三甲苯生产装置的技术经济分析

三甲苯生产装置的技术经济分析
炼油厂催化重整装置的重整C9芳烃中偏三甲苯、均三甲苯、连三甲苯以及它们的下游产品都是精细化工的重要原料。因此开发利用重芳烃资源符合石化产品要向中下游延伸的发展战略,对提高经济效益有十分重要的现实意义。为发挥重芳烃资源利用方面的优势,并逐步形成国内重芳烃开发利用基地,锦州石化精细化工有限公司在1993年就制定了重芳烃开发利用规划方案,经过十年多的工作,已投入2800万元成功开发出从重整重芳烃中分离出高纯度偏三甲苯、均三甲苯等产品的工业化生产的成套工艺技术并建设了重整C9重芳烃深加工装置,同时还对连三甲苯,西藏麝香,均苯三酸等下游产品进行了具体深入开发研究,并且也取得了一定的成果。
1三甲苯生产装置技术分析
1.1偏三甲苯分离技术分析
目前国内外生产偏三甲苯的厂家大多采用传统的分离工艺和设备,利用双塔连续精馏的工艺流程,分离出的偏三甲苯的纯度可达到98%以[1,2]上。美国的埃索研究工程公司曾开发出抽提蒸馏法,以邻苯二酸二甲酯为溶剂,分离偏三甲苯。
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锦州石化精细化工有限公司装置采用了三塔连续精馏的工艺流程,偏三甲苯的纯度在98.5%以上,增加了富集均三甲苯产品,并联产高纯度均三甲苯,同国内其他几套装置相比,在产品品种和产品质量上具有一定的优势。但是装置能耗非常大,三个塔的最大处理能力只能达到设计能力的60%左右,在加工成本竞争中处于劣势。拟重点从节能降耗、扩大精馏塔处理量两方面加大技术改造资金的投入,解决目前装置存在的问题。而国内其他几套重芳烃分离装置由于是2002年以后的新建装置,由于新型填料技术和热耦合技术的不断发展,在精馏塔分离效率和节约能耗上具有比较明显的优势。
1.2均三甲苯生产技术分析
目前国内外生产均三甲苯的方法中比较有代表性的方法是深冷结晶法、HF-BF3抽提/异构化法、偏三甲苯异构化—精馏法、萃取精馏法、分子筛吸附法、丙酮缩合制均三甲苯、烷基化—精馏法等等。所有均三甲苯生产工艺中,工业化技术比较成熟的是偏三甲苯异构化和烷基化与精馏法这两类[3]。偏三甲苯异构化—精馏法是生产均三甲苯的重要方法之一。其工艺有气相异构化和液相异构化两种。所用催化剂有浸钼和镍的氢型丝光沸石、载铂的Al2O3、HF和BF3等,这类方法通常还副产均四甲苯等产品,均三甲苯的纯度可达到95%
以上。国内藁城聚丙烯厂采用此工艺。但是此类方法很难获得纯度98%以上的均三甲苯产品,同时产品成本较高,已经在激烈的市场竞争中逐步被淘汰。烷基化与精馏法是以富集均三甲苯馏分的为原料,经过烷基化反应后精馏分离提取其中所含的均三甲苯。现有烷基化与精馏分离技术主要分为两种。
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⑴ 以沸程在161-168℃的浓缩均三甲苯为原料,加入反应添加剂使其中邻间对甲乙苯发生反应,生成高沸物,精馏分离获得纯度大于98%的均三甲苯。但该法不足之处是:一、添加剂用量太大,增加成本并且有环境污染;二、轻组分增加,给处理工艺带来困难;三、能耗高,而且均三甲苯中偏三甲苯含量很难低于1%,工业装置很难保证获得含量大于98%的均三甲苯,否则均三甲苯将大量损失。廊坊天大石油化工厂采用的是此类技术。
⑵ 以富集均三甲苯为原料,采用催化烷基化然后精馏的方法获得高纯度均三甲苯。该法工艺简单,无污染,操作条件温和,成本低,获得的均三甲苯纯度可达99%以上,偏三甲苯含量小于0.3%。该技术由黑龙江省石化研究院开发,锦州石化精细化工有限公司采用此技术,目前在国内该技术处于领先水平。但是该技术也有其自身的缺点需要改进,如烷基化剂丙烯价格较高、二次烷基化造成丙烯消耗及能源消耗较大、采用AlCl3催化剂设备腐蚀较
严重等问题,锦州石化精细化工有限公司从烷化剂替代、一步法生产均三甲苯研究、催化剂选型等方面进行了大量的实验研究,并已经取得了阶段性的研究成果,为降低均三甲苯生产成本奠定了基础。
 2 C9重芳烃分离单元经济分析
2.1 C9重芳烃分离单元各种经济指标
重芳烃分离单元的总成本费用及各种经济指标见表1。                                               
 
2.2 C9重芳烃分离单元成本分析
重芳烃分离装置的总成本构成见图1。 
洪武大帝朱元璋传      英国大百科全书
从图1中可以看出,在重芳烃分离操作中,重芳烃原料所占成本比例最大,达到72.7%。能耗所占成本比例也较大,达到了13.8%,而其它各种费用加在一起占成本比例的13.5%。
由于重芳烃原料目前还是关联交易的价格,如果采用市场价格3800元/吨,原料所占比例将更高,可达到88%。因此,如何保证目前关联交易价格不变,同时尽量降低外购重芳烃原
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料的价格,对重芳烃分离的成本的控制、经济效益提高起决定作用。
此外,在各种费用中,能耗费用的降低对产品的竞争力的提高有主要作用。因为,市场重芳烃原料的价格是基本一致的,而国内几套新建装置在能耗上占有一定的技术优势。所以,锦州石化精细化工有限公司正加大节能降耗的工作力度,从优化操作方案,优化工艺流程入手,使装置的能耗降到较低的水平。
2.3重芳烃分离单元经济指标分析
从表1可以看出,重芳烃分离装置的经济效益十分可观,如果可以按照实际最大处理能力满负荷生产的话,每年的利润将达到2489.41万元。不过,从重芳烃分离装置投产以来受原料数量制约一直没有实现全年满负荷生产。而且目前装置的利润主要是靠同锦州石化分公司的关联交易获得。如果重芳烃原料价格达到2200元/吨时,年利润降为978.75万元(满负荷生产)。如果原料价格达到2718元/吨(满负荷)生产时,装置将没有利润面临亏损。
另外,产品中的170#轻溶剂油按照关联交易一直是返回锦州石化分公司用于掺兑汽油,结算价格比较低。如果能够作为溶剂油外销的话,价格可由2600元/吨升至3400元/吨,使装置经济效益明显增加。
2.4重芳烃分离单元盈亏平衡分析
当重芳烃原料价格为1400元/吨时,重芳烃分离装置以生产能力利用率表示的盈亏平衡点(BEP)为:BEP=18.94%。计算结果表明,该项目只要达到生产能力的18.94%,也就是主产品偏三甲苯年产量达到1212.16吨,该项目就可以保本。
当重芳烃原料价格为2200元/吨时,重芳烃分离装置以生产能力利用率表示的盈亏平衡点(BEP)为:BEP=39.37%。计算结果表明,该项目只要达到生产能力的39.37%,也就是主产品偏三甲苯年产量达到2519.68吨,该项目就可以保本。

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