[00043687]利用废旧轮胎常压催化裂解生产燃料油及炭黑

　　高科技项目 　　利用废旧轮胎常压催化裂解生产燃料油及炭黑 　　（30万吨级） 　　可行性报告 　　　一、项目市场分析 　　橡胶、轮胎是一种很难降解的物质，甚至100多年都降解不了。目前，处理的方法是再生回收，但消费量有限。废轮胎用来粉碎后作为再生料回收不到50％。还有50％以上未能回收再生；进行填埋显然不可行，因为人类居住的地球村不允许让黑色垃圾覆盖大地；进行焚烧更不可能，我们的天空再也不能遭受大气的污染了。办法总比困难多！人们终于找到了出路：这就是催化裂解的方法。通过裂解反应可以将其改变分子结构，一劳永逸的化害为利、变废为宝。根据实际测算，每公斤废轮胎可以得到45%左右的燃料油，37%左右的炭黑，10%左右的钢丝，5%左右的可燃干气。按照每公斤废轮胎发热量40MJ/KG（与柴油基本相似）计算，若充分利用，等于为人类增加了2000万吨燃油（用废轮胎炼油遍身都是宝，非常合算）。 　　轮胎基本原料是以石油等的提取的物质经化学反应加工而成。废轮胎炼油其原理就是采取催化裂解的方法，在高温条件下经特种催化裂解剂作用，使大分子断链裂化为很小的分子。这些小分子中的C5H12----C11H24等就是汽油组份；C12H26----C20H42为柴油组份。废轮胎炼油时只要通过汽油、柴油不同的蒸发温度段就能得到不同油品。裂化后的液体中大约10%左右为类似汽油轻组份，经过调节可以达到90－93汽油的标准；90%左右为类似柴油的组份，经过调制可以达到0#、-15#、-20#柴油的要求，它们都可以作为工业、民用用的汽油、柴油，甚至作为动力用油。 　　二、原料来源 　　1 废旧轮胎、橡胶各地随处可见，仅废旧轮胎我国每年就有数万条无人问津。 　　2 据我们所进行的市场调查统计表明，随着汽车行业的飞速发展，我国市场上每年约有亿条废旧轮胎产生，全球约10亿条废旧轮胎产生，今后若干年，废旧轮胎将会呈现几何倍增。 　　3 有些国家、有些地区信息闭塞，很多人不了解废旧轮胎资源的巨大商机，大多轮胎被扔掉甚至被焚烧，造成了巨大的资源损失和环境污染。 　　4 地域不同，资源的价格也不一样，废旧轮胎每吨从100元到500元不等。 　　5 废旧橡胶资源不仅仅是轮胎，很多工业、民用橡胶制品不继续使用的都是资源。利用好这些资源是我们保护环境，抓住商机，利国利民的好事。 　　6 废旧资源回收利用政府扶持，国家免税。 　　三、公司组织结构 　　四、项目技术先进性 　　热裂化装置原料可以是油浆、渣油、废机油 。产品汽油经过脱硫后是优质的汽车燃料，重质柴油可作为船泊燃料油或锅炉燃料油，轻质柴油经过催化精制处理后是较好的柴油产品，具有很好的市场前景。该工艺具有流程简单、原料适应性强、技术成熟可靠、投资和操作费用较低等特点。 　　项目采用热裂化的方法将油浆或渣油转变为汽油、柴油、重柴、干气，石脑油、柴油、重柴通过精制可获得合格产品，所以将热裂化装置与精制装置建成联合装置能较好地解决油浆和渣油的深加工与产品的质量问题，具有较高的经济效益和社会效益。 　　五、环保、安全 　　安全性 　　主体设备的安全性。在生产过程中，不可液化的废气主要组分是C1到C4的烷类，直接燃烧有一定的危险性。我们目前的生产工艺中，把它作为燃料烧掉之前，首先使其通过第一道安全装置水封，然后使其通过第二道安全装置燃气喷嘴，使之可以彻底达到安全生产。更要的是采用最新自主知识产权专利技术把主处理器和关键系统的压力、温度有了监控手段，一旦有异常可自动报警，生产过程始终有安全保证。 　　环保性 　　对生产过程中三废的处理。 　　1.废气 　　通过安全装置水封和燃气喷嘴充分燃烧，既消除了废气污染，又节约了大量的燃料；烟尘排放方面可采用枣强ZTC型系列脱硫除尘器，烟尘排放可达到GB 13271—2001相关标准。 　　2.废液 　　油品在处理过程中，会产生一些有弱酸性的废水（每生产1吨油会产生大约50公斤废水，量小，易处理）。通过加入弱减液中和后，把中性废水经过三级过滤，达到无害化后，排到专用的蒸发处理器（其热源采用主体处理器的烟道余热）蒸发,另外还有更专业的废水处理装置，。 　　3.废固体物 　　废塑料通过催化热裂解后，会有一些固体残渣，约占废塑料重量的5%到10%左右。其主要组分是粗碳黑。可以作为生产工业碳黑的原料，也可以和以煤为原料的火力发电厂产生的粉煤灰混合，作为制造粉煤灰砖（一种环保型建筑材料）的原料。由于出灰渣时污染环境卫生，我们采用了国家专利出渣技术。 　　六、工艺流程 　　一、 简介 　　催化裂化是当今重质油轻质化最重要的加工手段之一。为了适应对轻质燃料油需求的增长和原油的重质化，提高原料的掺渣比，某些FCC装置直接加工常压渣油，还有一些FCC装置开始掺炼减压渣油。原料变重给FCC装置带来许多不利影响，特别是结焦和结垢使装置不能正常运行。为了防止装置的结焦和结垢以及维持装置的热平衡，许多炼油厂采用此甩油浆的办法解决这一矛盾。随着原料不断重质化，油浆的产量将进一步增加。因此，它的有效利用越来越受到人们的重视。 　　目前，国内的催化油浆一般作为廉价的重质燃料油出厂。为了取得催化油浆高附加值的产品，人们进行许多研究工作，确定油浆可以进行抽提并能进一步进行深加工。由于油浆含有25%～30%的饱和烃，这部分饱和烃是优质的清洗剂和导热油原料；同时油浆中的芳烃达50%以上，芳烃是一种极有价值的化工产品，产品用途广泛，市场前景广阔。因此催化油浆作为廉价的重质燃料油烧掉是非常可惜的，对其开发利用，将会给社会带来良好的经济效益。 　　中国在油浆利用方面的研究起步较晚，虽然经过近几年的试验和研究，取得长足进展，但仍处于初级阶段，仍需要加大科技力量的投入。由于催化裂化外甩油浆含有35%左右的饱和烃、50%左右的芳烃及胶质沥青质，不同炼油厂FCC装置的油浆性质见表1。经过多年的研究和试验，结果表明通过采用溶剂抽提工艺可以使油浆得到初步分离，分离后的蜡油是清洗剂、导热油和制造橡胶软化剂的优质原料，同时其抽出油含有大量的芳烃（90%左右）通过进一步深加工精制，可制得高附加值的芳烃，从而使油浆得到充分的综合利用。 　　表1 FCC外甩油浆主要成分 　　组成，wt%利津炼油厂茂名石化滨州石化海南炼油厂 　　饱和烃28.532.6830.529.6 　　芳香烃60.955.4858.660.1 　　胶质10.611.9410.910.3 　　密度，g/cm31.0131.00461.0251.0082 　　由于中国油浆深加工利用刚刚起步，中国目前仅有几家生产，处理量不足100kt/a，中国石油林源炼油厂在2002年建成投产50kt/a的油浆抽提装置。而中国催化裂化装置每年外甩油浆3Mt左右，远没有开发利用，因此在开发利用方面具有很大潜力。 　　油浆中大约含30%的饱和烃，50%的芳烃和稠环芳烃，10%的胶质，若将其有效地分离，进行深度加工，可以发挥巨大的经济效益.经过国内众多科技工作者在这方面的研究，其具体工艺如下： 　　1、生产70#沥青和轻柴、重质柴油和石脑油： 　　我们将油浆通过加热炉加热后，将其在反应塔内进行一次性闪蒸。当反应温度在470℃-490℃时，反应出的重油部分是优质的70#沥青和防水材料；分馏出的轻柴、重质柴油，石脑油。详情见下面的产品方案、主要生产设备和工艺流程简图。 　　（1）产品方案 　　70#沥青、轻质柴油、重质柴油、石脑油。 　　（2）主要生产设备 　　表1装置区设备一览表 　　序号项目规格数量 　　１加热炉5000KW 　　2反应塔φ2100*7200*14 　　3分馏塔φ1000*-2750*12 　　4空气罐V=10m3 　　5换热器 　　6机泵Q=15m3/h,H=120m 　　7空气机V=7.5m3/min 　　8原料罐V=1000m3 　　9成品罐V=700m3 　　（3）工艺流程 　　环保工艺演示图： 　　粗炭黑 筛选 磁选 气流撞击粉碎 活化还原 风旋沉降 炭分子鳌合成型 成品碳黑 　　二、 工艺介绍 　　热裂化装置为重油加工比较彻底的工艺，它以减压渣油、油浆、废机油为原料在470℃的高温下进行深度热裂化和缩合反应的热加工过程。生产石脑油、轻质柴油、重质柴油、70#沥青、燃料气。 　　工艺介绍 　　热裂化装置的工艺流程由不同的类型，就生产规模而言，有一炉两塔流程。其特点是将渣油以很高的流速，在高热的条件下以强烈喘流通过加热炉炉管，在很短时间内通过渣油或油浆的临界裂解温度范围，达到焦化反应温度，并迅速离开加热炉管，进入反应塔的反应空间，使裂化、缩合等到反应塔内进行。 　　原料油经换热（360℃）进加热炉对流段升温到470℃左右，进入分馏塔下部换热段与反应塔顶来的高温油气直接换热，将原料油中轻组分油蒸出，同进又加热了原料油。蒸发段温度在360-380℃。若该温度低，冷凝下来的循环油量就大，循环比就大，反之则循环比小。分馏塔底温度控制在385-390℃,并且有塔底循环油泵保持油料的不断循环，以尽量减少塔底结焦的机会。原料油中蜡油以上的重馏分与来自反应塔油气中被凝的循环油一起流入塔底，快速升温到470℃左右。为了减少加热炉管结焦，使油品以强烈湍流状态通过油品的临界反应区，气液混合物流速提高到30-45m/s，达到热裂化装置反应的目的。 　　加热炉出口油料通过高温阀进入反应塔，依靠本身降温放出的显热进行反应，分解生成的油气为460℃左右，从反应塔顶引出，进入分馏塔与原料油换热后分割为汽油、柴油、重质柴油以及气体。缩合生成的反应层从下至上逐渐焦结在反应塔内壁。 　　反应塔是间歇操作，切换周期一般为23天，除焦等其它操作时间20天。在生产中反应塔反应及泡沫层料位逐步达到全塔高度的2/3-3/4即停止进料，切到另一个反应塔。反应塔停止进料后，必须立即吹汽，赶走残余油气，减少反应的挥发分。最后进行除焦。干气通过脱硫塔进入干气罐供全厂燃烧。 　　控制方案介绍 　　1、分馏塔顶液位控制LIC1105串级控制 　　2、反应塔顶出口温度控制TIC1110串级控制反应塔A、B顶出口温度控制一般采用与急冷油入反应塔流量FIC1109进行串级调节控制。 　　3、分馏塔原料油进料温度TIC1115分程控制分馏塔原料油进料温度调节TIC1115选用分程调节，分别对应0-50%和50-100%进行控制，在中间点设定一定的死区进行控制。 　　4、加热炉出口温度串级选择控制炉出口温度用出口温度与炉膛温度组成串级控制，出口温度可主环单投；调节机构既可以是燃料气，又可以是燃料油。 　　5、加热炉热效率 　　七、项目效益分析 　　出油率45%，每吨毛油按3800元计算 　　30万吨*45%*3800=5.13亿元 　　出炭黑率30%，每吨炭黑按500元计算 　　30万吨*30%*500=0.45亿 　　出钢丝率10%，每吨钢丝1800元计算 　　30万吨*10%*1800=0.54亿 　　出渣油10%，每吨渣油按1000元计算 　　30万吨*10%*1000=0.3亿 　　利润共计：6.12亿 　　成本分析： 　　轮胎成本：30万吨*（100-500）元=0.3亿 　　每吨加工费包括设备折旧约100元共计0.3亿 　　人力成本共计30人按10个月生产（30*3000*10）共计90万 　　水电费共计：2000万 　　项目总投资1500万元,其中固定资产投资1100万元,流动资金为400万元(项目正常达产后半年内投入)