环氧乙烷乙二醇装置环氧乙烷系统改造项目可行性研究报告

环氧乙烷 /乙二醇装置 环氧乙烷系统改造项目 可行性研究报告 中国寰球工程公司 二零零八年 八 月 北京 # 环氧乙烷 /乙二醇装置 环氧乙烷系统改造项目 可行性研究报告 中国寰球工程公司 二零零八年 八 月 北京 主 要 编 制 人 员 编 制 目 录 1 总 论 .1-1 1.1 项目及建设单位基本情况 . 1-1 1.2 编制依据及原则 . 1-3 1.3 研究范围及编制分工 . 1-4 1.4 项目背景及建设理由 . 1-5 1.5 主要研究结论 . 1-7 1.6 存在的主要问题及建议 .1-11 2 产品市场分析与价格预测 .2-1 2.1 市场分析 . 2-1 2.2 价格分析 .2-11 2.3 目标市场 . 2-12 3 建设规模、产品方案及总工艺流程 .3-1 3.1 建设规模 . 3-1 3.2 产品方案 . 3-1 3.3 总物料平衡 . 3-1 4 工艺装置技术及设备方案 .4-1 4.1 工艺技术选择 . 4-1 4.2 工艺概述、流程及消耗定额 . 4-2 4.3 工艺设备技术方案 . 4-12 5 原料、辅助材料及燃料供应 .5-1 5.1 原料供应 . 5-1 5.2 辅助材料供应 . 5-1 5.3 燃料供应 . 5-1 6 自动控制 .6-1 6.1 概述 . 6-1 6.2 自动控制方案 . 6-1 6.3 中央控制室 . 6-1 6.4 公用工程消耗量 . 6-2 6.5 主要标准规范 . 6-2 7 厂址选择 .7-1 7.1 建厂条件 . 7-1 7.2 厂址方案 . 7-5 8 总图运输、厂外工程、储运及土建 .8-1 8.1 总图运输 . 8-1 8.2 储运 . 8-3 8.3 外管网 . 8-5 8.4 土建 . 8-6 9 公用工程及辅助生产设施 .9-1 9.1 给排水 . 9-1 9.2 供电 . 9-6 9.3 电信 . 9-10 9.4 供热及化学水 .9-11 9.5 空压站和氮氧站 .9-11 9.6 维修 .9-11 10 节能 . 10-1 10.1 概述 . 10-1 10.2 能耗指标及分析 . 10-1 10.3 节能措施综述 . 10-3 11 节水 .11-1 11.1 节水指标 .11-1 11.2 节水措施 .11-1 12 消防 . 12-1 12.1 概述 . 12-1 12.2 消防水管网设置原则 . 12-1 12.3 消防站规模 . 12-2 12.4 消防设施的启动控制及通讯联系 . 12-2 12.5 可依托的消防条件 . 12-2 12.6 消防设施费用 . 12-3 12.7 占地、建筑面积及定员 . 12-3 12.8 设计中采用的主要标准及规范 . 12-3 13 环境保护 . 13-1 13.1 建设地区环境质量现状 . 13-1 13.2 执行环境标准 . 13-4 13.3 建设项目污染及治理措施 . 13-8 13.4 环境管理及监测 . 13-19 13.5 环境保护投资 . 13-20 13.6 建设项目环境影响 . 13-20 13.7 存在的环保问题及建议 . 13-20 14 职业安全卫生 . 14-1 14.1 编制依据 . 14-1 14.2 环境因素对项目职业安全卫生的影响 . 14-1 14.3 生产过程中职业危险有害因素分析 . 14-1 14.4 设计中采用的主要防范措施 . 14-2 14.5 机构设置及人员配备情况 . 14-4 14.6 专用投资概算 . 14-5 14.7 占地及建筑面积 . 14-5 14.8 预期效果 . 14-5 15 组织机 构及人力资源配置 . 15-1 15.1 企业经营体制和管理体制 . 15-1 15.2 企业定员 . 15-1 15.3 人员来源和培训 . 15-1 16 项目实施计划 . 16-1 16.1 建设周期计划 . 16-1 16.2 各阶段建设进度规划 . 16-1 17 投资估算 . 17-1 17.1 投资估算编制说明 . 17-1 17.2 投资估算编制依据 . 17-1 17.3 项目建设投资估算构成 . 17-2 17.4 投资估算方法 . 17-2 17.5 投资估算结果及投资水平分析 . 17-3 17.6 资金筹措 . 17-10 18 财务评价 . 18-1 18.1 财务评价依据及基础数据与参数 . 18-1 18.2 成本费用估算 . 18-1 18.3 销售收入、增值税及附加 . 18-2 18.4 利润和所得税 . 18-3 18.5 财务评价指标计算 . 18-3 18.6 不确定性分析 . 18-4 18.7 财务评价结论 . 18-5 附图一 ： #石化分公司环氧乙烷 /乙二醇装置环氧乙烷系统改造项目区域位置图 附图二 ：环氧乙烷精制单元布置示意图 附图三 ：环氧乙烷输送管线示意图 附图四 ：工艺流程图 附件一 ： #规划计划处与 #奥克化学股份有限公司 环氧乙烷供应及管输意向书 附件二： #规划计划处与 #科隆化工实业有限公司 环氧乙烷供应及管输意向书 1-1 1 总 论 1.1 项目及建设单位基本情况 1.1.1 项目基本情况 1.1.1.1 项目名称 #环氧乙烷 /乙二醇装置环氧乙烷系统改造项目 1.1.1.2 项目建设性质 项目建设性质 本项目属依托老企业的改造项目。 资本构成 本项目报批总投资的 65由中 国石油天然气股份有限公司注入资本金解决，其余 35由 #石化分公司向中国石油天然气股份有限公司贷款解决。 经营体制及管理体制 本项目经营体制及管理体制均按 #现行体制执行。 1.1.1.3 项目建设地点 本项目新建生产装置布置在 #烯烃 厂厂区内。 1.1.2 . 建设单位基本情况 1.1.2.1 建设单位名称、性质及负责人 承办单位 中国石油天然气股份有限公司 #石化分公司 (以下简称“ #) 企业性质 国有控股企业 建设单位负责人 #总经理 1.1.2.2 建设单位概况 1-2 #（以下简称 #石化）是中国石油天然气股份有限公 司的地区公司，是特大型石油化工联合生产企业。 #石化现有固定资产原值 179 亿元，年销售收入达 300 亿元。目前， #石化有 11 个生产厂、 18 个直属单位和 17 个机关处室，员工总数 2.3 万人。 #石化有炼油、芳烃、烯烃等专业线，拥有主体生产装置 61 套。炼油部分拥有加工俄罗斯原油为主的全加氢炼厂，是国内最重要的俄油加工企业，年一次加工能力近千万吨；加氢裂化、加氢精制、延迟焦化等配套加工手段十分完备，在为下游提供充足化工原料的同时，每年可为市场提供优质柴油近 300 万吨。芳烃部分拥有国内最大的芳烃及其衍生 物生产能力，有连续重整、芳烃抽提、 PX、PTA 等生产装置，可年产 70 万吨对二甲苯、 15 万吨苯、 6 万吨邻二甲苯、 80 万吨 PTA、 50 万吨聚酯、 14 万吨精己二酸和 18 万吨硝酸。烯烃部分以 20 万吨 /年乙烯装置为核心，配套建设 7 万吨 /年聚乙烯、 5 万吨 /年聚丙烯，拥有 20 万吨/年乙二醇 /环氧 乙烷 的生产能力。 “十五 ”期间， #石化累计加工原油 1700 多万吨，实现销售收入 621 亿元，上缴税费 39 亿元； “十一五 ”时期， #石化将以科学发展观为统领，以构建和谐企业为主线，遵循 “产品奉献社会，效益留在企业，实惠回报员 工 ”的经营理念，积极推进安全、清洁、节约发展，加快推进产业升级，力争经过几年的发展，公司具备 1000 万吨 /年炼油规模、 200 万吨 /年芳烃及其衍生物产能和 80 万吨 /年烯烃生产规模，实现 600 亿元 /年的销售收入和 30 亿元 /年的利润指标，将 #石化建设成为以芳烃为特色的大型石化基地。 #石化设有公用工程装置 24 套，可以满足 #石化及周边地区水、电、氮、汽、风的需要。杨家铁路交接站以及 67 条铁路专用线具备 470 万吨 /年的运输能力；储罐的总罐容达到 76 万立方米，这些都为企业的长远发展提供了有力保障。 #石化分公司的环氧乙烷 /乙二醇装置（ 41#/42#装置）原是七十年代初引进西德虚尔斯（ HLS）专利，设计年产 4.39 万吨乙二醇， 1980 年 11 月投产。1989 年由美国联合碳化物公司（ UCC）承担改造，由原来的空气氧化法改为氧气直接氧化法生产环氧乙烷，其生 产能力扩大了 66%，按年运行时间 7600小 时计算：年产乙二醇 59652 吨、精环氧乙烷 1.2 万吨。但由于该装置生产规模小、工艺技术比较落后，装置的运行情况一直不是很好，反应器内漏严重，催化剂使用寿命短，三台反应器并联操作不易控制，存在物耗、能耗高居不下， 与 1-3 国内外同行业相比各项经济技术指标有一定的差距。为了缩短与国内外同行业的差距和解决装置运行过程中的难题，同时也为 #石化分公司充分发挥自己的优势和长远发展打下坚实的基础，按照该公司“十五”发展规划， 2003 年开始实施“ 20万吨 /年乙二醇装置及配套工程项目”，该 20 万吨 /年乙二醇装置已于 2007年底建成投产，本装置有两种工况：工况一 年产 20万吨一乙二醇（ MEG） 和 4.3万吨精制环氧乙烷（ HPEO） ， 1.74 万吨二乙二醇及三乙二醇，工况二年产 5万吨精制环氧乙烷（ HPEO） 和 19.1 万吨一乙二醇（ MEG） ， 1.65 万吨二乙二醇及三乙二醇 。通过此次 20 万吨 /年乙二醇改造，调整了公司的产品结构，大大降低聚酯装置的生产成本。但是目前 #地区市场对环氧乙烷有 10 万吨 /年的需求量，乙二醇装置的环氧乙烷产量尚不能满足 #地区的市场需求，而环氧乙烷产品的利润远远高于乙二醇，为了增强适应市场需求的能力，以使企业利润最大化， #石化分公司欲在不改变新建环氧乙烷 /乙二醇装置总生产能力的基础上扩大环氧乙烷的生产能力，即依托现有装置工艺，再新建一套 5 万吨 /年的环氧乙烷精制系统，使整个装置的环氧乙烷生产能力达到 10 万吨 /年。 1.2 编制依据及原则 1.2.1 编制依据 1.2.1.1 #与中国寰球工程公司签订的 #关于编制环氧乙烷 /乙二醇装置环氧乙烷系统改造可行性研究报告的委托函； 1.2.1.2 #烯烃厂编制的中国石油天然气股份公司 #石化分公司烯烃厂EO/EG 装置 EO 系统改造项目建议书； 1.2.1.3 #关于编制环氧乙烷 /乙二醇装置环氧乙烷系统改造可研的补充说明； 1.2.1.4 中石油 #石化分公司环氧乙烷 /乙二醇装置环氧乙烷系统改造可行性研究报告项目现场调研会议纪要 1.2.1.5 #石化 20 万吨 /年乙二醇技术改造及配套工程的初步设计 1.2.1.6 中国石油天然气股份公司 #石化 20 万吨 /年乙二醇技术改造及配套工程可行性研究报告 1-4 1.2.1.7 业主 4 月 10 日 提供 5 万吨 /年 EO 系统 改造可研审查会议纪要 1.2.1.8 业主 5 月 12 日提供 5 万吨 /年 EO 系统 改造可研审查 1.2.1.9 业主 6 月 11 日提供 关于 5 万吨 EO 系统 改造工艺问题回复 1.2.1.10 业主 7月 31日提供环氧乙烷系统 系统 改造可研内部审查意见及答复 1.2.1.11 业主 8月 18日提供环氧乙烷系统 系统 改造可研内部审查意见及答复 1.2.1.12 业主提供的其他资料 与文件 1.2.2 编制原则 (1) 选用成熟可靠的先进技术，以提高生产效率、降低消耗和生产成本、减少污染，保证装置运行和产品质量的稳定性，增 强产品的竞争力。 (2) 充分依托 #石化分公司现有设施，挖掘现有生产装置、公用工程及系统配套设施的潜力，最大限度节省建设投资。 (3) 充分利用 #石化分公司现有的土地资源，不新征土地。 (4) 坚持国产化原则，技术、设备、材料、仪表尽量立足国产，节省外汇、减少投资。 (5) 加强环境保护，减少污染物和排放总量，执行国家和地区的有关环保政策。对生产中的“三废”进行处理，并达到国家和地区规定的排放标准。 (6) 项目的实施应执行国家相关的法律法规，在获得经济效益的同时产生良好的社会效益。 1.3 研究范围及编制分工 本项目 的研究范围 及 主要工程量见工程主项 表 1.3-1。 1-5 表 1.3-1 工程主项表 1.4 项目背 景及建设理由 1.4.1 项目背景 #20 万吨 /年环氧乙烷 /乙二醇装置于 2007 年建成投产，该装置采用美国Shell 公司氧化法生产环氧乙烷技术，环氧乙烷产品设计能力只有 5 万吨 /年，余下生产乙二醇产品 19.1 万吨 /年，副产品 DEG 和 TEG1.66 万吨 /年。目前从世界范围看，乙二醇已经呈现过剩迹象，国外生产厂家正在竭力争抢我国市场份额，国内产品越来越受到进口乙二醇产品的严重冲击，国内乙二醇市场竞争非常激序号 名称 单位 规模 说明 备注 一 生产装置 1 环氧乙烷精制单元 万吨 /年 5 新建 二 辅助生产设施 1 空压空分 依托老厂 2 储运 依托老厂 3 中央控制室 增加操作站 部分依托 4 机（电、仪）修 依托老厂 5 环保设施 依托老厂 6 分析化验 依托 三 公用工程 1 循环水场 依托老厂 2 高压消防水站 依托老厂 3 厂内给排水管网 增加部分管线 部分依托 4 变配电 部分依托 5 厂内供电线路及照明 部分依托 6 电信系统 依托老厂 7 全厂系统管网 部分依托 8 总图运输 部分依托 9 消防安全 部分依托 四 服务性工程 厂前区和生活服务设施 依托老厂 五 厂外工程 两 根 1800m 外输管线 新建 1-6 烈。因此对于大型乙二醇生产装置而言，应当考虑设置环氧乙烷精制单元，增加装置的操作弹性，使产品结构更灵活，降低市场风 险。 为了满足市场需要及使企业利润最大化， #石化分公司考虑依托现有环氧乙烷 /乙二醇装置的工艺，再建一套环氧乙烷精制系统，能力为 5 万吨 /年，使 #石化分公司的环氧乙烷总生产能力达到 10 万吨 /年。项目完成后，可以大大提高生产装置的操作弹性，产品结构更加灵活，企业应对市场变化的能力会显著提高。 1.4.2 建设理由 (1) 乙二醇装置联产环氧乙烷，是市场的需要 #石化分公司现有一套 20 万吨 /年环氧乙烷 /乙二醇装置，最多可生产 5万吨 /年的高纯度环氧乙烷。由于产品质量好，产品供不应求。目前 #奥克 化学股份有限公司和 #科隆化工实业有限公司 准备在 #石化分公司附近的#市规划的化工园区发展环氧乙烷下游加工企业。这为 #石化分公司环氧乙烷 /乙二醇装置环氧乙烷系统扩能改造创造了良好的外部环境。 #石化分公司环氧乙烷 /乙二醇装置扩能改造生产的环氧乙烷，可以满足不断壮大的市场需求。 (2) 环氧乙烷 /乙二醇装置环氧乙烷系统扩能改造 后，可提高乙二醇装置适应市场变化的能力。 1.4.3 主要外部有利条件 (1) 人才优势 #石化分公司现有一套环氧乙烷 /乙二醇装置（最多可生产 5 万吨 /年高纯度的环氧乙烷），拥有大批参与环氧乙烷装置建设 、管理的技术人员和具有丰富操作经验的技术工人，具有环氧乙烷精制的人才优势。 (2) 公用工程优势 由于新增的环氧乙烷精制单元所需的公用工程消耗较少，加之 #石化分公司现有的氮气、氧气、仪表空气、工厂空气、蒸汽等都有余量，可以完全依托。 (3) 土地资源优势 本项目是依托老厂区扩建，不用新征土地。 (4) 辅助设施依托优势 本项目新增环氧乙烷精制单元后，只新增 两 根由新建 EO 精制单元至 #奥 1-7 克化学股份有限公司和 #科隆化工实业有限公司罐区 外的约 1800 米长的外输管线，生产的产品可直接管输至 #奥克化学股份有限公司和 #科隆化工实业有限公司罐区 或进入 #石化分公司环氧乙烷罐区储存，本项目不新增储罐，与环氧乙烷罐区配套的消防水池也不用新增。 (5) 资金优势 #环氧乙烷 /乙二醇装置属于 #石化分公司下属二级单位， #石化分公司属于中国石油上市企业，具有雄厚的资金实力。 (6) 完善的销售网络和稳定的客户群 #石化分公司环氧乙烷 /乙二醇装置环氧乙烷系统扩能改造后生产的高纯度环氧乙烷，由于产品质量好，加之中国石油完善的销售网络和优质的服务，形成了一批长期稳定的客户群体，这为今后环氧乙烷的销售打下了良好的基 础。 (7) 较好的周边环境 随着振兴东北老工业基地战略的不断落实， #市招商引资的环境不断改善。 1.5 主要研究结论 根据对本项目产品的市场需求、工艺技术、建设条件、环保措施等的初步研究，本项目主要增加的产品的市场前景广阔；主要原料供应落实；可以在很大程度上依托现有设施、技术人员和场地；技术方案切实可行；能够确保安全生产；环保措施落实，可把对环境的污染降低到最小程度。 主要技术经济指标见 表 1.5-1。 1-8 表 1.5-1 主要技术经济指标表 序号 项目名称 单位 改造前 改造后 增量 备注 1 生产规模 1.1 环氧乙烷精制单元 wt/a 5 10 5 2 产品和副产品 2.1 一 乙二醇 wt/a 19.1 12.73 -6.37 2.2 二乙二醇 wt/a 1.58 1.05 -0.53 2.3 三 乙二醇 wt/a 0.073 0.048 -0.025 2.4 精制环氧乙烷 wt/a 5 10 5 3 年操作小时 h 8000 4 主要原料用量 4.1 乙烯 t/a 146800 146800 0 4.2 氧气 t/a 135600 135600 0 4.3 甲烷 t/a 2400 2400 0 5 公用工程消耗量 5.1 新鲜水 m3（ N） /a 88000 152000 64000 5.2 循环冷却水 m3（ N） /a 74848000 77984000 3136000 5.3 脱盐水 m3（ N） /a 48000 48000 0 5.4 锅炉给水 m3（ N） /a 208000 208000 0 5.5 中压蒸汽 (3.4MPa) t/a 200000 168000 -32000 1-9 序号 项目名称 单位 改造前 改造后 增量 备注 5.6 低压蒸汽 (0.45MPa) t/a 112000 232000 120000 5.7 冷凝液 m3（ N） /a -112000 -232000 -120000 5.8 仪表空气 m3（ N） /a 3200000 3728000 528000 5.9 工厂空气 m3（ N） /a 3200000 3200000 0 氮气 7200000 8064000 864000 5.10 电量 kWh 76376000 78936000 2560000 6 占地面积 m2（ N） 2592 新增部分 7 总投资 万元 6993 7.1 建设投资 万元 6910 7.2 建设期利息 万元 83 7.3 流动资金 万元 0 8 资本金 万元 4546 9 销售收入 万元 4974 年均 10 流转税金及附加 万元 750 年均 11 增值税 万元 682 年均 12 城市维护建设税 万元 48 年均 13 教育费附加 万元 20 年均 14 总成本 万元 2157 年均 15 利润总额 万元 2749 年均 1-10 序号 项目名称 单位 改造前 改造后 增量 备注 16 所得税 万元 687 年均 17 税后利润 万元 2062 年均 18 投资 收益 率 40.24% 19 资本净利润率 45.35% 20 全投资投资回收期 I(税前 ) 年 3.10 自建设之日起 21 全投资内部收益率 I(税前 ) 47.46% 22 全投资净现值 I(税前 ) 万元 13361 i=12% 23 全投资投资回收期 II(税后 ) 年 3.67 自建设之日起 24 全投资内部收益率 II(税后 ) 37.06% 25 全投资净现值 II(税后 ) 万元 9201 i=12% 26 盈亏平衡点 28.00% 正常年份 中石油辽阳石化分公司环氧乙烷 /乙二醇装置环氧乙烷系统改造可行性研究报告 1-11 1.6 存在的主要问题及建议 1.6.1 工艺 存在的主要问题 (1) 新 EO 精制塔再沸器热源是采用原 C 204 塔釜的贫吸收液，由于去E-310B 的吸收液量只有 292 吨 /时 ,由此造成 E-310B 的热源不足 ,本可研拟采用先将 E-209 出口的全部贫吸收液经 E-314B 贫吸收液加热器用蒸汽加热至 93，之后分别送至 E 310 及 E 310B。加热器需约 16 吨 /时 0.45MPaG 蒸汽。 由于 C 303B 进料组成中 EO 含量相对 C 303 要低一些，塔釜所需热负荷相比要大一些，热源少量不足部分今考虑用 0.45MPaG 蒸汽补充。该方案操作方便 ,容易控制 .但需在原装置布置该加热器。 另一方案是只加热去 E-310B 的贫吸收液，即只加热 292 吨 /时贫吸收液，加热至 103 .该方案蒸汽量及换热器面积可小一些，但操作相对前一个方案难一些。同时由于升温较高，管程为 EO，增加不安全因素，本可研未选该方案。 (2) 由于新增 EO 精制塔，又增加 E-314B 贫吸收液加热器，原 P-207A/B 扬程不够， P-207A/B EO 解吸塔釜液泵需更换。但要注意新 P-207A/B 泵的关闭压力要维持原数值。要不然影响老系统的某些设备是否需更换。 本可研考虑用户的气相管线不返回乙二醇装置，不合格环氧乙烷管线返回乙二醇装置。 1.6.2 总图需要说明的问题 (1) 环氧乙烷输送管线在辽化分公司厂区内（不含热电厂一段）初步确定利用已有管廊进行铺设，但已有管廊的空间、承载能力是否可以满足 要求需要在下一阶段的设计（初步设计）时根据提供的具体条件进行核实。 (2) 环氧乙烷输送管线与周边设施的安全距离：环氧乙烷输送管线在厂区内初步确定沿已有管廊铺设，在所经地段 -烯烃厂烷基铝装置附近有一高压线塔，距离已有管廊约 14 米（塔中心到管廊西侧外缘），在下一阶段设计时需注意管线到塔的距离应满足规范要求。输送管线在厂区外基本沿 #石化分公司热电厂围墙和 #芳烃及化纤原料基地规划的道路进行铺设，其中与其周边设施的安全距离没有确切的规范进行界定，具体需以长输管线的安全评价结果为依据。 1.6.3 建议 为提高乙二醇 装置适应市场变化的能力，获得更好的经济效益，建议本项目 中石油辽阳石化分公司环氧乙烷 /乙二醇装置环氧乙烷系统改造可行性研究报告 1-12 尽快 实施。 中石油辽阳石化分公司环氧乙烷 /乙二醇装置环氧乙烷系统改造可行性研究报告 2-1 2 产品市场分析与价格预测 环氧乙烷 (EO)是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯和聚氯乙烯的重要有机化工产品。全球约三分之二的环氧乙烷用于生产单体乙二醇 (EG)，其它用于生产其它多元醇，例如二