化工設計大賽可行性報告研究

1、70萬噸PX項目第一章項目總論1.1 概述1.1 .1項目名稱、建設單位名稱、企業(yè)性質項目名稱：茂名70萬噸/年對二甲苯生產項目建設單位：茂名市茂名工業(yè)區(qū)開發(fā)有限公司企業(yè)性質：國有企業(yè)企業(yè)概況：本項目的目標是綜合利用廣東茂名工業(yè)區(qū)煉油基地豐富的混合芳煌化工產品，擬建立一個年產70萬噸的對二甲苯裝置。采用以UOP工藝為主，多種優(yōu)質工藝相結合，通過芳燒抽提、甲苯歧化與烷基化、吸附分離和異構化生產對二甲苯。產品經過分離精制，并回收附加值產品苯。預計總投資為“億元，達產期利潤總額億元，所得稅后投資回收期為年。全廠可分為抽提分留車間、芳煌反應車間和吸附分離車間。1.1.2 可行性研究報告編制的依據和原則

2、(1)2014年“中國石化-三井化學杯”第八屆全國大學生化工設計競賽參賽指導書；(2)中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十二個五(2011-2015年)年規(guī)劃綱要；(3)中華人民共和國環(huán)境保護法和中華人民共和國勞動安全法等相關的國家法律、法規(guī)；(4)化工建設項目可行性研究報告內容和深度的規(guī)定(2005年版)及有關專業(yè)國家標準；1.1.3 建設意義1.1.3.1 項目提出的背景對二甲苯(praxylene),簡稱PX,屬于石油煉制汽油的中間產物，低毒，其燃爆可能性、毒性與我們常用的汽油相似。PX是一種非常有用的化工原料，最主要的用途是制成PTA(精對苯二甲酸)，其下游制品聚酯應用于紡織服裝、包裝

3、用品等諸多方面。近年來，PTA的迅速發(fā)展，但國內PX新產能增長速度遠遠低于下游PTA行業(yè)產能增速，加之我們國內的PX項目走進了民眾“談PX色變”的死胡同，不管是廈門海滄對PX項目的群體事件，大連PX項目反對者們到市政府門口聚集請愿，還是寧波鎮(zhèn)海PX擴建工程（總投資約500多億元），村民上訪，圍堵交通路口，類似情況在國內多地反復上演，而且大多在沿海地區(qū)，致使一些工業(yè)項目移來移去無法落地，致使國產PX供給缺口不斷擴大。到2013年我國PX的表觀需求量已達到1641萬噸，已經占全球總量的38%,而自給率已降至47%。近年來，中東、韓國、印尼以及東南亞等國家都在新建、擴建PX項目，到2016年計劃內的

4、國內外新裝置產能共計1100萬噸，其中，韓國、新加坡等國的PX產量主要用于出口。他們的目標市場也包括中國，大量的進口必將導致我國失去價格的優(yōu)先權。所以發(fā)展壯大國有PX生產裝置，使之我國對于價格有先到權，是十分必要的。2013年PX的總消費量為1641萬噸，進口占905萬噸，進口比重超過55%,預計我國PX的需求量到2010-2015年的增速為10%,2015-2020年的增速為5.3%,2015年和2020年將分別達到2416萬噸和3276萬噸左右，如果目前國內擬建的PX裝置不能如期建設，則2015年PX進口量將超過1200萬噸，成為國內進口量最大的石化產品，目前，我國PX進口對日本和韓國的進

5、口依賴度度達到40%o截至目前，中國已投產的PX項目，總產能為1186萬噸/年，“十二五”期間，還將有四個項目上馬，其規(guī)模都在60萬80萬噸之間。我歷年PX進口量情況見圖1-1-1,從圖中不難看出，我國PX的進口量在逐年遞增，如若大量的采購高價的進口PX,會推高我國下游紡織服裝業(yè)的生產成本，進一步削弱我國紡織業(yè)在國際市場上的競爭優(yōu)勢。目前國內不少PTA企業(yè)已掙扎在虧損的邊緣，健康發(fā)展PX項目已迫在眉睫。圖1-1-1我國歷年PX進口量本項目擬在茂名石化項目的基礎上，設計一個PX裝置，該項目不僅能夠緩解國內PX稀缺的情況，也是華南沿海地區(qū)石化產業(yè)的重要組成部分，有利于華南沿海地區(qū)石化產業(yè)的健康發(fā)展

6、，同時該項目也能夠取得一定的經濟效益與社會效益。1.1.3.2 投資的必要性和經濟效益1）國家發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求衣著是人類生活的基本需求之一，而我國是一個人口眾多，耕地資源相對匱乏的國家，有限的耕地更多地用來滿足人民群眾對食品的要求，棉花、亞麻、蠶絲等天然纖維受到種植面積的限制，已經無法滿足人們對紡織品的需求，發(fā)展化學纖維就成了解決我國居民穿衣問題的根本途徑。PX主要應用于紡織服裝，自上個世紀八十年代開始，我國已經逐步成為全世界的紡織品和服裝加工基地，化纖、紡織、服裝等產業(yè)也逐漸成為我國的優(yōu)勢產業(yè)。進入二十一世紀之后，我國已然成為全球第一大的紡織品生產和出口大國，對化學纖維的需求日益增加，推動

7、著上游聚酯產業(yè)鏈的快速增長。作為重要的紡織原料，近年來國內消耗的PX一半需要依靠國外進口，對于整個行業(yè)來說都是重大的制約和隱患。大量的進口，必將導致價格的主導權在國外供應商手中，勢必將推高PX的價格。如果由于PX的短缺導致中國的聚酯產品失去國際競爭力，近而將會導致一系列的問題，因此健康發(fā)展PX產業(yè)是十分必要的，而且“十二五計劃”中指出將繼續(xù)大力投資發(fā)展PX裝置。因而健康發(fā)展PX產業(yè)是國家發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求。2）建設環(huán)境友好型社會的重要舉措現今我國許多城市正飽受PM2.5的影響，減少城市霧霾的重要途徑之一，就是加快汽油質量的升級，降低汽油中的硫含量、提高汽油中的辛烷值。從目前技術而言，提高汽油辛

8、烷值最好、最環(huán)保的辦法，就是加入芳煌。若不考慮毒性、致癌性，苯是首選?，F在，PX成為最優(yōu)選擇。有專家預測，未來汽油中PX的含量,將占比更多。因此從環(huán)保的角度來講發(fā)展PX產業(yè)是十分有效的。在生產工藝上我們通過查閱質料，對各種生產工藝進行對比選取耗能小、環(huán)境污染小的生產工藝。2）市場前景廣闊、經濟效益巨大PX的應用十分廣泛，正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展中的中國對PX的需求量逐漸猛增，從上世紀90年代起，全球對PX的需求量便一直呈增長趨勢。從1990年到2004年，PX的年均需求增長率為8.4%。目前，世界PX需求的年增長率約為5.8%。預計到2014年，世界PX需求量將增加到3480萬噸。PX及下

9、游PTA裝置的歷年價格走勢見圖2。從圖1-1-2中可以看出，PX與原油及PTA的價格整體走勢基本一致，在2008年金融危機前達到歷史高值，約1800美元/噸（不含稅，下同），2009年受金融危機的影響PX價格一度跌至約600美元/噸，2010年以來，PX價格一路上升，與PTA的價差越來越大，PX廠家的利潤也相對較高，致使2012PTA產能急速擴張，未來幾年PX的供應將持續(xù)緊張，PX的價格也將維持高位，但與PTA的價差將逐漸回歸合理區(qū)間。所以PX市場前景開闊，經濟效益樂觀。圖1-1-2歷年PX與PTA原油價格的走勢1.1.4研究范圍本報告的研究范圍包括項目建設的意義、建設規(guī)模的確定、PX生產技術

10、的比較和論證、副產品的綜合利用方案、企業(yè)的系統集成方案、廠址選擇、項目的社會及經濟效益分析。1.2 研究結論1.2.1 研究的簡要綜合結論該項目符合國家能源戰(zhàn)略產業(yè)發(fā)展政策，投產后企業(yè)的產品結構趨向合理，增加了企業(yè)的市場競爭力。從產品需求預測情況看，國內市場PX的需求缺口大，并有逐步擴大之勢，該廠的建立有良好市場和前景。從該企業(yè)的實際情況看，依靠原有的專業(yè)技術人員管理人員，技術力M雄厚，因此，該項目建設是有基礎的。該項目可以綜合利用系統內部能根據需要填平補齊，節(jié)省建設項目的總投資。該項目采用了創(chuàng)新工藝技術及裝置，保證了良好的收率。該項目進行了全面的風險和可操作性分析，配備健全的控制系統。1.2

11、.2 存在的主要問題和建議民眾的不理解是該項目建設的最大挑戰(zhàn)。為此需加強宣傳，使民眾消除PX不正確理解；企業(yè)加強安全建設，最大限度的消除PX的負面影響，加強環(huán)保的建設，積極做好企業(yè)與民眾之間的交流。1.3 主要技術經濟指標表表1-3-1主要技術經濟指標表序號名稱單位數值1 項目總投資萬元1.1 建設投資萬元1.2 流動資金；萬元1.2.1鋪底流動資金萬元1.3建設期利息萬元3年營業(yè)收入萬元4年總成本費用萬元5年經營成本萬元6年增值稅萬元7平均用水量M3/h8年利潤總額萬元9所得稅萬元10年稅帚IJ潤1JII萬元11投資利潤額%12投資利稅率%13資本金投資利潤率%14稅后財務內部收益率（全部投

12、資）%15稅前財務內部收益率（全部投資）%16稅后財務凈現值FNPV（i=12%）萬元17稅前財務凈現值FNPV（i=12%）萬元稅前投資回收期年18稅后投資回收期年19盈虧平衡點（BEP）%20項目年水量噸21項目年耗電量度1.3.1 原料來源及規(guī)格消耗量及來來源總廠本項目所涉及的主要原料為混合芳烽、氫氣、水等。具體規(guī)格、源參看表表1-3-2原料來源及規(guī)格原料名稱規(guī)格數量（萬噸/年）混合芳燒工業(yè)級125氫氣工業(yè)級總廠1.3.2 燃料及公用工程消耗本項目的燃料及公用工程消耗具體參看表1-3-3表1-3-3主要燃料與公用工程消耗序號名稱單價用量（噸/年）費用（萬）第二章市場分析2.1 PX市場供

13、給分析2.1.1 國內市場供需情況分析中國的PX發(fā)展經歷了三個階段：2000年以前，發(fā)展比較緩慢，但供需關系相對平衡，2000年國內自給率為88%;2000年到2010年，中國PX項目迅速發(fā)展，生產能力一躍成為世界第一；2010年至今，國內市場需求持續(xù)走高，而PX建設卻步伐放緩，產能開始無法滿足需求。今年來，隨著我國聚酯工業(yè)的迅速發(fā)展，帶動了我國多二甲苯生產能力的不斷發(fā)展。2004年我國對二甲苯的生產能力為212.57萬噸，2009年增加到726.1萬噸，同比增長64.2%。隨著大連福佳化工二期100萬噸/年裝置于2012年建成投產,截止2012年12月底，我國對二甲苯的生產能力增加到926.

14、1萬噸。其中中石化集團公司的生產能力為419.8萬噸/年，約占總生產能力的45.33%;中石油天然氣集團公司的生產能力為182.3萬噸/年，約占總生產能力的19.68%;中國海洋石油總公司的生產能力為84.0萬噸/年，約占總生產能力的9.07%;其它地方企業(yè)的生產能力為240.0萬噸/年，約占總生產能力的25.91%。到2013年我國最大的目前國內有16家PX生產企業(yè)，總生產能力約為1190萬噸/年，其中大部分公司生產能力超過70萬噸/年以上。2013年我國產能詳見表2-1-1。表2-1-12013年我國產能生產企業(yè)產能（萬噸/年）投產時間/年中國石化上海分公司83.51985/2009中國石

15、化揚子分公司851989/1997中國石化齊魯分公司6.41987中國石化洛陽分公司21.52000中國石化鎮(zhèn)海煉化分公司522003/2005中國石化天津分公司33.41980中國石化金陵分公司602009中國石化福建煉化分公司702009中國石油遼陽化纖分公司751996/2003中國石油烏魯木齊石化分公司1061995/2010中國海油惠州煉化公司842005青島麗東化工有限公司702007大連福佳大化有限公司70|_2009福建漳州騰龍芳煌有限公司1602013中國石油彭州石化公司682013中國石化海南煉化分公司602013合計1104.8過去五年內我國PX的產量如表2-1-2所示2

16、0092013年我國PX產量表2-1-22009-2013年我國PX產量2.1.2 近幾年產品進出口情況由于PTA的迅速發(fā)展，國內的需求量猛增，PX市場嚴重供不應求，缺口很大，因此每年都要大量的進口，2009年到2012年進由口情況如表所示。從表可以看由，2013年我國PX進口總量為905萬噸，較2012年PX進口量629增加了276萬噸，增加比例高達高達30.5%。分析師表示，較大的進口依存度是國內廠家失去對PX的定價權，外盤價格的波動會在很大上影響國內市場價格。表2-1-32009-2012年我國PX進出口量一覽表萬噸/年進口情況出口情況年份進口數量（萬噸）進口均價（美元/噸）出口數量（萬

17、噸）出口均價（美元/噸）2009370.5941.1233.3938.4220103531037.91211042.5520114981555.32351520.2020126291514.48191477.58我國大陸PX的進口主要來自周邊的韓國、日本、印尼、泰國及中國臺灣等國家和地區(qū)，今年來，來自中東地區(qū)的沙特、伊朗、科威特等國家的PX產品進口量明顯增加，在下游PTA大幅擴能、裝置集中投產的帶動下，我國PX進口量不斷增加。2012年來自這這些國家和地區(qū)的進口量合計達到525.83萬噸，約占總進口量的83.65%,同比2011年的349.39萬噸增長約50.50%。其中來自日本的進口量為17

18、7.58萬噸，約占總進口量的28.25%,同比增長約49.72%;來自韓國的進口量為190.22萬噸，約占總進口量的30.26%,同比增長約51.75%;來自中國臺灣的進口量為57.21萬噸，約占總進口量的9.10%,同比增長約26.49%;來自泰國的進口量為41.14萬噸，約占總進口量的6.54%,同比增長約3.16%;來自科威特的進口量為30.32萬噸，約占總進口量的4.82%,同比增長約66.14%;來自美國的進口量為29.36萬噸，約占總進口量的4.67%,同比增長約1318.36%。中國大陸2012年PX凈進口609萬噸來源地所占份額韓國,二甘甌30%韓a.中泰新美其圖2-1-420

19、12年進口PX情況2.2 我國PX上游原料市場鑒于我國的原油加工量、加工原油的品質，石腦油（包括直鋪石腦油及二次加工的石腦油）的收率僅為原油加工量的13%o有限的石腦油既要用于生產汽油，又要用于乙烯和PX生產。PX必須用石腦油做原料，為了保證汽油辛烷值的需求，汽油必須調入一定比例的以石腦油為原料的重整汽油，由于輕烽及石腦油資源短缺，我國乙烯原料中使用了可以生產優(yōu)質柴油的輕柴油和加氫尾油。2012年我國乙烯共使用加氫尾油716萬噸。預計2020年我國為滿足國內的油品需求，原油加工量將達6.30億噸，即使適當增加輕質原油加工量和努力增加二次加工石腦油產量，石腦油收率達到15%,石腦油產量為9450

20、萬噸，屆時生產汽油、乙烯、PX的石腦油需求要達到10450萬噸,石腦油缺口會達到1000萬噸左右。2.3 我國PX下游市場分析2.3.1 國內PX需求簡介表2-3-12009-2013年表觀消費鑒于PX的應用十分廣泛，正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展中的中國對PX的需求量逐年猛增，雖然生產能力也有所提升，但是仍有很大的缺口，大量的缺口必須依靠進口。至U2013年PX的表觀需求量已達到1641萬噸，已經占全球總量的38%,對全球PX生產及下游產業(yè)鏈的發(fā)展有舉足輕重的影響。下游產品PTA快速發(fā)展，從而繼續(xù)推動PX的需求量上升。預計未來幾年如果PX裝置不能大量的新建中國PX的進口依存度將繼續(xù)上升。預計我

21、國PX的需求量20102015年的增速為10%,20152020年的增速5.3%,2015年和2020年分別達到2416萬噸和3276萬噸左右。20142015年。國內產能約為能將達到1434萬噸，其中，新增產能約為330萬噸，產能增幅約為23%,仍保持較高增幅。20142015年我國PX新增產能詳見表2-3-2。表2-3-220142015年我國PX新增產能20142015年我國PX新增產能生產企業(yè)產能投產時間/年中國石化廣西石化分公司10002014浙江寧波中金有限公司702015中國石化茂名石化分公司602015大連福佳大化有限公司1002015合計3302.3.2 國內下游產品消費分析

22、國內PX需求量的90%以上主要用于生產PTA,PTA是化纖的前端產品，其下游產品主要為滌綸長絲、短纖、切片（包括纖維切片、瓶用切片、薄膜切片）。我國聚酯行業(yè)迅猛發(fā)展，帶動了PTA消費量的增長，下游PTA需求量對PX的生產和消費量的增長。聚酯行業(yè)作為PTA行業(yè)的下游，聚酯的產能直接限制了PTA的產量。根據行業(yè)數據顯示，每生產1單位PTA,可以生產1.163單位的PET。在PTA行業(yè)新產能迅猛擴張的同時，下游聚酯行業(yè)產能同樣高速擴張。2012年國內市場聚酯新增產能620萬噸。截止2012年12月底，國內聚酯總產能達到3888萬噸，接近3900萬噸大關。20092012年聚酯產能和表觀消費增長分別為

23、年均15.5%和11.9%,2012、2013年國內聚酯產能增速分別為19%、16%,20092012年PTA產能和表觀消費增長分別為年均29.8%和12.4%,聚酯產業(yè)的增速低于上游PTA行業(yè)增速，但因聚酯行業(yè)基數大，因此，增加的絕對產能也能跟得上PTA新增的產能。表2-3-4為2008-2016年我國聚酯、PTA產能和PX需求年增長變化。表2-3-32008-2016年我國聚酯、PTA產能和PX需求年增長變化2008-2016年我國聚酯、PTA產能和PX需求年增長變化（單位：萬噸）年度200820092010201120122013201420152016聚酯產能2500265028003

24、20037004000420043504500PTA產能122514451570202030703310392047905060PX需求量728839995120013581704201823082505增長比例-15.318.5%20.6%13.1%25.5%18.4%14.4%8.5%2.4 PX的價格分析在2010年10月至今的二年間，進口PX的美金價格一直維持在$1200/噸以上，國內PX的人民幣價格也相應地維持在10000/噸以上，是整個聚酯行業(yè)產業(yè)鏈上最掙錢的行業(yè)。2009年10月投產的上海石化的一套年產60萬噸的PX裝置，整個項目建設投資近30個億人民幣，但到了2011年4月，所

25、有的投資就已近收回，前后僅用了一年半時間，可見PX生產利潤的回報之高。與原油及下游PTA裝置的歷年價格走勢見圖2-4-3o從圖中可以看由，PX與原油及PTA的價格整體走勢基本一致，在2008年金融危機前達到歷史高值，約1800美元/噸（不含稅，下同），2009年受金融危機的影響PX價格一度跌至約600美元/噸，2010年以來，PX價格一路上升，與PTA的價差越來越大，PX廠家的利潤也相對較高，致使2012年底整個行業(yè)的平均開工率為90%以上。隨著國內PTA產能急速擴張，未來幾年PX的供應將持續(xù)緊張，PX的價格也將維持高位，但與PTA的價差將逐漸回歸合理區(qū)間。圖2-4-3歷年PX與PTA、原油價

26、格走勢2.5 競爭對手與目標市場分析2.5.1 產品行業(yè)分析1 .行業(yè)性質PX生產工藝的技術含量較高，其性質屬于密集型。從市場競爭程度PX生產工藝的技術含量較高，其性質屬于密集型。從市場競爭程度分析，屬于壟斷競爭市場。目前國內共有16家PX生產企業(yè)，主要集中在華北、華東、華南沿海地區(qū)。各生產裝置均有穩(wěn)定的目標市場，相互處于競爭狀態(tài)。進口PX對本項目的標市場也構成競爭態(tài)勢。目前我國進口PX對本項的目標市場也構成競爭態(tài)勢。目前我國有55%左右的PX消費量需要靠國外進口，進口主要來自周邊的韓國、日本、印尼、泰國及中國臺灣等國家和地區(qū)。由于裝置在茂名，距離主要生產較遠，可以發(fā)揮其地域優(yōu)勢，侵入并擴大本

27、項目在華南地區(qū)的目標市場，并逐步穩(wěn)定下來。2 .產品特性分析PX，屬于石油煉制汽油中的副產物，低毒有致癌可能性，是大宗反應的基礎原料。用于生產對苯二甲酸，進而生產對苯二甲酸乙二醇酯、丁二醇酯等聚酯樹脂。聚酯樹脂是生產滌綸纖維、聚酯薄片，聚酯中空容器的原料。滌綸纖維是我國當下第一大合成纖維。也用作涂料、染料和農藥等的原料。根據中華人民共和國危險貨物品名表(GB12268-90)規(guī)定，對二甲苯屬第三類危險貨物易燃液體中的中閃電液體。而且由于它的揮發(fā)性，可能造成蒸汽局部聚集，因此，運輸時要求遠離火源和熱源，防止靜電。2.5.2 市場競爭現狀由于國家多年來對基本建設領域的嚴格控制，在確定產品方案面所批

28、準，建設的PX項目都同時考慮了上下游配套裝置，形成基本完整產業(yè)鏈條因此使PX爭市場形成激烈而有序的局面。國內各生產廠都有相對穩(wěn)定的目標市場，基本上不交叉，體現出分割有序的特征。同時國內各生產廠也都面臨際市場沖擊，需要不斷分割有序的特征。同時國內各生產廠也都面臨際市場沖擊，但是目前我國PX進口價格比國產價格每噸要高出200美元，在價格上相對有競爭優(yōu)勢。我們依舊需要不斷提升自身的競爭能力，特別是在研發(fā)上，力爭掌握核心技術，在產品質量、產品成本等技術經濟指標上不但要在國內爭先，還要與國際水平爭先，以保持其市場地位。本項目在廣東茂名地區(qū)，主要立足于華東市場，距離聚酯銷售市場近，發(fā)展前景較好。2.5.3

29、 目標市場分析本裝置的目標市場是華東地區(qū)，這里已經實現了從PX-PTA-PET的產業(yè)銷售鏈，可以最大程度地在當地消化生產的對二甲苯，減少運輸環(huán)節(jié)存在的風險與費用。第三章產品介紹3.1 性質與用途PX，屬于石油煉制汽油中的副產物，低毒有致癌可能性，是大宗反應的基礎原料。用于生產對苯二甲酸，進而生產對苯二甲酸乙二醇酯、丁二醇酯等聚酯樹脂。聚酯樹脂是生產滌綸纖維、聚酯薄片，聚酯中空容器的原料。滌綸纖維是我國當下第一大合成纖維。也用作涂料、染料和農藥等的原料3.2 產品規(guī)模按照全年工作8000小時，根據AspenPlus模擬結果，實際產量為:表3-2-1實際產品規(guī)格產品產量（萬噸/年）對二甲苯71.2

30、8苯4.6抽余油24.83.3 產品規(guī)格具體產品規(guī)格如下表所示：表3-3-2產品對二甲苯規(guī)格產品組成質量分數對二甲苯99.9表3-3-3產品苯規(guī)格3.4 國內外工業(yè)制備方法目前，PX生產工藝主要還是石腦油路線，即以石腦油為原料，經原料預處理、催化重整、芳爆抽提、芳燒分儲、甲苯歧化與烷基轉移、吸附分離、二甲苯異構化等裝置組成的芳蝶聯合裝置生產制得。全球擁有全套成熟PX工藝生產技術并較大范圍成功商業(yè)應用的專利商主要為美國UOP公司和法國Axens公司，世界上主要芳姓聯合裝置絕大部分均采用這兩家專利商的技術。2011年10月，中國石化集團公司自主開發(fā)的芳蝶吸附分離技術在揚子石化公司順利投產，產品純度

31、達到99.7%。至此，中國石化集團公司已掌握了重整、芳煌抽提、歧化、異構化、吸附分離等裝置的工藝技術，標志著中國石化集團公司成為世界上第三家擁有自主知識產權芳煌聯合裝置成套技術的公司。目前其它公司只擁有單項工藝技術，如日本TORAY公的Isolenede異構化技術和Aromax吸附分離技術、ARCO公司的結MTA ）和生物法PX技術。非石腦油路線主要有輕烴芳構化、甲醇制芳烴（等技術，但由于經濟性或技術問題，還都還未大規(guī)模用于生產芳烴。通過查閱文獻我們選擇以混合芳烴為原料，通過芳烴抽提、芳烴分餾、甲苯歧化與烷基轉移、吸附分離、二甲苯異構化制取PX。3.4.1 芳烴抽提芳烴抽提工藝是利用溶劑對原料

32、中各組分的相對溶解度的不同，實現芳烴與非芳燒（主要是C6-C7微分）的分離，分離成C6-C7混合芳煌和非混合芳煌抽余油。主要有液液抽提和抽提蒸餾兩種工藝。目前國內老的芳烴抽提裝置采用Udex法的較多，主要原因是甘醇類溶劑的市場貨源廣，價格相對便宜；近十多年來。新建的芳烴抽提裝置大多采用環(huán)丁砜法。主要是從操作費用、投資、芳烴回收率以及產品純度等幾個方面綜合考慮的結果。3.4.1.1 液液抽提液液抽提工藝根據所使用溶劑的不同，可分為環(huán)丁砜法、Udex法、N-甲基吡啶烷酮、二甲基亞砜法及N-甲?；鶈徇ǖ取Ｆ渲袘米顝V泛的是環(huán)丁砜發(fā)。Udex工藝以甘醇類為溶劑，有四塔流程和五塔流程兩種工藝。四塔流程

33、有抽提塔、抽提蒸餾汽提塔、抽余油水洗塔和溶劑四部分組成。五塔流程和四塔流程最大的不同是抽提蒸餾和汽提分別在兩個塔中進行，同時對水系統的流向也做了調整，及芳烴罐中的水一部分進入水洗塔，另一部分和回流芳烴罐中的水一起作為汽提塔的汽提介質。甘醇類溶劑抽提工藝有二甘醇，三甘醇，四甘醇工藝，而四甘醇工藝無論從容積比，過程的能耗和溶劑的消耗上來看均優(yōu)于二甘醇和三甘醇工藝。目前國內淘汰了二甘醇和三甘醇工藝。對于重整生成油的芳烴抽提，四甘醇工藝流程簡單，操作容易，產品質量穩(wěn)定，溶劑價廉易得，對設備腐蝕性小，因此認為一種較好的芳烴抽提工藝。Sulfolane工藝以環(huán)丁砜為溶劑，是目前使用最廣泛的一種工藝。Sul

34、folane工藝包括6個部分，即抽提塔，抽余油水洗塔，抽提蒸餾塔，回收塔，水分餾塔，溶劑再生塔。環(huán)丁碉抽提工藝芳爆回收效率高，原料范圍寬，可抽提C6Cii范圍內Sulfolane 工藝。的芳烴，對碳鋼不腐蝕。國內可以生產環(huán)丁砜，使得生產成本降低。由于此工藝比較成熟，基本上裝置可以實現國產化，國內的大多數裝置均采用3.4.1.2 抽提蒸餾工藝常見的抽提蒸餾工藝包括Morphylane工藝（以德國KRUPPWUDE公司20世紀60年代中葉開發(fā)的MORPHYLANE工藝為代表）和環(huán)丁砜抽提蒸餾工藝（以美國UOP、美國GTC公司和中國石化石油化工科學研究院（RIPP）抽提蒸餾工藝為代表）。Morphy

35、lane工藝以N-甲?；鶈徇鵀槿軇?。該方法主要有兩步，ED塔和汽提塔。近年來國內外對Morphylane工藝流程進行了該進。德國Koppers公司的專利中，又提出了同時生產苯和甲苯的新方法。具體為在ED塔前增加蒸餾穩(wěn)定段和與蒸餾段，在蒸餾穩(wěn)定段中將苯的餾分切割出來，通過測線送入ED塔，而富含甲苯的餾分則進入欲蒸餾段，出去高沸點組分后送入ED塔，然后經過汽提塔將溶劑NFM循環(huán)使用，而將苯和甲苯的混合物送入分餾塔進行分餾得到苯和甲苯。該方法不僅產品純度高，而且能耗低。我國科研單位則針對Morphylane工藝難以得到高純度的芳烴，芳烴中少量溶劑難以分離的弱點，提出了改進流程。該方法是在原工藝的基礎

36、上增加了兩個油水分離，家ED塔和汽提塔塔頂采出的非芳烴和芳烴分別進行油水分離，使水與貧油劑進行油水分離，使水與貧油劑混合后進行循環(huán)?？偰芎慕档?，且芳烴純度提高。Morphylane工藝溶劑NFM性能好，不腐蝕碳鋼，整個工藝流程簡單，設備費和能耗低，該工藝建設單苯抽提裝置的投入產出比大，可作為建設僅抽提單元苯裝置的首選工藝。SED工藝是我國化工科學研究開發(fā)的專利技術，以環(huán)丁砜為溶劑，同時加入助溶劑COS形成復合溶劑，這種復合選擇溶劑對芳烴和非芳烴費電影響的不同，使其在蒸餾塔中進行的氣液分離過程，整個工藝過程包括預分餾、抽提蒸餾、芳烴精制和溶劑再生四部分。與Morphylane工藝相比，SED工藝

37、的產品不產生有機氮，并且本的回收率較高。與Sulfolane工藝相比，SED芳烴抽提工藝具有流程簡單，投資底，操作費用低，可以達到優(yōu)級品標準且總操作費用顯著減低。因此是一種應用較廣的工藝。美國GTC公司開發(fā)的GT-BTX工藝采用Techtiv-100th專有混合溶劑，抽提流程及操作條件與SED三苯抽提工藝基本相同，即也包括預分餾、抽提蒸餾、芳烴精制和溶劑再生四部分。GTC公司的Techtiv-100th溶劑在溶解度和選擇性上有較大改進，非芳和芳烴相對揮發(fā)度改變較大，從而易于組分分離，降低所需理論塔板樹，提高芳烴收率和產品純度，溶劑循環(huán)比更低。與SED工藝相比Techtiv-100th溶劑可以增

38、加C9非芳對苯的相對揮發(fā)度，從而能夠處理全范圍的BTX餾分。3.4.2 甲苯歧化與烷基轉移甲苯與C9芳烴在分子篩催化劑作用下選擇性轉化成苯和二甲苯。目前主要有臨氫和非臨氫兩大系列轉化技術。3.4.2.1 Xylene-Plus技術ARCO公司20世紀60年代開發(fā)出Xylene-Plus技術，Axens公司為專利商。該技術為非臨氫轉化技術，使用移動床反應器，非貴金屬催化劑，催化劑易結焦，故需連續(xù)再生。中國石油遼陽石化分公司一期芳烴聯合裝置就采用這項技術。但因操作費用較高、催化劑性能不好、轉化率低、選擇性較差，該裝置目前已停產。3.4.2.2 Tatoray技術Tatoray技術于1969年工業(yè)化

39、，采用絕熱固定床反應器，絲光沸石催化劑，臨氫操作，反應原料為甲苯和C9芳烴。該工藝具有反應器結構及反應流程簡單、轉化率高、選擇性高等特點，而且該工藝不僅可以處理甲苯，還可以充分利用C9芳烴，最大限度地滿足生產PX的要求。因此在與其他工藝的競爭中，Tatoray技術始終處于優(yōu)勢地位。3.4.2.3 甲苯選擇性歧化甲苯選擇性技術（MSTDP）于1988年實現工業(yè)化，其工藝流程與甲苯歧化法（MTDP）相似，該工藝主要是通過對催化劑進行改性，堵塞沸石的部分孔道，提高分子尺寸較大的間二甲苯（MX）、鄰二甲苯（OX）的擴散阻力，而分子尺寸較小的P二甲苯中的PX含量超過熱力學平衡組成，高達82%90%。由于

40、PX的選擇性高,使二甲苯異構化的操作負荷大幅度減少，PX的分離操作費用可以減少40%50%。該工藝的主要缺點是只能用甲苯而不能使用C9芳烴做原料，不能做到最大限度地增產PX。在MSTDP工業(yè)化的基礎上，Mobil公司研究了沸石新的擇形化處理方法，開發(fā)了新的ZSM-5催化劑，并開發(fā)了甲苯制PX的MTDP工藝。該催化劑不用預結焦處理，而是用硅改性處理，從而省去了開工前的預結焦過程，并且反應產物二甲苯PX 的含量可高達90%MTDP的反應溫度比MSTDP低3550C,操作費用比MSTDP低10%15%。UOP公司最新開發(fā)了PX-Plus工藝，該工藝的實質是一種甲苯選擇性歧化工藝。該工藝采用一種沸石催

41、化劑，通過對沸石微孔尺寸的改變來實現選擇性歧化的目的。該工藝的甲苯轉化率為30%，二甲苯中的PX含量為90%，苯與二甲苯摩爾比為1.37，按轉化的甲苯計，PX的質量產率為41%，比MSTDP低（44%）。PX-Plus工藝的開車工序與MSTDP相似，開車時需要先對催化劑進行預處理1。上海石化研究院自20世紀90年代研制的歧化催化劑實現了工業(yè)化，目前我國大部分芳烴聯合裝置的歧化催化劑均采用上海石化研究院研制和生產的HAT系列催化劑。甲苯的甲醇甲基化路線是有望增加PX產量的另一種工藝路線，目前世界上還沒有大規(guī)模的生產裝置問世，主要是這類裝置的經濟效益要取決于是否與大規(guī)模的甲醇裝置配套。該方法的吸引

42、力在于其收率要比傳統的甲苯歧化工藝高一倍。最近美國GTC公司已開始營銷由印度石化公司開發(fā)的甲苯甲基化工藝GT-TolAlk。該工藝采用一種專有的高硅沸石催化劑，在氫氣和水存在下的固定床上進行反應，PX的選擇性大于85%,PX的回收通常用一個結晶系統（如CrystPX）來完成。甲苯甲基化路線具有以下優(yōu)點：可將每噸PX所需的甲苯量由約2.8t降低至1.0t；甲醇易于得到，并且相對低廉；苯的產出量可忽略不計3.4.3 吸附分離吸附分離工藝技術是從混合C8芳烴4種異構體（OX、MX、PX及乙苯）中分離出PX。由于C8芳烴4種異構體化學結構相似，其物理性質尤其是沸點也接近，這給C8芳烴的分離帶來困難，用

43、通常的精密蒸餾法難以實現。專門用于二甲苯分離的工業(yè)化方法有傳統的深冷結晶和選擇性吸附法兩種.混合二甲苯的凝固點區(qū)別很大,分別是:PX13.3,鄰二甲苯-25.2、間二甲苯-47.9,乙苯-95.0。分離工藝的一段結晶在-62到-68形成低共熔結晶體,二段結晶溫度-20到-10,由此深冷結晶除去PX異構體,多次反復,使PX的產品純度達到98%以上,但收率最高只有70%左右。結晶法因其能耗低,產品純度高,生產工藝及設備簡單等優(yōu)點而被較早應用于工業(yè)生產。其工藝包括深冷結晶工藝,熔融結晶工藝（GT-CrystPx工藝、Mobil工藝、BP工藝、MWP工藝、PROABD工藝與PXPlusXP工藝),其中

44、的GT-CrystPx工藝因其突出的優(yōu)點早期就得以廣泛應用。選擇性吸附方法是采用特定分子篩吸附劑和模擬移動床吸附塔對C8芳烴中的PX進行選擇性吸附，再用解吸劑將PX從吸附劑上解吸下來，達到從C8芳烴中分離出PX的目的。此法于20世紀70年代初期工業(yè)化，由于其工藝流程簡單，經濟效益好，發(fā)展迅速。由UOP公司開發(fā)的Parex法、日本東麗公司開發(fā)的Aromax法以及Axens公司的Eluxy1法都屬于這種方法。Axens公司吸附分離工藝技術有單一型和組合型兩種方案，單一型是由兩臺吸附塔組成，特點是吸附塔分為5個區(qū)以調節(jié)進料、脫附劑、抽出液、抽余液和反洗液等5種物流。組合型是吸附分離采用1個吸附塔將P

45、X提濃到90%純度，送到結晶段，結晶可在較高的溫度下實現，結晶段成本降低。該組合工藝適合于對現有結晶裝置的擴能造。UOP公司的Parex工藝，對PX有強親合力，而對與其他C8芳烴異構體有弱吸附性的分子篩吸附劑的開發(fā)，從C8芳烴中回收PX。來自異構化部分脫庚烷塔塔底的C8芳烴和混合二甲苯物流進二甲苯分離塔，二甲苯和更輕的組分從塔頂采出，C9+芳烴從重組分塔塔底采出，用作汽油原料。塔頂物料被送到Parex裝置。該裝置是使用分子篩的固定床，通過分子篩優(yōu)選吸附PX，實現PX的分離。Parex工藝是UOP公司20世紀60年代開發(fā)的，可從液相混合C8餾分中連續(xù)吸附PX。Eluxyl與UOP的Parex工藝

46、相比，概念相似，但設備設計不同。IFP有自己的高性能吸附劑(SPX3000)，在第一套工業(yè)化裝置中(韓國的S-Oil公司)得到了純度高達99.9%的產品。該技術使用了接近120個單獨的開關閥，而不是像UOP那樣用一個專有的大型多個進口和多個出口的旋轉閥。FP運用拉曼光譜測量塔內的濃度曲線。這種創(chuàng)新的分析方法利用光導纖維傳輸光譜，允許即時準確地對塔內濃度曲線作出反映，結合計算機應用控制閥門順序，達到優(yōu)化和控制操作的目的。IFP還優(yōu)化了內部構件的設計，減少了死體積，提高了效率。從結晶裝置得到的PX純度可達到99.9%以上。目前，國內絕大部分芳烴聯合裝置采用UOP吸附分離技術。國內已經投產的中國石油

47、遼陽石化分公司和中國石化天津分公司的芳烴裝置均采用了UOP公司的成套專利技術，均由中國石化工程建設公司設計，采用國產催化劑，設備大部分立足國內，與以往的成套引進相比，節(jié)省了投資，并使國內芳烴生產技術、催化劑研制和制造水平、設備制造水平得到提升。石科院、中國石化工程建設公司、揚子石化公司和催化劑分公司，聯手攻關全套芳烴技術的最后堡壘PX吸附分離技術，最終形成具有自主知識產權的全套芳烴技術。2011年10月9日，揚子石化公司承建的中國石化重大科研項目芳烴吸附分離技術開發(fā)及工業(yè)示范裝置生產出合格PX產品，其產品純度達到99.7%。這標志著全套芳烴技術的最后一個技術難關取得重大突破，這一技術填補了國內

48、空白，打破了國外公司長期以來對芳烴技術的壟斷，使我國成為世界上繼美國、法國之后第三個掌握具有自主知識產權的全套芳烴技術的國家。3.4.4 二甲苯異構化二甲苯異構化工藝技術是以基本不含或含少量PX的混合C8芳烴為原料，在催化劑作用下C8芳燒4種異構體（OX、MX、PX和乙苯）之間的轉化技術。反應使混合C8芳烴中的PX濃度達到平衡濃度，從而提高PX產量。目前國外二甲苯異構化技術工業(yè)比較成熟和有競爭力的有UOP公司的Isomar技術、美國Mobil公司的MHA1/Xymax技術以及Axens公司的Octafining技術（由ARCO公司和Engelhard公司開發(fā)并實現工業(yè)化），該類催化劑的特點是將

49、C8芳烴中的乙苯轉化成二甲苯，從而可以使PX裝置在進料量一定的前提下最大可能地生產PX。這些工藝的流程非常相似。UOP技術中液體進料是由在其他工藝中使對位和鄰位二甲苯異構體含量減少了的C8芳烴組成。這種進料與補充和循環(huán)氫混合，經間接換熱和加熱爐加熱后，通過一臺固定床催化反應器。反應器流出物通過換熱冷卻后進入相分離器。富氫的氣相被循環(huán)，排放一部分氣體，維持所要求的最低氫濃度。將分離器液體送到脫庚烷塔，分離異構體中的輕烴，然后異構體進入白土塔。在白土塔中微量的二烯烴被聚合，保護PX分離吸附劑（如果使用），并使鄰二甲苯符合酸洗顏色規(guī)格。白土塔使用一種切換系統，離線裝置用蒸汽再生。經白土處理的異構體在

50、裝置內循環(huán)，形成二甲苯分離塔的部分混合二甲苯原料。異構化工藝使用了雙功能催化劑（即酸功能和金屬功能），操作壓力為2.2MPa工藝物流接近平衡。用UOP公司的I-9催化劑，乙苯可以轉化為二甲苯。UOP的I-210催化劑可使環(huán)的損失降低，從1998年4月后已工業(yè)化應用。應用IFP的一些催化劑體系（如Opairs）也可以使乙苯轉化為二甲苯。一些企圖由固定數量PX和鄰二甲苯的芳烴生產廠通常選擇這種催化劑體系。由于異構化裝置規(guī)模較大，催化劑性能對裝置的經濟性有較大的影響。國內外專利商也不斷致力于催化劑性能的改進，催化劑的技術水平也略有差異。第四章工藝方案選擇第五章企業(yè)系統集成方案1.1 集成依據化工動力

51、多聯產系統是通過對熱工過程和化工過程集成優(yōu)化整合，達到更合理的物質與能量綜合梯級轉換利用，從而形成一體化的能源資源利用系統，以實現領域交叉等多種目標。因此，它常常具有下列特點：最有效地進行能源資源綜合梯級與循環(huán)利用，以實現從能源資源到各種二次能源和化工產品轉化過程的利用率最大化；最合理地進行多領域交叉，為統籌解決單個領域發(fā)展長期不能解決問題提供最有效途徑和手段，具有協調兼顧了動力、化工、環(huán)境等多領域問題特點；可最大限度地將物質與能量轉化過程和污染物控制過程一體化，具有低能耗、低成本的有害物質排放控制和污染極小化等的潛力。而與企業(yè)的系統集成可視為化工動力多聯產系統的一部分，它通過與企業(yè)之間進行的

52、能量與物料的集成，而達到各種能源的最大利用化以及污染物質排放的最小化的目標。因此本項目主要針對能量與物料與廠內部以及外部企業(yè)進行集成。本廠作為茂名石化工業(yè)區(qū)的茂名石化分廠，在物料與能量上不僅可以在內部集成，也可以實現與其他企業(yè)的集成，從而使能源動力系統既達到合理利用能源和低污染排放，又使化工產品的生產過程變得低能耗與低成本，從而實現了多領域功能需求和能源資源高增值的目標。1.2 廠內集成本項目主要分抽提分餾單元、芳烴反應單元和吸附分離單元。抽提分餾單元分為芳烴抽提工段和芳烴分餾工段。芳烴反應單元分為甲苯歧化與烷基化工段和二甲苯異構化工段。吸附分離單元分為吸附分離工段。下面對廠內的集成方案進行具

53、體分析：1.2.1 廠內物料的循環(huán)1.2.2 廠內能量集成1.3 與總廠的物質、能量集成關系作為茂名石化煉油產生的石腦油為原料的項目，每年消耗總廠的混合芳烴125萬噸，所用原料來自于總廠，與總廠物質能量集成關系密切，減少了中間過程的儲運等一系列流程，降低了成本投資。1）茂名石化對二甲苯分廠原料來源于中國石化茂名分公司煉油廠產生的混合芳烴，每年消耗混合芳烴125萬噸，產出PX70萬噸，副產品（要補要改），年銷售收入億元人民幣，對總廠混合芳烴產品進行了利用，優(yōu)化了產品結構，并大大提高了產品的附加值，2） 二甲苯異構化消耗的原料氫氣來自茂名石化20萬立方米/小時煤制氫裝置產生的氫氣。3） 在甲苯歧化

54、與烷基化工段，在汽提塔中塔頂采出出液中含有大量的輕質芳烴，這股物料放空燃燒會是一個極大的浪費，可以打回總廠的催化重整裝置，使這股物料有了更好的利用。4） 該生產廠每年產生大量的廢水，來自加工單元的排水、機泵填料函、地面沖洗水、實驗室排水等，污水COD高，含有大量的石油類（苯、二甲苯等）有機物?？倧S作為大型煉油項目，會有更復雜含有機物更多的廢水進行處理，利用總廠的污水處理系統，大大降低了投資和運行成本，有著更好地環(huán)境效益和經濟效益。5.2與與工業(yè)園區(qū)的系統集成方案本廠位于茂名石化工業(yè)區(qū)，此基地配有電廠，自來水廠，污水處理廠等共用設施，配套設施完善；此外，基地中還有其他許多大型化工企業(yè)，該工藝原料

55、供應充足，接近下游企業(yè)。1）與原料生產廠的集成茂名石化工業(yè)園區(qū)目前已經開展了千萬噸的煉油項目，帶動了大批石化項目上馬，對二甲苯廠所用的輔助原料可由園區(qū)內相關廠家直接提供，節(jié)省了大量的原料運輸成本。2）與與下游工廠的集成本工藝的產品對二甲苯、苯是附加值較高的化工產品。對二甲苯主要用于生產PTA，生產的PX可作為江蘇盛洪集團投資20億元在茂名石化工業(yè)區(qū)建設60萬噸/年PTA項目的原料。第六章廠址選擇6.1 廠址選擇的基本原則在進行化工廠的選址是，要遵循以下幾點基本原則。1. 廠址位置必須符合國家工業(yè)布局，城市或地區(qū)的規(guī)劃要求，盡可能靠近城市或城鎮(zhèn)原有企業(yè)，以便于生產上的協作，生活上的方便。2. 廠址宜選在原料、燃料供應和產品銷售便利的地區(qū)，并在儲運、機修、公用工程和生活設施等方面有良好基礎和協作條件的地區(qū)3. 廠址應靠近水量充足的水質良好的水源地，當有城市供水、地下水和地面水三種供水條件時，應該進行經濟技術比較后選用4. 廠址應盡可能