【正文】 設(shè)計中采用的主要標準及規(guī)范 GB 50160?1992 石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范 (1999 年版 ) SH 300820xx 石油化工廠區(qū)綠化設(shè)計規(guī)范 SH/T 3013?20xx 石油化工廠區(qū)豎向布置設(shè)計規(guī)范 SHJ23?1990 石油化工企業(yè)廠內(nèi)道路設(shè)計規(guī)范 SHJ3024?1995 石油化工企業(yè)環(huán)境保護設(shè)計規(guī)范 SH/T3032?20xx 石油化工企業(yè)總體布置設(shè)計規(guī)范 油品儲運 儲運系統(tǒng)設(shè)計原則 1）嚴格執(zhí)行有關(guān)的現(xiàn)行設(shè)計標準、規(guī)范及設(shè)計技術(shù)規(guī)定。 道路 新建 MTBE 裝置周圍已建環(huán)行消防通道，可以滿足消防要求。 d 力求通過改、擴建，使總平面布置更趨合理，完善，并應(yīng)減少改、擴建時對生產(chǎn)的影響。項目主要組成及用地面積見 81。 地下水大體自西南向東流，坡度 2?，地下水最大埋深 ，最小埋中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 29 深 ，地下水對各種砼均無侵蝕。交通運輸條件非常方便。 XX 火車站位于煉油廠西部，相距約 2 公里，煉油廠鐵路專用線已建成運營多年。廠區(qū)座落在昆侖山前， XX 河沖洪積平原的戈壁灘上，海拔 2850m。 建廠條件 廠址自然概況﹑地理條件及交通運輸條件 XX 市是 XX 省第二大城市，地處青藏高原柴達木盆地南緣中部，昆侖山北麓， XX 河沖洪積平原的戈壁灘上，海拔 2817～ 2823m，地形南高北低，局部地方起伏不平，平均坡度 ?。 5)儀表供電采用 UPS。 2)DCS 控制回路 I/O 卡件采取冗余配置。 4) 萃取塔界位與塔底甲醇抽出量串級控制； 5) 甲醇回收塔液位與萃取水流量串級控制 。 DCS 配置時予留 15%的備用量。 控制室新增用電負荷 4kVA，通過 UPS 供電。所有電源設(shè)備和部件必須 1:1 冗余。 DCS 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 24 選用先進可靠產(chǎn)品，要具有良好的人機界面，良好的控制性能，擴展性強，便于擴容，系統(tǒng)開放，便于系統(tǒng)互聯(lián)。電 氣閥門定位器隨調(diào)節(jié)閥成套配帶。 4)進出裝置油品選用渦輪流量計，進出裝置氣體選用旋進旋渦流量計。關(guān)鍵儀表選用中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 23 國外產(chǎn)品。 自動化水平 控制系統(tǒng)采用分散控制系統(tǒng)（ DCS），采用技術(shù)先進、質(zhì)量可靠的儀表，自動化水平達到國內(nèi)同行業(yè)先進水平。 MTBE 裝置與現(xiàn)有的氣體分餾裝置共用一個控制室，共用一套 DCS。 表 52 國標（ GB33892）優(yōu)等品甲醇指標 序號 項 目 指 標 說 明 1 色度（鉑 鈷），號 ≤ 5 2 密度（ 20℃） ～ 3 溫度范圍（ 101325Pa） 64～ ℃ 4 沸程（包括 177。 2）在原料管路上增設(shè)脫塵脫水器，進一步除去胺、堿、游離水。 本裝置中的主要設(shè)備見表 42。本裝置人員由公司內(nèi)部調(diào)配，如果將 MTBE 與氣分裝置設(shè)置為一個裝置，人員根據(jù)情況適當減少。裝置平面布置按其功能劃分為塔區(qū)、框架區(qū)、管廊區(qū)、檢修場地及消防通道等。 在甲醇回收塔中甲醇從水溶液中解析出來從塔頂餾出，經(jīng)甲醇回收塔冷凝器冷凝后進入甲醇回收塔回流罐，由甲醇回收塔回流泵抽出，一部分送往塔頂作為回流，另一部分在裝置內(nèi)循環(huán)使用或送至甲醇罐區(qū)。 甲醇萃取塔的用于分離未反應(yīng)甲醇和 C4 餾份，用水作萃取劑。 反應(yīng)器中裝有大孔徑磺酸陽離子交換樹 脂 ，原料中的異丁烯和甲醇在此反應(yīng)生成 MTBE。在反應(yīng)后期，由于催化劑的活性下降，反應(yīng)溫度一般控制比較高，在 6075℃。由此可得兩種寶貴的 C4 烯烴，大大提高了 C4 烯烴的綜合利用價值。 綜合考慮，擬推薦混相膨脹床＋催化蒸餾合成 MTBE 生產(chǎn)工藝。 為進一步提高異丁烯轉(zhuǎn)化率，在混相床反應(yīng)器之后，串連了一個催化蒸餾反應(yīng)器。為控制反應(yīng)的溫度，反應(yīng)器需有冷卻取熱或外循環(huán)取熱設(shè)施，反應(yīng)熱不僅 得不到有效利用，而且增加了設(shè)備投資與水、電、汽消耗。 到目前為止，國內(nèi)外已開發(fā)成功了多種工藝技術(shù)，具有代表性的工藝主中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 15 要有兩類。 本裝置主要產(chǎn)品規(guī)格見表 3表 33。 3 建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品方案 建設(shè)規(guī)模 1) 原料來源 本裝置原料為氣體分餾裝置生產(chǎn)的 C4 餾分及本廠生產(chǎn)的甲醇。 當然利用煉廠的 C4 資源也可以通過直接和間接烷基化工藝生產(chǎn)烷基汽油，但是，我國液體酸烷基化工藝比較落后，不是環(huán)境友好工藝，而固體酸烷基化又沒有工業(yè)化，仍處于試驗階段，間接烷基化工藝也沒有推開，隨著技術(shù)不斷成熟，將來可以通過改造 MTBE 裝 置實現(xiàn)間接烷基化工藝的操作。 ” 據(jù)國外 DeWitt 公司和化學(xué)系統(tǒng)公司的預(yù)測，由于美國限制或禁用MTBE，世界 MTBE 的需求量將從 20xx 年的 20xx 萬噸左右下降到 20xx 年的1700 萬噸和 20xx 年的 1300 萬噸左右。 亞洲：亞洲和歐洲類似，應(yīng)用 MTBE 時間較晚，用量較少，目前限制和禁用的意向不明顯。 日本：日本已經(jīng)聲稱考慮不久也將禁用 MTBE，打算進口乙醇替代 MTBE。容易隨水游動而遷移，管理不善對人體健康會構(gòu)成威脅。 （ 3） MTBE 裝置將來可以比較容易的改造為間接烷基化工藝生產(chǎn)烷基汽油。 XX 煉油廠所生產(chǎn)的 2 萬噸 /年 MTBE 全部用于調(diào)和本廠生產(chǎn)的汽油，不存在銷售問題。 我國 MTBE 生產(chǎn)也處于快速增長狀態(tài)。屆時，氣體分餾裝置將副產(chǎn) 萬噸 /年的混合碳四組分，其中的異丁烯（含量 %）。生產(chǎn) MTBE 的主要原料－混合碳四組分和甲醇均來自于本廠，凈化劑和催化劑等輔助原材料國內(nèi)均有生產(chǎn)且市場供應(yīng)充足。 氣體分餾裝置副產(chǎn)的碳四餾分作為石油液化氣銷售，價格較低，利用碳四餾分中的異丁烯和甲醇為原料生產(chǎn) MTBE，與現(xiàn)有汽油組分調(diào)合，可增加高標號汽油的品種和產(chǎn)量，有利于高標號汽油市場的占領(lǐng)和提高 XX 煉油廠的整體經(jīng)濟效益。因此，為了適應(yīng)我國汽油改質(zhì)的要求，以 MTBE 為調(diào)合組分生產(chǎn)高辛烷值汽油已經(jīng)是國內(nèi)外普遍采用的措施之一。 XX 煉油廠現(xiàn)有一套氣體分餾裝置，利用氣體分餾裝置生產(chǎn)的 C4 組分生產(chǎn) MTBE，并通過在催化汽油中添加 MTBE 是提高 XX 煉油廠汽油品質(zhì)和辛烷值的重要手段。我國至 20xx 年 5 月份，全國有近 40 套生產(chǎn)裝置，年產(chǎn)量達 150 萬噸。 研究范圍 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 6 根據(jù) XX 煉油廠的意見，本可研包括原料進界區(qū)至產(chǎn)品 MTBE 出裝置整個工藝生產(chǎn)過程及罐區(qū)等部分。 2) 結(jié)合 XX 煉油廠實際情況，合理選用國內(nèi)外普遍采用的催化蒸餾工藝路線 ,使各種產(chǎn)品質(zhì)量達到國家最新標準或行業(yè)標準的要求。 XX 煉油廠 裝置構(gòu) 成情況見 表 11。同時， XX 煉油廠 還承擔 XX 油田原油裝車外運的任務(wù)。 XX 煉油廠 于 1986 年 11 月經(jīng)國家計委批準立項， 1991 年 8 月 1 日開工建 設(shè)，分三期建設(shè)。 XX 煉油廠 現(xiàn)階段主要生產(chǎn)汽油、柴油、液化氣、甲醇和聚丙烯等石油化工產(chǎn)品。 2) 主要生產(chǎn)裝置 XX 煉油廠 現(xiàn)在有主要生產(chǎn)裝置七套： 100 萬噸 /年常壓蒸餾裝置、 60 萬噸 /年催化裂化裝置 (含產(chǎn)品精制 裝置 )、 15 萬噸 /年催化重整裝置、 15 萬噸 /年柴油加氫精制裝置 (20xx 年改造為加氫精制 臨氫降凝裝置 )、 10 萬噸 /年甲醇裝置、 10 萬噸 /年氣體分餾裝置和 2 萬噸 /年聚丙烯裝置。 表 11 20xx 年 XX 煉油廠 裝置構(gòu)成情況 序號 裝置名稱 裝置能力（ 104t/a） 投產(chǎn)時間 備 注 1 常壓蒸餾裝置 100 1993 年 2 重油催化裂化 60 1993 年 含產(chǎn)品精制 3 催化重整 15 1995 年 4 柴油加氫精制 15 1995 年 20xx 年改造為加氫精制 臨氫降凝裝置 5 甲醇 10 1999 年 6 氣體分餾 10 1999 年 7 聚丙烯 2 1999 年 編制依據(jù)及原則 編制依據(jù) 1) 《 XX 煉油廠基本情況介紹及發(fā)展問題探討》（ XX 油田 XX 煉油廠， 20xx年 6 月）。 3) 充分利用全廠現(xiàn)有的公用工程設(shè)施及輔助設(shè)施，以降低投資、加快工程建設(shè)進度，為企業(yè)創(chuàng)造最大的經(jīng)濟效益。單元劃分如下： 表 12 單元劃分表 序號 單元號 單 元 名 稱 規(guī)模 備注 一 總圖運輸部分 101 工廠總平面布置 102 廠區(qū) (單元 )豎向及雨水排除 103 廠區(qū)綠化 二 工藝裝置部分 1 201 2 104t/a MTBE裝置 2 104t/a 新建 三 油品儲運 1 301 MTBE罐區(qū) 2 1000m3 新建 六 熱工 1 601 工藝及熱力管網(wǎng) 改造 項目背景及建設(shè)理由 項目背景 甲基叔丁基醚（ Methyl tertbutyl ether，以下簡稱 MTBE）是一種高辛烷值的汽油組分，其馬達法辛烷值為 101，研究法辛烷值為 117，在汽油組分中有良好的調(diào)和效應(yīng)，穩(wěn)定性好，而且可與烴燃料以任意比互溶，是一種良好的提高汽油辛烷值的油品添加劑。 據(jù)統(tǒng)計，我國生產(chǎn)的車用汽油中催化裂化汽油占到了 80％左右，大部分煉油廠的汽油辛烷值不足。 項目的必要性 1）合理利用資源、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的需要 根據(jù)重油深加工改造的總加工流程，全廠加工原油 150 萬噸 /年，重油催化裂化裝置規(guī)模為 80 萬噸 /年，氣體分餾裝置的規(guī)模為 10 萬噸 /年。本項目實施后， XX 煉油廠 93汽油的比例進一步增加（達到 萬噸 /年），產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可得到進一步的優(yōu)化。 綜上所述，從資源的合理利用、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、適應(yīng)市場的需求和提高企業(yè)的經(jīng)濟效益等諸多方面考慮，利用氣體分餾裝置副產(chǎn)異丁烯為原料生產(chǎn)中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 8 MTBE 是十分必要的。 3）本裝置技術(shù)經(jīng)濟指標合理，所得稅后內(nèi)部收益率 %，大于行業(yè)基準收益率，投資回收期為稅后 年，小于石化行業(yè)基準投資回收期 10年。 2) 甲醇資源分析 XX 煉油廠現(xiàn)有一套 10 萬噸 /年甲醇裝置，而 2 萬噸 /年 MTBE 裝置耗甲醇約 萬噸 /年，甲醇原料的供應(yīng)是有保障的。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)有 MTBE裝置已經(jīng)達到 27 套，總年產(chǎn)能力 62 萬噸。 MTBE 風險分析 MTBE 作為一種優(yōu)質(zhì)汽油組分的生產(chǎn)工藝和作為清潔汽油調(diào)合組分有很多優(yōu)點： （ 1）可以改善汽油的燃燒值和調(diào)合辛烷值，蒸汽壓不高，有較高的含中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 11 氧量。 MTBE 作為清潔汽油組分也有缺點： MTBE 具有惡臭（只要有 2ppb 就可以聞出）和致癌性。 美國：美國 是世界上 MTBE 用量最大的國家， 20xx 年用量達 1320 萬噸，占世界總消費量的 42%。 歐盟：雖重視美國有關(guān)禁用 MTBE 的動向，但尚未出臺禁用的具體計劃，原因是歐洲用量較少，油品儲運系統(tǒng)比較健全，飲用水供應(yīng)相對比較集中 ，小型和私人水廠、水井較少，潛在的泄露危險較小，控制對水源的污染相對較易。 我國：尚未提出限制和禁用的法規(guī)。加上很多國家汽油標準基本上追隨美國，可以預(yù)計，禁用 MTBE 的 行動遲早會擴散到世界其他地區(qū)，估計時間會比美國推遲 1015 年。例如，據(jù)稱加拿大艾德蒙頓的艾爾伯塔環(huán)保燃料公司（ AEF）于 20xx 年 10月首次成功將 MTBE 裝置改產(chǎn)成工業(yè)規(guī)模的異辛烷裝置（ ），供應(yīng)美國調(diào)和新配方汽油。 2) 生產(chǎn)規(guī)模 2 104t/a MTBE 裝置 (實際 MTBE 產(chǎn)量 104t/a)； 3) 年開工時間 年開工時間為 8000 小時。 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 14 表 31 物料平衡 序 號 物料名稱 數(shù) 值 備注 w% kg/h 104t/a 一 原料 1 C4餾分 8131 2 甲 醇 833 合計 8964 二 產(chǎn)品 1 MTBE 2298 2 未反應(yīng) C4 6667 合計 8964 表 32 MTBE 產(chǎn)品性質(zhì) 組 分 含量， wt% 分析方法 MTBE ≥ （扣除碳五） 色譜法 甲醇 ≤ 色譜法 碳四 ≤ 色譜法 表 33 剩余碳四規(guī)格 組 分 含量， wt% 分析方法 異丁烯 ＜ 色譜法 水 ≤ 甲醇 ≤ 50ppm 色譜法 MTBE ≤ 50ppm 色譜法 剩余碳四應(yīng)同時滿足作為甲乙酮原料的要求。 1) 床層反應(yīng)合成 MTBE 生產(chǎn)工藝 該工藝反應(yīng)器采用固定床或膨脹床型式，分 “ 一段反應(yīng)，一次分餾 ” 工藝和 “ 兩段反應(yīng)