10万吨丁二烯项目建议书0820

200
泵
120
120
合
计
320
320
2、非定型设备全部国内制造。其设备分类见表 4-2。
设备类型
生产 装置
反应器 塔器
换热器
容器 加热炉 混合器
合计
表 4-2 非定型设备分类汇总表
台数
9 23
94
60 2 12 200
重量
金属重量（吨）
ห้องสมุดไป่ตู้
合金或有色金属
材料
重量
不锈钢
不锈钢
备注
16Mn 碳钢 不锈钢
16Mn 碳钢
丁烯氧化脱氢是 1965 年在美国石油－得克萨斯化学公司工业化过程， 采用铁尖 晶石催化剂（见金属氧化物催化剂），反应器温度入口约 350℃、出口约 580℃，丁烯 转化率可达 78％～80％，丁二烯选择性 92％～95％。氧化脱氢法的丁烯转化率及选 择性较其他脱氢法高得多，因此，此法问世后被广泛使用。在美国，70 年代末有 70 ％厂家采用此法生产丁二烯。中国丁烯制丁二烯装置也均采用此法。
本设计中采用的工艺方法为山东凯泰科技有限公司开发的丁烯氧化脱氢制丁二烯 工艺。
三、工艺流程
丁烯催化脱氢反应是可逆反应，转化率因受化学平衡限制而不高，氧化脱氢法是 在脱氢时通入氧气（空气），改脱氢反应为氧化反应，从而大幅度提高丁烯的转化率 及丁二烯的选择性，其反应式为：
C4H8+1/2O2─→C4H6+H2O
第三节、 原材料供应规格及数量
新建 10 万吨/年丁二烯装置的原材料、辅助材料规格、来源及消耗量见表 4-3。
表 4-3 原材料、辅助材料规格、来源及消耗量
序号 名称
主要规格
一 原料 丙烷
1.03 wt%
异丁烷 37.13 wt%
正丁烷 13.41 wt%
碳四 异丁烯
0.26 wt%
1
原料 正丁烯 17.81 wt%
未反应的正丁烯
水
丁烯
空气
1
2
蒸汽
3
4
丁二烯
5
6
1 沸腾床反应器 2 水冷塔 3 油吸收塔 4 解吸塔 5 萃取蒸馏塔 6 丁二烯解吸塔
图 4-1 丁烯氧化脱氢制丁二烯流程图 四、主要技术经济指标 1、 产品名称、品种、规格、数量
名称 碳四 丙烷
规格 1.03 wt%
原料 异丁烷 37.13 wt%
正丁烷 13.41 wt%
第二节、项目范围 本项目建议书研究范围为 10 万吨/年丁二烯装置建设。见下表。
主要内容 10 万吨/年丁二烯装置建设
数量 1套
备注 山东凯泰科技有限公司 丁烯脱氧化氢制丁二烯生产工艺
第三节 、 研究结果
一、 项目方案 选用山东凯泰科技有限公司丁烯脱氧化氢制丁二烯生产工艺，
二、工艺比较 目前生产方式：有碳四馏分分离和合成法（包括丁烷脱氢、丁烯脱氢、丁烯氧化
新建 10 万吨丁二烯和配套的公用工程系统为 24 小时连续运行，实行四班三运 转，操作人员受全过程技术培训为 100％，生产装置管理部门及辅助系统根据需要实行 白班制、值班制、两班制和倒班制（或兼有）。项目定员为 126 人。 五、资金筹措
项目建设投资 49000 万元。 六、结论
该装置投用后，产品成本将有较大幅度下降，质量将大幅提升，经济效益显著。 经市场分析、技术方案论证、经济效益分析，初步结论如下： 1、本项目的建设符合国家的产业政策。 2、新建的 10 万吨/年丁二烯装置采用氧化脱氢制丁二烯的工艺路线，其工艺技术 成熟、生产规模和产品方案是切合实际的。
脱氢等）两种。目前除美国外，世界各国丁二烯几乎全部直接来自烃类裂解制乙烯时 的副产碳四馏分（又可写为 C4 馏分）。美国丁二烯的来源，大约一半来自丁烷、丁烯 脱氢，一半直接来自裂解 C4 馏分。
以石脑油或柴油为裂解原料生产乙烯时，副产的 C4 馏分一般为原料量的 8％～10 ％（质量），其中丁二烯含量高达 40％～50％（质量），所以，从裂解 C4 馏分中分离 丁二烯是经济的生产方法。工业上均采用萃取精馏的方法，即由馏分中加入乙腈、甲 基甲酰胺等溶剂增大丁二烯与其他 C4 烃的相对挥发度，通过精馏分离（见碳四馏分分 离）得到丁二烯。
水通过乙腈回收系统处理后排至污水处理场。 本装置生产过程中产生的可燃气体可排往新建火炬管网。 本装置的废渣来自装置反应器换下来的废催化剂，废催化剂由催化剂厂家回收。 10 万吨/年丁二烯装置在正常生产情况下有少量废气向大气排放，产生的大量污水
经一级、二级污水生化处理合格后并入排海管线。废催化剂由催化剂生产厂回收，因 此新建丁二烯装置不会对环境造成明显的影响。 4、定员
第二节、主要设备
1、本工程生产装置及罐区共有设备 320 台，其中非定型设备 200 台，机泵 120
台，加热炉一台。设备分交情况见表 4-1。
装置 单元
生 产 装 置
表 4-1 设备汇总表
设备类型
国内供货
国外供货
合
台 数 金属总重 台 数 金属总重 台 数
(吨)
(吨)
计 金属总重
(吨)
非定型设备 200
数量
全年总能耗
51770000 2823000 17900 845600 60800 28500 342850 62860
42606000 10715000
6388600 342857 5714000 4000000 924000 1368000
（t 标准煤/5 万 t） 10249 5589 690 39066 3237 1244 60 7 1726 1876 50 36 46 106 -4950 1830
第二节、 产品方案
按照目前碳四原料组成，新建装置产品方案如下：
丁二烯：100000 吨/年，全部送罐区作为商品销售。
产品、副产品规格及数量见表 3-1。
表 3-1
产品及副产品规格及数量
产品名称
主要规格
产量（t/a） 参考用途
纯度 ≥99.7 wt%
水份 ≤0.1 wt%
比重 0.805～0.807
丁二烯
5、财务评价： 本项目投入总资金 51000 万元，其中建设投资 49000 万元，铺底流动资金 2000 万 元；项目投产后年销售收入 183000 万元，年总成本费用 152600 万元，年利润总额 22800 万元，年税后利润 17100 万元，具有良好的投资效益。 本项目实施后，能够为企业带来较好的经济收益，获取良好的投资回报。 总体来说，本项目技术经济分析是可行的，项目的可实施性很强，并具有一定的 抗风险能力，具有很好的经济效益。
处理厂、办公及分析化验楼、消防供水设施等配套项目，
循环给水温度 32℃，压力 0.45MPaG；循环回水温度 42℃，压力 0.25 MPaG，
本装置界区内用电负荷的电压等级为 10kV 和 380/220V。
新建 10 万吨/年丁二烯装置公用工程规格及消耗量见表 4-4。
名称
电 电 蒸汽* 蒸汽* 蒸汽* 脱氧水 新鲜水 生活水 循环水 循环软水 冷冻盐水 氮气 装置空气 仪表空气 蒸汽凝液 污水 合计
沸程 79.6±0.5℃ 非挥发物 ≤2 mg/100ml
100000
作为商品出售 或自用
酸度 ≤0.001 %(wt)
（以无 CO2 醋酸为基准)
色度 ≤10
第四章 工艺装置
第一节、 工艺技术
采用山东凯泰科技有限公司丁烯氧化脱氢制丁二烯工艺包。 外购碳四经原料经原料精制单元达到 95%以上的丁烯含量。 原料丁烯、压缩空气与蒸汽混合进入一段氧化脱氢，再经冷凝水降温后进入二段 氧化脱氢反应器，收率达到 60%。反应物与反应蒸汽换热后再经废热锅炉回收反应热 进入水洗脱酸脱醛塔。经洗涤后的反应气经压缩后进入油洗塔，油洗后的丁二烯混合 物与吸收油经解吸得到粗丁二烯。 粗丁二烯采用乙腈抽提精制得到聚合级的丁二烯成品。
10 万吨/年丁烯氧化脱氢制丁二烯
项目建议书
编 制：山东凯泰科技有限公司
二 O 一一年八月
第一章 总 论
第一节、 项目背景、投资意义 丁二烯（butadiene），丁二烯是重要的聚合物单体，能与多种化合物共聚制造各 种合成橡胶和合成树 脂。其每年消耗量中，大约有 90％以上用于合成丁苯橡胶、顺丁 橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶及 ABS 树脂等；少量用于生产环丁砜、1，4-丁二醇（见丁 二醇）、己二腈、己二胺、丁二烯低聚物及农药克菌丹等。 工业上主要是 1，3-丁二烯，CH2＝CH—CH＝CH2。是易燃、易爆的气体，加压冷却 易液化。沸点-4.41℃，临界温度 152℃，临界压力 4.32MPa。丁二烯是合成橡胶、合 成树脂的重要单体，主要用于合成顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶及 ABS 树脂等。丁 二烯也是多种涂料和有机化工原料。 近几年随着我国橡胶产业的发展，丁二烯的产量已不能满足国内橡胶生产的需 求。随着我国化学工业的发展，国民经济对丁二烯的需求矛盾将日益突出。 因此，依托企业的碳四建设10万吨/年的丁二烯系统装置，对于延伸企业工程产业 链、优化和提高企业工艺流程、提高原料利用率、提高企业整体经济效益具有十分重 要的意义。
表 4-4 公用工程规格及消耗量表
主要规格
10000V 380V 0.04MPaG 0.3MPaG 1.1MPaG 0.4MPaG 0.4MPaG 0.4MPaG 0.45MPaG （冬季采暖） 0.5MpaG，-5℃ 0.6MPaG 0.6MPaG 0.6MPaG 0.2MPaG
单位
kWh/年 kWh/年 吨/年 吨/年 吨/年 吨/年 吨/年 吨/年 吨/年 吨/年 吨/年 Nm3/年 Nm3/年 Nm3/年 吨/年 吨/年
反丁烯-2 17.28 wt%
顺丁烯-2 11.94 wt%
碳五
0.14 wt%
辅助 二
材料
1
乙腈
界区条件
温度
压力
年用量
来源
备注
25℃
炼油厂液化 0.8MPaG 250000t
气气分装置
常温 0.5MPaG 1050t 国内采购
第四节、 公用工程
本项目为 10 万吨/年丁二烯装置，主要包括生产装置以及相应的公用工程，污水
异丁烯
0.26 wt%
正丁烯 17.81 wt%
反丁烯-2 17.28 wt%
顺丁烯-2 11.94 wt%
碳五
0.14 wt%
单耗(kg/t) 2.5t
2、水、电、汽用量 本项目部分优化水、汽用量，新增低压配电和部分冷冻水设施。
3、“三废”排放情况 本装置废水主要有含油污水和含乙腈废水，含油污水排至污水处理场，含乙腈废
第二章 市场分析和价格预测
第一节、 产品市场分析 丁二烯是一种重要的石油化工基础有机原料和合成橡胶单体，是重要的化工中间 体，其地位仅次于乙烯和丙烯。主要用于合成顺丁橡胶、丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、 丁腈橡胶、SBS 弹性体、ABS 树脂等产品，用途十分广泛，也是国家重点支持发展的产 业。 随着世界乙烯工业发展，近几年丁二烯行业发展很快。世界丁二烯生产主要分布 在美国、西欧、亚洲、俄罗斯等 30 多个国家和地区。 由于美国裂解原料多用轻质原 料，裂解 C4 量少，是丁二烯的主要净进口国。由于国外市场存在巨大缺口的强力拉动 下，国内丁二烯装置集中检修出口量大增。 一直以来我国都是丁二烯的进口国，国内供应严重不足，多依赖进口。经过“十 一五”规划，我国丁二烯行业进入扩能高峰期，特别是 2008 年国内丁二烯产量环比上 涨 21.8%，截止 2010 年底我国丁二烯的总产能已达到 250 万吨左右，其中中石化产能 为 147.5 万吨/年（含合资企业），中石油产能为 70.5 万吨/年。随着产能的不断增 加，我国丁二烯产量也不断增加。2010 年我国丁二烯产量达到 198.0 万吨，同比增长 32.0%。由于近几年橡胶行业发展迅速，目前我国丁二烯市场供应仍存在较大缺口，丁 二烯作为不可缺少的原料已经不能满足生产需要，所以，新建 10 万吨/年丁二烯装置 生产丁二烯，不存在市场销售问题。
第二节、 原料供求 近年来，我国多套乙烯装置投产，为丁二烯提供了大量的裂解碳四原料。 本装置的原料来自炼油厂液化气气分装置，来源十分丰富。
第三章 生产规模及产品方案
第一节、 生产规模
新建的丁二烯装置额定设计规模为 100000 吨/年丁二烯。 装置年操作时数为： 8000 小时，连续生产。装置操作弹性：30％～110％。
3、新建的 10 万吨/年丁二烯装置主要产品丁二烯全部作为产品出售。从近几年丁 二烯的需求情况、结合市场调研情况以及我国国民经济的发展速度来看，丁二烯市场 空间较大，无销售方面的问题。市场空间可行。
4、新建 10 万吨/年丁二烯装置采用氧化脱氢的技术，物料利用率较高，整个装置 全密闭操作，废水排入新建污水处理设施，少量废渣（废催化剂）由催化剂生产厂 商 回收，少量排放的废气排入新建火炬系统，确保装置对环境不会造成污染。