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1、6万吨/年丁二醇工程建议书一、总论工程名称:6万吨/年丁二醇工程建议书工程单位:#工程工作办公室工程拟建地点:#工业园工程建设内容与规模以自然气为原料,建设年产6万吨1, 4-丁二醇装置及配套设施。工程建设年限:20232023年二、工程建设的必要性分析1、1,4-丁二醇概述1,4 - 丁二醇是一种重要的根本有机化工和精细化工原料。尤其 衍生物更是附加价值高的精细化工产品,广泛用作溶剂、医药、 扮装品、增塑剂、固化剂、农药、除莠剂、人造革、纤维、工程 塑料等方面。1,4 - 丁二醇用作制造四氢吠喃(THF、丁内 酯GBL、N -甲基毗咯烷酮(NMP)等。20世纪70年月以来, 由于聚氨酯工业和
2、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)工程塑料的快 速进展,促进了 1,4 - 丁二醇的进展。近年来PBT工程塑料和 PBT纤维,因其易加工,优异的电性能、机械及耐热性能,而 被广泛应用于汽车、机械、电子和电气等工业。PBT纤维具有优 异的弹性优于尼龙),染色性和吸水性好,手感饱满,主要用 于高档运动服,妇女内衣和紧身衣等,具有确定的潜在市场。1,4 - 丁二醇主要有3条产品链:纯度要求比较低。该工艺中催化剂的选择性高,使用寿命长,不 需要更换催化剂,副产物生成量少,几乎能使顺酎全部转化为 1,4 丁二醇,在加氢、回收和提纯工序对工艺条件稍加修改, 也可生产四氢吠喃和Y 一丁内酯。生产过程为:自然气一
3、-液化-正丁烷空气催化氧化)一-顺酎与水充 分接触一-顺酸(在液相中两步催化加氢)一-BDO (精储脱 水)一高纯度产品。工艺说明(1)混合C4加氢使丁烯转化为正丁烷;(2)正丁烷催化氧化成气态顺酎,用溶剂吸取反响生成物,经 过解吸、提纯等工艺将顺酎精制;(3)顺酎与甲醇进展酯化反响,包括单酯化反响和双酯化反响。 双酯化反响用固体酸离子交换树脂作催化剂,使单酯化反响形成 的顺丁烯单甲酯双酯化为顺丁烯二酸二甲酯;(4)顺丁烯二酸二甲酯与氢气经热循环氢气加热、气化、混合 进入固定床加氢反响器进展反响制得BDO,副产四氢吠喃和丫 - T内酯;(5)粗1, 4-丁二醇和四氢吠喃产品通过三个蒸储塔、粗产
4、品 塔、脱轻组份塔和脱重组份塔进展精制,要得到1, 4-丁二醇和 四氢吠喃的最终产品还需三个关心的精储塔。六、主要设备方案一)主要装置及设备 主要装置有精储塔、氧化反响器、甲醇塔、单酯反响器、顺酎气 相氢扮装置、精制塔等。1, 4-丁二醇主要设备表工段 名称工段 名称数量材质形式 备注合成工段乙快低压压缩机合成工段乙快低压压缩机2 C. 1+CLAD W/316SS 国 外供货乙快压缩机 2过滤器2FUNDA过滤器 1BYD反响器 4搅拌器和催化剂加氧工段氮压氧气压缩机 2高压氧气压缩机 2氢加氢反响器 2包括搅拌器和催化剂高压加氧反响器1滴流床反响器氧压BID进料泵高压加氧进料泵3精制工段薄
5、膜蒸发器1真空塔1常压塔乙快压缩机 2过滤器2FUNDA过滤器 1BYD反响器 4搅拌器和催化剂加氧工段氮压氧气压缩机 2高压氧气压缩机 2氢加氢反响器 2包括搅拌器和催化剂高压加氧反响器1滴流床反响器氧压BID进料泵高压加氧进料泵3精制工段薄膜蒸发器1真空塔1常压塔SCHENK304SS国外供货304SS国外供货C. S衬 316LSS国外包括往复式国外供货往复式国外供货CSTR国外供货国外供货催化剂3 往复式国外供货往复式 国外供货C. S/316LSS 国外供货C. SC. S闪蒸塔中间塔304LSS燃烧装置1常规火炬1304LSS3. 4t/h废热锅炉二)环保措施坚持“三同时”原则,坚
6、持“三同时”原则,认真贯彻循环经济、节约资源、清洁生产、预防为主、保护环境的总体原则,乐观承受工艺、技术,最大限 度利用资源,尽可能将“三废”消退在工艺内部,变废为宝,对必 需排放的污染物实行严格的治理措施,确保各排放物符合国家规 定的排放标准。废气处理:甲醛装置催化燃烧尾气,主要含有N2、C02、H20、 02,高空排放。1,4-丁二醇装置中的丁快二醇合成弛放气及加氢 弛放气中含有较高浓度的可燃气体,送火炬装置燃烧处理。燃烧 炉尾气高空排放。废水处理:依据清污分流原则,本工程排水系统拟分为:生产污 水排水系统,生活污水排水系统,清净废水排水系统和雨雪水排 水系统。凡含有污染的生产、生活污水均
7、送入污水处理站进展生 化处理。回用水处理:污水处理站排水、循环排污水、不行预见排水等均 送回用水处理站,回用水处理站承受机械过滤加膜滤的处理方 法,处理后的水直接作为循环水的补充水。废液处理:1,4-丁二醇装置丁快二醇合成、产品精制排出的有机废液,送燃烧炉燃烧处理。1,4-丁二醇装置乙快精制排出的废酸 液与废碱液送污水处理站作中和剂。固体废弃物处置:甲醛装置和1,4-丁二醇装置产生的废催化剂 均含稀有金属,可返回催化剂制造厂回收利用。乙快发生装置石 灰渣沉淀池电石渣,送水泥?厂或砖厂做原料。噪声防治:本工程主要噪声源为氢气压缩机,最大噪声值为8590dB(A).七、投资估算及资金筹措(一)投资
8、估算:工程总投资估算投资估算表 单位:万元序号 工程投资金额备注含场平备注含场平二设备及安装费用117000含安装调试费 土建工程30001自然气液扮装置160002自然气制正丁烷装置300003顺酎合成装置150004甲醛装置180005制氢装置120236 1,4-丁二醇合成装置26000三流淌资金7000四其他费用四其他费用1000含场地取得、设计、环评等费用五 总投资128000(二)效益分析(1)经济效益销售收入估算:14000元/吨X6万吨=84000万元本钱费用估算:顺酎加氢法生产1, 4-丁二醇单位生产本钱为 10380元/吨,总生产本钱为10380万元/吨X 6万吨=6228
9、0万元单位产品消耗定额见下表项目消耗定额t/t产品 顺酎1. 125甲醇0. 05氢气0. 116催化剂电 164KW蒸汽3. 6利润与税收分析序号工程名称1总投资2建设投资3年销售收入4年总本钱5年利税额利润与税收分析序号工程名称1总投资2建设投资3年销售收入4年总本钱5年利税额冷却水326T单位费用 备注万元 128000万元 120230万元 84000万元62280万元 217206年税收额 万元65007年利润总额 万元 15220投资回收期:8.41年投资利税率:16. 97%投资利润率:11.89%财务内部收益率:12.4%盈亏平衡系数:BEPR=55. 1%(2)社会效益1)工
10、程对社会的影响分析该工程的建设,符合国家产业政策,不仅会提高企业的知名度, 增加企业的市场竞争力,而且还会为旺苍的自然气化工行业注入 的活力。同时,工程对其他相关产业的提高也将起到乐观的推动 作用,工程的建设将增加一局部就业,稳定了社会。 2) 工程与所在地互适性分析工程的建设可充分利用当地的自然气资源,为提高自然气的利用 率增加了的途径。3)社会风险分析该装置主要原料为C4 (丁烷、甲醇、氢气,中间产品为顺酎, 产品为丁二醇和四氢吠喃,均属有毒性物质。假设安全设施建设 不到位,发生泄漏会对环境及人体造成损害。该生产装置二废量 很少,对环境影响可无视。在实际生产过程中应加强装置的防护, 防止有
11、毒、有害物质泄漏,以免造成环境污染。(3)社会评价结论总体来说,工程的社会效益远大于其可能产生的风险,因此该工 程的建设是可行的。八、结论1、该工程建议承受本钱低廉、技术成熟的顺酎酯化加氢法生产1, 4-丁二醇,同时联产四氢吠喃和丫 -丁内酯;2、该工程在充分利用本地C4资源的根底上,应建设确定经济规 模的生产装置,本方案建议规模为6万吨/年;3、该工程宜配套建设四氢峡喃和丫 -丁内酯生产装置,有效利用 BDO二级品和回收残渣所得BDO,既可削减投资,又可提高经济 效益,同时还可进一步生产附加值更高的下游产品,形成精细石 油化工产品主链,以获得更大的经济效益;4、该工程应建设紧急停车系统,确保
12、装置正常运行和人身安全。(1)生产四氢吠喃,约占1,4 - 丁二醇消费量的60%,四氢吠 喃经开环聚合生产聚过亚四基醴二醇(PTMEG)、医药中间体或直 接用作溶剂;(2)生产丫 -丁内脂,约占1,4 - 丁二醇消费量的20%, Y - 丁内脂再进一步与乙快生产2 -毗咯烷酮、乙烯基毗咯烷酮及 聚乙烯基毗咯烷酮;(3)生产用于家电业、彩电行业的PBT树脂;约占1,4 -丁二 醇消费量的9%。上述三大类用途使1,4 - 丁二醇产量大增,一跃成为重要的根 本有机化工产品。1,4 - 丁二醇的主要应用领域:1)作为溶剂,可以用于医药、香料和化工等行业。2)作为化工原料,可以生产聚四亚甲基乙二醇醛(P
13、TMEG)、四氢 睡吩、毗喏烷酮、2,3 -二氯四氢吠喃、1,4 -二氯乙烷、丁内 脂、戊内脂、油墨和香料等。3)生产聚酸,是聚氨酯超软弹性纤维及高弹性橡胶的最正确材料。 2、工程建设的必要性分析近年来国外BD0技术不断成熟,低本钱的生产工艺和BD0的 良好进展前景刺激了大量投资者。将来大多数生产装置都将承受 正丁烷/顺酎工艺,对传统的乙快法工艺形成较大冲击,因此今 后全球BDO市场竞争更为猛烈,在不久的将来全球BDO行业将会 消灭一些重大的构造调整。虽然目前世界BDO的生产力气有确定过剩,但由于地区差异 而存在很大差异,从亚洲来看,东亚地区BDO的生产力气不能满 足迅猛进展的市场需求,我国B
14、DO在近期内供需冲突照旧无法解 决,加上其下游产品不断进展,因此在我国建设具有竞争力、经 济规模的BDO生产装置格外紧迫和必要。近年BDO表观消费量快速增长,说明国内BDO供求缺口增大, 国内BDO需求量随着PBT树脂和氨纶等下游产业的进展而快速增 长。由于国内现有产能较小,BDO在国内始终处于供不应求的状 态,进口量逐年上升,2023年我国BDO的需求在14. 1万吨,进 n 8.6万吨,实际产量5.5万吨,进口依靠度在60%-70%左右。 2023年的需求已增长到17.6万吨左右,而国内产量在10. 1万 吨,仍需要6. 8万吨的进口量来平衡国内供需。下游氨纶、聚氨 酯、PBT工程塑料、y
15、-丁内酯等行业带动下,将来国内BDO需 求将呈快速增长趋势,最近几年我国BDO需求年均增长率有望高 达15%,供需缺口将会进一步扩大,这就为国内BDO生产供给了 较大的增长空间。从市场行情来看,目前国内1,4-丁二醇市场缺口较大,进 口依存度高,下游产品需求旺盛。国外的产品占据了国内市场的多 数份额,产品价格受国际因素影响较大,根本与国际价格同步。中 国是1,4 丁二醇紧缺的国家,今后几年的需求量还会有较大的 增长,供需冲突照旧存在,因此建具有竞争力、经济规模的BDO 生产装置格外必要。三、工程建设条件分析工程地政府打造了煤化工小区、机械工业小区、低碳经济园 区等三个工业园区,目前正在申报省级
16、经济技术开发区和高技术产 业园区;交通、电力等配套设施不断完善,已具备了承载高、精产 业的力气。1、资源条件评价工程地自然气资源格外丰富,境内目前已觉察三大自然气富 集气田。自然气集团公司探明储量已达1080亿立方米;现三维地 震物探工作已顺当完工。目前,自然气产能已形成确定规模,2023年日产气量达240 万立方米,2023年日产气量达340万立方米。2)供电3)供水4)环境容量5)通讯邮政效劳功能完善。中国电信、中国移动通讯及宽带网络业务掩 盖全境;中国联通、中国网通、中国铁通通讯及宽带网络业务根 本辐射全境。可供给IDD、ADSL、DDN等效劳。四、市场分析(一)国外1,4-丁二醇的生产
17、及市场现状目前,全球BD0的整体产能过剩(主要是欧美地区),2023年全 球BD0产能约160万吨/年,但地区间差异很大,特别是国内现 有的BDO产能仍较小,近几年来随着PBT树脂和氨纶等下游产业 的进展,BDO在国内始终处于供不应求的状态,成为全球最主要 的净进口地区,从2023年到2023年期间进口依存度超过了60%, 2023年我国BDO消费较2023年增长了 16.5%, 2023年我国BDO 消费量又连续较2023年增长了近15%,将来几年随着下游的进 展BDO的需求仍将处于快速增长。(二)国内1,4-丁二醇的生产及市场现状我国从六十年月即开头开发BDO生产技术,并间续建设了数套百
18、吨级的小装置,且以生产丁快二醇居多,工艺路线为Reppe法。1995年上海吴淞化工厂建成2023吨/年BDO装置,当时为国内 最大。由于生产BDO本钱高,无效益,故改产丁焕二醇。2023 年BDO装置已停产。我国1, 4-丁二醇工业起步较晚,传统装置生产规模小、生产落 后、产品质量不稳定。国内四氢吠喃、一丁内脂、PBT、聚氨 酯生产所需大局部原料依靠进口。近年来,由于工程塑料PBT及 医药、聚氨酯等工业的进展,我国每年都要进口万吨以上1, 4 - 丁二醇及局部下游产品来满足国内生产需要。L 4-丁二醇处于 旺销状态,市场价格坚硬。近几年BDO需求快速扩张导致供求紧急的缘由一方面是国内BDO 产
19、能小,严峻低于需求;另一方面则是氨纶产业快速扩张。2023 年氨纶总产能1.985万吨,而2023年则到达21.6万吨,增加近 20倍。2023年国内BDO需求仅5. 5万吨,2023年上升到13.8万吨,增长544 % o我国1, 4-丁二醇(BDO)市场始终波动频繁,究其缘由,主 要可归结为以下几方面:(1) BDO产品下游需求领域分散,涉及PU、医药、工程塑料等 众多行业,能对其市场产生影响的行业或相关产品也较多;(2) BDO企业生产工艺多有不同,原料构造和生产本钱、产品 品质也差异较大;(3) BDO主要用于THF/PTMEG生产,进而生产氨纶,BDO和氨纶 之间虽有中间产品相隔,但
20、实际相互影响较大,近年氨纶市场巨 幅震荡,对BDO市场涉及也较大;(4) 2023年之前国内并无万吨级BD0装置,之后间续有山东佳 泰、山西三维、四川天华等企业开头生产,产能扩张较快,2023 年我国BD0自给率到达约60%,提示国内BD0市场迎来转折的 同时,竞争也将更加猛烈。(三)政策因素该工程属有机化工和精细化工,同时也是精细化工上游产品 的高科技工程,符合国家产业政策,在国家产业构造调整指导 名目(2023年本)中属国家鼓舞类投资的高科技化工工程。五、 建设规模与产品方案(一)建设规模工程占地300亩,以自然气为原料,年产6万吨1,4 一 丁二醇(二)产品方案6万吨1, 4 一 丁二醇
21、三)技术方案、设备方案和工程方案工艺方案生产方法生产1,4 - 丁二醇的工艺路线有很多种,多达17种以 o目前,已经工业化的生产1,4 - 丁二醇的原料路线主要有 雷珀法、丁二烯法、环氧丙烷法、顺醉酯化加氢法、Geminox法 等。主流生产工艺是雷珀法、顺醉酯化加氢法和Geminox法。1, 4-丁二醇生产的工艺路线比较Reppe法(经典法):工艺成熟 流程短,产品收率高 操作费 用低,副产品少,原料乙快远程贮运有危急,操作条件苛刻,压 力高,廉价乙快获得量有限,设备造价高;改进法:工艺先进成熟,副产品少,流程短,产品收率高,催化 剂活性高,寿命长,投资低,适于大规模生产,操作压力低,生 产安
22、全,原料乙快远程贮运有危急,廉价乙快获得量有限;顺酎法:投资低,生产本钱低,三废低,生产本钱低,三废 量少,可联产四氢吠喃和-V 丁内酯,受原料顺酎的影响,流程 长;烯丙醇法:投资低,副产价值高,催化剂寿命长,系统中 蒸汽能有效利用,烯丙醇难以廉价得到时生产本钱高,羟基化反 响选择性低,全过程收率低;丁二烯法:原料来源丰富,操作条件温存,废液量少,流程长, 过程简洁,投资高,公用工程费用大,丁二烯醋酸法设备腐蚀严 峻,丁二烯氯化法受联产氯丁橡胶影响。1, 4 丁二醇的几种生产工艺技术经济比较雷珀法是目前国内生产BDO的主流生产工艺。该法的生产本 钱在很大程度上取决于原料乙快的来源和价格,从乙快
23、来源看, 以石油裂解制乙烯副产物乙快的本钱最低,但可供给量有限;其 次是自然气局部氧化法制乙快;而高能耗的电石法乙快生产本钱 最高,目前国内主要承受的就是电石法乙快生产BDO,不仅规模 小,而且生产本钱和销售价太高。所以该工艺的生产本钱较高, 已有渐渐被其他生产工艺所取代的趋势。与传统的雷珀法相比,顺酎酯化加氢法(Davy工艺)的生产本钱 低15%左右,且该工艺还可以联产THF和GBL,依据市场需求可 以灵敏调整THF和GBL的生成比例。止匕外,从原料来源和技术经 济性各方面来看,Davy工艺也是目前生产BDO的最有进展前途 的工艺。丁二烯法工艺流程长,屡次脱醋酸蒸播,技术难度高,必需到达 确
24、定规模才具备竞争力。该法的经济性取决于能否获得廉价原料 丁二烯,在日本以外的地区不存在太大的竞争力。丙烯醇法工艺简洁、投资低、催化剂寿命长、产品收率高,但短 基化的选择性低,副产品多。不过即使千吨级装置也具备竞争力, 其经济性主要取决于原料本钱。综上所述,顺醉法是这些生产工艺中最具有竞争力的也是最具有 进展潜力的工艺,近几年承受该工艺建设的装置较多,也是 BDO生产工艺的主要进展趋势。依据旺苍资源特点,本工程建议 选择顺酎酯化加氢法(Davy工艺)或雷珀法改进工艺。顺酎酯化加氢法是由英国戴维(Davy)工艺技术公司开发的工艺, 该方法有三个步骤:(1)顺酎与乙醇酯化发生反响;(2)顺丁烯二酸二
25、乙酯加氢氢解制得BDO;(3)反响产物分别精制。通过调整工艺条件,可以转变BDO、GBL与THF的比例。由于该 工艺的BDO生产具有本钱优势,所以近几年承受该工艺建设的装 置较多,也是BDO生产工艺主要进展趋势。戴维顺酎工艺路线的主要优点在于通过调整工艺条件,可以转变 1,4一丁二醇、丫一丁内酯(GBL)、四氢吠喃(THF)的产出比例。 工业装置中如要设计1,4一 丁二醇产量达最大值,可依据1,4 丁二醇和Y 丁内酯之间的化学平衡,实行将Y 一 丁内酯循环, 直至Y 丁内酯耗尽的方法,以使1,4一 丁二醇产量达最大值。 另外,戴维顺酎工艺还具有其它的一些优点,如酯的转化率较高, 反响条件温存,设备材质要求不高,催化剂价格低,寿命长,投 资和生产本钱均较低,1, 4丁二醇和四氢吠喃比例调整范围宽。 正丁烷/顺酎工艺实际上是将正丁烷转化为顺酎的气相氧化法和 顺酎加氢技术结合起来,仍以C4微分为原料,整个流程包括顺 酎生产、马来酸加氢及1,4一丁二醇精制。该工艺只需耍经过加 氢和精制就能得到1,4一丁二醇,不需酯化工序,缩短了整个流 程,削减了设备台数,相应降低了投资和操作修理费用,对顺酎
限制150内