年產20萬噸氣體分離裝置技術改造可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 狀及供需預測我國丙烯的主要用途是生產聚丙烯樹脂、丙烯腈和丁辛醇，它們占國內丙烯消費總量的 80％以上。2022 年全國聚丙烯產量 374 萬噸，消費丙烯約 390 萬噸，占丙烯總需求量的70%，丙烯睛產量 52 萬噸，消耗丙烯 57 萬噸，占丙烯總需求量的 10%左右，丁辛醇產量 41萬噸，消耗丙烯約 45 萬噸，占丙烯總需求量的 8%。另外，環氧丙烷消耗丙烯 24 萬噸，約占丙烯總需求量的 4%，其它丙烯的下游產品還包括丙烯酸甲酯、環氧氯丙烷等，這些產品對丙烯的需求量約占 8%左右。近年來，亞洲地區丙烯需求增長一直居世界丙烯需求增長的前列，為 10%以上，到2022 年如果我國丙烯需求增長按亞洲地區年均增長 10%計算，我國丙烯需求量約為 953 萬噸，丙烯自給率可達 級。如按我國 1994 年以來丙烯需求年均增長率 16%計算，2022 年國內對丙烯的需求量為 1839 萬噸，其 896 萬噸的產量僅能滿足需求最的 ％。因此，我國丙烯的產量遠不能滿足國內的需要。2022 年中國大陸丙烯產量 萬公噸，進口量 萬公噸，基本上沒有出口，表觀需求量 萬公噸，若考慮到下游衍生物產品進口折算的丙烯消耗量，當量丙烯需求量約810 萬公噸左右，自給率 60%。中國大陸市場對丙烯下游產品的需求成長迅速，雖然丙烯產量也在不斷增加，但是仍然無法滿足市場需求。每年都需要進口一定數量的丙烯來彌補中國年產 20萬噸氣體分離裝置技術改造可行性研究報告大陸的缺口。由于丙烯運輸相對困難，在中國大陸丙烯供不應求的情況下，中國大陸對丙烯衍生物，如聚丙烯、丙烯和丁辛醇等產品的進口量逐年上升。進口最多的丙烯衍生物是聚丙烯，2022 年凈進口量達到 243 萬噸﹔其次是丁辛醇，凈進口 67 萬噸。2022 年主要丙烯下游衍生物進口量折合丙烯約 320 萬噸。由于我國的丙烯生產與市場實際需求的矛盾，不得不進口大量的衍生物。在今后 10 年內，國內丙烯需求量將有較大幅度的增長， 2022 年將達到 896 萬噸。同時，丙烯衍生物的進口量也將有所增長，2022 年丙烯衍生物進口達到 258 萬噸丙烯當量，國內丙烯的當量消費量達到 1017 萬噸；2022 年丙烯衍生物進口將達到 394 萬噸丙烯當量，國內丙烯的當量消費量將達到 1148 萬噸。我國對丙烯需求量相當大，2022 年當量丙烯需求量已達 880 萬噸，未來幾年丙烯市場仍將會有很大的缺口，增產丙烯將會有較好的解決方式。國內 70%丙烯用于生產聚丙烯，其次還用于生產丙烯腈、丁辛醇和環氧丙烷等。今后幾年國內丙烯需求量仍將集中于聚丙烯生產上，隨著聚丙烯生產規模的發展，對丙烯的需求量也將直線上升，必將刺激丙烯市場，使之更加活躍。隨著國內乙烯裝置的擴建以及煉廠丙烯收率的提高，預計 2022 年中國大陸丙烯總生產能力將達到 968 萬噸左右，屆時丙烯當量需求量將達到 1320 萬噸，缺口約為 300萬噸，仍需要進口大量的丙烯及其衍生物產品以滿足中國大陸市場需求。目前，我國高檔聚丙烯制品正處于快速發展時期，需要大量的優質精丙烯，國內的優質精丙烯尚不能滿足市場需求，需要花費大量外匯進口。二、價格預測近幾年來，國內外化工產品價格一直呈上漲趨勢，根據我國現階段的實際情況，考慮將來的發展，在未來的幾年內，丙烯產品的價格在 9000～13000 元/噸。第二節 原料供求和價格預測一、原料來源本裝置加工原料為液化石油氣，公司催化裂化裝置生產的液化石油氣完全可以保證生產的需要。二、原料價格 本項目原料為液化石油氣，全部來自催化裂化裝置，價格在 5000～7000 元/噸。三、原料運輸方式 液化石油氣由管線直接送到裝置。第三節 輔助原料、燃料的供應一、輔助原料 本項目無輔助原料。二、燃料的供應 本項目沒有加熱爐不需要燃料。年產 20萬噸氣體分離裝置技術改造可行性研究報告第三章 生產規模、總工藝流程及產品方案第一節 生產規模本項目改造后生產能力為 20萬噸/年氣體分離裝置。操作時間 8000小時，連續生產。第二節 總工藝流程凈化后的液化石油氣送入脫丙烷塔進料罐，由脫丙烷塔進料泵升壓后，經原料預熱器預熱進入脫丙烷塔。碳二、碳三餾分從塔頂餾出，經脫丙烷塔頂冷凝器冷凝后進入脫丙烷塔回流罐，冷凝液一部分用脫丙烷塔回流泵送至脫丙烷塔頂作為回流。另一部分由脫乙烷塔進料泵送至脫乙烷塔作為進料；脫丙烷塔塔底物料碳四碳五餾分經冷卻器冷卻至 40℃后送到民用液化氣。脫乙烷塔塔頂碳二、碳三氣體經脫乙烷塔頂冷凝器部分冷凝后，進入脫乙烷塔回流罐。不凝氣自脫乙烷塔回流罐頂部經壓控閥送至燃料氣管網。冷凝液用脫乙烷塔回流泵送至塔頂作為回流。塔底物料自壓進入精丙烯塔。精丙烯塔因板數較多，分為兩塔串聯操作，精丙烯塔 A 塔頂氣體進入精丙烯塔 B 底部。精丙烯塔 B 底部液體用精丙烯塔中間泵送回精丙烯塔 A 頂部作為回流。精丙烯塔 B 頂部氣體經精丙烯塔冷凝器冷凝后，進入精丙烯塔回流罐，冷凝液用精丙烯塔回流泵抽出，一部分送回精丙烯塔 B 頂作為回流；另一部分經精丙烯冷卻器冷卻至 40℃送出裝置。精丙烯塔 A底部丙烷餾分經丙烷冷卻器冷卻至 40℃后，用丙烷泵送出裝置。第三節 產品方案本項目以催化裝置液化石油氣為原料生產精丙烯，同時副產民用液化氣。主要產品產量一覽表序號產品名稱 產量kg/h產量x104t/a 相態 去向1 精丙烯 7500 6 液 外售2 民用液化氣 17500 14 液 外售年產 20萬噸氣體分離裝置技術改造可行性研究報告第四節 自動化水平 本項目設計采用集散控制系統（DCS）來完成裝置的控制、監測和安全聯鎖?；诂F場總線技術，完全開放，采用先進的軟件和硬件技術，結構靈活，擴展方便，安全可靠，安裝、維護簡單，大幅度節約使用成本，便于管理和減輕勞動強度。工藝參數及過程控制均在控制室集中顯示、控制、管理、實時打印各種參數、報表，且設置了聯鎖保護系統，事故狀態下能實現各種保證生產的安全措施，對裝置的可靠運行提供良好的保證。為保證裝置的平穩、安全、長期運行，DCS 系統供電采用 UPS，對可能釋放可燃氣體的地點設置可燃氣體報警器探頭。年產 20萬噸氣體分離裝置技術改造可行性研究報告第四章 工藝裝置第一節 工藝技術選擇氣體分餾是將催化裂化產生的液化石油氣分離出丙烯、丙烷等組分。根據所得產品用途，氣體分餾技術有三塔、四塔和五塔流程之分。氣體分餾單元的主要產品為精丙烯和民用液化石油氣，因此氣體分餾單元采用成熟可靠、技術先進四塔流程。第二節 工藝裝置一、工藝流程簡述凈化后的液化石油氣送入脫丙烷塔進料罐，由脫丙烷塔進料泵升壓后，經原料預熱器預熱進入脫丙烷塔。碳二、碳三餾分從塔頂餾出，經脫丙烷塔頂冷凝器冷凝后進入脫丙烷塔回流罐，冷凝液一部分用脫丙烷塔回流泵送至脫丙烷塔頂作為回流。另一部分由脫乙烷塔進料泵送至脫乙烷塔作為進料；脫丙烷塔塔底物料碳四碳五餾分經冷卻器冷卻至 40℃后送到民用液化氣。脫乙烷塔塔頂碳二、碳三氣體經脫乙烷塔頂冷凝器部分冷凝后，進入脫乙烷塔回流罐。不凝氣自脫乙烷塔回流罐頂部經壓控閥送至燃料氣管網。冷凝液用脫乙烷塔回流泵送至塔頂作為回流。塔底物料自壓進入精丙烯塔。精丙烯塔因板數較多，分為兩塔串聯操作，精丙烯塔 A 塔頂氣體進入精丙烯塔 B 底部。精丙烯塔 B 底部液體用精丙烯塔中間泵送回精丙烯塔 A 頂部作為回流。精丙烯塔 B 頂部氣體經精丙烯塔冷凝器冷凝后，進入精丙烯塔回流罐，冷凝液用精丙烯塔回流泵抽出，一部分送回精丙烯塔 B 頂作為回流；另一部分經精丙烯冷卻器冷卻至 40℃送出裝置。精丙烯塔 A底部丙烷餾分經丙烷冷卻器冷卻至 40℃后，用丙烷泵送出裝置。二、進出裝置的物料平衡進出裝置物料平衡見下表：進出物料平衡表入 方 出 方序 物料 數量 備注 序 物料 數量 備注年產 20萬噸氣體分離裝置技術改造可行性研究報告號 (萬 t/a) 號 (萬 t/a)1 液化石油氣 1 丙烯 62 民用液化氣 14合計 合計 第三節 自控水平一、自控水平裝置將采用新一代的集散型控制系統（DCS） ，為全面監視和控制全裝置的檢測點和控制點，保證裝置的平穩操作和安全生產，并發揮 DCS第統的優勢，裝置所有遠傳的過程信號都將送入 DCS系統中；這些信號經過處理將分別用于實時控制、實時顯示報警、并生成各種生產和管理用的記錄和報表。在設計 DCS系統的配置時，將充分考慮其硬件、軟件的可靠性、主流型和先進性、以及系統的可擴展性、網絡開放性，網絡通訊的硬件平臺及其相應接口，使采用的 DCS系統能適應現階段的要求。根據目前國內外儀表生產及應用狀況，所設置的自動控制系統按達到國內外同類型工程目前的先進水平考慮，以實現集中控制、平穩操作、安全生產、強化管理，并實施先進控制和優化控制策略，提高產品產量和質量，降低能耗，使工廠實現“安、穩、長、滿、優”生產操作，提高經濟效益，適應企業將面臨的國際競爭。二、儀表選型為了保證裝置長期、安全、可靠運行，控制系統的控制器（CPU） 、I/O 卡件、供電單元、通訊網絡和接口單元等均有雙重化冗余。根據本裝置現場情況，儀表控制回路及檢測回路選用隔爆型儀表。在選擇儀表（如變送器、安全柵、報警設定器、信號轉換器、執行器、分析器等）時，將充分考慮目前現在裝置中儀表的運行情況，在國產儀表和國外儀表中的篩選出性能價格比最好的儀表，使設計出的每個控制或監測回路都能在安全、可靠、長周期、自動狀態下運行，提高整個裝置的儀表投用率和自動化管理水平。溫度儀表 進控制室指示、控制的全部采用鉑熱電阻和熱電偶，就地指示的采用雙金屬溫度計。壓力儀表　　進控制室指示、控制的壓力儀表采用智能壓力變送器，就地指示的用彈簧管壓力表和耐震、隔膜壓力表。液位儀表　　液位測量用浮筒或智能差壓變送器。年產 20萬噸氣體分離裝置技術改造可行性研究報告流量儀表　　選用橢圓齒輪流量計、超聲波流量計、威力巴流量計，一般流量采用節流裝置和差壓變送器。三、主要儀表設備控制室儀表 DCS控制系統 1 套 21″CRT 工程師站（含操作臺） （1 套） 21″CRT 操作臺（含操作臺） （2 套） A4激光打印機 3臺 I/O機籠 I/O輸入/輸出卡件 一批 電源 開關量 輸入/輸出卡件 一批 現場儀表 壓力變送器 32 臺 溫度變送器 15 臺 差壓變送器 22 臺 橢圓齒輪流量計 8 臺 可燃氣體檢測變送器 11 臺 氣動調節閥 31 套 安裝材料 一批 計算機控制電纜 一批 電纜橋架 一批四、控制室控制室儀表供電要求雙回路提供，由不間斷電源 UPS供給： 輸入電壓：220VAC 50HZ 輸出電壓：220VAC 50HZ 輸出容量 20KVA 切換時間 無瞬間 不停電時間 30 分鐘現場儀表供氣 氣源壓力不小于 。五、設計采用的標準、規范《過程檢測和控制流程圖用符號和文字代號》 GB262581《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范及條文說明》GB5005892《石油化工企業設計防火規范》設計采用的標準、規范《過程檢測和控制流程圖用符號和文字代號》 GB262581《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范及條文說明》GB5005892《石油化工企業設計防火規范》 （1999 年版） GB5016092年產 20萬噸氣體分離裝置技術改造可行性研究報告《石油化工自動化儀表造型設計規范》 SH30051999《石油化工控制室和自動分析器室設計規范》 SH30061999《石油化工企業信號報警、聯鎖系統設計規范》 SHJ1890《石油化工企業儀表供氣設計規范》 SHJ30202022《石油化工企業儀表保溫及隔離、吹洗設計規范》 SHJ30212022《石油化工儀表配管配線設計規范》 SHJ301919