乙苯负压脱氢制苯乙烯调研报告

乙苯负压脱氢制苯乙烯调研报告一、苯乙烯简介苯乙烯分子式C8H8，结构简式C6H5CH=CH2。存在于苏合香脂（一种天然香料）中。无色、有特殊香气的油状液体。熔点－30.6℃，沸点145.2℃，相对密度0.9060(20／4℃),折光率1.5469，黏度0.762cPat68°F。不溶于水(1%)，能与乙醇、乙醚等有机溶剂混溶。苯乙烯在室温下即能缓慢聚合，要加阻聚剂[对苯二酚或叔丁基邻苯二酚(０．０００２％～０．００２％)作稳定剂，以延缓其聚合]才能贮存。苯乙烯（SM）是一种重要的基本有机化工原料，是苯最大用量的衍生物，主要用于生产聚苯乙烯树脂（PS）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯脂（ABS）、不饱和聚酯以及苯乙烯系热塑性弹性体（如SBS）等。此外，还用于制药、染料、农药以及选矿等行业，用途十分广泛。二、国内市场调查2.1产能截至2010年5月我国苯乙烯的主要生产企业有20多家，总产值约为526.9万t/a，约占世界总产能的15%.2.2市场需求近几年，国内苯乙烯产能及消费量均呈不断增长的态势，供需关系如表1所示。虽然国际市场苯乙烯产能有所富裕，但国内苯乙烯产量仍远远低于需求，消费量及进口量均增长明显，自给率维持在40%左右，市场缺口约为320万t左右，并呈现增长趋势。国内苯乙烯市场发展潜力较大。表12005—2009年国内苯乙烯供需关系年份产量/万吨进口量/万吨出口量/万吨表观消费量/万吨自给/%2005125.0281.21.3404.930.92006216.6234.30.6450.348.12007268.0310.00578.046.42008265.3281.10.2546.248.62009280.0364.60.8643.843.52.3消费结构我国苯乙烯主要用于生产PS、ABS／SAN、不饱和聚酯树脂、丁苯橡胶、丁苯胶乳以及苯乙烯系热塑性弹性体等。其中，PS为苯乙烯最主要的下游产品，约占苯乙烯消费量的50%。2008、2009年国内苯乙烯消费结构见表2。受国家各类扶持政策影响，国内苯乙烯下游PS、ABS、丁苯橡胶等生产企业于2009年均摆脱了2008年经济危机时期的困境，从而增加了对苯乙烯的消费。2009年，我国苯乙烯下游对苯乙烯需求总量将达到643.8万t，较2008年同期有较大增长。随着经济的好转，苯乙烯需求量将继续上升。表22008、2009年国内苯乙烯消费结构消费领域2008年2009年消费量/万吨比例/%消费量/万吨比例/%PS287.658.732951.1ABS／SAN树脂69.214.1129.420.1不饱和聚酯19.13.959.29.2丁苯橡胶／丁苯胶乳37.27.632.25.0苯乙烯系热塑性弹性体14.73.013.52.1其他31.712.680.512.5合计490.0100.0643.8100.0三、传统生产工艺乙苯催化脱氢是工业上生产苯乙烯的传统工艺，由美国Dow化学公司首次开发成功，并于1941—1945年间实现大规模工业化生产。该方法生产的苯乙烯产量占世界总产量的90％左右。目前，乙苯脱氢生产苯乙烯的典型工艺主要有Fina／Badger工艺，Lummus／UOP工艺以及BASF工艺等。各工艺在流程、反应器、催化剂和节能降耗方面各有特点，但基本原理一致，即以乙苯为原料，在铁系氧化物或氧化锌催化剂作用下，在约600℃气相状态下脱氢生成苯乙烯。乙苯脱氢为吸热过程，必须采用换热的方式提供能量。缺点：反应器进出口温差大（可以达到65℃）；转化率比较低（35～40%）;选择性也比较低（约90%）。过热水蒸气用量大四、项目确定目前，乙苯负压脱氢制苯乙烯是生产苯乙烯的先进方法，由2002年上海工程公司、上海石化院、华东理工大学联合自行开发。催化剂为上海石化院研制的GS-08乙苯脱氢催化剂，反应器由华东理工大学和上海工程公司联合开发。目前，该技术已广泛地应用于国内装置，近几年国内新建苯乙烯项目主要采用该工艺。该方法采用轴径向反应器技术和气气快速混合两大关键技术，突破了国外技术垄断，形成了自主知识产权。五、总流程简图三段乙苯负压脱氢工艺流程(简称3SP)如图1。来自乙苯过热器的工艺气与来自加热炉C室的工艺蒸汽从底部进入第一脱氢反应器,经过混合器均匀混合后进入催化床,反应后艺气离开第一脱氢反应器,进入第一再热器,与来自加热炉B室的过热蒸汽间接换热。工艺气被加热后进入第二脱氢反应器的催化床,过热蒸汽降温后进入加热炉C室。工艺气离开第二脱氢反应器,进入第二再热器，与来自加热炉A室的过热蒸汽间接换热，然后进入第三脱氢反应器的催化床反应。反应后工艺气再进入乙苯过热器，经废热锅炉回收热量，再经空冷或水冷后进行分离。图1三段乙苯脱氢工艺1-加热炉；2-第一反应器；3-第二反应器；4-第三反应器；5-废热锅炉六、重点设备介绍6.1轴向反应器轴向反应器是在床层顶部采用催化剂自封式结构，以使径向床的顶部造成轴径向二维流动的新颖径向反应器。与传统的径向反应器相比，这种催化剂自封结构取消了催化床上部的机械密封区，简化了径向床结构，有效地利用此部分反应器空间中的催化剂，消除催化剂床的滞流区，有利于提高反应转化率，同时催化剂装卸方便。6.2气气快速混合器气气快速混合器采用双喷射流，异孔径的混合方式，以适应温差大，停留时间短的苛刻要求。七、经济效益分析项目金额（元）合计总采购设备成本323万各项设备、工程总投资额合计约为800万设备安装费23.65万管道工程费112.91万电汽工程费27.03万仪表工程费16.25万建筑工程费56.06万装置工程建设费率611.81万费用定额规定的费用52.91万占地费用300万专利转让费200万固定投资成本1500万流动资金投资固定投资成本×15％225万偶然事故投资固定投资成本×10％150万一次性总投资1675万序号项目单位单价(元)消耗(/吨)金额(元)1乙苯吨55001.266002催化剂71.53包装(铁桶)个(200L)7064204水吨0.213226.45电度0.4190766汽吨505.25262.57工资及其他费用71.48折旧509维修35.7企业管理费、财务费50010制造成本8744序号每吨产品销售收入金额（元/吨产品）1销售价格100002销售收入12563销售税金及附加（销售收入的1％）134产品利润12435所得税（利润的17％）2116税后利润1032项目金额总投资估算1675万元每吨产品税后利润1032元每年所得利润1732.5万元投资回收期1年之内可以实现投资回收