甲醇制烯烃

甲醇制烯烃（精选八篇）

甲醇制烯烃 篇1

甲醇:外来的和尚好念经

据悉, 2012年, 页岩气占美国天然气供应量超过30%;预计到2040年, 页岩气将占到50%的比例。在丰富廉价页岩气资源的驱动下, 美国甲醇生产成本大幅降低, 随之新建、扩建及重启了数个甲醇项目。然而美国每年对甲醇下游需求增长缓慢, 届时过剩的甲醇必将通过出口来消耗。而作为甲醇需求量不断攀升的中国而言, 无疑是过剩甲醇出口的最佳对象。

相比美国甲醇的过剩, 中国却是供不应求。公开资料显示, 中国已投入运行11个甲醇制烯烃项目, 虽然有装置配套了甲醇项目, 然而仍需外采甲醇416万吨。从目前东部沿海地区已经投产的外购甲醇制烯烃项目看, 多数企业采取“国产+进口”甲醇的形式, 目前只有华亭煤业FMTP项目能够完全利用现有煤制甲醇产能, 而宁波富德项目及中原石化甚至完全采取外购甲醇模式。随着烯烃项目的投产, 中国烯烃项目对甲醇消耗量在逐年增多, 区域内甲醇需求缺口将在更大程度上刺激进口货物的大量涌入。

过去几年中国甲醇进口主要来自伊朗、沙特、阿曼等国, 美国销往中国的甲醇量有限。预计后期随着美国的项目的如期投产, 今后从美国销往中国的甲醇数量将会增加, 长期来看, 势必将成为主要来源之一。

尽管我国的煤化工产业一波三折, 但甲醇的供应绝非如此捉襟见肘。那么又为何要采取大量外购甲醇的路线呢?作为企业来讲, 永远秉持着利益至上的原则。因此, 他们选择外购甲醇无外乎是最直接的原因—经济性。相比中国煤制甲醇项目, 美国单位产能投资更低。2013年美国天然气平均价格仅为3.7美元/MMBTU, 约0.9元人民币/立方米, 甲醇生产成本约为210美元/吨。此外, 从能耗角度和环保投入方面来看美国天然气制甲醇也都更具经济性。

高级分析师郑春临透露, 与煤炭产地建设的煤制聚烯烃项目相比, 外购甲醇制烯烃装置省去了煤气化和甲醇合成工段, 相应地投资要小很多。在财务、折旧费用和能量费用下降的同时, 原料费大幅上升, 这意味着原料甲醇的价格对项目成本占据主要地位。同时, 采购国产或进口甲醇制烯烃装置都面临物流和仓储的挑战。规模为180万吨/年外购甲醇制烯烃的装置, 每天需要的甲醇原料约为5000吨, 为了减小供应不稳定对装置运行的影响, 需要建设足够容量的甲醇储罐, 对企业的物流管理能力是较大的考验。

据了解, 在北美地区页岩气改革的大背景下, 国内外不少企业已经萌生搬迁或新建甲醇装置计划。这些企业如果能够长期稳定获得美国廉价页岩气或天然气资源, 就地转化为方便运输的甲醇销往中国港口等地, 从成本上来讲, 将在一定程度上有利于中国沿海地区外购甲醇制烯烃竞争力的提升。但进口美国甲醇在提升中国沿海地区外购甲醇制烯烃竞争力的同时, 这头外来的“狼”也势必将对我国煤制烯烃造成冲击。

丙烷:312万吨的缺口

在亚洲地区, 特别是中国, 丙烷脱氢 (PDH) 已经成为丙烯原料多元化的主流技术。以进口丙烷为原料, 打造丙烯及下游产业链, 已经成为沿海化工企业的合理选择。

不可否认, 中国的页岩气发展目前还处于起步阶段, 进展较快的四川和重庆地区主要是干气区块, 丙烷含量较低。2014年9月天津渤化和宁波海越进口丙烷共计14.9万吨, 占当月丙烷进口量的22%.据预测, 到2020年底中国丙烯产能将达到3955万吨。新增产能中, 404万吨来自石化路线, 1096万吨来自甲醇制丙烯 (MTO/MTP) 路线, 635万吨来自PDH路线。到2020年, 中国丙烯当量需求为3612万吨, 当量缺口为312万吨。

相比中国丙烷需求的巨大缺口, 美国的页岩气革命无疑是伸向我国的橄榄枝。美国页岩气含6%~7%凝析液, 凝析液含30%丙烷。美国页岩气副产丙烷已经超出了其国内需求量, 出口成为必然选择。2011年起, 美国由丙烷净进口国一跃成为净出口国, 2013年美国出口丙烷1.1亿桶, 丙烷净出口量为6388万桶。已公布的数据显示, 北美在建和拟建的PDH产能就已经达到至少330万吨, 足以弥补北美地区丙烯需求的不足。若继续新增PDH产能又会使北美地区面临丙烯如何消化的问题。因此美国企业的选择是, 与其本土建设更多的PDH装置, 还不如出口丙烷, 提高LPG的利用价值。

一方面是巨大的需求, 一方面是急于出口的态度。中国的PDH生产商无疑会在美国寻找他们的合作伙伴。2013年其, 中国PDH生产商已经与美国Enterprise和Targa等公司签订了一系列液化气采购长约。目前Enterprise和Targa都在各自扩建NGL分离装置和储运、码头等设施, 到今年其LPG出口能力将分别提升至774万吨/年和487万吨/年。大量的LPG进口, 一方面是带来PDH与MTO/MTP的竞争, 更重要的是对国产丙烷的冲击。

美国丙烷相对国际其他市场上的丙烷产品具有价格优势的同时, 来自天然气分离装置的丙烷较炼厂丙烷纯度更高, 更符合化工生产的需求。在价格与质量的驱使下, 选择进口也就不足为奇了。

狼来了:不必怕

在提到能源革命时, 中国石油天然气集团公司政策研究室发展战略处处长唐廷川戏称这是自“文革”之后再次听到革命一词。而所谓“革命”, 正是将传统能源向新能源转化的过程, 煤炭的清洁化利用无疑是革命的重要内容。目前我国煤化工在遭遇国内舆论的种种质疑之外, 还不得不面对来自进口的竞争。但在我国多煤少气的大背景下, 气价难降而煤价走低, 这又给煤化工带来了机遇。正如北京HIS能源咨询顾问Alex Whitworth所说, 煤化工的市场是充满风险而又富有机遇的市场, 而竞争正是市场存在的必然更是进步的前提。

甲醇制烯烃项目初步说明书 篇2

万吨/年甲醇制20 万吨/年烯烃项目可 行 性 研 究 报 告 万吨/年聚乙烯装置 组长：杨昆霖

组员：黎晓娟 黎雪松 温春燕 赖小蓉 杨成宏 向明华 2011 年5 月

编制单位：重庆三峡学院化学与环境工程学院2008级化工班 项目总负责 赖庆柯

工艺流程 杨昆霖 黎晓娟 给排水 温春燕 设备 黎晓娟 机泵 杨成宏 总图 向明华 结构 杨昆霖 建筑 杨昆霖 电气 杨成宏 仪表 向明华 暖通 赖小蓉 环保 赖小蓉 市场经济 温春燕 经济核算 黎雪松

过程计算：黎晓娟 赖小蓉

黎雪松

目 录 概述......................................................................1 1.1 编制原则................................................................1 1.2 装置规模及开工时数......................................................1 1.3 工艺路线................................................................1 1.4 装置范围................................................................1 1.5 主要技术经济指标........................................................2 2 原料及产品性质............................................................4 2.1 原料规格................................................................4 2.2 辅助原材料..............................................................6 2.3 产品规格................................................................7 3 市场分析..................................................................9 3.1 我国聚乙烯供需分析及预测..............................................9 3.1.1 供需概述............................................................9 3.1.2 国内生产状况分析....................................................10 3.1.3 国内进口状况分析...................................................11 3.1.4 高密度聚乙烯国内消费市场分析........................................12 3.1.5 国内市场供需预测....................................................13 3.2 聚乙烯价格分析及趋势预测..............................................15 3.2.1 我国市场价格走势分析................................................15 3.2.2 价格变化趋势测......................................................16 4 工艺技术路线选择........................................................17 4.1 HDPE 工艺技术简介.....................................................17 4.2 各种工艺技术特点......................................................18 4.3 工艺选择结论..........................................................23 4.4 工艺流程..............................................................23 4.4.1 催化剂配制及加料....................................................23 4.4.2 聚合部分............................................................23 4.4.3 分离和干燥..........................................................24 4.4.4 造粒................................................................24 4.4.5 粒料掺混、包装与码垛................................................24 4.4.6 己烷蒸馏............................................................24 4.5 主要操作条件..........................................................24 5 物料平衡及产品流向......................................................25 6 主要设备选择............................................................26 6.1 设备概况..............................................................26 6.2 主要设备特点及主要设备表..............................................26 6.2.1 主要设备特点........................................................26 6.2.2 主要工艺设备表......................................................28 6.2.3 超限设备表..........................................................33 7 总平面布置及土建........................................................34 7.1 总图布置..............................................................34 7.1.1 总图布置原则........................................................34 7.1.2平面布置............................................................34

7.1.3 竖向布置............................................................34 7.1.4 装置区道路及绿化....................................................34 7.1.5 主要工程量..........................................................34 7.2 装置平面布置..........................................................35 7.2.1 装置工艺特点........................................................35 7.2.2 装置布置说明........................................................35 7.2.3 装置布置设计一般原则................................................35 7.2.4 标准规范............................................................36 7.3 土建..................................................................36 7.3.1 建筑................................................................36 7.3.2 结构................................................................40 7.3.3 采暖通风空调........................................................43 8 自动控制..............................................................48 8.1 概述................................................................48 8.1.1 设计原则..........................................................48 8.1.2 采用的标准、规范..................................................48 8.2 自动控制水平及方案..................................................48 8.2.1 自动控制水平......................................................48 8.2.2 自动控制规模......................................................50 8.2.3 自动控制方案......................................................50 8.2.4 主要安全技术措施..................................................51 8.3 控制室..............................................................51 8.4 仪表选型............................................................52 8.4.1 温度仪表..........................................................52 8.4.2 压力、压差仪表....................................................52 8.4.3 流量仪表..........................................................52 8.4.4 液位仪表..........................................................53 8.4.5 执行器（控制阀）.................................................53 8.4.6 分析仪表..........................................................53 8.5 消耗指标............................................................55 9 电气..................................................................56 9.1 概述................................................................56 9.1.1 设计范围及分工....................................................56 9.1.2 用电负荷及负荷等级................................................56 9.2 供、配电系统设计....................................................57 9.2.1 电源情况..........................................................57 9.2.2 供电电源电气参数、配电电压等级....................................57 9.2.3 供电方案..........................................................57 9.2.4 继电保护和测量仪表的配置..........................................58 9.2.5 功率因数补偿原则和方式............................................58 9.2.6 配电设计规定......................................................58 9.2.7 照明设计..........................................................59 9.2.8 防雷、接地........................................................59 9.3 节能措施............................................................59

9.4 采用的主要标准规范..................................................59 9.4.1 电气设备材料......................................................60 9.4.2 选型原则..........................................................60 9.4.3 电气设备材料选型表................................................60 10 消耗指标及节能.......................................................62 10.1 装置能源计量器具的配备原则.........................................62 10.2 公用工程消耗及能耗指标.............................................62 10.3 节能措施...........................................................62 11 环境保护.............................................................64 11.1 主要污染源、主要污染物和处理方法...................................64 11.1.1 主要污染源、主要污染物...........................................64 11.1.2 废水、废气、废渣及噪声处理措施...................................66 11.2 环境管理与监测....................................................68 11.3 环境保护投资估算..................................................68 12 安全卫生............................................................69 12.1 概述..............................................................69 12.2 生产过程中主要物料的危险、危害分析................................69 12.2.1 危险物料........................................................69 12.2.2 噪声危害........................................................70 12.3 主要安全卫生措施..................................................71 12.4 安全机构设置及人员配备............................................72 12.5 安全卫生专用投资估算..............................................72 13 装置定员............................................................73 14 概算................................................................74 14.1 投资估算范围......................................................74 14.2 编制依据..........................................................74 14.3 需要说明的问题....................................................74 14.4 投资估算..........................................................74 附图：工艺流程图、平面布置图、供电系统图...............................78 概述

1.1 编制原则

本可行性研究报告是对华能满州里煤化工有限公司60 万吨/年甲醇制20 万吨/ 年烯烃项目中一套9 万吨/年高密度聚乙烯装置进行可行性研究。

本项目针对国内聚乙烯市场、产品应用以及生产现状进行充分的调查及研究，并对Ineos 的淤浆双环管工艺、Univation 的气相流化床工艺、Borealis 的淤浆环管+ 气相流化床工艺以及中石化科技开发公司CX 淤浆搅拌釜聚乙烯技术进行了深入的 探讨，在充分了解各家技术的先进性、业绩及操作经验、产品特点的基础上编制了可 行性研究报告。

该项目充分贯彻国产化原则，在保证装置安全稳定运转的基础上，尽量减少引 进，降低投资。

按照“三同时”的原则进行设计，搞好环境保护和职业安全卫生，尽量减轻操作员 工的劳动强度。项目的实施执行国家相关的法律和法规，在获得经济效益的同时产生 良好的社会效益。

1.2 装置规模及开工时数

装置规模：年产9 万吨聚乙烯粒料； 开工时数：年操作8000 小时。1.3 工艺路线

采用国产化“淤浆法HDPE”工艺。1.4 装置范围

本项目研究范围包括：HDPE 装置的主要生产单元及其辅助生产设施。

装置的主要生产单元包括催化剂配制、聚合、分离干燥、挤压造粒、掺混风送、低聚物处理、溶剂回收，公用工程及辅助生产设施共八个工段。各工段编号如表1.4-1 示：

设计界面与分工：

（1）本装置所需循环水、消防水、生活水、生产给水、蒸汽、仪表空气、装置 空气、氮气、冷冻水等由全厂公用工程系统供给。

（2）装置所用催化剂、添加剂主要贮存在PE 和PP 设置统一的化学品库房内。（3）装置排放的可燃性气体送往火炬系统。2（4）分析化验室及仪器由总体统一考虑。表1.4－1 项目主项表及设计内容 工段号 工段名称 100 催化剂配制 200 聚合工段 300 分离干燥工段 400 造粒工段 500 掺混风送工段 600 低聚物处理工段 700 溶剂回收工段

800 公用工程及辅助生产设施包括：分子筛再 生气，密封油，蒸汽凝液回收，火炬气凝 液罐等系统

1.5 主要技术经济指标

表1.5-1 主要技术经济指标表

序号 指 标 名 称 单 位数 量 备 注 一 原料量 乙烯 万吨/年9.4 2 丁烯－1 万吨/年0.0513 3 丙烯 万吨/年0.04225 4 氢气 吨/年 67 二 化学品及催化剂 1 三乙基铝 吨/年 18.2 2 BCE 催化剂 吨/年 10.1 3 稳定剂 吨/年 270 4 己烷 吨/年 2137 三 产品及副产品 高密度聚乙烯 万吨/年9.1235 2 低聚物 万吨/年0.25 四 公用工程 循环冷却水 吨/时 3000 4000 最大 2 脱盐水 吨/时 1 2（最大）3 序号 指 标 名 称 单 位数 量 备 注 3 电 kWh/h 9000 4 高压蒸汽(3.8MPa)吨/时 2 3.2（最大）5 中压蒸汽(1.0MPa)吨/时 4 6.4（最大）6 低压蒸汽(0.35MPa)吨/时 6 9（最大）7 氮气 Nm3/h 800 1500（最大）仪表空气 Nm3/h 1200 2000（最大）9 装置用空气 Nm3/h 0 1600（最大）10 高压消防水 吨/时 0 1000（最大）五 定员 人 40 注1 六 占地 万平方米1.908 七 运输量 产品 万吨/年9.1235 八 三废排放物 废气 Nm3/h 5950 5975 2 火炬气 吨/年 1200 3 废水 m3/h 2.2 75（最大）4 废渣 吨/年 0 26.5（最大）九 建设投资 万元 48842 其中外汇 万美元934 注1：仅为操作人员。

注2：火炬系统最大排放量。4 2 原料及产品性质 2.1 原料规格

（1）乙烯

表 2.1－1 乙烯规格表 组 成 规 格 备注 乙烯 99.9%vol 最小

甲烷，乙烷 0.1%vol 最大 丙烯和重组分 50ppm vol 最大 乙炔 5ppm vol 最大 一氧化碳 1ppm vol 最大 二氧化碳 5ppm vol 最大 氧 5ppm vol 最大 氢 10ppm vol 最大 水 5ppm vol 最大

含氧有机化合物 5ppm vol 最大 总硫 1ppm wt 最大 供应条件

来源：上游MTO 装置 状态：气体 温度：环境温度 压力： 最小3.0MPa 正常 3.2 MPa 最大 3.5 MPa（2）丙烯

表 2.1-2 丙烯的规格表 组 成 规 格 备注 丙烯 99.6%vol 最小

甲烷，乙烷，丙烷，氮 0.4%vol 最大 乙烯 50ppm vol 最大 丁二烯 10ppm vol 最大 丁烯类 15ppm vol 最大 乙炔类 3ppm vol 最大 5 丙二烯 10ppm vol 最大 一氧化碳 1ppm vol 最大 二氧化碳 3ppm vol 最大 氧 1ppm vol 最大 氢 10ppm vol 最大 水 5ppm vol 最大 总硫 1ppm wt 最大

醇（以甲醇计）1ppm wt 最大 氯（以HCl 计）1ppm wt 最大 供应条件

来源：上游MTO 装置 状态： 液体 温度： 环境温度 压力： 最小 2.5MPa，正常 2.6MPa，最大 2.7MPa（3）丁烯－1 表2.1－3 丁烯－1 规格表 组 成 规 格 备注 丁烯-1 99.0%wt 最小 水 25ppm wt 最大

总硫 10pp wt 最大 正丁烷 0.3% wt 最大 异丁烯 0.5% wt 最大 异丁烷 0.1% wt 最大

1，3-丁二烯 200ppm wt 最大 供应条件

来源：外购 状态： 液体 温度： 环境温度 压力： 最小 0.4MPa 正常 0.5MPa 最大 0.6MPa 6（4）氢气

表 2.1－4 氢气规格表 组 成 规 格 备注

氢气 99.9%wt vol 最小

甲烷和比甲烷重的烷烃 0.1％ vol 最大 氧 10PPM vol 最大 水 5PPM vol 最大

一氧化碳 5PPM vol 最大 二氧化碳 10PPM vol 最大 总硫量 1PPM wt 最大 供应条件：

来源：总体管网 状态： 气体 温度： 环境温度 压力： 最小 4.4MPaG 正常 4.5MPaG 最大4.6MPaG 2.2 辅助原材料（1）己烷

表2.2-1 己烷规格表 组 成 规 格 备注 外观 无色透明

比重（15℃/4℃）0.673±0.01 铜片腐蚀试验 无颜色变化 反应 中性

蒸馏试验 5~95%的馏出物需在 66~70℃之间蒸馏出，并 且最好的温度范围是2℃ 溴指数 100mg Br/100g 最大 苯 100ppm vol 最大 水 200ppm vol 最大 供应条件：

压力： 最小：0.35MPa 正常：0.45MPa 最大：0.50MPa 7 温度： 环境温度（2）其它

其它辅助原材料有分子筛等。2.3 产品规格

（1）各种牌号产品的主要规格见表2.3-1。

表2.3-1 产品规格表 牌号 熔融指数 g/10min 密度 g/cm3 分子量 分布指 数NNI 粉料中灰 份 wt% 屈服强 度 kg/cm2 1300J 12～17 0.963～0.967 20～32 0.04 最大 240 最小 2100J 5.5～7.5 0.955～0.959 20～32 0.04 最大 200 最小 2200J 4.4～6.5 0.966～0.970 20～32 0.05 最大 250 最小 2208J 4.4～6.5 0.966～0.970 20～32 0.05 最大 250 最小 5306J 15～20 0.951～0.955 20～30 0.04 200 5200B 0.25～0.45 0.961～0.965 30～50 0.04 最大 230 最小 5301B 0.5～0.8 0.958～0.962 >50 0.03 250 最小 6003T 0.15～0.35 0.956～0.960 >70 0.04 230 6200B 0.30～0.50 0.957～0.961 >60 0.04 220 最小 8200B 0.020～0.04 0.953～0.958 >70 0.04 3300F 0.90～1.3 0.952～0.956 20～30 0.02 190 最小 5000S 0.80～1.1 0.952～0.956 20～30 0.03 190 最小

5200S 0.25～0.45 0.961～0.965 30～50 0.04 最大 230 最小 6100M 0.10～0.17 0.952～0.956 >70 0.05 最大 180 最小 7000F 0.03～0.055 0.949～0.953 >90 0.04 230 4803T 0.02～0.04 0.948～0.952 >70 0.04 230 注：每个项目的分析方法如下：

熔融指数： GB/T 3682-2000 密度： GB/T 1033-86 粉料中灰份： GB/T 9345-88 屈服强度： GB/T 1040-92 NNI： Q/SH 039.03.01-1998 8（2）副产品规格 低聚物规格：

形态：片状固体 熔点：60～115℃

粘度（厘泊）： 150℃ 30 ～ 3000 200℃ 20 ～ 900 灰份（wt%）： 0.005～0.03 分子量： 1000～10000 含硫量（ppm）： <1 燃烧热（kJ/kg）：41868 ～ 46055 9 3 市场分析

聚乙烯是一种通用的聚合物产品，目前最大的聚乙烯单体装置已达到48 万吨/ 年，平均装置规模也达到了18.6 万吨/年。

到2007 年底，全球聚乙烯生产能力已达到7812 万吨/年，产量6736 万吨，消 费量6597 万吨，是五大合成树脂中消费增长较快的品种之一。

线型聚乙烯是用低压液相法工艺或气相法工艺生产的。低压液相法有两种工艺： 浆液法和溶液法，其中溶液法工艺可交替生产HDPE 和LLDPE，工业上称为可转换 装置。浆液法工艺主要用来生产HDPE。

华能满洲里项目拟采用淤浆法国产化专有技术，通过催化剂配制、聚合、分离干 燥、造粒、掺混分送、低聚物处理、溶剂回收等过程生产HDPE，可生产牌号为： 注塑成型：1300J、2100J、2200J、2208J、5306J 吹塑成型：5200B、6200B、8200B、5301B、6003T 挤塑成型：3300F、5000S、5200S、6100M、7000F、4803T 3.1 我国聚乙烯供需分析及预测 3.1.1 供需概述

2002-2007 年，国内乙烯生产能力从365.8 万吨/年增长至709.6 万吨/年，年均 增长率达14.4%。其产量从355.2 万吨增至715.3 万吨，年均增长率达15.0%。由于近年我国聚乙烯需求旺盛，聚乙烯表观消费量的年均增长率达到7.5%；近年随着新建聚乙烯项目增多，产量逐年上升，自给率明显回升，从2002 年42.8%上 升至2007 年的71.7%；也导致进口增幅有所下降，到2007 年进口量已开始减少，进口量低于2006 年约36 万吨。10 表3.1-1近年我国聚乙烯供需状况 万吨/年，万吨，% 年份 能力 产量 进口量 出口量 表观消费量 自给率 2002 365.8 355.2 455.9 1.1 810.1 43.8 2003 389.8 413.0 469.0 1.5 880.5 46.9 2004 400.3 432.3 479.7 2.0 910.0 47.5 2005 552.1 503.5 526.0 5.73 1023.8 49.2 2006 684.6 607.8 489.2 3.96 1093.0 55.6 2007 709.6 715.3 453.4 6.04 1162.7 71.7 年均增长率 14.4 15.0-0.1 40.6 7.5 10.4 3.1.2 国内生产状况分析

截止2007 年底，全国共有聚乙烯装置41 套，能力合计709.6 万吨/年。其中高 密度聚乙烯装置14 套，生产能力合计248.5 万吨/年。2007 年，全国聚乙烯新增能 力25 万吨/年。

2007 年国内聚乙烯产量为715.3 万吨，较2006 年增加了17.7%。除新建装置 外，其它绝大部分装置产量都突破了其设计能力。11 表3.1-2 2007年我国聚乙烯装置（HDPE）生产情况一览表 万吨/年，万吨 产品 生产企业 生产能力 产量 中石油辽阳石化分公司 7.0 5.0 中石油大庆石化分公司 22.0 20.3 中石油吉林石化分公司 30.0 28.7 中石油独山子石化分公司6.3

中石油抚顺石化分公司√ 54 盐水泵 离心式 2 C.S SS304 √ 55 乙二醇给料泵 气动式 2 SS304-√ 56 冷凝液输送泵 离心式 2 铸铁 铸铁 √ 57 去过热泵 离心式 2 SS304 SS304 √ 58 废己烷输送泵 离心式 1 C.S C.S √

第1 聚合釜釜底过滤器 漏斗式 1 SS304 √ 60 第2 聚合釜釜底过滤器 漏斗式 1 SS304 √ 61 粉末旋转阀 1 SS304 √

旋转阀 1 SS304 √ 63 旋转阀 1 SS304 √ 64 添加剂加料器 1 √ 65 滑板阀 1 SS304 √ 66 滑板阀 1 SS304 √ 67 混炼造粒机 1 √

热水过滤器 箱式 1 SS304 √ 69 颗粒振动筛 1 √ 70 滑板阀 1 SS304 √ 71 颗粒旋转阀 1 SS304 √

己烷过滤器 立式 2 C.S/SS304 √ 30 设备来源

序号 名称 型号 数量材质 国内 进口

倒袋站/料斗 1 √ 74 添加剂缓冲料斗 1 √

BCE 稀释罐 立式 2 SS304 √ 76 AT 稀释罐 立式 1 SS304 √ 77 AT 稀释副罐 立式 1 SS304 √ 78 密封罐 立式 1 CS √ 79 排出罐 立式 1 CS √

第一聚合反应器 立式 1 夹套：SS304 √ 81 第一淤浆稀释罐 立式 1 壳体：SS304 √ 82 第一闪蒸罐 立式 1 SS304 √ 83 第一己烷收集罐 立式 1 SS304 √ 84 第一闪蒸气密封罐 立式 1 SS304 √ 85 第二聚合反应器 立式 1 SS304 √

第二淤浆稀释罐 立式 1 夹套：SS304 √ 87 第二闪蒸罐 立式 1 壳体：SS304 √ 88 第二己烷收集罐 立式 1 SS304 √ SS304 89 压缩机吸入罐 立式 1 壳体：SS304 √

第二闪蒸气密封罐 立式 1 壳体：SS304 √ 91 中间排出罐分离器 立式 1 夹套：SS304 √ 92 排液分离罐 立式 1 SS304 √ 93 丁烯－1 贮罐 卧式 1 √ 94 母液罐 立式 1 CS √ SS304 95 干燥气洗涤器 立式 1

SS304 √

净化气除雾器 立式 1 SS304 √ 97 净化气密封罐 立式: 1 SS304 √ 98 压缩机吸入罐 立式 1 SS304 √ SS304 99 干燥气除雾器 立式 1 SS304 √

干燥气密封罐 立式 1 SS304 √ 101 低聚物储罐 卧式 1 壳体：CS √ 102 汽提塔接受罐 卧式 1 盘管：CS √ 103 已烷干燥器 立式 2 CS √ 104 闪蒸罐 立式 1 CS 内件SS √

脱活器 立式 1 CS √ 31 设备来源

序号 名称 型号 数量材质 国内 进口

烃分离罐 立式 1 CS √

排放罐 卧式 1 壳体：CS` √

排放罐 卧式 1 盘管和夹套：CS` √ 109 已烷汽提罐 立式 1 壳体：CS` √ 110 已烷接受罐 立式 1 盘管：CS` √ 111 高压密封油罐 立式 1 CS` √ 112 低压密封油罐 立式 1 CS` √ 113 返回密封油罐 立式 1 CS` √

中压蒸汽冷凝液罐 立式 1 CS`(去雾器SS)√ 115 低压蒸汽冷凝液罐 立式 1 CS √ 116 火炬分液罐 卧式 1 CS √ 117 已烷汽提塔 立式 1 CS √ 118 已烷脱水塔 立式 1 CS √ 119 粉料料斗 立式锥顶 1 铝 √ 120 粗已烷贮罐 立式 1 CS √ 121 纯已烷贮罐 立式 1 CS √ 122 补充已烷贮罐 立式 1 CS √ 壳体

排出冷凝器 管子 1 CS

CS √ 壳体

第一釜顶冷凝器 管子 1 CS SS304 √

壳体 1 CS √

第一闪蒸气冷凝器 管子 SS304 √ 壳体

第二釜顶冷凝器 管子 1 CS SS304 √ 壳体

第二闪蒸气冷凝器 管子 1 CS SS304 √ 壳体

闪蒸气冷却器 管子 1 CS SS304 √ 壳体

中间冷却器 管子 1 CS SS304 √

管子 1 SS304 √ 130 后冷器 壳体 CS √ 壳体

排出气冷却器 管子 1 SS304 CS √ 32 设备来源

序号 名称 型号 数量材质 国内 进口 壳体

乙烯预热器 管子 1 CS √ 管子

干燥气冷凝器 壳体 1 SS304 CS √ 壳体

干燥气加热器 管子 1 CS SS304 √ 壳体

吹扫气冷凝器 管子 1 CS SS304 √

壳体 CS 136 蒸汽冷却器 管子 1 CS √

壳体 CS

净化气冷凝器 管子 1 SS304 √

壳体 CS 138 净化气冷却器 管子 1 SS304 √

壳体 CS 139 干燥气冷却器 管子 1 SS304 √

壳体 CS 140 水冷器 管子 1 CS √

壳体 CS 141 己烷预热器 管子 1 CS √

壳体 CS 142 粗己烷再沸器 管子 2 CS √

壳体 CS 143 己烷塔顶冷凝器 管子 1 CS √

壳体 CS 144 脱水塔再沸器 管子 2 CS √

壳体 CS 145 脱水塔塔底冷却器

管子 1 CS √

管子 CS 146 放空冷凝器 壳体 1 CS √

管子 CS 147 闪蒸预热器 壳体 4 CS √

壳体 CS 148 低聚物预热器 管子 1 CS √

壳体 CS 149 放空气冷凝器 管子 1 CS √

壳体 CS 150 放空冷凝器 管子 1 CS √ 33 设备来源

序号 名称 型号 数量材质 国内 进口 壳体 CS 151 己烷冷凝器 管子 1 CS √

壳体 CS 152 排空冷凝器

管子 1 CS √

壳体 CS 153 再生气体加热器 管子 1 CS √

壳体 CS 154 高压密封油冷却器 管子 1 CS √

壳体 CS 155 低压密封油冷却器 管子 1 CS √

壳体 CS 156 蒸汽冷凝器 管子 1 CS √

157 颗粒料仓 立式 5 铝 √ 6.2.3 超限设备表

本装置中可能的超限设备如下 表6.2-2 超限设备表

序号 名称 规格(mm)重量(kg)1 第一聚合反应器 φ5000×5000 82000 2 第二聚合反应器 φ5000×5000 82000 3 已烷脱水塔 φ2100×14300 19000 4 粗已烷储罐 φ8200×8300 18300 5 纯已烷储罐 φ9200×9800 26200 6 补充已烷储罐 φ8200×8300 18300 34 7 总平面布置及土建 7.1 总图布置

7.1.1 总图布置原则

（1）满足国家有关的防火、防爆、安全等规范、规定的要求；（2）满足工艺流程的需要，避免工艺流程迂回往复；（3）满足交通运输的要求；

（4）总平面布置充分考虑与现有设施之间的结合，靠近公用工程供应中心，节省 能耗；

（5）总平面布置充分利用现有土地资源，以节约用地。7.1.2平面布置 万吨/年聚乙烯装置（HDPE 装置）位于满洲里市扎赉诺尔区重化工基地内，即华 能满洲里煤化工有限公司厂区预留地内。其东面为甲醇制烯烃装置（DMTO 装置），南 面为厂前区，西面为预留地，北面为聚丙烯装置（PP 装置），该装置占地19080平方 米。其变配电所、中央控制室采用联合集中布置，置于装置内西面，为本装置配套的公 用工程设施及罐区等由总体院统一考虑。7.1.3 竖向布置

聚乙烯装置区内原场地标高在622.5~637.5 米。经过前期的场地平整，确定标高为 633.1 米。地块周边的主要道路标高在632.0 米至632.7 米之间变化。装置区内的竖向 设计采用平坡式的布置方式，场地雨水排入总体雨水管网。7.1.4 装置区道路及绿化

装置内消防检修道与装置周围道路连成环形道路，以便于消防和检修。新建道路需 能承受大型消防车荷载并满足行车安全条件，道路宽度不小于6m，转弯半径不小于 12m，路面混凝土标号不低于C30。

绿化布置与厂区已有绿化风格协调一致，合理配植绿化树种，使装置区绿化率达到 20%。

7.1.5 主要工程量 35 表 7.1-1 主要工程量表

序号 工程名称 单位数量 备 注 1 装置区用地面积 m2 19080 2 场地平整 m2 31200 3 装置道路及承重铺装面 m2 13700 4 人行道及非承重铺装面 m2 4000 5 绿化面积 m2 6250 7.2 装置平面布置 7.2.1 装置工艺特点

本装置主要涉及物料，工艺原料有乙烯、丁烯-

1、丙烯、氢气，主要化学品有已烷、三乙基铝等，产品为高密度聚乙烯。其中乙烯、氢气在可燃气体的火灾危险性分类中属 甲类；丁烯-

1、丙烯在液化烃、可燃液体的火灾危险分类中属甲A 类，己烷属甲B 类； 其产品聚乙烯在甲、乙、丙类固体的火灾危险性分类中属丙类。此生产装置涉及的原料 与主要化学品均属易燃、易爆介质。7.2.2 装置布置说明

本装置长212 米，宽90 米，总占地面积为19080平方米。

本装置原则上除挤压造粒区置于厂房内，其余所有设备均为露天布置。将聚乙烯装 置按工艺要求分成若干单元，各单元根据工艺流程分别布置，并以主管廊与副管廊相结 合的原则，合理的联成一体。这种布局有利于设备检修，而且管线顺而短，占地面积少。详细布置见附图 2“装置总平面布置图”。7.2.3 装置布置设计一般原则

（1）装置布置和设备布置应符合《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92（1999 年版）、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92 和《石油化工

工艺装置布置设计通则》SH3011-2000 相关条款规定；

（2）装置布置应满足防火、防爆、安全、健康卫生、检修和操作等要求；（3）工艺装置区应设环形消防车道；

（4）装置内道路、通道和消防设备的设置应考虑安全空间和紧急情况下的安全撤 离；

（5）设备布置设计应满足工艺流程、安全生产和环境保护的要求，并应考虑以下 各方面的需要： 36 a)工厂总体布置；

b)操作、维护、检修、施工和消防； c)节省用地、减少能耗和节约材料。（6）设备布置应按下列原则考虑：

a)根据自然条件确定设备、设施与建筑物的相对位置；

b)根据气温、降水量、风沙等气候条件和生产过程或某些设备的特殊要求，决 定设备是否采用室内布置；

c)根据装置竖向布置，确定装置地面零点标高与绝对标高的关系； d)根据地质条件，合理布置重荷载和振动的设备；

e)设备、建筑物、构筑物宜布置在同一地平面上。当受地形限制时，应将控制 室、变配电室、化验室、生活间等布置在较高的地平面上；装置储罐宜布置 在较低的地平面上。7.2.4 标准规范

装置平面布置符合下列规范： 表 7.2-1 执行的标准规范 序号 标准编号 标准名称 备注 国家标准 GB 50058-92 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 2 GB 50160-92 石油化工企业设计防火规范（1999 版）3 GBJ 16-87 建筑设计防火规范（2001 版）行业标准 SH 3010-2000 石油化工设备和管道隔热技术规范 2 SH 3011-2000 石油化工工艺装置布置设计通则 SH 3043-2003 石油化工设备管道钢结构表面色和标志规定 4 SH 3047-1993 石油化工企业职业安全卫生设计规范 7.3 土建 7.3.1 建筑（1）概述 37 a）设计范围及分工

本装置的建（构）筑设计主要有挤出机厂房、变配电所及现场机柜室、压缩机棚、低聚物处理厂房、雨淋阀门室、聚合反应框架、回收框架、掺混料仓框架及主管廊。b）建筑设计概况 挤出机厂房

挤出机厂房为四层（各层层高分别约为10m、7.1m、7.3m、8.2m）钢筋混凝土框

架，填充墙结构建筑物。按照工艺需要，本单体主体建筑1~4层均为挤出机厂房。建筑

长38m，宽27m，高为39m。建筑物占地面积为1026m2，建筑面积为4104m2，生产的 火灾危险性分类为丙类，建筑耐火等级为一级，屋面防水等级为Ⅱ级。

变配电所及现场机柜室

控制室及变配电所为钢筋混凝土框架结构建筑物，其中控制室为单层钢筋混凝土框

架/剪力墙结构，装置变配电所为二层（含电缆夹层）钢筋混凝土框架填充墙结构。建筑 长90m,宽27m,建筑总高为7.5m。建筑物占地面积为2430m2，建筑面积为4050m2，生

产的火灾危险性分类为丙（变配电所）/丁类（控制室），建筑耐火等级为一（变压器室）/二级（其他），屋面防水等级为Ⅱ级。

压缩机棚

压缩机棚为单层轻钢结构建筑物。建筑物占地面积为120m2，建筑面积为120m2，建筑层高为15m。生产的火灾危险性分类为甲类，建筑耐火等级为二级，屋面防水等级 为Ⅲ级。

低聚物处理厂房

低聚物处理厂房为三层钢筋混凝土框架，填充墙结构建筑物。建筑物占地面积为 144m2，建筑面积为432m2，建筑物总高为24m。生产的火灾危险性分类为丙类，建筑 耐火等级为二级，屋面防水等级为Ⅱ级。

雨淋阀门室

雨淋阀门室为单层钢筋混凝土框架，填充墙结构建筑物。建筑物占地面积为40m2，建筑面积为40m2，建筑层高为3.8m。生产的火灾危险性分类为戊类，建筑耐火等级为 二级，屋面防水等级为Ⅱ级。

聚合反应框架

聚合反应框架：地上12m范围内采用现浇钢筋混凝土框架结构，12m以上采用钢结 构框架。38

回收框架

回收框架采用钢结构框架结构。

掺混料仓框架

掺混料仓框架采用现浇钢筋混凝土框架，框架顶层采用厚板结构。

主管廊

主管廊采用纵梁式钢结构管架，局部跨越道路大跨度桁架。（2）建筑设计原则

a）遵守国家及地方规范、规定及标准，在满足生产管理及操作要求的同时，力求 美观与经济的有机结合。

b）厂房的建筑设计在满足工艺生产的条件下，使平面布局整体而合理，立面造型 简洁而明快，同时积极控制内装修的设计标准。

c）建筑单体力求联合设置，以加强各部分的联系，节约用地，节省能源，并有利 于形成较完整的建筑体量和较丰富的空间环境。

d）针对石油化工生产装置介质的易燃易爆、高压、腐蚀及有毒性，对建筑物采取 必要的安全防护措施，并注意劳动和环境卫生。

e）建筑设计所采用的标准、规范应尽量与当地建筑环境及建筑标准相适应。f）根据功能需要，合理采用新材料及新技术。（3）技术标准规范

a）《房屋建筑制图统一标准》 GB/T50001-2001 b）《建筑制图标准》 GB/T50104-2001

c）《建筑设计防火规范》 GB50016-2006 d）《石油化工企业设计防火规范》 GB50160-92(1999 版)e）《建筑内部装修设计防火规范》 GB50222-95(2001 版)f）《屋面工程技术规范》 GB50345－2004 g）《建筑地面设计规范》 GB50037－96 h）《工业建筑防腐蚀设计规范》 GB50046－2008 i）《石油化工生产建筑设计规范》 SH3017－1999 j）《工业企业设计卫生标准》 GBZ1-2002 k）《建筑玻璃应用技术规程》 JGJ113-2003 l）《建筑工程建筑面积计算规范》 GB/T50353-2005 39 m）《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001 n）《石油化工建（构）筑物抗震设防分类标准》GB 50453-2008 o）《石油化工控制室和自动分析器室设计规范》 SH 3006-1999 p）《建筑工程抗震设防分类标准》 GB 50223-2004 q）《石油化工企业建筑抗震设防等级分类标准》SH 3049-93（4）建筑设计要求

a）建筑布置及高度合理，满足使用目的及功能要求。

b）建筑布局考虑到人员安全要求，为人员疏散提供安全保障。c）建筑设计应为使用人员提供良好的工作环境。

d）进行抗爆设计的建筑物，应为内部工作人员和设备提供安全保障。e）建筑物设计应满足国家、地方、行业的规范、规定及标准。（5）主要建筑材料

外墙面：采用丙烯酸弹性外墙涂料

屋面：钢筋混凝土屋面的防水层为改性沥青防水卷材，保温隔热层采用60 厚自熄

型挤塑聚苯板保温；半敞开式厂房不设保温层。屋面一般采用有组织排水，防水材料采 用新型柔性防水卷材，防水等级为II 级。半敞开式厂房屋面采用单层彩色金属压型板。对温度要求高的建筑物设架空隔热层。

墙体：框架结构填充墙采用轻集料混凝土小型空心砌块墙，外墙300 厚，内墙200 厚。中控室、机柜室采用钢筋砼抗爆墙。半敞开式厂房局部围护结构采用单层彩色压型 钢板。有空调、采暖、保温等特殊要求的房间，外贴50 厚挤塑聚苯板保温层。楼地面：控制室、机柜室等选用石材、中档地砖；生产用房选用普通地砖、水磨石 或水泥砂浆楼、地面；控制室、机柜室局部采用抗静电活动地板，有防火、防爆要求的 建筑物采用不发火花水泥地面，钢格板楼面。有酸碱浸蚀的房间采用耐酸碱瓷砖楼、地 面。有防油污浸蚀的化验室采用环氧砂浆自流平楼、地面。顶棚：主要采用矿棉板吊顶、铝合金板吊顶、乳胶漆饰面等

内墙面：一般抹灰、喷（刷）浆或内墙涂料，有防水、防潮、清洁要求的内墙面，应按使用要求的高度设置墙裙。有较高洁净要求的房间，可选用中级涂料、油漆墙面。门窗：有抗爆要求的建筑物外门采用抗爆门，其余建筑均采用单框单（双）玻铝合 金门窗、钢质防火门窗或钢百叶窗；内门窗宜选用木门窗或铝合金门窗。（6）主要建筑设计标准 40 a）《平屋面建筑构造

（一）》 99J201－1 b）《外墙外保温建筑构造

（一）》 02J121－1

c）《铝合金、彩钢、不锈钢夹芯板大门》 03J611－4 d）《特种门窗》 04J610－1 e）《防火门窗》 03J609 f）《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》 01J925－1 g）《蒸压加气混凝土砌块建筑构造》 03J104 h）《混凝土小型空心砌块墙体建筑构造》 05J102－1 i）《钢梯》 02J401、02(03)J401 j）《楼梯 栏杆 栏板

（一）》 06J403-1（7）建筑物一览表

表7.3-1 装置主要建筑物一览表 序 号

建（构）筑物名 称 生产 类别 耐火等

级 建筑结构型式 占地面 积（m2）建筑面

积（m2）备注 1 挤出机 厂房

丙 一 钢筋混凝土框架1026 4104 按轴 线计 算 2 变配电 所及现 场机柜 室 丙/ 丁 一/二

钢筋混凝土框架 /剪力墙 2430 4050 按轴 线计 算 压缩机 棚

甲 二 轻钢结构 120 120

按轴 线计 算 4 低聚物 处理厂 房

丙 二 钢筋混凝土框架144 432 按轴 线计 算 雨淋阀 门室

戊 二 钢筋混凝土框架40 40 按轴 线计 算

7.3.2 结构

（1）结构工程地质条件

厂址位于满洲里市扎赉诺尔高新技术产业园区重化工能源基地西区，距离扎赉诺尔 老城区约5km。地貌以低山丘陵为主，地形高低起伏不平，标高560.25m~592.99m，相对高差30m。本设计地质情况参考60 万吨/年煤制甲醇项目可研报告地质情况进行设 41 计。

地质情况：①植土：黑褐色，含植物根系。一般厚度0.4m~0.6m。②角砾：黄褐色，中密~密实。一般厚度1.0m~2.10m ③闪长岩：黄褐色，密实，中等风化，粒状结构，块状构造。一般厚度2.10m~2.70m ④闪长岩：浅褐色，密实，微风化，粒状结构。块 状构造。揭露厚度一般为10.70m~26.00m。不考虑液化问题；在场地范围内没有发现 塌陷、滑坡、泥石流、地裂缝等不良地质现象；最大冻土深度3.89m。各工程地质层的 分布及层位变化在工程设计阶段见详勘报告。勘探期未见地下水。

地震抗震设防烈度为6 度，设计基本地震加速度值为0.05g（根据场地地震安全性 评价报告），设计地震分组为第一组。（2）设计使用年限

结构设计使用年限按50 年考虑（3）荷载条件

a）最低日平均温度-24.6℃ b）基本风压 0.3kN/ m2 c）基本雪压（50 年）0.65kN/m2 d）最大冻土深度 3.89m（4）建（构）筑物的地基基础

一般建筑物和小型构筑物如控制室及变配电所、雨淋阀门室、压缩机棚、主管廊及 乙烷回收罐区及小型设备基础拟采用天然地基，地基持力层的选择依据地质详勘报告确 定，如遇不良地质情况（如液化等）必须采用可靠的地基处理（置换、复合桩基、桩基

等）。

其他建（构）筑物均采用桩基，桩基持力层选用④闪长岩。a）挤出机厂房

挤出机厂房拟采用桩基，桩型采用钻孔灌注桩，桩尖进④闪长岩。b）控制室及变配电所

控制室及变配电所采用天然地基，钢筋混凝土基础。c）低聚物处理厂房、低聚物处理厂房拟采用桩基，桩型采用钻孔灌注桩，桩尖进④闪长岩。d）雨淋阀门室采用天然地基，钢筋混凝土基础。42 e）聚合反应框架

聚合反应框架拟采用桩基，桩型采用钻孔灌注桩，桩尖进④闪长岩。f）回收框架

回收框架采用桩基，采用天然地基，钢筋混凝土基础。g）掺混料仓框架

掺混料仓框架拟采用桩基，桩型采用钻孔灌注桩,桩尖进④闪长岩。h）主管廊

主管廊采用天然地基，钢筋混凝土基础。i）污水池

初期雨水池6mx9mx4.5m,地下4.3m，有盖，防水钢筋混凝土结构，冻土层1.8m 以上须保温处理。（5）需要注意的问题

a）所有的钢结构均应进行防腐处理，防火处理则根据需要按有关规范要求执行； b）设计、施工需要考虑冻土的影响。（6）主要技术标准规范

《建筑结构荷载规范》 GB 5009-2001 《建筑抗震设计规范》 GB 50011-2001 《混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002 《钢结构设计规范》 GB 50017-2003 《高耸结构设计规范》 GB50135-2006 《砌体结构设计规范》（2002 年版）GB 50003-2001 《建筑地基基础设计规范》 GB 50007-2002 《建筑桩基技术规范》 JGJ 94-2008 《钢筋混凝土承台设计规程》 CECS 88：97 《动力机器基础设计规范》 GB 50040-96 《石油化工企业落地式离心泵基础设计规范》 SH/T 3057-2007 《石油化工企业压缩机基础设计规范》 SH 3091-1998 《石油化工企业塔型设备基础设计规范》 SH 3030-1997 《石油化工企业冷换设备和容器基础设计规范》 SH 3058-94 《石油化工企业球罐基础设计规范》 SH 3062-2007 43 《石油化工企业钢储罐地基础设计规范》 SH 3068-95 《建筑地基处理技术规范》 JGJ 79-2002 《石油化工企业钢储罐地基处理技术规范》 SH/T 3083-1997

《石油化工企业设计防火规范》(1999 年版)GB 50160-92 《工业建筑防腐设计规范》 GB 50046-2008 《石油化工管架设计规范》 SH/T3055-2007 《石油化工钢筋混凝土水池结构设计规范》 SH/T 3132-2002 《石油化工企业钢筋混凝土冷换框架设计规范》 SH 3067-2007 《石油化工企业钢结构冷换框架设计规范》 SH3077-96 《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068-2001 7.3.3 采暖通风空调（1）设计范围

PE 装置和变配电、控制室等建筑物的采暖通风空调设计。采暖热水、蒸气管以建 筑物外墙外1 米为交接点。（2）室外设计参数

冬季采暖室外计算干球温度：-31 ℃ 冬季空调室外计算干球温度：-33 ℃ 冬季通风室外计算干球温度：-24 ℃ 冬季空调相对湿度： 71 %RH 夏季空调室外计算干球温度： 28.4 ℃ 夏季通风室外计算干球温度： 24 ℃ 夏季空调日平均干球温度： 23 ℃ 夏季空调室外计算湿球温度： 19.3 ℃ 冬季室外平均风速： 3.6 m/s 夏季室外平均风速： 3.4 m/s 冬季大气压力： 988.7 hPa 夏季大气压力： 975.1 hPa 日平均温度≤5℃的天数： 210 天 44（3）室内设计参数

序号 房间名称 冬季 夏季

温度℃ 相对湿度％ 温度℃ 相对湿度％ 备注 挤压造粒厂房 5 NC NC NC 2 变配电 5 NC NC NC 3 压缩机房 5 NC ≤35 NC 4 泵房 5 NC ≤35 NC 5 变频器、UPS、控制室 NC ≤28 NC 控制室、机柜室 20±2 50±10%RH 26±2 50±10%RH（4）设计原则及设计方案

一、采暖

该工程所在地日平均温度≤5℃的天数为210 天，属严寒地区。生活设施、厂房、仓 库及生产辅助房间均需设置采暖。

挤压造粒厂房为粉尘防爆区，室内设光管散热器采暖以承担室内热负荷。厂房主要 进出大门上设热风幕机。

压缩机房、泵房、催化剂储存房处于防爆区，室内设光管散热器采暖以承担室内热 负荷。

采暖面积共计6400 m2，采暖热负荷为3000 KW（包括送风补热的热量）。

采暖热媒为厂区采暖供热站提供的110/70℃热水，热力入口设自力式压差控制阀。部分位置较偏僻的建筑采暖热媒采用0.2MPa 的饱和蒸汽，凝结水考虑回收，或采用电 暖气片采暖。

二、通风

对自然通风不能满足生产工艺要求的场所考虑机械通风。为改善工作环境，对挤压 造粒厂房、压缩机房、泵房、催化剂储存间、变配电站等产生有害气体或余热余湿场所 设置机械通风。

挤压造粒厂房按6 次/小时设机械全面通风，排风采用防爆壁式排风机，室外新风

采用空调机组送入室内，冬季补热。空调机组设有初效过滤、加热、加湿功能，空调机 组设在每层专用空调机房内。45 压缩机房按 12 次/小时设机械全面通风，排风采用防爆离心风机箱，室外新风采用 空调机组送入室内，冬季补热。空调机组设有初效过滤、加热功能，空调机组设在专用 空调机房内。

泵房按8 次/小时设机械全面通风，排风采用防爆壁式排风机，室外新风采用空调

机组送入室内，冬季补热。空调机组设有初效过滤、加热功能，空调机组设在专用空调 机房内。

催化剂储存间按6 次/小时设机械全面通风，排风采用壁式排风机。室外新风采用

空调机组送入室内，冬季补热。空调机组设有初效过滤、加热功能，空调机组设在专用 空调机房内。

变压器室、配电间夏季按8 次/小时设机械全面通风，排风采用壁式排风机，室外

新风采用空调机组送入配电间内。配电间冬季采暖由空调机组承担。空调机组设有初效 过滤、加热功能，空调机组设在专用空调机房内。1）空调

联合装置控制室和机柜室为抗爆建筑，采用恒温恒湿空调机组加独立新风系统以满 足室内温湿度要求，室内保持正压。新风系统设初效、中效过滤和新风化学过滤机组以 保证室内空气品质。新风口、排风口均设有抗爆阀、电动密闭阀，接室外可燃气体和有 害气体报警，新风、排风口电动密闭阀自动关闭，空调系统以内部循环方式运行。2）消防排烟

配电间设机械排烟系统，排烟风机设在配电间屋顶。（5）主要设备一览表

序号 设备名称 型号及规格 台数 备注 壁式排风机 L=5600 m3/h，ΔP=100 Pa 43 33 台粉尘防爆 2 壁式排风机 L=2700 m3/h，ΔP=120 Pa 15 4 台防爆 3 防爆离心风机箱 L=6000 m3/h，ΔP=420 Pa 2 4 化学过滤机组 L=3000 m3/h，ΔP=200 Pa 1 5 化学过滤机组 L=600 m3/h，ΔP=200 Pa 1 6 新风热交换机 L=600 m3/h，ΔP=60 Pa 1 7 新风热交换机 L=3000 m3/h，ΔP=160 Pa 1 8 空调机组 L=54000 m3/h，ΔP=500 Pa 1 9 空调机组 L=35000 m3/h，ΔP=500 Pa 2

序号 设备名称 型号及规格 台数 备注 10 空调机组 L=25000 m3/h，ΔP=500 Pa 3 11 立式空调机组 L=12000 m3/h，ΔP=350 Pa 2 12 立式空调机组 L=6000 m3/h，ΔP=350 Pa 3 13 恒温恒湿空调机 制冷量26 KW，制热量 18KW 2 14 恒温恒湿空调机 制冷量63 KW，制热量 36KW 3 15 光排管散热器 D133*4-4*3 81 16 热风幕机 L=12000m3/h，供热量 151KW 4 粉尘防爆 抗爆阀 L=3000 m3/h，ΔP=100 Pa 2 18 电动密闭阀 L=3000 m3/h 2 19 消防排烟风机 L=45280 m3/h，ΔP=542 Pa 1（6）消耗量

采暖用热水（110/70℃）： 90 t/h； 蒸汽（0.2MPa）： 360 kg/h 电（380V，50Hz）： 400 KW。（7）设计执行标准

GB50019-2003 采暖通风与空气调节设计规范 GB50016-2006 建筑设计防火规范 GB50176-93 民用建筑热工设计规范 GB50189-2005 公共建筑节能设计标准 GJ26-95 民用建筑节能设计标准

SH3004-1999 石油化工采暖通风与空气调节设计规范 GB50160-92 石油化工企业设计防火规范（1999年版）GB50067-97 汽车库，修车库，停车场设计防火规范 GB50058-92 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 47 GBZ 1—2002 工业企业设计卫生标准

GB50242-2002 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范 GB50243-2002 通风与空调工程施工质量验收规范 48 8 自动控制 8.1 概述

8.1.1 设计原则

9万吨/年聚乙烯装置是60万吨/年煤制甲醇项目的下游装置。装置采用国产淤浆法 HDPE工艺技术，工艺流程复杂，要求对过程变量进行高精度的控制，产品的质量、产 量、品种及能量消耗都依赖于仪表及控制系统。分散控制系统（DCS）、安全仪表系统（SIS）等，在世界上已经广泛应用，并取得了满意的效果。

8.1.2 采用的标准、规范

（1）《过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号》； GB2625-81（2）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》； GB50058-92（3）《石油化工企业设计防火规范》(1999年版)； GB50160-92（4）《石油化工自动化仪表选型设计规范》； SH3005-1999（5）《石油化工控制室和自动分析器室设计规范》； SH3006-1999（6）《石油化工仪表管道线路设计规范》； SH/T3019-2003（7）《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》； SH3063-1999（8）《石油化工仪表接地设计规范》； SH/T3081-2003（9）《石油化工仪表供电设计规范》； SH/T3082-2003（10）《石油化工安全仪表系统设计规范》； SH/T3018-2003（11）《石油化工仪表及管道伴热和隔热设计规范》； SH3126-2001（12）《石油化工仪表安装设计规范》； SH/T3104-2000（13）《炼油厂自动化仪表管线平面布置图图例及文字代号》；SH/T3105-2000（14）《石油化工分散控制系统设计规范》； SH/T3092-1999 8.2 自动控制水平及方案 8.2.1 自动控制水平

聚乙烯装置自动控制系统设计原则为先进、可靠、安全、分散控制、集中操作、集 中管理，并在过程控制层设置与工厂管理层的实时数据通讯接口设备。工厂管理层将逐 步实现信息系统的集成和一致，使生产操作自动化和工厂管理信息化进一步实现数字 化、网络化，实现全厂控制、管理、经营一体化的目标。

根据聚乙烯装置工艺过程对自动控制系统的高水平要求，本装置采用分散控制系统（DCS），对生产进行集中操作、数据采集、过程检测和控制、趋势记录、超限报警、49 信息处理等。DCS 具有显示全面、直观、精确、控制可靠、操作方便等特点，它利用 计算机、网络、信息集成等高科技技术，实现生产过程数据实时、集中、快速处理，为 装置安全、平稳、长周期、满负荷、高质量运行提供强有力支持和保证。

为保证装置的安全生产，根据设计相关标准，设置与装置安全等级相适应的安全仪 表系统(SIS)，用于装置的紧急事故切断和自保联锁控制。安全仪表系统独立于DCS 系 统单独设置，SIS 系统按故障安全型设计，SIS 系统与装置DCS 进行通讯。

本装置压缩机部分不设独立的机组操作室，为保证压缩机安稳运行和远程操作，设 置机组监测和控制系统(CCS)，完成机组的调速、防喘振控制、负荷控制、过程控制、联锁保护等功能。CCS 系统与装置DCS 进行通讯。

为确保装置安全生产和人身安全，根据安全规范要求,在装置存在易燃、易爆或有毒 气体的危险场所，设置可燃气体及有毒气体检测仪表，可燃气体及有毒气体检测报警（GDS）采用DCS 系统，但接入信号的卡件或控制站将独立设置。除了装置的DCS 显示操作站可监视装置内的可燃气体及有毒气体外，同时，在控制室设置一个独立的显 示终端，用于可燃气体或有毒气体检测信息显示、报警等。

操作控制相对比较独立或特殊的设备包的控制监视和安全保护功能原则上采用独 立的设备包PLC 控制系统。与DCS 系统进行数据通信，操作人员能够在DCS 操作站 上对设备包的运行进行监视与操作。设备包的现场仪表设计原则应与主装置保持一致，现场控制盘的功能尽量少。应统一设备包PLC 系统的制造商，以降低备品备件和维护 的费用。

本装置的变送器和信号转换类仪表选用本质安全型，远传温度测量选用智能型一体

化温度变送器，各类变送器、阀门定位器选用智能电动型并配用隔离安全栅，当仪表无 法实现本安型防爆时，采用隔爆型防爆。

本装置采用仪表及控制设备维护系统(AMS)进行现场仪表的管理，自动地为检测和

控制仪表建立应用及维护档案，进行预测维护管理，以保证仪表的可靠运行、减少维护、提高设备的管理效率。

为满足全厂分级管理的总体需要，在过程控制层的DCS 上，设置与工厂网相连的 硬件通讯平台OPC 接口，为建立全厂生产信息的实时数据库，逐步实现工厂管控一体 化，收集工艺过程的实时和历史数据，对生产过程进行模拟计算、实时优化、调度、排 产、计划、决策等，创造良好的条件，并最终实现全厂管控一体化。50 8.2.2 自动控制规模

控制室内采用集散控制系统（DCS），对本装置各单元以及该装置包装仓库的相应 仪表实施集中监视、控制和管理，DCS 的硬件配置如下：（1）CRT 操作站： 5 台；（2）报表及报警打印机 2 台；

（3）冗余控制器、模件、机柜、安全栅柜及辅助设备等； DCS 规模：

控制回路： 140 个；

输入输出点数： 2220 点； 其中： AI 4～20mA 650 点； AO 4～20mA 150 点； DI 1000 点； DO 420 点；

8.2.3 自动控制方案

聚乙烯装置的主要设备有聚合反应器、已烷汽提塔、闪蒸气压缩机、尾气压缩机、冷冻机、离心机、挤压造粒机等。自动控制的目的是在保证安全生产的前提下，最大限 度的提高产品质量和收率。装置中凡重要的工艺参数均集中在中心控制室的DCS 中显

示、自动控制，对一些重要的操作参数设置超限报警，以确保工艺生产安全和稳定运行。一般的工艺参数在现场指示，为保证装置生产安全，设置用于紧急联锁停车的安全仪表 系统。

本装置控制回路以单参数控制为主，根据工艺过程控制需要采用串级控制，分程控 制、均匀控制、选择控制等复杂控制：（1）主要自动控制方案

反应原料进料流量控制；

反应器夹套水温度控制；

反应器压力与氢气流量串级控制；

汽提塔液位与进蒸汽流量均匀控制；

设置在线循环气浓度分析的工业色谱分析仪，原料精制的微量水、微量氧分析 仪，指导生产操作，提高装置生产和管理水平； 51

在可能泄漏和易聚集可燃气体地方，设置可燃气体浓度测量变送器，并集中在 控制室指示、报警。（2）安全停车联锁保护

反应进料联锁保护系统；

聚合反应停车系统；

闪蒸气压缩机紧急停车系统；

离心机停车系统；

干燥部分顺序停车系统。8.2.4 主要安全技术措施

（1）现场仪表一般选用本安型，并采用隔离式安全栅；（2）安全检测及保护

在装置区域内设置必要的可燃气体及有毒气体检测器，并在控制室对可燃(有毒)气 体的浓度进行集中监视。可燃气体及有毒气体检测系统（GDS）采用DCS 系统，其信 号接至DCS 独立的控制站或独立的卡件。（3）安全仪表系统

设置与装置安全等级相适应的独立的安全仪表系统(SIS)、机组监测和控制系统

（CCS），用于完成工艺过程的安全联锁保护和氮气、循环气压缩机等控制及联锁。重 要联锁系统的检测元件按冗余或三取二方式设置。SIS 检测元件和执行机构按故障安 全型设置，即线路或一旦能源中断，执行机构的最终位置应能确保工艺过程和设备处于 安全状态。SIS 设置事件序列记录站（SOE 站），用于记录设备状态和联锁事件，以便 事故原因的追溯。

（4）控制系统及现场仪表

控制系统及现场仪表选用技术成熟、先进可靠的产品。DCS 系统的控制单元冗余

或容错配置；电源单元、通讯模块、多通道控制回路的I/O 卡等冗余配置；冗余设备可 在线自诊断，出错报警，无差错切换等功能；自动控制系统及现场仪表等采用UPS 电 源。

8.3 控制室

9万吨/ 年聚乙烯装置和11万吨/ 年聚丙烯装置以及两聚包装仓库共同设置一个联 合控制室，生产过程的监视和操作将在该控制室内实现。

聚乙烯装置控制室设置：操作室、机柜室、工程师站室、仪表维修室、仪表值班室、52 空调机室及必要的管理和生活设施等。控制室里安装的仪表设备有 ：过程接口单元、控制系统机柜、辅助机柜、电源分配柜、操作站、工程师站等。控制室采用抗爆型结构，布置在安全区域内；控制室与电气变电所毗邻；控制室内设置恒温恒湿空调系统，考虑 正压通风。

UPS电源安装在电气变电所内。

联合控制室面积为：24m×30m=720m2。8.4 仪表选型

仪表选型以选用产品质量可靠、性能好、精度合理、维护方便的电子式仪表为原则。现场仪表选用本安智能型电子式仪表，信号为4～20mADC信号叠加HART通信协议。8.4.1 温度仪表

温度测量选用带弹簧铠装热电阻/热电偶的一体化温度变送器，特殊场合或安装位置 不易观察的场合，采用分体式温度变送器。

现场温度指示通常选用万向型双金属温度计，安装位置不易观察的场合可采用毛细 管式现场温度计。8.4.2 压力、压差仪表

一般选用普通压力变送器和差压变送器，粘稠介质多采用隔膜压力表和法兰式变送 器。腐蚀介质选用特殊材质的压力仪表。

现场压力﹑压差指示通常选用弹簧管压力表、压差表，微量程及绝对压力测量选用 膜盒式压力表，粘稠介质选用隔膜压力表。

压力表、压差表外壳材质为不锈钢，带安全玻璃。压力高于10.0MPa场合，压力表应考虑安全设计。8.4.3 流量仪表

对流量的检测通常以选用节流装置及文丘里配套差压变送器为主，一般用于过程控 制的场合亦可采用涡街流量计，对于有腐蚀性场合则采用电磁流量计，在测量大管道流 量时可采用超声波流量计或均速管流量计配套差压变送器。

要求对进出装置(工厂)界区的液体及气体原料和产品进行计量时，应选用高精度质 量流量计，或选用高精度容积式流量计，并要求进行温度﹑压力补偿。

要求对进出装置(工厂)界区的水﹑蒸汽﹑气体等公用工程系统进行计量时，可采用 节流装置仪表或涡街流量计﹑电磁流量计等，气体及蒸汽场合还需考虑温度﹑压力补 偿。53 根据工况要求，小流量检测及现场指示可选用转子流量变送器及现场转子流量计。8.4.4 液位仪表

液位测量优先选用法兰差压式液位变送器，根据工况要求，可选用电容式液位计，超声波液位计，雷达液位计，浮筒液位变送器。

当选用浮筒液位变送器进行液位测量时，亦采用侧-侧方式，量程范围不大于1米。当测量小于或等于1米的界面时，可采用浮筒液位变送器。

现场液位指示，根据工况要求，一般选用玻璃板液位计和磁性液位计。8.4.5 执行器（控制阀）

执行器（控制阀）部分选型主要为气动薄膜调节阀、气缸执行机构切断阀。过程连 续控制场合选用气动薄膜调节阀，具有联锁要求的场合，则配套电磁阀；联锁控制场合 选用气缸执行机构切断阀，根据工艺流程要求，分别选用气缸切断阀（以全通径型为主）等。

8.4.6 分析仪表

根据工艺要求，选用在线气相色谱分析仪、氧气分析仪、氢气分析仪、水分析仪、放射性仪表、可燃气体/有毒气体检测器等在线分析仪表。

工业气相色谱仪（PGC）应随现场分析小屋成套供货，现场分析小屋应包括在线分

析仪表、采样探头、采样预处理单元、带微处理器的信号采集和处理单元系统、显示器 或打印设备等。分析仪系统应具备与DCS系统通讯功能，如有重要的参与控制或联锁的 信号，应以硬接线方式连至DCS系统。气相色谱仪选用隔爆型。

气相色谱仪等应与相应的在线分析小屋成套供应，并配套必需的电源系统、载气系 统、标准气系统、防爆空调、照明﹑水及气源系统等。

分析小屋内应配置有毒气体、可燃气体和氧气检测器，在分析小屋外应设置相应的 声光报警系统。

分析小屋采用不锈钢材质。

其余在线分析检测的仪表如氧气分析仪、水分析仪等，则直接在现场工艺管道分析 检测点附近采样，分析仪表应包括采样系统和信号变送单元，控制机柜。54 表8.4-1 主要仪表清单 仪表类型 单位数量备注

标准节流装置 台 30 阿牛巴流量元件 台 4 楔形流量计 台 5 金属转子流量计 台 65 涡街流量计 台 11 电磁流量计 台 2 质量流量计 台 25 差压流量变送器 台 35 浮筒液位(界面)变送器 台 2 差压液位变送器 台 29 毛细管隔膜差压液位变送器 台 15 音叉料位开关 台 88 磁性液位计 台 36 压力表 台 155 隔膜式压力表 台 35 压力变送器 台 44 隔膜压力变送器 台 5 差压变送器 台 7 一体化温度变送器 台 88 热电偶(带套管)台 16 热电阻(带套管)台 77 双金属温度计 台 80 称量仪 台 2 气动调节阀(带智能定位器)台 124 气动开关阀 台 27 自力式调节阀 台 15 分析小屋 个 1 工业气相色谱仪 台 4 带采样预处理 微量水分析仪 台 4 氧分析仪 台 5 可燃性气体检测变送器 台 46 隔离安全栅 台 800 浪涌保护器 台 500 辅助仪表盘（柜）个 30 分散型控制系统(DCS)套 1 安全仪表系统(SIS)套 1 仪表安装材料 批 1 称量仪 套 24 55 仪表类型 单位数量备注

气动调节阀(带智能定位器)套 124 气动ON—OFF 阀 套 87 自力式调节阀 套 25 辅助仪表盘（柜）套 30

安全栅 只 800 浪涌保护器 只 500 特殊维修仪器及专用工具 批 1 仪表安装材料 批 1 注：本仪表清单中不包括随设备包供货的仪表和控制系统。8.5 消耗指标

仪表用电：UPS（双路冗余配置）AC220V 50HZ 50kVA×2（与聚丙烯装置、两聚 包装仓库共同设置，共计120kVA×2）。

仪表净化风：0.6MPag，1200Nm3/h（正常），2000Nm3/h（最大，不包括工艺用 气）。56 9 电气 9.1 概述

9.1.1 设计范围及分工

（1）聚乙烯装置界区内的变配电、照明、防雷、防静电接地的设计；

（2）由上级变电站引至PP/PE 装置联合变电站的10kV 电源线路及其相关的控制 线路以装置界区为设计工作分界点，界区内的电缆走向和敷设方式由本次设计负责确 定，电缆材料不属本次设计范围。9.1.2 用电负荷及负荷等级

聚乙烯装置的总计用电负荷需要容量约为9600kW。具体见下表。表9.1-1 装置用电负荷表

序号 负荷名称 装机容量（kW）需要容量（kW）装置负荷（主要如下）挤出机主电机 4200 3570 第一循环气鼓风机 540 306 第二循环气鼓风机 540 306 离心机 200 170 脱水塔进料泵 400 170 闪蒸罐进料泵 400 170 颗粒输送风机 744 384 粉料输送风机 264 112 其它 3812 1 小计 9000 2 照明 80 50 3 仪表用电 100 50 4 空调 600 400 5 其它 100 100 全厂合计 9600 由于聚乙烯装置属于连续生产工艺过程，一旦中断供电需较长时间恢复生产，会带

来重大的经济损失。根据国家标准“供配电系统设计规范”GB50052-95 中的有关规定，其主要工艺生产装置用电负荷的等级基本上为一级负荷，其中重要仪表电源、应急照明、57 火灾报警等属于一级负荷中特别重要负荷。

9.2 供、配电系统设计 9.2.1 电源情况

本工程二回路10kV 进线电源引自临近装置DMTO 35 kV 变电所10kV 两段母线，该35/10kV 变电站二回35kV 电源引上级220kV/35 kV 总变电所，电源可靠，满足工程 需要。

9.2.2 供电电源电气参数、配电电压等级（1）供电电源电气参数

10kV 三相三线制 中性点不接地系统 ±7％；

380/220V 三相四线制 中性点直接接地系统 ±7％； 频率范围：50Hz±0.5Hz。

三相最大短路容量：待定；（装置变电所10kV 电源侧）三相最小短路容量：待定；（装置变电所10kV 电源侧）（2）配电电压等级：

150kW≤P＜4500kW 中压电动机 AC 10kV； 0.2kW≤P＜150kW 中压电动机 AC 380V； P＜0.2kW 低压电动机 AC 220V； 中压开关柜控制电源 DC 220V；

低压进线和母联柜控制电源 DC 220V； 其它低压开关柜和MCC 控制电源 AC 220V； 一般照明/应急照明（EPS）AC 220V； 检修电源 AC 380/220V；

仪表电源（UPS）AC 380/220V； 9.2.3 供电方案

聚丙烯装置和聚乙烯装置拟新建PP/PE 联合10kV 变配电站一座，建筑面积24 米

X 60 米，上下二层（设备层和电缆层）。10kV 变电站内将设置10kV 配电装置一组、10kV/0.4kV 电力变压器六台和0.4kV 低压配电装置三组。其中10kV 配电柜若干、10kV/0.4kV 电力变压器四台和0.4kV 低压配电装置两组为聚乙烯装置服务。10kV 和 0.4kV 配电系统均采用单母线分段、母联设自投的供电系统，详见附图3“聚丙烯聚乙烯 装置联合供电系统图”。58 10kV 变电站的两回路进线电源引自临近装置MTO 装置35kV 变配电站的10kV 不 同母线，每路电源线的容量都能承受100%的用电负荷。

10kV 变电站内设直流电源装置；聚丙烯装置内自控仪表将设不停电电源装置 UPS；火灾报警系统由设备自带的UPS 供电；应急照明采用EPS 供电。9.2.4 继电保护和测量仪表的配置

10kV 进线：电流速断保护、过电流保护。电流、有功电度、无功电度测量与显示。10kV 母线分段：电流速断保护、过电流保护，电流测量与显示。

10kV 电动机：差动（P≥2000kW 时）、电流速断、单相接地、过负荷、低电压保 护。测量电流、功率因数，有功电度和无功电度。

10kV 变压器出线柜：过电流、电流速断、单相接地保护、瓦斯、压力保护、温度 保护。测量电流、有功电度和无功电度。

400V 电源进线和母线分段：设短路短延时保护。测量电流、电压。大于30kW 的电动机现场设电流表。9.2.5 功率因数补偿原则和方式

在各电压等级母线上进行集中功率因数补偿；补偿后，使变电所10kV 进线侧功率 因数不小于0.90，0.38kV 侧功率因数也不小于0.90。9.2.6 配电设计规定（1）装置环境特征

本装置内主要介质为乙烯和氢气（局部区域），部分属于2 区IIBT3 或IICT3（氢 气区域）；另外还有部分区域属于粉尘爆炸危险区域22 区，T11。在爆炸危险区域内，应按照爆炸危险区域要求来选择设备和材料。（2）电缆敷设

动力和控制电缆采用电缆桥架沿管架敷设，出电缆桥架处穿镀锌钢管保护。（3）检修电源

检修电源分为二种，一种为方便插座，220V/16A，服务半径为20 米；另一种为焊 接插座，380V/63A，服务半径为50 米。（4）特殊传动、控制和联锁要求

a）电动机在机旁设操作柱，两地控制的电动机应设就地/远方选择开关；

b）对于有工艺起动联锁的电动机，其联锁信号来自于仪表机柜室，且在配电室设 仪电交接柜。59 9.2.7 照明设计

（1）在现场设照明配电箱；

（2）照明方式包括一般照明、局部照明和混合照明；（3）照明种类包括正常照明和应急照明；（4）照明供电及控制：

本装置设照明智能型节能控制器；生产装置区集中控制；控制室、配电室、办公室 等区域设就地控制开关，分散控制；户外区域采用光电控制。（5）照明线路：

照明线路采用铜芯电线或电缆穿管敷设，生产装置、罐区、管廊及装卸区内选用电 缆，建筑物内选用塑料电线。9.2.8 防雷、接地

装置内采用共用接地网，即工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地连接在同 一接地系统，形成闭合的接地网，接地电阻小于4 欧姆。装置内作总等电位连接。所有用电设备其正常情况下不带电的金属外壳均应可靠接地。仪表的工作接地按仪表专业要求设置。9.3 节能措施

采用低损耗节能型电力变压器，采用高效率的电动机，采用节能灯具，采用功率因 数补偿电容器。

9.4 采用的主要标准规范

甲醇制烯烃 篇3

关键词：甲醇制烯烃,石油烃裂解制烯烃,分离技术

烯烃是衡量一个国家化工产业实力的标准, 在过去10多年中, 我国50%以上的乙烯和丙烃大多为石油烃类蒸汽裂解而形成, 而所采用的原料为石脑油, 但由于近年来原油的价格持续攀升, 致使生产烯烃的成本也逐年提升, 为改变此种被动的局面, 通过科研人员的不断探索与反复试验, 一种新型的制烯烃技术进入人们的视野, 并逐渐受到社会各界的广泛关注, 此种技术即是甲醇制取烯烃技术。甲醇制烯烃技术不仅消耗成本较低, 且符合我国的能源格局衍生需要, 因此, 对于“甲醇制烯烃技术进展及与石油烃裂解制烯烃技术的对比分析”研究, 就具有极大的现实意义。

1 甲醇制烯烃技术以及发展现状

1.1 甲醇制烯烃生产工艺技术

对于甲醇制烯烃技术而言, 通常所说的均为低碳烯烃, 当烯烃中的碳原子不超过4时, 此种烯烃则被称为低碳烯烃, 其中涉及乙烯、丙烯以及丁烯等。其生产工艺技术为:首先, 将煤或天然气等物质, 经由转化装置, 生成粗制甲醇, 再由甲醇进行转化, 形成低碳烯烃, 此类低碳烯烃以乙烯和丙烯为主。而以天然气作为制取烯烃原料, 则涉及到三种制烯烃方法:甲烷氧化偶联法、甲醇制取法、以及费托合成法。其中, 甲醇制烯烃法是现今通过煤或天然气进行烯烃制取的成熟工艺, 也是最为符合工业化条件的工艺[1]。

1.2 我国甲醇制烯烃技术的发展现状

随着我国经济发展速度的不断加快, 对于能源的使用也逐年增多, 从能源分布与蕴含总量来分析, 我国是一个煤炭能源远远超过石油能源的国家, 这使得对于化工行业而言, 若大多采用石油为原料, 不仅不符合可持续发展的理念方针, 更会对其他原料的使用产生制约, 从而不利于长远发展的规划。自1980年开始, 我国便由中科院大连化学物理研究所承担起研发甲醇制烯烃技术, 不仅发明出多种采用三乙胺、二乙胺、或是四乙基氢氧化铵为模板剂, 对硅铝磷酸盐分子筛进行制备的方法, 还研制出与国际同种催化剂相比价格更为低廉的新型DO123催化剂, 同时, 其他的科研院校和机构, 也在进行相关催化剂的研究。在投入生产方面, 我国在多年前便已设立甲醇制烯烃的工业化装置, 并由神华煤化公司开发建设[2]。

2 甲醇制烯烃技术与石油烃裂解制烯烃技术的对比

2.1 两种分离技术的对比

从分离技术角度分析, 石油烃裂解制烯烃主要由压缩系统、制冷系统、净化系统、以及精馏分离系统组成, 对于加氢过程可采用前脱乙烷和后脱乙烷、以及前脱丙烷和后脱乙烷等方式进行, 且在整体分离过程中, 都需要通过甲烷塔进行脱离工序。而甲醇制烯烃的分离技术工艺中, 不涉及到硫和芳烃成分的组成, 对于炔烃也仅有较少的含量, 在通过催化剂进行催生分离时, 仅有一氧化碳、二氧化碳、氮和氧气等含量略微析出, 从两者的分离技术角度分析, 甲醇制烯烃的技术要明显简化于石油烃裂解制烯烃的分离技术, 并且技术工艺难度也略低。通过长期的试验和对比, 能够清晰了解甲醇制烯烃的分离工艺不仅工艺简单、能耗较低, 且具有运行周期较长的优势[3]。

2.2 两种技术的环境影响对比

石油烃裂解制烯烃技术在制取过程中能够释放出一氧化碳、二氧化碳、以及氮氧化物等, 通过后期的处理, 所生产的物质不仅能够造成二次污染, 且对于能源的利用方面也相对较弱。而甲醇制烯烃技术中, 虽也释放出一氧化碳和二氧化碳, 但此处的这些气体能够被循环利用, 并且在此技术制取过程中, 不生成氮氧化物、更没有硫化物, 避免了有害气体对大气的污染, 属于基本符合绿色生态化工要求的技术手段。

3 结语

综上所述, 近年来, 我国在对甲醇制烯烃技术方面取得了较大的研究进展, 尤其是大连化学物理研究所, 经过多年的不懈努力, 终于将甲醇制烯烃技术逐步研发并完善, 取得了巨大的成功。但考量烯烃制取技术的不仅仅是原料的价格, 更主要的还是分子筛催化剂以及合适的制取工艺问题, 若要对甲醇制烯烃技术进一步提升, 并使之与实际项目相结合, 则不仅需要进一步改善分子筛的催化能力, 还需要对制取工艺做出相应调整, 并逐步提升低碳烯烃的选择性, 唯有如此, 才能有效的提升甲醇制烯烃技术所带来的经济性, 也会为我国化工行业的发展做出巨大的推动作用。

参考文献

[1]李常艳, 张慧娟, 胡瑞生.甲醇制烯烃技术进展及与石油烃裂解制烯烃对比[J].煤化工, 2011, 06 (08) 06:41-44.

[2]李琼玖, 申同贺, 王树中, 李润庠, 廖宗富, 周述志, 赵月兴.煤基甲醇制烯烃替代石油路线的工艺技术剖析[J].河南化工, 2007, 04 (14) 11:5-8.

甲醇制烯烃 篇4

MTO下游烯烃分离的特点:由于MTO工艺为气固循环流化床, 热效应明显, 催化剂活性高, 装置的抗波动能力比较大。而烯烃分离操作精细, 对产品指标要求高, 所以MTO下游的烯烃分离应具有一定的抗干扰能力, 工艺尽量不要太复杂。MTO的产品中轻组分和重组分均比较少, 二烯烃含量少。MTO副产物中的氧化物随反应的变化较大。这些氧化物尽量在MTO装置处理。因为MTO水系统的冷却介质为水, 可以对氧化物进行洗涤、分离并加以回炼。如果将氧化物带到烯烃分离系统, 不但造成流程复杂、循环路线长, 还会造成碱洗负荷大, 黄油生成量大。

目前MTO下游的烯烃分离工艺主要有两大类:深冷分离技术和中冷分离技术。

一 深冷分离技术

深冷分离技术与石脑油裂解技术的烯烃分离技术相近。分离流程主要有顺序分离、前脱乙烷和前脱丙烷流程。唐锦文[3]提出了六塔顺序分离流程, 并对深冷系统进行了模拟计算。六塔顺序分离流程中脱水单元在碱洗单元之前, 这样布置是完成对混烃的干燥。碱洗单元应放在干燥单元之前。洛阳石化工程公司提供了一种比传统前脱乙烷简单的前脱乙烷丙烷洗深冷分离工艺[4]。优点是没有采用乙烯制冷, 脱甲烷塔采用了丙烷吸收技术, 但流程依然比较复杂。

二 中冷分离技术

中冷分离技术在采用了固体吸附或溶剂吸收技术回收乙烯, 从而提高了分离温度, 简化了工艺流程, 降低了能耗。

采用固体吸附技术的中冷分离工艺有UOP公司前脱乙烷, PSA回收乙烯技术[5]。但MTO的产品中甲烷和氢气的含量很少, PSA工艺比较复杂。另外PSA回收的目的产品乙烯的比重高于PSA进料中甲烷和氢气的比重。这就造成PSA回收得到的乙烯压力低, 需要返回压缩机入口重新加压。

目前主流MTO下游的烯烃分离技术以吸收剂吸收技术为主, 主要有前脱丙烷技术和前脱乙烷技术。在MTO领域已经工业化中冷分离技术中, 前脱丙烷技术主要有惠生公司的预切割和油吸收技术、LUMMUS公司的前脱丙烷后加氢丙烷洗技术和KBR公司的前脱丙烷后加氢混合C3洗技术;前脱乙烷技术主要是中石化的前脱乙烷后加氢混合C4洗技术。

(一) 前脱丙烷后加氢、预切割和油吸收技术

工艺流程简介:MTO气体产物经过压缩冷却分液, 然后水洗、碱洗除去有机氧化物和酸性气体, 再冷却干燥。气体干燥脱水后进入脱丙烷工段 (可以双塔脱丙烷, 也可单塔脱丙烷) 。脱丙烷工段的液相C4+进入脱丁烷塔, 分离得到混合C4产品和粗汽油产品。脱丙烷塔气相经过压缩后, 进入预切割塔。预切割塔塔底物料为C2与C3的混合物, 经脱乙烷塔后分别进入乙烯精馏 (包括乙炔加氢) 和丙烯精馏。预切割塔塔顶气进入以丙烷 (C3、C4和C5+及其混合物均可作为吸收剂) 为吸收剂的油吸收塔, 油吸收塔塔底的富吸收剂用泵送到预切割塔, 塔顶的气体为燃料气进入冷箱。

主要技术[1]: (1) 将经过预处理的MTO产物冷却到10℃~37℃后送到预切割塔; (2) 将预切割塔的塔顶产物经冷却后送到一个吸收塔, 用碳三、碳四、碳五或其烃类的混合物组成的吸收剂将预切割塔塔顶产物中的碳二烃类吸收下来; (3) 预切割塔的塔釜产品送到脱乙烷塔进行碳二和碳三的清晰切割, 塔顶得到碳二馏分;塔釜产品是碳三及更重的组分。

(二) 前脱丙烷后加氢、丙烷洗技术

工艺流程简介:MTO气体产物经过三段压缩冷却分液, 然后水洗、碱洗除去有机氧化物和酸性气体, 再冷却干燥。气体干燥脱水后进入脱丙烷工段 (可以双塔脱丙烷, 也可单塔脱丙烷) 。脱丙烷工段的液相C4+进入脱丁烷塔, 分离得到混合C4产品和粗汽油产品。脱丙烷塔气相经过第四段压缩后, 进入预脱甲烷塔。脱甲烷塔塔底物料为C2与C3的混合物, 经脱乙烷塔后分别进入乙烯精馏 (包括乙炔加氢) 和丙烯精馏。脱甲烷塔塔顶气为燃料气进入冷箱回收冷量。

关键技术是脱甲烷塔。脱甲烷塔[2]是一个吸收塔和一个解析塔的耦合塔。脱甲烷塔分为上下两个部分, 下部分是将塔釜的混合烃中的甲烷解析出来, 上部分是利用液态丙烷、丙烯 (以丙烷为主) 作为吸剂回收相中的乙烯。

(三) 前脱丙烷后加氢、混合C3洗技术

工艺流程简介:MTO气体产物经过三段压缩冷却分液, 然后水洗、碱洗除去有机氧化物和酸性气体, 再冷却干燥。气体干燥脱水后进入脱丙烷工段 (可以双塔脱丙烷, 也可单塔脱丙烷) 。脱丙烷工段的液相C4+进入脱丁烷塔, 分离得到混合C4产品和粗汽油产品。脱丙烷塔气相经过第四段压缩后, 进入脱甲烷塔。脱甲烷塔塔底物料为C2与C3的混合物, 经脱乙烷塔后分别进入乙烯精馏 (包括乙炔加氢) 和丙烯精馏。脱甲烷塔塔顶气为燃料气进入冷箱回收冷量。

关键技术:脱甲烷塔是一个吸收塔和一个解析塔的耦合塔, 塔顶与冷却器连体。脱甲烷塔分为上下两个部分, 下部分是将塔釜的混合烃中的甲烷解析出来, 上部分是利用液态丙烯、丙烷 (以丙烯为主) 混合物作为吸剂回收相中的乙烯。

(四) 前脱乙烷后加氢、混合C4洗技术

MTO气体产物经过三段压缩冷却分液, 然后水洗、碱洗除去有机氧化物和酸性气体, 再经过第四段后冷却干燥。干燥后的气体进入脱乙烷塔。脱乙烷塔塔底的C3+先脱丙烷, 塔顶物料进入丙烯精馏得到丙烯和丙烷, 塔底物料进入脱丁烷塔得到混合C4和粗汽油。分离得到混合C4产品和粗汽油产品。脱乙烷塔塔顶的气体先进入脱甲烷塔。脱甲烷塔塔底为混合C2进入乙炔加氢, 然后进入乙烯精馏。脱甲烷塔塔顶气体进入乙烯回收塔。乙烯回收塔的吸收剂为混合C4, 富吸收剂返回脱乙烷塔再生, 乙烯回收塔塔顶气味燃料气。

主要技术:前脱乙烷流程, 混合C4作为乙烯回收塔的吸收剂。

三 四种溶剂吸收中冷烯烃分离工艺的比较

预切割+油吸收技术与脱甲烷塔丙烷洗技术十分相似, 如果预切割+油吸收技术中, 油吸收塔塔底富吸收剂返回预切割塔, 两个技术可作为一种技术, 其区别仅在于预切割+油吸收为两个塔完成脱甲烷, 脱甲烷塔丙烷洗为一个塔完成脱甲烷。两个技术可作为一种技术。脱甲烷塔混合C3洗技术与与上述两种技术的区别在于采用的吸收剂不同, 吸收剂的循环路线不同。脱甲烷塔混合C3洗技术的吸收剂在脱甲烷塔和脱乙烷塔之间循环。预切割+油吸收技术中丙烷作为吸收剂时, 吸收剂在油吸收塔、预切割塔、脱乙烷塔和丙烯精馏塔之间循环。丙烷作为吸收剂时, 吸收剂循环路线较长, 能耗较高, 但吸收乙烯过程中损失的吸收剂以丙烷为主。混合C3作为吸收剂时, 吸收剂循环路线短, 能耗较低, 但吸收乙烯时损失的吸收剂以丙烯为主。丙烯和乙烯为同系物, 丙烯对乙烯的吸收作用比丙烷强, 吸收剂的用量小一些。前脱丙烷工艺的脱丙烷塔可以采用高压塔和低压塔两塔组合, 或单塔脱丙烷。高低压双塔脱丙烷, 理论上聚合可以得到抑制。但从目前MTO产品的组成看, 二烯烃和炔烃的含量非常少, 聚合现象不明显, 可采用单塔脱丙烷。

溶剂吸收技术中前脱乙烷技术与前脱丙烷的区别较大。前脱乙烷技术中, 进入冷区的物料量比前脱丙烷要少一些, 理论上冷剂的消耗量要少于前脱丙烷, 另外, C4作为吸收剂, 吸收剂再生比较容易。但脱乙烷塔塔底温度较高, 需要蒸汽作为热源, 蒸汽的消耗高于前脱丙烷工艺。由于塔底温度高, 聚合现象也较前脱丙烷工艺严重, 但远小于常规乙烯的烯烃分离技术。

四 结论

在MTO下游的烯烃分离技术中, 深冷分离技术已经被中冷分离技术所替代。中冷分离技术以溶剂吸收法回收乙烯为主流技术。而固体吸附回收乙烯法, 更适合于回收提纯氢气、甲烷。

在溶剂吸收法回收乙烯的前脱丙烷技术中, 采用高、低压双塔脱丙烷更有利于使用MTO装置水系统的废热作为塔底热源, 可以降低能耗。而在溶剂吸收法回收乙烯的前脱乙烷工艺, 需要MTO装置优化水系统热水的温度, 以适应前脱乙烷工艺对热源的需求。可以通过提高水系统的压力或提高塔底压力来提升水系统的热水温度。MTO下游烯烃分离的发展方向:1、要适应MTO与C4+综合利用组合工艺的特点;2、总体优化系统的能耗。

摘要：随着国内外甲醇制烯烃 (MTO) 工业项目的快速推进, 新的烯烃分离技术也不断改进和工业化。根据MTO产品的组成选择溶剂吸收回收乙烯, 可以降低烯烃分离的能耗。对目前工业化的采用溶剂吸收的中冷分离工艺进行比较和归类。总结MTO下游烯烃分离的关键节能点。

关键词：MTO,烯烃分离,中冷,溶剂吸收

参考文献

[1]上海惠生化工工程有限公司.一种含轻质气体的非深冷低碳烃分离方法:中国, 103532806A[P].2009-01-28

[2]Lummus Technology Inc.Absorber demethanizer for methanol to olefins process:US2009046736[P].2009-0-09

[3]唐锦文, 唐宏青.甲醇制乙烯的流程模拟与分析[J].石油化工设计, 2001, 18 (1) :30-33

[4]李网章, 吴艳春.甲醇转化制取低碳烯烃气体的分离方法:中国, 1847203A[P].2006-10-18

甲醇制烯烃废碱液处理方法比较研究 篇5

在近些年以来甲醇制烯烃行业迅猛的发展, 并且各项工作也都在稳步的前进当中。针对处理的技术手段, 烯烃分离单元主要采用的是32%的氢氧化钠溶液进行洗涤, 去除反应气体当中存在的二氧化碳等酸性气体, 而在碱洗的过程之中, 则会产生出叫少量的乳化油、浮油以及烃类聚合物等等, 为了更好的避免烃类聚合物在碱液处理的循环系统当中造成相关的危害, 引发循环系统的堵塞等, 在处理的技术过程当中, 碱液达到了碱洗塔底之时, 就需要立刻的排出, 此过程则会产生出大量的废碱液。在废碱液当中, 含有大量的氢氧化钠、碳酸钠等无机盐, 呈强碱性, 同时, 在废碱液当中还含有苯、二甲醇、酚等有机物质。排放之后会对环境造成较大的污染和破坏, 而在近些年以来, 针对废碱液的处理技术工艺, 一直以来都是工业废水处理研究领域当中的热点之一, 同时也是一大难点, 全面的针对其技术手段进行改良和提高, 是当前的迫切需求。

一、废碱液处理技术工艺研究

针对现阶段的主要废碱液处理技术工艺进行细致的研究, 是开展一系列工作的基础性环节, 也是一个重点的步骤。在目前针对废碱液的处理技术当中, 主要是化学法应用的比较多, 而其中最为成熟的一种技术手段, 就是高温之下的湿式氧化技术, 此技术需要在一定的压力条件以及温度环境之下, 运用液态化的水对相关的氧化反应进行催化, 同时, 产生出一个高氧化的驱动力量, 进而将废碱液之中存在的无机硫化物质以及各种类型的有机物质, 转化成为一些有机的物质, 诸如烃类、酚类等, 并且在这样的条件之下, 针对其中较为复杂的污染物质进行分解, 降解成为有机物, 进一步的去除其中存在的COD, 达到处理的目的和效果。生化处理的过程, 其主要的目的, 就是运用相关的微生物的技术, 在一定的设计条件之下, 通过生物代谢的方式和技术, 将废碱液以及污水当中所含有的有机物质进行分解, 进而全面的达到污水的无害化的目的以及结果。生化处理技术, 主要是利用人工筛选的条件, 针对其中的一些物质, 进行高效率的处理, 进而其处理的效果以及质量, 都比传统式的污泥处理法更佳, 并且还可以有效的将传统的处理技术当中所存在的难以解决的问题, 进行改善, 诸如高浓度的并且有毒的污水, 通过生化法的运用, 可以合理的将其转化成为低浓度并且无毒无害的一般性的废水, 并且还不会产生二次污染。由于生化工艺, 所以与湿式氧化处理技术相比较而言, 可以在很大程度之上降低高浓度的有机废水的处理成本, 为工作的进行打下坚实的基础。主要的来讲, 现阶段的主要废碱液处理技术工艺有以下几种。

1. 焚烧法

在废碱液的处理系统当中, 焚烧法的设备装置主要是由尾气净化设备、焚烧设备、前处理设备、应急处理系统设备等共同的组成。采取直接类型的氧化法, 对于废碱液进行处理, 在经过喷枪等的雾化处理之后, 进入至焚烧系统的焚烧炉当中, 即刻通入一定量的空气, 使得其中的有害物质以及杂质等充分的燃烧, 同时, 在此阶段的处理当中, 还需要注意将焚烧的温度有效的控制在1100摄氏度左右, 并且保证停留时间两秒, 进而生成大量的水蒸气及二氧化碳, 下一阶段, 则将气体通过废热锅炉, 将多余的热量进行回收, 最后则是经过电除尘器除尘处理之后, 进行气体的排放。运用焚烧法处理废碱液, 在处理的过程之中燃料气消耗的比较多, 并且工艺技术比较简单, 对于碱液的处理非常彻底, 而在处理的过程当中, 废热锅炉还可以回收一定量的蒸汽, 进而可以使用来进行工厂内部的低压蒸汽管网以及系统雾化等操作, 达到了能源回收再利用的目的和效果, 并且也是在一定程度之上降低了能源的损耗。在处理过程当中产生的碳酸钠, 则可以作为在污水软化等操作工艺当中使用的投加药物。但是, 运用焚烧法的劣势在于运行的成本费用比较高, 并且设备的造价也较高, 在焚烧的过程当中, 容易由于烃类聚合物等结垢, 进而导致喷射器当中出现堵塞或者是热量过高等情况, 进而造成设备运行和工作的不稳定, 对相关处理工艺造成不利影响。

2. 催化湿式氧化法

此种技术手段是在湿式氧化处理技术的基础和前提之上, 逐步的发展起来的, 通过运用稳定并且高效的催化剂, 来合理的降低反应的温度以及反应的压力, 进而全面的缩短了处理技术流程当中的停留时间, 进而为处理效率以及处理质量的提升做出了积极的贡献。催化湿式氧化技术, 主要是在一定的温度以及压力的条件之下, 在用来进行填充的催化剂反应装置当中, 保证废碱液处在液体状态之下的接触时间在30分钟至两小时以内, 同时, 使用空气当中的氧气来作为氧化剂, 利用催化氧化的反应原理, 针对废碱液当中的有机物质, 诸如烃类聚合物、酚类等, 进行有效的分解, 进而得到二氧化碳以及水, 全面的降低COD并且同时还可以达到除去臭气、脱色以及净化的目的和效果。在处理的过程当中, 运用废碱液在此过程之中产生出来的热量, 来维持反应的平衡, 可以达到较好的效果。而高稳定性以及高活性的催化剂, 则是催化湿式氧化技术的核心内容, 相关的设备材质, 需要使用复合类型的钛材。

3. 低温蒸发结晶

低温蒸发结晶技术工艺, 是一种废水零排放的处理技术。此项技术需要在特定的温度以及压力条件之下 (温度零至六十摄氏度、压力为常压或者是微负压) , 运用空气在不同的温度之下含湿量的变化, 来进一步的实现废水的浓缩、蒸发以及结晶等等, 诸如在而是摄氏度的环境之下, 饱和的空气含湿量为14g Kg, 而在五十五摄氏度的温度条件之下, 饱和空气的含湿量则约为95g/Kg, 在一定的环境条件之下, 空气的冷热变化将可以完成释放水或者是吸水的可逆的过程。通过此种方式的合理运用, 进而达到不同沸点的物质的逐步分离, 达到处理和净化的目的和效果, 同时, 低温蒸发结晶技术, 还是一种安全性极强、兼具有洁净以及环保的废水处理技术手段。由于其多方面的优势, 现今此项技术在诸多的领域当中, 都有着广泛的运用, 使用的效果也是得到了多方面的肯定。

4. 全生物氧化技术

全生物氧化技术, 是现阶段处理甲醇制烯烃的废碱液主要技术手段, 同时也是最有优势的一项处理技术工艺。在处理的流程当中, 首先将废碱液、硫酸以及稀释水等等, 通过静态的混合器装置进行混合, 并且在此项操作过程当中, 通过一定的营养配比, 进入至反应池的底部, 同反应池当中的反应装置所产生出来的大量的循环水进行有效的混合, 在混合完全之后, 则是依次的经过以流细菌为优势的微生物生物床以及以异养菌为优势的微生物后端部位的生物床。在此过程之中, 分别的进行有机物质的降解以及硫化物质的降解。经过处理之后所得到的废水, 则是将其排入至下游的污水处理设施当中, 进行全面的处理以及排污, 同时将排出的污泥物质等, 经过处理单元以及系统处理装置当中各个设备所产生出来的呼吸气体以及生物反应池当中的尾气收集装置系统之后, 进入至废弃处理单元当中, 进而达到处理之后的排放标准, 达到工艺处理的技术要求。

二、全生物氧化技术的中试试验以及技术优势分析

根据上文的详细阐述和分析, 可以对目前阶段针对废碱液进行处理的主要技术手段, 有着全面的了解和细致的掌握。接下来, 将针对全生物氧化技术的主要技术优势以及其技术的特点等, 进行全面的研究, 力求找出最佳的处理技术手段, 为相关工作的进行与开展, 打下坚实的基础。

1. 中试试验

根据实际的分析和研究, 针对废碱液进行全面的处理, 并且进行中试试验, 试验当中的主要项目包含有生物膜的培育、稳定运行、微生物的驯化、水量的冲击以及高COD的冲击等等, 根据得出的分析数据结果, 针对全生物氧化废碱液处理技术工艺, 可以得出以下几点技术优势:第一, 此系统装置针对废碱液处理的效率比较高、处理的效果极佳, 并且操作过程当中的弹性比较大、抗冲击的能力比较强、水力的停留时间可以维持在三十分钟以上, 针对硫化物质、COD等的去除率, 分别可以达到百分之九十九以及百分之九十三以上, 处理的效果极佳, 同时在针对废碱液进行两倍的稀释以及将水力停留的之间维持在流失小时之时, 全生物氧化处理技术工艺针对硫化物质以及COD的去除率分别可以达到百分之九十九以及百分之九十六以上, 进而达到了实验的基本目的, 为下一阶段工作的进行与开展, 打下了坚实的基础。最后, 运用此种技术手段的出水酸碱值, 大约在六十五至九十之间, 满足基本的下游污水处理装置的需求, 为工作的进行提供了充足的前提条件。

2. 优势特征分析及结论

根据上述的分析与其他几种类型的废碱液处理技术手段相互比较而言, 采用全生物氧化处理技术, 主要污染物质的脱脂率非常的高, 并且整套工艺技术流程非常的简易, 操作和装置设备的操作、管理以及运行维护等方便, 反应的基本条件容易满足、缓和, 整个处理的流程当中能量的消耗较低, 工艺技术的过程容易进行控制, 最后, 则是针对系统设备装置的投资以及运行维护等的费用比较的低, 针对管线、设备以及相关的设备材质等, 要求也较低, 装置系统等存在的危险因素也比较的少, 相比较于其他几种类型的废碱液处理技术工艺, 诸如焚烧法、低温蒸发结晶处理技术、催化湿式氧化处理技术以及活性炭吸附法等等, 有着明显的技术优势, 并且更加方便的进行操作以及维护管理。但是, 其缺点在于设备装置的占地面积比较的大, 同时, 在处理的过程当中, 微生物为此项工艺的核心内容, 需要全面的考虑到多方面的影响因素, 诸如微生物的耐候性等, 针对技术的选择, 还需要经过全面的地方实验, 来进行综合性的确定。

综上所述, 在全面的分析了甲醇制烯烃的废碱液处理技术工艺基础之上, 全生物氧化处理技术, 可以基本满足甲醇制烯烃废碱液的处理工艺技术要求, 并且具有多方面的技术优势和特点, 在装置的运行维护费用、装置的一次性投资、能量的消耗、主要污染物质的脱除率等等多个方面, 与其他类型的处理技术工艺, 诸如焚烧法、低温蒸发结晶处理技术、活性炭吸附技术等等相比较而言, 有着较大的优势, 故而在针对甲醇制烯烃的废碱液处理过程当中, 建议采用全生物氧化技术来进行操作。

三、结束语

根据对甲醇制烯烃废碱液处理的主要技术手段进行全面的分析和研究, 从实际的角度出发, 层层的深入, 针对各种技术手段的特征、优势、特点等, 进行全面的分析, 力求找出各项技术的关键点以及需要注重的内容环节, 并且以此为基础, 针对全生物处理技术的优势与特征, 进行了细致的探究, 力求为此项技术工艺的进步, 做出积极的贡献, 并且为工作的发展和前进, 打下坚实的基础。

摘要：论述了甲醇制烯烃废碱液处理的几种常用的技术手段, 并且针对各种技术手段的优势以及特征等, 进行了深入的研究, 力求找出最佳的处理方案, 为此项工作的进步和发展做出积极的贡献。

关键词：甲醇制烯烃,废碱液,处理技术,比较研究

参考文献

[1]刘卫华.浅议甲醇制烯烃处理技术工艺流程[J].现代化工行业资讯, 2010.9:35-36

[2]张全善.试论废碱液处理技术的主要手段[J].科技杂谈, 2011.10:24-29

甲醇制烯烃项目下游产品的发展前景 篇6

1 乙烯下游产品分析

2013年我国乙烯当量消费量3 485万t, 其消费结构:聚乙烯占55.44%、环氧乙烷/乙二醇25.26%、苯乙烯6.88%、氯乙烯 (PVC) 5.55%、醋酸乙烯2.22%、EVA1.78%、乙丙橡胶0.44%、其他2.43%。

1.1 聚乙烯

1.1.1 市场和技术现状

2013年我国聚乙烯产能1 303.8万t/a, 产量1 110万t, 净进口861.3万t, 表观消费量1 971.3万t。聚乙烯技术引进及项目建设难度较小。

1.1.2 依托条件、装置规模及投资

聚乙烯装置主要原料为乙烯, 可由甲醇制烯烃装置提供, “三废”排放量小。《产业结构调整指导目录 (2011年本, 2013年修订) 》中已明确将“20万t/a以下聚乙烯装置”列入限制类目录。30万t/a聚乙烯装置总投资约15亿元。

1.1.3 发展前景

聚乙烯市场需求基数和供需缺口均较大, 技术具有可行性, 投资规模适中, 固体产品便于运输, 已成为乙烯下游产品的首选方案。特别是位于西部地区的煤制烯烃项目基本选择聚乙烯产品方案。

1.2 环氧乙烷/乙二醇

1.2.1 市场和技术现状

2013年我国环氧乙烷产能220万t/a, 产量180万t, 表观消费量180万t。2013年我国乙二醇产能496万t/a, 产量347.2万t, 净进口824.1万t, 表观消费量1 171.3万t。环氧乙烷/乙二醇工艺技术引进及项目建设难度较小。

1.2.2 依托条件、装置规模及投资

环氧乙烷/乙二醇装置主要原料为乙烯, 可由甲醇制烯烃装置提供。《产业结构调整指导目录 (2011年本, 2013年修订) 》中明确将“20万t/a以下乙二醇装置”列入限制类。20万t/a乙二醇装置总投资约11亿元。

1.2.3 发展前景

乙二醇市场需求基数和供需缺口大, 技术易于获得, 投资规模适中。但与煤制乙二醇技术相比, 无成本竞争优势, 因此乙烯下游通常很少考虑乙二醇。环氧乙烷储运困难, 但下游市场延伸空间大, 且位于东部发达地区。因此, 东部沿海地区的乙烯下游通常考虑环氧乙烷及延伸产品。

1.3 苯乙烯

1.3.1 市场和技术现状

2013年我国苯乙烯产能700万t/a, 产量约495万t, 净进口362.2万t, 表观消费量857.2万t。目前国内苯乙烯装置多采用引进技术, 国内自主开发的技术也得到了工业化应用。

1.3.2 依托条件、装置规模及投资

苯乙烯装置主要原料乙烯由甲醇制烯烃装置供应, 原料苯需外购。《产业结构调整指导目录 (2011年本, 2013年修订) 》已明确将“20万t/a以下苯乙烯装置 (干气制乙苯工艺除外) ”列入限制类目录。30万t/a苯乙烯装置总投资约8亿元。

1.3.3 发展前景

苯乙烯市场需求基数大, 具有一定的市场缺口, 技术成熟可行, 投资规模适中。但苯乙烯生产需要大量的苯, 苯乙烯市场主要在华东等经济发达地区。因此, 在落实原料苯的情况下, 东部沿海的乙烯下游可考虑苯乙烯。

1.4 氯乙烯/聚氯乙烯

1.4.1 市场和技术现状

2013年我国聚氯乙烯 (PVC) 产能2 468万t/a, 产量1 529.5万t, 净进口31.1万t, 表观消费量1 560.6万t, 产能已严重过剩。国内聚氯乙烯产业技术可靠性和可行性均有保障。

1.4.2 依托条件、装置规模及投资

氯乙烯装置主要原料为乙烯和液氯。乙烯可由甲醇制烯烃装置提供。聚氯乙烯装置多依托氯碱企业建设。《产业结构调整指导目录 (2011年本, 2013年修订) 》中明确将“小于30万t/a的乙烯氧氯化法聚氯乙烯”列入限制类目录。30万t/a乙烯氧氯化法聚氯乙烯装置总投资约16亿元。

1.4.3 发展前景

聚氯乙烯产能过剩严重, 且需要大型氯碱产业为依托。因此, 乙烯下游通常不考虑聚氯乙烯产品。

1.5 EVA树脂 (乙烯—醋酸乙烯共聚物)

1.5.1 市场和技术现状

2013年国内EVA树脂产量28万t, 净进口量47.5万t, 表观消费量75.5万t。EVA工艺技术先进成熟, 来源可靠, 技术风险较小。

1.5.2 依托条件、装置规模及投资

EVA树脂装置原料乙烯由甲醇制烯烃装置提供, 醋酸乙烯可市场化采购, 装置“三废”排放量小, 固体产品储运方便。新建EVA装置规模多在10~20万t/a。20万t/a EVA装置总投资约18亿元。

1.5.3 发展前景

EVA技术含量和产品档次较高, 开发专用料产品牌号的潜力较大, 更能突出产品特色和竞争优势。因此, 乙烯下游可考虑发展EVA树脂。

1.6 醋酸乙烯

1.6.1 市场和技术现状

2013年我国醋酸乙烯产能约296.5万t/a, 产量约180万t, 净进口量29.2万t, 表观消费量209.2万t, 醋酸乙烯生产技术成熟可靠, 可引进或采用国产技术。

1.6.2 依托条件、装置规模及投资

醋酸乙烯装置的乙烯原料来自甲醇制烯烃装置, 醋酸易采购。30万t/a醋酸乙烯装置总投资约15亿元。

1.6.3 发展前景

近年来, 国内煤化工的发展使西部电石乙炔法醋酸乙烯产能增长快, 醋酸乙烯产能过剩。因此, 乙烯下游通常不考虑发展醋酸乙烯。

1.7 乙丙橡胶

1.7.1 市场和技术现状

2013年我国乙丙橡胶产能4.5万t/a, 产量2.0万t, 净进口量23.4万t, 表观消费量25.4万t。目前国外先进的乙丙橡胶技术成熟、可靠, 国内缺少具有自主知识产权的先进工业化技术。

1.7.2 依托条件、装置规模及投资

乙丙橡胶装置主要原料乙烯和丙烯可由甲醇制烯烃装置提供。《产业结构调整指导目录 (2011年本, 2013年修订) 》中明确将“3万t/a及以上乙丙橡胶”列入鼓励类。5万t/a乙丙橡胶装置总投资约13亿元。

1.7.3 发展前景

乙丙橡胶国内市场缺口较大, 产品附加值高, 发展前景好。但目前乙丙橡胶先进技术引进难度较大。因此, 重点探讨乙丙橡胶先进技术的可行性或合作建设的可能性, 再考虑乙烯下游选择乙丙橡胶。

2 丙烯下游产品分析

2013年我国丙烯当量消费量2 562万t, 其下游消费结构:聚丙烯占63.9%、丙烯晴7.0%、丁辛醇7.5% (其中, 丁醇3.4%、辛醇4.1%) 、环氧丙烷6.8%、苯酚丙酮4.0%、丙烯酸及酯4.5%、环氧氯丙烷1.7%、其他4.6%。

2.1 聚丙烯

2.1.1 市场和技术现状

2013年我国聚丙烯产能1 322万t/a, 产量1 239万t, 净进口344万t, 表观消费量1 583万t。聚丙烯引进及项目建设难度较小。

2.1.2 依托条件、装置规模及投资

聚丙烯装置主要原料丙/乙烯均可来自甲醇制烯烃装置, “三废”排放量小、固体产品储运方便。《产业结构调整指导目录 (2011年本, 2013年修订) 》中明确将“7万t/a以下聚丙烯装置 (连续法及间歇法) ”列入限制类目录。近年来, 国内新建及在建聚丙烯单套装置主流规模在20~30万t/a。30万t/a聚丙烯装置总投资约13亿元。

2.1.3 发展前景

目前聚丙烯市场需求基数和供需缺口较大, 先进成熟工艺技术易于获得, 投资规模适中, 且国内建设及运行经验丰富, 实施难度小, 已成为国内烯烃项目丙烯下游的首选配套方案, 特别是位于西部地区的煤制烯烃项目的丙烯下游基本选择聚丙烯产品方案。

2.2 丙烯腈

2.2.1 市场和技术现状

2013年我国丙烯晴产能142万t/a, 产量112万t, 净进口54.8万t, 表观消费量167万t。丙烯晴装置技术引进难度较小。但由于丙烯腈生产过程中副产剧毒化学品氢氰酸, 通常需对氢氰酸延伸利用, 目前采用丙酮氢醇法工艺生产甲基丙烯酸甲酯 (MMA) 。

2.2.2 依托条件、装置规模及投资

丙烯晴装置主要原料为丙烯和液氨, 丙烯可来自甲醇制烯烃装置, 液氨则需通过市场采购。丙烯腈装置副产剧毒物氢氰酸, 对安全环保设施配套要求较高。丙烯腈装置采用26万t/a规模, 其总投资 (含配套废水制酸、氢氰酸综合利用等装置) 约30亿元。

2.2.3 发展前景

国内丙烯腈有一定的市场缺口, 技术引进难度较小, 丙烯腈装置副产剧毒物氢氰酸, 对安全环保设施配套要求较高。因此, 安全环保设施配套较好的化工园区, 丙烯下游可考虑选择丙烯腈装置。

2.3 环氧丙烷

2.3.1 市场和技术现状

2013年我国环氧丙烷产能194万t/a, 产量171万t, 净进口44万t, 表观消费量215万t。未来国内环氧丙烷工艺技术的重要方向是双氧水法, 污染小, 且流程短、投资较小。

2.3.2 依托条件、装置规模及投资

环氧丙烷装置主要原料为丙烯及双氧水, 丙烯可依托甲醇制烯烃装置供应, 双氧水装置需配套建设。20万t/a双氧水法环氧丙烷装置 (含配套的双氧水装置) 总投资约22亿元。

2.3.3 发展前景

目前国内环氧丙烷有一定市场缺口, 市场主要集中在长三角地区。因此在长三角地区可考虑采取双氧水法建设环氧丙烷生产装置, 并向下游延伸, 配套建设聚醚多元醇装置。

2.4 丁/辛醇

2.4.1 市场和技术现状

2013年我国丁醇产能120万t/a, 产量92万t, 净进口40.9万t, 表观消费量133万t;辛醇产能130万t/a, 产量114万t, 净进口27万t, 表观消费量141万t。丁/辛醇技术引进及项目建设难度较小。

2.4.2 依托条件、装置规模及投资

丁/辛醇装置主要原料为丙烯及合成气, 丙烯可依托甲醇制烯烃装置供应。但所需合成气量较大, 需要煤气化装置。目前国内新建丁/辛醇装置主流规模是25万t/a左右, 其醇装置 (不含造气) 总投资约12亿元。

2.4.3 发展前景

目前国内丁/辛醇在建大型项目较多, 产能有过剩发展趋势。且随着塑料制品的卫生安全越来越受到关注, 丁/辛醇主要的下游产品DBP和DOP增塑剂的前景存在着不确定性, 对未来丁/辛醇市场发展也有较大影响。因此, 丙烯下游可不考虑丁/辛醇装置。

2.5 苯酚/丙酮

2.5.1 市场和技术现状

2013年我国苯酚产能164万t/a, 产量133万t, 净进口量35.9万t, 表观消费量169万t;丙酮产能110万t/a, 产量82万t, 净进口48.8万t, 表观消费量130万t。国内大型苯酚/丙酮装置均采用引进的先进技术, 引进难度较小。

2.5.2 依托条件、装置规模及投资

苯酚/丙酮装置主要原料为丙烯和苯。丙烯可依托甲醇制烯烃装置供应, 而苯需大量外购。目前国内苯酚/丙酮装置主流规模在20~30万t/a。20万t/a苯酚/丙酮装置总投资约11亿元。

2.5.3 发展前景

目前国内苯酚/丙酮尚存在一定市场缺口, 未来供需缺口将趋向弥合, 竞争趋于激烈。但苯酚/丙酮下游双酚A-聚碳酸酯产业链发展前景广阔。因此, 在落实苯资源的前提下, 丙烯下游可选择苯酚/丙酮装置, 并向下游发展双酚A和聚碳酸酯项目, 实现上下游一体化。

2.6 丙烯酸及酯

2.6.1 市场和技术现状

2013年我国丙烯酸产能196万t/a, 产量153万t, 净进口-8.5万t, 表观消费量144万t;丙烯酸酯产能191万t/a, 产量137万t, 净进口-2.7万t, 表观消费量134万t。丙烯酸及酯装置技术引进及项目建设难度较小。

2.6.2 依托条件、装置规模及投资

丙烯酸及酯装置主要原料为丙烯及各种醇类。丙烯可依托甲醇制烯烃装置供应, 但各种醇类则需大量外购。国内新建丙烯酸及酯装置主流规模是16万t/a丙烯酸配套20万t/a左右的丙烯酸酯装置, 其装置总投资约15亿元。

2.6.3 发展前景

从国内市场发展情况来看, 丙烯酸及酯均已实现净出口, 国内产能已满足市场需求。因此, 丙烯下游可不考虑发展丙烯酸及酯。

2.7 环氧氯丙烷

2.7.1 市场和技术现状

2013年国内环氧氯丙烷产能95万t/a, 产量60万t, 净进口2.5万t, 表观消费量62万t。国内环氧氯丙烷生产企业多采用丙烯高温氯化法。近年来, 国际新开发的甘油氯化法环氧氯丙烷生产工艺, 原料成本低, 在成本和环保方面有较大优势, 但技术获得难度很大。

2.7.2 依托条件、装置规模及投资

丙烯高温氯化法环氧氯丙烷装置主要原料为丙烯、液氯和烧碱。多依托大型氯碱企业建设。新建环氧氯丙烷合适的规模在10~20万t/a。10万t/a环氧氯丙烷装置总投资约9亿元。

2.7.3 发展前景

甲醇制烯烃 篇7

1 煤 (甲醇) 制烯烃项目进展分析

目前, 我国已建成、在建和开展前期工作的煤 (甲醇) 制烯烃项目约53个, 总产能约3 503.3万t/a。其中, 已建成投产6个, 产能269.5万t/a;在建项目32个, 产能1 937.8万t/a;前期项目15个, 产能1 296万t/a。

1.1 已投产的煤 (甲醇) 制烯烃项目

国内已建成投产的6个煤 (甲醇) 制烯烃项目, 如表1所列。其中神华包头、神华宁煤和大唐国际是以煤为原料生产甲醇, 然后转化烯烃的项目;中原石化、宁波禾元和惠生是外购或部分外购甲醇生产烯烃的项目。

1.1.1 已建成的煤制烯烃项目

神华包头项目包括180万t/a煤制甲醇、60万t/a甲醇制烯烃 (MTO) 、30万t/a聚乙烯和30万t/a聚丙烯等装置, 2013年上半年实现销售收入31亿元, 利润6亿元。神华宁煤项目包括170万t/a煤制甲醇、50万t/a甲醇制丙烯 (MTP) 、50万t/a聚丙烯等装置, 2012年生产聚丙烯40.48万t, 实现销售收入60亿元, 利润4.15亿元。大唐国际 (内蒙古) 项目包括170万t/a煤制甲醇装置、50万t/a甲醇制丙烯装置 (MTP) 、50万t/a聚丙烯等装置。

1.1.2 已建成的甲醇制烯烃项目

中原石化 (河南濮阳) 项目包括60万t/a甲醇制20万t/a烯烃、10万t/a聚丙烯、原有聚乙烯装置改造至26万t/a, 2013年上半年装置已满负荷运行。浙江宁波禾元项目以外购甲醇 (主要为进口甲醇) 为原料, 项目包括180万t/a甲醇制60万t/a烯烃、50万t/a乙二醇和30万t/a聚丙烯等装置。惠生 (南京) 项目包括甲醇制29.5万t/a烯烃 (13.5万t/a乙烯和16万t/a丙烯) 装置, 所产乙烯出售给园区内的下游用户, 丙烯用于25万t/a丁/辛醇项目 (该项目处于试生产阶段) 。

1.2 在建煤 (甲醇) 制烯烃项目

在建的煤 (甲醇) 制烯烃项目32个, 总产能1 937.8万t/a。其中, 煤制烯烃18个, 产能1 235万t/a;在建甲醇制烯烃项目14个, 产能702.8万t/a。

1.2.1 在建煤制烯烃项目

在建煤制烯烃项目是以煤为原料生产甲醇, 然后甲醇制烯烃, 烯烃制聚乙烯、聚丙烯等下游产品, 项目进展见表2所列。陕西蒲城清洁能源采用甲醇制烯烃DMTO—Ⅱ技术, 最终产品为30万t/a聚乙烯、40万t/a聚丙烯;陕西延长中煤靖边项目一期工程、延长石油延安项目分别是以煤油气为原料, 生产甲醇后转化烯烃;神华陶氏项目由神华与美国陶氏合作, 已获国家能源局的“路条”;2013年陕西中煤榆林、中石化河南煤化、中石化贵州织金、甘肃华鸿汇金4个60万t/a煤制烯烃项目已获国家发改委“路条”;中安联合煤化工首期工程为170万t/a甲醇及转化烯烃项目;中天合创能源公司由中石化、中煤和申能等合资, 项目为360万t/a甲醇、130万t/a烯烃等;道达尔中电投煤制烯烃项目采用道达尔与美国UOP联合开发的甲醇制烯烃和烯烃裂解 (MTO+OCP) 生产工艺;神华包头二期是在一期煤制烯烃成功运行的基础上实施;青海矿业依托煤炭资源, 重点建设聚乙烯、聚丙烯等项目;青海盐湖镁业金属镁一体化项目包括年产100万t甲醇及配套37万t烯烃、16万t聚丙烯、50万t聚氯乙烯等。

1.2.2 在建甲醇制烯烃项目

在建甲醇制烯烃项目14个, 总产能702.8万t/a。其中, 在原有甲醇装置的基础上, 部分外购或扩建甲醇产能制烯烃项目9个, 产能450万t/a;全部外购甲醇制烯烃项目5个, 产能252.8万t/a。

(1) 在原有甲醇装置的基础上, 外购或扩建甲醇产能制烯烃项目如表3所列。神华陕西甲醇下游、华亭甲醇制烯烃、神华宁煤MTP二期、久泰 (内蒙古) 是以已投产和部分外购甲醇为原料生产烯烃;蒙大新能源、黑龙江龙泰煤化工是在已投产甲醇基础上, 扩建煤制甲醇装置, 配套建设下游烯烃项目;山西焦化、宁夏宝丰能源、陕西府谷恒源煤焦主要以焦炉煤气制甲醇为原料生产烯烃。

(2) 外购甲醇制烯烃项目如表4所列。在建以外购甲醇为原料制烯烃项目有富德 (常州) 能源、浙江兴兴新能源、山东神达 (滕州) 化工、山东 (临沂) 阳煤恒通、江苏 (连云港) 斯尔邦石化等5个项目 (见表4) 。

1.3 前期煤 (甲醇) 制烯烃项目

前期煤 (甲醇) 制烯烃项目15个 (如表5所列) , 产能1 296万t/a。这些项目有一期建设甲醇装置, 二期增建甲醇产能和配套建设烯烃的项目, 有甲醇和烯烃项目同时建设的煤制烯烃项目, 还有外购甲醇制烯烃的项目。

2 市场分析

(1) 煤 (甲醇) 制烯烃项目建设如火如荼, 预计到2020年左右我国石化和煤 (甲醇) 技术路线制聚乙烯、聚丙烯的总供应量与消费量相比, 或将达到平衡或过剩。

目前, 我国已建成、在建和前期的主要煤 (甲醇) 制烯烃项目约53个, 总产能约3 503.3万t/a。根据项目审批、技术签约、工程建设进度、原料煤 (甲醇) 和水等资源落实情况, 以及业主实力等因素, 综合评估项目建成投产时间, 预计2013–2018年我国煤 (甲醇) 制烯烃项目的产能增长如图1所示。

图1 2013–2018年中国煤 (甲醇) 制烯烃产能

预计到2018年底, 我国煤 (甲醇) 制烯烃项目的产能约2 300万t/a。其中, 最终产品为聚乙烯 (PE) 和聚丙烯 (PP) 占82% (聚乙烯占35%, 聚丙烯占47%) , 配套其它下游化学品占18% (包括乙烯的下游衍生物装置——乙二醇、环氧乙烷、乙烯—醋酸乙烯酯共聚物 (EVA) 、聚氯乙烯 (PVC) , 丙烯的下游衍生物装置——丁辛醇、环氧丙烷、乙丙橡胶, 以及由于沿海化工行业对乙烯和丙烯单体的需求旺盛, 通过管道运输就近外售乙烯和丙烯) 。

2012年, 我国聚乙烯产量1 146.5万t, 进口788.8万t, 出口28.8万t, 表观消费量1 906.5万t, 对外依存度约40%。2012年, 我国聚丙烯产量1 121.6万t, 进口390.9万t, 出口14.2万t, 表观消费量1 498.3万t, 对外依存度约25%。根据煤 (甲醇) 制烯烃项目的产能和聚乙烯、聚丙烯所占的比例, 预测到2018年底, 我国煤 (甲醇) 制烯烃项目生产的聚乙烯、聚丙烯产能将分别约810万t/a、1 080万t/a。因此, 随着大量煤 (甲醇) 制烯烃项目的建成投产, 预计到2020年左右, 我国石化和煤 (甲醇) 技术路线制聚乙烯、聚丙烯的总供应量与消费量相比, 或将达到平衡或过剩。

(2) 煤 (甲醇) 制烯烃与国内石化技术路线制烯烃相比, 具有一定的成本优势或竞争能力, 未来或将抢占石化技术路线制烯烃的市场份额。

以煤为原料180万t/a甲醇的煤制烯烃一体化项目在煤价400元/t时, 聚烯烃完全成本约7 500元/t。以外购180万t/a甲醇为原料的甲醇制烯烃项目, 在甲醇价格2 300元/t时, 聚烯烃完全成本约9 500元/t。成本结构见表6和表7。

目前我国石化技术路线乙烯装置使用的原料以石脑油为主, 石脑油在完全成本中所占的比例为70%~75%, 甚至更高。目前的国际原油价格在高位盘整, 石脑油货紧价扬, 国内乙烯所需的石脑油成本在8 000元/t以上。因此, 煤 (甲醇) 制烯烃与国内石化技术路线制烯烃相比, 具有一定的成本优势或竞争能力。

(3) 煤 (甲醇) 制烯烃与中东或北美以廉价油气制烯烃相比, 成本高或竞争能力弱。

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%

近年来, 中东地区凭借廉价丰富的乙烷资源, 大规模扩大乙烯产能, 并推动石化产业快速发展, 成为世界大宗常规石化产品的主要产地和出口地。目前, 中东地区约2/3的乙烯原料来自乙烷, 乙烯所需的乙烷成本约3 000元/t, 远低于我国石脑油制烯烃或煤制烯烃的成本。美国页岩气的大力开发, 使乙烯生产商选择低廉的页岩气作乙烯原料, 其原料成本仅是石脑油的30%~40%, 因此北美地区的乙烯衍生物产品极具价格竞争力。2018年前后, 中东、北美各有约1 000万t/a低成本的烯烃项目投产, 一旦中东、北美烯烃及其衍生物大举进军我国市场, 或将会对国内烯烃市场带来冲击和影响。

3 建议

根据煤 (甲醇) 制烯烃项目进展和市场分析, 对从事此类项目投资企业建议如下:

(1) 从市场、技术和效益, 特别是项目优劣势、竞争能力等方面深度研究, 充分论证。

(2) 调研已投产的煤 (甲醇) 制烯烃项目的运行情况, 为项目的决策提供依据。

(3) 未来国内市场将呈现煤基聚烯烃、石油基聚烯烃、进口聚烯烃共存的局面, 建议甲醇下游烯烃项目的聚烯烃产品定位为国内市场短缺的高附加值品种, 规避同质化激烈竞争。

摘要：根据我国煤 (甲醇) 制烯烃项目的审批、技术签约、建设进展情况, 对2020年前我国煤 (甲醇) 制烯烃项目的市场、供求关系、技术路线、市场竞争的优、劣势等方面进行了分析预测。

甲醇制烯烃流化床反应器研究进展 篇8

关键词：流化床,甲醇制烯烃(MTO),反应器

甲醇是重要的能源和基础化工原料,以煤炭/天然气为原料生产甲醇,并通过甲醇转化可生产出烯烃、芳烃等基础化工产品,进而可以获得品类繁多的聚合物等产品。这些产品已经成为了石油化工产业的有效补充,而甲醇也成了煤化工、天然气化工与石油化工融合的纽带。

流化床是指在流体的作用下使固体粒子实现流动化的技术,其在气固接触、传热和粒料输送方面优点显著,尤其适合固体粒子催化剂的强放热反应[1]。甲醇转化为烃类产品是一个强放热的过程,催化剂易结焦积碳而快速失活,这就要求反应器内有良好的温度分布、反应热移出方便、催化剂可以连续再生[2]。基于上述原因,流化床与甲醇转化为烃类有良好的结合基础。由于我国对石油能源替代的迫切需求,近年来,流化床甲醇转化领域的研究及应用在国内取得了飞速的进展,目前已经有多套大规模的甲醇制烯烃装置商业化运营。

本文介绍了甲醇制烯烃流化床反应器的研究进展,并尝试分析其未来的发展趋势。

1 甲醇制烯烃技术的工艺特点

甲醇转化成烯烃的过程是一个强放热反应过程,在分子筛催化剂作用下的甲醇转化反应对温度比较敏感。同时,甲醇制烯烃反应也是一个典型的非均相催化反应过程,此过程是一个复杂的反应体系,在烯烃产物生成的同时存在许多副反应,且原料和产物之间、产物与产物之间可能进一步发生分解、变换、氢转移、裂解、芳构化以及烷基化等反应过程,生成氢气、芳烃、高碳烯烃及焦炭等副产物[3]。

由于上述特点,在甲醇制烯烃流化床反应器设计中,需要考虑解决好以下问题[4,5,6]:(1)如何有效地控制反应器内的温度并移走反应热;(2)如何有效地控制原料在床层内的停留时间,提高烯烃选择性;(3)如何有效地将催化剂的结焦控制在合理范围。

2 甲醇制烯烃流化床反应器的发展历程

20世纪70年代爆发的石油危机使得寻求对石油的替代变得尤为重要,1976年,Mobil公司就开发了甲醇制汽油的MTG工艺,该工艺采用ZSM-5分子筛体系催化剂,成功地将甲醇转化为可以替代石油基燃料的烃类产品[7]。随后,该领域的研究拓展到以低碳烯烃为主要产品的甲醇制烯烃领域。

Mobil Oil公司提出了用于甲醇制烯烃的湍动流化床反应器设计[8],如图1所示,原料气从反应器底部经气体分布器进入流化床反应器,在进料流体的作用下使催化剂颗粒处于湍动流化状态,产物经旋风分离器与催化剂颗粒分离后进入后续分离工序。反应过程主要在密相床中发生,依靠埋在密相床中的取热管移除反应热,而处于流化状态的催化剂可以连续地从反应器引出。湍动流化床反应器用于甲醇制烯烃过程的最大缺点在于气相及固相返混大,对活性及产物选择性均有不利影响[9]。

UOP公司开发的快速流化床反应器是对湍动床的改进[10],如图2所示。该反应器分为下部的反应段、中间的过渡段和上部的分离段3部分。原料经分布器进入反应段,与密相床催化剂接触并部分转化为产品气,随后进入过渡段并在其中完全转化。携带催化剂的产品气出过渡段后进入气固分离器实现初步的分离,分离出的催化剂进入上催化剂床,携带少量催化剂的产品气进入分离段。在分离段,旋风分离器将剩余的催化剂细粉从产品气体中分离出来并返回上催化剂床,脱除催化剂的产品气出反应器。上催化剂床层的催化剂一部返回密相床层,一部分去再生,可通过调节返回和再生的比例来控制反应段催化剂的平均积碳含量并最终影响产品气组成,烧焦条件易于控制[11]。此反应器可以允许较高的空速,同样甲醇加工量的情况下,能够大幅减少设备投资和维持反应所需的催化剂藏量,目前已经实现了工业化应用[12]。

由中科院大连化学物理研究所(DICP)、中石化洛阳工程公司和新兴能源科技公司共同开发的DMTO技术采用的是大型浅层密相循环流化床反应器[13],属于湍动流化床范围,其反应器结构如图3所示[14]。气化后的原料上行经分布器进入处于密相流化状态的反应区与催化剂接触并立即发生反应,反应产物气体继续上行并在沉降段降低线速度,通过旋风分离器完成气固分离后进入后续的急冷、水洗处理工序。DMTO反应器包括直径不同的进料段、密相反应段和沉降段等,这些设计使得DMTO反应器可以实现较大的反应空速,实现对反应热、原料停留及催化剂循环的有效控制。另外,反应器除了甲醇分布器和旋风分离器外,不需设置任何内构件,最大限度提高了反应器运行的可靠性,减小设备磨损和催化剂损失。目前,DMTO甲醇制烯烃反应器已经在众多工业化装置上实现了应用。

3 甲醇制烯烃流化床反应器的一些新进展

近年来,随着对甲醇制烯烃流化床反应体系的研究深入,对相关流化床反应器的研究和改进有一些新的方向,而这些反应器的改进在热量平衡、催化剂循环、解决返混、提高转化率等方面有积极意义,并有一定的应用前景。

专利CN201110459913.6[15]公布了一种双层流化床反应器,其结构如图4所示,这类反应器包括反应段和扩大段。其中反应段由带孔档板分为上下双层结构,上下层之间由带阀的溢流管连接,且上下层均有一个催化剂入口。此流化床反应器通过调节催化剂入口和溢流管的阀门可以方便的在单层与双层之间切换,且在双层状态下实现两层催化剂藏量的平衡;在稳定密相高度和压降的情况下可以灵活的调节气速,提高床层稳定性;限制了气体的轴向返混,有利于提高转化率。

专利CN201510483011.4[16]公开了一种用于甲醇制烯烃的多级串联流化床反应器,包含多个串联的流化床反应器和一个再生器、一个烯烃分离装置。几个串联的流化床反应器可以根据催化剂不同的积炭状态采用不同的结构类型及反应条件使催化剂停留时间分布和积炭分布更窄,从而提高催化剂的利用率和低碳烯烃的选择性。

专利CN201480023978.8[17]介绍了一种具有双提升管的流化床反应器,其结构如图5所示,反应器含有两个提升管,里面可以分别进行MTO反应和催化裂化反应。此反应器可在一个反应器中将MTO反应产生的热量提供给催化裂化反应,通过各自调节参数使整个反应器实现热平衡从而减少了换热设备的投资。同时,利用此反应器可以直接将MTO反应生成的C4烃类在第二提升管内进行反应从而提高烯烃收率。

4 研究展望