【正文】 　　乘勢而上　　某化工城的設想早已有?！　?010年四月，某年產(chǎn)80萬噸乙烯工程乙烯裂解爐土建工程、熱電聯(lián)產(chǎn)工程、總變電站工程等6個項目近日同時開工,一座嶄新的某化工新城將隨之形成?！皟山M團”為北湖組團和左嶺組團?；ば鲁前础耙惠S、兩帶、兩組團”沿江帶狀布局，“一軸”為沿青化路的綜合發(fā)展軸。在全部運量中，水運將占60%左右。據(jù)規(guī)劃，化工新城共規(guī)劃有碼頭22座，其中為乙烯項目配套的碼頭11座，近期將建設56座重件、液貨以及消防碼頭。全部化工新城建設項目中，與物流相關的項目有園區(qū)管廊、碼頭等?；ば鲁侵饕l(fā)展兩大組團：北湖組團以80萬噸/年乙烯項目為產(chǎn)業(yè)主導，以工程塑料和合成橡膠為發(fā)展重點，布局乙烯項目區(qū)、下游產(chǎn)品加工園區(qū)、港口物流園區(qū)及生產(chǎn)性服務中心；左嶺組團容納葛化升級改造項目，配合某城市規(guī)劃，遷建城區(qū)內(nèi)化工企業(yè)，促進某市化工產(chǎn)業(yè)結構的優(yōu)化升級。“兩帶”分別為白滸山、嚴東湖至長江的生態(tài)綠化帶、城市外環(huán)線和武鋼間的綠化隔離帶。規(guī)劃還特地在新城外圍劃定衛(wèi)生防護線,在此區(qū)域內(nèi)嚴禁建設有污染的企業(yè)和大型居住區(qū)。,其余的面積都由綠化帶和湖泊組成。 行業(yè)發(fā)展迅速第五章 廠址選擇 廠址選擇應該符合以下要求：是否接近原料供應地土地供應是否充足交通運輸是否方便水源是否充足能源是否充足且廉價是否能達到環(huán)境保護要求是否有市場需求綜合以上幾點我廠的廠址選在湖北省某市某化工新城。其中亞洲地區(qū)以日本、韓國、中國、印度以及中國臺灣為主要的混合二甲苯生產(chǎn)大國和地區(qū)，占該區(qū)總產(chǎn)能的82%。西歐對甲苯的需求量將以年均1%的速度增長，北美在2002年需求跌如入較低水平后出現(xiàn)恢復性增長，而亞洲將會繼續(xù)保持強勁增長勢頭，成為世界最大的甲苯生產(chǎn)需求地區(qū)。近年來，世界范圍內(nèi)各地區(qū)甲苯生產(chǎn)商的開工率保持較高水平，供應充足，市場需求較旺，市場供需基本平衡。6 其他因素資金來源、勞動力投入的可靠性、環(huán)境保護要求、協(xié)作配套條件等等都是生產(chǎn)規(guī)模的制約因素。5 項目所處行業(yè)的技術經(jīng)濟特點不同的行業(yè)對項目有不同的要求。4 資源情況根據(jù)資源的供應情況來考慮企業(yè)的規(guī)模。于是，產(chǎn)品又進入了衰退期。在這一階段，競爭逐漸加劇，產(chǎn)品售價降低，促銷費用增加，企業(yè)利潤下降。競爭者看到有利可圖，將紛紛進入市場參與競爭，使同類產(chǎn)品供給量增加，價格隨之下降，企業(yè)利潤增長速度逐步減慢，最后達到生命周期利潤的最高點。 成長期：這時顧客對產(chǎn)品已經(jīng)熟悉，大量的新顧客開始購買，市場逐步擴大。在這一階段，由于技術方面的原因，產(chǎn)品不能大批量生產(chǎn)，因而成本高，銷售額增長緩慢，企業(yè)不但得不到利潤，反而可能虧損。此時，顧客對產(chǎn)品還不了解，只有少數(shù)追求新奇的顧客可能購買，銷售量很低。因此，項目的產(chǎn)品有無市場需求是決定項目能否建設的前提，市場需求的大小是決定項目生產(chǎn)規(guī)模的基礎。3） 符合國家在不同時期對不同行業(yè)項目最小規(guī)模的規(guī)定是確定項目生產(chǎn)規(guī)模的前提。項目的工程內(nèi)容見工程主項表： 工程主項表序號裝置或設施主項或裝置名稱工程規(guī)模備注1主裝置碳四液化氣改質(zhì)20萬噸/年2儲運系統(tǒng)球罐區(qū)31000m3常壓儲罐10003 m3裝卸臺3輔助生產(chǎn)系統(tǒng)地面火炬30t/h循環(huán)水系統(tǒng)800m3/h導熱油系統(tǒng)1000萬大卡空壓站400 Nm3/h制氮機200Nm3/h泡沫站變配電室6Kv/380v變壓器兩臺及電盤中控室DCS、控制室化驗室分析儀器事故水池及隔油池各一座消防系統(tǒng)4860 m34生活行政設施綜合辦公樓1050 m2第四章 建設規(guī)模 設計依據(jù) 本廠生產(chǎn)規(guī)模的確定所考慮的主要因素1 國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、戰(zhàn)略布局及有關政策1） 投資項目的生產(chǎn)規(guī)模，應首先適應國家、地區(qū)、行業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的需要，這是因為這些項目生產(chǎn)建設規(guī)模的大小，往往關系到部門之間的比例關系。裝置包括碳四精制、反應系統(tǒng)、再生系統(tǒng)和分餾系統(tǒng)。在未來幾十年內(nèi),ZSM 5沸石分子篩在工業(yè)化生產(chǎn)中具有更加廣闊的應用前景。ZSM 5沸石分子篩因其特殊的結構和優(yōu)異的催化性能廣泛應用于石化工業(yè)中。另外,沸石粒徑變小后,其孔道短而規(guī)整,有利于分子的擴散并減少積炭的發(fā)生,但是水熱穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性不及普通沸石。納米分子篩又稱超細分子篩,其晶粒尺寸一般在(1～100) nm,由于其獨特的催化性能,引起人們的普遍關注。目前各個催化劑研究中心都在向納米分子篩催化劑方向進行發(fā)展，對催化劑的效率提升付出了很大的努力。因此，HZSM5分子篩作為芳構化催化劑，其活性組成具有合適的硅鋁比，另外，HZSM5分子篩經(jīng)過金屬改性和其他方法處理后，對烴類轉(zhuǎn)化的方向和反應機理都有一定的影響。ZSM5分子篩中等尺寸的孔道具有很強的表面質(zhì)子酸性中心，此中心是烴類發(fā)生裂化、齊聚、環(huán)化、脫氫等反應的催化劑活性中心，這種酸性中心數(shù)很大程度上取決于骨架中SiO2/AI2O3值，硅鋁比過高，分子篩表面酸性中心少，芳構化反應活性低；反之高。33523. 053 11. 8 3. 04617. 8表一 ZSM5沸石樣品的XRD 數(shù)據(jù)樣品掃描電鏡照輕烴芳構化技術的快速發(fā)展，得益于二十世紀七十年代ZSM5分子篩的成功合成。此外還含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態(tài)的水。尤其是我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略和西氣東輸工程順利實施后，石油液化氣的民用燃料市場將逐漸被相對廉價的管道天然氣替代，受此影響碳四液化氣的價格會有所下降。截止到2010年，液化氣價格便維持在2500～4000元/噸。華中地區(qū)碳四液化氣等碳四原料近一年價格曲線走勢如下圖所示：由圖可知，液化氣價格在2800～6000元之間。今后，我國液化氣和裂解碳四資源總量將隨著乙烯產(chǎn)量和原油加工量的快速增長而迅速增加。2015年后這些副產(chǎn)總量將達到550730萬噸/年。因此，我國目前由乙烯裝置副產(chǎn)的液化氣和裂解碳五總量已達220300萬噸/年。SRI Consulting 預測，到2015年，我國主要乙烯生產(chǎn)廠將達到23個，產(chǎn)能將達到2000萬噸/年，%。截至2005年，我國主要乙烯生產(chǎn)廠有17個，實際乙烯產(chǎn)量達到755萬噸/年。我國目前由催化裂化裝置副產(chǎn)的石油液化氣資源約為13001500萬噸/年。其中，煉油廠各種催化裂化裝置的石油液化氣副產(chǎn)量約為其進料的1013%左右。由于近幾年原油價格長期處于高位運行，LPG價格也居高不下，對需求產(chǎn)生影響；LPG供應量隨著全球煉油能力的增加而繼續(xù)保持增長，并且部分LPG需求將會被天然氣替代，所以碳四液化氣已經(jīng)超過市場現(xiàn)有的飽和量，由于相同的原因，世界碳四資源的利用率也一直處于瓶頸階段，碳四市場在目前僅有的技術與市場狀況下已經(jīng)達到飽和，這位為本項目提供充足的碳四原料奠定了很好的基礎。所得溶劑相進入抽提蒸餾塔（或汽提塔），在該塔中將芳烴與非芳烴徹底分離，抽提蒸餾塔頂?shù)追謩e得到回流芳烴和含高純度芳烴的第二富溶劑；回流芳烴返回抽提塔底，第二富溶劑則進入回收塔內(nèi)（或汽提塔下段）進行汽提蒸餾后得到高純度的混合芳烴和貧溶劑；抽余油相則進入抽余油水洗塔內(nèi)進行水洗后得到非芳烴產(chǎn)品。由于密度不同，使兩相能在抽提塔內(nèi)進行連續(xù)逆流接觸。一個好的工業(yè)抽提溶劑應具備如下特性：，有利于提高芳烴的純度，以利于降低溶劑比和操作費用、不易乳化，以保證在抽提塔內(nèi)輕重兩相的水力學流動特性，以便與溶劑分離，以確保芳烴不被降解物質(zhì)所污染，以利液滴聚集和分層，減少操作中的溶劑消耗、凝點低，有利于抽提過程的傳熱與傳質(zhì)、無腐蝕性，便于操作和設備材質(zhì)選取 液液抽提工藝主要是利用溶劑對烴類各組分的溶解度不同和對相對揮發(fā)度影響的不同從烴類混合物中分離出純芳烴。 芳烴抽提是借助選擇性溶劑的作用從烴類混合物中分離高純芳烴的物理過程。為節(jié)省氮氣用量，再生氣體循環(huán)使用，并根據(jù)反應器床層溫度變化情況，隨時補充空氣。自系統(tǒng)來的氮氣和凈化壓縮空氣(補充用)按比例分別計量進入再生氣分液罐分液后，進入再生氣加熱爐加熱后去芳構化反應器，從床層頂部自上而下進行燒焦，再生溫度分三段，分別為250℃10小時、400℃10小時550℃15小時，既能使催化劑完全活化又保護催化劑延長催化劑壽命。 本裝置的再生系統(tǒng)是一個閉路循環(huán)系統(tǒng)，再生氣循環(huán)使用。芳構化反應器上段出來的中間反應產(chǎn)物在反應器中部與冷卻氣混合冷卻后進入反應器下部繼續(xù)反應，自芳構化反應器底部出來的反應產(chǎn)物換熱后送入穩(wěn)定分餾系統(tǒng)。正常操作狀態(tài)為其中兩臺反應器串聯(lián)反應，另一臺反應器則處于再生或等待狀態(tài)。烷烴原料的芳構化是吸熱的反應，而烯烴原料的芳構化過程，依據(jù)非芳構化物的組成，大多數(shù)是放熱反應，反應中產(chǎn)生的氫氣愈多則吸熱性愈強，將原料摻合到一定氫含量的水平，可使芳構化在近于熱平衡(吸、放熱相等)的情況下進行。原料組成愈不飽和以及碳數(shù)愈多，則愈容易轉(zhuǎn)化為芳烴。烴分子首先裂化成低分子“碎片”再經(jīng)過正碳離子機理“連接”成環(huán)，通過脫氫轉(zhuǎn)移生成芳烴。 本工藝采用高效低溫芳構化催化劑，工藝參數(shù)視生產(chǎn)方案具可調(diào)節(jié)性。芳構化反應器（R101A）出來的中間反應產(chǎn)物進入中間反應產(chǎn)物加熱爐（F102）再加熱，進入芳構化反應器（R101B）頂部。正常操作狀態(tài)為其中兩臺反應器串聯(lián)反應，另一臺反應器則處于再生或等待狀態(tài)。反應器為三臺，加熱爐反應器之間聯(lián)接相應跨線，使三臺反應器以一定形式串聯(lián)使用，從而達到分段反應的目的，芳構化裝置采用模擬移動床循環(huán)反應再生方式實現(xiàn)連續(xù)操作，反應器中兩臺反應，一臺再生。 由于直鎦汽油芳構化改質(zhì)反應為強的吸熱反應，需采用分段加熱　的方式實現(xiàn)整個反應過程。 經(jīng)典的脫氫環(huán)化反應或脫氫環(huán)化二聚反應都不能在壓力下運行，因為它們對氫分壓是十分敏感的。但是進料空速越大，反應物料在催化劑床層內(nèi)停留時間就越短，化學反應就不能充分進行。因此，芳構化反應溫度選擇400－530℃為宜。從化學熱力學方面考慮，提高反應溫度有利于芳烴產(chǎn)率的增加，使產(chǎn)品中芳烴含量一直保持較高的水平；從化學動力學方面考慮，提高反應溫度能增加化學反應速度，更有利于直鎦汽油向芳烴化合物轉(zhuǎn)化。不同的原料，所需的最低溫度相差很大，烯烴可低于370℃，而丙烷則需538℃。工業(yè)運轉(zhuǎn)結果表明：對于直鎦汽油芳構化性質(zhì)生產(chǎn)高辛烷值汽油和組分，LAC－3型芳構化催化劑具有良好的活性、選擇性、穩(wěn)定性及抗結焦性能。目前將Ni或AI作為第二改性金屬，也取得了較好的效果：不但能增加催化劑的穩(wěn)定性，而且還能改善催化劑的活性和選擇性。HZSM－5分子篩單金屬改性組分一般用Zn或者Ca。 輕烴芳構化過程的早期研究是采用HZSM－5型分子篩催化劑。 烷烴原料的芳構化是高度吸熱的反應，而烯烴原料的芳構化過程，依據(jù)非芳構化物的組成，可能是放熱反應，反應中產(chǎn)生的氫氣愈多則吸熱性愈強，將原料摻合到一定氫含量的水平，可使芳構化在近于熱平衡(吸、放熱相等)的情況下進行。碳數(shù)相同的烴類轉(zhuǎn)化為芳烴時，芳構化反應所需要的強度按下列順序增加：雙烯烯烴環(huán)烷烴烷烴 原料的性能強烈地影響催化劑的失活速率。如不同結構烷烴的裂化速率的大小順序為：直鏈烷烴﹥單側(cè)鏈烷烴﹥雙側(cè)鏈烷烴烴分子首先裂化成低分子烯烴，進而生成BTX的反應歷程，可以描述為圖1所示的過程　CH3－CH2－CH－CH3+CH3－CH2－CH＝CH2← CH3CH2CHCH3 CH3CH2CHCH2CH3CH2CHCH3→CH3C6H4CH3CH3CHCH2CH2 環(huán)化脫氫圖1低分子烴類芳構化反應歷程1）原料對芳構化反應性能的影響 ZSM－5納米分子篩催化劑對各種輕烴原料的芳構化均有很好的適應性，但是原料組成對芳構化過程仍存在一定的影響，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。由于受到分子在HZSM－5沸石上的芳構化產(chǎn)品分布相近. 烴分子在HZSM－5沸石孔道內(nèi)的裂化反應遵循正碳離子反應，但由于HZSM－5沸石上的芳構化反應是一個擇形催化過程，烴分子在這種沸石上的裂化不同于一般的裂化規(guī)律。 輕烴分子在HZSM－5分子篩催化劑上的反應較為復雜，一般認為包括裂化、齊聚、環(huán)化和脫氫四個主要步驟。 工藝立足于高度市場化的液化氣資源生產(chǎn)三苯和汽油，具有十分明顯的經(jīng)濟和社會效益。特別是隨著西氣東輸主要輸氣管線的建成投產(chǎn)，在城市燃氣用戶中的比例由2007年的65％下降到58％。目前大量剩余石油液化氣主要是被作為民用燃料使用，石油資源浪費十分驚人。 中國是催化裂化大國。按現(xiàn)有生產(chǎn)模式增產(chǎn)芳烴和汽油，中國只有靠不斷增加原油處理量，才能解決今后化工原料和燃料短缺問題。隨著汽車保有量的迅猛增長，今后我國對汽油的需求量也將不斷攀升。近年來，由于經(jīng)濟快速發(fā)展的拉動，中國的芳烴需求量一直以10%以上的高增長率。 苯、甲苯和二甲苯（BTX）既是不可或缺的有機化工基礎原料。本工藝分別經(jīng)過5萬噸/年、10萬噸/年裝置生產(chǎn)，均具有良好的經(jīng)濟效益；可根據(jù)市場情況在同一裝置上選擇兩種生產(chǎn)模式，無需更換催化劑，單程運轉(zhuǎn)周期不低于30天，催化劑壽命可達2年。 項目生產(chǎn)方案 該方案構成的生產(chǎn)裝置，可以實現(xiàn)兩種不同產(chǎn)品方案的生產(chǎn)，在生產(chǎn)原料和所需催化劑相同的情況下，我們只需要改變反應條件，從而改變催化劑的活性，來輕松實現(xiàn)兩種方案的調(diào)節(jié)。 芳構項目簡介 技術簡介本項目以中石化某分公司催化裂化裝置副產(chǎn)液態(tài)烴分離出丙烯后的碳四組分和某80萬噸乙烯工程裂解碳四料脫丁二烯后的碳四組分為原料（共20萬噸/年）， ZSM5納米分子篩為催化劑，某理工大學開發(fā)的輕烴芳構化中試技術為工程設計基礎，在項目可行性研究和項目方案設計及初步工藝設計的基礎上，完成某20萬噸/年