年产85万吨对二甲苯设计毕业设计.doc

年产85万吨对二甲苯设计
第一章 总说明
1.1 项目概述
对二甲苯（PX）作为基础化工产品，PX已经成为当今人们生活中必不可少的元素，融入人们日常生活的衣食住行之中。目前全球生产的3000多万吨PX，绝大部分都成为聚酯纤维的原料。大量的聚酯纤维被加工成服装，不仅满足全球60多亿人口的穿衣问题，还满足了人们对服装色彩、光泽、褶皱、薄厚、透明度等更多的要求。
在某种意义上，PX解决了自然纤维与粮食争地的问题。我国是一个人口众多、耕地资源相对匮乏的国家。每万吨合成纤维大约相当于7万亩耕地所产的自然纺织纤维。2012年，我国生产合成纤维约2800万吨。如果生产同等数量的自然纤维，则需要耕地近2亿亩。
PX不仅与人们的衣着有关，它也是可以直接入口之物，比如药物胶囊，PX就是原料之一。矿泉水瓶等包装材料的主要原料，也是PX。
PX和人们的住也紧密相关。它是很多建筑材料的原料，也可以用来生产油漆溶剂。随着技术的进步，PX的下游产品PET，正在越来越多地取代铝、玻璃、陶瓷和纸张，应用于电器电子、汽车及机械制造行业。
中国正在进入汽车社会，而汽油中5%左右的成分是PX。PX不但是汽油的重要组成部分，也是生产高品质汽油的必需品。
我国许多城市现在饱受PM2.5之苦。减少城市雾霾的重要途径之一，就是加快汽油质量的升级，降低汽油中的硫含量、提高汽油中的辛烷值。从目前技术而言，提高汽油辛烷值最好、最环保的办法，就是加入芳烃。若不考虑毒性、致癌性，苯是首选。现在，PX成为最优选择。有专家预测，未来汽油中PX的含量，将占比更多。
鉴于PX的应用十分广泛，正处于工业化、城镇化快速发展中的中国对PX的需求量逐渐猛增。
回顾历史，中国的PX发展经历了三个阶段：2000年以前，发展比较缓慢，但供需关系相对平衡，2000年国内自给率为88%;2000年到2010年，中国PX项目迅速发展，生产能力一跃成为世界第一;2010年至今，国内市场需求持续走高，而PX建设却步伐放缓，产能开始无法满足需求。
资料显示，2012年，中国对PX的实际需求为1385万吨，已经成为全球最大的PX消费国，

占全球消费量的32%，但中国PX总产能仅为880万吨，自给率只有63%。
中石化炼化工程公司副董事长张克华指出，最近若干年，国内PX产能以每年10%左右的速度扩张，2011年扩展了100万吨，2012年扩产了290万吨，还是不能满足当前国内的需求。
有专家预计，如果停建或者缓建现在的PX项目，预计到2015年国内PX自给率将降至50%以下。
原料受制于人，导致了化纤产业链的利润整体前移，更多地向PX环节聚集。换言之，海外原料供应商获得了更多的利益，而民族制造业备受挤压。日本、韩国等向中国出口PX产品，较国产材料价格都要高出很多。
从上世纪90年代起，全球对PX的需求量便一直呈增长趋势。从1990年到2004年，PX的年均需求增长率为8.4%。目前，世界PX需求的年增长率约为5.8%。预计到2014年，世界PX需求量将增加到3480万吨。
截至2010年，我国已成为世界最大的PX生产和消费国，产能占全球20%左右，消费量占全球30%左右。由于下游PTA(精对苯二甲酸)产能发展迅速，国内PX生产处于供不应求的局面。中国已投产的PX项目，总产能为876.5万吨/年。“十二五”期间，还将有四个项目上马，其规模都在60万～80万吨之间。
在全球对二甲苯的消费结构中，90%以上的对二甲苯主要生产PTA，2012年在PTA和轻纺行业需求的拉动下，对二甲苯需求继续快速增长；由于过去一年没有新增产能，消费增速明显高于产量增速，供需缺口进一步加大。
PTA产能的投放主要集中在2011-2014年，其中2011年下半年投放约485万吨，2012年投放1250万吨，预计2013年投放770万吨。与上述两者相比，对二甲苯产能释放的步伐显然来得太过缓慢，2011年和2012年每年投放的对二甲苯产能在100万吨上下，远不及下游PTA和聚酯的扩张速度，因此造成了国内对二甲苯供应偏紧的格局，而且在2013年对二甲苯供应紧张态势不改，对二甲苯主导产业链的格局在2013年并不会发生改变，对二甲苯价格维持高位运行仍将是大概率事件。
1.2 建设项目意义
对二甲苯是石化工业的基本有机原料之一， 在化纤、 合成树脂、 农药、 塑料、医药等众多化工生产领域有着广泛的用途。用它可生产精对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT），PTA 或 DMT 再和乙二醇反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），即聚酯， 进一步加工纺丝生产涤纶纤维、聚酯树脂以及轮胎工业用聚酯帘布。 PET 树脂还可制成聚酯瓶、 聚酯膜、 塑料合金及其它工业元件等。除此之外， 对二甲苯在医药上也有用途。
随着我国经济的快速发展，邻二甲苯和对二甲苯作为最重要的基本有机化工原料，其需求呈快速上升态势，国内存在较大缺口。充分利用安庆石化资源，发展产业链，来满足企业生产发展的要求及市场需求。
综上所述，我们认为，利用国内当今形势和政策，上一套对二甲苯等系列产品的装置， 这样既可增加公司的经济总量和抗风险能力，又可为企业和国家提供可观的经济效益和社会效益。在未来几年下游产能扩张的强大需求面前我们将适时扩产，立足国内，稳步挺进国际市场，并和日韩一起掌握PX的市场话语权。
第二章 市场分析
2.1 产品性质及用途
对二甲苯又称1，4-二甲苯，为苯的一种衍生物，重要的化工原料。是无色液体，低温时成片状或柱状结晶体，相对密度（d420）0.8611,（d425）0.8610。其分子式C8H10，分子量106.17，熔点13.263℃，沸点138.37℃，折射率（nD21）1.5004，闪电27.2℃，爆炸极限1%-6%（体积）。不溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯、丙酮。
对二甲苯是石油化工的基本有机原料之一，在化纤、合成树脂、农药、塑料、医药等众多化工生产领域有着广泛的用途。用它可生产精对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT），PTA或DMT再和乙二醇反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），即聚酯，进一步加工纺丝生产涤纶纤维、聚酯树脂以及轮胎工业用聚酯帘布。PET树脂还可制成聚酯瓶、聚酯膜、塑料合金以及其它工业原件等。除此之外，对二甲苯在医药、涂料、染料上也有用途。
2.2 国际市场生产及消费状况
90 年代以后,我国聚酯行业迅速发展，带动了国内对二甲苯生产能力和产量不断增加。由于生产能力的增长速度落后于消费的增长速度,造成国内对二甲苯供应缺口很大，每年都要从国外进口大量的对二甲苯以弥补国内生产能力的不足。但是，世界范围内的对二甲苯供需状况是供大于求。
表1 2005 年世界对二甲苯供需情况 万吨/年
地区
产能
产量
进口量
出口量
表观消费量
亚洲
1559
1508.8
643.6
508.7
1632.2
中东欧
47.8
32.6
3
17.3
18.3
中东
133.5
84.5
9.5
40.1
53.9
北美
586.6
509.8
67.3
176.1
407.8
中/南美
27
19.3
5.4
3
21.9
西欧
240
220.4
71.1
49.6
246.7
世界合计
2593.9
2375.6
799.9
794.8
2380.8

2005年，全球最大对二甲苯生产厂商是埃克森美孚公司和BP公司，其能力分别达 326 万吨/年和290万吨/年，分别占全球总能力的12.6％和11.2％，较上年略有下降。其中，前者新增能力10万吨/年，后者能力仅增加2万吨/年。
表2 2005年世界主要对二甲苯生产商产能 万吨/年
序号
生产企业
生产能力
占全球总能力
1
埃克森美孚
326.4
12.6%
2
BP公司
289.5
11.2%
3
中国石化集团
186.8
7.2%
4
信诚工业
167.7
6.5%
5
新日本石油
91.3
3.5%
6
雪佛龙德士古
91.3
3.5%
7
科克工业
88.5
3.4%
8
KP集团
70
2.7%
9
台塑集团
68
2.6%
10
SK集团
65
2.5%

其他
1149.4
44.3%

合计
2593.9
100.0%

世界前10位的生产厂商能力占全球总能力的55.7％，较上年下降了3.2个百分点。其中亚洲公司仍占据6席，能力占全球的25％，所占比例下降了2个百分点由于位居前两位的欧美公司能力扩充及中东地区对二甲苯生产商的增多，亚洲对二甲苯供应商占全球的比例有所下降。
2005年全球对二甲苯用于生产 PTA 的量为2184万吨，较上年增长7％；约占总消费量的91.7％，较上年提高了1.1个百分点。DMT生产消耗对二甲苯的量继续下降，所占比例仅为8.2％，较上年下降了1.2个百分点。2006年世界对二甲苯的生产能力为2752.7万t /a， 产量为 2489.4万t，装置平均开工率为90.4%。其中：亚洲的生产能力和产量都位居世界第一位，分别是1748.4万 t /a及1689.5万t；产能和产量最大的国家是美国，分别为480.9万t /a和348.5万t。
2006年世界最大的对二甲苯生产商是美国的埃克森美孚公司，其生产能力为330万t /a，约占世界总产能的12%；其次是英国BP公司，其生产能力为303万t /a，约占总产能的11%。
2008年全球对二甲苯的生产能力约为3200万吨。预计今后几年的年均增长率为6.5%，2015年将达到约4450万吨。
2011年世界对二甲苯生产能力预测见表3。
表 3 2011 年世界对二甲苯生产能力预测
区域∕国家
2011 年生产能力/(万t·a-1)
区域∕国家
2011 年生产能力∕(万t·a-1)
北美
589.5
中东
359.2
美国
490.2
亚洲
2756.4
加拿大
35.0
日本
387.7
墨西哥
34.3
中国
880.3
南美
23.0
其它
1588.4
西欧
249.0
总计
4074.1
中东欧
97.0

2006年世界对二甲苯产量为2489.4万t，消费量为2498.9万t，供销基本平衡。对二甲苯是一种重要的有机化工原料，主要用于生产精对苯二甲酸(PTA)、对苯二甲酸二甲酯(DMT)。 今后几年随着聚酯工业向亚洲地区转移，地区内PTA新建装置也不断增加，亚洲对二甲苯的需求将十分旺盛，并拉动全球对二甲苯的产能及产量迅速增长。2008年全球对二甲苯的需求量约为3000万吨，预计未来几年的年均增长率为6.9%，预计到2011年，生产能力将达到4074.1万t/a，年消费量将达到3295.9万t，表4为2011年世界对二甲苯需求预测，至 2015年将达到约4470万吨。其中北美和欧洲的消费量分别为400万吨和215万吨。
表 4 2011年世界对二甲苯需求预测
区域∕国家
消费量∕万t
消费年均增长率∕%
北美
419.3
1.4
美国
278.2
0.5
加拿大
32.3
-1.4
墨西哥
108.8
5.1
南美
57.8
21.2
西欧
252.0
1.2
中东欧
109.6
29.5
中东
87.9
4.7
亚洲
2369.3
6.3
日本
74.2
-8.1
中国
992.3
17.0
其它
1302.8
2.0
总计
3295.9
5.7

2.3 国内市场生产与消费现状
2002年我国对二甲苯产量147.5万t，进口量27.5万t，出口量3.5万t，表需求量171.5万t。从1996年到2002年，对二甲苯表观需求量的年均成长速度为11%，同期产品净进口量的成长速度为31%，2002年对二甲苯的净进口量占表观需求量的14%。
2005年，我国对二甲苯生产能力达到297万t/a，产量约230万t，进口量达160.8万t。
2006年国内对二甲苯总生产能力约为368.1万吨/年，产量为278.89万吨，表观消费量为453.13万吨。2000-2006年间，国内对二甲苯的生产能力、产量和表观消费量年均增长率分别为15.2％、14.0％和20.9％。
2007年国内对二甲苯生产能力为368.1万t/a，产量为350万t左右，生产企业共有9 家，装置共有11套。其中，最大的对二甲苯生产装置为扬子石化，生产能力为80万t/a；位居第二的是辽阳石化，生产能力为75.8万t/a。未来几年我国PX 产能将有较大幅度的增加，据我国对二甲苯现有产能和国家规划产能计算，预计到2010年我国对二甲苯产能有望达到989.1万t/a，比2007年新增621万t/a，届时对二甲苯年产量约为820万 t。
我国对二甲苯主要应用于PTA的生产。由于近几年来我国PTA新建项目绝大多数未配套建设对二甲苯装置，而新建和扩建对二甲苯装置因种种原因进展缓慢。2007年我国对二甲苯产量为350万t，表观消费量为615万t，净进口量为265万t，市场缺口达到顶峰。2008 年，我国对二甲苯的产量为317万吨，同比下降了15.1%。2000-2008年我国对二甲苯供需情况见表5。
表5 2000--2007年我国对二甲苯供需情况
年份
产能∕（万t· a-1）
产量∕万t
进口量∕万t
出口量∕万t
表观消费量∕万
自给率∕%
2000
157.4
127.0
20.4
2.1
145.3
87.4
2001
165.6
145.4
17.4
6.4
156.4
93.0
2002
165.6
147.5
27.5
3.5
171.5
86.0
2003
210.6
157.1
101.9
8.9
250.1
62.8
2004
212.6
188.0
113.7
3.2
298.5
36.0
2005
268.1
223.4
160.8
6.3
377.9
59.1
2006
298.1
278.9
184.0
9.8
453.1
61.6
2007
368.1
350.0
290.0
25.0
615.0
56.9
2008
464.04
317
340.3
44.8
613
51.7
2009
—
485.50
370.53
33.33
822.70
59.01
2010
—
601.10
352.72
20.97
932.85
64.44

从对二甲苯的下游需求看，PTA为鼓励项目类，对二甲苯的发展应以最大限度的满足其需求。根据《精对苯二甲酸“十一五”建设项目布局规划》，预计2010-2020年， 我国PTA产能扩张速度仍将有增无减，到2015年国内PTA产能将达到4000万t/a。届时对二甲苯自给率将有所提高，对二甲苯市场的竞争将加剧，但国内对二甲苯供应还将存在少量缺口。2010--2020年我国对二甲苯预测见表6。
表6 2010--2020年我国对二甲苯供需情况
年份
产能∕（万t· a-1）
产量∕万t
需求∕万t
2010
—
601.10
932.85
2015
4607
3750
3750
2020
5120
4480
4480
2.4 对二甲苯的进出口分析
对二甲苯是国内非常紧缺的化工原料，市场缺口非常大，2003年进口量由前一年的27万吨猛增到100万吨以上。
2006年国内对二甲苯进口量为184.02万吨，比上年增长14.4％。由于国内产能的增加，2006年PX出口量大幅增长，全年出口达到9.78万吨，同比增长55.5％。主要出口到韩国、台湾、新加坡和泰国等国家和地区。贸易方式由2003年前的一般贸易为主转变为以转口贸易和来进料加工贸易为主。2006年，我国对二甲苯出口主要集中在辽宁省和浙江省。
2007年，由于国内对二甲苯产不足需，供需矛盾严重，需大量进口。
2007-2008年国内对二甲苯进出口量如表7所示。
表7 2007-2008年国内对二甲苯进出口量
年份
进口量∕万t
出口量∕万t
净进口量∕万t
2007
390.31
25.20
265.11
2008
340.3
44.80
285.5
2.5 对二甲苯的价格分析
国际市场对二甲苯价格波动较大，1994-1995年间创1400美元/吨高价期，达到峰值。1995年后，由于世界PX能力增长，同时当时世界石化产品普遍进入了低谷期， 价格大幅回落， 1999年国际市场对二甲苯价格仅400美元左右。2003年开始进入又一个高峰时期，2007年上半年，亚洲地区对二甲苯合同货平均结算价格为1108美元/吨。
随着国际石油价格的高位波动运行，我国国内对二甲苯价格自2003年以来出现明显上涨趋势，2003年国内对二甲苯平均价格为5787元，2006年国内平均价格已上涨至10780元， 较 2005年上涨了21.9％。2000-2006年国内对二甲苯价格走势如图1。

图1 2000-2006年国内对二甲苯价格走势
进入2006年， 随着下游PTA的需求进一步增大， 国内对二甲苯价格一路上升，于9月份达到13530元/吨的高点，此后逐渐下降，年底降至11000元/吨左右。2005-2006年国内对二甲苯价格走势见图2。

图2 2005-2006年国内对二甲苯价格走势
表8为美国、西欧和日本2005-2007年对二甲苯的价格。从表8可以看出，2006年世界对二甲苯的价格处于高位，2007年有所回落，幅度较小。
表8 2005-2007年对二甲苯的价格 美元∕t
年份
美国
西欧
日本
平均价
2005
1013
746
817
859
2006
1223
879
962
1021
2007
1197
844
984
1008
2007年1月到2月中旬，国内对二甲苯市场价格一路下挫，从年初的11 800元/t 跌到9900 元/t左右；从2月中旬开始震荡攀升；到了6月中旬，价格回到了年初的11 800元/t；从6月中旬到9月初滑落到全年的最低价9760元/t；从9月开始，国内市场价格开始回升，年末以10000元/t收盘。2009年10月各产品的出厂价格见表9所示。
表9 2009年10月各产品的出厂价格
产品名称
产地
出厂价格
石脑油
中国中石化
5000-5050元/t
混合二甲苯
中国中石化
6350元/t
邻二甲苯
中国中石化
7000元/t
对二甲苯
中国中石化
9800元/t
国内对二甲苯价格变化主要受以下原因的影响：(1)原油价格影响；(2)国际市场行情变化；(3)国内市场供需状况的影响。
随着我国经济的快速发展，邻二甲苯和对二甲苯作为重要的基本有机化工原料，其需求呈现出强劲的增长态势。受下游产品(主要是苯酐和PTA工业)的迅速发展，未来几年的邻二甲苯和对二甲苯市场需求将呈快速上升态势， 由于装置产能的建设远落后于需求的增长，中国邻二甲苯和对二甲苯的需求和产量之间的缺口将进一步扩大。显然，邻二甲苯和对二甲苯在我国是一个亟待发展的产业。
第三章 产品方案及生产规模
3.1产品规模
根据国内对二甲苯市场现有情况并结合原材料供应情况等因素，新建年产85万t对二甲苯及系列产品。
3.2产品方案
年生产对二甲苯85万t及系列产品，年操作时间7200小时。采用裂解汽油、重整油和外购混合二甲苯分离兼顾的生产工艺，根据市场行情，采购不同的原料进行生产。
3.3产品规格
对二甲苯质量指标
指标名称
指标
外观
无色透明无杂物的液体
纯度∕%（重量）
≥99.2
色度（APHA）
20 以下
相对密度（d415）
0.864--0.866
溴价∕（g∕100g）
≤0.2
非芳烃∕%（重量）
≤0.2

第四章 生产工艺
4.1 工业技术方案的选择
4.1.1 对二甲苯（二甲苯）主要有四种来源：
(1)催化重整
主要用来生产芳烃，催化重整产物中，二甲苯含量的质量分数为22%。
(2)裂解汽油
它是从液态原料，即石脑油、轻油和重柴油经蒸汽裂解制乙烯时的联产物，其中二甲苯含量的质量分数为6.7%。
(3)煤焦油
主要是煤炭工业和冶金工业的副产物。 煤在炼焦炉中高温热解生成的气态和液态产物，以气态形式从炭化室逸出。这种气体称为“荒煤气”，经冷凝、气液分离就得煤焦油。每100t煤炼焦可得到煤焦油4万t。其中二甲苯含量质量分数为5%。
(4)甲苯歧化
甲苯歧化也能得到二甲苯。
重整产物中混合二甲苯占16%-33%。裂解汽油中C8芳烃含量随裂解原料而不同，以乙烷、正丁烷、宽馏分石脑油和轻柴油为裂解原料时，生产454kg乙烯时其C8芳烃分别为 0.9kg、2.3-4.5kg、22.7-52.2kg和38.5-43.1kg。BTX/乙烯比例随裂解原料分子量和加工深度的增加而增加。不同原料来源其C8芳烃组成也不同，C8芳烃来源及其组成见表10。
表10 C8芳烃来源及其组成
组成
重整油
裂解汽油
甲苯歧化
煤焦油
乙苯
15
300
< 1
10
对二甲苯
20
15
26
20
间二甲苯
45
40
50
50
邻二甲苯
20
15
24
20
第二次世界大战以前，对二甲苯主要来源于煤焦油，但由于化学工业对对二甲苯需求的迅速增长，焦油芳烃已不能满足要求，故战后对于对二甲苯来源逐渐转向炼油工业。目前，催化重整和裂解汽油已成为世界对二甲苯的主要来源。 美国对二甲苯来源主要是依靠催化重整， 西欧和日本以裂解汽油为主，因西欧和日本以石脑油和轻柴油作为乙烯生产裂解原料，其裂解汽油中富含芳烃。目前，煤焦油仍是各国最廉价的芳烃来源(主要是苯)，而甲苯和对二甲苯(或二甲苯)则几乎完全来自于石油。
我国石油化工自80年代末期起步，但煤焦油仍是我国芳烃的主要来源。随着我国乙烯工业和炼油工业的发展，裂解汽油和催化重整将成为我国 BTX 的主要来源，也将是对二甲苯的主要来源。
4.2对二甲苯生产工艺选择
对二甲苯是由混合二甲苯通过分离而制得的。二甲苯来源较广，由炼厂得到的混合二甲苯来自重整装置。由芳烃联合装置得到的为对二甲苯，同时可联产邻二甲苯。我国生产对二甲苯的芳烃联合装置分别建在扬子石化公司、上海石化总厂、天津石化公司、辽阳石油化纤公司、齐鲁石化公司和燕山石化公司。除辽阳石油化纤公司采用美国阿科和恩哥哈德联合开发的技术外，其他均采用美国UOP公司技术。
对二甲苯生产工艺一般为重整油和裂解加氢汽油，经芳烃抽提装置以环丁砜为溶剂抽提出C6-C8芳烃，先分离得到苯，C7-C9去歧化和烷基化转移，得富含C6和C8芳烃混合物再回到分馏系统，C8芳烃混合物经过分离得对二甲苯。
(l)联产法——以混合二甲苯为原料
国外邻二甲苯的生产均与对二甲苯的生产同时进行， 即所谓“联产法”。 此法对芳烃联合装置尤为适用。在对二甲苯分离之前先用精馏法将邻二甲苯分离出来。该法是两塔操作。第一塔实现对二甲苯与其他C8异构体分离。该塔的塔板数和回流比与对二甲苯回收率和纯度有关。第二塔实现对二甲苯与C9 +芳烃的分离。塔板数100块，回流比约 5-8。对二甲苯产品纯度一般为95%或96%。联产法生产对二甲苯工艺流程示意如图3。

图3 对二甲苯联产流程
根据国外C8芳烃加工经验表明，把混合二甲苯全部异构为对二甲苯，C8芳烃收率只有83%，而当联产邻二甲苯与对二甲苯时，其异构化C8芳烃收率可提高到91%。联产法比单产对二甲苯，其工艺流程简单，投资少，操作费用低，C8芳烃利用率高，装置操作富有弹性，装置处理能力增大，能耗低和经济效益显著等优点。
(2)裂解汽油为原料
以裂解汽油为原料生产对二甲苯工艺流程如图4所示。
以裂解汽油为原料生产对二甲苯，其加工流程长，收率低，成本高，资源利用水平低，芳烃损失大。如将裂解汽油进行芳构化制BTX，能大幅度增产芳烃。使原有芳烃含量从35.6%提高到73.11%，使对二甲苯含量由裂解汽油芳构化前的1. 29%提高到芳构化后的3.39%，增加了对二甲苯的产量。

图4 裂解汽油生产对二甲苯流程
(3)重整油和裂解汽油联合生产对二甲苯
以催化重整油和裂解汽油为原料，联合生产对二甲苯也是国外生产芳烃或对二甲苯的常用方法，其生产示意流程见图5。
此流程特点是将催化重整油和裂解汽油一起来生产对二甲苯，同时生产苯、甲苯、混合二甲苯等产品，生产流程灵活，可根据市场需求调整产品比例；使资源充分而合理利用，经济效益显著；流程合理，投资省，能耗物耗低；歧化、异构化与二甲苯生产一体化，能提高对二甲苯产量。

图5 重整油和裂解汽油联合生产对二甲苯流程
(4)C8芳烃非临氢异构化
C8芳烃单产对二甲苯的异构化工艺流程见图6。
采用分子筛非临氢异构方法，与精馏配套生产对二甲苯，流程设备简单，反应温度低，反应周期长，异构化选择性好，二甲苯损失率低，并可同时使原料中乙苯转化。反应不需氢气，能用不切除乙苯的重整二甲苯为原料， 因此具有较大的灵活性。但该法投资高，能耗高和效益差。随着我国炼油加工和乙烯工业发展，用此法来生产对二甲苯有待评估。

图6 C8芳烃异构化生产对二甲苯流程图
4.3生产工艺流程
通过对现有二甲苯的生产工艺的优缺点进行比较，根据国内对二甲苯市场现有情况及原材料的供应情况，拟建项目采用裂解汽油和重整油为原料，裂解汽油和重整油经过加氢、抽提、异构化、歧化、分离精制等一系列过程，得到对二甲苯。其简单工艺流程见图1。

图1 简单工艺流程
4.3.1加氢单元：
裂解汽油首先进行预分馏，先进入脱C5塔将其中的C5及C5以下馏分从塔顶分出，然后进入脱C9塔将C9及C9以上馏分从塔釜除去。分离所得的C6～C8中心馏分送入加氢反应器，同时通入加压氢气进行液相加氢反应。

4.3.2芳烃抽提单元：
加氢裂解汽油和重整油，经分离塔分离，C8芳烃可送至二甲苯分馏单元，C9芳烃送至歧化单元，塔顶为碳六及碳七馏份，送入芳烃抽提单元。在此，可分出苯、甲苯和抽余油（非芳烃）。苯作为产品出售，甲苯则送至岐化单元作为增产二甲苯的原料，少量甲苯可作为产品出售。抽余油也可作为产品出售。

4.3.3二甲苯分馏单元：
精馏塔及异构化单元分离塔的釜液（C8+馏分）送入二甲苯分馏单元，在此有脱C8塔分出C8+馏份，由碳九塔分出C9和C10+芳烃，由邻二甲苯塔分离出邻二甲苯。分离出的C8+馏分送至吸附分离单元，以分离出对二甲苯产品。所得C9芳烃可作为歧化单元原料，所得C10+芳烃可用于调和燃料油。
4.3.4对二甲苯分馏单元：
二甲苯分离塔塔底的馏分进入对二甲苯分离塔中， 在此对二甲苯作为产品分出来。

4.3.5岐化单元：
采用UOP的Tatoray工艺或MobilIFP(MTDP-3)工艺。甲苯和C9芳烃送入歧化单元，通过甲苯歧化和烷基转移而增产二甲苯。由歧化单元生产的二甲苯送入吸附分离单元，而副产的苯经苯塔分离作为产品送出。

4.3.6分离吸附单元：
采用UOP公司的Parex工艺。由二甲苯分馏和歧化单元所得 C8+芳烃送入吸附分离单元， 在此分离出对二甲苯产品。 而分离所得间二甲苯、 邻二甲苯和乙苯混合物则送至异构化单元。

4.3.7异构化单元：
采用UOP的Isomar工艺。经吸附分离单元分离对二甲苯后所得到的间、邻二甲苯和乙苯混合物送至异构化单元，在此通过异构化反应使间、邻二甲苯及乙苯形成新的间、邻、对二甲苯的平衡组份。实际上即将间、 邻二甲苯和乙苯转化为对二甲苯。

4.4主要工艺设备
设备名称
数量
异构化反应器
1
加氢反应器
1
加热炉
3
歧化反应器
1
分馏塔
6
分离器
若干
冷却器
若干
氢气压缩机
4
氢气循环机
4
吸附分离塔
1

第五章 物料衡算及能量衡算
5.1 概论
物料衡算是推导描述物质运动规律数学模型的直接而简便的方法。所谓物料衡算是指在质量守恒基础上，对任一过程单元按单位时间内，体系所含物料总质量必等于进入体系的总质量减去从体系流出的总质量所进行的运算。简言之，即质量守恒原理在一个过程单元中的应用。物料衡算可得到一组代数方程或微分方程。对于体系内任一点的参数完全不随时间而变化，且只含一个因变量的连续稳定过程，所得代数方程就是该过程的数学模型。
物料衡算可对一个工厂生产的全过程，一个工序或一台装置做出。对于现有生产过程。物料衡算提供表示生产运作正常与否、问题所在和改进途径的参考数据；对于新建装置和生产过程，则可为设备设计、过程优化、过程控制和经济评估等提供必要数据。
5.2 衡算方法
物料衡算的理论基础是质量守恒定理。它是研究某一体系内进出物料量及组成的变化。进行物料衡算时，首先必须确定衡算的体系。
对一般体系，均可表示为：
（物料的积聚率）＝（物料进入率）－（物料流出率）＋（反应生成率）－（反应消耗率）
当系统没有化学反应时，则：
（物料的积聚率）＝（物料进入率）－（物料流出率）
在稳定状态下，该定律规定了进入系统的所有物流的总质量等于所有引出物流的总质量，所有进入的原子总数等于所有引出的原子总数，若没有化学反应发生，则所有进入过程的任一化合物的摩尔流量必然等于离开该过程的同一化合物的摩尔流量：
（物料进入率）＝（物料流出率）
5.2 物料衡算
5.2.1重整油可直接作为原料买入，亦或买便宜的石脑油催化重整制备。

催化重整如下:

5.2.2芳烃抽提

5.3.3吸附分离

第六章 主要设备设计与选型
6.1 设计原则、要求
6.1.1 反应器设计原则
（1）具有适宜的流体力学条件，通过搅拌使液体处于均匀状态，流动性能好，有利于热量传递和质量传递；
（2）合理的结构，能有效的加速反应；
（3）保证压力和温度符合操作条件；
（4）操作稳定，调节方便，能适应各种操作条件的变化。
6.1.2 塔设计原则
（1） 具有适宜的流体力学条件，达到气液两相的良好接触；
（2） 结构简单，处理能力大，压降低；
（3） 强化质量传递和能量传递。
6.1.3 泵设计要求
（1）必须满足流量、扬程、压力、温度、气蚀余量等工艺参数的要求；
（2）必须满足介质特性的要求；
（3）必须满足现场安装的要求。
6.1.4 换热器设计要求
（1）物料的安排必须合理；
（2）考虑进出口温度选择合适的加热剂及冷却剂；
（3）能耗低、传热效率高、维修方便。
6.2标准设备设计

第七章 投资与经济分析

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 
指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名： 日期： 年 月 日

学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。

作者签名： 日期： 年 月 日
导师签名： 日期： 年 月 日
致 谢

时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。
首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。
首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。
其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。
另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。
最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。

致 谢

四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。
回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。
学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。
在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，