乙苯負(fù)壓脫氫制苯乙烯調(diào)研報(bào)告.doc

乙苯負(fù)壓脫氫制苯乙烯調(diào)研報(bào)告一、苯乙烯簡(jiǎn)介苯乙烯分子式C8H8，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式C6H5CH=CH2 。存在于蘇合香脂（一種天然香料）中。無(wú)色、有特殊香氣的油狀液體。熔點(diǎn)30.6，沸點(diǎn)145.2，相對(duì)密度0.9060(204),折光率1.5469，黏度0.762 cP at 68 F。不溶于水(1%)，能與乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑混溶。苯乙烯在室溫下即能緩慢聚合，要加阻聚劑對(duì)苯二酚或叔丁基鄰苯二酚()作穩(wěn)定劑，以延緩其聚合才能貯存。苯乙烯 （SM） 是一種重要的基本有機(jī)化工原料， 是苯最大用量的衍生物， 主要用于生產(chǎn)聚苯 乙烯樹(shù)脂 （PS）、 丙烯腈- 丁二烯- 苯乙烯脂（ABS）、 不飽和聚酯以及苯乙烯系熱塑性彈性體 （如 SBS） 等。 此外， 還用于制藥、 染料、 農(nóng)藥以及選 礦等行業(yè)， 用途十分廣泛。二、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)調(diào)查2.1 產(chǎn)能截至 2010 年 5 月我國(guó)苯乙烯的主要生產(chǎn)企業(yè) 有 20 多家， 總產(chǎn)值約為 526.9 萬(wàn) t/a ， 約 占 世 界 總產(chǎn)能的 15%.2.2 市場(chǎng)需求近幾年， 國(guó)內(nèi)苯乙烯產(chǎn)能及消費(fèi)量均呈不斷 增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)， 供需關(guān)系如表1所示。雖然國(guó)際市場(chǎng)苯乙烯產(chǎn)能有所富裕，但國(guó)內(nèi)苯乙烯產(chǎn)量仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于需求， 消費(fèi)量及進(jìn)口量均增長(zhǎng)明顯， 自給率維持在 40%左右， 市場(chǎng) 缺口約為 320 萬(wàn) t 左右， 并呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。 國(guó)內(nèi) 苯乙烯市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿^大。表 1 20052009 年國(guó)內(nèi)苯乙烯供需關(guān)系年份產(chǎn)量/萬(wàn)噸進(jìn)口量/萬(wàn)噸出口量/萬(wàn)噸表觀消費(fèi)量/萬(wàn)噸自給/%2005125.0281.21.3404.930.92006216.6234.30.6450.348.12007268.0310.00578.046.42008265.3281.10.2546.248.62009280.0364.60.8643.843.52.3消費(fèi)結(jié)構(gòu)我國(guó)苯乙烯主要用于生產(chǎn) PS、 ABS SAN、 不 飽和聚酯樹(shù)脂、 丁苯橡膠、 丁苯膠乳以及苯乙烯系熱塑性彈性體等。 其中， PS 為苯乙烯最主要的 下 游 產(chǎn) 品 ， 約占苯乙烯消費(fèi)量的 50% 。 2008、2009 年國(guó)內(nèi)苯乙烯消費(fèi)結(jié)構(gòu)見(jiàn)表2。受國(guó)家各類扶持政策影響， 國(guó)內(nèi)苯乙烯下游 PS、 ABS、 丁苯橡膠等生產(chǎn)企業(yè)于 2009 年 均 擺 脫了 2008 年經(jīng)濟(jì)危機(jī)時(shí)期的困境， 從而增加了對(duì) 苯乙烯的消費(fèi)。 2009 年， 我國(guó)苯乙烯下游對(duì)苯乙 烯需求總量將達(dá)到 643.8 萬(wàn) t， 較 2008 年同期有 較大增長(zhǎng)。 隨著經(jīng)濟(jì)的好轉(zhuǎn)， 苯乙烯需求量將繼 續(xù)上升。表 2 2008、2009 年國(guó)內(nèi)苯乙烯消費(fèi)結(jié)構(gòu)消費(fèi)領(lǐng)域 2008年 2009年 消費(fèi)量/萬(wàn)噸 比例/% 消費(fèi)量/萬(wàn)噸 比例/%PS 287.6 58.7 329 51.1ABS SAN 樹(shù)脂 69.2 14.1 129.4 20.1 不飽和聚酯 19.1 3.9 59.2 9.2 丁苯橡膠 丁苯膠乳 37.2 7.6 32.2 5.0 苯乙烯系熱塑性彈性體 14.7 3.0 13.5 2.1 其他 31.7 12.6 80.5 12.5 合計(jì) 490.0 100.0 643.8 100.0 三、傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝乙苯催化脫氫是工業(yè)上生產(chǎn)苯乙烯的傳統(tǒng)工 藝 ， 由 美 國(guó) Dow 化 學(xué) 公司首次開(kāi)發(fā)成功 ， 并 于19411945 年間實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。 該方法生產(chǎn)的苯乙烯產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的 90左右。目前， 乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的典型工藝主要 有 Fina Badger 工 藝 ， Lummus UOP 工 藝 以 及 BASF 工藝等。 各工藝在流程、 反應(yīng)器、 催化劑和 節(jié)能降耗方面各有特點(diǎn)， 但基本原理一致， 即以 乙苯為原料， 在鐵系氧化物或氧化鋅催化劑作用 下， 在約 600氣相狀態(tài)下脫氫生成苯乙烯。乙苯脫氫為吸熱過(guò)程，必須采用換熱的方式提供能量。缺點(diǎn)： 反應(yīng)器進(jìn)出口溫差大（可以達(dá)到65）； 轉(zhuǎn)化率比較低（3540%）; 選擇性也比較低（約90%）。 過(guò)熱水蒸氣用量大四、項(xiàng)目確定 目前，乙苯負(fù)壓脫氫制苯乙烯是生產(chǎn)苯乙烯的先進(jìn)方法，由2002 年上海工程公司、上海石化院、華東 理工大學(xué)聯(lián)合自行開(kāi)發(fā)。催化劑為上海石化院研制的GS-08 乙苯脫 氫催化劑， 反應(yīng)器由華東理工大學(xué)和上海工程公 司聯(lián)合開(kāi)發(fā)。 目前， 該技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于國(guó)內(nèi) 裝置， 近幾年國(guó)內(nèi)新建苯乙烯項(xiàng)目主要采用該工藝。 該方法采用軸徑向反應(yīng)器技術(shù)和氣氣快速混合兩大關(guān)鍵技術(shù)，突破了國(guó)外技術(shù)壟斷，形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。五、總流程簡(jiǎn)圖三段乙苯負(fù)壓脫氫工藝流程( 簡(jiǎn)稱 3SP ) 如圖 1。 來(lái)自乙苯過(guò)熱器的工藝氣與來(lái)自加熱爐 C 室的工藝蒸汽從底部進(jìn)入第一脫氫反應(yīng)器, 經(jīng)過(guò)混合器均勻混合后進(jìn)入催化床, 反應(yīng)后藝氣離開(kāi)第一脫氫反應(yīng)器, 進(jìn)入第一再熱器, 與來(lái)自加熱爐B 室的過(guò)熱蒸汽間接換熱。工藝氣被加熱后進(jìn)入第二脫氫反應(yīng)器的催化床, 過(guò)熱蒸汽降溫后進(jìn)入加熱爐 C 室。工藝氣離開(kāi)第二脫氫反應(yīng)器, 進(jìn)入第二再熱器，與來(lái)自加熱爐A室的過(guò)熱蒸汽間接換熱，然后進(jìn)入第三脫氫反應(yīng)器的催化床反應(yīng)。反應(yīng)后工藝氣再進(jìn)入乙苯過(guò)熱器，經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量，再經(jīng)空冷或水冷后進(jìn)行分離。 圖 1三段乙苯脫氫工藝1-加熱爐；2 -第一反應(yīng)器；3-第二反應(yīng)器；4 -第三反應(yīng)器；5-廢熱鍋爐六、重點(diǎn)設(shè)備介紹 6.1 軸向反應(yīng)器軸向反應(yīng)器是在床層頂部采用催化劑自封式結(jié)構(gòu)，以使徑向床的頂部造成軸徑向二維流動(dòng)的新穎徑向反應(yīng)器。與傳統(tǒng)的徑向反應(yīng)器相比，這種催化劑自封結(jié)構(gòu)取消了催化床上部的機(jī)械密封區(qū)，簡(jiǎn)化了徑向床結(jié)構(gòu)，有效地利用此部分反應(yīng)器空間中的催化劑，消除催化劑床的滯流區(qū)，有利于提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，同時(shí)催化劑裝卸方便。6.2 氣氣快速混合器 氣氣快速混合器采用雙噴射流，異孔徑的混合方式，以適應(yīng)溫差大，停留時(shí)間短的苛刻要求。七、經(jīng)濟(jì)效益分析項(xiàng)目金額（元）合計(jì)總采購(gòu)設(shè)備成本323萬(wàn)各項(xiàng)設(shè)備、工程總投資額合計(jì)約為800萬(wàn)設(shè)備安裝費(fèi)23.65萬(wàn)管道工程費(fèi)112.91萬(wàn)電汽工程費(fèi)27.03萬(wàn)儀表工程費(fèi)16.25萬(wàn)建筑工程費(fèi)56.06萬(wàn)裝置工程建設(shè)費(fèi)率611.81萬(wàn)費(fèi)用定額規(guī)定的費(fèi)用52.91萬(wàn)占地費(fèi)用300萬(wàn)專利轉(zhuǎn)讓費(fèi)200萬(wàn)固定投資成本1500萬(wàn)流動(dòng)資金投資固定投資成本15225萬(wàn)偶然事故投資固定投資成本10150萬(wàn)一次性總投資1675萬(wàn)序號(hào)項(xiàng) 目單 位單價(jià)(元)消耗(/噸)金額(元)1乙苯噸55001.266002催化劑71.53包裝(鐵桶)個(gè)(200L)7064204水噸0.213226.45電度0.4190766汽噸505.25262.57工資及其他費(fèi)用71.48折舊509維修35.7企業(yè)管理費(fèi)、財(cái)務(wù)費(fèi)50010制造成本8744序號(hào)