乙苯負壓脫氫制苯乙烯調(diào)研報告.doc

乙苯負壓脫氫制苯乙烯調(diào)研報告一、苯乙烯簡介苯乙烯分子式C8H8，結構簡式C6H5CH=CH2 。存在于蘇合香脂（一種天然香料）中。無色、有特殊香氣的油狀液體。熔點30.6，沸點145.2，相對密度0.9060(204),折光率1.5469，黏度0.762 cP at 68 F。不溶于水(1%)，能與乙醇、乙醚等有機溶劑混溶。苯乙烯在室溫下即能緩慢聚合，要加阻聚劑對苯二酚或叔丁基鄰苯二酚()作穩(wěn)定劑，以延緩其聚合才能貯存。苯乙烯 （SM） 是一種重要的基本有機化工原料， 是苯最大用量的衍生物， 主要用于生產(chǎn)聚苯 乙烯樹脂 （PS）、 丙烯腈- 丁二烯- 苯乙烯脂（ABS）、 不飽和聚酯以及苯乙烯系熱塑性彈性體 （如 SBS） 等。 此外， 還用于制藥、 染料、 農(nóng)藥以及選 礦等行業(yè)， 用途十分廣泛。二、國內(nèi)市場調(diào)查2.1 產(chǎn)能截至 2010 年 5 月我國苯乙烯的主要生產(chǎn)企業(yè) 有 20 多家， 總產(chǎn)值約為 526.9 萬 t/a ， 約 占 世 界 總產(chǎn)能的 15%.2.2 市場需求近幾年， 國內(nèi)苯乙烯產(chǎn)能及消費量均呈不斷 增長的態(tài)勢， 供需關系如表1所示。雖然國際市場苯乙烯產(chǎn)能有所富裕，但國內(nèi)苯乙烯產(chǎn)量仍遠遠低于需求， 消費量及進口量均增長明顯， 自給率維持在 40%左右， 市場 缺口約為 320 萬 t 左右， 并呈現(xiàn)增長趨勢。 國內(nèi) 苯乙烯市場發(fā)展?jié)摿^大。表 1 20052009 年國內(nèi)苯乙烯供需關系年份產(chǎn)量/萬噸進口量/萬噸出口量/萬噸表觀消費量/萬噸自給/%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消費結構我國苯乙烯主要用于生產(chǎn) PS、 ABS SAN、 不 飽和聚酯樹脂、 丁苯橡膠、 丁苯膠乳以及苯乙烯系熱塑性彈性體等。 其中， PS 為苯乙烯最主要的 下 游 產(chǎn) 品 ， 約占苯乙烯消費量的 50% 。 2008、2009 年國內(nèi)苯乙烯消費結構見表2。受國家各類扶持政策影響， 國內(nèi)苯乙烯下游 PS、 ABS、 丁苯橡膠等生產(chǎn)企業(yè)于 2009 年 均 擺 脫了 2008 年經(jīng)濟危機時期的困境， 從而增加了對 苯乙烯的消費。 2009 年， 我國苯乙烯下游對苯乙 烯需求總量將達到 643.8 萬 t， 較 2008 年同期有 較大增長。 隨著經(jīng)濟的好轉(zhuǎn)， 苯乙烯需求量將繼 續(xù)上升。表 2 2008、2009 年國內(nèi)苯乙烯消費結構消費領域 2008年 2009年 消費量/萬噸 比例/% 消費量/萬噸 比例/%PS 287.6 58.7 329 51.1ABS SAN 樹脂 69.2 14.1 129.4 20.1 不飽和聚酯 19.1 3.9 59.2 9.2 丁苯橡膠 丁苯膠乳 37.2 7.6 32.2 5.0 苯乙烯系熱塑性彈性體 14.7 3.0 13.5 2.1 其他 31.7 12.6 80.5 12.5 合計 490.0 100.0 643.8 100.0 三、傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝乙苯催化脫氫是工業(yè)上生產(chǎn)苯乙烯的傳統(tǒng)工 藝 ， 由 美 國 Dow 化 學 公司首次開發(fā)成功 ， 并 于19411945 年間實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。 該方法生產(chǎn)的苯乙烯產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的 90左右。目前， 乙苯脫氫生產(chǎn)苯乙烯的典型工藝主要 有 Fina Badger 工 藝 ， Lummus UOP 工 藝 以 及 BASF 工藝等。 各工藝在流程、 反應器、 催化劑和 節(jié)能降耗方面各有特點， 但基本原理一致， 即以 乙苯為原料， 在鐵系氧化物或氧化鋅催化劑作用 下， 在約 600氣相狀態(tài)下脫氫生成苯乙烯。乙苯脫氫為吸熱過程，必須采用換熱的方式提供能量。缺點： 反應器進出口溫差大（可以達到65）； 轉(zhuǎn)化率比較低（3540%）; 選擇性也比較低（約90%）。 過熱水蒸氣用量大四、項目確定 目前，乙苯負壓脫氫制苯乙烯是生產(chǎn)苯乙烯的先進方法，由2002 年上海工程公司、上海石化院、華東 理工大學聯(lián)合自行開發(fā)。催化劑為上海石化院研制的GS-08 乙苯脫 氫催化劑， 反應器由華東理工大學和上海工程公 司聯(lián)合開發(fā)。 目前， 該技術已廣泛地應用于國內(nèi) 裝置， 近幾年國內(nèi)新建苯乙烯項目主要采用該工藝。 該方法采用軸徑向反應器技術和氣氣快速混合兩大關鍵技術，突破了國外技術壟斷，形成了自主知識產(chǎn)權。五、總流程簡圖三段乙苯負壓脫氫工藝流程( 簡稱 3SP ) 如圖 1。 來自乙苯過熱器的工藝氣與來自加熱爐 C 室的工藝蒸汽從底部進入第一脫氫反應器, 經(jīng)過混合器均勻混合后進入催化床, 反應后藝氣離開第一脫氫反應器, 進入第一再熱器, 與來自加熱爐B 室的過熱蒸汽間接換熱。工藝氣被加熱后進入第二脫氫反應器的催化床, 過熱蒸汽降溫后進入加熱爐 C 室。工藝氣離開第二脫氫反應器, 進入第二再熱器，與來自加熱爐A室的過熱蒸汽間接換熱，然后進入第三脫氫反應器的催化床反應。反應后工藝氣再進入乙苯過熱器，經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量，再經(jīng)空冷或水冷后進行分離。 圖 1三段乙苯脫氫工藝1-加熱爐；2 -第一反應器；3-第二反應器；4 -第三反應器；5-廢熱鍋爐六、重點設備介紹 6.1 軸向反應器軸向反應器是在床層頂部采用催化劑自封式結構，以使徑向床的頂部造成軸徑向二維流動的新穎徑向反應器。與傳統(tǒng)的徑向反應器相比，這種催化劑自封結構取消了催化床上部的機械密封區(qū)，簡化了徑向床結構，有效地利用此部分反應器空間中的催化劑，消除催化劑床的滯流區(qū)，有利于提高反應轉(zhuǎn)化率，同時催化劑裝卸方便。6.2 氣氣快速混合器 氣氣快速混合器采用雙噴射流，異孔徑的混合方式，以適應溫差大，停留時間短的苛刻要求。七、經(jīng)濟效益分析項目金額（元）合計總采購設備成本323萬各項設備、工程總投資額合計約為800萬設備安裝費23.65萬管道工程費112.91萬電汽工程費27.03萬儀表工程費16.25萬建筑工程費56.06萬裝置工程建設費率611.81萬費用定額規(guī)定的費用52.91萬占地費用300萬專利轉(zhuǎn)讓費200萬固定投資成本1500萬流動資金投資固定投資成本15225萬偶然事故投資固定投資成本10150萬一次性總投資1675萬序號項 目單 位單價(元)消耗(/噸)金額(元)1乙苯噸55001.266002催化劑71.53包裝(鐵桶)個(200L)7064204水噸0.213226.45電度0.4190766汽噸505.25262.57工資及其他費用71.48折舊509維修35.7企業(yè)管理費、財務費50010制造成本8744序號