3、付產(chǎn)品加氫干氣為3.48104t/a，脫硫后作為制氫單元的原料或全廠燃料。2.4、公用工程消耗見第四章第七節(jié)2.5、能耗 （1）加氫精制單元的能耗為652.27mj/t（2）制氫單元的能耗為14061mj/1000m3nh22.6、“三廢”情況（1）廢氣：煙氣 64t/h，含so2 1.3 mg/m3,nox 80mg/m3

10、。（2）生活污水： 2.0t/h。（3）含油、酸性水污水： 7.1t/h,連續(xù)。（4）含鹽污水： 0.6t/h,連續(xù)，鍋爐排污。（5）廢催化劑： 45t/年。2.7、占地面積： 12056m22.8、裝置定員37人。2.9、主要經(jīng)濟指標(biāo)見表1-5-1表1-5-1項目數(shù)量1.工程建設(shè)投資(萬元)24517.002.建設(shè)期利息(萬元)5033.流動資金(萬元)229804.工程總投資額(萬元)480005.建設(shè)期(月)126.年均銷售收入(萬元)4199637.年均總成本費用(萬元)390617.9其中:年均可變成本(萬元)387658年均固定成本(萬元)2959.98.年均經(jīng)營成本(萬元)388

11、073.59.年均應(yīng)納稅金及附加(萬元)1864010.年均利潤總額(萬元)1070511.年均應(yīng)納所得稅(萬元)267612年均稅后利潤(萬元)802913投資利潤率(%)22%14.投資利稅率(%)60.6%16.資本金利潤率(%)55.8%15.全投資財務(wù)內(nèi)部收益率(%)(稅前)30.52財務(wù)凈現(xiàn)值(ic=12.00%,萬元)43200.9投資回收期(年,靜態(tài))4.7816.全投資財務(wù)內(nèi)部收益率(%)(稅后)22.1財務(wù)凈現(xiàn)值(ic=12.00%,萬元)24819投資回收期(年,靜態(tài))5.117.資本金財務(wù)內(nèi)部收益率(%)29.5財務(wù)凈現(xiàn)值(ic=12.00%,萬元)29272.0618

12、.借款償還期(年,含建設(shè)期)4.0319.盈虧平衡點(%,年平均)21.663、結(jié)論3.1、加氫制氫裝置采用國內(nèi)成熟、先進的技術(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量，其中制氫單元采用低能耗輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化專有技術(shù)變壓吸附（psa）技術(shù)。3.2、裝置產(chǎn)品精制柴油，可以滿足gb252-2000輕柴油標(biāo)準(zhǔn)的要求。3.3、加氫制氫裝置生產(chǎn)的精制柴油可以調(diào)合不同牌號的柴油，利用已有的銷售渠道，不需要開發(fā)產(chǎn)品市場，產(chǎn)品銷路較好，無產(chǎn)品滯銷問題。3.4、裝置建成后，將過去由產(chǎn)品帶入社會環(huán)境的硫、氮、雜質(zhì)（未燃燒烴），集中在裝置內(nèi)轉(zhuǎn)化為硫化氫和氨加以回收和處理，具有顯著的社會環(huán)保效果。3.5、裝置的各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)較好，具有良好的經(jīng)濟

13、和社會效益。總之，盡快建設(shè)加氫制氫裝置，對促進集團公司的長遠發(fā)展，合理利用資源，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，保護環(huán)境、促進社會就業(yè)和保持社會安定是十分必要的，具有深刻的現(xiàn)實意義和長遠的歷史意義。第二章 市場預(yù)測隨著環(huán)保要求越來越嚴，石油產(chǎn)品（燃料）的規(guī)格也變得越來越嚴格。其中最主要的是限制石油燃料的硫含量和芳烴含量，以減少發(fā)動機尾氣排放出的sox和固體顆粒對大氣的污染。歐洲議會于1998年7月1日通過，到2000年柴油硫含量進一步降低到350ppmm，多環(huán)芳烴不超過11m%；到2005年硫含量要求達到50ppm。1999年6月4日，世界燃料委員會發(fā)布了“世界燃料規(guī)范”，此規(guī)范對柴油指標(biāo)設(shè)立了三個不同質(zhì)量

14、級別的標(biāo)準(zhǔn)，即將柴油劃分為三類（見下表）。ii級、iii級柴油標(biāo)準(zhǔn)均提出了對硫含量、總芳烴含量及多環(huán)芳烴含量的嚴格限制要求，同時對柴油密度、十六烷值也作了嚴格的限制。對此，我國也允諾逐漸按其要求提高我國汽車燃料的質(zhì)量。世界燃料規(guī)范柴油規(guī)格表項目iiiiii硫含量，%(m)0.50.030.003十六烷值,485355芳烴含量,%(m/m)-2515多環(huán)芳烴,%(m/m)-5295%餾出溫度,370355340噴嘴清凈度,%-8585公司處于山東地區(qū)，煉油能力基本飽和，本地區(qū)內(nèi)大部分成品油供過于求。但高質(zhì)量的油品不多。而我國東南沿海和華東地區(qū)一直是我國經(jīng)濟發(fā)展較快的地區(qū)，雖然沿海周邊有許多煉廠，

15、這些地區(qū)的汽油、柴油、重交道路瀝青等市場需求按國民收入指數(shù)統(tǒng)計和發(fā)展趨勢看，需求量仍然很大，公司可充分利用交通便利的優(yōu)勢，除了就近銷售外，也可以進入華中、華東及中南市場。國內(nèi)近幾年柴油供需情況及2010年需求預(yù)測表 (萬噸)2001年2002年2003年2004年2005年柴油產(chǎn)量53635685602663876771進口910611461743303出口22213115723299表觀71567585804085238830消費量預(yù)測2010年2015年需求量1083013300隨著環(huán)保要求的日益嚴格，本裝置建成后，柴油產(chǎn)品質(zhì)量可以達到世界燃料規(guī)范ii類標(biāo)準(zhǔn)，可以極大地提高全廠柴油產(chǎn)品的質(zhì)

16、量。另外，本裝置只是提高了產(chǎn)品質(zhì)量，并沒有增加產(chǎn)品市場份額，因此不存在擠占市場問題，相反提高了市場競爭力，必將帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。第三章 原料來源、生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案第一節(jié) 原料來源及規(guī)格1、加氫精制原料油裝置加工的原料油為焦化柴油、焦化汽油的混合油,見表3-1-1表3-1-1性 質(zhì) 焦化柴油焦化汽油催化柴油混合油 混合比例, %(wt) 51.123.9824.92100 104t/a40.8819.1819.9480焦化石腦油、柴油有關(guān)性質(zhì)見表3-1-2，表3-1-3表3-1-2 焦化汽油有關(guān)性質(zhì)項目焦化汽油分析方法循環(huán)比0.8密度（20），g/cm30.7382astm d40

17、52 iso 12185酸度，mgkoh/100ml1.5gb/t 258實際膠質(zhì)，mg/100ml28gb/t 509堿性氮，mg/kg75sh/t 0162誘導(dǎo)期，min115astm d525銅片腐蝕(50，3h)3bastm d130溴價，gbr/100ml52.8sh/t 0630-96pona，m%astm d6623 正構(gòu)烷烴23.26 異構(gòu)烷烴18.12 環(huán)烷烴8.58 烯烴40.36 芳烴9.68元素分析 c，m%84.78sh/t 0656-98 astm d5291 h，m%14.26sh/t 0656-98 astm d5291 s，mg/kg5700sh/t 0253

18、-92 n，mg/kg260sh/t 0657-98 astm d4629餾程，astm d86 初餾點49 5%77 10%86 30%111 50%129 70%145 90%162 95%168 終餾點179表3-1-3 焦化柴油性質(zhì)項目焦化柴油分析方法循環(huán)比0.8密度（20），g/cm30.8453astm d4052 iso 12185運動粘度，mm2/sastm d445 203.962 502.132酸度，mgkoh/100ml4.0gb/t 258實際膠質(zhì)，mg/100ml162gb/t 509堿性氮，mg/kg448sh/t 0162閃點（閉口），80astm d93凝固點，

19、-16gb/t 510苯胺點，49astm d611銅片腐蝕（50，3h）2castm d13010%殘?zhí)?，m%0.10astm d4530溴價，gbr/100ml22.6sh/t 0630計算十六烷指數(shù)47.50astm d4737元素分析 c，m%84.99sh/t 0656-98 astm d5291 h，m%13.10sh/t 0656-98 astm d52912、制氫單元原料由于制氫各種催化劑對原料的族組成、餾程以及雜質(zhì)含量均有特殊要求，而且制氫裝置的原料在氫氣成本中所占的比重較高，約達6585。因此，在選擇制氫原料時，應(yīng)充分考慮各種因素，優(yōu)先選用h/c比大的含硫低的飽和烴類原料，

20、或者幾種h/c比大的原料混合進料，以減少原料耗量，降低氫氣成本。制氫原料可分為氣態(tài)烴和液態(tài)烴二類。氣態(tài)烴主要有：天然氣、沼氣、加氫干氣、重整干氣、焦化干氣以及催化干氣等。液態(tài)烴主要有：直餾石腦油、加氫的輕石腦油、重整裝置生產(chǎn)的抽余油、拔頭油以及加氫裝置生產(chǎn)的飽和液化石油氣等。在上述原料中，除天然氣、沼氣外，其它原料均為石油化工廠生產(chǎn)或副產(chǎn)的產(chǎn)品。在石油化工行業(yè)，制氫裝置通常選擇煉油廠的干氣、天然氣或者輕石腦油作為原料；對于非石油化工行業(yè)，制氫裝置通常選擇天然氣或者輕石腦油作為原料。天然氣主要通過管道輸送，一般不設(shè)儲存設(shè)施；輕石腦油雖屬易燃易爆品，但無毒，儲存比較容易。從國內(nèi)外的情況來看，在天然

21、氣資源豐富的地區(qū)，基本上均采用天然氣為原料來生產(chǎn)氫氣。根據(jù)廠方的實際情況，制氫裝置的原料為催化干氣和焦化干氣，設(shè)計時考慮單獨使用催化干氣的可能性，不采用輕石腦油作為備用原料。燃料為催化和焦化干氣。表3-1-4序號組成焦化干氣催化干氣摩爾分率v%v%1h2o1.1102h213.5929.763ch459.1838.214c2h618.2385c3h82.840.915c4h101.121.847c5h120.1708c2h42.5111.899c3h61.252.0810h2s20mg/nm33.8211n22.512c5 0.99溫度,4040壓力mpa(g)0.60.6第二節(jié) 生產(chǎn)規(guī)模 根

22、據(jù)全廠總流程安排和氫氣平衡結(jié)果，確定新建加氫制氫裝置的生產(chǎn)規(guī)模為：加氫精制單元80104t/a；配套制氫單元1.5104n m3/h工業(yè)氫。年操作時數(shù)8000小時。 第三節(jié) 產(chǎn)品方案根據(jù)加氫精制工藝方案設(shè)計。主要產(chǎn)品如下：1、粗汽油（c5160）裝置生產(chǎn)的粗汽油可以作為全廠汽油調(diào)合組份。2、柴油（160）裝置生產(chǎn)的精制柴油，雜質(zhì)含量少，安定性好，可作為柴油調(diào)合組分與直餾柴油調(diào)合后出廠。柴油加氫精制裝置的主要產(chǎn)品性質(zhì)見表3-3-1表3-3-1 柴油加氫精制裝置的主要產(chǎn)品性質(zhì)名 稱加氫生成油石腦油柴油密度（20），g/cm30.83180.71880.8429餾程， ibp764818010%14

23、87821430%23510624250%26612227170%29513830190%338166340ebp360176360凝固點，00銅片腐蝕，（50，3h）合格合格合格運動粘度，mm2/s203.324.30氧化安定性，mg/100ml-2.010%殘?zhí)浚琺%0.30.3硫，g/g300200500實際膠質(zhì)，mg/100ml603.060酸度，mgkoh/100ml-7.0灰分，m%0.01閃點（閉口），-55氮，g/g500顏色，d15001.51.5十六烷值453、配套制氫單元的產(chǎn)品裝置主要產(chǎn)品為工業(yè)氫,副產(chǎn)的變壓吸附尾氣作為轉(zhuǎn)化爐的燃料。工業(yè)氫規(guī)格：出裝置溫度：40出裝置壓力

24、：2.4mpa(表) 組成：組分 vh2 99.99ch4 0.01co+ co2 9699.92流程情況較復(fù)雜較簡單3原料耗量1.01.401.504燃料耗量1.00.45綜合能耗1.00.856工程投資1.01.051.17供氫壓力，mpa(g)1.31.5-2.4從表中可以看出，化學(xué)凈化法流程具有原料消耗低、工程投資低的優(yōu)點，但工藝流程復(fù)雜、能耗較高、生產(chǎn)的工業(yè)氫純度低；psa凈化流程，盡管其原料消耗高、投資稍高，但其能耗低、工藝流程簡單、開停工方便、工業(yè)氫純度高、供氫壓力高。尤其是由于近期psa技術(shù)的進步（多床多次均壓，吸附劑性能的改進等），使氫氣的回收率高達9092%，加之近幾年ps

25、a技術(shù)的國產(chǎn)化，極大地降低了psa的投資，從而有效地降低了該工藝的氫氣生產(chǎn)成本，使該技術(shù)在新建制氫裝置中占主導(dǎo)地位。兩種凈化方法的選擇主要取決于原料和燃料價格及技術(shù)經(jīng)濟比較結(jié)果。即流程選擇依據(jù)主要取決于原料和燃料的差價。差價越大、采用化學(xué)凈化法工藝技術(shù)越經(jīng)濟。差價越小，采用psa凈化工藝技術(shù)越經(jīng)濟。由于本裝置的原料氣的價格和燃料氣的價格一樣，因此采用psa工藝的氫氣成本要比采用化學(xué)吸收法工藝的氫氣成本低。同時，采用psa凈化法制氫工藝還具有流程簡單，便于生產(chǎn)管理，生產(chǎn)的氫氣純度高、供氫壓力高，有利于減少加氫裝置的投資和消耗。所以，本方案推薦采用psa凈化法。2.2.5、psa凈化工藝變壓吸附(

26、psa)凈化工藝自從于六十年代初由美國聯(lián)合碳化物公司(ucc)實現(xiàn)4床工業(yè)化后，許多公司相繼開發(fā)了多床(5床、10床、12床）psa工業(yè)裝置，并在程序控制方面不斷改進和完善，使psa工藝的氫回收率有了很大提高(達90左右)，操作可靠性，靈活性也得到了較大提高。國內(nèi)開展psa凈化工藝的研究已有十幾年的歷史，并在吸附劑研制、工藝技術(shù)、程序控制等方面獲得較大進展，已在石油化工廠、煉油廠中建成了許多套psa氫回收裝置。華西公司所是國內(nèi)最早開展psa研究，并將其成果工業(yè)化、大型化的單位之一，擁有成套的專有技術(shù)及工程建設(shè)和承包經(jīng)驗，并已建成百余套psa制氫、制富氧、脫碳及co回收裝置。其psa技術(shù)的優(yōu)點如

27、下：氫回收率較高，可達90以上psa程序控制閥是變壓吸附裝置的關(guān)鍵設(shè)備。為此成都華西化工研究所開發(fā)了專利產(chǎn)品密封自補償式三偏心液壓程控蝶閥，該閥具有體積小，重量輕，運行準(zhǔn)確、平穩(wěn)，開關(guān)速度快（小于2秒），開啟速度可調(diào)、閥門密封性能好(ansi六級)，壽命長(30萬次)，自帶閥位顯示等特點。變壓吸附工藝過程采用dcs控制系統(tǒng)，具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作可靠的特點。并且具有事故狀態(tài)下，能自動或手動由八床操作切換至七床、六床、五床操作的功能, 因而大大地提高了裝置的可靠性。投資低。只有引進psa裝置投資的7080。1995年成都華西化工科技股份有限公司在茂名石化公司6104m3n/h大型psa裝置投標(biāo)中，以

28、“投資低、技術(shù)與林德公司相當(dāng)”的絕對優(yōu)勢擊敗林德公司和國內(nèi)競爭單位，一舉中標(biāo)。這標(biāo)志著國內(nèi)psa技術(shù)在裝置性能和氫收率上已達到國外psa技術(shù)水平，而且投資低，完全具備取代引進技術(shù)的實力。綜上所述，本報告推薦采用華西公司開發(fā)的psa凈化工藝及成套設(shè)備（包括吸附劑、吸附器、控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、專利程控閥等）。第二節(jié) 工藝流程簡述及特點1、80104t/a加氫精制單元1.1、工藝流程特點1.1.1、裝置內(nèi)原料油緩沖罐采用燃料氣覆蓋措施，盡量避免原料油與空氣接觸，從而減輕高溫部位結(jié)焦程度。1.1.2、采用熱壁型式和新型內(nèi)部構(gòu)件的反應(yīng)器，使進入催化劑床層的物流分配和催化劑床層的徑向溫度分布均勻。1.1.

29、3、采用三相（油、氣、水）分離的立式高壓分離器。1.1.4、氫氣和原料油在反應(yīng)流出物/反應(yīng)進料換熱器前混合，與反應(yīng)流出物換熱后進加熱爐加熱至反應(yīng)溫度，這樣可以提高換熱器的傳熱效率和減輕加熱爐管內(nèi)的結(jié)焦程度。1.1.5、為了防止低溫部位銨鹽析出，在反應(yīng)流出物空冷器上游側(cè)設(shè)置軟化水注入點。1.1.6、催化劑預(yù)硫化采用液相硫化方法。預(yù)硫化油用直餾柴油。1.1.7、柴油汽提塔采用水蒸汽汽提，塔頂設(shè)注緩蝕劑設(shè)施，以減輕塔頂流出物中硫化氫對汽提塔頂系統(tǒng)的腐蝕。1.1.8、新氫壓縮機、循環(huán)氫壓縮機采用電動往復(fù)式，均為一開一備。1.1.9、柴油產(chǎn)品進空冷器溫度盡可能低，提高加熱爐入口溫度，減小加熱爐負荷，降低

30、裝置能耗。1.2、工藝流程簡述1.2.1、反應(yīng)部分自罐區(qū)來原料油經(jīng)原料油過濾器除去原料中大于25微米的顆粒后，進入原料油緩沖罐。經(jīng)原料油泵升壓后，在流量控制下，經(jīng)反應(yīng)流出物/原料油換熱器換熱后與混合氫混合，進入反應(yīng)流出物/混合進料換熱器，然后進入反應(yīng)進料加熱爐。反應(yīng)器進料經(jīng)加熱至反應(yīng)所需溫度后進入加氫精制反應(yīng)器和改質(zhì)反應(yīng)器，兩臺反應(yīng)器均設(shè)置二個催化劑床層，床層間設(shè)有急冷氫。反應(yīng)流出物經(jīng)反應(yīng)流出物/混合進料換熱器、反應(yīng)流出物/低分油換熱器、反應(yīng)流出物/原料油換熱器分別與混合進料、低分油和原料油換熱，經(jīng)反應(yīng)流出物空冷器冷卻至50后進入高壓分離器。為了防止反應(yīng)流出物在冷卻過程中析出銨鹽，堵塞管道和設(shè)

31、備，通過注水泵將脫鹽水注至反應(yīng)流出物空冷器上游側(cè)的管道中。在高壓分離器中，反應(yīng)流出物進行氣、油、水三相分離，頂部出來的循環(huán)氫進入循環(huán)氫壓縮機入口分液罐，分液后進入循環(huán)氫壓縮機升壓，然后分兩路：一路作為急冷氫去反應(yīng)器控制反應(yīng)器床層溫升；一路與來自新氫壓縮機出口的新氫混合成為混合氫。高壓分離器水相為含硫化氫和氨的污水，至酸性水總管；油相為加氫生成油至低壓分離器。在低壓分離器中，加氫生成油進行閃蒸分離。閃蒸出的低分氣至脫硫部分進行脫硫，低分油至分餾部分。裝置的補充氫由裝置外來，經(jīng)新氫壓縮機入口分液罐分液后進入新氫壓縮機，升壓后與循環(huán)氫壓縮機出口的循環(huán)氫混合后成為混合氫。1.2.2、 分餾部分1.2.

32、2.1、柴油分餾系統(tǒng)從反應(yīng)部分來的低分油換熱至291左右進入柴油分餾塔，塔頂油氣經(jīng)分餾塔塔頂空冷器和分餾塔塔頂后冷器冷凝冷卻至40，進入分餾塔塔頂回流罐進行氣、油、水三相分離。閃蒸出的氣體排至燃料氣管網(wǎng)；含硫含氨污水與高分污水一起送出裝置；油相經(jīng)分餾塔塔頂回流泵升壓后一部分作為塔頂回流，一部分作為粗汽油去穩(wěn)定塔。為了抑制硫化氫對塔頂管道和冷換設(shè)備的腐蝕，在塔頂管道采用注入緩蝕劑措施。緩蝕劑自緩蝕劑罐經(jīng)緩蝕劑泵注入塔頂管道。分餾塔底精制柴油經(jīng)分餾塔低重沸爐循環(huán)泵增壓后分為兩路：第一路作為產(chǎn)品，經(jīng)e3008作穩(wěn)定塔重沸器熱源，然后與低分油換熱至101左右,最后進入柴油空冷器冷卻至50出裝置；第二路

33、經(jīng)流量控制閥后直接去分餾塔底重沸爐作為重沸液， 分餾塔底重沸爐的重沸液，分兩路經(jīng)由分餾塔底重沸爐，加熱至329作為重沸液返回分餾塔底部空間，完成汽、液分離，并完成與塔低塔盤流下的液體的混合，然后循環(huán)使用。1.2.2.1、汽油穩(wěn)定系統(tǒng)從分餾塔頂回流罐來的粗汽油經(jīng)粗汽油/穩(wěn)定汽油換熱后進入汽油穩(wěn)定塔。穩(wěn)定塔用精制柴油作重沸器熱源，穩(wěn)定塔塔頂油氣經(jīng)穩(wěn)定塔頂水冷器冷凝冷卻至40，進入穩(wěn)定塔頂回流罐進行氣、油、水三相分離。閃蒸出的氣體排至燃料氣管網(wǎng)。含硫含氨污水與高分污水一起送出裝置。油相經(jīng)穩(wěn)定塔頂回流泵升壓后分兩路，一路作為塔頂回流，另一路作為輕油出裝置由工廠系統(tǒng)處理。穩(wěn)定塔塔底汽油經(jīng)粗汽油/穩(wěn)定汽油

34、換熱器換熱后，經(jīng)穩(wěn)定汽油空冷器、穩(wěn)定汽油水冷器冷卻至40出裝置。1.2.3、 公用工程部分1.2.3.1、催化劑預(yù)硫化流程為了提高催化劑活性，新鮮的或再生后的催化劑在使用前都必須進行預(yù)硫化。設(shè)計采用液相預(yù)硫化方法，以低硫直餾柴油為硫化油，dmds為硫化劑。催化劑預(yù)硫化結(jié)束后，硫化油通過不合格油線退出裝置。2、1.5104nm3/h制氫單元2.1、工藝技術(shù)特點2.1.1、優(yōu)化裝置設(shè)計，合理選擇工藝參數(shù)，采用較高的轉(zhuǎn)化出口溫度（820），增加轉(zhuǎn)化深度，提高單位原料的產(chǎn)氫率，從而降低原料和燃料消耗；選用較低的水碳比（3.5），進一步降低轉(zhuǎn)化爐的燃料消耗。2.1.2、在原料氣的預(yù)熱方面，采用開工加熱爐

35、和原料預(yù)熱爐二合一的方案。不僅增加了原料預(yù)熱溫度調(diào)節(jié)的靈活性，又增加了中壓蒸汽的產(chǎn)量。2.1.3、為了提高裝置的可靠性，確保裝置長周期安全運行，轉(zhuǎn)化催化劑選用國內(nèi)研制生產(chǎn)的蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑。2.1.4、一氧化碳變換部分僅采用中溫變換流程，不采用低溫變換流程，以降低裝置投資，簡化制氫流程，縮短開工時間。2.1.5、采用三合一的產(chǎn)汽流程（即煙道氣、轉(zhuǎn)化氣、中變氣的產(chǎn)汽系統(tǒng)共用一臺汽包），簡化了余熱回收流程，降低了裝置投資。2.1.6、優(yōu)化換熱流程，合理利用余熱能位，提高有效能效率。2.1.6.1、 利用轉(zhuǎn)化爐煙道氣高溫位余熱預(yù)熱原料氣，利用煙道氣和轉(zhuǎn)化氣的高溫位余熱發(fā)生中壓蒸汽，并過熱到450。所產(chǎn)

36、蒸汽一部分作為工藝用汽，多余部分外輸至蒸汽管網(wǎng)。2.1.6.2、利用中變氣高溫位余熱預(yù)熱鍋爐給水，以增加中壓蒸汽產(chǎn)量。2.1.6.3、 利用煙道氣低溫位余熱預(yù)熱燃燒空氣，以降低轉(zhuǎn)化爐的燃料用量。2.1.6.4、 在維持合理傳熱溫差的前提下，降低排煙溫度，提高轉(zhuǎn)化爐、原料預(yù)熱爐的熱效率，以降低燃料消耗。2.1.7、回收工藝冷凝水，減少裝置脫鹽水用量。在變換氣冷卻過程中將產(chǎn)生大量的冷凝水，這部分冷凝水如直接排放，將會污染環(huán)境或增加污水處理場負擔(dān)。本設(shè)計將工藝冷凝液經(jīng)汽提塔汽提后直接進入除氧器，除氧后作為鍋爐給水。這樣既保護了環(huán)境，又減少了脫鹽水用量。2.1.8、采用型管雙殼程換熱器，加深換熱深度，

37、提高熱效率。2.1.9、采用psa凈化工藝，簡化了制氫流程，提高了氫氣質(zhì)量，降低了裝置能耗。2.1.9.1、 psa方案采用8-2-4 psa工藝，在0.03mpa.g壓力下完成吸附劑再生，具有流程簡單、無需動力設(shè)備、能耗低的特點。2.1.9.2、本方案較傳統(tǒng)流程多一次均壓過程，可更有效地回收產(chǎn)品氫氣，提高了產(chǎn)品氫回收率。(可達89%)2.1.9.3、 本方案由于增加了一臺順放氣緩沖罐，解決了傳統(tǒng)流程在沖洗再生過程中存在的二次污染問題，因而吸附劑再生效果更好。2.1.9.4、變壓吸附工藝過程采用dcs控制系統(tǒng)，具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作可靠的特點。并且具有事故狀態(tài)下，能自動或手動由八床操作切換至七床、

38、六床、五床操作的功能, 因而大大地提高了裝置的可靠性。2.1.9.5、psa程序控制閥是變壓吸附裝置的關(guān)鍵設(shè)備。本裝置選用華西公司的專利產(chǎn)品密封自補償式三偏心液壓程控蝶閥，該閥具有體積小，重量輕，運行準(zhǔn)確、平穩(wěn)，開關(guān)速度快（小于2秒），開啟速度可調(diào)、閥門密封性能好(ansi六級)，壽命長(30萬次)，自帶閥位顯示等特點。2.3、工藝流程簡述2.3.1、進料系統(tǒng)由裝置外來的催化干氣和焦化干氣進入原料氣緩沖罐，經(jīng)過原料氣壓縮機壓縮后進入原料氣脫硫部分。2.3.2脫硫部分進入脫硫部分的原料氣經(jīng)原料預(yù)熱爐予熱升溫至250左右，依次進入等溫加氫反應(yīng)器的管程、絕熱加氫反應(yīng)器發(fā)生烯烴飽和以及有機硫轉(zhuǎn)化反應(yīng)，

39、使原料氣的溫度升高到380，然后進入氧化鋅脫硫反應(yīng)器。等溫加氫反應(yīng)器反應(yīng)放出的熱量通過殼程發(fā)生蒸汽的方式取熱。在氧化鋅脫硫反應(yīng)器中，硫化氫與氧化鋅反應(yīng)生成固體硫化鋅被吸收下來。脫除硫化氫后的氣體硫含量小于0.2ppm，烯烴含量小于1%，進入轉(zhuǎn)化部分。具體反應(yīng)如下：烯烴 c2h4+h2c2h6硫醇: rsh+h2rh+h2s硫醚: r1sr2+2h2r1h+r2h+h2s二硫醚: r1ssr2+3h2r1h+r2h+2h2s噻吩: c4h4s+4h2c4h10+h2s氧硫化碳: cos+h2co+h2s二硫化碳: cs2+4h2ch4+2h2s zno(固)+h2s=zns(固)+h2o ho

40、298 =-76.62kj/mol2.3.3轉(zhuǎn)化部分精制后的原料氣按水碳比3.5與水蒸汽混合，再經(jīng)轉(zhuǎn)化爐對流段予熱至500，進入轉(zhuǎn)化爐輻射段。在催化劑的作用下，發(fā)生復(fù)雜的水蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)，從而生產(chǎn)出氫氣、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和水的平衡混合物。主要反應(yīng)有: cnhm+nh2o =nco+(n+m/2)h2 co+3h2=ch4+h2o ho298 =-206kj/mol co+h2o=co2+h2 ho298 =-41kj/mol 以甲烷為主的氣態(tài)烴，蒸汽轉(zhuǎn)化過程較為簡單，主要發(fā)生上述反應(yīng)，最終產(chǎn)品氣組成由反應(yīng)平衡決定。而輕石腦油，由于其組成較為復(fù)雜，有烷烴、環(huán)烷烴、芳烴等，因此，除上述反應(yīng)外

41、，在不同的催化床層，還發(fā)生高級烴的熱裂解、催化裂解、脫氫、加氫、積炭、氧化、變換、甲烷化等反應(yīng)，最終產(chǎn)品氣組成仍由反應(yīng)平衡決定。烴類水蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)是體積增大的強吸熱反應(yīng)，低壓、高溫、高水碳比有利于上述反應(yīng)的進行。反應(yīng)過程所需熱量由轉(zhuǎn)化爐頂部的氣體燃料燒嘴提供，出轉(zhuǎn)化爐820高溫轉(zhuǎn)化氣經(jīng)轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器換熱后，溫度降至360，進入中溫變換部分。2.3.4變換部分由轉(zhuǎn)化部分來的約360的轉(zhuǎn)化氣進入中溫變換反應(yīng)器，在催化劑的作用下發(fā)生變換反應(yīng)： co+h2o=co2+h2 ho298 =-41.4kj/mol將變換氣中co含量降至3左右，同時繼續(xù)生產(chǎn)氫氣。中變氣經(jīng)過鍋爐給水換熱器、脫鹽水預(yù)熱器進行熱交換回收部分余熱后，再經(jīng)中變氣空冷器、中變氣水冷卻器冷卻至40，經(jīng)分水后進入psa部分。2.3.5熱回收及產(chǎn)汽系統(tǒng)來自裝置外的脫鹽水經(jīng)脫鹽水預(yù)熱器預(yù)熱后與來自酸性水汽提塔的凈化水混合后進入除氧器。除氧器所需的蒸汽由裝置自產(chǎn)水蒸氣提供。除氧水經(jīng)過中壓鍋爐給水泵升壓后經(jīng)過鍋爐給水預(yù)熱器預(yù)熱后進入汽包。鍋爐水通過自然循環(huán)的方式分別經(jīng)過轉(zhuǎn)化爐產(chǎn)汽段、轉(zhuǎn)化氣蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生3.5mpa的蒸汽。所產(chǎn)