【正文】 量 臺 重量 t 主體材質 備注 介質 溫度 ℃ 壓力 Mpa（表） 9 D109 蒸氣分水器 φ 800 20xx 10 立式 蒸汽 179 1 16MnR 10 D110 凈化空氣罐 φ 800 2800 8 立式 空氣 40 1 16MnR 11 D111 凈化空氣脫塵罐 φ 325 1322 6 立式 空氣 40 1 16MnR 12 D112 甲醇原料罐 φ 2600 6000 10 臥式 甲醇 40 0． 15 1 16MnR 三 冷換設備 12 四 泵類 20 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 20 5 原料、輔助材料及燃料供應 原料 本裝置原料來源于上游的氣體分餾裝置，由于原料中的堿性物質和金屬陽離子可使催化劑中毒，應限制其總量≯ 3ppm。 本裝置中復合鋼板設備的封頭厚度較小，可以用復合鋼板壓制成型，且比堆焊復層質量好，成本低。 設備選型 原料凈化 醚化反應器中裝有 S 型大孔徑磺酸陽離子交換 樹脂 ，該 樹脂具有強酸性，故反應器殼體材質選用 20R+0Cr18Ni10Ti 復合鋼板，內件選用0Cr18Ni10Ti。 2）定員 本裝置定員按照四班三倒編制，每班內操 2 人、外操 4 人、班長 1 人，共 28 人。 裝置占地面積： 42 23=966m2。 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 18 主要操作條件 主要操作條件見表 41: 表 41 主要操作條件 設備名稱 壓力 MPa(A) 溫 度 ℃ 回流比 備 注 塔頂 塔底 進料 回流 塔頂 塔底 原料凈化 醚化反應器 催化蒸餾塔 甲醇萃取塔 甲醇回收塔 40 110 裝置占地、建筑面積及定員 1) 占地、建筑面積 裝置包括反應部分和甲醇回收部分。塔底流出的是含微量甲醇的水，由萃取水泵加壓后先和甲醇回收塔進料換熱，再經萃取水冷卻器冷卻后送入甲醇萃取塔頂部循環(huán)使用。萃取液為甲醇水溶液，從塔底用甲醇回收塔進料泵抽出，送至甲醇回收塔進料 萃取水換熱器換熱后進 入甲醇回收塔。水進入萃取塔上部，向下流動，與自下而上的甲醇和 C4 餾份共沸物逆流接觸，甲醇進入水相。未反應的甲醇和 C4 餾份以共沸物從塔頂餾出，經催化蒸餾塔冷凝器冷凝后進入催化蒸餾塔回流罐，由催化蒸餾塔回流泵抽出，冷凝液一部分送往塔頂作為回流，另一部分經萃取塔進料冷卻器冷卻后，送至甲醇萃取塔的下部作為進料。由于此反應為放熱反應，溫度由上而下逐步升高，物料部分氣化，以氣液混相從反應器頂部流出進入催化蒸餾塔進料 產品換熱器，與 MTBE 產品換熱至 70℃后進入催化蒸餾塔。從罐區(qū)來的甲醇經甲醇泵升壓后一路送至催化蒸餾塔反應段的中部；另一路送至管道混合器在此與 C4 充分混合后，醇烯比保持在 :1 左右，進入原料預熱器加熱后進入 原料凈化 醚化反應器（兩臺并聯(lián)），每臺原料凈化 醚化反應器中裝有與醚化催化劑性能基本相同的催化劑樹脂，如果某臺原料凈化 醚化反應器催化劑樹脂失活，可及時切換至另一臺，這樣就不會影響到裝置長周期連續(xù)操作。由于受催化劑所能承受的溫度限制，反應溫度必須控制在 90℃以下。在反應初期，由于催化劑的活性較高，反應溫度一般控制比較低，在 4050℃。 在合成 MTBE 反應過程中，同時還發(fā)生少量的副反應，生成異辛烯、叔丁醇、二甲基醚等，這些副產品的辛烷值都比較高，對汽油的產品質量沒有不利影響。醚化的產品 MTBE 在適當?shù)臈l件下可分解得到純的異丁烯。 工藝原理及工藝流程 工藝原理 在專用強酸性樹脂催化劑的作用下，原料碳四中的異丁烯和甲醇通過氫中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 16 離子遷移合成甲基叔丁基醚（ MTBE），該反應是 平衡反應，反應的選擇性較高，混合 C4 中正丁烯幾乎不與甲醇反應。 催化蒸餾技術則是在一個設備內同時完成殘余異丁烯的深度轉化和產品分離，由于反應和分離同時進行，不但實現(xiàn)了深度轉化，而且還充分利用了反應熱，減少了能耗。催化蒸餾工藝是將反應器和反應產物的分離合二為一，在催化蒸餾塔中，將反應產物不斷地移出反應區(qū)，使反應向著生 產 MTBE 產物的方向進行，因此異丁烯轉化率較高；同時反應放出的熱量又被蒸餾所利用，有利于節(jié)能。特別是在膨脹床反應器內，催化劑床層處于膨脹狀態(tài)，有利于反應熱的擴散。 2) 混相床＋催化蒸餾合成 MTBE 生產工藝 該工藝是混相床反應與催化蒸餾反應的組合。 由于合成 MTBE 是平衡放熱反應，溫度過高會影響催化劑的壽命和異丁烯的轉化率。 1) 床層反應合成 MTBE 生產工藝 該工藝反應器采用固定床或膨脹床型式，分 “ 一段反應，一次分餾 ” 工藝和 “ 兩段反應，兩次分餾 ” 工藝兩種，后者異丁烯轉化率高于前者。我國在這一領域也進行了桌有成效的研究開發(fā)工作， 1983 年在齊魯石化公司建成投產了國內第一套 5500 噸 /年工業(yè)實驗裝置，之后經過近二十年的不懈努力，國內自行 研究開發(fā)的 MTBE 工藝技術已成熟，改進了傳統(tǒng)工藝并在工業(yè)上得到廣泛推廣應用。 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 產品 1 MTBE 2298 2 未反應 C4 6667 合計 8964 表 32 MTBE 產品性質 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 剩余碳四應同時滿足作為甲乙酮原料的要求。 本裝置物料平衡見表 31。 2) 生產規(guī)模 2 104t/a MTBE 裝置 (實際 MTBE 產量 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 13 通過對 MTBE 作為車用汽油含氧高辛烷值添加劑發(fā)展前景的分析，認為中國目前和將來一段時間 MTBE 作為汽油組分仍然具有一定的發(fā)展空間。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 裝置改產成工業(yè)規(guī)模的異辛烷裝置（ ），供應美國調和新配方汽油。另外開發(fā)其他清潔的替代車用燃料也在預料和情理之中。加上很多國家汽油標準基本上追隨美國，可以預計，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。德國科學論斷：“ 醚類優(yōu)于芳烴 ” ；美聯(lián)邦能源部盛贊醚產品 ， 美國聯(lián)邦能源部能源信息管理局 于 20xx 年 3 月 5 日在德克薩斯州圣安東尼市美國煉油化工協(xié)會年會上的專題報告 “ 取消 MTBE 不僅會導致汽油供給嚴重短缺（從而使零售價格飛漲）， ?? （汽油中的） MTBE 及其它醚類所獨具的卓越尾氣排放和引擎表現(xiàn)等物化特性和關鍵指標亦是其它碳氫化物或醇類物所無與倫比的。 我國：尚未提出限制和禁用的法規(guī)。據(jù)報道，歐洲經系統(tǒng)研究后已確定繼續(xù)生產使用 MTBE。 歐盟：雖重視美國有關禁用 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。截止到 20xx 年初，美國共有 18 個州已宣布 20xx 年前限制或禁用 MTBE 已成定局，但實施時間可能會推遲到 20xx 年前后完成。 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%?？缮锝到庑圆?。 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。 （ 2）生產 MTBE 可以優(yōu)化利用煉廠催化裂化和乙烯廠的 C4 資源以及直接或間接降低催化汽油烯烴含量和硫含量，該工藝過程比較簡單，操作條件比較緩和，對設備無特殊要求，生產過程對環(huán)境也不產生污染。 MTBE 風險分析 MTBE 作為一種優(yōu)質汽油組分的生產工藝和作為清潔汽油調合組分有很多優(yōu)點： （ 1）可以改善汽油的燃燒值和調合辛烷值，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。 專家預測我國 MTBE 在近十年還會有大的增長，但其增量與車用汽油的增量相比是微不足道的。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)有 MTBE裝置已經達到 27 套，總年產能力 62 萬噸。 MTBE 還可增加汽油含氧量 ,促進清潔燃燒，減少汽車有害物排放的污染。 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，甲醇原料的供應是有保障的。 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 9 表 13 主要經濟指標匯總表 序號 項 目 單 位 數(shù)額 數(shù)額 備注 (人民幣 ) (外匯 ) 一 基本數(shù)據(jù) 1 報批總投資 萬元 2792 建設投資 萬元 2743 建設期借款利息 萬元 25 鋪底流動資金 萬元 24 2 銷售收入 萬元 3004 生產期平均 3 總成本費用 萬元 1775 生產期平均 其中 :折舊 萬元 188 生產期平均 4 流轉稅金及附加 萬元 895 生產期平均 5 利潤總額 萬元 334 生產期平均 6 所得稅 萬元 110 生產期平均 7 所得稅后利潤 萬元 224 生產期平均 二 經濟評價指標 1 稅后財務指標 其中：財務內部收益率 % 財務凈現(xiàn)值 萬元 44 ic=12% 投資回收期 年 含建設期 2 稅前財務指標 其中：財務內部收益率 % 財務凈現(xiàn)值 萬元 762 ic=12% 投資回收期 年 含建設期 3 自有資金 其中：財務內部收益率 % 財務凈現(xiàn)值 萬元 135 ic=12% 4 投資利潤率 % 5 投資利稅率 % 6 資本金利潤率 % 7 借款償還期 年 含建設期 8 盈虧平衡點 其中：生產能力利用率 % % 生產期平均 9 單位加工費 元 /噸 不含期間費用 10 單位現(xiàn)金加工費 元 /噸 含期間費用 11 噸油凈利潤 元 /噸 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 10 2 市場分析和價格預測 原料分析 1) 異丁烯原料資源分析 根據(jù)全廠總流程的安排，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。 3）本裝置技術經濟指標合理，所得稅后內部收益率 %，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)所有原料和輔助 原料來源均有保證。 綜上所述，從資源的合理利用、優(yōu)化產品結構、適應市場的需求和提高企業(yè)的經濟效益等諸多方面考慮，利用氣體分餾裝置副產異丁烯為原料生產中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 8 MTBE 是十分必要的。隨著高檔汽車數(shù)量的不斷增加，高標號汽油的需求量也在迅速上升，因此XX 煉油廠有必要生產高牌號汽油，進一步提高公司的整體經濟效 益。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），產品結構可得到進一步的優(yōu)化。 MTBE 是一種良好的高辛烷值汽油調合組分，在汽 油組分中有良好的調合效應，穩(wěn)定性好，能以任何比例與汽油組分混合而不發(fā)生相分離。 項目的必要性 1）合理利用資源、優(yōu)化產品結構的需要 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。近兩年來，東部地區(qū)的許多煉油企業(yè)紛紛擴大或新上MTBE 生產規(guī)模，一方面是解決當前車用汽油辛烷值不足不能上市的燃眉中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 7 之急，同時也可為日后的碳四副產品解決出路 。 據(jù)統(tǒng)計，我國生產的車用汽油中催化裂化汽油占到了