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5.0万吨/年混合戊烷精细分离项目建议书大庆油田精细化工厂二000年十二月5.0万吨/年混合戊烷精细分离项目建议书1项目建设的目的和意义大庆油田精细化工厂本着大力发展精细化工，特别是生产高附加值产品的油田精细化工产业，以保持企业长期繁荣的战略思想，并且本项目可以调整20万吨/年轻烃分馏装置的产品结构，提高市场竞争力，建议建设本项目。鉴于目前在大庆石油管理局范围内，轻烃化工产品虽有一定的生产能力，但大部分还比较分散，技术落后，效率不高，不成系列，与生产高附加值产品的要求相差甚远。因此，建设精加工和高附加值的轻烃化工产业，以带动整个轻烃化工产业的腾飞实属当务之急。建议建设5.0万吨/年混合戊烷精细分离项目。2市场预测分析2.1总述混合戊烷是指原料轻烃中正戊烷、异戊烷和环戊烷馏分，目前由于环保意识的加强，低碳烷烃及其混合物为代表的自然制冷剂和发泡剂在国内外引起高度重视，各项研究成果已得到广泛推广和应用。1995年C3、C4、C5混合物制冷剂已在德国家用冰箱首先推广应用，环戊烷发泡剂也已在我国无氟冰箱生产中广泛应用。除此之外，纯的正戊烷、异戊烷、环戊烷，在其它工业领域也有其广泛的应用。异戊烷可用做聚乙烯生产中催化剂的溶剂；可发性聚苯乙烯的发泡剂、聚氨酯泡沫体系的发泡剂、脱沥青溶剂；是无铅改性汽油的高辛烷值的主要调合组分；是重要的基础化工原料，例如生产异戊醇、异戊二烯等。正戊烷可用作分子筛脱蜡工艺的脱附剂；与异戊烷按不同比例调合后可满足不同发泡程度的要求，并且完全可替代进口产品；是重要的基础化工原料，例如生产正戊醇、正戊醛等环戊烷可取代氟利昂用作聚氨酯工艺的发泡剂，在绿色无氟冰箱制冷剂的生产中广泛应用,并完全可替代进口产品；是重要的基础化工原料，例如生产氯代环戊烷、环戊二烯等。2.2国内现状中国于1991年6月加入执行《蒙特利尔议定书》，并于1995年制定了《中国家用制冷工业CFCS逐步淘汰战略研究》，本战略研究中规定的替代计划为2005年100%，CFC-11的首选替代物是环戊烷。国内1995年以前生产的冰箱（包括冰柜），全部是有氟冰箱，即冰箱制冷剂及隔热板材-聚氨酯的发泡剂均是CFCS(氟利昂)系列物质，1995年后，我国开始无氟冰箱的生产，当时所用环戊烷全部是进口。据调查，1996年，吉化龙山化工厂开始生产环戊烷，它是我国目前唯一的生产厂家，生产能力为1000吨/年。据国家环保局提供的资料，冰箱制冷行业使用正戊烷、异戊烷作为发泡剂，环戊烷作为制冷剂的冰箱制造厂已达十几家，厂家如下：杭州市家用电器工业公司吉林吉尔诺电气集团青岛海尔电气集团上海航天电冰箱厂南昌齐洛瓦电气集团合肥美菱集团新飞电器有限公司中国扬子电气集团广东科龙电器股份有限公司上海双鹿电器股份有限公司2.3发展市场预测据统计，我国每年消耗的4万吨CFCS中，CFC-11占47.3%，约1.9万吨/年。我国泡沫塑料生产企业300余家，是消耗CFC较多的部门。在国家保护臭氧层领导小组及“蒙特利尔多边基金”的赠款资助下，先后有三十多家工厂实施了使用CFCS替代物的工业化改造。其中冰箱制冷行业占绝大部分。我国近几年冰箱产量参见表一：表一国内1993～1997年冰箱、冰柜产量年份冰箱（万台）冰柜（万台）合计（万台）1993年6221888101994年7642349981996年92831212401997年9803501330根据《中国家用制冷工业CFCS逐步淘汰方案》规定，1995年CFCS的替代比例为5%，到1998年替代比例逐年递增10%，2000年、2002年、2005年替代比例分别为60%、80%、100%。由表一可以看出93～97年冰箱、冰柜产量逐年递增约10%。但我们考虑受市场影响，1998～2005年冰箱、冰柜产量总和逐年递增5%计算，则环戊烷在家用制冷行业的用量参见表二：表二环戊烷在家用制冷行业的用量年份冰箱+冰柜合计产量替代比例环戊烷用量（吨）实际产量预计产量实际产量预计产量19955%1996124015%2794401997133025%10247881998139635%11582000154060%21902002169780%321820051965100%4657说明一：1996年、1997年的环戊烷实际用量为中国轻工总会家电协会提供。说明二：环戊烷使用率按60%计算，（另有一部分厂家使用氢氟烃或全氟烃作为发泡剂，还有一部分厂家使用氢氯氟烃-HCFCS作为发泡剂）。说明三：冰箱使用CFC-11作为发泡剂用量为0.765公斤/台，冰柜为1.15公斤/台，如果使用环戊烷作发泡剂，冰箱的环戊烷用量为0.351公斤/台，冰柜为0.53公斤/台，冰箱、冰柜产量比为3:1，冰箱、冰柜环戊烷用量的平均值为0.395公斤/台。由于国际环保赠款比预想的到位块，同时国际环保组织的赠款对每个冰箱制造厂的改造只援助一次。因而，原改造计划中使用氢氯氟烃（HCFCS）即中间替代物作发泡剂的冰箱制造厂也有一部分改为使用最终替代物环戊烷。这样环戊烷的实际用量会比按计划替代比例算出的用量大。由表二可以看出，1997年按替代比例计算的环戊烷用量为788吨，但实际用量为1024吨，比1996年增加765吨。按此速度增长，2000年家用制冷行业的环戊烷用量为3000吨，2005年会超过4600吨/年。另据有关部门介绍，用于硬泡塑料生产的CFC-11量约9000吨/年，他们也在争取多边基金的援助，也在寻找理想替代品，其中环戊烷是首选代用品。按我国CFCS削减规定，2010年在这一行业中也禁用CFCS物质。因此，今后几年环戊烷在家用制冷剂以外的其他行业也有一定的用量。在2005～2010年预计可达到10000吨/年。正戊烷每年在分子筛脱蜡工艺的脱附剂上消耗约100万吨；在发泡剂上消耗量为50万吨；基础化工原料消耗为50万吨；全国每年总需求量为200万吨，仅在我们省内年需求量就为10万吨左右。异戊烷每年在做聚乙烯生产中催化剂的溶剂需消耗50万吨以上；在可发行聚苯乙烯的发泡剂、聚氨酯泡沫体系的发泡剂、脱沥青溶剂上消耗100万吨；在基础化工原料上消耗量为50万吨；在无铅改性汽油的调合上约消耗100万吨;全国每年总消耗量约为300万吨。环戊烷在取代氟利昂用作聚氨酯工艺的发泡剂和在绿色无氟冰箱制冷剂的生产中2000年约消耗3000吨；再加上其它方面的消耗全国每年约需10000吨左右。3产品方案和拟建规模3.1生产能力和产品方案①环戊烷1000吨/年②正戊烷33000吨/年③异戊烷16000吨/年④生产操作时间按7200小时/年计算3.2产品规格标准环戊烷产品质量规格标准环戊烷含量(wt%)≥95%环戊烷密度(kg/m3)740其它戊烷含量(wt%)≤2.0%烯烃含量(wt%)≤0.1%丁烷含量(wt%)≤2.0%己烷含量(wt%)≤0.1%游离水含量(wt%)无正戊烷产品质量标准正戊烷含量(wt%)≥95%正戊烷密度(kg/m3)626.2其它戊烷含量(wt%)≤2.0%烯烃含量(wt%)≤0.1%丁烷含量(wt%)≤2.0%己烷含量(wt%)≤0.1%游离水含量(wt%)无异物烷产品质量标准异戊烷含量(wt%)≥95%异戊烷密度(kg/m3)619.7其它戊烷含量(wt%)≤2.0%烯烃含量(wt%)≤0.1%丁烷含量(wt%)≤2.0%己烷含量(wt%)≤0.1%游离水含量(wt%)无3.3原料来源本项目所需原料来自精细化工轻烃分馏厂脱戊烷塔(T-202)，年产混合C560000吨，可保证50000吨/年的C5原料用量供应，C5原料组成见表三：表三C5原料组成序号组成Wt%1C4以下0.52n-C5653i-C5314c-C525C6以上1.56合计1003.4拟建规模根据市场情况，并结合我厂实际，建议建设一套50000吨/年混合戊烷精细分离项目。4工艺技术方案4.1工艺方案选择本项目采用三塔连续精馏生产工艺，此工艺在国内技术比较成熟，设计厂家较多，可优化选择设计单位。4.2工艺流程简述从轻烃分馏装置脱戊烷塔（T-202）中分离出的混合C5，进入产品罐区混合戊烷1000m3球罐，由进料泵将C5原料打入原料缓冲罐，C5原料再从缓冲罐由塔进料泵经原料预热器，进入脱异戊烷塔精馏分离，塔顶部分离出的为含有少量C4组分的异戊烷，进入产品罐区的异戊烷储罐，塔釜物料作为进料由塔中部进入脱正戊烷塔，该塔顶部馏出物为正戊烷，送入产品罐区的正戊烷储罐，釜出物为环戊烷及少量C6馏分，脱正戊烷塔是整个生产装置的中心塔，塔的运行结果直接影响到环戊烷产品的质量目标能否实现。为此，在工艺上采用先进的设备、仪表及优化的工艺控制参数，用这些硬件、软件的配备可确保脱正戊烷塔釜出液正戊烷残余量趋进于零，为环戊烷的产品质量奠定了坚实的基础。脱正戊烷塔釜馏出液从塔中部进入脱环戊烷塔，环戊烷从塔顶部蒸出，经冷凝冷却后，液态环戊烷部分回流入塔，产品环戊烷进冷却其调整温度之后送入中间产品罐，经分析合格的环戊烷产品进入最终产品储罐。5公用工程该项目动力供应消耗情况见表四：表四装置动力供应消耗表序号名称单位规格吨产品消耗年消耗1水吨30℃0.4MPa1005.0×1062电Kwh380V1206.0×1063蒸汽吨0.4MPa15.0×104精细化工轻烃分馏厂20万吨/年轻烃分馏改扩建工程的公用工程余量及规格完全满足本项目建设需求，不必要为本项目的建设新增公用工程设施。公用工程均用本厂原有系统供给。6建厂条件及厂址选择6.1地理位置该项目拟建在大庆市让胡路区南部宏伟化工区精细化工轻烃分馏厂厂区，该化工区是大庆石油管理局为发展石油化工，满足油田生产需要开辟的。该区位于让胡路独立屯火车站西南侧，东距大庆市政府18公里，东北距大庆石油管理局总部约5.5公里，区内有通让火车专用线，交通便利运输方便。6.2地形地貌厂区地势平坦，地貌单一，地层结构简单，各土层之间结构较均匀，压缩性小，无不良地质现象。自然地面海拔高程为143.0m至146.0m之间，地面坡度1‰～3‰之间。该区最高地下水位海拔为142.0m（1964年），地下水对混凝土无腐蚀性。该区地震基本烈度为6，重要设备、建构筑物按7度设防。6.3气象条件温度：年平均气温3.2℃极端最高气温38.3℃极端最低气温–39.3℃月平均最高气温.22.9℃月平均最低气温–19.9℃相对湿度：最冷月平均71%最热月平均74%风：全年风向：南、西南风夏季主导风向南、西南风冬季主导风向西北风风速：平均风速：4.0米/秒最大风速；29.9米/秒基本风压(离地面10米处)450N/m2降水：年平均总降水量432.9毫米日最大降水量104.9毫米小时最大降水量63.9毫米最大积雪深度21.0厘米基本雪压300N/m2最大冻土深度2.3米夏季通风计算温度27℃采暖日数180天全年雷电日数31.9天6.4厂址方案比较本装置拟建在宏伟化工区内，占地约10000平方米，根据化工区布置实际情况，充分依托现有系统工程，初步考虑将本装置的厂址建在轻烃分馏厂院内。7环境保护及工业卫生7.1主要污染源及污染物废气：正常生产中废气的产生主要是脱异戊烷塔顶部冷凝器有少量C4烃类排出和系统安全阀门启跳时有少量C5馏分排出，每日均值范围为1.8～3.5mg/m3，但不会对大气产生污染。废水：本装置循环冷却水没有污染可直接排入地沟。废渣：本装置没有废渣产生。噪声：选用噪声小的小功率设备，即可满足本装置需要。7.2环境保护设想7.2.1本装置主要污染源为烃类的排放，为此我们优化操作方案，尽量使装置处于平稳运行状态，减少装置烃类的排放。7.2.2绿化是美化环境、净化空气和降低噪声的重要环保措施。本项目充分利用厂区的空地进行绿化，在道路两旁、厂房四周的空地种植树木和花草，从而达到美化环境、防止污染、减少噪声的目的。8节能本装置采取的节能措施主要有：①由于本装置所用蒸汽温度较低，可以利用其它装置的蒸汽余热来加热，以节约能源。②在设计中将采用节能的新型机电设备，加强设备、管道的保温，以降低装置能耗。9生产组织和劳动定员9.1组织机构生产装置管