丁烯可行性報告(共19頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上4.8 丁烯-1裝置4.8.1 工藝技術(shù)選擇4.8.1.1 原料路線的確定丁烯-1的制造工藝主要有乙烯催化二聚法和混合碳四分離法。乙烯催化二聚法是在缺少碳四資源的情況下采用的工藝，而中國石油四川1000萬噸/年煉油項目每年可副產(chǎn)輕碳四約19萬噸，再加上乙烯項目每年副產(chǎn)的抽余碳四約11萬噸，混合碳四總量可達30萬噸，其中丁烯-1的資源總量約7萬噸，完全滿足下游的使用。 目前，國內(nèi)外較大規(guī)模的丁烯-1裝置多數(shù)采用的是混合碳四分離工藝，特別是與MTBE裝置聯(lián)合，在保證MTBE裝置醚后碳四異丁烯含量小于0.2%的前提下，可減少丁烯-1裝置設(shè)備數(shù)量，縮短流程。國內(nèi)主要丁烯-1分

2、離裝置的原料路線見表4.8-1。表4.8-1國內(nèi)主要丁烯-1生產(chǎn)裝置原料路線公司名稱生產(chǎn)能力（萬t/a）原料路線吉林石化公司2.4C4分離大慶石化公司0.76C4分離齊魯石化公司1.5C4分離撫順石化公司1.0C4分離獨山子乙烯公司1.0C4分離茂名石化公司1.5C4分離蘭州石化公司0.8C4分離揚子石化公司1.5C4分離盤錦石化公司1.0乙烯二聚天津聯(lián)合化學公司0.6乙烯二聚中原乙烯有限公司1.0乙烯二聚廣州石化公司0.7乙烯二聚從裝置的經(jīng)濟性綜合考慮，本項目的原料推薦采用MTBE裝置的醚后碳四。4.8.1.2 工藝技術(shù)路線介紹1）國外工藝技術(shù)概述目前，國外工業(yè)上主要使用德國Kruup Uh

3、de公司的萃取精餾工藝、日本瑞翁（Zeon）法、NPC法及UOP技術(shù)等。 （1）德國Kruup Uhde技術(shù)該技術(shù)采用1：1的嗎啉和N-甲基嗎啉混合物作為萃取劑，對丁烯的選擇性高，溶解性能好。由于采用的萃取劑中不含水，因此不會在C4組分中混入水，方便后續(xù)工藝，產(chǎn)品收率可達到95%。目前已在國內(nèi)3套甲乙酮裝置中應(yīng)用，效果較好。該方法流程簡單，設(shè)備臺數(shù)少，有熱油作加熱介質(zhì)，空冷器作冷卻設(shè)備，幾乎不消耗循環(huán)水，能耗較低。（2）瑞翁（Zeon）法該法又稱GPD工藝，其特點是在原有DMF萃取精餾法抽提丁二烯的工藝技術(shù)（GPB）的基礎(chǔ)上，將GPB工藝中第1萃取精餾塔改為新型萃取精餾塔，改變其部分操作條件，

4、使抽余C4餾分中的丁二烯可降至2050g/g，因而在丁烯-1生產(chǎn)裝置無需在進行加氫處理。經(jīng)萃取精餾抽丁二烯后的抽余C4如通過MTBE或其它異丁烯分離裝置，使其中的異丁烯低于0.3%，則只需經(jīng)過2個塔就可以得到丁烯-1產(chǎn)品。在第1個分餾塔中，塔頂為丙烷、丙烯、丙二烯、異丁烯和水，塔釜液送入第2精餾塔，在第2精餾塔塔釜分離出順反丁烯，塔頂為產(chǎn)品丁烯-1，產(chǎn)品收率可達97%。（3）日本石油化學公司的NPC法該方法在以乙烯裝置副產(chǎn)C4餾分為原料時，一般先通過萃取精餾裝置抽提丁二烯。抽余液中丁二烯一般為0.30.5%左右。抽余液中的異丁烯，如以MTBE法脫除，醚后C4餾分中的異丁烯含量可控制在0.5%以

5、下。NPC法在處理這種原料時，通過加氫方法脫除丁二烯，通過異丁烯二聚方法脫除異丁烯，然后通過超精密精餾獲得產(chǎn)品丁烯-1。其收率為87%。（4）UOP公司工藝技術(shù)UOP公司從C4餾分制取丁烯-1的工藝，是以催化裂化C4餾分為原料，經(jīng)加氫脫除丁二烯后，用吸附分離法制取丁烯-1。該工藝的丁烯-1收率可達90%。2）國內(nèi)工藝技術(shù)概述目前，國內(nèi)丁烯-1分離工藝主要是煙臺大學的萃取精餾工藝和齊魯石化研究院的兩段精餾工藝。（1）煙臺大學的萃取精餾工藝該方法已在國內(nèi)申請專利。其方法是采用甲乙酮和極性溶劑，如用氮甲酰嗎啉、嗎啉、氮甲酰嗎啉與嗎啉混合物、環(huán)丁砜、氮甲基吡咯烷酮等的混合物作溶劑，萃取精餾分離丁烷與丁

6、烯，溶劑對碳四溶解性好而且粘度小，塔內(nèi)基本無雙液相、無發(fā)泡現(xiàn)象，萃取精餾塔和解析塔都在加壓下操作，塔頂溫度45左右，塔釜溫度低于170，溶劑比915，丁烯產(chǎn)品純度97，必要時可以達到99以上，丁烯收率9597。采用此工藝在國內(nèi)一套甲乙酮裝置上應(yīng)用，效果較好，丁烯-1的濃度可達到98%。 由于采用的萃取劑的選擇性比嗎啉和N-甲基嗎啉差一些，要達到同樣的萃取效果，設(shè)備要大一些。由于甲乙酮的沸點較低（80），C4中帶的甲乙酮較多，導致甲乙酮消耗較大。(2) 齊魯石化研究院MTBE/丁烯-1工藝該工藝是將原料C4經(jīng)過MTBE醚化脫除異丁烯，再水洗除去醚后C4中的甲醇，然后用普通精餾方法精制丁烯-1，一

7、個塔脫除輕組分，一個塔脫除重組分。采用此種工藝，流程簡單，以丁烯轉(zhuǎn)化率高，丁烯-1純度可達99.6%，無特殊、劇毒原料，對環(huán)境無不利影響，對污水處理無特殊要求。但分離丁烯-1塔板數(shù)目較多，回流比過大，能耗較高，丁烯-1收率較低，生產(chǎn)操作要求較高。故該工藝多應(yīng)用于乙烯廠裂解C4中的丁烯-1分離。4.8.1.3 工藝技術(shù)比選從4.8.1.2中的介紹可以看出，國內(nèi)外丁烯-1的分離技術(shù)主要分為兩大類，即萃取精餾工藝和超精密精餾工藝。兩種工藝在能耗和物耗上差別較大。萃取精餾工藝消耗最低，但該工藝主要用在丁烯-1制甲乙酮裝置，其產(chǎn)品純度低，雜質(zhì)含量高，如要得到聚合級丁烯-1還需要做進一步的處理。超精密精餾

8、工藝雖然消耗高，但產(chǎn)品純度高，生產(chǎn)聚合級的丁烯-1產(chǎn)品流程簡單。國內(nèi)采用C4為原料路線的丁烯-1分離裝置多采用此類技術(shù)，各種工藝對比及國內(nèi)技術(shù)概況見表4.8-2和表4.8-3。表4.8-2丁烯-1分離工藝比較項目超精密分離工藝萃取精餾工藝NPC法GPD法中國德國煙臺大學產(chǎn)品收率%8797949590循環(huán)水消耗t/t410320470130140電消耗kwh/t1004080333380蒸汽消耗t/t3.63.95燃料消耗t/t0.510.51產(chǎn)品純度高高高低低環(huán)境影響小小小小小技術(shù)來源引進引進自有引進自有裝置投資高高低高低表4.8-3 國內(nèi)C4分離丁烯-1技術(shù)概況公司名稱生產(chǎn)能力（萬t/a）生

9、產(chǎn)技術(shù)簡況吉林石化公司2.4日本化學合成公司技術(shù)大慶石化公司0.76日本化學合成公司技術(shù)齊魯石化公司1.5日本ZEON公司技術(shù)撫順石化公司1.0法國IFP技術(shù)獨山子乙烯公司1.0意大利SNAM技術(shù)茂名石化公司1.5法國IFP技術(shù)和日本ZEON技術(shù)蘭州石化公司0.8齊魯石化公司研究院技術(shù)1996年吉林石化公司投產(chǎn)的1.0萬噸年丁烯-l裝置中，丁烯-1精制部分由第一精餾塔和第二精餾塔組成，兩塔均為填料塔，采用的是日本石油化學株式會社的技術(shù)。2000年和2003年采用天津新天進科技開發(fā)有限公司的TJH脈沖規(guī)整填料進行了兩次增產(chǎn)改造，產(chǎn)能提高到2.4萬噸/年，并取消了異丁烯二聚系統(tǒng)。產(chǎn)品收率和能耗都有

10、所下降。由中國石化工程建設(shè)公司BDI設(shè)計執(zhí)行中心、蘭化公司、齊魯石化研究院共同承擔的高純度丁烯-成套技術(shù)開發(fā)項目采用丁二烯深度抽提和MTBE裝置深度醚化后的蒸汽裂解碳四作原料，在蘭化公司橡膠廠8000t/a的丁烯-裝置上進行了國產(chǎn)化工業(yè)試驗。該裝置于1997年一次投產(chǎn)成功，生產(chǎn)出合格丁烯-產(chǎn)品。1999年4月，在120%設(shè)計負荷下進行了大處理量操作，所得產(chǎn)品質(zhì)量完全達到聚合級丁烯-質(zhì)量指標，實現(xiàn)了丁烯-生產(chǎn)技術(shù)的國產(chǎn)化。4.8.1.4 推薦的工藝技術(shù)目前國內(nèi)利用混合碳四分離制取丁烯-1的工業(yè)化方法是超精密精餾法。該方法雖然分離難度大，但流程簡單，易于組織；沒有復(fù)雜設(shè)備，生產(chǎn)周期長；如與MTBE

11、裝置聯(lián)合并保證醚后碳四異丁烯含量小于0.2%，可以使裝置流程最短，投資最低。該技術(shù)已經(jīng)完全國產(chǎn)化，且國內(nèi)有多家填料企業(yè)可以提供高效填料，并在丁烯-1裝置上進行了實際應(yīng)用，因此，本項目推薦采用國產(chǎn)的超精密精餾工藝。該工藝是將MTBE裝置的醚后C4經(jīng)加氫（根據(jù)原料中丁二烯含量）后，進行脫輕和脫重兩次精餾得到純度大于99%的聚合級丁烯-1。4.8.2 工藝概述、流程及消耗定額4.8.2.1工藝概述1）裝置規(guī)模和年操作時數(shù)本項目設(shè)計生產(chǎn)能力為6.53萬噸/年，年操作時數(shù)均為8400小時。2）裝置組成本裝置由工藝裝置、中間罐區(qū)和分析控制室三部分組成。 3）原、輔助材料用量及規(guī)格本裝置的主要原料是混合碳四

12、、氫氣、催化劑和干燥劑，用量和規(guī)格分別見表4.8-44.8-7。表4.8-4 原料和輔助材料數(shù)量表序號名稱單位數(shù)量來源備注1混合碳四萬噸/年18.02煉油及乙烯裝置2氫氣噸/年32.65乙烯裝置3加氫觸媒噸/年4.24外購使用周期3年43A分子篩干燥劑噸/年9.8外購使用周期2年表4.8-5 氫氣規(guī)格表指標名稱單位指標數(shù)值備注氫V%90甲烷平衡C2烴化物V%0.001COCm3/m35001000表4.8-6 鈀催化劑規(guī)格表指標名稱單位指標數(shù)值備注外觀形態(tài)球形固體主要成分鈀載體三氧化二鋁加熱減量%<0.23比表面積m2/g70使用溫度<480表4.8-7 干燥劑3A分子篩規(guī)格表指標

13、名稱單位指標數(shù)值備注外形球形（或條形）直徑mm1.7-2.5（1.5-1.7）合格率%96（98）堆積密度g/ml0.6磨耗率%0.2抗壓強度N45/p(45/cm)靜態(tài)水吸附%20包裝含水量%1.54）產(chǎn)品及副產(chǎn)品本裝置的主要產(chǎn)品為丁烯-1，副產(chǎn)品為丁烷、丁烯餾分，產(chǎn)品及副產(chǎn)品產(chǎn)量和規(guī)格見表4.8-84.8-10。表4.8-8產(chǎn)品、副產(chǎn)品表序號產(chǎn)品名稱單位指標數(shù)值備注1丁烯-1萬噸6.532丁烷、丁烯餾分萬噸10.87表4.8-9 丁烯-1產(chǎn)品規(guī)格表指標名稱單位指標數(shù)值備注丁烯-1V%99其它碳四其中：丁二烯及丙二烯甲基乙炔CO2 COV%1Cm3/m3200Cm3/m310Cm3/m35C

14、m3/m35總羰基（以MEK計）Cm3/m35氧氣Cm3/m31硫（以S計）mg/kg1氯化物（以Cl計）mg/kg1水mg/kg20甲醇mg/kg1MTBEmg/kg1表4.8-10 丁烷、丁烯餾分規(guī)格表指標名稱單位指標數(shù)值備注丁烯-1V%54.13.2.2 工藝流程說明來自界區(qū)的粗丁烯通過粗丁烯加熱器E-101進入粗丁烯原料貯罐V-101。V-101中的粗丁烯由原料泵P-101抽出，由流量控制閥和進料預(yù)熱器E-111加熱后進入加氫反應(yīng)器R-101，進料溫度控制在4060。來自界區(qū)的氫氣經(jīng)流量控制，與加熱后的原料粗丁烯在線混合，進入R-101。進入R-101的物料在貴重金屬鈀的催化作用下，粗

15、丁烯中的丁二烯與氫氣進行反應(yīng)，反應(yīng)壓力控制在0.91.3MPa(G)。從R-101出來的物料經(jīng)壓力調(diào)節(jié)進入脫輕塔下塔T-201B，T-201A/B塔再沸器E-201用0.35MPa蒸汽加熱，蒸汽的量由流量調(diào)節(jié)控制。塔頂蒸出的異丁烷等輕組份進入脫輕塔冷凝器E-202進行冷凝。塔頂壓力由冷凝器的冷卻水量控制。在此異丁烷等組份被冷凝下來，而較輕的組份包括氫氣作為燃料氣通過流量控制送出界區(qū)。冷凝下來的異丁烷餾份進入脫輕塔回流罐V-201。冷凝液通過回流泵P-201一部分打入T-201B塔頂回流，其余量在控制V-201液面穩(wěn)定的前提下，作為C4LPG送出界區(qū)。T-201B塔釜液經(jīng)液位調(diào)節(jié)由塔中間泵P-2

16、02送至T-201A塔頂。T-201A塔釜液由液位與流量串級調(diào)節(jié)，由塔釜液泵P-203送至冷卻器E-203冷卻，再經(jīng)干燥器R-201脫除物料中的水份，然后進入脫重塔T-202B。T-202B塔再沸器E-204用0.35MPa蒸汽加熱,，蒸汽的量由流量調(diào)節(jié)控制。T-202A塔塔頂蒸汽進入塔頂冷凝器E-205，冷凝后進入回流罐V-202。塔頂壓力由冷凝器的冷卻水量控制。冷凝液通過回流泵P-206一部分打入T-202A塔頂，其余量在控制V-202液面穩(wěn)定的前提下，采出至成品貯罐V-203。T-202A塔釜液經(jīng)液位調(diào)節(jié)由塔中間泵P-205送至T-202B塔頂。T-202B塔釜液由液位與流量串級調(diào)節(jié)，由

17、塔釜泵P-204送至C4LPG管線。V-203中的成品丁烯-1間斷地由成品泵P-207送往罐區(qū)。工藝流程簡圖見圖4.8-1專心-專注-專業(yè)圖4.8-1 工藝流程簡圖4.8.2.3 工藝物料平衡本項目進出裝置的主要工藝物料見表4.8-11。表4.8-11 物料平衡表序號進 裝 置出 裝 置物料名稱數(shù)量（噸/年）物料名稱數(shù)量（噸/年）1混合碳四丁烯-1653002氫氣32.65丁烯、丁烷3燃料氣6057.654總計.65總計.654.8.2.4 裝置消耗定額裝置消耗定額見表4.8-12。 表4.8-12消耗定額表序號名稱規(guī)格消耗定額消耗量（噸）備注每小時每年1原料1.1混合碳四 丁烯-140%2.

18、7621.451.2氫氣90%0.53.8932650kg1.3加氫觸媒0.0650.5054244.5kg1.43A分子篩0.151.1669795kg2公用工程2.1蒸汽0.9 MPa(G)1453.982.2循環(huán)水28/38 0.4MPa(G)4752.3冷凍水7 0.4 MPa(G)3.522.4電380/220V90kwh2.5儀表空氣0.6 MPa(G)109Nm32.6氮氣0.6 MPa(G)31.5Nm34.8.2.5 工藝裝置安裝方案1）設(shè)備布置方案本項目按同類設(shè)備集中布置的原則布置。廠房采用混凝土敞式框架，共三層，轉(zhuǎn)動設(shè)備放于一層，二層為回流罐和部分換熱器，三層以換熱器為主

19、。塔設(shè)備與廠房布置在管架兩側(cè)。2）工藝安裝本項目的工藝安裝包括4臺塔、4臺反應(yīng)器、14臺換熱器、6臺容器和20臺機泵。其中安裝工程量較大的是4臺填料塔?？账傊丶s380噸，填料及內(nèi)件總重約580噸。4.8.2.6 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版）GBJ16-87 建筑設(shè)計防火規(guī)范（2001版）SH/T3011-2000 石油化工工藝裝置布置設(shè)計通則4.8.3 工藝設(shè)備技術(shù)方案 4.8.3.1 設(shè)備概況本裝置工藝設(shè)備共48臺，其中反應(yīng)器4臺，塔器4臺，容器6臺，換熱器14臺，機泵20臺。表4.8-13 設(shè)備分類匯總表設(shè)備類型國內(nèi)訂貨合計

20、臺 數(shù)質(zhì)量（t）臺 數(shù)質(zhì)量（t）塔器49604960換熱器1412614126容器676.2676.2反應(yīng)器419.8419.8機泵1818合計461182461182表4.8-14 換熱器匯總表換熱器類別國內(nèi)訂貨合計臺數(shù)金屬質(zhì)量（t）臺數(shù)質(zhì)量（t）總質(zhì)量不銹鋼材料質(zhì)量換熱器141260Cr18Ni94514126合計141260Cr18Ni94514126表4.8-15 塔匯總表換熱器類別國內(nèi)訂貨合計臺數(shù)金屬質(zhì)量（t）臺數(shù)質(zhì)量（t）總質(zhì)量不銹鋼材料質(zhì)量填料塔49600Cr18Ni95804960合計49600Cr18Ni95804960表4.8-16 容器匯總表換熱器類別國內(nèi)訂貨合計臺數(shù)金屬

21、質(zhì)量（t）臺數(shù)質(zhì)量（t）總質(zhì)量不銹鋼材料質(zhì)量容器676.2676.2合計476.2676.2表4.8-17 反應(yīng)器匯總表換熱器類別國內(nèi)訂貨合計臺數(shù)金屬質(zhì)量（t）臺數(shù)質(zhì)量（t）總質(zhì)量不銹鋼材料質(zhì)量反應(yīng)器212212干燥器27.827.8合計419.8419.8表4.8-18 定型設(shè)備匯總表類型國內(nèi)訂貨合計臺數(shù)材質(zhì)質(zhì)量（t）臺數(shù)質(zhì)量（t）離心泵18碳鋼18冰機2碳鋼2合計20204.8.3.2 關(guān)鍵設(shè)備方案比選丁烯-1的分離關(guān)鍵設(shè)備是塔。通?？刹捎冒迨剿蛱盍纤?。但采用超精密精餾工藝時，要求塔的理論板數(shù)多，板式塔由于板效率低，實際塔板數(shù)多，造成塔過高；而填料塔，特別是采用高效填料，可以降低塔的高度

22、，而且選擇合適的高效填料，更適合于超精密分離。本裝置塔器推薦采用高效填料塔。4.8.3.3 大型超限設(shè)備概況本裝置4臺塔為大型超限設(shè)備，最好選擇距施工場地較近的制造廠加工。如長途運輸，可考慮分段運輸，現(xiàn)場組對的方式。表4.8-19 大型超限設(shè)備表序號名稱規(guī)格超限內(nèi)容解決辦法備注1丁烯-1脫輕塔5000×44000超長分段運輸2丁烯-1脫重塔4800×44000超長分段運輸4.8.3.4 設(shè)計中采用的主要標準及規(guī)范壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程（國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局）GB150-1998 鋼制壓力容器GB151-1999 管殼式換熱器JB4710-92 鋼制塔式容器JB-T47004

23、707-2000 壓力容器法蘭JB-T4709-2000 鋼制壓力容器焊接規(guī)程JB/T4712-92 鞍式支座JB/T4713-92 腿式支座JB/T4724-92 支承式支座JB-T4725-92 耳式支座JB4726-2000 壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件JB4727-2000 低溫壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件JB/T4729-94 旋壓封頭JB4730-94 壓力容器無損檢測JB-T4735-1997 鋼制焊接常壓容器JB/T4736-95 補強圈JB/T4737-95 橢圓封頭JB/T4738-95 90°折邊錐形封頭JB/T4739-95 60°折邊錐形封頭G

24、B6654-1996 壓力容器用鋼板GB12459-90 鋼制對焊無縫管件HG20580-1998 鋼制化工容器設(shè)計基礎(chǔ)規(guī)定HG20581-1998 鋼制化工容器材料選用規(guī)定HG20582-1998 鋼制化工容器強度計算規(guī)定HG20583-1998 鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定HG20584-1998 鋼制化工容器制造技術(shù)要求HG20652-1998 塔器設(shè)計技術(shù)規(guī)定HGHG20635-97 鋼制管法蘭、墊片、緊固件GB16749-1997 壓力容器波形膨脹節(jié)HG2151421535-95 碳素鋼、低合金鋼制人孔和手孔HG/T21574-94 設(shè)備吊耳HG20553-93 化工配管用無縫及焊接鋼管

25、尺寸選用系列GB/T8163-1999 輸送流體用無縫鋼管GB9948-88 石油裂化用無縫鋼管4.8.4 工藝裝置“三廢”排放本裝置的主要“三廢”有廢氣、廢水和廢渣。正常生產(chǎn)時排放的廢氣為丁烯-1脫輕塔塔頂不凝氣，主要是碳三、碳四烴、氫氣、一氧化碳及氮氣等，作為燃料氣送出裝置。當加氫反應(yīng)器再生時，排除的廢氣主要是氫氣；但干燥器再生時，排除的廢氣主要是含烴氮氣，均送到火炬系統(tǒng)燒掉。事故狀態(tài)下排出的物料經(jīng)管線送到火炬管網(wǎng)。正常生產(chǎn)時排出的廢水主要是機泵冷卻水、丁烯-1脫輕塔塔頂回流罐分水包排出的少量水、化驗室排放水等，經(jīng)管線排入生產(chǎn)污水管網(wǎng)。裝置產(chǎn)生的廢渣主要是加氫催化劑和干燥劑。加氫催化劑每三年更換一次，由廠家回收或集中處理；干燥劑每兩年更換一次，送到堆埋場堆埋?！叭龔U”排放見表4.8-20表4.8-20 “三廢”排放表序號排放名稱成份排放點排放量t/a排放方式排放去向1輕組分C4、C3、H2、CO等脫輕塔塔頂冷凝器6057.65連續(xù)燃料氣系統(tǒng)2事故排放氣C4系統(tǒng)安全閥163.1t/h火炬系統(tǒng)3加氫反應(yīng)器再生廢氣氫氣加氫反應(yīng)器5600Nm3