年产5万吨环氧乙烷可行性研究报告.docx

年产5万吨环氧乙烷可行性研究报告目录第一章、项目建设的目的和意义4第二章、环氧乙烷生产现状及市场分析52.1环氧乙烷生产现状2.1.1全球环氧乙烷生产现状 2.1.2我国环氧乙烷生产现状2.2环氧乙烷供需现状及市场前景2.2.1全球环氧乙烷供需现状及市场前景2.2.2我国环氧乙烷供需现状及市场前景第三章、环氧乙烷市场价格分析9第四章、环氧乙烷生产工艺分析114.1环氧乙烷主要生产方法4.1.1氯醇法 4.1.2乙烯直接氧化法4.2环氧乙烷的生产工艺的改进 4.2.1反应气的改进 4.2.2反应器的改进4.3环氧乙烷的生产工艺路线选择4.4环氧乙烷的工艺研究单位第五章、建设规模及原料来源16第六章、操作注意事项与储存186.1危险性概述6.2急救措施6.3消防措施6.4泄露应急处理6.5操作处置与储存6.6包装贮运6.7法规信息第七章、投资估算及经济效益分析207.1投资估算7.2资金筹措7.3经济技术指标第八章、国内环氧乙烷价格走势及结语21第九章、参考文献22第一章、项目建设的目的和意义环氧乙烷（eo）为一种最简单的环醚，属于杂环类化合物，是重要的石化产品。环氧乙烷在低温下为无色透明液体，在常温下为无色带有醚刺激性气味的气体，气体的蒸汽压高，30时可达141kpa，这种高蒸汽压决定了环氧乙烷熏蒸消毒时穿透力较强。环氧乙烷是一种有机化合物，化学式是c2h4o，是一种有毒的致癌物质，以前被用来制造杀菌剂。环氧乙烷易燃易爆，不易长途运输，因此有强烈的地域性。被广泛地应用于洗涤，制药，印染等行业。在化工相关产业可作为清洁剂的起始剂。中文名：环氧乙烷外文名：epoxyethane别名：氧化乙烯分子式：c2h4o相对分子质量：44.05化学品类别：有机物烃的环氧衍生物管制类型：环氧乙烷（*）储存：密封保存物理性质 外观与性状：无色气体。熔点()：-112.2相对密度（水=1）：0.8711折射率：1.3614（4）沸点()：10.4相对蒸气密度（空气=1）：1.52分子式：c2h4oinchi： inchi=1/c2h4o/c1-2-3-1/h1-2h2分子量：44.052职业接触限值：阈限值 1ppm（时间加权平均值）；a2(可疑人类致癌物）（美国政府工业卫生学家会议，2004年）。饱和蒸气压(kpa)：145.91(20)燃烧热(kj/mol)：1262.8临界温度()：195.8临界压力(mpa)：7.19辛醇/水分配系数的对数值：-0.30闪点()：-17.8(o.c)爆炸极限%(v/v)：380引燃温度()：429自燃点()：571溶解性：与水可以任何比例混溶，能溶于醇、醚。化学性质化学性质非常活泼，能与许多化合物发生开环加成反应。环氧乙烷能还原硝酸银。受热后易聚合，在有金属盐类或氧的存在下能分解。第二章、环氧乙烷生产现状及市场分析2.1环氧乙烷生产现状2.1.1全球环氧乙烷的生产现状由于近年来全球经济持续发展，市场对环氧乙烷的需求旺盛，因此，近几年国内外环氧乙烷产能呈现快速增长的态势2006年全世界环氧乙烷的总生产能力达到1910万吨，2008年达到2116万吨。世界环氧乙烷生产装置绝大多数配套生产乙二醇，主要生产厂家有陶氏化学、萨比克、台塑公司、壳牌及巴斯夫公司等。近几年，由于中东石化业的崛起，导致世界环氧乙烷/乙二醇生产基地加速向中东转移。2009年全球新增加环氧乙烷生产能力105.5万吨/年，全部来自沙特，他们分别是萨比克子公司延布yansab石化厂43.5万吨/年、萨比克另外一个子公司朱拜勒sharq石化厂17万吨/年、拉比格(沙特阿美与日本住友的合资公司，各持股50%)的45万吨/年。截至2009年底，全球环氧乙烷的产能约为2222万吨。2010年达到2450万吨，全球主要环氧乙烷生产企业及产能统计见表2.1。表2.1 全球环氧乙烷主要生产企业及产能统计表单位：万吨/年国家企业名称产能备注美国dow化学294.2shell公司135.0亨斯迈(huntsman)48.6exxon mobil corporation35.3scientific design公司ucc公司巴西oxiteno nordestc 公司德国basf105.0英国英力士ineos82.5意大利sanm公司montedison公司俄罗斯nizhenkamskneftekhim 公司沙特sabic公司244.52009年扩产60.5万吨沙特石油化工53.8拉比格452009年建伊朗伊朗国家石油公司39.8日本三菱公司触媒化学公司韩国湖南石油化工公司62.8中国台湾台湾塑胶工业股份有限公司155.0印度reliance工业公司59.2近几年全球环氧乙烷的产量呈增长趋势,从2006年的1785万吨增长到2008年的1901万吨，2009年产量约为2000万吨，估计2010年产量达到2108万吨。近几年世界环氧乙烷的开工率在90%左右，20062010年世界环氧乙烷供应状况见表2.2。表2.2 20062010年世界环氧乙烷产能产量统计表单位：万吨/年年份20062007200820092010产能19102014211622222450产量17851872190120002108开工率93.5%92.9%89.8%90%86%全球环氧乙烷的生产主要呈现以下几个趋势：一是先进的核心技术仍然控制在shell化学公司、dow化学公司以及sd科学设计公司等少数西方发达国家和地区的跨国公司手中；二是生产装置逐渐趋于大型化，而且建设地点逐渐趋向于原材料来源丰富，价格低廉地区；三是生产装置的新建或扩建仍然以与乙二醇装置配套为主。预计2013年世界环氧乙烷生产能力将达到2808万吨/年左右，20082013年间产能年均增长率5.8%；2018年世界环氧乙烷生产能力将达到3099万吨/年，20132018年间产能年均增长率2.1%。2.1.2 我国环氧乙烷生产现状我国大多数环氧乙烷装置都是与乙二醇联产,商品环氧乙烷量不大。2011年环氧乙烷生产厂家为20家，生产能力为349.7万吨/年。大部分生产厂家属于中国石化集团公司和中国石油天然气集团公司所属大型石油化工企业，最近几年国内民营企业也积极投资该领域。表2.3 2011年我国环氧乙烷主要生产厂家及产能统计表单位：万吨/年序号生产厂家名称商品eo 当量eoe生产工艺乙烯储罐量2011年由于新投产3套eo装置，我国eo产量大幅度增长。20062011年我国环氧乙烷产能产量情况见下表。表2.4 20062011年我国环氧乙烷产能产量统计表单位：万吨/年年份200620072008200920102011供给面上，商品环氧乙烷中石化占有 46%的市场份额、中石油占有 19%的份额，兵器工业集团和三江化工分别占有 15%和 10%的市场份额。环氧乙烷供给增加与大炼化工程挂钩，未来几年仍将维持供给偏紧的格局。随着我国聚酯以及表面活性剂等领域的快速发展，对环氧乙烷的需求量将不断增加，而目前的产量不能满足市场需求，因而有许多厂家计划建设规模化的eo/eg生产装置。实际上，部分eo/eg装置目前正在或准备进行eo增量改造。表2.5 近几年我国在建、拟建eo/eg装置统计表单位：万吨/年序号生产厂家名称商品eo 当量eoe生产工艺备注2.2环氧乙烷供需现状及市场前景2.2.1全球环氧乙烷供需现状及市场前景由于全球聚酯市场需求急剧增长，带动了世界范围内乙二醇、环氧乙烷生产的发展。由于环氧乙烷属易燃易爆产品，不易长途运输，因此国际间贸易量较少，跨洋贸易量更少。在世界各地，环氧乙烷的最大应用领域都是生产乙二醇，其次才是生产表面活性剂(聚氧乙烯醚类)、乙醇胺、乙二醇醚、聚醚多元醇等其它产品，这些领域的消费量一般分别仅占7%10%。20012008年期间，由于下游需求旺盛，世界环氧乙烷年均消费增长率4%，从1424万吨增至1901万吨。世界环氧乙烷主要用于生产乙二醇、表面活性剂、乙醇胺、乙二醇醚等。目前世界环氧乙烷的产能已经可以满足全球需求，但地区发展与需求不均衡，所以未来几年世界环氧乙烷的产能还会增加，主要是中东非洲、墨西哥和我国等国家。美国、加拿大、西欧、日本和韩国等国家由于乙二醇对环氧乙烷需求量的不断减少，导致氧乙烷的需求量分别将以年均约0.5%、7.8%、3.1%、0.7%、和5.4%的速度减少，到2011年总需求量将分别下降到约365.6万吨、73.3万吨、237.2万吨、90.5万吨和90.9万吨。墨西哥、中东欧、中东和非洲、中南美和我国等地区由于对乙二醇等相关的化合物的大量需求，使得对环氧乙烷的需求量增加。预计20102012年，世界环氧乙烷的需求量将以年均约5的速度增长，到2012年总消费量将达到约2480万吨。其中乙二醇对环氧乙烷的需求量最大，消费量的年均增长率将达到约5.8。其次是乙醇胺，消费量的年均增长率将达到约5.0。中东地区将超过美国成为世界上除亚洲地区外的世界第二大环氧乙烷消费地区。根据全球工业分析公司的报告，环氧乙烷作为重要的有机合成原料，到2017年，其需求将超过2700万吨。这份报告中称，中东地区将成为未来几年内发展最快的环氧乙烷市场。同时，亚太地区将成为环氧乙烷最大的市场，预计年复合增长率达6.0%。尤其是随着表面活性剂和聚酯行业的迅猛发展，中国对环氧乙烷的需求和生产能力都将大幅度提高。中东和亚太地区都将成为建设环氧乙烷制造厂的热点地区，未来几年内中国、沙特和印度的生产能力都将显著提高。报告中还指出，目前的环氧乙烷市场主要被巴斯夫股份公司、科莱恩国际有限公司、陶氏化学、亨斯迈集团、英力士集团控股有限公司、利安德巴塞尔工业公司、美国老世界工业公司、印度信实工业有限公司、沙特基础工业公司、壳牌石油集团等20家大型公司分割，其市场份额总计达65%。2.2.2我国环氧乙烷供需现状及市场前景近十年来，国内环氧乙烷生产和消费保持快速增长。2000年，国内环氧乙烷产量和消费量87万吨。到2009年，国内环氧乙烷产量和消费量达到232.6万吨。环氧乙烷常温常压下沸点较低，易燃易爆，因而不易长途运输，产品必须及时销售，可调配的市场存量很小。因此环氧乙烷进出口量很少，基本上都是就近生产，就近销售。由于国内经济高速发展，对环氧乙烷需求连年上升，而市场的缺口又不能依靠进口解决，我国市场环氧乙烷常常处于供不应求的状况，价格也是不断走高。为满足市场需求，近年来，国内不少企业都有新建和扩建环氧乙烷的打算，预计今后几年我国环氧乙烷产能将呈现快速增长的态势。在国内，大约 75%的环氧乙烷用作生产乙二醇，一般为环氧乙烷乙二醇联产；剩下 25%用于商品环氧乙烷生产非离子表面活性剂、聚醚/聚乙二醇、乙醇胺、胆碱和医药中间体等。由于环氧乙烷不适合长途运输，在国内各个地区之间仍然会存在供应不平衡状况。第三章、环氧乙烷市场价格分析近年来国际原油价格大幅波动，对我国环氧乙烷的市场有着重要的影响。而随着国内下游行业的迅速发展，使得我国环氧乙烷市场呈现出供不应求的局面。由于环氧乙烷产品特点及对储运的限制，产品必须及时销售，可调配的市场存量很小，推动着市场价格不断创出新高。表3.1 20062011年8月我国环氧乙烷价格统计表单位：元 /吨年份2006200720082009201020112012年1-8月均价13300145001600010000106001250012200从2007年2月开始，环氧乙烷的市场价格又开始出现逐步升高的趋势，主要原因是通货膨胀造成物价上涨，原材料乙烯的价格升高，并且由于科技的发展，其下游产品得到进一步的开发和利用，因此需求量也进一步增大，在很大程度上影响了环氧乙烷的价格。2008年上半年延续了2007年的增长情况。2008年环氧乙烷的出厂价在10月和11月跳水下跌。至11月底，上海石化的出厂价只有11000元。2008年12月至2009年4月，价格基本在900010000元之间。2009年5月起至年底，环氧乙烷的出厂价基本在1000011000元之间，无明显波动。2010年，国内市场环氧乙烷的价格基本在10600元/吨，燕山石化、北京东方、天津石化等均执行此价，货源有限，供应不足。2011年上半年，环氧乙烷的价格大起大落，行情可谓火爆。1月份环氧乙烷价格的最低点为11500元/吨，从1月底起至3月底，环氧乙烷价格飙升至14200元/吨，涨幅达23%；在维持了两周的高价位平稳走势后，由于环氧乙烷的淡季来临，市场成交量急剧下降，各地纷纷出现大幅走跌行情，仅在5月份仅仅一个月内，环氧乙烷从14200元/吨跌至11800元/吨，跌幅高达20%，高于2010年同期11.3%。下半年以来环氧乙烷价格走势平稳，8月下旬各地区价格先后开始出现反弹现象，纷纷上涨200元/吨，上海化工、三江化工和扬子化工的eo价格由原来的11800上涨至12000元/吨；随后，华北地区北京东方和燕山石化价格上涨200元/吨左右，价格达到12200元/吨，东北地区亦上涨了200元/吨，达到12100元/吨。近期，中石化华东销售公司上海石化、扬子石化、镇海炼化、阿克苏诺贝尔、南京德纳环氧乙烷执行10100元/吨，装置运行平稳，走货尚可；中石化华北销售分公司燕山石化、北京东方化工、天津石化、中沙石化环氧乙烷执行10100元/吨，工厂装置运行平稳，走货平稳；中石油东北销售分公司吉林石化环氧乙烷出厂价格执行10100元/吨；辽阳石化、抚顺石化出厂10100元/吨；辽宁北化环氧乙烷出厂报价执行10200元/吨，供应面依旧偏紧，走货平稳，装置运行正常。面对目前复杂的经济形式，好多国家都在频繁出台救市措施，大宗商品的价格下行速度有所减缓，一旦救市措施生效后，在成本边缘运行的大宗商品价格会迅速进入上升通道。环氧乙烷也是如此。第四章、环氧乙烷生产工艺分析4.1环氧乙烷主要生产方法环氧乙烷的生产主要有氯醇法和乙烯直接氧化法，其中乙烯直接氧化法又包括空气法和氧气法。由于氯醇法制备环氧乙烷存在污染严重、产品总收率较低且产品中含甲醛较高，在一定程度上限制了其用途，因此企业不常采用此种方法。目前企业生产环氧乙烷采用较广泛的方法是乙烯直接氧化法。4.1.1 氯醇法氯醇法生产环氧乙烷，工业上分两步进行。首先是氯气与水反应生成次氯酸，乙烯次氯酸化生成氯乙醇，然后氯乙醇皂化（皂化剂通常用氢氧化钙）生成环氧乙烷。此方法优点是工艺流程简单，投资省，其缺点主要是消耗氯气，并产生大量污水，副产物较多，且产品中含甲醛较高，在一定程度上限制产品的用途。4.1.2乙烯直接氧化法乙烯直接氧化法又分为空气直接氧化法和氧气直接氧化法。空气直接氧化法是由lefort在1931年发明的，他利用乙烯和氧在适当载体的银催化剂上作用制备出了环氧乙烷，并以此取得了空气直接氧化制得环氧乙烷的专利。氧气直接氧化法是由shell公司在1958年发明的，此方法直接以氧气作氧化剂，减少了反应系统中惰性气体的吸入量，可减少反应系统中反应器的台数，在一定程度上降低生产成本。美国的shell、scientific design(sd)、dow化学和ucc公司，日本的触媒化学公司以及意大利的snam和montedison公司都是乙烯直接氧化法制备环氧乙烷技术的拥有者。1、反应机理乙烯直接氧化法所用的催化剂为银催化剂。乙烯在银催化剂上气相氧化发生下列反应：主反应 c2h4+1/2o2 +106.9j/mol副反应 c2h4+3o22co2+2h2o+1323kj/mol +5/2o22o2+2h2o+1218kj/mol c2h4+1/2o2ch3cho c2h4+o22ch2o ch3cho乙烯在银催化剂上氧化生成环氧乙烷，人们普遍接受的反应机理是：银对氧吸附，在银的表面产生两种吸附状态的氧（原子氧及分子氧）。当氧在银表面发生解离吸附时生成原子态吸附氧，原子态吸附氧与乙烯发生深度氧化生成二氧化碳和水。当银表面覆盖有抑制剂氯时，氧的解离吸附过程则受到一定程度的限制。当氧在银表面发生非解离吸附时则生成分子态吸附氧，它与乙烯作用生成环氧乙烷，同时脱出一个氧原子，这个原子态氧则与乙烯发生深度反应，生成二氧化碳和水。2 生产工艺流程乙烯直接氧化法制备环氧乙烷工艺流程图见图3.1（氧气法）：图4.1 氧气法生产环氧乙烷工艺流程图1-反应器；2-二氧化碳分离器；3-二氧化碳吸收器；4-环氧乙烷吸收塔；5-环氧乙烷解吸塔；6-脱轻组分塔；7-环氧乙烷脱水塔；8-脱水塔；9-乙二醇塔4.2环氧乙烷的生产工艺的改进环氧乙烷早期采用氯醇法工艺生产, 20世纪20年代初,ucc公司进行了工业化生产,之后公司基于lefort有关银催化剂的研究成果,使用银催化剂,推出空气法乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺。50年代末, shell公司采用近乎纯氧代替空气作为生产环氧乙烷的氧原料,推出氧气法乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺,经过不断改进,目前较先进的生产方法是用银作催化剂,在列管式固定床反应器中,用纯氧与乙烯反应,采用乙烯直接氧化生产环氧乙烷。日本触媒公司计划2009年6月在神奈川其工厂建造一套环氧乙烷中试装置，将试验一种新型催化剂，它被设计用来达到比传统类高的产率，而且能够降低能耗和减少二氧化碳排放量。美国专利us20080182999a1“生产环氧乙烷和乙二醇的过程”，该专利涉及一种生产环氧乙烷和乙二醇的过程。在环氧乙烷吸收器急冷段的下游位置加入一种碱，减轻了环氧乙烷和乙二醇装置的腐蚀。从原料乙烯和纯氧到产物环氧乙烷,对整个乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺生产过程有以下方面的改进：原料乙烯在反应气中体积分数的提高及其成本的降低；氧气的高纯化；反应气中含氯抑制剂的添加；反应气异构化的抑制；反应气中水摩尔分数和杂质体积分数的控制；反应器启动速度的加快；反应器导热效率的提高;催化剂的装填；反应器操作参数的优化；反应器的大型化；反应器的新型化；循环排放气中乙烯的回收等。4.2.1反应气的改进反应气中乙烯体积分数的提高反应气中乙烯体积分数的变化对环氧乙烷的生数在20%30%时,在银催化剂作用下，目前工业上乙烯环氧化反应生成环氧乙烷的转化率已达到大于8.0%的水平，环氧乙烷的生成选择性达到大于80.0%的水平。在混合反应气中存在含氮氧化合物气体的前提条件下，混合反应气中乙烯的体积分数可提高到40%85%。研究结果表明，高的乙烯体积分数可以提高反应活性及其稳定性，可保证乙烯环氧化反应的乙烯转化率稳定在8.0%以上，在此基础上，有千分之几的提升幅度，同时可以提高环氧乙烷的生成选择性的稳定性，保证环氧乙烷的生成选择性稳定在80. 0%以上，在此基础上，选择性数据可提高数个百分点。原料乙烯成本的降低在乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺中，环氧乙烷的生产成本很大程度上由原料乙烯的成本所决定。通过炼油工艺及乙烯轻烃资源的优化，可降低乙烯的生产成本，从而降低环氧乙烷的生产成本。氧气的高纯化氧气的高纯化改变了反应气的组成，进而优化了反应过程，反应气中组分的改变在适度条件下可提高生成环氧乙烷的选择性及其产率，还可减少汽提二氧化碳的成本，增加乙烯回收装置的生产能力。氧气的高纯化可以减少原料气中多余杂质对反应的不利影响，用高纯氧作原料的氧气法乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺，更有利于反应气配比的优化。新近研究的乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺中高纯氧的体积分数已达99.95%。含氯抑制剂的添加在乙烯直接氧化法生产环氧乙烷的过程中，乙烯在银催化剂上的氧化反应，主反应是乙烯环氧化生成环氧乙烷的反应，主反应的选择性无论在实验中或在工业生产中都稳定在80%以上，乙烯除了与氧发生环氧化反应生成环氧乙烷外，还与氧发生深度氧化反应生成二氧化碳和水，这是乙烯环氧化反应的一个副反应，该副反应实质上是乙烯的燃烧反应，是放热反应，另一较重要的副反应是生成的环氧乙烷再氧化反应。提高生成环氧乙烷选择性的一个重要方法是抑制副反应的发生，在乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺的反应气中加入极微量的二氯乙烷，可有效地抑制副反应乙烯深度氧化反应的发生。4.2.2反应器的改进反应器启动速度的加快银催化剂用于乙烯环氧化反应,其性能评估指标主要有活性、选择性、寿命及稳定性等项内容，反应器装填银催化剂后,不但要保证银催化剂的高活性,而且应适度提高反应器开车时的启动速度，可采用预氯化技术提高反应器的启动速度,对于不同的银催化剂，用于乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺中，预氯化技术的效果有所不同。对于含铼的高选择性催化剂,预氯化技术可以提高催化剂的活性,降低反应温度,对其他一些银催化剂,预氯化技术对催化剂的活性有不利影响,但可使反应器启动速度加快,相对可延长催化剂的使用寿命。催化剂的装填乙烯环氧化反应所用的银催化剂是负载于氧化铝载体上的成型催化剂，在反应管中，银催化剂充满反应管的大部分管道,在管道的顶部是一层惰性球,有生产厂家不用惰性球层,用银催化剂充满整个管道,取得较好效果。并且有研究者认为,改变传统颗粒的随机无规则排列的装填方法,采用一种催化剂颗粒较规则排列的装填方法，效果则会更佳。反应器的大型化和新型化单台乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺反应器的生产能力不断增大，从最初的单台反应器生产能力每年万吨以下，发展至今，其生产能力上了一个数量级,达每年10万吨以上。新型乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺反应器不断推出，配有冷却罐的多管反应器可加速生成环氧乙烷的冷却速度；三相鼓泡淤浆床反应器改进了传统的反应器。4.3环氧乙烷的生产工艺路线选择氯醇法优点是工艺流程简单，投资省，其缺点主要是消耗氯气，并产生大量污水，副产物较多，且产品中含甲醛较高。乙烯氧化法的前期投资较氯醇法大，设备较多，工艺流程长，但该法污染很小，生产的环氧乙烷纯度和收率都很高，可同时联产乙二醇。目前氯醇法已被淘汰，国内化工企业所有装置都是采用乙烯氧化法。4.4环氧乙烷的工艺研究单位国内主要研究单位包括中石化和中石油下属企业。另外还有与生产单位有合作关系的高校。详见表4.1。表4.1 环氧乙烷的工艺研究单位表序号单位备注1中石化上海石油化工研究院cn101392052/一种应用于环氧乙烷开环聚合的复合催化剂的制备方法2山东科技大学cn201301294/一种带有急冷段的列管式环氧乙烷反应器3浙江师范大学cn101265242/一种乙烷一步氧化直接制环氧乙烷的方法4中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司cn101260093/环氧乙烷/乙二醇生产装置的环氧乙烷洗涤技术改进工艺5华东理工大学一种乙烯催化氧化合成环氧乙烷的方法（科技成果）环氧乙烷氧气混合器的开发研究（科技成果）加压三相床环氧乙烷合成过程研究（科技成果）加压三相系环氧乙烷合成工艺（科技成果）6中国石油化工股份有限公司cn101007287/环氧乙烷生产用银催化剂的载体、其制备方法及其应用7中国石化北京燕化石油化工股份有限公司cn1803279/用于生产环氧乙烷的银催化剂、其制备方法及其应用8天津大学生物乙烯及环氧乙烷生产技术（科技成果）9连云港国鑫医药设备有限公司cn2640588/一种环氧乙烷残气处理装置第五章、建设规模及原料来源建设规模：环氧乙烷5万吨/年（其中1.5万吨商品，3.5万吨为下列系列产品原料）系列产品：乙醇胺系列产品1.3万吨/年乙氧基化合物1.35万吨/年碳酸乙烯酯1万吨/年1,3丙二醇1万吨/年乙二醇醚系列产品1万吨/年合计5.6万吨/年原料来源：主要原料乙烯依靠进口供应，在将来葫芦岛建成mto法制烯烃装置中供应。公用工程公用工程由项目建设所在地葫芦岛经济开发区提供。本项目根据各产品消耗定额汇总后公用工程消费如下表。公用工程消耗名称单位消耗量/h消耗量/a水吨115920000电万kwh0.35044803蒸汽吨32.5260000循环水万吨0.28072245氮气knm30.4473576仪表空气knm30.2992392低温水吨50400000燃料（天然气）nm32602000000成本分析环氧乙烷(eo)是仅次于聚乙烯的第二大乙烯衍生物，大约消耗1415%的乙烯。其中约77%的环氧乙烷(eo)又转化为乙二醇类产品，主要是单乙二醇(meg)。其余23%的环氧乙烷用于生产纯环氧乙烷(peo)，该产品为一种反应性化合物，因不能进行船运，只能在国内市场销售。世界 eo/eg 生产技术主要由英荷 shell 和美国 sd、ucc 三家公司垄断，采用三家公司技术的生产能力占 eo 总生产能力的 90%以上，其中 shell 公司只提供氧气法技术；sd 公司可提供空气法和氧气法两种技术；ucc 公司拥有氧气法和空气法技术，但仅供自己生产厂使用。此外，美国 dow 化学公司、日本触媒化学工业公司、德国 huels 公司和意大利 snam 公司也拥有自己的专利技术。各个公司之间的工艺存在轻微差异。sd 的直接氧化催化生产技术，环氧乙烷选择范围较大，在 232 摄氏度-255 摄氏度之间的反应温度下转换率为 81.991%。相比之下，同样的反应温度下，其他生产技术仅能获得 8183%的环氧乙烷选择范围。生产一吨环氧乙烷约消耗乙烯 0.83吨。国内有两家企业丰原生化与永安药业通过乙醇法生产环氧乙烷，技术也来源于 sd 公司。从公开资料来看，生产一吨环氧乙烷大约需要消耗 1.46 吨乙醇。第六章、注意事项6.1危险性概述健康危害：是一种中枢神经抑制剂、刺激剂和原浆毒物。急性中毒：患者有剧烈的搏动性头痛、头晕、恶心和呕吐、流泪、呛咳、胸闷、呼吸困难；重者全身肌肉颤动、言语障碍、共济失调、出汗、神志不清，以致昏迷。还可见心肌损害和肝功能异常。抢救恢复后可有短暂精神失常，迟发性功能性失音或中枢性偏瘫。皮肤接触迅速发生红肿，数小时后起泡，反复接触可致敏。液体溅入眼内，可致角膜灼伤。慢性影响：长期少量接触，可见有神经衰弱综合征和植物神经功能紊乱。环境危害：对环境有危害。燃爆危险：该品易燃，有毒，为致癌物，具刺激性，具致敏性。6.2急救措施皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。呼吸心跳停止时，立即进行人工呼吸和胸外心脏按压术。6.3消防措施危险特性：其蒸气能与空气形成范围广阔的爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。若遇高热可发生剧烈分解，引起容器破裂或爆炸事故。接触碱金属、氢氧化物或高活性催化剂如铁、锡和铝的无水氯化物及铁和铝的氧化物可大量放热，并可能引起爆炸。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。灭火方法：切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳。6.4泄漏应急处理应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并立即隔离150m，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/ 吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方，防止气体进入。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。6.5操作处置与储存操作注意事项：密闭操作，局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩），穿防静电工作服，戴橡胶手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与酸类、碱类、醇类接触。在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防止产生静电。禁止撞击和震荡。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。避免光照。库温不宜超过30。应与酸类、碱类、醇类、食用化学品分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。应严格执行极毒物品“五双”管理制度。6.6包装贮运用专用钢瓶包装，压力为1mpa。包装上应有明显的“易燃压缩气体”标志。易燃气体，危规号32022.贮存于低温通风的库房内，小心轻放，避免和其他化学物品共混贮运。远离火源、热源，不宜长期贮存。运输注意事项：铁路运输时应严格按照铁道部危险货物运输规则中的危险货物配装表进行配装。采用钢瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放，并应将瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超过车辆的防护栏板，并用三角木垫卡牢，防止滚动。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。严禁与酸类、碱类、醇类、食用化学品等混装混运。夏季应早晚运输，防止日光曝晒。中途停留时应远离火种、热源。公路运输时要按规定路线行驶，禁止在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。6.7法规信息化学危险物品安全管理条例(1987年2月17日国务院发布)，化学危险物品安全管理条例实施细则(化劳发1992 677号)，工作场所安全使用化学品规定(1996劳部发423号)等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定；常用危险化学品的分类及标志(gb 13690-92)将该物质划为第2.1 类易燃气体；车间空气中环氧乙烷卫生标准(gb 11721-89)，规定了车间空气中该物质的最高容许浓度及检测方法。第七章、投资估算及技术经济分析7.1投资估算本项目估算总投资56634万元，其中建设投资51000万元，建设期利息2350万元，铺底流动资金3284万元。7.1资金筹措中外投资者可选择合资或独资进行投资。按有关规定总投资的30%由出资方自筹，70%向银行申请贷款。7.3技术经济指标经济效益测算时的产品、原料、公用工程价格按现行市场价格计算。年销售收入：109450万元年总成本：83387万元年销售税金及附加：6647万元年利润总额：19415万元投资利润率：30%投资利税率：40%税前内部收益率：33%税前财务净现值：73170万元税前静态投资回收期：6年第八章、国内环氧乙烷价格走势受乙烯资源、环氧乙烷制造商及产业结构的影响，我国商品环氧乙烷绝大部分时间处于卖方市场，出现供不应求、价格居高不下。尤其是2004年以来，国内商品环氧乙烷价格持续保持高位，并在2008年创出了17800元/吨的历史最高价，其年均价格也达到了15646元/吨的高位，到2008年下半年全球金融危机爆发，其价格开始回落，近几年产能的不断增加，也是环氧乙烷价格回归的重要因素（图4）。国内市场历年环氧乙烷价格4000600080001000012000140001600018000元/吨年均价78047684693491241236214300135001480015646101001204012380111932000200120022003200420052006200720082009201020112012图8. 2000年以来国内环氧乙烷价格走势（2012年为1-7月均价11193元/吨）五年前，我国环氧乙烷和乙二醇多为联产装置，装置经济效益往往受乙二醇制约。近年来，我国改扩建和新建的环氧乙烷装置多半是为了追求经济效益和满足我国对商品环氧乙烷市场的市场需求。事实上，我国近年环氧乙烷的发展更多受益于我国环氧乙烷衍生精细化工产业的快速发展。2009年以前，在我国环氧乙烷总量中，商品环氧乙烷所占的比例变化不大，基本在30%左右。但是，2010年起，我国商品环氧乙烷比例持续上升，变化显著。3年间，从2010年的30上升到2012年的40%，见图5。20%25%30%35%40%45%商品eo30.5%30.0%29.1%31.4%31.4%36.7%38.9%40.0%2005年