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1总论1.1概述山东金能科技有限公司是以生产煤化工产品为主的能源化工企业，公司座落在齐河县境内，距省会济南仅25公里。拟建的100kt/a粗苯精制项目以该厂炼焦所产生的副产物焦化粗苯为原料，采用国家鼓励发展的粗苯加氢精制工艺技术生产纯苯、甲苯、二甲苯等产品，属于资源综合利用及环保型项目，符合焦化行业准入条件（2008修订）中粗（轻）苯精制单套装置规模要达到5万吨/年及以上的要求，是《产业结构调整指导目录（2005年本）》鼓励类项目（煤炭-13-煤焦化-焦炉煤气、煤焦油深加工一体化建设）。采用国家鼓励发展的粗苯加氢精制工艺技术，避免采用酸洗法精制苯产生三废对环境造成的污染，实现社会效益、环境效益和经济效益的统一。本项目建设地址位于老厂区金能公司西北部，该项目区占地面积7000m2。1.2设计依据1.2.1《建设工程设计和技术转让合同书-金能科技有限责任公司10万吨/年苯加氢项目》，-金能科技有限责任公司，四川天一科技股份有限公司，2011年4月2日。1.2.1金能科技有限公司提供的设计基础资料。1.3设计原则1.3.1采用四川天一科技股份有限公司拥有自主知识产权的低温低压加氢精制粗苯成套技术，技术方案力求先进可靠。1.3.2贯彻“五化”(一体化、露天化、轻型化、社会化和国产化)的方针，主装置一体化、露天布置，尽量采用轻型化建筑结构，装置除催化剂外可完全国产化。1.3.3遵循国家、地方及相关部委颁发的有关设计规范、规定及标准。1.3.4本装置的原料及产品为易燃易爆物质，故在设计中严格执行国家及有关部委关于消防、环保、劳动安全与工业卫生的有关规范，采取有效措施，改善劳动条件，保证安全生产。1.4装置组成及设计分工1.4.1装置组成本项目包括100kt/a粗苯精制项目生产装置、辅助生产设施和配套工程。装置组成如下表：表1-1装置组成表序号工序名称主项号备注1原料预处理100#2压缩200#3加氢300#4脱轻400#5精馏500#6罐区600#7制氢700#8装卸站800#序号工序名称主项号备注9主控楼900#10变配电站1000#11导热油站1100#12循环水站1200#13消防水站1300#14泡沫消防站1400#15废水站1500#16空缺1600#17废气站1700#18公用工程系统1800#19外管1900#1.4.2设计分工四川天一科技股份有限公司负责单元界区内所有设计工作。界区外的工作由金能科技有限公司负责完成。1.5建设规模及产品方案1.5.1建设规模年处理粗苯：101984t/a；年工作日：333d，生产负荷：12.748t/hr；年操作时间：8000hr。1.5.2产品方案本装置产品方案如下表：表1-2产品方案表产品种类苯甲苯二甲苯非芳烃重苯规格GB3405-89优级品GB3406-90优级品GB3407-905℃优级品产量(t/a)70160141405240352076001.6主要原材料、燃料规格、消耗和来源1.6.1主要原材料本装置主要原辅料为粗苯、焦炉煤气、甲酰吗啉、阻聚剂等。1.6.1.1粗苯本装置主要原料-粗苯质量指标应符合YB/T5022-93标准，本项目设计粗苯组成如下表：表1-3粗苯质量指标序号名称含量（V）%备注1苯69.522甲苯14.073二甲苯4.194乙苯0.145三甲苯2.126环戊烯0.107环戊二烯0.998支链烯烃0.589苯乙烯1.34序号名称含量（V）%备注10古马隆0.811茚1.012CS20.213噻吩0.6514甲基噻吩0.1015二甲基噻吩微量16酚类物质0.2017吡啶类物质0.3018萘1.8019饱和烃1.90原料粗苯年消耗量（按年运行8000hr计）101984t／a，由金能科技原有的炼焦装置提供。1.6.1.2焦炉煤气焦炉煤气由金能科技原有的炼焦装置提供，焦炉煤气规格如下：表1-4焦炉煤气组成成份H2N2CH4COO2CO2CnHm∑含量V%54.965.7522.2310.70.53.72.1100表1-5焦炉煤气杂质含量成份H2S萘有机硫NH3水含量105.31132.6835044.90饱和mg/Nm3压力：50KPa(G)；年消耗量（按年运行8000hr计）2080x104Nm3／a。1.6.1.3甲酰吗啉本装置萃取精馏使用萃取剂为复合甲酰吗啉萃取剂。采用甲酸法生产，可从市场采购，规格如下：形态：液体颜色：无色透明气味：无味密度：1145kg/m3（25℃）纯度：99.9%（wt）pH值：8.6熔点：23℃沸点：240℃闪点：118℃燃点：345℃蒸气压：1mbar（50℃）粘度：4.1mpa.s（50℃）。年消耗量（按年运行8000hr计）4t／a。1.6.1.4阻聚剂本装置采用阻聚剂为HK-17B型抗垢剂。可从市场采购，规格如下：外观：红色油状液体；胺值：15-25（KOHmg/g）；密度：0.800-0.900（20℃，g/cm3）；凝点：≦-20℃。年消耗量（按年运行8000hr计）10t／a。1.7生产方法及全厂总流程1.7.1生产方法本装置采用四川天一科技股份有限公司的低温低压法粗苯加氢精制技术、CNL-16专用复合萃取工艺技术、焦炉煤气提氢技术。1.7.2全厂总流程本装置采用焦化粗苯为原料，经原料预处理脱除重杂质，然后进入加氢系统，采用低温低压法加氢脱除以噻酚为主的硫等杂质，加氢用的氢气由新建的焦炉煤气制氢装置提供。加氢系统出来的粗品进入脱轻系统，脱除低沸点物质后再进入精馏工序。在精馏工序先经一个预精馏塔将粗品分离为以苯和甲苯为主的BT组份和含二甲苯的重组份两部分。BT组份进入萃取精馏系统脱除非芳烃，再经一个精馏塔分离为纯苯产品和甲苯产品。重组份经间歇精馏分离得到二甲苯产品。焦炉煤气首先经过脱硫脱萘处理，除去焦炉煤气中的萘、氨、有机硫、灰尘和硫化氢等杂质，再经压缩升压进入变压吸附提氢系统分离获得氢气。为了除去氢气中的微量氧，经氧化反应脱除氧，再经干燥获得合格的产品氢气。1.7.3工艺技术特点1.7.3.1本工艺产品质量高：产品质量高是加氢法的突出优点，尤其是含硫低。1.7.3.2本工艺产品收率高：焦化苯在加氢过程中的损失少。因操作压力高，几乎没有挥发损失。1.7.3.4采用原料预处理工艺，除去粗苯中重质苯等成分，较大程度的防止易结焦堵塞物质进入加氢反应系统，延长了设备检修周期和催化剂再生周期，同时简化加氢物料汽化工艺。由于采用特殊结构的再沸器，可在较高温度下防止物料结焦，因此本系统采用常压精馏。采用常压精馏比采用减压精馏的同类装置既节约真空泵和釜液循环泵电耗，又减少真空物料损失。1.7.3.5本工艺加入阻聚剂，防止不饱和化合物的聚合，同样延长了设备检修周期和催化剂再生周期。1.7.3.6本工艺技术加氢系统采用“一次蒸发式蒸发工艺”，大大简化了蒸发流程，并有效防止蒸发结焦堵塞。1.7.3.7本工艺预加氢反应器和主加氢反应器：由于预加氢反应和主加氢反应的温升均不大于40℃，因此均采用绝热固定床加氢反应器。采用两级加氢工艺，很好地解决不饱和烃聚合结焦等问题。1.7.3.8本工艺充分合理地利用加氢产品气预热原料气，无需加热炉等升温设备，只配备开工加热器，简化流程。1.7.3.9采用CNL-16专用复合萃取精馏工艺，萃取效率高，流程简洁，萃取剂质量稳定、消耗低。1.7.3.10本工艺采用独特的复合结构萃取精馏塔，简化流程，易于操作控制，节约投资、降能耗。1.7.3.11本工艺合理利用有效热源，采用预精馏塔顶蒸汽作为纯苯塔热源，既节约蒸汽又节约循环水。1.8厂址概况金能科技位于山东省齐河县，距省会济南仅25公里，308、309国道、京沪铁路横穿东西，京福高速贯穿南北，交通便利。本项目建设在金能科技老厂区西北部。项目区西面厂区围墙外为自然河流，东面路为白炭黑车间，北面为空地和农田。项目占地面积70000m2。1.9公用工程及辅助工程1.9.1.1一次水压力：0.4MPa(G)用量：40t/h来源：老厂区原管网提供。1.9.1.2循环水供水温度：≤32℃回水温度：≤40℃供水压力：≥0.4MPa(G)回水压力：≥0.2MPa(G)用量：1000t/h来源：本项目新建循环水站提供。1.9.1.3脱盐水温度：≤40℃压力：0.4MPa(G)用量：12t/h来源：老厂区原脱盐水站提供。1.9.1.4电电源：10KV波动范围：＋5％频率：50HZ波动范围：＋2％用量：1535.69kWh来源：双回路，由老厂变电所提供。1.9.1.5蒸汽压力：0.8~1.0MPa(G)温度：饱和温度用量：3.5t/h来源：老厂原有管网提供。1.9.1.6氮气压力：0.6MPa(G)纯度：99.9%用量：60Nm3/h来源：老厂原有氮气站提供。1.9.1.7仪表空气压力：0.7MPa(G)纯度：无油、无尘，露点≤－40℃用量：210Nm3/h来源：老厂原有空压站提供。1.9.2辅助工程1.9.2.1储运工程本装置主要原材料（粗苯）和所有产品(苯、甲苯、二甲苯、非芳烃和重质苯)均为液体原料和产品，采用储罐储存、鹤管装卸，按半月储存时间设计储罐容积。小宗量原材料（甲酰吗啉、阻聚剂等）依托老厂化学品仓库储存。1.9.2.2维修工程本装置维修依托老厂的维修设备和设施。1.10环境保护及综合治理本装置在设计中十分重视环境保护。装置采用了国内先进的低温低压粗苯加氢精制和CNL-16专用复合萃取等工艺技术，具有显著的清洁生产特点，符合清洁生产要求。在采用先进可靠生产工艺的同时，注重生产全过程的“三废”控制和回收利用，对生产过程中排放的“三废”进行了综合治理与利用，既节约了资源，控制了物料流失，又大大减少了外排污染物对环境的影响，对不能回收的“三废”均采取切实可行的末端治理，使最终排放的污染物均能达到环保标准的要求。预计本装置建成投产后，正常生产时“三废”排放种类少、数量小，通过综合利用、治理后均能达到国家的有关环境标准，本装置的建设对周围环境影响较小。1.11工厂的机械化、自动化水平1.11.1自动化水平根据工艺专业要求及现场环境的防爆特殊性，以及该装置的特点，所配自动化水平比较高。重要参数在计算机屏幕上均设有指示及历史趋势和实时趋势记录，以及在打印机上实现报表打印（班报、日报、月报或随机打印）。装置的机泵运行与停车的状态信号也引入CRT进行监视。本装置主要调节、显示系统包括：温度调节系统；压力调节系统；流量调节系统；液位调节系统；复杂调节系统；流量计量系统；可燃气体检测报警系统；温度显示系统；压力显示系统和其它系统。对本装置内重要参数均设有自动报警，在计算机屏幕上实现声光报警，并将可燃有毒气体泄漏报警信号引入CRT上进行报警显示。本装置设置有SIS系统，其设有独立于逻辑单元的硬手操台。重要的联锁均进入SIS系统，包括蒸发器釜液重组分液位低低紧急切断；高压分离器液位低低紧急切断；高压分离器压力高高紧急放空；原料泵、氢气压缩紧急停车；电加热器机紧急停车；脱轻塔塔顶压力高高紧急放空；预0精馏塔塔顶压力高高紧急放空；产品氢气压力高高紧急放空。1.11.2机械化水平本装置大宗原材料和产品均为易燃易爆或有毒液体，采用储罐储存，鹤管自动装卸；小宗原料为桶装产品，采用叉车装卸，使用起点桶泵抽出。可最大限度实现机械化，减少员工接触易燃易爆或有毒物质，保护员工。1.12劳动安全卫生根据该项目生产工艺所需原料和产品，对照《危险货物品名表（GB12268-90）》和《危险化学品名录》（2002版），确定本项目中所用的危险化学品有粗苯、苯、甲苯、二甲苯、硫化氢、甲醇、氢气、甲烷、二氧化碳、重苯、非芳烃等物质。按照《企业职工伤亡事故分类》GB6441-1986进行分类将事故分类，本装置主要的危险因素为物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、触电、淹溺、灼烫、火灾、高处坠落、坍塌、锅炉爆炸、容器爆炸、其他爆炸、中毒和窒息、其他伤害等。本装置设计从总图、工艺、土建、设备、自控、电气、给排水、消防、安全等专业出发，严格遵守国家、地方的法律法规，保证装置的安全防护距离及防火间距，使用安全成熟的工艺技术，