中國(guó)石油XX油田XX煉油廠2萬(wàn)噸年甲基叔丁基醚（MTBE）項(xiàng)目可行性研究報(bào)告

1 中國(guó)石油 XX 油田 XX 煉油廠 2 萬(wàn)噸 /年 甲基叔丁基醚 （ MTBE） 項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 中國(guó)石油天然氣 XX 勘察設(shè)計(jì)研究院 2009 年 3 月 中國(guó)石油青海油田 XX 廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 2 編 制 校 對(duì) 審 核 審 定 設(shè)計(jì)經(jīng)理 主管總工程師 院 長(zhǎng) 中國(guó)石油青海油田 XX 廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 3 主要編制人員 工 藝： 安 裝： 儲(chǔ) 運(yùn)： 總 圖： 自 控 : 設(shè) 備： 給 排 水： 熱 工： 暖 通： 電 工： 結(jié) 構(gòu)： 環(huán) 保： 技術(shù)經(jīng)濟(jì)： 中國(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 1 目 錄 1 總論 . 4 1.1 項(xiàng)目及建設(shè)單位基本情況 . 4 1.2 編制依據(jù)及原則 . 5 1.3 研究范圍 . 5 1.4 項(xiàng)目背景及建設(shè)理由 . 6 1.5 主要研究結(jié)論 . 8 2 市場(chǎng)分析和價(jià)格預(yù)測(cè) . 10 2.1 原料分析 . 10 2.2 產(chǎn)品市場(chǎng)分析 . 10 2.3 MTBE 風(fēng)險(xiǎn)分析 . 10 3 建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品方案 . 13 3.1 建設(shè)規(guī)模 . 13 3.2 產(chǎn)品方案 . 13 4 MTBE 裝置 . 14 4.1 工藝技術(shù)選擇 . 14 4.2 工藝原理及工藝流程 . 15 5 原料、輔助材料及燃料供應(yīng) . 20 5.1 原料 . 20 5.2 輔助材料 . 21 6 自動(dòng)控制 . 22 6.1 概述 . 22 6.2 自動(dòng)化水平 . 22 6.3 儀表選型 . 22 6.4 控制系統(tǒng) . 24 6.5 控制方案 . 25 6.6 儀表正常工作保證措施 . 25 6.7 主要儀表設(shè)備一覽表 . 26 6.8 儀表消耗指標(biāo) . 26 6.9 設(shè)計(jì)采用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 . 27 7 廠址選擇 . 27 7.1 概述 . 27 7.2 建廠條件 . 27 7.3 廠址選擇 . 30 中國(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 2 8 總圖運(yùn)輸、儲(chǔ)運(yùn)、外管網(wǎng)及土建 . 30 8.1 總圖運(yùn)輸 . 30 8.2 油品儲(chǔ)運(yùn) . 32 8.3 外管網(wǎng) . 34 8.4 土建 . 34 9 公用工程及輔助生產(chǎn)設(shè)施 . 38 9.1 給排水 . 38 9.2 供電 . 40 9.3 電信 . 44 9.4 供熱、供風(fēng) . 44 9.5 采暖、通風(fēng) . 46 9.6 空壓站及氮?dú)庹?. 47 9.7 分析化驗(yàn) . 51 10 節(jié)能與節(jié)水 . 52 10.1 節(jié)能 . 52 10.2 節(jié)水 . 53 11 消防 . 54 11.1 概述 . 54 11.2 火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性分析 . 54 11.3 消防設(shè)計(jì)原則 . 54 11.4 裝置內(nèi)消防檢測(cè)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) . 55 11.5 裝置內(nèi)消防設(shè)施的啟動(dòng)控制及通訊聯(lián)系 . 55 11.6 可依托的消防條件 . 55 11.7 水消防系統(tǒng) . 56 11.8 蒸汽消防系統(tǒng) . 56 11.9 小型滅火器系統(tǒng) . 56 11.10 設(shè)計(jì)采用的主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 . 57 12 環(huán)境保護(hù) . 57 12.1 設(shè)計(jì)原則 . 57 12.2 設(shè)計(jì)依據(jù)及采用的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn) . 57 12.3 建設(shè)地區(qū)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀 . 58 12.4 項(xiàng)目主要污染源及環(huán)境保護(hù)措施 . 60 12.5 環(huán)境管理及監(jiān)測(cè) . 61 12.6 環(huán)保投資 . 63 12.7 環(huán)境影響分析 . 64 13 職業(yè)安全衛(wèi)生 . 64 中國(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 3 13.1 設(shè)計(jì)原則 . 64 13.2 安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 . 65 13.3 工程危害因素分析 . 66 13.4 主要防范措施 . 69 13.5 安全衛(wèi)生機(jī)構(gòu)及人員配置 . 73 13.6 安全衛(wèi)生制度 . 73 13.7 安全衛(wèi)生投資估算 . 73 14 項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃 . 74 15 投資估算及資金籌措 . 74 15.1 工程概況 . 74 15.2 投資估算范圍及構(gòu)成 . 74 15.3 投資估算依據(jù) . 75 15.4 投資估算說(shuō)明 . 76 15.5 流動(dòng)資金估算 . 77 15.6 資金籌措 . 77 16 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià) . 77 16.1 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)的依據(jù)及主要數(shù)據(jù)、參數(shù) . 77 16.2 效益及財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算 . 78 16.3 不確定性分析 . 81 中國(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 4 1 總論 1.1 項(xiàng)目及建設(shè)單位基本情況 1) 建設(shè)單位概況 XX 煉油廠（簡(jiǎn)稱 XX 煉油廠 ）隸屬中國(guó)石油 XX 油田分公司，廠區(qū)位于XX市東南角，占地面積 100 多公頃，海拔 2850 米，是青藏兩省唯一的煉油廠，被譽(yù)為 “ 昆侖托起的明珠 ” ，黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人等曾多次到 XX 煉油廠 視察， 1993 年，江澤民同志視察 XX 煉油廠 并題詞： “ 辦好 XX 煉油廠，支援國(guó)防建設(shè)，造福青藏人民 ” ，對(duì) XX 煉油廠 在國(guó)防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中所起的重要作用給予了充分的肯定。 XX煉油廠 于 1986年 11月經(jīng)國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)立項(xiàng)， 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。 XX 煉油廠 主要生產(chǎn) 90#/93#汽油、 5#/0#/-10#/-20#/-35#柴油等油品及液化氣、甲醇、聚丙烯、編織袋、氧氣等石油化工產(chǎn)品。其中油品主要銷往青、藏兩省區(qū)；甲醇以銷往西北、華北、 XX 地區(qū)為主；聚丙烯則主要在西北地區(qū)銷售，部分銷往東南和西南地區(qū)。同時(shí)， XX煉油廠 還承擔(dān) XX 油田原油裝車外運(yùn)的任務(wù)。 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(wàn)噸 /年常壓蒸餾裝置、 60 萬(wàn)噸 /年催化裂化裝置 (含產(chǎn)品精制 裝置 )、 15萬(wàn)噸 /年催化重整裝置、 15萬(wàn)噸 /年柴油加氫精制裝置 (2003年改造為加氫精制 -臨氫降凝裝置 )、 10萬(wàn)噸 /年甲醇裝置、 10 萬(wàn)噸 /年氣體分餾裝置和 2 萬(wàn)噸 /年聚丙烯裝置。 1993年 9月一期工程建成投產(chǎn)，二期工程于 1996年 4月開工建設(shè)， 1997年 9 月竣工投產(chǎn)；三期工程中甲醇裝置于 1997 年 10 月開工建設(shè)， 1999 年 6月建成投產(chǎn)，氣體分餾裝置和聚丙烯裝置于 1998 年 4 月開工，同年 11 月中國(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 5 15日建成投產(chǎn)。甲醇、聚丙烯等裝置的相繼建成投產(chǎn)，標(biāo)志著 XX 煉油廠 由煉油燃料型到煉油 -化工型的轉(zhuǎn)變。 XX煉油廠 裝置構(gòu) 成情況見(jiàn) 表 1-1。 表 1-1 2003 年 XX 煉油廠 裝置構(gòu)成情況 序號(hào) 裝置名稱 裝置能力（ 104t/a） 投產(chǎn)時(shí)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 2003 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 1.2 編制依據(jù)及原則 1.2.1 編制依據(jù) 1) XX煉油廠基本情況介紹及發(fā)展問(wèn)題探討（ XX油田 XX 煉油廠， 2004年 6 月）。 2) XX煉油廠 150 萬(wàn)噸 /年質(zhì)量升級(jí)及擴(kuò)能改造可行性研究報(bào)告（中國(guó)石油集團(tuán) XX 設(shè)計(jì)院， 2004 年 11月）。 1.2.2 編制原則 1) 符合中國(guó)石油整體發(fā)展戰(zhàn)略，提高 XX煉油廠的贏利能力。 2) 結(jié)合 XX 煉油廠實(shí)際情況，合理選用國(guó)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(dá)到國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 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(jìn)度，為企業(yè)創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益。 4) 三廢治理和安全設(shè)施嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家、地方及主管部門制定的環(huán)保、職業(yè)安全衛(wèi)生、消防和節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī) 定、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)。采取各種切實(shí)可靠、行之有效的事故防范及處理措施，確保裝置安全運(yùn)行。 1.3 研究范圍 中國(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 6 根據(jù) XX 煉油廠的意見(jiàn)，本可研包括原料進(jìn)界區(qū)至產(chǎn)品 MTBE出裝置整個(gè)工藝生產(chǎn)過(guò)程及罐區(qū)等部分。單元?jiǎng)澐秩缦拢?表 1-2 單元?jiǎng)澐直?序號(hào) 單元號(hào) 單 元 名 稱 規(guī)模 備注 一 總圖運(yùn)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(chǔ)運(yùn) 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 1.4 項(xiàng)目背景及建設(shè)理由 1.4.1 項(xiàng)目背景 甲基叔丁基醚（ Methyl tert-butyl ether，以下簡(jiǎn)稱 MTBE）是一種高辛烷值的汽油組分，其馬達(dá)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。車用汽油加入 MTBE 后，汽油在氣缸中燃燒得更徹底，汽 車尾氣不含鉛， CO 排放量減少 30。正是由于上述特點(diǎn)，到 20 世紀(jì)末，全世界 MTBE 總產(chǎn)量曾達(dá) 2300 萬(wàn)噸，成為石化產(chǎn)品中發(fā)展最快的品種之一。我國(guó)至 2003 年 5 月份，全國(guó)有近 40 套生產(chǎn)裝置，年產(chǎn)量達(dá) 150 萬(wàn)噸。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)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。通過(guò)添加 MTBE 提高辛烷值是提高我國(guó)汽油標(biāo)準(zhǔn)的最經(jīng)濟(jì)的手段。近兩年來(lái)，東部地區(qū)的許多煉油企業(yè)紛紛擴(kuò)大或新上MTBE 生產(chǎn)規(guī)模，一方面是解決當(dāng)前車用汽油辛烷值不足不能上市的燃眉中國(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 7 之急，同時(shí)也可為日后的碳四副產(chǎn)品解決出路 。 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(guò)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。 1.4.2 項(xiàng)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(wàn)噸 /年，重油催化裂化裝置規(guī)模為 80 萬(wàn)噸 /年，氣體分餾裝置的規(guī)模為 10 萬(wàn)噸 /年。屆時(shí)，氣體分餾裝置將副產(chǎn) 6.83 萬(wàn)噸 /年的混合碳四組分，其中的異丁烯（含量18.01%）是生產(chǎn)高辛烷汽油組分 MTBE 的原料。 MTBE 是一種良好的高辛烷值汽油調(diào)合組分，在汽 油組分中有良好的調(diào)合效應(yīng)，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。因此，為了適應(yīng)我國(guó)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(guó)內(nèi)外普遍采用的措施之一。本項(xiàng)目實(shí)施后， XX 煉油廠 93#汽油的比例進(jìn)一步增加（達(dá)到 16.62 萬(wàn)噸 /年），產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可得到進(jìn)一步的優(yōu)化。 2)是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的需要 按照目前國(guó)內(nèi)汽油價(jià)格政策， 93#汽油比 90#汽油的銷售價(jià)高 287 元 /噸。隨著高檔汽車數(shù)量的不斷增加，高標(biāo)號(hào)汽油的需求量也在迅速上升，因此XX煉油廠有必要生產(chǎn)高牌號(hào)汽油，進(jìn)一步提高公司的整體經(jīng)濟(jì)效 益。 氣體分餾裝置副產(chǎn)的碳四餾分作為石油液化氣銷售，價(jià)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(biāo)號(hào)汽油的品種和產(chǎn)量，有利于高標(biāo)號(hào)汽油市場(chǎng)的占領(lǐng)和提高 XX 煉油廠的整體經(jīng)濟(jì)效益。 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(chǎng)的需求和提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)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(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 8 MTBE 是十分必要的。 1.5 主要研究結(jié)論 1)本項(xiàng)目采用的新型混相膨脹床 -反應(yīng)蒸餾技術(shù)，是目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)MTBE 最先進(jìn)的工藝技術(shù)，也是成熟的、可靠的。 2)所有原料和輔助 原料來(lái)源均有保證。生產(chǎn) MTBE 的主要原料混合碳四組分和甲醇均來(lái)自于本廠，凈化劑和催化劑等輔助原材料國(guó)內(nèi)均有生產(chǎn)且市場(chǎng)供應(yīng)充足。 3）本裝置技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理，所得稅后內(nèi)部收益率 12.31%，大于行業(yè)基準(zhǔn)收益率，投資回收期為稅后 7.60 年，小于石化行業(yè)基準(zhǔn)投資回收期 10年。 綜上所述，本項(xiàng)目無(wú)論是在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)上都是可行的。 中國(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 9 表 1-3 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總表 序號(hào) 項(xiàng) 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(bào)批總投資 萬(wàn)元 2792 1.1 建設(shè)投資 萬(wàn)元 2743 1.2 建設(shè)期借款利息 萬(wàn)元 25 1.3 鋪底流動(dòng)資金 萬(wàn)元 24 2 銷售收入 萬(wàn)元 3004 生產(chǎn)期平均 3 總成本費(fèi)用 萬(wàn)元 1775 生產(chǎn)期平均 其中 :折舊 萬(wàn)元 188 生產(chǎn)期平均 4 流轉(zhuǎn)稅金及附加 萬(wàn)元 895 生產(chǎn)期平均 5 利潤(rùn)總額 萬(wàn)元 334 生產(chǎn)期平均 6 所得稅 萬(wàn)元 110 生產(chǎn)期平均 7 所得稅后利潤(rùn) 萬(wàn)元 224 生產(chǎn)期平均 二 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo) 1 稅后財(cái)務(wù)指標(biāo) 其中：財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 % 12.31 財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 萬(wàn)元 44 ic=12% 投資回收期 年 7.60 含建設(shè)期 2 稅前財(cái)務(wù)指標(biāo) 其中：財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 % 17.02 財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 萬(wàn)元 762 ic=12% 投資回收期 年 6.28 含建設(shè)期 3 自有資金 其中：財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 % 13.07 財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 萬(wàn)元 135 ic=12% 4 投資利潤(rùn)率 % 11.75 5 投資利稅率 % 43.17 6 資本金利潤(rùn)率 % 18.22 7 借款償還期 年 3.68 含建設(shè)期 8 盈虧平衡點(diǎn) 其中：生產(chǎn)能力利用率 % 46.54% 生產(chǎn)期平均 9 單位加工費(fèi) 元 /噸 218.49 不含期間費(fèi)用 10 單位現(xiàn)金加工費(fèi) 元 /噸 143.92 含期間費(fèi)用 11 噸油凈利潤(rùn) 元 /噸 112.01 中國(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 10 2 市場(chǎng)分析和價(jià)格預(yù)測(cè) 2.1 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(wàn)噸 /年，重油催化裂化裝置規(guī)模為 80 萬(wàn)噸 /年，氣體分餾裝置的規(guī)模為 10 萬(wàn)噸 /年。屆時(shí)，氣體分餾裝置將副產(chǎn) 6.83 萬(wàn)噸 /年的混合碳四組分，其中的異丁烯（含量 18.01%）。 2) 甲醇資源分析 XX 煉油廠現(xiàn)有一套 10 萬(wàn)噸 /年甲醇裝置，而 2 萬(wàn)噸 /年 MTBE 裝置耗甲醇約 0.70 萬(wàn)噸 /年，甲醇原料的供應(yīng)是有保障的。 2.2 產(chǎn)品市場(chǎng)分析 我國(guó)生產(chǎn)的車用汽油中催化裂化汽油占到了 80左右，我國(guó)大部分煉油廠的汽油辛烷值不足，通過(guò)添加 MTBE 提高辛烷值是提高我國(guó)汽油辛烷值的最經(jīng)濟(jì)的手段。 MTBE 還可增加汽油含氧量 ,促進(jìn)清潔燃燒，減少汽車有害物排放的污染。 我國(guó) MTBE 生產(chǎn)也處于快速增長(zhǎng)狀態(tài)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有 MTBE裝置已經(jīng)達(dá)到 27 套，總年產(chǎn)能力 62 萬(wàn)噸。 MTBE 缺口較大 ， 一些企業(yè)正對(duì)裝置進(jìn)行擴(kuò)建改造或新建裝置。 專家預(yù)測(cè)我國(guó) MTBE 在近十年還會(huì)有大的增長(zhǎng)，但其增量與車用汽油的增量相比是微不足道的。 XX 煉油廠所生產(chǎn)的 2 萬(wàn)噸 /年 MTBE 全部用于調(diào)和本廠生產(chǎn)的汽油，不存在銷售問(wèn)題。 2.3 MTBE 風(fēng)險(xiǎn)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(diǎn)： （ 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(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 11 氧量。因 此 ， MTBE 仍然是目前煉廠汽油質(zhì)量升級(jí)必不可少的優(yōu)質(zhì)高辛烷值調(diào)合組分。 （ 2）生產(chǎn) 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(guò)程比較簡(jiǎn)單，操作條件比較緩和，對(duì)設(shè)備無(wú)特殊要求，生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境也不產(chǎn)生污染。 （ 3） MTBE 裝置將來(lái)可以比較容易的改造為間接烷基化工藝生產(chǎn)烷基汽油。 MTBE作為清潔汽油組分也有缺點(diǎn)： MTBE具有惡臭（只要有 2ppb 就可以聞出）和致癌性。易溶于水?？缮锝到庑圆?。容易隨水游動(dòng)而遷移，管理不善對(duì)人體健康會(huì)構(gòu)成威脅。 美國(guó)：美國(guó) 是世界上 MTBE 用量最大的國(guó)家， 2000 年用量達(dá) 1320 萬(wàn)噸，占世界總消費(fèi)量的 42%。自美國(guó)加州在飲用水中檢測(cè)到 MTBE 以來(lái)，對(duì)人體健康的影響引起世界的關(guān)注，限制和禁用的爭(zhēng)論持續(xù)升溫。截止到 2003 年初，美國(guó)共有 18 個(gè)州已宣布 2006 年前限制或禁用 MTBE 已成定局，但實(shí)施時(shí)間可能會(huì)推遲到 2010 年前后完成。 日本：日本已經(jīng)聲稱考慮不久也將禁用 MTBE，打算進(jìn)口乙醇替代 MTBE。 歐盟：雖重視美國(guó)有關(guān)禁用 MTBE的動(dòng)向，但尚未出臺(tái)禁用的具體計(jì)劃，原因是歐洲用量較少，油品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)比較健全，飲用水供應(yīng)相對(duì)比較集中 ，小型和私人水廠、水井較少，潛在的泄露危險(xiǎn)較小，控制對(duì)水源的污染相對(duì)較易。到目前為止，只有丹麥禁用，全歐追隨美國(guó)禁用 MTBE 的可能性較小。據(jù)報(bào)道，歐洲經(jīng)系統(tǒng)研究后已確定繼續(xù)生產(chǎn)使用 MTBE。 亞洲：亞洲和歐洲類似，應(yīng)用 MTBE 時(shí)間較晚，用量較少，目前限制和禁用的意向不明顯。 我國(guó)：尚未提出限制和禁用的法規(guī)。 中國(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 12 迄今為止，仍有許多科學(xué)家和業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為醚產(chǎn)品實(shí)為清潔汽油優(yōu)質(zhì)調(diào)和原料， MTBE 爭(zhēng)論主因?yàn)檎渭凹瘓F(tuán)利益，寡于科技依據(jù)。德國(guó)科學(xué)論斷：“ 醚類優(yōu)于芳烴 ” ；美聯(lián)邦能源部盛贊醚產(chǎn)品 ， 美國(guó)聯(lián)邦能源部能源信息管理局 于 2003 年 3 月 5 日在德克薩斯州圣安東尼市美國(guó)煉油化工協(xié)會(huì)年會(huì)上的專題報(bào)告 “ 取消 MTBE 不僅會(huì)導(dǎo)致汽油供給嚴(yán)重短缺（從而使零售價(jià)格飛漲）， （汽油中的） MTBE 及其它醚類所獨(dú)具的卓越尾氣排放和引擎表現(xiàn)等物化特性和關(guān)鍵指標(biāo)亦是其它碳?xì)浠锘虼碱愇锼鶡o(wú)與倫比的。 ” 據(jù)國(guó)外 De-Witt 公司和化學(xué)系統(tǒng)公司的預(yù)測(cè)，由于美國(guó)限制或禁用MTBE，世界 MTBE 的需求量將從 2002 年的 2000 萬(wàn)噸左右下降到 2005 年的1700 萬(wàn)噸和 2010 年的 1300 萬(wàn)噸左右。加上很多國(guó)家汽油標(biāo)準(zhǔn)基本上追隨美國(guó)，可以預(yù)計(jì)，禁用 MTBE 的 行動(dòng)遲早會(huì)擴(kuò)散到世界其他地區(qū)，估計(jì)時(shí)間會(huì)比美國(guó)推遲 10-15 年。我國(guó)也已開始實(shí)施酒精替代計(jì)劃，由于實(shí)施酒精替代計(jì)劃政府要投入巨額財(cái)政補(bǔ)貼，估計(jì)我國(guó) MTBE仍將有十幾年的發(fā)展期，以便盡快解決催化汽油烯烴含量高和辛烷值短缺的問(wèn)題。另外開發(fā)其他清潔的替代車用燃料也在預(yù)料和情理之中。 當(dāng)然利用煉廠的 C4資源也可以通過(guò)直接和間接烷基化工藝生產(chǎn)烷基汽油，但是，我國(guó)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(méi)有工業(yè)化，仍處于試驗(yàn)階段，間接烷基化工藝也沒(méi)有推開，隨著技術(shù)不斷成熟，將來(lái)可以通過(guò)改造 MTBE 裝 置實(shí)現(xiàn)間接烷基化工藝的操作。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 2002 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（ 0.52Mt/a），供應(yīng)美國(guó)調(diào)和新配方汽油。 因此，現(xiàn)階段為改善汽油質(zhì)量，充分利用 FCC碳四資源生產(chǎn) MTBE 支持汽油的質(zhì)量升級(jí)并提高 XX 煉油廠整體經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)間接降低汽油烯烴含量和硫含量是必要的。 中國(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 13 通過(guò)對(duì) 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(rèn)為中國(guó)目前和將來(lái)一段時(shí)間 MTBE作為汽油組分仍然具有一定的發(fā)展空間。 3 建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品方案 3.1 建設(shè)規(guī)模 1) 原料來(lái)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。 2) 生產(chǎn)規(guī)模 2 104t/a MTBE裝置 (實(shí)際 MTBE 產(chǎn)量 1.93 104t/a)； 3) 年開工時(shí)間 年開工時(shí)間為 8000小時(shí)。 3.2 產(chǎn)品方案 本裝置產(chǎn)品為 MTBE,副產(chǎn)品為未反應(yīng)的 C4 餾分，均去罐區(qū)儲(chǔ)存。 本裝置物料平衡見(jiàn)表 3-1。 本裝置主要產(chǎn)品規(guī)格見(jiàn)表 3-2、表 3-3。 中國(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 14 表 3-1 物料平衡 序 號(hào) 物料名稱 數(shù) 值 備注 w% kg/h 104t/a 一 原料 1 C4 餾分 90.7 8131 6.83 2 甲 醇 9.3 833 0.7 合計(jì) 100.0 8964 7.53 二 產(chǎn)品 1 MTBE 25.6 2298 1.93 2 未反應(yīng) C4 74.4 6667 5.6 合計(jì) 100.0 8964 7.53 表 3-2 MTBE產(chǎn)品性質(zhì) 組 分 含量， wt% 分析方法 MTBE 98.0（扣除碳五） 色譜法 甲醇 0.2 色譜法 碳四 0.2 色譜法 表 3-3 剩余碳四規(guī)格 組 分 含量， wt% 分析方法 異丁烯 0.2 色譜法 水 0.06 甲醇 50ppm 色譜法 MTBE 50ppm 色譜法 剩余碳四應(yīng)同時(shí)滿足作為甲乙酮原料的要求。 4 MTBE裝置 4.1 工藝技術(shù)選擇 自 1973 年意大利斯納姆公司利用自己的專利技術(shù)，建成世界上第一套10萬(wàn)噸 /年 MTBE 工業(yè)化裝置以來(lái)， MTBE 的生產(chǎn)受到世界各國(guó)的高度重視，開發(fā)成功了適應(yīng)化工型和煉油型企業(yè)要求的多種工藝技術(shù)，并得到廣泛的工業(yè)應(yīng)用。我國(guó)在這一領(lǐng)域也進(jìn)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(chǎn)了國(guó)內(nèi)第一套 5500 噸 /年工業(yè)實(shí)驗(yàn)裝置，之后經(jīng)過(guò)近二十年的不懈努力，國(guó)內(nèi)自行 研究開發(fā)的 MTBE 工藝技術(shù)已成熟，改進(jìn)了傳統(tǒng)工藝并在工業(yè)上得到廣泛推廣應(yīng)用。 到目前為止，國(guó)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(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 15 要有兩類。 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)，兩次分餾 ” 工藝兩種，后者異丁烯轉(zhuǎn)化率高于前者。床層反應(yīng)合成 MTBE 的工藝，異丁烯的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到 90 96。 由于合成 MTBE 是平衡放熱反應(yīng)，溫度過(guò)高會(huì)影響催化劑的壽命和異丁烯的轉(zhuǎn)化率。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。 2) 混相床催化蒸餾合成 MTBE 生產(chǎn)工藝 該工藝是混相床反應(yīng)與催化蒸餾反應(yīng)的組合。混相床可分為固定床或膨脹床，由于混相床反應(yīng)器的壓力較低，通過(guò)反應(yīng)物料的部分汽化吸收反應(yīng)熱，省去了床層反應(yīng)器的冷卻取熱或外循環(huán)取熱設(shè)施。特別是在膨脹床反應(yīng)器內(nèi)，催化劑床層處于膨脹狀態(tài)，有利于反應(yīng)熱的擴(kuò)散。 為進(jìn)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(gè)催化蒸餾反應(yīng)器。催化蒸餾工藝是將反應(yīng)器和反應(yīng)產(chǎn)物的分離合二為一，在催化蒸餾塔中，將反應(yīng)產(chǎn)物不斷地移出反應(yīng)區(qū)，使反應(yīng)向著生 產(chǎn) MTBE 產(chǎn)物的方向進(jìn)行，因此異丁烯轉(zhuǎn)化率較高；同時(shí)反應(yīng)放出的熱量又被蒸餾所利用，有利于節(jié)能?；煜啻泊呋麴s合成 MTBE 生產(chǎn)工藝，異丁烯轉(zhuǎn)化率提高到 99%以上。 催化蒸餾技術(shù)則是在一個(gè)設(shè)備內(nèi)同時(shí)完成殘余異丁烯的深度轉(zhuǎn)化和產(chǎn)品分離，由于反應(yīng)和分離同時(shí)進(jìn)行，不但實(shí)現(xiàn)了深度轉(zhuǎn)化，而且還充分利用了反應(yīng)熱，減少了能耗。 綜合考慮，擬推薦混相膨脹床催化蒸餾合成 MTBE 生產(chǎn)工藝。 4.2 工藝原理及工藝流程 4.2.1 工藝原理 在專用強(qiáng)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(guò)氫中國(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 16 離子遷移合成甲基叔丁基醚（ MTBE），該反應(yīng)是 平衡反應(yīng)，反應(yīng)的選擇性較高，混合 C4中正丁烯幾乎不與甲醇反應(yīng)。因此，采用適當(dāng)?shù)墓に嚵鞒?，可使異丁烯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到 99.5%以上，即將異丁烯從 C4 中脫除，再經(jīng)分離可得高純度正丁烯。醚化的產(chǎn)品 MTBE 在適當(dāng)?shù)臈l件下可分解得到純的異丁烯。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(jià)值。 在合成 MTBE反應(yīng)過(guò)程中，同時(shí)還發(fā)生少量的副反應(yīng)，生成異辛烯、叔丁醇、二甲基醚等，這些副產(chǎn)品的辛烷值都比較高，對(duì)汽油的產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有不利影響。 異丁烯和甲醇合成甲基叔丁基醚的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，低溫有利于提高轉(zhuǎn)化率，但溫度過(guò) 低影響反應(yīng)速度。在反應(yīng)初期，由于催化劑的活性較高，反應(yīng)溫度一般控制比較低，在 40-50。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 60-75。由于受催化劑所能承受的溫度限制，反應(yīng)溫度必須控制在 90以下。 4.2.2 工藝流程簡(jiǎn)述 從上游氣體分餾裝置來(lái)的 C4 餾分進(jìn)入 C4原料緩沖罐，在此沉降分離掉可能攜帶的游離水，經(jīng) C4 原料泵升壓后送至管道混合器。從罐區(qū)來(lái)的甲醇經(jīng)甲醇泵升壓后一路送至催化蒸餾塔反應(yīng)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 1.1:1左右，進(jìn)入原料預(yù)熱器加熱后進(jìn)入 原料凈化 -醚化反應(yīng)器（兩臺(tái)并聯(lián)），每臺(tái)原料凈化 -醚化反應(yīng)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(tái)原料凈化 -醚化反應(yīng)器催化劑樹脂失活，可及時(shí)切換至另一臺(tái)，這樣就不會(huì)影響到裝置長(zhǎng)周期連續(xù)操作。 反應(yīng)器中裝有大孔徑磺酸陽(yáng)離子交換樹 脂 ，原料中的異丁烯和甲醇在此反應(yīng)生成 MTBE。由于此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度由上而下逐步升高，物料部分氣化，以氣液混相從反應(yīng)器頂部流出進(jìn)入催化蒸餾塔進(jìn)料 -產(chǎn)品換熱器，與 MTBE 產(chǎn)品換熱至 70后進(jìn)入催化蒸餾塔。液相 MTBE從塔底流出，經(jīng) MTBE中國(guó)石油 XXXX廠 2萬(wàn)噸 /年 MTBE項(xiàng)目 17 產(chǎn)品冷卻器冷卻至 40后，送至罐區(qū) 儲(chǔ)存。未反應(yīng)的甲醇和 C4餾份以共沸物從塔頂餾出，經(jīng)催化蒸餾塔冷凝器冷凝后進(jìn)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(jīng)萃取塔進(jìn)料冷卻器冷卻后，送至甲醇萃取塔的下部作為進(jìn)料。 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。水進(jìn)入萃取塔上部，向下流動(dòng)，與自下而上的甲醇和 C4餾份共沸物逆流接觸，甲醇進(jìn)入水相。萃余液從塔頂排至未反應(yīng) C4 罐，然后用未反應(yīng) C4