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中石油某分公司環(huán)氧乙烷乙二醇裝置環(huán)氧乙烷系統(tǒng)改造項(xiàng)目可行性研究報(bào)告(完整版)

  

【正文】 , P207A/B EO 解吸塔釜液泵需更換。 主要研究結(jié)論 根據(jù)對(duì)本項(xiàng)目產(chǎn)品的市場(chǎng)需求、工藝技術(shù)、建設(shè)條件、環(huán)保措施等的初步研究,本項(xiàng)目主要增加的產(chǎn)品的市場(chǎng)前景廣闊;主要原料供應(yīng)落實(shí);可以在很大程度上依托現(xiàn)有設(shè)施、技術(shù)人員和場(chǎng)地;技術(shù)方案切實(shí)可行;能夠確保安全生產(chǎn);環(huán)保措施落實(shí),可把對(duì)環(huán)境的污染降低到最小程度。 (2) 環(huán)氧乙烷 /乙二醇裝置環(huán)氧乙烷系統(tǒng)擴(kuò)能改造后,可提高乙二醇裝置適應(yīng)市場(chǎng)變化的能力。因此對(duì)于大型乙二醇生產(chǎn)裝置而言,應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)置環(huán)氧乙烷精制單元,增加裝置的操作彈性,使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更靈 活,降低市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。 (3) 充分利用某石化分公司現(xiàn)有的土地資源,不新征土地。LS)專(zhuān)利,設(shè)計(jì)年產(chǎn) 萬(wàn)噸乙二醇, 1980 年 11 月投產(chǎn)。 某石化有煉油、芳烴、烯烴等專(zhuān)業(yè)線,擁有主體生產(chǎn)裝置 61 套。1 1 總 論 項(xiàng)目及建設(shè)單位基本情況 項(xiàng)目基本情況 項(xiàng)目名稱(chēng) 某環(huán)氧乙烷 /乙二醇裝置環(huán)氧乙烷系統(tǒng)改造項(xiàng)目 項(xiàng)目建設(shè)性質(zhì) ● 項(xiàng)目建設(shè)性質(zhì) 本項(xiàng)目屬依托老企業(yè)的改造項(xiàng)目。煉油部分擁有加工俄羅斯原油為主的全加氫煉廠,是國(guó)內(nèi)最重要的俄油加工企業(yè),年一次加工能力近千萬(wàn)噸;加氫裂化、加氫 精制、延遲焦化等配套加工手段十分完備,在為下游提供充足化工原料的同時(shí),每年可為市場(chǎng)提供優(yōu)質(zhì)柴油近 300 萬(wàn)噸。1989 年由美國(guó)聯(lián)合碳化物公司( UCC)承擔(dān)改造,由原來(lái)的空氣氧化法改為氧氣直接氧化法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷,其生 產(chǎn)能力擴(kuò)大了 66%,按年運(yùn)行時(shí)間 7600小 時(shí)計(jì)算:年產(chǎn)乙二醇 59652 噸、精環(huán)氧乙烷 萬(wàn)噸。 (4) 堅(jiān)持國(guó)產(chǎn)化原則,技術(shù)、設(shè)備、材料、儀表盡量立足國(guó)產(chǎn),節(jié)省外匯、減少投資。 為了滿(mǎn)足市場(chǎng)需要及使企業(yè)利潤(rùn)最大化,某石化分公司考慮依托現(xiàn)有環(huán)氧乙烷 /乙二醇裝置的工藝,再建一套環(huán)氧乙烷精制系統(tǒng),能力為 5 萬(wàn)噸 /年,使某石化分公司的環(huán)氧乙烷總生產(chǎn)能力達(dá)到 10 萬(wàn)噸 /年。 主要外部有利條件 (1) 人才優(yōu)勢(shì) 某石化分公司現(xiàn)有一套環(huán)氧乙烷 /乙二醇裝置(最多可生產(chǎn) 5 萬(wàn)噸 /年高純度的環(huán)氧乙烷),擁有大批參與環(huán)氧乙烷裝置建設(shè)、管理的技術(shù)人員和具有豐富操作經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)工人, 具有環(huán)氧乙烷精制的人才優(yōu)勢(shì)。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn) 表 。但要注意新 P207A/B 泵的關(guān)閉壓力要維持原數(shù)值。全球約三分之二的環(huán)氧乙烷用于生產(chǎn)單體乙二醇 (EG),其它用于生產(chǎn)其它多元醇,例如二乙二醇、三乙二醇和多乙二醇,還用于生產(chǎn)洗滌劑乙氧基化合物、乙醇胺、乙二醇醚、熏蒸劑和藥物的消毒劑等。 目前 Dow 是 世界最大環(huán)氧乙烷生產(chǎn)商,其生產(chǎn)能力達(dá)到 萬(wàn)噸 /年,占世界總產(chǎn)能的 %,其次是 Shell公司,產(chǎn)能為 127 萬(wàn)噸 /年; Sabic 公司居第三位,產(chǎn)能為 111 萬(wàn)噸 /年。 預(yù)計(jì) 20202020 年期間世界環(huán)氧乙烷需求增長(zhǎng)將超過(guò)總體經(jīng)濟(jì)平均增長(zhǎng)水平,年均增長(zhǎng)率將達(dá)到 %,屆時(shí)年需求量將達(dá)到 2170 萬(wàn) 噸 。世界乙二醇主要消費(fèi)地區(qū)是亞洲、北美和西歐地區(qū), 2020 年分別占世界總消費(fèi)量的 %、%和 %。 20202020 年,西歐地區(qū)乙二醇供需均呈緩慢增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),生產(chǎn)能力由 151 萬(wàn)噸 /年上升到 173 萬(wàn)噸 /年,產(chǎn)量由 111 萬(wàn)噸上升到 146 萬(wàn)噸,消費(fèi)量從 154 萬(wàn)噸上升到 168 萬(wàn)噸,年均增長(zhǎng)率分別為 %、 %及 %。北美的消費(fèi)結(jié)構(gòu)不同于亞洲,用于生產(chǎn)聚酯的乙二醇的比例低于亞洲和世界平均水平,約占總消費(fèi)量的%,而用于生產(chǎn)防凍液的比例高達(dá) %,用于其它用途的比例達(dá) %。 2020~ 2020 年世界乙二醇消費(fèi)量年均增長(zhǎng)率高達(dá) %,乙二醇的快速增長(zhǎng)主要?dú)w功于世界聚酯行業(yè)的快速發(fā)展。由于國(guó)內(nèi)環(huán)氧乙烷產(chǎn)能有限,環(huán)氧乙烷下游產(chǎn)品的進(jìn)口量較多,其中進(jìn)口量最多的是乙二醇, 2020 年乙二醇進(jìn)口量高達(dá) 406 萬(wàn)噸,其它環(huán)氧乙烷下游產(chǎn)品有:乙二醇醚 萬(wàn)噸,乙醇胺 萬(wàn)噸,非離子表面活性劑 萬(wàn)噸,參見(jiàn) 表 。相比之下,到 2020 年國(guó)內(nèi)環(huán)氧乙烷商品量應(yīng)增加 20 萬(wàn)噸,到 2020 年再增加 30萬(wàn)噸。 表 2020 年我國(guó)乙二醇生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能 序號(hào) 企業(yè)名稱(chēng) 生產(chǎn)能力 (萬(wàn)噸 /年 ) 專(zhuān)利商 1 揚(yáng)子石化 26 SD 2 上海石化 SD 3 吉林石化 16 SD 4 茂名石化 10 Shell 5 燕山石化 8 SD 6 天津石化 6 Shell 7 某石化 20 Shell 8 北京東方 4 SD 9 撫順石化 5 Shell 10 獨(dú)山子石化 5 SD 11 揚(yáng)巴 石化 30 BASF 中石油遼陽(yáng)石化分公司環(huán)氧乙烷 /乙二醇裝置環(huán)氧乙烷系統(tǒng)改造可行性研究報(bào)告 9 序號(hào) 企業(yè)名稱(chēng) 生產(chǎn)能力 (萬(wàn)噸 /年 ) 專(zhuān)利商 12 中海殼牌 32 Shell 全國(guó)合計(jì) 185 近幾年隨著我國(guó)乙二醇生產(chǎn)發(fā)展緩慢, 2020 年~ 2020 年國(guó)內(nèi)乙二醇總產(chǎn)量一直徘徊在 90 萬(wàn)噸的水平, 2020 年 揚(yáng)巴 石化乙二醇裝置的建成投產(chǎn),使國(guó)內(nèi)乙二醇產(chǎn)量往前邁了一大步,產(chǎn)量猛增到 110 萬(wàn)噸, 2020 年提高到 135 萬(wàn)噸, 2020年到 2020 年國(guó)內(nèi)乙二醇產(chǎn)量年均增長(zhǎng)率僅為 %。近年來(lái),聚酯行業(yè)的快速發(fā)展是帶動(dòng) 乙二醇 需求增長(zhǎng)的主要因素。 2020 年以后,在國(guó)際原油價(jià)格急劇上漲的帶動(dòng)下,環(huán)氧乙烷價(jià)格同步大幅度上漲,于 2020 年達(dá)到最高峰, 2020 年 9 月曾達(dá)到 16000 元 /噸,之后在 15000 元 /噸的高位運(yùn)行。根據(jù)近年市場(chǎng)實(shí)際狀況,產(chǎn)品不含稅價(jià)格為: 乙二醇 7315元 /噸 二乙二醇 6716元 /噸 三乙二醇 11315 元 /噸 目標(biāo)市場(chǎng) 某目前將對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置進(jìn)行改造,增加環(huán)氧乙烷的產(chǎn)量。 總物料平衡 見(jiàn)圖 /乙二醇裝置環(huán)氧乙烷系統(tǒng)擴(kuò)能改造后 EO/EG 裝置物料平衡示意圖。 目前世界上占有氧氣氧化法技術(shù)市場(chǎng)份額較大的公司有三家,即 Shell、 UCC和 SD,這三家技術(shù)的生產(chǎn)能力合計(jì)占世界總生產(chǎn)能力的 87%。 本項(xiàng)目采用的工藝技術(shù)介紹 如上所述,某乙二醇裝置采用的是 Shell 公司氧氣氧化法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷的專(zhuān)利技術(shù),由于各專(zhuān)利商環(huán)氧乙烷精制所采用原料組成的不同,為了使本項(xiàng)目所建單元與原裝置更好地銜接,因此本項(xiàng)目還將延續(xù)原 Shell 專(zhuān)利技術(shù)的特點(diǎn),但也有很大區(qū)別,這就是本項(xiàng)目將完全由國(guó)內(nèi)工程公司完成工藝包、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。 4 表 原料和輔助材料數(shù)量表 EO 精制擴(kuò)能改造后工藝物料消耗 EO 精制擴(kuò)能改造前工藝物料消耗 本項(xiàng)目工藝物料消耗 增量 名稱(chēng) 單位 備 備 每小時(shí) 備 每小時(shí) 每年 每小時(shí) 每年 每年 注 注 注 原料 乙烯 t 146800 146800 0 0 氧氣 t 135600 135600 0 0 甲烷 t 2400 2400 0 0 化學(xué)品 NaOH( 30%溶液) kg 344800 344800 0 0 碳酸鹽 t 少量(初裝量 ) 少量(初裝量: ) 0 0 活化劑 m3 少量(初裝量: 19 m3) 少量(初裝量: 19 m3) 0 0 一氯乙烷 kg 7720 7720 0 0 消泡劑 kg 206080 206080 0 0 EO 催化劑 t 160/3 壽命按3 年計(jì) 160/3 壽命按3 年計(jì) 0 0 活性碳 m3/2 年 m3/2 年 0 0 MEG 精制樹(shù)脂 m3/年 m3/年 0 0 5 (2) 原料及輔助原料規(guī)格 原料及輔助原料規(guī)格見(jiàn) 1) 乙烯 界區(qū)點(diǎn)條件:壓力: 溫度: 40℃ 輸送方式:管道輸送 表 乙烯規(guī)格 名 稱(chēng) 規(guī) 格 乙烯 %(mol) 甲烷 Max. %(mol) 乙烷 Max. %(mol) 丙烯及重組份 Max. 10ppm(mol) 乙炔 Max. 5ppm(mol) 氫氣 Max. 5ppm(mol) CO Max. 5ppm(mol) CO2 Max. 5ppm(mol) 總硫 Max. 1mg/kg 甲醇及其他有機(jī)氧化物 Max. 10mg/kg 氧氣 Max. 1ppm(mol) 水 Max. 5ppm(mol) 2) 氧氣 界區(qū)點(diǎn)條件:壓力: 溫度:環(huán)境溫度 輸送方式:管道輸送 表 氧氣規(guī)格 名稱(chēng) 規(guī) 格 氧氣 Min. %(mol) 氮?dú)?+氬氣 Max. %(mol) 三氯乙烯 +三氯乙烷 Max. ppm 3) 甲烷 界區(qū)點(diǎn)條件:壓力: 溫度:環(huán)境溫度 輸送方式:管道輸送 6 表 甲烷規(guī)格 名稱(chēng) 規(guī) 格 甲烷 %(mol) 氫氣 Max. %(mol) CO+CO2 Max. %(mol) 乙烷 Max. %(mol) 乙烯 Max. %(mol) 丙烯及重組份 Max. 15ppm(mol) 乙炔 Max. 100ppm(mol) 總硫 Max. 2mg/kg 4) 化學(xué)品及催化劑的規(guī)格 a) EO 催化劑 本裝置采用 Shell/CRI 的高選擇性 EO 催化劑 S882, S882 是一種以圓柱狀氧化鋁為載體的銀催化劑,其中銀的比例約為 % %.催化劑在 EO 反應(yīng)器中的裝填密度為 910kg/m3960kg/m3。而在產(chǎn)品規(guī)格表中,由于只增加了精制環(huán)氧乙烷產(chǎn)品,因此僅列出精制環(huán)氧乙烷產(chǎn)品的規(guī)格。 EO 精制塔 C- 303B 塔底釜液含有乙二醇、乙醛雜質(zhì)及約 40%的環(huán)氧乙烷水溶液送至乙二醇反應(yīng)及回收工序 (400 號(hào)單元 )。 (4) 凡與高純度 EO 接觸的法蘭墊片不得用含有石棉的材料,一般采用0Cr18Ni9 加柔性石墨纏繞墊片。因此本報(bào)告建議環(huán)氧乙烷精制塔的進(jìn)料泵、回流泵采用進(jìn)口設(shè)備,本裝置擴(kuò)建改造中擬引進(jìn)的設(shè)備見(jiàn) 表。 (2) 在滿(mǎn)足工藝性能、技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的前提下利用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品,節(jié)省投資費(fèi)用。導(dǎo)向浮閥為矩形,兩端設(shè)有閥腿,塔板上的導(dǎo)向浮閥,有的具有一個(gè)導(dǎo)向孔,有的具有二個(gè)導(dǎo)向孔。 裝置消耗定額 裝置消耗定額見(jiàn) 表 。塔頂氣含 CO2 及甲醛的低純度 EO 產(chǎn)品經(jīng) EO 精制塔塔頂冷凝器 E- 312 及 EO精制塔塔頂再冷卻器 E- 313 冷凝及過(guò)冷到 29℃后流至 EO 精制塔回 流罐 V- 305,該凝液大部分回流,其余的作為 乙二醇工段的進(jìn)料及 新增環(huán)氧乙烷系統(tǒng)的環(huán)氧乙烷精制塔 C303B 的進(jìn)料。添加劑可從脫除CO2 技術(shù)的專(zhuān)利商( Eickmeyer)處購(gòu)得。通過(guò)不斷地消化吸收和摸索,開(kāi)發(fā)出了以沸 騰水撤熱的乙烯氧化制環(huán)氧乙烷反應(yīng)器的計(jì)算軟件、環(huán)氧乙烷反應(yīng)器蒸汽包高度計(jì)算程序、有限元分析計(jì)算環(huán)氧乙烷反應(yīng)器管板計(jì)算程序、環(huán)氧乙烷水合制乙二醇反應(yīng)計(jì)算、全流程工藝模擬計(jì)算程序和單元設(shè)備計(jì)算程序等,在環(huán)氧乙烷 /乙二醇裝置的設(shè)計(jì)及工程實(shí)踐中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),已經(jīng)具備了獨(dú)立完成不同規(guī)模環(huán)氧乙烷 /乙二醇裝置(新建和改造)全套工藝設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)的能力。LS 公司等所占有。(單位:噸 /年 ) EO/EG 裝置 新鮮水 152020 208000 循環(huán)冷卻水 77984000 脫鹽水 48000 電 78936000 kWh年 儀表空氣 3728000m 3 氮?dú)? 8064000 m 3 m 乙烯 146800 精制環(huán)氧乙烷 100000 氧氣 135600 甲烷 2400 一乙二醇 127300 二乙二醇 10500 三乙二醇 480 ( N) 鍋爐給水 工廠空氣 3202000 168000 中壓蒸汽 232020 低壓蒸汽 3 ( N) ( N) 蒸汽凝液 232020 1 4 工藝裝置技術(shù)及設(shè)備方案 工藝技術(shù)選擇 由于本項(xiàng)目所擴(kuò)建的環(huán)氧乙烷精制單元為遼化原環(huán)氧乙烷 /乙二醇裝置
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