[公告]齐翔腾达：4万吨/年甲乙酮装置改扩建可行性研究报告
秘密 档案号： QK-399 淄博齐翔腾达化工股份有限公司 4万吨/年甲乙酮装置改扩建 可 行 性 研 究 报 告 编 制 单 位：山东齐鲁石化工程有限公司 工程咨询证号：工咨甲21820070007 二○一○年九月 项目名称：4万吨/年甲乙酮装置改扩建 建设单位： 淄博齐翔腾达化工股份有限公司 企业性质： 股份制企业 法人代表： 车成聚 建设地点： 中国山东省淄博市 编制单位：山东齐鲁石化工程有限公司 编制单位负责人：刘士河 总工程师：宋守刚 项目经理: 徐伟强 编 制： 工 艺 徐伟强 徐丽君 张绪虎 设 备 黄凤云 程红华 材 料 张 昱 张成伟 自 控 孙海坤 王林美 电 气 王玉洁 徐丽萍 结 构 高 斐 高 波 给排水 栗 亮 王 敏 总 图 张 平 于海赢 建 筑 翟晓群 祝 捷 暖 通 于中海 陈 瑞 概预算 王清荣 技术经济 王清荣 校 核：徐伟强 张 昱 王林美 黄凤云 王 敏 于海赢 祝 捷 高 波 陈 瑞 张兴江 审 核：李 一 宋 砥 孙清华 刘善兵 王玉洁 崔海云 葛培坤 马振明 杜 娟 审 定：宋守刚 目 录 第一章 总 论................................................................................................................ 1 第一节 设计依据及原则 ........................................................................................... 1 第二节 项目背景、经营体制及投资意义 ............................................................... 2 第三节 设计范围及设计内容 ................................................................................... 3 第四节 研究结果 ....................................................................................................... 4 第二章 市场预测.......................................................................................................... 7 第一节 产品供需预测 ............................................................................................... 7 第二节 原料供需预测 ............................................................................................. 13 第三章 生产规模、产品方案及总物料平衡 ........................................................... 14 第一节 生产规模及产品方案 ................................................................................. 14 第二节 总工艺流程及物料平衡 ............................................................................. 14 第三节 产品、副产品规格及数量 ......................................................................... 17 第四章 工艺装置........................................................................................................ 19 第一节 工艺技术路线的选择 ................................................................................. 19 第二节 工艺流程说明 ............................................................................................. 21 第三节 自控 ............................................................................................................. 25 第四节 主要工艺设备 ............................................................................................. 33 第五节 消耗指标 ..................................................................................................... 38 第五章 建厂地区条件及厂址选择 ........................................................................... 40 第一节 建厂条件 ..................................................................................................... 40 第二节 厂址选择 ..................................................................................................... 42 第六章 总图运输、储运、土建、厂内外管网 ....................................................... 43 第一节 总图运输 ..................................................................................................... 43 第二节 储运 ............................................................................................................. 44 第三节 厂内外管廊 ................................................................................................. 45 第四节 建筑结构 ..................................................................................................... 45 第七章 公用工程........................................................................................................ 49 第一节 给水、排水 ................................................................................................. 49 第二节 供电、电信 ................................................................................................. 52 第三节 供热及供风 ................................................................................................. 58 第四节 工艺水处理 ................................................................................................. 59 第八章 辅助生产设施................................................................................................ 62 第一节 装卸车设施 ................................................................................................. 62 第二节 维修设施 ..................................................................................................... 62 第三节 分析化验 ..................................................................................................... 62 第九章 能耗分析及节能措施.................................................................................... 63 第一节 概述 ............................................................................................................. 63 第二节 能耗构成分析 ............................................................................................. 63 第三节 工艺装置节能技术 ..................................................................................... 64 第十章 环境保护........................................................................................................ 65 第一节 执行的环境质量标准及排放标准 ............................................................. 65 第二节 污染物状况及治理 ..................................................................................... 65 第三节 环境保护专项投资 ..................................................................................... 68 第四节 环境影响评价分析 ..................................................................................... 68 第十一章 劳动安全卫生............................................................................................ 69 第一节 主要依据及设计标准 ................................................................................. 69 第二节 职业危害因素及其影响 ............................................................................. 69 第三节 职业危害因素的防治及治理 ..................................................................... 72 第四节 劳动保护设施费用 ..................................................................................... 74 第五节 预期效果和评价 ......................................................................................... 74 第十二章 消防设计.................................................................................................... 75 第一节 概述 ............................................................................................................. 75 第二节 消防安全的措施与设施 ............................................................................. 75 第三节 消防投资 ..................................................................................................... 78 第十三章 企业组织及定员........................................................................................ 79 第十四章 项目实施规划............................................................................................ 80 第一节 建设周期的规划 ......................................................................................... 80 第二节 实施进度规划 ............................................................................................. 80 第十五章 投资估算与项目融资................................................................................ 81 第一节 投资估算 ..................................................................................................... 81 第二节 项目融资 ..................................................................................................... 83 第十六章 技术经济评价............................................................................................ 83 第一节 编制依据 ..................................................................................................... 83 第二节 生产成本费用估算 ..................................................................................... 83 第三节 财务分析 .................................................................................................... 87 第四节 不确定性分析 ............................................................................................. 87 第五节 风险概率分析 ............................................................................................. 87 第六节 财务评价结论 ............................................................................................. 88 第一章 总 论 第一节 设计依据及原则 一、设计依据 （一）淄博齐翔腾达化工股份有限公司关于《编制4万吨/年甲乙酮装置改扩 建可行性研究报告的委托书》。 （二）淄博齐翔腾达化工股份有限公司2010年8月3日提供《4万吨/年甲乙 酮装置改扩建原料来源于淄博齐翔腾达化工股份有限公司的丁烯》。 （三）2010年7月15日《淄博齐翔腾达化工股份有限公司4万吨/年甲乙酮 装置改扩建第一次设计条件对接会议纪要》。 二、设计原则 （一）《石油化工项目可行性研究报告编制规定》（2005年版）。 （二）贯彻执行工厂布置一体化和生产装置露天化的建设方针，减少占地面积 和建设投资。 （三）根据实际情况，充分利用土地，合理规划。 （四）4万吨/年甲乙酮装置改扩建建设内容主要包括丁烯水合（新建）、仲 丁醇精制（新建）、甲乙酮合成与精制（改造）单元以及相应的公用工程等配套 项目（详见表1-1）。 （五）按照一体化设计思路，装置各单元紧凑布局、风格一致。 （六）本项目依托齐鲁石化公司橡胶厂的辅助设施及公用工程系统如下： 1．4万吨/年甲乙酮装置改扩建尾气及火炬气排入齐鲁石化公司橡胶厂火炬气 管网； 2．4万吨/年甲乙酮装置改扩建生产污水及初期污染雨水由本装置收集排入齐 翔腾达污水处理场进行处理； 3．本项目消防及消防水系统依托齐鲁石化公司橡胶厂消防系统； 4．本项目压缩风、氮气和仪表风由齐鲁石化公司橡胶厂管网提供。 （七）本项目依托齐翔公司公用工程系统如下： 1. 本项目所需1.1MPaG蒸汽，由齐翔惠达化工有限公司热力工程供热管网提 供； 2. 循环水系统来自淄博齐翔腾达化工股份有限公司现有循环水场，其容量满 足4万吨/年甲乙酮装置改扩建用水量。 3. 冷冻盐水来自淄博齐翔腾达化工股份有限公司现有冷冻盐水系统（现有冰 机），现有冰机满足4万吨/年甲乙酮装置改扩建后的冷冻水用量的要求。 4. 4万吨/年甲乙酮装置改扩建伴热及冬季采暖系统均采用新建装置的回收蒸 汽凝液； 5. 4万吨/年甲乙酮装置改扩建新鲜水、脱盐水依托现有甲乙酮装置。 （八）本项目公用工程系统设计原则如下： 1. 新建一座6/0.4kVA的变电所，电源引自齐翔开闭所，本装置的6KV高压 配电设备也放在齐翔现有开闭所。 2. 新建一套工艺水处理设施，预留一套工艺水处理设施位置。 3. 新建现场机柜间。将新建装置的仪表信号引入原有甲乙酮装置操作室内。 （九）全厂分析化验中心依托齐翔腾达化工股份有限公司现有分析化验设 施，办公楼、操作室依托原有设施。 （十）新建装置废渣主要为废催化剂，由催化剂厂商回收。 第二节 项目背景、经营体制及投资意义 一、企业现有概况 淄博齐翔腾达化工股份有限公司（以下称“齐翔腾达”）是淄博齐翔石油化 工集团有限公司（以下称“齐翔公司”）的子公司，依托母公司的技术、人员、 市场等资源在原有装置内扩建甲乙酮装置。齐翔公司是集科、工、贸于一体的自 主经营、自负盈亏、具有独立法人资格的淄博市股份制企业，其前身为齐鲁石化 公司直属集体企业，主营化工产品、化工助剂、橡胶制品、工程承揽等业务，现 有从业人员700余人，其中工程技术人员218人，公司总资产6.2亿元。 二、项目提出的背景、投资的必要性和经济意义 甲乙酮(甲乙酮)是一种优良的溶剂，是精细化工的重要原料。其主要应用于 涂料生产中的溶剂，润滑油脱蜡，磁带清洗，涂料剥离剂，抗结皮剂和油墨生产 等领域。 目前全世界甲乙酮年生产能力为120万吨左右，虽然我国甲乙酮最近几年的 发展速度比较快，但产量仍不能满足国内需求。随着我国化学工业的发展，国民 经济对甲乙酮的需求矛盾将日益突出。 齐翔公司于2001年采用正丁烯直接水合法生产甲乙酮工艺技术，成功建成2 万吨/年的甲乙酮装置；在2008年采用相同工艺技术，成功建成8万吨/年的甲乙 酮装置，并一次开车成功产出合格产品。经过近几年的生产实践，齐翔公司进一 步开发和完善了甲乙酮生产技术，在提高生产能力的同时，大大降低了该装置的 能耗、物耗。为了进一步满足市场需求，提高企业的经济效益，该公司计划于近 期再扩大甲乙酮产品生产能力。淄博齐翔腾达化工股份有限公司新扩建了丁烯分 离装置，为甲乙酮扩建原料丁烯提供了有利保障。 齐翔腾达化工股份有限公司，利用本公司丁烯分离的丁烯对现有2万吨/年甲 乙酮装置进行扩建、改造，使甲乙酮产量进一步扩大，对于提高原料利用率、提 高齐翔公司整体经济效益具有十分重要的意义。 第三节 设计范围及设计内容 4万吨/年甲乙酮装置改扩建工程设计范围及单项工程见表1-1。 表1-1 4万吨/年甲乙酮装置改扩建主要单项工程一览表 序号 主项名称 规模 备注 一 生产装置 1 甲乙酮装置 丁烯水合单元、仲丁醇精制单元、工 艺水处理设施、蒸汽凝液回收系统等 新建 甲乙酮合成与精制 改造 二 辅助设施 1 消防系统及地下管网 包括排污水管网 新建 2 变配电室 新建 3 现场机柜间 新建 4 总图 包括厂区地平、道路、绿化、雨排等 新建 第四节 研究结果 一、项目概况 项目原料来源于齐翔腾达现有丁烯分离装置，公用工程依托齐翔公司及齐鲁 石化橡胶厂。本项目建于齐翔腾达化工股份有限公司有机厂东侧仓库内（需将现 有仓库拆除），现有甲乙酮装置北侧，地理位置优越，原料供应充足，对提高齐 翔公司整体经济效益具有十分重要的意义。 二、主要技术经济指标 4万吨/年甲乙酮装置改扩建的主要技术经济指标见表1-2。 表1-2 4万吨/年甲乙酮装置改扩建主要技术经济指标汇总表 序号 项目名称 规 格 单位 数量 备注 1 生产规模 甲乙酮 ≥ 99.8 wt％ 吨/年 40000 2 产品方案 2.1 产品：甲乙酮 甲乙酮 ≥ 99.8 wt％ 104吨/年 4 全部为商品 2.2 副产品：粗仲丁醚 104吨/年 0.467 全部为商品 2.3 副产品：粗叔丁醇 104吨/年 0.172 全部为商品 2.4 副产品：重组份 104吨/年 0.044 全部为商品 2.5 副产品：氢气 氢气 ≥ 98 wt％ 104吨/年 0.232 全部为商品 3 年操作时间 小时 8000 4 主要原材料用量 4.1 丁烯 丁烯 ≥ 98 wt％ 104吨/年 4 4.2 NaOH溶液 30wt％NaOH溶液 吨/年 30 4.3 盐酸溶液 吨/年 10 5 主要公用工程用量 5.1 供水 5.1.1 循环冷却水 t=33℃ Δ＝10℃ 吨/小时 2420 5.1.2 新鲜水 吨/小时 5 5.1.3 消防水 吨/小时 1080 5.2 年耗电量 107千瓦小时/年 0.968 5.3 供汽 5.3.1 中压蒸汽 1.2MPaG 吨/小时 8.48 5.3.2 低压蒸汽 1.1MPaG 吨/小时 26.4 5.3.3 回收蒸汽凝液 0.2 MPaG 吨/小时 25 6 三废排放量 6.1 废水 吨/年 15000 间歇 7 运输量 7.1 运入量 化学品、催化剂 吨/年 250 7.2 运出量 产品、副产品 万吨/年 6.743 8 总定员 人 68 依托原有 9 总占地面积 104平方米 0.52 10 建筑面积 104平方米 0.22 11 单位综合能耗 兆焦/吨 61575.7 12 总投资 万元 19960 13 铺底流动资金额 万元 838 14 销售收入（含税） 万元 82435 15 销售税金及附加 万元 2597 16 税后利润 万元 5195 17 所得税后内部收益率 ％ 28.97 18 所得税前内部收益率 ％ 36.61 19 投资利润率 ％ 31.61 20 所得税后财务净现值 (i=13％) 万元 17819 21 所得税前财务净现值 i=13％) 万元 27286 22 投资回收期 （含1年建设期） 年 4.54 三、结论 （一）齐翔腾达利用自身的碳四资源，发展适销对路的化工产品，符合国家 的产业政策。 （二）4万吨/年甲乙酮装置改扩建采用齐翔公司现有的丁烯直接水合法生产 甲乙酮工艺路线，其工艺技术成熟、生产规模和产品方案是切合实际的。 （三）4万吨/年甲乙酮装置改扩建主要产品甲乙酮，副产品仲丁醚、叔丁 醇、重质物、氢气全部作为产品出售。从近几年齐翔公司甲乙酮的销售情况、结 合市场调研情况以及我国国民经济的发展速度来看，甲乙酮市场空间较大，无销 售方面的问题。市场空间可行。 （四）本装置原料供应渠道稳定、可靠。 4万吨/年甲乙酮装置改扩建需要主要原料4万吨/年丁烯，由齐翔腾达年产 12万吨/年丁烯分离装置提供，原料供货渠道稳定、可靠、便捷。 （五）建厂条件 1．4万吨/年甲乙酮装置改扩建项目销售依托齐翔公司现有市场部。 2．4万吨/年甲乙酮装置改扩建项目充分依托齐翔公司、齐鲁石化公司橡胶厂 的公用工程、消防及环境保护等辅助设施，建厂条件优越。 （六）环境保护 4万吨/年甲乙酮装置改扩建技术先进，物料利用率高，整个装置全密闭操 作，少量废渣（废催化剂）由催化剂生产厂商回收，少量排放的废气经收集排往 火炬管网，废水排入齐翔腾达现有污水池，经分析合格后用提升泵排往齐翔腾达 污水处理厂进行处理，确保装置对环境不会造成污染。 （七）财务评价 1、本项目投入总资金19960万元，其中建设投资19122万元，铺底流动资金 838万元；年均销售收入82435万元，年总成本费用72911万元，年利润总额 6927万元，年税后利润5195万元，具有良好的投资效益。 2、从盈利指标看，项目税后财务内部收益率为28.97％，资本金利润率为 31.61％，项目税后财务净现值为17819万元，静态投资回收期4.54年（含建设 期1年），投资利润率31.61％，具有良好的盈利能力。 3、从敏感性分析表（图）、盈亏平衡图可知，本项目具有较强的抗风险能 力。 因此，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。 第二章 市场预测 第一节 产品供需预测 一、产品概况 甲乙酮（甲乙酮） 甲乙酮(Methyl Ethyl Ketone，简称甲乙酮)又名甲基乙基甲酮、2-丁酮，是 一种性能优良，用途广泛的有机溶剂，具有优异的溶解性和干燥特性，其溶解能 力与丙酮相当，且具有沸点较高、蒸汽压较低的优点，对各种天然树脂、纤维素 酯类、合成树脂等具有良好的溶解性能。甲乙酮可与多种烃类溶剂互溶并对其固 含量和粘度不产生影响，在涂料、胶带、胶粘剂、合成革、油墨、磁带等工业部 门具有广泛的用途。此外，甲乙酮也是一种重要的精细化工原料，可用于生产过 氧化甲乙酮、与甲醛缩合得到甲基烯丙基酮、与丙酮缩合生成甲基戊基酮、与羟 胺缩合生成甲乙酮肟、氧化生成丁二酮、与柠檬醛反应可制得甲基假紫罗兰酮， 进一步环化生成甲基紫罗兰酮等化工产品，广泛用作香料、催化剂、涂料的抗脱 皮剂、抗氧剂以及阻蚀剂等。 二、供需分析预测 甲乙酮 甲乙酮自20世纪60年代实现工业化生产以来，其产量以年均5％-10％的速 度递增。2007年世界甲乙酮（甲乙酮）生产能力为141.7万吨/年。当时，甲乙酮 的生产与消费主要集中在美国、西欧、日本等工业经济发达的国家和地区。按公 司能力持有量统计，埃克森美孚化学公司占20%、丸善石化公司占12%、沙索公司 （南非）占9%、台湾合成化学公司占7%、东燃化学公司占7%、壳牌化学公司占 6%、其他公司占37%。2007年全球主要甲乙酮生产能力为134万吨/年。其中日本 丸善石化公司的17万吨/年装置是目前世界上最大的甲乙酮生产装置。美国是当 时世界上甲乙酮最大的生产国和消费国，其消费结构为涂料占58%，粘合剂占 11%、磁带占4%、化工中间体占7%、润滑油脱蜡占5.4%、印刷油墨占8%、其他占 10%。我国甲乙酮主要消费在涂料和粘合剂等多个领域，此外在润滑油脱蜡、磁 带、油墨、合成革以及化工产品的生产方面也有一定的消费量。我国甲乙酮的生 产开始于20世纪60年代，2005年，我国甲乙酮的总生产能力约为21.7万吨，约 占世界甲乙酮总生产能力的16.2%。到2008年，中国甲乙酮产能约为29.4万吨。 随着生产能力的增加，我国甲乙酮的产量也在不断增加。1995年我国甲乙酮的产 量只有0.11万吨，2000年增加到约0.71万吨，2004年我国甲乙酮产量约为12 万吨，2008年我国甲乙酮的产量已经达到了27万吨。 2010年以来，由于供应吃紧，亚洲甲乙酮(甲乙酮)现货价格持续上涨。东南亚价 格由2月中旬的1050-1100美元/吨上涨至1200美元/吨，东北亚价格达1300美 元/吨左右。原料C4价格持续上涨，使生产商很难提高开工率，因而预计未来亚 洲甲乙酮市场供应偏紧的局面仍将继续。由于美国经济逐渐恢复，市场需求增 加，甲乙酮进口量大增，而且大部分来自欧洲；由于欧洲出口的产品绝大部分进 入了美国市场，进而造成亚洲市场供应更加紧张。此外，亚洲最大的甲乙酮生产 商——丸善石化决定于5月初至6月初对位于日本千叶的17万吨/年甲乙酮装置 进行计划检修，该装置是目前世界上最大的甲乙酮生产装置。据统计，目前年全 球甲乙酮产能约为144.2万吨/年，而实际需求约为120万吨/年。2009-2010年世 界甲乙酮需求年增长率仅为1.9%，预计到2014年将达到150万吨。中国将继续引 领世界甲乙酮需求增长，而不包括日本在内的亚洲其他地区需求年增长率约为 3%。我国目前已经成为全球最大的甲乙酮消费市场，甲乙酮最大的两个下游消费 领域涂料行业和胶粘剂行业快速发展，甲乙酮消费增长一直保持较高的速度，远 远高于国外甲乙酮的增长速度，未来几年需求增速将保持5%-10%。我国经济持续 高速增长和城市化进程逐步加快，加大了建筑、房地产、汽车、油墨、交通、制 鞋、包装、印刷、玻璃钢等行业的发展空间，加速推动了其上游涂料、胶粘剂、 润滑油脱蜡等行业对甲乙酮市场持续旺盛的需求。由于甲乙酮用途广泛，连续多 年来市场保持着两位数的增长。2003-2009年平均年增长率达到14％，未来发展 空间仍然很大，预计到2012年将超过40万吨/年。 在生产规模方面，日本丸善石油化工公司的17.0万吨/年装置是目前世界上 最大的甲乙酮生产装置，生产能力约占世界总生产能力的11.9％，其次是美国埃 克森美孚化学公司和英国埃克森美孚化学公司，生产能力均为13.5万吨/年，约 占世界总生产能力的10.1％。2010年世界甲乙酮的主要生产厂家见表2-1。 表2-1 2010年世界甲乙酮主要生产厂家情况 万吨/年 生产厂家 生产能力（万吨/年） 生产工艺 美国埃克森美孚化学公司 13.5 硫酸法仲丁醇气相脱氢 美国塞拉尼斯公司 4.5 正丁烷液相氧化 巴西Oxiteno Nordeste公司 4.0 硫酸法仲丁醇气相脱氢 法国Atofina公司 5.0 硫酸法仲丁醇气相脱氢 德国Sasol溶剂公司 6.5 树脂法仲丁醇气相脱氢 荷兰壳牌化学公司 8.5 硫酸法仲丁醇气相脱氢 英国埃克森美孚化学公司 13.5 硫酸法仲丁醇气相脱氢 罗马尼亚Petro Brazi公司 3.0 硫酸法仲丁醇气相脱氢 南非Sasol公司 5.5 硫酸法仲丁醇气相脱氢 日本丸善石油化工公司 17.0 硫酸法仲丁醇气相脱氢 日本东燃化学公司 9.5 硫酸法仲丁醇气相脱氢 日本出光兴产石油化工公司 4.0 杂多酸法仲丁醇气相脱氢 韩国SK公司 5.0 树脂法仲丁醇气相脱氢 中国台湾Tasco化学公司 6.0 硫酸法仲丁醇气相脱氢 中国台湾李长荣化学工业公司 3.0 硫酸法仲丁醇气相脱氢 泰国Bangkok合成化学公司 2.0 硫酸法仲丁醇气相脱氢 阿根廷Carboclor工业公司 1.0 硫酸法仲丁醇气相脱氢 哥伦比亚Empresa公司 0.5 巴西罗地亚公司 0.7 硫酸法仲丁醇气相脱氢 印度尼西亚SMTE公司 1.0 硫酸法仲丁醇气相脱氢 印度Cetex公司 0.5 印度Gujarat Carbon公司 0.5 中国大陆甲乙酮生产起步于80年代末。首套甲乙酮装置是江苏泰州石油化工 总厂从德国引进的7300吨/年甲乙酮装置，并于1991年建成投产。黑龙江石化厂 在1994年从德国引进了一套1.2万吨/年甲乙酮装置，并于1998年7月12日生 产出合格产品。经过扩产改造，2010年中国大陆甲乙酮总生产能力约39.5万吨/ 年，其主要生产厂家见表2-2。 表2-2 2010年中国大陆甲乙酮主要生产厂家情况 万吨/年 生产厂家 设计能力（万吨/年） 生产工艺 淄博齐翔腾达化工有限公司 14.0 直接水合气相脱氢 泰州石化厂 3.0 直接水合气相脱氢 黑龙江石化厂 3.0 直接水合气相脱氢 抚顺石油二厂 5.5 直接水合气相脱氢 新疆天利石化公司 3.0 直接水合气相脱氢 哈尔滨石化公司 3.0 直接水合气相脱氢 沧州中捷石化公司 3.0 直接水合气相脱氢 延边石化公司 2.0 直接水合气相脱氢（尚未投产） 兰州石化公司 3.0 直接水合气相脱氢 2007年全世界甲乙酮的总消费量约为110万吨/年，消费主要集中在美国、西 欧、日本等工业经济发达的国家和地区。其中涂料溶剂对甲乙酮的需求量约占总 消费量的58％，胶粘剂约占11％，磁带约占4％，化工中间体约占7％，润滑油 脱蜡约占2％，印刷油墨约占8％，其它用途约占10％。 美国是世界上最主要的甲乙酮生产和消费国之一，目前的消费量约为19.1万 吨/年。其中涂料方面的消费量约占总消费量的52.5％、印刷油墨约占4％、粘合 剂约占13％，化工中间体约占6.5％、润滑油脱蜡约占5.5％，磁带约占5.0％， 其他方面约占13.5％，预计到2007年的总需求量将达到19.6万吨。其中涂料溶 剂的消费量将下降到约10.3万吨，消费量的年均增长率约为-0.4％；粘合剂的年 消费量将增加到约2.9万吨，消费量的年均增长率约为2.2％；化工中间体的年消 费量将增加到约1.5万吨，消费量的年均增长率约为2.9％；润滑油脱蜡剂的年消 费量仍将维持为1.1万吨；磁带的年消费量将下降到0.9万吨，消费量的年均增 长率约为-2.0％；油墨的年消费量将达到约0.9万吨，消费量的年均增长率约为 2.4％；其他方面的年消费量将增加到2.0万吨，消费量的年均增长率约为 2.1％。 西欧甲乙酮的消费量约为18.0万吨/年，其中涂料方面的消费量约占总消费 量的65％、印刷油墨约占6％、粘合剂约占14％，化工中间体约占5％、其他方 面约占10.0％。预计到2007年总消费量将达到约18.5万吨。 日本甲乙酮的消费量约为11.7万吨/年，其中涂料方面的消费量约占总消费 量的31％、印刷油墨约占23％、磁带约占4％，化工中间体占5％、树脂加工约 占21％、其他方面约占16.0％。近几年，日本甲乙酮的出口量稳步增长，每年约 有产量的一半(约10万吨/年)出口，产品大部分出口到东南亚地区。其中，向韩 国和中国的出口量约占总出口量的80％。预计到2007年日本的甲乙酮出口量将达 到约13.3万吨/年。 预计2011年前全球甲乙酮需求的年均增长率约为3.5％。今后几年美国、西 欧和日本的甲乙酮总需求量比较稳定，各大生产厂商都已排除了在欧洲建设新甲 乙酮生产装置的可能性。而亚洲和前苏联地区未来几年甲乙酮市场需求将持续增 加，其消费量还将继续稳步增长。其中亚洲2007年前每年需求增长率将高于 3％，而同期产能增速约为2％；前苏联地区未来几年每年需求增幅预计为7％， 而目前仍无新产能建设计划。 我国甲乙酮主要消费在涂料和粘合剂等领域，此外在润滑油脱蜡、磁带、油 墨、合成革以及化工产品的生产方面也有一定的消费量。由于消费区域发展不平 衡，甲乙酮消费主要集中在华南和华东这两个地区，其消费量约占我国甲乙酮总 消费量的80％-90％。这主要是由于上述地区甲乙酮下游应用领域较发达，且日 本、韩国和中国台湾在这一地区设有大量消费甲乙酮的加工企业，其中仅广州市 金珠江化学有限公司、汕头海洋集团公司、南海南奇树脂制品有限公司等企业每 年甲乙酮消耗量均在500-1000吨/年。 尽管我国甲乙酮生产能力增长速度很快，已由2002年的9.7万吨/年增长到 目前的39.5万吨/年，但由于生产技术、产品质量、原料供应等因素，甲乙酮实 际产量并不大；加之由于国内下游应用领域发展较快，甲乙酮市场需求增长迅 速，其产量远远不能满足国内需求，主要依赖进口解决，因此近年来进口量呈逐 年递增趋势。1995年我国甲乙酮的进口量仅为4.50万吨，2002年增加到12.41 万吨，2003年增加到15.11万吨，2004年1-11月进口量为12.46万吨。1995- 2007年的年均进口增长率为17.85％，1996-2001年的年均进口增长率为 14.6％。近几年我国甲乙酮的进口情况见表2-3。 表2-3 近几年我国甲乙酮进口情况 年份 进口量/万吨 总金额/万美元 单价（美元/吨） 2000 10.21 7600 744 2001 11.37 7566 665 2002 12.41 6550 528 2003 15.11 9325 617 2004 14.32 12903 900 2005年1-2月 1.24 从进口来源看，我国进口的甲乙酮产品主要来自于日本，占37.86％；其次是 南非，占16.53％；第三是美国，占15.44％。贸易方式主要以一般贸易为主，来 料加工的比例逐年降低。进口地区主要为广东、浙江、上海和江苏等沿海省市。 其中广东省是我国甲乙酮进口量最大的地区，2000年进口量高达6.3万吨，约占 全国甲乙酮进口总量的62％，其次是浙江、上海、江苏，进口量分别为1.5万、 1.3万、0.9万吨，分别占全国甲乙酮总进口量的15％、13％和9％。同时，这4 个省市也是我国甲乙酮消费量最大的地区。2002年，我国进口甲乙酮12.4万吨， 出口量仅1294t，国内产品市场份额为28.3％，进口产品市场份额高达71.7％。 我国甲乙酮进口以广东省居多，进口量约占全国总进口量的61.34％；其次是浙 江，占21.01％。 近年来，随着我国国民经济的高速发展，国内甲乙酮下游产品开发应用得到 了较快发展，其应用领域也日益扩大，尤其是建筑、建材、住宅家具、广告装 饰、汽车、电子电器等行业的飞速发展，对高档涂料的需求量日益增长，使得甲 乙酮在涂料总产量中所占的比例也不断增加，国内甲乙酮的消费需求量大幅度增 长，1995-2002年甲乙酮消费增长速度达21.1％，为甲乙酮需求高速增长期。 未来我国甲乙酮的需求量仍将随着涂料、合成革、胶粘剂等行业的发展而逐 步增长。今后几年我国汽车、电子、家具、印刷、制鞋和服装等行业将得到进一 步发展，对涂料、胶粘剂、印刷油墨和合成革需求会有一定增长，对甲乙酮溶剂 的需求也会有较大增长，但溶剂脱蜡和磁性记录材料领域对甲乙酮的需求会维持 现状或有一定萎缩。预计今后几年，我国甲乙酮的需求量将以年均6.0％-7.0％的 速度增长，到2007年总需求量将达到28万-30万吨，如果目前在建和拟建项目都 能按预期建成开工投产，则到2011年国内产能将达到约40万吨，以开工率85％ 计，总产量约34万吨，甲乙酮消费需求主要依赖进口的局面将有所改观，产能不 足的状况将有所缓和，甲乙酮供需平衡以及贸易流向将发生改变，市场将进入相 对平稳时期。 2007年以后，尽管我国甲乙酮的生产能力已初见规模，形成了目前约40万吨 /年生产能力，但总体水平仍与世界先进水平有较大差距，主要体现在装置规模相 对偏小，一些小装置工艺技术落后、环境污染严重，且因产品质量、原料供应等 因素限制，实际产量低、生产成本高。为了应对国际市场的竞争，我国甲乙酮行 业必须进行产业结构和技术结构的调整，一些技术落后、生产规模小、能耗高、 生产成本高的装置必将淘汰。因此新建甲乙酮项目必须达到能耗低、技术先进、 环境污染较低的要求。 齐翔公司自2008年建成投产8万吨/年甲乙酮装置以来，凭着甲乙酮产品质量 高、信义好的优势，经过近多年的努力，不仅在国内甲乙酮市场中建立了稳定的 客户群，而且其甲乙酮产品还出口韩国、乌克兰、伊朗、印度尼西亚、马来西亚 等国家。其装置的实际生产能力已从设计的8万吨/年提高到12万吨/年，但是仍 不能满足源源不断的用户需求。因此在现有的2万吨/甲乙酮装置的基础上新建4 万吨/年甲乙酮装置（水合、精制单元），对现有甲乙酮合成与精制单元进行技术 改造。4万吨/年甲乙酮装置改扩建工业基础好、碳四资源丰富、技术先进、规模 适中且交通运输便利，既可以提高该企业甲乙酮产品在国内外市场上的竞争能 力、满足国内、外市场对于甲乙酮产品的需求，还为进一步综合利用碳四资源提 高企业经济效益打下了基础。 第二节 原料供需预测 本装置的原料来源于齐翔腾达现有12万吨/丁烯分离装置，丁烯分离装置的原 料碳四来源于齐鲁石化橡胶厂的抽余碳四、炼油厂裂解碳四；30％的烧碱溶液全 年用30吨外购；盐酸溶液年用10吨外购；因此，本装置的原料来源十分可靠。 第三章 生产规模、产品方案及总物料平衡 第一节 生产规模及产品方案 一、生产规模 改扩建4万吨/年甲乙酮装置额定设计规模为40000吨/年。装置年操作时数 为：8000小时，连续生产。装置操作弹性：60％～110％。 二、产品方案 按照目前碳四原料组成，新建装置产品方案如下： 1、产品： （1）甲乙酮：40000吨/年，全部送罐区作为商品销售。 2、副产品： （1）粗叔丁醇：1720吨/年，全部送罐区作为商品销售。 （2）粗仲丁醚：4670吨/年，全部送罐区作为商品销售。 （3）重组份：440吨/年，全部送罐区作为商品销售。 （4）氢气: 2320吨/年，全部销往炼油厂。 第二节 总工艺流程及物料平衡 4万吨/年甲乙酮装置改扩建由丁烯水合（新建）、仲丁醇精制（新建）、甲 乙酮合成与精制（改造）三个单元构成。 一、丁烯水合单元（新建） 在丁烯水合单元，来自齐翔丁烯分离单元或罐区的新鲜丁烯原料和脱碳四塔 顶中的循环丁烯混合经加压、加热后送至水合反应器,新鲜脱盐水和循环脱盐水也 经加热、加压后送至水合反应器。丁烯和水在水合反应器中进行反应。由水合反 应器顶部流出反应产物含大量未反应的碳四原料、仲丁醇和其它少量的杂质（仲 丁醚、叔丁醇、重组份等组成）。流出反应器的反应后物料经沉降槽分层，有机 相至脱碳四塔，由碳四塔顶流出物经分层后，碳四一部分回流，大部分循环至反 应器重新反应。 反应器四路出水和顶部沉降槽的水相以及脱醚塔塔顶的水相一同进入闪蒸 罐，闪蒸出的有机相进入脱碳四塔；水相进入循环水共沸塔，并继续分离有机相 和水相，有机相从塔顶流出至脱醚塔，水相从塔底流出并至工艺水处理工段。 二、仲丁醇精制单元（新建） 来自脱碳四塔底的粗仲丁醇，循环水共沸塔的顶部出料和TBA塔的塔底出 料，以及甲乙酮工段精制塔底部出来的循环SBA混合后进入脱醚塔。塔顶流出物 经分层后，含醚相至醇萃取塔, 进一步分离后， 塔顶流出物为副产品仲丁醚, 送 副产品罐。 来自醇萃取塔的富水相与脱醚塔塔顶罐的水相混合进共沸塔。经分离后，底 部的水相返回醇萃取塔循环使用，顶部的有机相至TBA塔。TBA塔底部的仲丁醇相 返回脱醚塔，顶部流出物为副产品粗叔丁醇，送副产品罐。 来自脱醚塔底部的富仲丁醇相至SBA塔。SBA塔塔底流出物至脱重组分塔，其 顶部流出物即为中间产品仲丁醇。脱重组分塔塔顶流出物回SBA塔底部，其底部 流出物为副产品重组份送往罐区。 三、甲乙酮合成与精制单元（改造） 来自丁烯水合单元的仲丁醇至SBA闪蒸槽，经预热至脱氢反应器。在该反应 器中仲丁醇在催化剂作用下生成甲乙酮和氢气等，冷却后进汽液分离器。气相从 吸收塔顶部出来后，用冷冻盐水将有机相冷凝下送回吸收塔，不凝气为副产品氢 气，经压缩机升压后送至炼油厂氢气管网。 来自汽液分离器中的粗甲乙酮至脱水塔，在该塔中增加己烷，与水形成共沸 物，并从塔顶流出，经分层后，己烷循环使用，水相送污水处理场。 来自脱水塔底部的甲乙酮相至精制塔，塔底未反应的仲丁醇相至仲丁醇精制 工段继续分离，塔顶流出物即为产品甲乙酮。 4万吨/年甲乙酮装置改扩建总物料平衡见图3-1。 15000 污水去污水处理厂 图3-1 4万吨/年甲乙酮装置改扩建总物料平衡图 脱盐水 丁烯原料 2848040000(单位:吨/年) 仲丁醇 甲乙酮去罐区 40000 粗叔丁醇去罐区 1720 重组份去罐区 水合单元脱氢单元 水处理 NaOH溶液 30 粗仲丁醚去罐区 4500 液化气去罐区 4670 氢气 232044054009600 盐酸溶液 10 添加剂 130 第三节 产品、副产品规格及数量 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 序 号 产品 名称 主要规格 产量（t/a） 参考 用途 一 产品 1 甲乙酮 纯度 ≥99.7 wt％ 水份 ≤0.1 wt％ 比重 0.805～0.807 沸程 79.6±0.5℃ 非挥发物 ≤2 mg/100ml 酸度 ≤0.001 ％(wt) （以无CO2醋酸为基准) 色度 ≤10 40000 作为商品出售 二 副产品 序 号 产品 名称 主要规格 产量 （t/a） 参考 用途 1 液化气 正丁烯 79.13 wt％ 丁 烷 16.29 wt％ 异丁烯 0.96 wt％ 其它烃类 3.62 wt％ 4500 作为商品出售 2 粗叔丁醇 叔丁醇 20.25 wt％ 仲丁醇 0.61 wt％ 甲乙酮 30.67 wt％ 水 14.72 wt％ 异丙醇 33.74 wt％ 1720 作为商品出售 3 仲丁醚 仲丁醚 93.26 wt％ 仲丁醇 5.60 wt％ 叔丁醇 0.19 wt％ 水 0.19 wt％ 异丙醇 0.13 wt％ 甲乙酮 0.59 wt％ 4670 作为商品出售 4 重组份 重组份： 24.73 wt％ 仲丁醇: 31.64 wt％ 甲基庚酮： 43.64 wt％ 440 作为商品出售 第四章 工艺装置 第一节 工艺技术路线的选择 一、甲乙酮生产工艺选择 1．国内、外工艺技术概况 （1）国外工艺技术概况 工业上甲乙酮（甲乙酮）生产的传统成熟工艺，主要采用正丁烯硫酸水合法制 仲丁醇，仲丁醇进一步脱氢生成甲乙酮，国外大部分生产企业仍然沿用这一工艺。 八十年代以后，人们转向正丁烯直接水合法的研究和开发，德国和日本相继在1983 年和1985年建成了6万吨/年和4.5万吨/年甲乙酮装置，至今运行稳定，经济效 益显著。此外，世界上还有很少量的甲乙酮是从轻烃氧化制醋酸副产而得，美国目 前正在研究和开发一步法制甲乙酮。 a. 硫酸间接水合法 此法是传统的甲乙酮生产方法。正丁烯的三种异构体(丁烯-1，顺,反-丁烯-2) 用硫酸吸收生成硫酸氢仲丁酯和硫酸二仲丁酯，然后各自水解生成仲丁醇: C4H8 + H2SO4 C4H9OSO3H 2C4H8 + H2SO4 C4H9OSO2OC4H9 C4H9OSO2OC4H9 + 2H2O 2C4H9OH + H2SO4 C4H9OSO3H + H2O C4H9OH + H2SO4 水解反应除生成仲丁醇外，还有各自副产物，包括仲丁醚、甲乙酮、异丙醇、 丁醇、C5～C8烃类及高沸点物。 含共沸水的粗仲丁醇用汽提法从稀硫酸中分出再送碱洗和丁烷脱除，所得物经 三塔精制得精仲丁醇。 浓度约38％的稀硫酸，国外一般经两段双效蒸发器浓缩成80％的酸，再返回 正丁烯吸收塔循环使用。 所得精制仲丁醇在铜系催化剂上脱氢生成甲乙酮: CH3CHOH + C2H5 CH3COC2H5 + H2↑ 此反应为气相反应，转化率较高。工业上也有液相脱氢工艺，但其转化率较 低。 脱氢反应的副产物为丁烯、水和C8酮类，主要是乙基戊基酮、3─甲基─庚烯 ─5─酮和甲基庚酮─3。 含有氢、丁烯、甲乙酮、未转化的仲丁醇、C8酮类及水等反应产物首先分出氢 和不凝性气体，再进行一系列精制, 最终得到成品甲乙酮。 b. 正丁烯直接水合法 此法是八十年代初由德国的德士古公司和日本出光公司建立起工业化装置。其 反应过程是由正丁烯在强酸性催化剂存在下，在8.0 MPaG压力和165℃温度下与水 直接合成仲丁醇: H+ C4H8 + H2O C4H9OH 8.0MPa，165℃ 反应过程中伴有少量的仲丁醚，叔丁醇及C8烃副产物，未反应的正丁烯返 回，重新参与反应。制得的粗仲丁醇在精馏单元脱除杂质得到精仲丁醇后，再送往 脱氢工段。 脱氢工段的反应与精馏同硫酸法。 c. 醋酸副产法 工业上醋酸副产法有几种生产方法，其中一种是由丁烷在7.2 MPaG，180℃条 件下液相氧化而成，此法同时得副产品甲乙酮。每吨醋酸可副产甲乙酮0.15～0.23 吨，但是采用此法生产甲乙酮的厂商很少。 d. 丁烯一步氧化法 由丁烯在催化剂存在下液相直接氧化成甲乙酮,是较先进的生产方法，但是， 此工艺仍处在研究与开发阶段,尚未形成工业化装置。 （2）中国大陆甲乙酮生产工艺概况 六十年代，我国在抚顺石油二厂建成一套硫酸间接水合法生产装置，设计能力 为1700吨/年，由于设计考虑不周，生产一直不稳定，加上设备腐蚀严重，稀硫酸 无出路等问题，每年实际生产量很少,并于1994年停产。 “七·五”期间，江苏省泰州石油化工厂从德国引进一套直接水合法生产工 艺，但由于原料来源问题没有解决，一直未能稳定生产。“八·五”期间，黑龙江 石化厂也从德国引进了一套直接水合法工艺，并于1998年7月份开车投产，生产 出合格产品。目前装置运行良好、稳定，经济效益显著。 九十年代初，中国石化抚顺石油化工研究院开始研究正丁烯水合生产工艺，分 别于1992年3月20日和1994年2月19日通过了由中国石化组织的“正丁烯水合 制仲丁醇”及“仲丁醇脱氢制甲乙酮” “正丁烯水合制仲丁醇多段反应器工艺及 催化剂研究”的三项技术鉴定，取得了《低碳烯烃直接水合生产低碳醇的方法》及 《耐高温阳离子交换树脂催化剂制备方法》的技术专利(专利号分别为 97116406.1[申请号]和CN1076385A[公开号]。2001年在齐翔公司建成采用“正丁 烯水合制仲丁醇”及“仲丁醇脱氢制甲乙酮”技术的2万吨/年甲乙酮生产装置， 齐翔公司利用现有技术2008年成功建成8万吨/年甲乙酮装置。 2．工艺技术方案的比较和选择理由 通过上述可知: 硫酸法工艺成熟，对丁烯原料纯度要求低，操作简单，但由于 使用了硫酸作催化剂，因此在生产过程中排放一定量的酸性废水，设备腐蚀也较严 重，选用的材质要求高，且流程长，维修费用高。 丁烯直接水合法克服了硫酸法的固有缺点，减少了设备腐蚀和酸性废水的排 放，有利于环境保护，社会效益尤为显著。 直接水合法比硫酸法在技术上先进，更具有市场竞争力。因此本装置推荐采用 直接水合法工艺。 齐翔公司经过近几年的改进、完善，技术上已经进一步成熟，本项目采用该技 术方案并根据现有装置生产经验和操作数据，进一步优化设计，对现有2万吨/年 甲乙酮装置进行改扩建，从而提高生产能力。 3．进口设备的范围和理由 根据齐翔公司现有的甲乙酮装置的开车及生产情况，以及我国目前的设备加工 生产行业的现状，决定对本装置中主要仪表部件进行引进。仪表部件主要是指重要 的高压调节阀或控制阀，浮筒液位计，安全联锁开关，智能变送器等。 第二节 工艺流程说明 一、丁烯水合单元（新建） 来自原料精制单元的新鲜丁烯和脱碳四塔顶中的循环丁烯经加热至一定的温度 和压力送至反应器。新鲜脱盐水和循环脱盐水也加热、加压后送至反应器。经反应 后，反应器顶部流出反应产物仲丁醇和其它少量的仲丁醚、叔丁醇、重组份等，以 及大量未反应的碳四原料，经沉降槽分层，有机相至脱碳四塔，塔顶流出物经分层 后，碳四烃一部分回流，大部分循环至反应器重新反应。 反应器四路出水和顶部沉降槽的水相以及脱醚塔塔顶的水相一同进入闪蒸罐， 闪蒸出的有机相进入脱碳四塔；水相进入循环水共沸塔，并继续分离有机相和水 相，有机相从塔顶流出至脱醚塔，水相从塔底流出并至工艺水处理工段。 二、仲丁醇精制单元（新建） 来自脱碳四塔底的粗仲丁醇，循环水共沸塔的顶部出料和TBA塔的塔底出料， 以及甲乙酮工段精制塔底部出来的循环SBA混合后进入脱醚塔。塔顶流出物经分层 后，含醚相至醇萃取塔, 进一步分离后， 塔顶流出物为副产品仲丁醚, 送副产品 罐。 来自醇萃取塔的富水相与脱醚塔塔顶罐的水相混合进共沸塔。经分离后，底部 的水相返回醇萃取塔循环使用，顶部的有机相至TBA塔。TBA塔底部的仲丁醇相返 回脱醚塔，顶部流出物为副产品粗叔丁醇，送副产品罐。 来自脱醚塔底部的富仲丁醇相至SBA塔。SBA塔塔底流出物至脱重组分塔，其 顶部流出物即为中间产品仲丁醇。脱重组分塔塔顶流出物回SBA塔底部，其底部流 出物为副产品重组份送罐区。 三、甲乙酮合成与精制单元（改造） 来自丁烯水合单元的仲丁醇至SBA闪蒸槽，经预热至脱氢反应器。在该反应器 中仲丁醇在催化剂作用下生成甲乙酮和氢气等，冷却后进汽液分离器。气相从吸收 塔顶部出来后，用冷冻盐水将有机相冷凝下送回吸收塔，不凝气为副产品氢气，经 压缩机升压后送至炼油厂。 来自汽液分离器中的粗甲乙酮至脱水塔，在该塔中增加己烷，与水形成共沸 物，并从塔顶流出，经分层后，己烷循环使用，水相送污水处理场。 来自脱水塔底部的甲乙酮相至精制塔，塔底未反应的仲丁醇相至仲丁醇精制工 段继续分离，塔顶流出物即为产品甲乙酮。 〔丁烯水合、仲丁醇精制工艺流程简图（新建）参见图4-1；甲乙酮合成与精 制工艺流程简图（改造）参见图4-2；〕 V157A/BV130 去水处理 V1304P1302P1301 添加剂 添加剂 添加剂 添加剂 V130C1301R1301 去 C1455C1456 四 路 出 水 P1305 图4-1 丁烯水合、仲丁醇精制工艺流程简图 图4-2 甲乙酮合成与精制工艺流程简图 第三节 自控 一、概述 本设计包括4万吨/年甲乙酮装置改扩建以及相应配套公用工程和辅助设施。改 扩建甲乙酮装置主要由丁烯水合、仲丁醇精制和甲乙酮合成与精制三个单元构成。配 套公用工程和辅助设施主要由工艺水再生等构成。该装置的工艺是连续的，生产过程 由DCS控制，保持高度自动化。 二、自动化水平 (一)控制水平 由于生产甲乙酮的生产过程复杂，生产控制要求高。为满足生产控制要求，提高 产品质量，降低消耗及确保安全生产，本项目拟在原有控制室内上一套集散型控制系 统（DCS），对装置进行集中监视、控制和操作。 原有机柜间有11个控制柜，2个控制站，6个操作站，1个工程师站。新建甲乙 酮装置需要控制柜7个，现有机柜间已经不能满足新建装置机柜要求，需要新建机柜 间。将信号引到原有操作室内，在原有操作室内新增控制站3个。 （二）控制规模 4万吨/年甲乙酮装置改扩建有模拟量检测回路约140个，控制回路约84个，数 字量回路约100个。配套公用工程和辅助设施检测回路约40个，控制回路约35个， 数字量回路约40个。 （三）随设备成套供货的仪表 成套设备除带有机组本身运行所需要的一次检测仪表和PLC控制仪表以外，还带 有就地盘，用于就地开/停车和运行/故障信号指示，而其主要操作参数依然硬接线引 至控制室，随机成套的PLC能实现与DCS之间的通讯。 （四）主要安全技术措施 该装置爆炸危险场所等级划分为“2区”，界区内所有电子式仪表均采取隔爆 型。所有远传电子式变送器、电气阀门定位器、温度测量元件、质量流量计及液位开 关等均选用隔爆型结构，隔爆仪表的最低防爆等级为Ex-dIICT4。 为了保障仪表检测过程的正常进行，延长仪表的使用寿命，本设计中户外安装的 仪表选用全天候型（≥IP55）。 安装在室外的仪表设备外壳采用的是IP67防护等级，接线箱等安装材料采用的 是IP65防护等级。根据装置工艺介质情况采取保温、保冷、隔热等措施。对于腐蚀 性介质采用防腐蚀措施，仪表用材料不低于工艺配管材料。用电仪表的金属外壳包括 DCS机柜、安全栅柜、继电器柜，配电柜，仪表用汇线槽等均作保护接地。为保证自 动化系统正常可靠地工作，需要作工作接地。包括信号回路接地、屏蔽接地。仪表或 仪表系统的故障安全设计应考虑到仪表、仪表气源和/或电源发生故障时，人身和工 厂设备的安全。除仪表空气外，不允许将任何工艺流体引入到控制室根据工程的具体 情况，确定易燃﹑易爆﹑腐蚀﹑有毒﹑结晶﹑冻结﹑干扰等场合的防护、防爆措施。 若有放射性仪表应遵守有关放射性防护规范。所有仪表均应有永久性的防腐金属铭牌 标记。 在易燃、易爆气体容易泄露处，设置了可燃气体检测器，检测器信号引入控制室 内的可燃气体报警盘。 （五）仪表电源、气源、伴热 1、仪表电源 仪表及自动化设备的用电负荷，按其对电源可靠性水平要求分成关键负荷和非关 键负荷，对于关键负荷采用不间断电源（UPS）供电，其余负荷采用双回路供电。其 电源规格如下： （1）非关键负荷电源 电压：220V AC±10％ 频率：50HZ±1HZ 用量：10KVA （2）关键负荷电源 电压：220V AC±5％；24VDC±5％ 频率：50HZ±0.2HZ 用量：40KVA 备用时间：30分钟 波行失真率≤±5％ 2、仪表气源 压力：正常 0.6MPa(G) 最低 0.4MPa(G) 露点（操作压力下）：-40℃ 含尘微粒： ≯3μm 含油量： ＜8PPm(W) 不含有毒及腐蚀性气体。 仪表空气用量： 300Nm3/h 备用时间： 30分钟 3、仪表伴热要求 对介质中含有水分的物料采取伴热措施，根据工艺介质特点，采用蒸汽伴热，伴 热采用φ14×2的不锈钢管，保温箱采用蒸汽伴热。并且根据需要也考虑绝热保温以 保护仪表、仪表导压管或工艺流体免受结冰、蒸发、结晶及热冲击的影响，同时也考 虑保护人身安全。 三、仪表选型原则 （一）控制仪表 为确保装置的平稳操作，全装置的自动化控制采用一套DCS控制系统来完成， DCS系统能够完成对装置（包括生产装置、罐区和其它辅助设施）生产过程的数据采 集、监控、操作及报表打印等。 DCS系统设有6个操作站、4个控制站、1个辅助操作台和1台打印机。DCS系统 的操作站为互备型，其中一台操作站具有工程师站的功能，能够完成对系统软件及工 程应用软件的维护、修改等功能。操作站完成装置的集中监视及操作，控制站完成装 置的自动控制及数据采集，打印机完成自动报表打印。辅助操作台用于设置硬接线开 关、按钮及报警灯等。DCS控制器、控制器电源、通讯卡、网络总线等均冗余设置。 操作系统软件能在中文操作环境下运行。 （二）现场仪表 1、生产装置仪表选型如下： （1）流量仪表 流量测量一般选用孔板及差压式流量仪表，现场指示或量程比要求大的的流量计 选用金属管转子流量计，进入装置的原料丁烯的计量采用质量流量计。当管道公称直 径在DN50以下时，选用电远传金属管转子流量计或内藏孔板差压变送器。 对于腐蚀 性介质或含有固体微粒的导电性介质选用了电磁流量计。 （2）液位仪表 现场指示的液位计一般选用磁性浮子液面计。远传液位仪表选用双法兰液位变送 器或外浮筒液位计。液位就地测量一般选用磁性液面计。一般情况下，液位集中测量 仪表选用差压液位变送器。对于具有腐蚀性，易汽化的、粘稠的或含有悬浮物的介质 选用法兰式或法兰插入式差压变送器。液位高度在2000mm以下的洁净液体之液位一 般选用外浮筒式液位变送器或导波雷达液位计。 当上述仪表不能满足要求时，可选用其它类型的液位计，如超声波、音叉、电容 液位计等。 （3）压力仪表 就地压力测量一般采用弹簧管压力表，对于腐蚀性较强的介质选用隔膜压力表或 耐酸压力表，对于机械震动较强的场合，选用耐震压力表。压力表表壳直径一般选用 φ100mm。弹簧管压力表的连接方式通常采用M20×1.5螺纹连接，隔膜压力表的连接 方式通常采用法兰连接（压力等级与管道一致）。 集中检测通常选用智能型压力变送器，对于粘稠、易堵及腐蚀性介质选用法兰式 压力变送器。重要的控制点选用压力开关。 （4）温度仪表 现场指示的温度仪表选用双金属温度计，信号远传至控制室的温度检测一般选用 隔爆型铠装热电阻和热电偶，控制回路的温度检测选用温度变送器。所有温度检测元 件均带有保护套管，套管与工艺管道及设备之间均为法兰连接。 （5）调节阀 一般选用气动薄膜调节阀，并附带电气阀门定位器，参与联锁的阀门附带电磁 阀、限位开关等。根据流体特性，流量大小、工艺操作条件等项要求选用调节阀的类 型、口径、开闭型式及附件等。 对于调节阀型式的选择，一般情况下，选用技术先进可靠的直通双座调节阀和套 筒阀，特殊要求时选用角阀、低噪音阀及蝶阀。调节阀一般配带电气阀门定位器。 对于有毒或易燃、易爆的介质选用波纹管密封形式的调节阀。 两位式调节或用于事故切断的场合，选用气动“O”型切断球阀。切断阀带有电 磁阀及阀位开关。 阀门开闭型式选择，当仪表空气故障或仪表控制信号中断时，应使阀门处于安全 位置。 （6）变送器 本装置变送器全部选用隔爆型电子式智能变送器，其输出信号为二线制4～ 20mA.DC。根据使用场合不同，变送器选用压力变送器、差压变送器、双法兰液位变 送器等。 现场电机、泵的运行信号引入DCS系统，在DCS系统操作站上显示其运行状态。 2、配套公用工程和辅助设施 （1）流量仪表 原料及产品的流量测量一般选用质量流量计，公用工程的流量测量一般选用涡街 或电磁流量计，特殊情况下可选用阿牛巴流量计。 （2）液位仪表 液位就地测量一般选用磁性液面计。 液位集中测量仪表，一般情况下，选用差压液位变送器。对于具有腐蚀性，易汽 化的、粘稠的或含有悬浮物的介质选用法兰式或法兰插入式差压变送器。 液位高度在2000mm以下的洁净液体之液位一般选用外浮筒式液位变送器或导波 雷达液位计。 当上述仪表不能满足要求时，可选用其它类型的液位计，如超声波、音叉、电容 液位计等。 （3）压力仪表 现场压力指示一般选用弹簧管普通压力表，泵出口选用弹簧管耐震压力表，远传 至控制室指示的压力检测选用电子式压力变送器。 （4）温度仪表 现场指示的温度仪表选用双金属温度计，信号远传至控制室的温度检测一般选用 隔爆型热电阻，控制回路的温度检测选用温度变送器。所有温度检测元件均带有保护 套管，套管与工艺管道及设备之间均为法兰连接。 （5）调节阀 一般选用气动薄膜调节阀，并附带电气阀门定位器，参与联锁的阀门附带电磁 阀、限位开关等。 根据流体特性，流量大小、工艺操作条件等项要求选用调节阀的类型、口径、开 闭型式及附件等。 调节阀型式的选择 一般情况下，选用技术先进可靠的直通双座调节阀和套筒阀，特殊要求时选用角 阀、低噪音阀及蝶阀。调节阀一般配带智能型带HART协议的电气阀门定位器。 对于有毒或易燃、易爆的介质选用波纹管密封形式的调节阀。 两位式调节或用于事故切断的场合，选用气动“O”型切断球阀。切断阀带有电 磁阀及阀位开关。 阀门开闭型式选择 当仪表空气故障或仪表控制信号中断时，应使阀门处于安全位置。 调节阀阀体材质与工艺管道的材质一致。阀内件一般选用316L不锈钢，特殊需 要时则按要求选用相应的材质。 （6）变送器 变送器全部选用隔爆型电子式智能变送器，其输出信号为二线制4～20mA.DC。 根据使用场合不同，变送器选用压力变送器、差压变送器、双法兰液位变送器等。 四、控制室 控制室包括操作间、机柜间、工程师室、交接班室，根据操作站的数量和布置以 及安全栅柜和DCS控制机柜的数量综合考虑了操作间和机柜间的面积。控制室布置在 非防爆区域，控制室建筑耐火等级不低于二级。操作间采用水磨石地面，机柜间和工 程师室采用防静电活动地板。操作间内放置6个操作站和2个辅助操作台，报表和报 警打印机也放置在操作间内。安全栅柜、继电器柜、配电柜以及DCS控制机柜放置在 机柜间内。工程师站放置在工程师室内，用于组态文件打印的激光打印机也放置在工 程师室内。 接线端子柜、控制柜、配电柜及电气/仪表信号转接柜等机柜均安装在机柜间 内。 操作站、辅助操作台及两台打印机、可燃气体报警盘安装在操作间内。入控制室 内的可燃气体报警盘。 控制室内设有空调设施，空调温度：冬季为21±3℃，夏季为24±3℃，湿度为 50±10％，换气次数不少于8次/小时。 控制室内设置调度电话及无线电对讲机，用于生产调度及控制室与现场之间联 络。 控制室建筑物内设有火灾报警器及卤化烷泡沫灭火设施。 现场防爆分析小屋自带采暖通风及防爆空调系统。 五、设计应遵循的主要标准规范 自控专业设计遵循的主要标准﹑规范： 1 国家标准 GB 50493-2009《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》 GB50093-2002《自动化仪表工程施工及验收规范》 GB/T2624-93 《流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体 流量》 2 行业标准及规范 SH3005-1999《石油化工自动化仪表选型设计规范》 SH3020-2001《石油化工企业仪表供气设计规范》 SH3021-2001《石油化工企业仪表及管道隔离和吹洗设计规范》 SH3126-2001《石油化工仪表及管道伴热和隔热设计规范》 SH/T3521-2007《石油化工仪表工程施工技术规程》 SH/T3018-2003《石油化工安全仪表系统设计规范》 SH/T3019-2003《石油化工仪表管道线路设计规范》 SH/T3081-2003《石油化工仪表及管道伴热和隔热设计规范》 SH/T3082-2003《石油化工仪表供电设计规范》 SH/T3105-2000《炼油厂自动化仪表管线平面布置图例及文字代号》 六、控制系统及主要仪表设备 （一）控制系统 1．DCS系统 2．操作站 (21″CRT)(其中一个具有工程师站功能) 6个 3．控制站 2套（新增） 4．机柜 7个 5．辅助操作台 1个 6．打印机 1台 7．工程软件 1套 （二）仪表设备清单 主要仪表设备清单见表4-1。 表4-1 主要仪表设备清单 序号 仪表名称 数量 备注 一 控制室仪表 1 安全栅 380个 2 可燃气体检测器 35套 3 安全栅柜 1批 4 继电器柜（内含继电器） 1批 5 N+1电源 1套 6 配电柜 1套 二 分析仪表 1 异丁烯在线分析仪 1台 三 流量仪表 1 电磁流量计 6台 2 威力巴流量计 2台 3 电远传转子流量计 45台 4 质量流量计 4台 5 涡街流量计 8台 四 液位仪表 1 液位开关 10只 2 雷达液位计 5台 3 磁性液位计 40台 4 浮筒式液位计 8台 5 超声波液位计 2台 五 温度仪表 1 双金属温度计 80支 2 热电阻 120支 3 热电偶 10支 4 温度开关 5支 六 压力仪表 1 压力/差压开关 5支 2 不锈钢压力表 85支 3 不锈钢隔膜压力表 20支 七 变送器 1 压力变送器 75台 2 差压变送器 25台 3 毛细管压力变送器 10台 4 双法兰液位变送器 60台 八 调节阀 1 气动薄膜调节阀 76台 2 波纹管密封式调节阀 10台 3 气缸式切断球阀 6台 九 节流装置 1 标准节流装置 25块 2 限流孔板 20块 第四节 主要工艺设备 一、概述 本工程生产装置及罐区共有设备159台，其中非定型设备97台，机泵61台。设 备分交情况见表4-2。 表4-2 设备汇总表 装置 单元 设备类型 国内供货 国外供货 合 计 台 数 金属总重 (吨) 台 数 金属总重 (吨) 台 数 金属总重 (吨) 生 产 装 置 非定型设备 97 1079 97 1079 泵 61 61 合 计 158 158 二、非定型设备 非定型设备全部国内制造。其设备分类见表4-3。 表4-3 非定型设备分类汇总表 生产 装置 设备类型 金属重量（吨） 台 数 重 量 合金或有色金属 材 料 重量 备注 反应器 5 343 不锈钢 275 不锈钢复合板 塔器 15 230 不锈钢 7.8 不锈钢复合板 换热器 48 339 不锈钢 41 容器 29 167 不锈钢 4.9 合计 97 1079 328.7 （一）主要非定型设备的材料 1、丁烯水合反应器 丁烯水合反应器是甲乙酮生产装置的核心设备，根据反应器空速．生产能力．操 作温度和操作压力，丁烯水合反应器，分四层固定床，材质为不锈钢。 （二）非定型设备的设计参数 非定型设备的设计参数系根据操作条件按照HG20580-1998《钢制化工设备基础 设计规定》的规定确定。设备的腐蚀裕量根据设备的重要程度以及操作物料的组成确 定如下： 不锈钢设备： 0.0 mm； 塔器： 3.0 mm； 容器和换热器：1.5 mm（物料不含水）； 容器和换热器：3.0 mm （物料含水） （三）非定型设备清单 装置非定型设备清单见表4-4。 表4-4 非标设备一览表 （未完）  |