年產(chǎn)10萬噸年苯加氫制環(huán)己烷項目

PAGEPAGE2山東菏澤玉皇化工有限公司10萬噸/年苯加氫制環(huán)己烷項目可行性研究報告常州化工設(shè)計院有限公司二零一零年四月目錄TOC\o"1-2"\u第一章總論 11.1概述 11.2編制項目可行性研究報告的依據(jù)和原則 11.3項目背景、經(jīng)營意義、投資意義 21.4項目的范圍 41.5研究結(jié)果 4第二章市場分析和價格預(yù)測 82.1產(chǎn)品市場分析和價格預(yù)測 82.2原料供求及價格預(yù)測 102.3輔助材料、燃料的供應(yīng) 14第三章生產(chǎn)規(guī)模、總工藝流程及產(chǎn)品方案 153.1生產(chǎn)規(guī)模 153.2總工藝流程 153.3產(chǎn)品方案 1103.4全廠自控水平 17第四章工藝裝置 184.1工藝原理 184.2工藝技術(shù)選擇 224.3環(huán)己烷裝置工藝流程 274.4自控水平 324.5主要設(shè)備的選擇 3104.10消耗指標(biāo) 374.7裝置界區(qū)內(nèi)的公用工程設(shè)施 384.8裝置“三廢”排放 38第五章建廠地區(qū)條件和廠址選擇 405.1建廠條件 405.2廠址選擇 43第六章總圖運輸、儲運、土建、廠內(nèi)外管網(wǎng) 4410.1總圖運輸 4410.2儲運 41010.3土建 4710.4廠區(qū)外管 48第七章公用工程 517.1給排水 517.2供電、電信 527.3供熱、供風(fēng) 577.4脫鹽水站 587.5采暖通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié) 58第八章輔助生產(chǎn)設(shè)施 1008.1消防設(shè)施 1008.2維修設(shè)施 1028.3倉庫 1038.4中心化驗室 1038.5火炬 103第九章能耗分析及節(jié)能措施 1049.1概述 1049.2能耗構(gòu)成分析 1049.3工藝裝置節(jié)能措施 1010第十章環(huán)境保護 10710.1編制依據(jù) 10710.2設(shè)計采用的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn) 10710.3建設(shè)地區(qū)環(huán)境現(xiàn)狀 10710.4建設(shè)項目主要污染物狀況及治理 10910.5環(huán)境保護工程所需投資和定員 7210.10環(huán)境影響評價分析 72第十一章勞動保護與安全衛(wèi)生 7311.1設(shè)計依據(jù) 7311.2工程概述 7411.3建筑和場地布置 71011.4生產(chǎn)過程中職業(yè)危險、危害因素的分析 71011.5設(shè)計中采用的主要安全和勞動保護措施 7811.10預(yù)期效果評價 7911.7勞動安全衛(wèi)生機構(gòu)設(shè)置及人員配備情況 80第十二章企業(yè)組織及定員 8112.1企業(yè)經(jīng)營體制 8112.2企業(yè)管理體制 8112.3裝置定員 8112.4人員來源和培訓(xùn) 82第十三章企業(yè)管理設(shè)施和生活福利設(shè)施 8313.1企業(yè)管理設(shè)施 8313.2生活福利設(shè)施 83第十四章項目實施規(guī)劃 8414.1建設(shè)周期的規(guī)劃 8414.2實施進度規(guī)劃 84第十五章投資估算和資金籌措 81015.1投資估算 81015.2資金籌措 8715.3資金運籌計劃 88第十六章生產(chǎn)成本費用估算 89110.1成本費用估算依據(jù) 89110.2成本費用估算及分析 90第十七章財務(wù)評價 9117.1財務(wù)評價的依據(jù)和說明 9117.2效益及財務(wù)評價指標(biāo)計算 92第十八章不確定性分析 9318.1盈虧平衡分析 9318.2敏感性分析 93第十九章綜合評價 9419.1綜合評價 9419.2研究報告結(jié)論 94PAGE66-第一章總論1.1概述1.1.1項目名稱：10萬噸/年苯加氫制環(huán)己烷項目1.1.2主辦單位：山東菏澤玉皇化工有限公司1.1.3法定地址：山東菏澤市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)1.1.4企業(yè)性質(zhì)：民營企業(yè)1.1.5法人代表：王金書1.1.10注冊資金：35000萬元1.1.7項目建設(shè)投資（估算）：21089.10萬元1.2編制項目可行性研究報告的依據(jù)和原則1.2.1編制可行性研究報告的依據(jù)(1)山東菏澤玉皇化工有限公司提供的10萬噸/年環(huán)己烷工程可行性研究報告設(shè)計委托書。(2)與山東菏澤玉皇化工有限公司簽訂的“10萬噸/年環(huán)己烷工程可行性研究”設(shè)計合同。(3)山東菏澤玉皇化工有限公司提供的有關(guān)開展可行性研究的設(shè)計條件。(4)中國石油化工總公司《石油化工項目可行性研究報告編制規(guī)定》1997年版。(5)山東菏澤玉皇化工有限公司提供的10萬噸/年環(huán)己烷裝置有關(guān)資料。1.2.2編制可行性研究報告的指導(dǎo)思想和原則(1)采用國內(nèi)成熟先進的工藝技術(shù)和設(shè)備,盡量消化吸收國外引進裝置的先進技術(shù)，并力求穩(wěn)妥、先進、可靠。自動控制采用先進的集散型控制系統(tǒng)(DCS)以減輕操作強度，并確保生產(chǎn)安全。(2)本項目原材料和產(chǎn)品涉及易燃、易爆的氣體和液體，裝置建設(shè)必須安全可靠，裝置布置合理，并嚴格執(zhí)行國家防火規(guī)范。(3)根據(jù)原材料的供應(yīng)情況及產(chǎn)品的市場需求，確定合理的建設(shè)規(guī)模。(4)在設(shè)計中嚴格貫徹執(zhí)行國家環(huán)境保護和工業(yè)安全衛(wèi)生的有關(guān)規(guī)定，采取積極有效措施減少“三廢”排放量，對裝置排放的廢氣、廢渣、廢水經(jīng)過處理后，達標(biāo)排放。(5)節(jié)約能源、節(jié)約動力，做到充分利用裝置內(nèi)的余熱。(10)充分依托山東荷澤玉皇化工有限公司原料以及公用工程、維修、消防力量，做到少投入，多產(chǎn)出，以提高經(jīng)濟效益。1.3項目背景、經(jīng)營意義、投資意義1.3.1項目背景山東菏澤玉皇化工有限公司為山東玉皇化工有限公司獨立子公司，山東玉皇化工有限公司始建于19810年，目前已發(fā)展成為集開發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的中型精細化工企業(yè)?，F(xiàn)有員工750余人，總資產(chǎn)7.2億元，固定資產(chǎn)3.98億元，是中國優(yōu)秀品牌企業(yè)、山東省高新技術(shù)企業(yè)、菏澤市重點工業(yè)企業(yè)第六位、菏澤市經(jīng)濟增幅最快的企業(yè)之一，于20010年入選“中國化工企業(yè)經(jīng)濟效益500強、中國化工企業(yè)500強、中國化工助劑行業(yè)50強”。公司主要產(chǎn)品有：氣霧劑級二甲醚、燃料級二甲醚、雙環(huán)戊二烯、異戊二稀、間戊二烯、液化天然氣、MTBE、TAME、混合苯、精苯、精C5、丙烯、輕油、化工原料油及化工中間體。產(chǎn)品主要應(yīng)用于殺蟲劑、合成洗滌劑及農(nóng)藥、醫(yī)藥、合成樹脂、涂料、橡膠、塑料等化工行業(yè)。20010年公司實現(xiàn)銷售收入10.5億元，利稅7000萬元。

山東菏澤玉皇化工有限公司，位于菏澤市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)上海路以東，淮河路以南，占地107公頃。北臨日東高速、南臨菏蘭高速、京九鐵路，新石鐵路橫貫東西，交通便捷，四通八達。針對公司現(xiàn)狀及市場調(diào)研分析，公司制定了“十一五”發(fā)展規(guī)劃總體目標(biāo)：重點建設(shè)10萬噸/年苯加氫項目、20萬噸/年苯乙烯項目、40萬噸/年芳構(gòu)化項目、40萬噸/年柴油加氫項目、120萬噸/年甲醇制低碳烯烴項目和100萬噸/年煤制甲醇項目。十一五末，實現(xiàn)銷售收入80億元，利稅8.2億元，為菏澤市的經(jīng)濟騰飛做出更大的貢獻。山東菏澤玉皇化工有限公司自身具有生產(chǎn)環(huán)己烷所需的苯、氫氣等原料，現(xiàn)有的公用工程設(shè)施裕量可以滿足裝置需要，而且裝置副產(chǎn)蒸汽可以作為苯乙烯裝置加熱熱源使用，減少苯乙烯的生產(chǎn)成本，而且通過采用技術(shù)成熟的工藝技術(shù)方案，達到降低裝置能耗物耗的目的，因此從自身的建設(shè)、公用工程條件、采用的工藝技術(shù)以及原材料供應(yīng)的優(yōu)勢來說也是可行的，因此建議新建10萬噸/年環(huán)己烷裝置。1.3.2經(jīng)營體制類別山東荷澤玉皇化工有限公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的民營股份制企業(yè)1.3.3投資意義(1)本項目投資的意義在于充分利用山東菏澤玉皇化工有限公司現(xiàn)有的原料及公用工程，通過低價格原料及低能耗生產(chǎn)環(huán)己烷，成本優(yōu)勢明顯，市場競爭力強。山東荷澤玉皇化工有限公司具備建設(shè)環(huán)己烷裝置良好的建廠條件，現(xiàn)有廠區(qū)有足夠的空閑土地，不需另外征地，環(huán)己烷所需的主要原料苯及氫氣通過現(xiàn)有裝置得到供應(yīng)，現(xiàn)有的公用工程（水、電、蒸汽等）均能滿足10萬噸/年環(huán)己烷項目的要求，而不需要新建或擴建。山東菏澤玉皇化工有限公司僅需投入裝置部分投資以及很少的配套工程便可建設(shè)10萬噸/年環(huán)己烷裝置，生產(chǎn)市場上急需的化工及精細化工中間體環(huán)己烷。做到少投入、多產(chǎn)出，這樣既充分利用了企業(yè)現(xiàn)有的資源，又可以得到良好的經(jīng)濟效益。(2)本項目采用國內(nèi)較先進的工藝流程，消耗定額低，環(huán)己烷生產(chǎn)成本也低，在市場上具有一定的競爭力。(3)本項目利用苯乙烯裝置的尾氣，通過變壓吸附裝置處理后，送至環(huán)己烷裝置，原料苯由廠區(qū)粗苯精制裝置供應(yīng)，減少了該項目原料由外商操縱的風(fēng)險。(4)本項目具有較好的經(jīng)濟效益，項目的新建對山東荷澤玉皇化工有限公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和整個公司的盈利極為重要。(5)從能源綜合利用來看，原料氫氣來源為苯乙烯裝置的脫氫尾氣，現(xiàn)有的設(shè)施未對該尾氣進行充分利用，而是通過火炬進行燃燒，一方面造成能源浪費，另一方面對環(huán)境造成一定影響，通過建設(shè)環(huán)己烷項目，可以通過PSA提氫充分利用該脫氫尾氣，使能源得到綜合利用；另外裝置副產(chǎn)大量的低壓蒸汽，應(yīng)用到苯乙烯裝置的加熱設(shè)備中，減少苯乙烯裝置的蒸汽消耗，降低苯乙烯生產(chǎn)成本。因此，新建環(huán)己烷項目對整個公司的節(jié)能將耗有重要意義。1.4項目的范圍1.4.1本項目可行性研究的范圍包括：10萬噸/年環(huán)己烷裝置的市場預(yù)測、生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)工藝流程選擇；技術(shù)和設(shè)備的先進性、適用性、可靠性；財務(wù)上的盈利性、合法性；消防和環(huán)境上的可行性；對本項目建設(shè)上的可行性進行論證，為項目法人和領(lǐng)導(dǎo)機關(guān)提供決策依據(jù)。1.4.2項目范圍主要生產(chǎn)裝置：10萬噸/年環(huán)己烷裝置，包括8000立方變壓吸附提氫工段及苯加氫制環(huán)己烷工段。1.5研究結(jié)果1.5.1項目的概況山東荷澤玉皇化工有限公司建設(shè)10萬噸/年環(huán)己烷裝置可以利用現(xiàn)有的原料供應(yīng)及公用工程配套的優(yōu)勢，節(jié)約投資，具有良好的經(jīng)濟效益，廠址選擇在廠內(nèi)現(xiàn)有空地。環(huán)己烷生產(chǎn)采用變壓吸附提氫及苯氣相加氫工藝，技術(shù)先進，原材料消耗、公用工程消耗在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。1.5.2環(huán)己烷裝置主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表(見附表1-1)1.5.3結(jié)論(1)山東荷澤玉皇化工有限公司建設(shè)10萬噸/年環(huán)己烷工程，充分利用現(xiàn)有的資源，減少生產(chǎn)成本。(2)環(huán)己烷生產(chǎn)采用變壓吸附提氫及苯氣相加氫工藝，工藝路線先進成熟可靠，控制手段達到國內(nèi)的先進水平，技術(shù)協(xié)作條件好。(3)采用的工藝流程中，盡量采取回收措施，減少三廢排放量，同時對裝置三廢處理，使其達到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，不會對周圍環(huán)境造成影響。1.5.4存在的主要問題和建議本項目與廠區(qū)粗苯加氫裝置、苯乙烯裝置有密切聯(lián)系，要做好各裝置的協(xié)調(diào)工作。

附表1-110萬噸/年環(huán)己烷裝置主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)表序號項目名稱單位數(shù)量備注一生產(chǎn)規(guī)模1環(huán)己烷kt/a100二產(chǎn)品方案環(huán)己烷kt/a100三年操作時小時8000四主要原材料、燃料用量苯kt/a510.8含氫尾氣Nm3/a10.4107(體積含量91%)五公用工程消耗量1水工業(yè)水t/h1間歇循環(huán)水t/h271.52供電年耗電量kW8.810103供汽副產(chǎn)蒸汽t/h7.10t/h0.4MPa消耗蒸汽t/h1.7t/h1.0MPat/h0.83t/h0.4MPa4冷凍水t/h3.39t/h六三廢排放量處理前1廢水m3/h1.5間歇2廢氣Nm3/h14913廢催化劑t/a11.3開車裝填量100.1t七運輸量kt/a120.0221運入量kt/a100.0112運出量kt/a100.011八裝置定員人43其中：生產(chǎn)工人人38管理人員人5九總占地面積m22324十單位產(chǎn)品綜合能耗kg標(biāo)油/t1010.59十一工程項目投資1本項目建設(shè)總投資萬元31085.7資本金占籌措資額100%(1)建設(shè)投資萬元22102.8(2)固定資產(chǎn)投資方向調(diào)節(jié)稅萬元0(3)建設(shè)期利息萬元0(4)流動資金萬元1422.92本項目籌資額萬元22102.8十二年銷售收入（不含稅）萬元435110.3十三成本和費用年平均總成本（不含稅）萬元401050.10十四年平均利潤總額萬元28105.7十五年平均銷售稅金及附加萬元7110.4十六財務(wù)評價指標(biāo)1年平均投資利潤率%710.22年平均投資利稅率%97.73年平均資本金利潤率%710.24貸款償還期年0含建設(shè)期5投資回收期所得稅前年2.3含建設(shè)期所得稅后年2.8含建設(shè)期10所得稅前內(nèi)部收益率%1110.57所得稅后內(nèi)部收益率%78.108自有資金內(nèi)部收益率%78.109所得稅前凈現(xiàn)值萬元11720.1基準(zhǔn)收益率取12%10所得稅后凈現(xiàn)值萬元7909.0基準(zhǔn)收益率取12%11盈虧平衡點%13.9用生產(chǎn)能力利用率表示第二章市場分析和價格預(yù)測2.1產(chǎn)品市場分析和價格預(yù)測2.1.1國內(nèi)外生產(chǎn)能力與產(chǎn)量的歷史及現(xiàn)狀(1)國外生產(chǎn)能力與產(chǎn)量的歷史及現(xiàn)狀1898年首次用苯加氫制得環(huán)己烷，發(fā)展至今環(huán)己烷已經(jīng)成為一種重要的石油化工原料。據(jù)有關(guān)資料報道：1992年全世界環(huán)己烷的生產(chǎn)能力約為300萬t/a，主要的環(huán)己烷生產(chǎn)廠家是美國菲利浦石油公司、英國帝國化學(xué)工業(yè)公司、美國?？松瘜W(xué)公司、美國德士古公司、日本宇部工業(yè)公司，以上生產(chǎn)能力約占世界總生產(chǎn)能力的43%，2004年世界環(huán)己烷生產(chǎn)能力約350萬t/a，2010年將達390萬t/a。主要增長點在亞洲，亞洲的平均增長率約4%。(2)國內(nèi)生產(chǎn)能力與產(chǎn)量的歷史及現(xiàn)狀我國早期的環(huán)己烷裝置為國外引進技術(shù)，生產(chǎn)產(chǎn)量較少，隨著下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國環(huán)己烷產(chǎn)能、產(chǎn)量不斷增長。2004年我國環(huán)己烷產(chǎn)能21.2萬t/a左右，到2007年，我國有10家環(huán)己烷生產(chǎn)企業(yè)，總產(chǎn)能44萬t/a左右，其中巴陵石化公司是國內(nèi)最大的生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)能達到10t/a。近幾年，隨著環(huán)己烷產(chǎn)量的提高，我國進口數(shù)量呈現(xiàn)遞減趨勢，近幾年國內(nèi)環(huán)己烷產(chǎn)能見表2-1。表2-1近幾年國內(nèi)環(huán)己烷產(chǎn)能年份200020012002200320042005產(chǎn)能10.412.4110.118.721.228.10年份200102007200820092010產(chǎn)能310.844.1051.358.2108目前國內(nèi)環(huán)己烷生產(chǎn)廠家主要有以下公司：江蘇揚農(nóng)化工集團有限公司、河南神馬、河北石焦化集團有限公司、山東昌邑大安、山東洪業(yè)化工有限公司、中石化巴陵分公司、浙江巨化集團公司、南京東方化工公司等，總產(chǎn)量占全國產(chǎn)能的90%以上。我國環(huán)己烷生產(chǎn)能力如表2－2。表2-2我國環(huán)己烷生產(chǎn)能力現(xiàn)狀廠名生產(chǎn)能力萬噸/年備注中石化巴陵分公司10自用為主江蘇揚農(nóng)化工集團有限公司1.5自用為主河南神馬集團1自用為主河北石焦化集團有限公司2.5外銷山東昌邑大安精細化工有限公司0.8外銷浙江巨化集團公司9自用為主山東洪業(yè)化工有限公司10自用為主山東海力化工有限公司20自用為主山東方明10南京東方化工公司8自用為主合計108.8目前，由于環(huán)己烷市場前景看好，許多廠家紛紛增加環(huán)己烷產(chǎn)量，預(yù)計2010年我國環(huán)己烷生產(chǎn)能力將達到108萬t/a。2.1.2國內(nèi)外市場需求和價格的歷史及現(xiàn)狀國內(nèi)外市場需求環(huán)己烷主要用于制備環(huán)己醇和環(huán)己酮，另外，在涂料工業(yè)中廣泛用作溶劑，是樹脂、脂肪、石蠟油類、丁基橡膠等的極好溶劑。環(huán)己烷90%用于環(huán)己酮生產(chǎn)，環(huán)己酮為己內(nèi)酰胺生產(chǎn)的中間產(chǎn)品，通常由己內(nèi)酰胺廠生產(chǎn)，自產(chǎn)自用。目前己內(nèi)酰胺生產(chǎn)需求擴大，帶動上游環(huán)己烷、環(huán)己酮的產(chǎn)量，環(huán)己烷需求量猛增，2002年全世界環(huán)己烷需求量為240萬t/a，2005年達到330萬t/a預(yù)計2010年需環(huán)己烷390萬t/a。國內(nèi)市場競爭日趨激烈，近年環(huán)己烷生產(chǎn)裝置建設(shè)改造進入一個高潮，市場需求穩(wěn)步增加，預(yù)計2010年國內(nèi)需環(huán)己烷75萬噸。隨著擴建及新建產(chǎn)能的投產(chǎn)，我國環(huán)己烷需求量將得到部分緩解。另外，進口環(huán)己烷對國內(nèi)市場沖擊較大，國際上荷蘭的DSM集團、日本的旭化成公司等大公司，以及德國和中國臺灣省的環(huán)己烷生產(chǎn)規(guī)模都很大，并且仍在不斷擴大生產(chǎn)能力，其中有部分生產(chǎn)能力是針對我國市場擴建的。這些大公司有著明顯的規(guī)模效益和低成本優(yōu)勢，勢必對國內(nèi)環(huán)己烷市場構(gòu)成較大沖擊。國內(nèi)企業(yè)不得不早作打算，及早制定應(yīng)對措施，保持競爭的主動地位。國內(nèi)外產(chǎn)品價格環(huán)己酮的行情同原料苯的價格密切相關(guān)，2009年1月份國內(nèi)環(huán)己烷價格為4200元/噸，基本無生產(chǎn)利潤，生產(chǎn)情況在8月份逐步好轉(zhuǎn)，至2009年底價格達到7500元/噸左右，在2010年價格穩(wěn)步攀升，最高達到10000元/噸，最近回落并穩(wěn)定在81000元/噸左右，2009-2010年價格趨勢，見表2-3：表2-32009-2010年價格趨勢月份2009-11122010-123價格/元/噸750082008100092009000月份451078價格/元/噸91000910008500850085002.1.3目標(biāo)市場分析和價格預(yù)測目標(biāo)市場分析本項目產(chǎn)品環(huán)己烷主要的用戶是山東及周邊地區(qū)環(huán)己酮生產(chǎn)廠商，山東地區(qū)有多家環(huán)己酮生產(chǎn)商，生產(chǎn)原料為環(huán)己烷，由于不具備環(huán)己烷生產(chǎn)所需的原料等因素，生產(chǎn)的環(huán)己烷價格較高或需要外購環(huán)己烷，因此為山東荷澤玉皇化工有限公司環(huán)己烷銷售提供廣闊市場，因此荷澤玉皇化工生產(chǎn)的環(huán)己烷可以在山東及周邊地區(qū)的市場上銷售。價格預(yù)測今年1月份環(huán)己烷價格為8400元/噸，并逐步增長到5月份最高達到10000元/噸，到8月份價格在8500元/噸，總體看來，2010年的價格相對穩(wěn)定在8500以上，由于環(huán)己烷的主要下游產(chǎn)品環(huán)己酮，需求繼續(xù)增大，預(yù)計環(huán)己烷的價格會繼續(xù)小幅增長。2.2原料供求及價格預(yù)測2.2.1原料市場供求和價格的歷史及現(xiàn)狀(1)苯純苯的工業(yè)生產(chǎn)有四種工藝：1、煤焦油經(jīng)過分離出粗苯后經(jīng)精制生產(chǎn)純苯；2、石油煉制過程中得到的C10－C8烴餾分，在催化劑作用下芳構(gòu)化生成苯等芳烴，再經(jīng)分離得到純苯；3、乙烯裝置副產(chǎn)的裂解汽油，經(jīng)過兩次催化加氫再經(jīng)分離得到純苯；4、甲苯歧化，烷基轉(zhuǎn)移生產(chǎn)純苯。純苯的主要消費領(lǐng)域是苯乙烯（占50％）、苯酚、己內(nèi)酰胺、苯胺、順酐、氯苯、硝基苯、烷基苯以及溶劑使用等。表2-4純苯下游產(chǎn)品2005/2010年純苯需求量（萬噸）年產(chǎn)品2005*2010**苯乙烯1145100苯酚37150己內(nèi)酰胺2040順酐2880苯胺、硝基苯5090氯苯1520烷基苯1820合計2829100*為實際消耗值**按下游產(chǎn)品需求值折算中國的純苯主要是中國兩大石油－石化企業(yè)壟斷，僅自供平衡。2005年純苯產(chǎn)量為3010.11萬噸，進口25.5萬噸，表觀消費330萬噸。20010年純苯產(chǎn)能超過380萬噸/年，產(chǎn)量達到3100萬噸/年。由于乙烯產(chǎn)能和石油煉制能力擴大，2010年中國石油純苯總產(chǎn)能有望突破500萬噸/年，另從焦化苯的精制，經(jīng)加氫脫硫可得到純苯。2005年我國焦炭產(chǎn)量為2.25億噸，可得粗苯225萬噸。現(xiàn)建的焦化苯處理裝置的有山焦集團、山東海化集團、山西宏特集團和寶鋼集團，預(yù)計到2010年焦化純苯可達100～150萬噸/年，預(yù)計到2010年石油純苯和焦化純苯的總產(chǎn)能將達到1000萬噸/年以上。2005年全球純苯產(chǎn)能為4450萬噸/年，需求量為3840萬噸/年，預(yù)計20010年～2010年均增速為2.4％。到2010年全球純苯產(chǎn)能將達到5010萬噸/年。20010～2010年需求量的增速為3.7％，到2010年全球純苯需求量將達到41010萬噸/年。世界純苯的生產(chǎn)和消費主要集中在亞洲、北美和西歐。2000～2010年中國純苯供需狀況見表2-5。表2-52000～2010年中國純苯供需狀況（單位萬噸）項目200020012002200320042005200102010*進口量7.55.325.57050出口量93.9910.91.391.10產(chǎn)量185199214238.9252.193010.131001000表觀需求183.5201.3209.22292510為預(yù)測值圖2－1國內(nèi)苯價格走勢圖根據(jù)國內(nèi)苯價格走勢圖，2003年苯平均價格在3350元/噸，20010年均價基本上為7500元/噸以上。苯市場的價格起伏較大，與國際原油價格變化有關(guān)，另外還與苯的下游產(chǎn)品市場需求有關(guān)，若市場平淡，國內(nèi)苯市場價格將會平移或下降。前年，受到世界金融風(fēng)暴的沖擊，國際原油價格一路走低，純苯價格也跌倒谷底，最低價達31000元/噸。去年9月份開始較快回升，后價格穩(wěn)定在10300-10500元/噸。20010至2010年的平均價（見表2－10）。2010年前8月的市場價格一直比較穩(wěn)定，維持在5800-10300之間。表2-102005~2009年各年苯平均價格年份20010年2007年2008年2009年2010年前8月5年均價價格（元/噸）710105.4194258430.834030100007110(2)氫氣氫氣是環(huán)己烷生產(chǎn)的另一種主要原料。由于氫氣貯存運輸?shù)仍?，一般用氫企業(yè)均自產(chǎn)自用，其價格取決于制造成本。本項目氫氣來源于20萬噸/年苯乙烯裝置乙苯脫氫產(chǎn)生的含氫尾氣，該尾氣的氫氣體積含量為91%左右，經(jīng)過變壓吸附裝置處理后供苯加氫使用，生產(chǎn)的氫氣量基本滿足環(huán)己烷裝置生產(chǎn)需要。2.2.2原料來源及供應(yīng)狀況本工程所需的原料苯由公司粗苯加氫裝置供應(yīng)，由罐區(qū)經(jīng)管道輸送至環(huán)己烷裝置區(qū)，原料氫氣來源于苯乙烯裝置的含氫尾氣，經(jīng)變壓吸附吸附后送苯加氫反應(yīng)器使用，因此，兩種基本原料可由廠區(qū)自行解決，減少原料外購帶來的風(fēng)險。原材料來源見表2-7：表2-7原材料來源表序號物料來源數(shù)量規(guī)格1苯粗苯加氫裝置510240噸/年純苯2氫氣苯乙烯裝置尾氣經(jīng)變壓吸附10.4×107Nm3/年2.2.3產(chǎn)品價格確定的原則為使項目在經(jīng)濟上具有較強的抗風(fēng)險能力，本項目在財務(wù)分析中原料和產(chǎn)品不使用十年平均價格，而是采用市場現(xiàn)行價格，即原料苯按10500元/噸，產(chǎn)品環(huán)己烷價格按市場價格8500元/噸計。2.3輔助材料、燃料的供應(yīng)2.3.1主要輔助材料來源見表2-8表2-8主要輔助材料來源表序號物料來源數(shù)量規(guī)格備注1加氫催化劑外購10.5噸/次Ni-Al2O3壽命2年2吸附劑外購109.8噸/次CNA-133、CNA-229、CNA-314、CNA-421壽命15年3除油劑外購8.3噸/次CNA-110、CNA-229壽命2年4預(yù)處理劑外購12.7噸/次CNA-314、CNA-421壽命3年第三章生產(chǎn)規(guī)模、總工藝流程及產(chǎn)品方案3.1生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)規(guī)模：10萬噸/年環(huán)己烷。年操作時:8000小時。3.2總工藝流程本工程利用公司粗苯加氫生產(chǎn)的純苯、苯乙烯裝置的含氫尾氣為原料，通過8000m3變壓吸附提氫工段（PSA）、苯氣相加氫工段生產(chǎn)環(huán)己烷?；瘜W(xué)反應(yīng)式為：C10H10+3H2=C10H123.2.18000m3變壓吸附提氫工段流程簡述：苯乙烯裝置含氫尾氣經(jīng)過壓縮機增壓后，原料氣在P=1.3MPa、t≤40℃條件下進入變壓吸附提氫工段。首先進入氣液分離器除去游離水，然后經(jīng)過兩臺可串并聯(lián)操作的除油器除去壓縮機油，再進入由兩臺預(yù)處理器和一系列程控閥組成的預(yù)處理系統(tǒng)，除去芳烴等高沸點組分，從預(yù)處理出來的凈化氣送往PSA后系統(tǒng)。除油器一開一備，吸附飽和后一次性更換吸附劑，約兩年一換。預(yù)處理再生時，先用經(jīng)換熱器加熱到150℃的PSA解吸氣進行加熱，再用未經(jīng)加熱的解吸氣進行冷吹。PSA后系統(tǒng)由10臺吸附器和一系列程控閥等組成，采用10-2-3/V工藝流程。在變壓吸附系統(tǒng)中，任一時刻總有2臺吸附器處于吸附步驟，由入口端通入原料氣，在出口端獲得氫氣。每臺吸附器在不同時間依次經(jīng)歷吸附(A)、多級壓力均衡降(EiD)、逆向放壓(D)、抽空（V）、多級壓力均衡升(EiR)和最終升壓(FR)等步驟，采用多次均壓的目的使盡可能的回收有效組分。逆放步驟排出了吸附器中吸附的部分雜質(zhì)組分，剩余的雜質(zhì)通過沖洗抽空步驟進一步完全解吸。產(chǎn)品氣在≥1.2MPa的壓力下由吸附塔頂部出來，解吸氣在0.02MPa下輸出界外。3.2.2苯氣相加氫工段流程簡述：原料苯經(jīng)換熱器預(yù)熱，加熱器加熱汽化后，再送至汽化器中與氫氣一起過熱進入反應(yīng)器，其中氫氣由新鮮氫和循環(huán)氫混合而成。蒸發(fā)后的苯氫混合氣由兩臺前反應(yīng)器頂部進入并進行反應(yīng)，反應(yīng)熱用于副產(chǎn)低壓蒸汽，未反應(yīng)的原料在后反應(yīng)器中完全反應(yīng)，從后反應(yīng)器出來的反應(yīng)物料，經(jīng)冷凝冷卻后在分離器中進行氣液分離。氣相經(jīng)深冷器和吸附器回收微量環(huán)己烷后，未反應(yīng)的氫氣經(jīng)壓縮機增壓后循環(huán)使用，液相環(huán)己烷則送入穩(wěn)定塔處理后，經(jīng)冷卻儲存在環(huán)己烷貯槽中。3.3產(chǎn)品方案3.3.1環(huán)己烷表3-1產(chǎn)品環(huán)己烷規(guī)格表項目指標(biāo)試驗方法色度（Hazen）≤15GB3143密度0.777-0.782GB4472純度%（m/m）≥99.70GB7534苯mg/kg≤100SH11074正己烷mg/kg≤500SH11074甲基環(huán)己烷mg/kg≤500SH11074甲基環(huán)戊烷mg/kg≤400SH11074餾程℃≤1.5GB7534硫≤2GB121088產(chǎn)品環(huán)己烷為液態(tài)，年產(chǎn)環(huán)己烷100000噸，以槽車運輸?shù)男问匠鰪S銷售。3.3.2中間產(chǎn)品氫氣表3-2氫氣規(guī)格表項目指標(biāo)備注氫氣≥99.99體積分率CO+CO2≤10ppm壓力MPa1.2溫度℃403.4全廠自控水平環(huán)己烷裝置主要分為PSA工段及環(huán)己烷工段，PSA工段程控閥多、動作頻繁，操作對自動化要求高，本項目采用S7-300冗余控制系統(tǒng)；環(huán)己烷工段采用集散型控制系統(tǒng)(DCS)對整個生產(chǎn)過程進行監(jiān)視、操作、報警、聯(lián)鎖和控制，同時對關(guān)鍵的電氣設(shè)備進行遠距離控制。為保證裝置安全生產(chǎn)，所有現(xiàn)場儀表均選擇符合安裝地點的危險區(qū)域等級劃分的防爆儀表，并在危險區(qū)域內(nèi)設(shè)置可燃氣體報警傳感器，此信號送至DCS系統(tǒng)進行監(jiān)視和報警。第四章工藝裝置4.1工藝原理4.1.1變壓吸附原理吸附吸附是指當(dāng)兩種相態(tài)不同的物質(zhì)接觸時，其中密度較低物質(zhì)的分子在密度較高的物質(zhì)表面被富集的現(xiàn)象和過程。有吸附作用的物質(zhì)（一般為密度相對較大的多孔固體）被稱為吸附劑，被吸附的物質(zhì)（一般為密度相對較小的氣體或液體）稱為吸附質(zhì)。吸附按其性質(zhì)的不同可分為四大類，即：化學(xué)吸著、活性吸附、毛細管凝縮、物理吸附?；瘜W(xué)吸附是指吸附劑與吸附質(zhì)間發(fā)生有化學(xué)反應(yīng)，并在吸附劑表面生成化合物的吸附過程。其吸附過程一般進行的很慢，且解吸過程非常困難?；钚晕绞侵肝絼┡c吸附質(zhì)間生成有表面絡(luò)合物的吸附過程。其解吸過程一般也較困難。毛細管凝縮是指固體吸附劑在吸附蒸氣時，在吸附劑孔隙內(nèi)發(fā)生的凝結(jié)現(xiàn)象，一般需加熱才能完全再生。物理吸附是指依靠吸附劑與吸附質(zhì)分子間的分子力（即范德華力）進行的吸附。其特點是：吸附過程中沒有化學(xué)反應(yīng)，吸附過程進行的極快，參與吸附的各相物質(zhì)間的平衡在瞬間即可完成，并且這種吸附是完全可逆的。PSA制氫裝置中的吸附主要是物理吸附。變壓吸附

在實際工業(yè)應(yīng)用中，吸附分離一般分為變壓吸附和變溫吸附兩大類。從吸附劑的吸附等溫線可以看出，吸附劑在高壓下對雜質(zhì)的吸附容量大，低壓下吸附容量小。同時從吸附劑的吸附等壓線可以看到，在同一壓力下吸附劑在低溫下吸附容量大，高溫下吸附容量小。利用吸附劑的前一性質(zhì)進行的吸附分離稱為變壓吸附(PSA)，利用吸附劑的后一性質(zhì)進行的吸附分離就稱為變溫吸附(TSA)。在物理吸附中，各種吸附劑對氣體分子之所以有吸附能力是由于處于氣、固相分界面上的氣體分子的特殊形態(tài)。一般來說，只處于氣相中的氣體分子所受的來自各方向的分子吸引力是相同的，氣體分子處于自由運動狀態(tài)；而當(dāng)氣體分子運動到氣、固相分界面時(即撞擊到吸附劑表面時)，氣體分子將同時受到固相、和氣相中分子的引力，其中來自固相分子的引力更大，當(dāng)氣體分子的分子動能不足以克服這種分子引力時，氣體分子就會被吸附在固體吸附劑的表面。被吸附在固體吸附劑表面的氣體分子又被稱為吸附相，其分子密度遠大于氣相，一般可接近于液態(tài)的密度。

固體吸附劑表面分子對吸附相中氣體分子的吸引力可由以下的公式來描述：

分子引力F=C1/rm-C2/rn

(m>n)

其中：C1表示引力常數(shù)，與分子的大小、結(jié)構(gòu)有關(guān)

C2表示電磁力常數(shù)，主要與分子的極性和瞬時偶極矩有關(guān)

r表示分子間距離

因而對于不同的氣體組分，由于其分子的大小、結(jié)構(gòu)、極性等性質(zhì)各不相同，吸附劑對其吸附的能力和吸附容量也就各不相同。PSA制氫裝置所利用的就是吸附劑的這一特性。由于吸附劑對混合氣體中的氫組分吸附能力很弱，而對其它組分吸附能力較強，因而通過裝有不同吸附劑的混合吸附床層，就可將各種雜質(zhì)吸附下來，得到提純的氫氣。吸附平衡是指在一定的溫度和壓力下，吸附劑與吸附質(zhì)充分接觸，最后吸附質(zhì)在兩相中的分布達到平衡的過程。在實際的吸附過程中，吸附質(zhì)分子會不斷地碰撞吸附劑表面并被吸附劑表面的分子引力束縛在吸附相中；同時吸附相中的吸附質(zhì)分子又會不斷地從吸附劑分子或其它吸附質(zhì)分子得到能量，從而克服分子引力離開吸附相；當(dāng)一定時間內(nèi)進入吸附相的分子數(shù)和離開吸附相的分子數(shù)相等時，吸附過程就達到了平衡。對于物理吸附而言，動態(tài)吸附平衡很快就能完成，并且在一定的溫度和壓力下，對于相同的吸附劑和吸附質(zhì)，平衡吸附量是一個定值。

由于壓力越高單位時間內(nèi)撞擊到吸附劑表面的氣體分子數(shù)越多，因而壓力越高平衡吸附容量也就越大；由于溫度越高氣體分子的動能越大，能被吸附劑表面分子引力束縛的分子就越少，因而溫度越高平衡吸附容量也就越小。在溫度一定時，隨著壓力的升高吸附容量逐漸增大；在壓力一定時，隨著溫度的升高吸附容量逐漸減小。

PSA制氫裝置的工作原理利用的是氣體的吸附與解吸。吸附劑在常溫高壓下大量吸附原料氣中除氫以外的雜質(zhì)組分，然后降低壓力使各種雜質(zhì)得以解吸。

4.1.2苯加氫原理熱力學(xué)分析苯加氫反應(yīng)是一個復(fù)雜的反應(yīng)體系。在反應(yīng)條件下,除主反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物環(huán)己烷外，苯與氫可能發(fā)生以下各種反應(yīng)：a.苯的加氫裂解,最終產(chǎn)物為碳和甲烷;b.環(huán)己烷的異構(gòu)化反應(yīng)生成甲基環(huán)戊烷;c環(huán)己烷的裂解反應(yīng)生成甲烷。對于主反應(yīng)及各副反應(yīng)而言,主反應(yīng)和反應(yīng)a是平行反應(yīng)。主反應(yīng)和反應(yīng)b為可逆反應(yīng),但前者為放熱反應(yīng),后者為吸熱反應(yīng)。各反應(yīng)的平衡常數(shù)相差較大,溫度對各個反應(yīng)的影響不一。苯加氫制環(huán)己烷的主反應(yīng)是一個放熱的、體積減小的可逆反應(yīng),反應(yīng)的平衡常數(shù)在高溫下顯著降低，因此，低溫和高壓對該反應(yīng)是有利的。當(dāng)溫度超過5100K以后,主反應(yīng)的苯轉(zhuǎn)化率將減小,苯加氫制環(huán)己烷的適宜反應(yīng)溫度不應(yīng)超過5100K;否則只有提高系統(tǒng)壓力才能保證高的轉(zhuǎn)化率,而這無疑將增加設(shè)備投資和操作費用。反應(yīng)b是一個可逆吸熱反應(yīng),低溫有利于反應(yīng)向逆方向進行。因此,苯加氫制環(huán)己烷的反應(yīng)溫度不宜過高;當(dāng)然也不能太低,否則反應(yīng)分子不能很好地活化,進而導(dǎo)致反應(yīng)速率比較慢。反應(yīng)機理關(guān)于苯催化加氫的反應(yīng)機理,眾說紛紜。分歧主要集中在：1)作用物在催化劑表面是發(fā)生單位吸附還是多位吸附。一種觀點認為苯分子在催化劑表面發(fā)生多位吸附,然后與氫反應(yīng),生成環(huán)己烷;另一種觀點則認為苯分子只與催化劑表面的1個活性中心發(fā)生化學(xué)吸附,形成鍵合吸附物,然后吸附的氫逐步加到吸附的苯分子上。2)大多數(shù)研究者均認為表面化學(xué)反應(yīng)為速率控制步驟,但涉及到具體哪一步則產(chǎn)生了分歧。有人認為往苯環(huán)上加第1個氫原子或第1個氫分子是速率控制步驟,因為這要破壞苯環(huán)的共振結(jié)構(gòu)。但也有文獻指出,同時往苯環(huán)上加3個氫分子才是控制步驟。3)關(guān)于吸附項,一般都認為氫氣和苯均吸附,而對環(huán)己烷是否吸附、氫吸附是分子吸附還是解離吸附、吸附活性位是一類還是兩類等問題,研究者們持有不同的觀點。但目前被大多數(shù)研究者接受的反應(yīng)機理如下：苯加氫按L-H機理進行.苯為非解離吸附，氫為解離吸附，解離產(chǎn)生的吸附態(tài)氫原子逐步加到苯環(huán)上。假設(shè)催化劑表面存在一類活性中心，用*表示，則：H2+2*=2H*（a）C10H10+*=C10H10*（b）C10H10*+H*=C10H7*+*（c）C10H7*+H*=C10H8*+*（d）C10H8*+H*=C10H9*+*（e）C10H9*+H*=C10H10*+*（f）C10H10*+H*=C10H11*+*（g）C10H11*+H*=C10H12*+*（h）C10H12*=C10H12+*（i）根據(jù)各步的熱力學(xué)分析，向苯環(huán)上加第一個氫原子需破壞苯環(huán)的共振結(jié)構(gòu)，在熱力學(xué)和動力學(xué)上都較困難，故吸附態(tài)苯分子和吸附態(tài)氫原子間的表面反應(yīng)式(c)為控制步驟，得到θH=(bHPH)1/2/[1+bBPB+(bHPH)1/2]θB=(bBPB)/[1+bBPB+(bHPH)1/2]其中，θH為吸附氫的覆蓋分率，θB為吸附苯的覆蓋分率，bH為氫的吸附平衡常數(shù)，bB為苯的吸附平衡常數(shù)。由式(c)得到動力學(xué)方程為r=kθHθB=k(bHPH)1/2bBPB/[1+bBPB+(bHPH)1/2]2因氫為弱吸附，bH<<bB,bBPB>>(bHPH)1/2,所以(bHPH)1/2可忽略，上式簡化為r=k(bHPH)1/2bBPB/[1+bBPB]2此公式為苯加氫催化劑的動力學(xué)機理方程式。對于其他研究，也提出了若干動力學(xué)方程式，選擇其中一部分列于表4-1。表4-1鎳基催化劑氣相苯加氫反應(yīng)的動力學(xué)方程催化劑動力學(xué)方程Ni/Al2O3(工業(yè)級)Ni/硅藻土（工業(yè)品）r=3Ni/Cr2O3(式中的m=4.4×10-3T-1.45)Ni/Al2O3（工業(yè)品）Ni-NiO/SiO2Ni-NiO/SiO2Ni/Al2O3（工業(yè)品）r=K’PBPH1/2/(1+bBPB)4.2工藝技術(shù)選擇4.2.1變壓吸附工藝變壓吸附生產(chǎn)工藝變壓吸附氣體分離與提純技術(shù)成為大型化工工業(yè)的一種生產(chǎn)工藝和獨立的單元操作過程，是在本世紀六十年代迅速發(fā)展起來的。這一方面是由于隨著世界能源的短缺，各國和各行業(yè)越來越重視低品位資源的開發(fā)與利用，以及各國對環(huán)境污染的治理要求也越來越高，使得吸附分離技術(shù)在鋼鐵工業(yè)、氣體工業(yè)、電子工業(yè)、石油和化工工業(yè)中日益受到重視；另一方面，六十年代以來，吸附劑也有了重大發(fā)展，如性能優(yōu)良的分子篩吸附劑的研制成功，活性炭、活性氧化鋁和硅膠吸附劑性能的不斷改進，以及ZSM特種吸附劑和活性炭纖維的發(fā)明，都為連續(xù)操作的大型吸附分離工藝奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

由于變壓吸附(PSA)氣體分離技術(shù)是依靠壓力的變化來實現(xiàn)吸附與再生的，因而再生速度快、能耗低，屬節(jié)能型氣體分離技術(shù)。并且，該工藝過程簡單、操作穩(wěn)定、對于含多種雜質(zhì)的混合氣可將雜質(zhì)一次脫除得到高純度產(chǎn)品。因而近三十年來發(fā)展非常迅速，已廣泛應(yīng)用于含氫氣體中氫氣的提純，混合氣體中一氧化碳、二氧化碳、氧氣、氮氣、氬氣和烴類的制取、各種氣體的無熱干燥等。而其中變壓吸附制取純氫技術(shù)的發(fā)展尤其令人矚目。

在工業(yè)變壓吸附(PSA)工藝中，吸附劑通常都是在常溫和較高壓力下，將混合氣體中的易吸附組分吸附，不易吸附的組分從床層的一端流出，然后降低吸附劑床層的壓力，使被吸附的組分脫附出來，從床層的另一端排出，從而實現(xiàn)了氣體的分離與凈化，同時也使吸附劑得到了再生。工藝技術(shù)方案的選擇對于從苯乙烯尾氣中提純H2的變壓吸附裝置，由于原料氣的壓力較高，原料氣中的雜質(zhì)含量高且均屬于較容易解吸的雜質(zhì)，在氫氣回收率要求不高的情況下,通常采用投資少、能耗低的PSA流程。變壓吸附(PSA)分離技術(shù)是依靠壓力的變化來實現(xiàn)吸附與再生，主流程的工序包括：吸附、均降、順放、逆放、沖洗、均升、終升等工藝步序。吸附工序：在常溫、高壓下原料氣進入吸附床，吸附劑將雜質(zhì)吸附，獲得產(chǎn)品氫氣。

減壓工序：通過一次或多次的均壓降壓過程，將床層死空間氫氣回收。

順放工序：通過順向減壓過程獲得吸附劑再生的沖洗氣源，即用于對其他塔進行吹掃。

逆放工序：逆著吸附方向減壓使吸附劑獲得部分再生

沖洗（抽真空）工序：用產(chǎn)品氫沖洗(或抽真空)降低雜質(zhì)分壓，使吸附劑完成最終的再生。

升壓工序：通過一次或多次的均壓升壓和產(chǎn)品氣升壓過程使吸附塔壓力升至吸附壓力，為下一次吸附作好準(zhǔn)備其中關(guān)鍵工藝條件的選擇：1）對均壓次數(shù)的選擇在變壓吸附中進行均壓過程的目的實際上是回收吸附床死空間內(nèi)的產(chǎn)品氣。因為在吸附過程結(jié)束時，床層內(nèi)有大量的高壓產(chǎn)品氣，如果不均壓回收過程將導(dǎo)致產(chǎn)品收率很低。而均壓次數(shù)的多少主要取決于原料氣的壓力、原料氣的組成和是否采用抽真空再生等因素。一般而言，原料氣壓力越高則均壓次數(shù)應(yīng)越多；原料氣中的雜質(zhì)越容易吸附，均壓次數(shù)可以越多；采用抽真空流程則均壓次數(shù)可以相對較多。本裝置在充分考慮了原料氣壓力、組成和再生方式等因素后，選擇三次均壓方案。2）同時進料的吸附塔數(shù)的確定主要取決于裝置的處理量、吸附壓力、原料組成、投資和占地等因素。綜合考慮以上因素，本裝置確定采用雙塔連續(xù)進料流程。3）對總吸附塔數(shù)的確定取決于在實現(xiàn)雙塔連續(xù)進料、三次連續(xù)均壓過程的同時又要保證吸附劑再生時間足夠、再生效果優(yōu)良，我們推薦采用的總吸附塔數(shù)為10塔。所以本系統(tǒng)采用10-2-3/V工藝流程。在變壓吸附系統(tǒng)中，任一時刻總有2臺吸附器處于吸附步驟，由入口端通入原料氣，在出口端獲得氫氣。4.2.2環(huán)己烷生產(chǎn)工藝以苯為原料，經(jīng)加氫生成環(huán)己烷的工藝有氣相法及液相法兩種工藝路線，液相苯加氫工藝特點是反應(yīng)穩(wěn)定、緩和，轉(zhuǎn)化率和收率也很高，但能耗也較高，液相反應(yīng)的氫氣利用率僅為85%。液相苯加氫典型工藝有IFP法、Arosat法和BP法。氣相苯加氫工藝特點是氣相苯加氫工藝混合均勻，轉(zhuǎn)化率和收率均很高，現(xiàn)在工業(yè)上苯加氫裝置多采用此工藝路線。氣相苯加氫法典型工藝有:Bexane、ARCO、UOP、Houdry和Hytoray法等。4.2.2工藝技術(shù)方案的選擇環(huán)己烷裝置生產(chǎn)工藝環(huán)己烷的生產(chǎn)工藝過程如下：苯加氫方法分氣相加氫法和液相加氫法兩種。氣相加氫法是在固定床內(nèi)以鎳或鉑為催化劑，氣相的苯與氫氣在一定壓力下，通過催化劑床層進行反應(yīng)生成環(huán)己烷，氣相加氫是工業(yè)上廣泛采用的方法。液相加氫法是苯在反應(yīng)器中于適當(dāng)溫度和壓力下呈液相狀態(tài)，以鎳鋁粉為催化劑，催化劑在液相中保持穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，苯與氫氣進行加氫反應(yīng)生成環(huán)己烷。苯液相加氫制環(huán)己烷工藝的優(yōu)點一是可以減少局部過熱，反應(yīng)溫度較均勻，副產(chǎn)物少，產(chǎn)品質(zhì)量較好。二是催化劑的活性高，生產(chǎn)強度大。其缺點是催化劑的壽命短，消耗量大，運行周期短，需經(jīng)常更換，操作麻煩，而且需用泵進行循環(huán)，動力消耗大。懸浮的催化劑容易堵塞管道和閥門。近年來采用新型金屬絡(luò)合物液體催化劑，可以避免使用懸浮催化劑的缺點。液相加氫法適用于生產(chǎn)規(guī)模大的裝置，據(jù)資料介紹，當(dāng)產(chǎn)品規(guī)模大于10萬噸/年時，可節(jié)省投資。苯氣相加氫工藝和液相加氫工藝的比較見表4-2：表4-2苯加氫的各種工藝技術(shù)比較DSM技術(shù)國內(nèi)技術(shù)IFP技術(shù)BASF技術(shù)反應(yīng)溫度,℃200~400130~250180~200200反應(yīng)壓力,MPa3.20.10~1.02.72.5催化劑及壽命Pt-AL2O3,>5年Ni-AL2O3,>2年NiPS2,,3~10月可溶性催化劑,連續(xù)消耗轉(zhuǎn)化率,%>99.9>99.5100(催化劑活性高時)~100技術(shù)特征1、固定床氣相加氫工藝固定床氣相加氫工藝液相加氫工藝液相加氫工藝2、反應(yīng)熱用熱油移去,副產(chǎn)0.9MPa蒸汽反應(yīng)熱用熱水移去,副產(chǎn)低壓蒸汽反應(yīng)熱用水移去,副產(chǎn)低壓蒸汽反應(yīng)熱用水移去,副產(chǎn)低壓蒸汽3、為防止催化劑結(jié)塊,原料苯經(jīng)衡沸蒸餾脫水至<100ppm催化劑在氣體鼓泡和液體用泵循環(huán)的聯(lián)合作用下呈懸浮狀態(tài),產(chǎn)品烷經(jīng)穩(wěn)定塔除去輕組分。4、反應(yīng)溫度控制在不高于420℃,以免發(fā)生烷的異構(gòu)化反應(yīng)反應(yīng)溫度嚴格控制在不高于2100℃,以免發(fā)生副反應(yīng),并損壞催化劑隨著催化劑活性降低,補加新催化劑,當(dāng)催化劑達一定量后,則停車更換催化劑原料苯經(jīng)衡沸蒸餾脫水至<100ppm,產(chǎn)品烷經(jīng)蒸餾精制兩種苯加氫工藝,各有其優(yōu)缺點,各國根據(jù)技術(shù)掌握的情況和產(chǎn)品規(guī)模的大小,選取合適的工藝。苯加氫反應(yīng)常用催化劑的活性金屬組分為Pt，Ni，其活性排列為:Pt>Ni，加氫活性的比例為：KPt∶KNi=18∶7，這表明鉑的活性比鎳高2.10倍，但鉑的價格為鎳的幾百倍，因此選擇鎳作為催化劑活性組分更經(jīng)濟，而且鎳作為催化劑活性組分的催化劑研究和開發(fā)工作取得一定進展，主要集中在以下三個方面：改良催化劑載體、加入新組分來調(diào)變鎳基催化劑的催化性能和新型催化劑開發(fā)。通過以上三方面對催化劑研發(fā)，鎳催化劑的經(jīng)濟性和良好的選擇性使得鎳作為苯加氫催化劑在目前的工業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛運用。鉑催化劑和鎳催化劑優(yōu)缺點的比較見表4-3：表4-3兩種不同催化劑苯氣相加氫工藝比較序號項目鉑催化劑鎳催化劑備注1反應(yīng)溫度/℃200~400130~2502反應(yīng)壓力/Mpa3.20.10~1.03轉(zhuǎn)化率/%>99.9>99.54液體空速1.10~1.80.10~0.85催化劑壽命/年5~`102~410催化劑來源進口或國內(nèi)研制進口或國內(nèi)研制7產(chǎn)品環(huán)己烷質(zhì)量含苯~20ppm含苯~100ppm8操作維護反應(yīng)溫度范圍較寬反應(yīng)溫度范圍較窄鉑催化加氫法的優(yōu)點是轉(zhuǎn)化率高，空速大，催化劑使用壽命長。但催化劑價格昂貴，裝置投資大。鎳催化加氫法的優(yōu)點是裝置投資較少，催化劑較便宜，催化劑的活性及選擇性能滿足苯加氫裝置的要求，因此推薦本項目采用鎳催化加氫工藝。綜合上述情況，我們對各種工藝技術(shù)進行了分析比較，權(quán)衡利弊得失，并根據(jù)我們掌握的技術(shù)和操作經(jīng)驗，選擇如下成熟、先進、適用的工藝技術(shù)方案：以苯為起始原料，在鎳催化劑存在下苯蒸汽和氫氣在固定床反應(yīng)器中進行氣相加氫反應(yīng)生成環(huán)己烷。主要操作條件1）變壓吸附工段：預(yù)處理吸附壓力：1.3Mpa；再生壓力：0.02Mpa；吸附溫度：常溫；再生溫度：150℃；吸附壓力：1.2Mpa；解吸壓力：0.02Mpa；吸附溫度：常溫；解吸溫度：常溫；2）環(huán)己烷工段：苯加氫反應(yīng)：反應(yīng)溫度130～220℃；反應(yīng)壓力0.10～1.0MPa工藝技術(shù)特點PSA采用成熟的PSA流程，裝置占地面積小，工藝簡單、運行可靠。PSA采用專用吸附劑，具有良好的解吸性能，在吸附碳烴類后，可以采用直接降壓加抽空解吸的方式實現(xiàn)完全的解吸。PSA采用選用專利防沖刷自補償?shù)谖宕桨彘y，具有動作壽命長，動作100萬次以上無泄露，關(guān)閉速度快，開啟速度慢，并具有閥位狀態(tài)現(xiàn)場指示和遠程傳送信號的性能。環(huán)己烷采用固定床反應(yīng)氣相加氫，工藝成熟，操作控制容易，轉(zhuǎn)化率高。環(huán)己烷采用以Al2O3為載體的鎳催化劑，空速較大,使用壽命長,產(chǎn)品質(zhì)量好。4.3環(huán)己烷裝置工藝流程4.3.1工藝流程圖PSA工段環(huán)己烷工段4.3.2工藝流程簡述PSA工段本工段主要包括100#壓縮工序、200#預(yù)處理工序、300#變壓吸附工序。⑴100#壓縮工序原料氣在0.05MPa（G）、40℃下，進入本裝置100#壓縮工序，將原料氣壓縮至1.3MPa，該工序由3臺原料氣壓縮機（兩開一備）組成。⑵200#預(yù)處理工序壓縮后的原料氣送往200#預(yù)處理工序。200#預(yù)處理工序由1臺氣液分離器、2臺除油器、2臺預(yù)處理器、1臺再生氣加熱器、1臺再生氣冷卻器組成。氣液分離器脫除原料氣中可能夾帶的機械水；除油器脫除壓縮機潤滑油；預(yù)處理器進一步脫除其中的烷烴、芳烴等沸點雜質(zhì)，得到符合變壓吸附原料氣要求的凈化氣。2臺除油器可串并聯(lián)操作，除油劑不再生，約2年更換；2臺預(yù)處理器并聯(lián)操作，預(yù)處理吸附劑可再生，約3年更換一次。預(yù)處理器采用變溫吸附工藝，再生時，解吸氣經(jīng)加熱器到150℃對預(yù)處理器進行再生，再用常溫的解吸氣冷吹降溫，再生后的解吸氣經(jīng)冷卻器冷卻至常溫后去作燃料氣或去界外氣炬。⑶300#變壓吸附工序預(yù)處理氣進入變壓吸附系統(tǒng)，獲得氫濃度~99.99%的產(chǎn)品氫氣。裝置主程序采用10-2-3/V工藝，主要由10臺吸附塔、1臺中間罐、1臺氫氣緩沖罐、1臺解吸氣緩沖罐、1臺解吸氣混合罐、3臺真空泵、1臺真空泵后冷卻器和一系列程控閥組成。10-2-3/V工藝的特點是任何時刻總有2個吸附塔處于吸附狀態(tài)，進行3次均壓，抽空再生；每個塔均要一次經(jīng)歷吸附(A)、第一次均壓降(E1D)、第二次均壓降(E2D)、第三次均壓降(E3D)、逆放(D)、抽空(V)、第三次均壓升(E3R)、第二次均壓升(E2R)、第一次均壓升(E1R)、最終升壓(FR)等步驟。凈化氣自下而上進入正處于吸附狀態(tài)的吸附器中，由其內(nèi)部的吸附劑進行選擇性的吸附，在吸附器頂部得到產(chǎn)品氫氣，吸附器通過逆放和抽空步驟將被吸附的雜質(zhì)解吸出來得到解吸氣，經(jīng)解吸氣緩沖罐和解吸氣混合罐穩(wěn)壓后送到200#工序作再生氣或直接送出界區(qū)。吸附器吸附劑~15年更換。環(huán)己烷工段來自罐區(qū)的原料苯在流量控制調(diào)節(jié)下，送入E101苯預(yù)熱器的管程，經(jīng)殼側(cè)低壓蒸汽預(yù)熱至105℃左右，進入苯加熱器E102的管程，用殼程低壓蒸汽加熱至汽化，然后導(dǎo)入苯汽化器E103中與經(jīng)過加熱后的氫氣一起進入苯汽化器頂部的過熱器，通過蒸汽流量控制進入反應(yīng)器的苯與氫氣混合物料的溫度。進入苯汽化器的氫氣來自氫氣混合罐V103，由新鮮氫和循環(huán)氫氣混合而成后，進入氫氣換熱器E104的管程，通過反應(yīng)器出料加熱至140℃左右進入苯汽化器。從苯蒸發(fā)器E103出來的苯氫混合氣分成兩股，分別由兩臺加氫前反應(yīng)器R101頂部進入反應(yīng)器并進行反應(yīng)。反應(yīng)器為列管式反應(yīng)器，列管中內(nèi)裝填以氧化鋁為載體的鎳催化劑。反應(yīng)熱用殼側(cè)的熱水通過副產(chǎn)蒸汽的方法移去，維持反應(yīng)溫度最高不得超過250℃。熱水首先進入熱水循環(huán)泵P101的入口，與來自汽水分離器V101的熱水一起經(jīng)泵增壓后，進入反應(yīng)器殼側(cè)吸收反應(yīng)放出的熱量后，進入汽水分離器V101，實現(xiàn)汽水分離，氣體送入管網(wǎng)使用，未蒸發(fā)的熱水循環(huán)使用。流出反應(yīng)器R101的物流，進入加氫后反應(yīng)器R102頂部并進行反應(yīng)，使苯完全轉(zhuǎn)化為環(huán)己烷，加氫前反應(yīng)器R101與加氫后反應(yīng)器R102的控制方案相同。加氫后反應(yīng)器R102的出料經(jīng)過氫氣換熱器后，進入氣體冷凝器E105殼側(cè)，經(jīng)循環(huán)水冷凝后，液體進入烷中間罐V107，氣體進入分離器V105分離出夾帶的液體后，進入尾氣冷凝器E1010，同樣的冷凝液進入烷中間罐V107，氣體進入分離器V1010分離出夾帶的液體后，主要組分為未反應(yīng)的氫氣，進入循環(huán)氫氣緩沖罐V104，用壓縮機K101增壓后與新鮮氫進入氫氣緩沖罐V103，然后作為反應(yīng)原料循環(huán)使用。進入烷中間罐V107的液相為產(chǎn)品環(huán)己烷，經(jīng)過熱回收換熱器加熱環(huán)己烷后，進入穩(wěn)定塔T101脫除溶解在環(huán)己烷中的氫氣，穩(wěn)定塔在正壓條件下操作，塔頂經(jīng)冷卻水冷卻后不凝氣排放到火炬系統(tǒng)，塔釜100℃左右的環(huán)己烷經(jīng)過熱回收換熱器降溫后，液相環(huán)己烷在E107經(jīng)過循環(huán)水冷卻后，送入貯罐中。4.4自控水平4.4.1設(shè)計范圍本設(shè)計包括10萬噸/年環(huán)己烷裝置的全部自控系統(tǒng)及儀表裝置，包括PSA工段及環(huán)己烷工段。4.4.2工藝裝置對自動控制的要求環(huán)己烷裝置原料苯和氫氣以及產(chǎn)品環(huán)己烷均為易燃、易爆介質(zhì)，而且生產(chǎn)過程連續(xù)性強，控制指標(biāo)和防爆要求非常嚴格，因此本裝置采用集散型控制系統(tǒng)(DCS)對整個生產(chǎn)過程進行監(jiān)視、操作、報警、聯(lián)鎖和控制，同時對關(guān)鍵的電氣設(shè)備進行遠距離控制。為保證裝置的安全生產(chǎn)，所有現(xiàn)場儀表均選擇符合安裝地點的危險區(qū)域等級劃分的防爆儀表，并在危險區(qū)域內(nèi)設(shè)置可燃氣體報警傳感器，此信號送至DCS系統(tǒng)進行監(jiān)視和報警，其中PSA工段由于程控閥多、動作頻繁，且裝置操作對自動化水平要求較高，采用S7-300冗余控制系統(tǒng)，裝置操作全部由控制系統(tǒng)完成。重要參數(shù)在計算機屏幕上設(shè)有指示及歷史趨勢和實時趨勢記錄，可實現(xiàn)各種報表的打印。裝置關(guān)鍵參數(shù)均在計算機上實現(xiàn)聲光自動報警。4.4.3關(guān)鍵設(shè)備的檢測和控制本裝置約有控制回路19套，其中關(guān)鍵的控制系統(tǒng)有：尾氣增壓機壓力控制尾氣增壓機壓力控制，通過調(diào)節(jié)閥用于原料氣入口低壓返流調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。苯進料流量控制來自罐區(qū)的苯流量經(jīng)過流量指示控制，準(zhǔn)確計量進入反應(yīng)系統(tǒng)的苯量，防止反應(yīng)氫苯比過低。3.反應(yīng)器溫度控制苯汽化器頂部的換熱器，通過調(diào)節(jié)蒸汽流量控制進入反應(yīng)器的苯氫氣混合物的溫度，保證反應(yīng)起始溫度。4.蒸汽采出系統(tǒng)控制反應(yīng)器殼側(cè)采出蒸汽采用壓力控制，蒸汽采出后熱水補充量通過液位控制。5.反應(yīng)壓力控制反應(yīng)器的壓力通過調(diào)整尾氣的流量來控制。4.4.4儀表的選型現(xiàn)場儀表的防爆形式采用本安結(jié)構(gòu)。在滿足工藝控制和測量要求的前提下，本著節(jié)約投資的原則，盡可能在國內(nèi)采購，國內(nèi)無生產(chǎn)廠家或產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足要求的儀表及關(guān)鍵部位的儀表檢測元件，考慮進口。壓縮機的成套儀表，由供貨商隨機供應(yīng)。現(xiàn)場變送器選用智能電動型產(chǎn)品，傳輸信號為4～20mADC標(biāo)準(zhǔn)信號(熱電阻信號除外)。調(diào)節(jié)閥的氣動信號為0.02～0.1MPa。壓力儀表壓力、差壓變送器：采用智能式變送器，輸出信號為4～20mADC，數(shù)字通訊加載在4～20mADC信號上。就地壓力測量一般選用普通壓力表或不銹鋼壓力表。溫度儀表就地溫度測量采用抽芯式防護型雙金屬溫度計，萬向型。遠傳溫度測量采用鉑電阻（Pt100）。流量儀表流量測量元件的選用一般根據(jù)下列原則：蒸汽及氣體：孔板液體：電遠傳金屬管轉(zhuǎn)子流量計或渦街流量變送器就地：金屬管轉(zhuǎn)子流量計原料及產(chǎn)品：采用質(zhì)量流量計準(zhǔn)確計量液位儀表容器液位測量采用遠傳外浮筒液位變送器，貯罐液位測量采用雷達液位計。就地液位計一般采用玻璃板液面計。調(diào)節(jié)閥、切斷閥調(diào)節(jié)閥采用氣動方式。根據(jù)介質(zhì)的特性和工況條件，一般選用單座或雙座氣動調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥采用電氣閥門定位器。切斷閥須配限位開關(guān)，限位開關(guān)須是隔爆型的。關(guān)鍵部位的調(diào)節(jié)閥應(yīng)配置閥位變送器。電磁閥選用二位三通隔爆型電磁閥，在正常情況下，電磁閥帶電。另外，PSA工段電磁閥電磁閥動作頻繁，故障后直接影響程控閥動作，要求高質(zhì)量電磁閥。0分析儀表分析儀表采用智能式，根據(jù)具體工況確定，有特殊要求或需特殊處理的介質(zhì)，采用相應(yīng)的預(yù)處理措施，預(yù)處理系統(tǒng)由分析儀表供應(yīng)商配套提供。4.4.5集散型控制系統(tǒng)DCS本裝置環(huán)己烷工段的集中管理、監(jiān)視、聯(lián)鎖和控制通過DCS完成。該DCS系統(tǒng)安裝在本裝置的控制室內(nèi)。以微處理器為基礎(chǔ)的DCS將是一個先進的、可靠的和開放的系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用全局性數(shù)據(jù)庫和最新版本的WINDOWSNT操作系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件以及通訊網(wǎng)絡(luò)采用最新的冗余技術(shù)，以確保生產(chǎn)穩(wěn)定、操作安全和維修方便。DCS將預(yù)留與上位機相連的接口，以便將來與全廠總調(diào)度室的上位管理機聯(lián)網(wǎng)。本裝置有I/O約210點，其中AI：80，AO：20，DI：100，DO：50。配置3個操作站，其中1個兼作工程師站，每個操作站都是一個獨立的計算機主機，每個操作站都能互為備用，相互冗余。PLC系統(tǒng)本裝置的PSA工段選用先進的現(xiàn)場儀表配合先進的PLC控制系統(tǒng)完成過程檢測和控制設(shè)計。該方案具有較高的性價比。技術(shù)先進、可靠且功能強大，自動化程度高，可大量減少人工的操作和維護。目前的PLC系統(tǒng)除具有DCS集散控制系統(tǒng)的一般功能外，而且運算速度快，具有高級語言編程功能，非常適合PSA裝置的工藝特點和要求。PLC的服務(wù)器軟件運行在WINDOWS2000操作環(huán)境下，維護整個系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)庫，可非常方便地通過網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)視、控制當(dāng)前的生產(chǎn)過程并采集歷史數(shù)據(jù)、打印數(shù)據(jù)報表。采用視窗化的個人操作站可用于PLC的人機操作界面。本裝置的控制范圍是裝置界區(qū)內(nèi)的所有程控閥，閥位檢測，及裝置的壓力，溫度，流量，分析，調(diào)節(jié)等監(jiān)控回路，具體控制點數(shù)見下表：表4-4控制點數(shù)表序號類型監(jiān)控信號總點數(shù)1DI無源觸點5102DO24VDC5103AI壓力4~20mADC15流量2分析5溫度54AO4~20mADC10合計14UPS本裝置設(shè)置一個UPS，要求雙路電源供電，具有自動切換功能，后備電池維持時間不少于30分鐘。4.4.10儀表防護選型應(yīng)滿足工藝介質(zhì)所需的防腐、防爆要求。在環(huán)境溫度下易凍或粘度大于允許范圍的工藝介質(zhì)，其儀表測量管線及變送器測量室應(yīng)采取相應(yīng)的絕熱和蒸汽伴熱保溫措施。DCS及某些有特殊要求儀表的接地應(yīng)符合制造廠的要求。4.4.7儀表動力供應(yīng)儀表電源有二種：交流：220VAC，由UPS提供，直流：24VDC，由DCS提供。儀表供氣氣源要求：油份含量應(yīng)小于8ppM(W)，含塵粒徑不應(yīng)大于3um，含塵量<1mg/m3，壓力為0.7MPa(G)，露點為-40℃。4.4.8主要儀表表4-5主要儀表匯總表儀表名稱數(shù)量備注液位計110調(diào)節(jié)閥35電磁閥55溫度計84壓力表45流量計19分析儀2H2濃度分析、在線CO分析儀4.5主要設(shè)備的選擇4.5.1加氫反應(yīng)器苯加氫反應(yīng)為加壓反應(yīng)，反應(yīng)為強放熱反應(yīng)，反應(yīng)器的選型應(yīng)該考慮到反應(yīng)熱容易移走，反應(yīng)容易控制，防止出現(xiàn)飛溫等不正?，F(xiàn)象，影響催化劑使用壽命及產(chǎn)品質(zhì)量，所以選用固定床列管式反應(yīng)器，傳熱面積大，管內(nèi)裝填催化劑，用熱水為載體，通過副產(chǎn)蒸汽的方法將反應(yīng)熱移走。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，制作難度較小，這種結(jié)構(gòu)形式的反應(yīng)器在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛采用，成熟可靠。4.5.2主要設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)表4-10制造標(biāo)準(zhǔn)1GB502310《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程及驗收規(guī)范》2HGJ209《中低壓化工設(shè)備施工及驗收規(guī)范》3GB150-1998《鋼制壓力容器》4GB151-89《鋼制管殼式換熱器》5JB4710-92《鋼制塔式容器》10SYJ4012-87《立式圓桶形鋼制焊接拱頂儲罐施工及驗收規(guī)范》7JB25310-80《壓力容器油漆、包裝和運輸》8JB4730-94《壓力容器無損檢測》9HG/T205109-94《機械攪拌設(shè)備》10HG215103~21572-92《攪拌傳動裝置系統(tǒng)組合、選用及技術(shù)要求》11HG20580~20584-1998《鋼制化工容器設(shè)計基礎(chǔ)、材料選用、強度計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造技術(shù)要求等規(guī)定》表4-7設(shè)備匯總表設(shè)備類型數(shù)量備注反應(yīng)器32臺前反應(yīng)器，1臺后反應(yīng)器換熱器11容器28壓縮機2塔1穩(wěn)定塔泵12合計574.10消耗指標(biāo)原材料、輔助材料消耗定額及消耗量表表4-8原材料、輔助材料消耗定額及消耗量表序名稱規(guī)格消耗定額消耗量(t)備注號(以每噸環(huán)己烷計)每小時每年1苯純苯930kg7.15108002氫氣91%10510Nm38000Nm31041010Nm33苯加氫催化劑初裝量：10.5t壽命2年4吸附劑初裝量：89.10t壽命15年2、公用工程消耗定額及消耗量表表4-9公用工程消耗定額及消耗量表序名稱規(guī)格消耗定額消耗量備注號(以每噸環(huán)己烷計)每小時每年1電10000/380V145.8kwh1104kwh8.8x1010kwh2蒸汽1.0MPa0.22t1.7t1.27x104t消耗量30.4MPa0.11t0.83t0.1010x104t消耗量40.4MPa1.0t7.10t10.1x104t生成量5工業(yè)水0.25MPa0.13t1t0.8x104t10循環(huán)水0.4MPa35.8t271t2.2x1010t7儀表空氣0.10MPa17.2Nm3130Nm31.04x1010Nm38氮氣0.10MPa2000Nm3置換系統(tǒng)每次用量4.7裝置界區(qū)內(nèi)的公用工程設(shè)施本裝置公用工程設(shè)施如循環(huán)水、氮氣、儀表空氣、電等公用工程設(shè)施依托山東荷澤玉皇化工有限公司的富裕量來滿足。4.8裝置“三廢”排放本裝置的“三廢”主要有：廢氣本裝置廢氣的主要來源有以下幾部分，一部分為苯加氫尾氣，采用間歇排放到火炬的方式處理，另一部分尾氣為穩(wěn)定塔的不凝氣體排放，也采用放到火炬的方式處理，另外為PSA裝置解吸氣，通過排放火炬或者作為燃料氣使用。表4-10本裝置主要廢氣排放量及組成表來源排放量組成（mol%）穩(wěn)定塔尾氣10Nm3/hH2:83%,環(huán)己烷:17%解吸氣1482Nm3/hH2:54.3%,CH4:3.4%,CO2:25.5%,N2:14.5%，其他:2.3%汽液分離罐10Nm3/hH2:97.3%,CH4:1.27%,CO2:0.2%,環(huán)己烷:1.2%廢水本裝置正常生產(chǎn)時，主要廢水來源為PSA工段尾氣增壓機的汽液分離罐，主要組分99%為水，送入污水處理系統(tǒng)。環(huán)己烷工段工藝本身無廢水產(chǎn)生，主要的廢水來源為生活用水、雨水及沖洗水，可以收集后與來自PSA工段的雨水及沖洗水，送入污水處理系統(tǒng)即可。廢渣本裝置的廢渣為反應(yīng)器的廢催化劑及PSA工段的廢吸收劑，加氫催化劑兩年更換一次，可以通過催化劑公司回收后處理；廢吸收劑中PSA吸附劑使用壽命≥15年；除油吸附劑使用壽命≥2年；預(yù)處理吸附劑使用壽命≥3年，定期更換后的吸附劑，可以通過填埋或吸附劑廠商回收處理。。第五章建廠地區(qū)條件和廠址選擇5.1建廠條件5.1.1廠址地理位置本項目擬建于山東菏澤玉皇化工有限公司廠區(qū)內(nèi)。菏澤市地處山東省的西南部，與蘇、豫、皖三省接壤，屬中國中西部平原地區(qū)。山東省菏澤市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)是菏澤市唯一的省級經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，位于京九鐵路與新亞歐大陸橋（太平洋西岸的日照港-西安-新疆阿拉山口-大西洋東岸的鹿特丹港）十字交匯的黃金坐標(biāo)上。開發(fā)區(qū)東依津滬鐵路，西鄰京九鐵路，新石鐵路穿境而過，327國道與聊商公路等15條公路縱橫交錯，高等級日東高速公路貫穿東西，是菏澤交通樞紐地段。菏澤市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)建設(shè)與時代同步，正在成為功能完善、產(chǎn)業(yè)集中、環(huán)境優(yōu)美的城市新區(qū)。菏澤玉皇化工有限公司廠址位于菏澤市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的東北角，西邊是上海路，東鄰澳門路，南靠洪澤路，北依淮河路，地理位置優(yōu)越，區(qū)位優(yōu)勢突出，道路、供水、排水、熱力、電力、通訊、寬帶等基礎(chǔ)設(shè)施配套完善。本擬建10萬噸/年苯加氫制環(huán)己烷項目，包括PSA工段及環(huán)己烷工段，裝置擬建設(shè)在廠區(qū)的中部。總體為L型布置，項目西側(cè)是EPS裝置，東北側(cè)為苯乙烯裝置，南側(cè)為芳構(gòu)化裝置，西側(cè)為消防設(shè)施。5.1.2氣象及水文地質(zhì)資料1）氣溫年平均氣溫

13.7℃年平均最高氣溫

19.4℃極端最高氣溫

42.3℃極端最低氣溫

-17.0℃2）大氣壓力

101.10kPa3）相對濕度年平均相對濕度

104%4）風(fēng)冬季主導(dǎo)風(fēng)向

N、NE夏季主導(dǎo)風(fēng)向

S、SW5）降水量年平均降水量

1079.9mm年最大降水量

1223.3mm年最小降水量

3110.7mm年最大積雪厚度

110mm10）雷、電日數(shù)

40天7）大霧及日照年平均霧日數(shù)

12天年最多霧日數(shù)

20天年平均日照

24910小時8）地溫、凍土最大凍土深度

52mm無霜期

213天9）工程地質(zhì)