5万吨/年苯加氢项目建议书
1项目背景
1.1 项目名称
粗苯加氢精制项目 1.2 项目建设规模
建设规模：5万吨/年 1.3 项目建设地址
黑龙江省七台河新兴煤化工循环经济产业园区 1.4 项目提出背景
2011年七台河市焦炭产能达到1000万吨，可以产生总量为25亿立方米的剩余煤气、45万吨煤焦油、12万吨粗苯。如果从黑龙江省范围考虑，按黑龙江省焦炭产量1500万吨计算，可以产生37.5亿立方米剩余煤气、67.5万吨煤焦油、18万吨粗苯。已经具备了向产品品种结构上深度开发的条件。目前生产的多数是化工的基础原料，是化工产品产业链的基础产品，是精细化工产品的“粮食”。要改变现有“只卖原粮”的局面，向精细化工领域迈进。
七台河市煤化工产业下步发展要继续以建立完善循环经济体系为重点，按照“稳煤、控焦、兴化”的总体发展思路，依托煤焦油、焦炉剩余煤气、粗苯这三条线，整合资源、集中优势，继续寻求延伸产业链条，搞好资源综合利用和延伸转化，实现资源循环利用、综合开发、高效增值，不断扩大煤化工产业的整体规模，形成全市工业经济加快发展新的增长极。
新兴煤化工产业园区位于七台河市新兴区辖区内，园区现有面积约4.7平方公里，一期增加2.9平方公里，达到7.6平方公里；二期将长兴乡马鞍村整村搬迁至长兴村，增加5.5平方公里，总体达到13.1平方公里；三期增加8.7平方公里，最终园区面积将达到21.8多平方公里，新兴煤化工产业园区是一个以煤焦化及下游产品为主体的产业园区。园区功能齐备，水、电、路等基础设施建设基本到位。
基于上述政策和资源条件，提出一系列煤焦油项目，5万吨/年苯加氢项目是其中之一。 2产品性质与用途概述
2.1产品的理化特性 2.1.1 苯的理化性质
纯苯在常温常压下为具有芳香气味的无色透明挥发性液体。沸点80.1℃，能放出有毒蒸气。苯是一种不易分解的化合物，与其它化学物质发生反应时，其基本结构不变，仅仅是苯环中的氢原子被其它基团取代而已。苯的蒸气能与空气形成爆炸性的混合物。液态苯比水轻，但其蒸气比空气重，遇到高热或明火极容易引起燃烧和爆炸。苯蒸气能扩散很远，遇到火源就燃烧，并能把火焰沿气流引回来。苯容易产生和积聚静电。苯与氧化剂接触反应激烈。苯难溶于水，但易溶于酒精、乙醚、丙酮、氯仿、汽油、二硫化碳等有机溶剂。
焦化苯的质量标准GB/T 2283-2008如表1：
项目
外观
颜色（铂-钴） 不限于 密度（20℃）/（g/cm3）
苯的含量（质量分数）/% 不小于 甲苯的含量（质量分数）/% 不大于 非芳烃的含量（质量分数）/% 不大于
馏程[大气压101.325Pa，（包括80.1℃）]/℃
不大于
优等品
一等品
合格品
透明液体，无可见杂质 0.878~0.881 99.90 0.05 0.1
---
20#
0.876~0.881 99.60 --- --- --- --- --- ---
0.9
表1 焦化苯质量标准
2.1.2 甲苯的理化性质
甲苯为无色有折射力的易挥发的液体，气味似苯。相对密度0.866(20/4℃)。熔点-95～-94.5℃，沸点110.4℃，自燃点480℃。蒸气与空气混合物的爆炸极限1.27～7%。几乎不溶于水，与乙醇、氯仿、乙醚、丙酮、冰醋酸、二硫化碳混溶，遇热、明火或氧化剂易着火。遇明火或与下列物质反应：(硫酸+硝酸)、四氧化二氮、高氯酸银、三氟化溴、六氟化铀，引起爆炸。流速过快(超过3米/秒)有产生和积聚静电危险。
焦化甲苯的质量标准GB/T 2284-2009如下表：
项目
外观
优等品
一等品
合格品
透明液体，无沉淀物及悬浮物 颜色（铂-钴） 不大于 密度（20℃）/（g/cm3）
酸洗比色（按标准比色液） 不深于 苯的含量（质量分数）/% 不大于 非芳烃的含量（质量分数）/% 不大于 C8芳烃（质量分数）/% 不大于 总硫/（mg/kg）
溴价（g/100ml） 不大于 水分
馏程[大气压101.325Pa，（包括80.1℃）]/℃ 不大于
20#
0.864~0.868 0.861~0.870
0.15 0.20 0.25 0.10 --- --- 1.2 --- --- 0.10 --- --- 2 150 --- --- --- 0.2
室温（18~25℃）下目测无可见不溶解水
---
1.0
2.0
表2 焦化甲苯质量标准
2.2产品的用途 2.2.1 纯苯的用途
我国纯苯消费结构如下：27.25%用于合成苯乙烯，聚酰胺树脂（环己烷）约占12.65%，苯酚约占11.37%，氯化苯约占10.98%，硝基苯约占9.8%，烷基苯约占7.84%，农用化学品约占5.65%，顺酐约占4.71%，其它医药、轻工及橡胶制品业等约占9.84%。苯乙烯是纯苯最主要的消费用途，生产能力约70～100万吨/年。环已烷是仅次于苯乙烯的纯苯消费产品，主要用于生产尼龙6和尼龙66等产品，国内产能达到30～45万吨/年。苯酚是消耗纯苯较多的化工产品之一，我国苯酚的需求增长较快，氯化苯的产量约为20万吨/年，对纯苯的需求量将以年均3%的速度增长。硝基苯产量约为25万吨/年，预计近期内对纯苯的需求将以每年5%的速度增长。烷基苯的产量约35万吨/年，预计近几年对纯苯的需求会以年均5%的速度增长。顺酐的产量增长很快，1990年顺酐产量仅为1.98万吨，目前产量约为7.8万吨/年，其对纯苯的年需求增长率估计将达到7%。蜡、树脂、油的溶剂：合成化学制品和制药的中间体。86%的苯用于制造苯乙烯、苯酚、环乙烷和其他有机物。剩余部分主要用于制造洗涤剂、杀虫剂和油漆清除剂。苯可作为汽油一种成份，含量
甲苯大量用作溶剂和高辛烷值汽油添加剂，也是有机化工的重要原料，但与同时从煤和石油得到的苯和二甲苯相比，目前的产量相对过剩，因此相当数量的甲苯用于脱烷基制苯或歧化制二甲苯。甲苯衍生的一系列中间体，广泛用于染料、医药、农药、火炸药、助剂、香料等精细化学品的生产，也用于合成材料工业。甲苯进行侧链氯化得到的一氯苄、二氯苄和三氯苄，包括它们的衍生物苯甲醇、苯甲醛和苯甲酰氯（一般也从苯甲酸光气化得到），在医药、农药、染料，特别是香料合成中应用广泛。甲苯的环氯化产物是农药、医药、染料的中间体。甲苯氧化得到苯甲酸，是重要的食品防腐剂（主要使用其钠盐），也用作有机合成的中间体。甲苯及苯衍生物经磺化制得的中间体，包括对甲苯磺酸及其钠盐、CLT酸、甲苯-2,4-二磺酸、苯甲醛-2,4-二磺酸、甲苯磺酰氯等，用于洗涤剂添加剂、化肥防结块添加剂、有机颜料、医药、染料的生产。甲苯硝化制得大量的中间体，可衍生得到很多最终产品，其中在聚氨酯制品、染料和有机颜料、橡胶助剂、医药、炸药等方面最为重要。
3国内纯苯生产状况、市场简要分析
3.1焦化纯苯国内生产状况 3.1.1酸洗法生产纯苯现状
目前酸洗法生产的纯苯主要用于医药、农药、合成橡胶、树脂、染料、溶剂等等，由于酸洗法生产苯工艺落后而且对环境污染比较严重，目前大城市已逐步的取缔和搬迁。国家考虑到人们健康的要求，早已限制酸洗苯在某些领域的使用，国家发改委也将酸洗法工艺列入了淘汰技术目录予以限制，这样导致了酸洗苯产量的增幅下降。据有关资料显示2003年、2004年、2005年酸洗苯产量分别为47万吨、52万吨、55万吨，2004年比2003年同比增长了10%，2005年比2004年同比增长了6%，增幅明显下降。但是，酸洗苯在价格方面有很大的优势，下游生产企业仍在不断的加大需求以降低生产成本，因此，酸洗苯受下游产品需求的支撑，预计产量将保持一段平稳后，逐步进入下降通道。
2005年我国酸洗工艺产能较大，累计生产能力在88.5万吨左右，消耗粗苯126万吨左右。由于酸洗苯销路不畅导致产量下降，大部分企业以销定产，装置负荷平均不足65%，尤其是山西厂家装置负荷更低，平均不足50%，经市场实际调查2005年酸洗苯产量在55万吨左右，按照工艺计算消耗粗苯在70万吨左右。上述酸洗苯生产主要集中在全国年产上万吨的38家加工企业。实地考察和各种信息显示2005年国内酸洗苯产地分布见下表：
国内主要酸洗法焦化纯苯生产区域产能及产量如表3所示。 主要区域 建成产能（万吨/年） 产量（万吨/年） 山西 河北 河南 山东 东北 江苏
湖南、湖北、四川 内蒙 其他（四个大钢厂和部分小企业） 合计
21 10 5 14 6 14.5 6 2 2 8 88.5
10 7 3 9 5 9 3.5 1.5 1.5 6 55.5
表3 国内主要酸洗法纯苯生产区域能及产量 从上表可以看出酸洗苯生产能力达到88.5万吨，而实际产量仅有55.5万吨，能力明显过剩。今后几年除在建的陆续投产和民间小规模投资外，不可能有大的装置投建。另外，酸洗苯2005年消耗粗苯70万吨左右，占粗苯产量的60%，无论从产量和消耗都占据着焦化纯苯的主导市场。 3.1.2加氢法生产纯苯现状
近年来国际石油价格居高不下，带动了下游产品石油苯价格的不断攀升，价格由2004年初的5000元/吨左右，上升到最高10500元/吨左右，目前价格在7000元/吨左右。苯加氢工艺生产的纯苯，在质量上不仅完全达到了石油苯的技术指标要求，而且价格上也有很大的优势，目前以粗苯为原料的加氢苯生产成本与以石油为原料的石油苯生产成本相比低1600元左右，最高时生产成本相差3500元，高利润导致了苯加氢工艺的迅猛发展。而且苯加氢工艺能实现甲苯、二甲苯等化学品的有效分离，代表了粗苯精制的发展方向。加氢苯产能、产量，在建项目分布情况见下表：
厂家 山东振兴 山东潍焦 上海宝钢 河北旭阳 山东钢铁 太化宝源 菏泽德润 腾州 盘锦和运 湖北黄石泰华 万昌焦化 山西诚宏 山西三维 鞍山 巨达化工 合计
产能（万吨/年）
10 10 26 10 10 20 5 10 10 5 5 10 20 20 5 115
产量（万吨/年）
10 10 26 10 10 20 5 10 6.5 5 5 10 20 20 5 115
表4 国内主要加氢纯苯生产区域产能及产量
从上表可以看出，加氢苯装置都在满负荷运行，2005年、2006年产能同比增长了38%。2007年新建项目投产后加上原有和2006年投产项目，加氢苯工艺产能达到60万吨，与2006年同比增长幅度为155%，按照理论计算2007年仅苯加氢工艺一项消耗粗苯就达85万吨，占2007年粗苯产量的48%，截止日前，据不完全统计建成产能115万吨，同时重庆佐能10万吨苯加氢项目、河南顺成8万吨/年苯加氢项目、天津天铁10万吨/年苯加氢项目、宁夏亿能公司5万吨/年苯加氢项目目前在建，建成后产能将突破400万吨。苯加氢工艺的发展迅速，必将快速挤占酸洗工艺的焦化纯苯市场。2011年，全国粗苯产量增加到250万吨，原料严重不足，导致企业之间竞争更加激烈，但七台河市粗苯产量18万吨，原料供给有绝对优势。 3.2焦化纯苯市场简要分析
从纯苯的市场需求来看，酸洗纯苯的主要用于生产顺酐、氯化苯、苯酚、溶剂等等。考虑到酸洗纯苯的质量和价格，大部分下游生产厂在满足产品质量的情况下和加氢苯、石油苯掺和使用，因此酸洗纯苯的产量取决于下游生产厂的产量，因酸洗纯苯和加氢纯苯、石油苯在价格上相差1000多元以上，最高时相差2500元，这样的价格优势和使用范围使酸洗纯苯存在一定的市场空间。加氢纯苯由于质量与石油苯相同，产量仅占石油苯产量的5%，再加上加氢纯苯的价格优势，从目前来看市场前景非常好。另外，从我们所掌握的信息测算，加工一吨酸洗纯苯可获利500元左右，而加工一吨加氢纯苯可获利在1500元以上。因此，价格上的优势和良好的市场前景决定了苯加氢工艺的发展势头。
作为占据消费纯苯50%左右的苯乙烯市场，近年来国内消费量年增长率一直在20%以上，虽然产能和产量不断增加，但仍不能满足国内市场需求。2009年我国苯乙烯生产能力达到401.4万吨/年，产量约235.9万吨，进口量364.5万吨，出口量0.78万吨，对外依存度高达43%。近期保持一个中期盘整的格局，但需求较为稳定，因此给纯苯市场以稳定支撑。另外几大消费品种如苯胺、苯酚、硝基氯苯、顺酐等，各产品环比涨幅在4%～10%，市场向好趋势明显，对纯苯需求量明显增长。
焦化纯苯市场价格呈现逐年上涨趋势。在上世纪末，市场供需平衡，纯苯走势不温不火。进入21世纪后，随着石油价格的上升，纯苯价格也在缓慢上涨。从2004年开始，随着化工行业新一轮的上升周期，国际石油价格猛涨，国内能源价格不断攀升，纯苯价格走出了一轮快速飚升的行情。酸洗纯苯价格2004年一年间就由4000元上升到了8700元。加氢纯苯价格2004年一年间就由5000元上升到了10100元。一年时间就成倍上涨。从2005年4月份以后，纯苯的价格经过反复振荡之后，已有所回落，2005年末和2006年初酸洗纯苯价格稳定在4800元以上，加氢纯苯价格稳定在6100元以上。纵观近年来酸洗纯苯价格走势，从4000元左右到目前的5500元左右，加氢纯苯从5000元上升到目前的7000元，其间虽有涨有跌，但总体上走的是一条逐年上涨的趋势.
在未来的三到五年，国际国内将迎来一个能源高价格时代，煤炭、石油这些不可再生的能源价格都上涨到一个较高的价位，将直接导致焦化纯苯的成本升高；产量虽然增长，需求也将同步增大，很难出现供应过剩；另外，石油苯价格将随着石油价格在高位运行，也牵引焦化纯苯价格不会大幅走低。
4工艺技术方案简介
4.1粗苯加氢技术方案简介
焦化粗苯的精制最早是采用酸洗法，由于该工艺存在脱硫效率低、芳烃损失高、产率低、产品质量差、生产成本高、副产酸焦油和残渣处理难度大等问题，造成了不可避免的环境污染。随着我国有机化工高端产品的迅速发展，对原料质量的要求也越来越高，酸洗法所得的芳烃产品质量已无法满足高端化工产品生产的需求，在发达国家早已被淘汰。我国一些企业相继开发了粗苯催化加氢精制工艺，所得焦化苯的品质已经有了很大提高，已能完全替代石油苯。目前，国外采用的粗苯加氢精制工艺按反应温度区分有高温法（600～630℃）和低温法（320～380℃）两种。低温法主要以美国的Axens低温气液两相加氢技术和德国的Uhde低温气相加氢技术为代表。高温法主要以胡德利开发、日本旭化成应用于粗苯加氢的高温热裂解法生产纯苯的Litol法技术为代表。
我国从20世纪70年代就开始从事焦化粗苯加氢精制工艺的研究与开发，并开发成功了中温加氢法和低温加氢法。90年代后，宝钢一期及河南神马先后引进了日本的Litol法高温加氢技术，石家庄焦化厂等企业引进了德国Uhde低温催化加氢、N-甲酰吗啉溶剂萃取法（KK法）工艺技术。目前，浙江美阳国际石化医药工程设计有限公司在吸收国外先进技术的基础上，结合国内的实际经验，开发成功的气相加氢技术已在山西太化投产。 4.2建议工艺方案流程 4.2.1低温法粗苯催化加氢
低温加氢精制工艺是在低温（反应温度280～350℃）、低压（2.4MPa）、催化剂（Co-Mo和Ni-Mo）作用下进行的催化加氢过程，将经脱重装置后轻苯中的烯烃、环烷烃、硫化物、氮化物转化为相应的饱和烃，通过萃取蒸馏法将芳烃和非芳烃分离, 再经精馏可得到高质量的苯、甲苯、二甲苯等产品。其工艺流程见图1。
图1 低温苯加氢工艺流程图
4.2.1高温法粗苯催化加氢
高温加氢精制工艺是在高温（620℃）、高压（5.5 MPa）、催化剂（Co-Mo和Cr2O3-Al2O3）作用下进行的气相催化两段加氢技术，可将轻苯中的烯烃、环烷烃、硫化物、氮化物转化为相应的饱和烃，苯的同系物进行加氢和脱烷基反应，经精馏提取高纯度的苯产品，苯的回收率可高达114%。值得说明的是由于高温催化加氢脱除的烷基可制氢作为氢源，故不需要外界提供氢气，其工艺流程见图2。
图2 高温加氢工艺流程图
5项目实施的经济效益和社会效益简要分析
5.1项目实施的经济效益
粗苯加氢所得的焦化苯要比石油苯成本低1500元/吨左右，所以焦化粗苯精制的利润空间大大的提升，焦化粗苯精制已具有极大的竞争力。
本项目建成后，年处理粗苯5万吨，按目前市场高纯苯、甲苯、二甲苯及加氢项目副产品的价格计算，预计年销售收入3.32亿元（详见表5），生产成本约2.57亿（详见表6），年销售收入税金及附加2660万元，预计可实现利润4683万元。
经估算，本项目总投资1.7亿元，按上述年利润计算，投资回收期为3.6年。 苯加氢项目预计年销售收入如下： 产品 高纯苯 高纯甲苯 二甲苯 非芳烃 C8-C9+馏分 重苯 合计
产量（吨/年）
35400 7560 1940 1060 1000 3000
单价（元/吨）
7000 7200 7000 4500 3400 2700
销售收入（万元）
24780 5443 1358 477 340 810 33208
表5 5万吨/年苯加氢项目年销售收入估算
5万吨/年苯加氢项目主要生产成本估算如下：
序号 项目名称
单位
年耗
单价（元）
成本（万元） 1 1.1 2 3 4 5 6 原材料 粗苯 燃料及动力 人员工资 管理费 设备折旧 年总成本
吨
人
50000
40
4300
30000
21500 21500 2500 120 29 1536 25685
表6 成本估算表
5.2项目实施的社会效益
从目前情况看，该项目的社会效益，主要体现在如下方面：
1、本项目符合国家产业政策，有利于优化地区产业结构，带动周边地区经济发展，增加人民收入。
2、带动相关产业发展。该项目所需建材、原料、包装及服务均可在当地解决，有利于促进建材、机械、建筑、包装、运输、服务等多种产业的发展，激活相关产品生产和服务企业，加快当地经济发展和社会进步。
3、增加就业机会。在项目的建设过程中，可直接为建筑、安装部门提供就业机会，并间接为相关产业提供就业机会；项目建成后，所需工人从当地招聘，分流了当地农村剩余劳动力，缓解社会就业压力，一定程度上维护了社会和谐稳定。
4、促进当地经济发展。项目正常生产后，预计年上缴税金2660万元，对当地经济发展将发挥重要作用。
5、该项目的建设，可为建设单位带来可观的经济效益。装置建成后，可以促进粗苯处理工艺由酸洗法为主向加氢精制法转化的总趋势，集中处理粗苯资源，具有显着的社会环保意义。
