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1、目录第一章总论1编制依据和原则1编制依据1编制原则1项目概述1项目名称1项目简介2项目背景及工艺特点2项目背景2工艺特点3项目概况3产品生产规模3主要原料、规格及消耗4第二章 产品市场分析5产品概述52.1产品名称5产品性质52.1.3 乙二醇的主要消费领域9世界乙二醇供需情况10生产能力10下游消费11世界乙二醇市场供需132.2国内乙二醇供需情况142.3.1供需现状和生产能力142.32.3.2下业消费情况192.3.3 我国乙二醇市场供需20乙二醇价格分析与212.4.1价格走势212.4工艺技术方案24工艺技术方案的选择243.1.1 原料路线确定的原则和依据24第三章3.13. 2

2、 工艺技术方案的比较与选择24工艺的比较24工艺方案的选择32工艺流程333.3第四章 原料供应和产品销售34原料、辅助材料的供应34原料、辅助材料的规格和用量34原料、辅助材料的来源344.1产品的销售35产品规格,检测35产品规格354.2.1.2标准354.2技术要求35试验方法374.2.1.5标志、包装、贮存394.2.2 产品销售39第五章 厂址的选择42厂址选择依据42厂址选择原则42厂区概况43地理位置优势445.2.2交通优势465.2.4政策优势485.2.6公用工程优势515.3厂址最终选定52第六章 工厂组织及劳动定员53工厂体制及组织机构53生产班制和劳动定员估算53

3、生产班制536.2.2 劳动定员53来源54培训556.2.36.2.4第七章 项目实施规划56建设周期的规划56实施进度的规划56第八章投资估算和筹集57编制说明57投资估算578.18.2编制依据57估算方法说明57投资的一般57建设投资估算58建设期利息71项目投入总投资汇总72筹措728.3. 73筹措计划738.3.18.3.28.3.3 投资规模73成本估算738.48.4.1编制依据及成本估算方法73外购原材料费74外购及动力费74工资及福利费75折旧费77摊销费78其他费用78税金估算798.5财务评价818.6.1 现金流量表818.6赢利能力分析指标82动态指标83不确定分

4、析84盈亏分析84敏感性分析858.7总结87第九章第一章总论1.1 编制依据和原则1.1.1 编制依据(1)2015年“三井化学杯”大学生化工设计大赛参赛指导书(2)化工建设项目可行性内容和深度的规定2005年10月(3)当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录(2000年修订)(4)环境保(5)劳动安全法1.1.2 编制原则(1)编制过程中坚持“客观、公正、科学、可靠”的原则,对项目的市场需求、建设规划、技术方案及水平、经济效益、社会效益、环境效益和各种风险等进行了充分和论证,真实、全面地反映项目的有利和不利,提出可供选择的建议。(2)根据厂址条件,对项目所需水、电、蒸汽、人力、原辅材料

5、来源及质量进算与落实。(3)对产品方案、技术路线、来源等进行多方案的比较选择,最终提出技术上先进、可靠、经济上合理、环保措施完善的方案。(4)结合当地的政策、,按照有关部门的编制要求,对建设项目做出客观的技术经济评价,对项目中尚未解决的问题,如实提出建设性的意见和建议。(5)选用的工艺、设备、自控方案要先进、可靠、成熟、“三废”排放少,做到低能耗、低污染、低成本。1.2项目概述1.2.1 项目名称年产20万吨EG项目11.2.2 项目简介本设计项目将乙烯直接氧化工艺、碳酸二甲酯-乙二醇联产工艺、碳酸乙烯酯生产工艺相结合,年产20万吨乙二醇联合生产28.6万吨碳酸乙烯酯,以及副产10万吨碳酸二甲

6、酯。1.3 项目背景及工艺特点1.3.1 项目背景乙二醇(简称EG)又名甘醇,是一种重要的石油化工基础有机原料,主要用于生产聚酯维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂及等,此外,还可用于涂料、照相显影液、刹车液以及油墨等行业,用作过硼酸铵的溶剂和介质,还用于生产特种溶剂乙二醇醚等,其用途十分广泛。我国乙二醇产品主要用于生产聚酯、防冻液以及粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂和聚酯多元醇等,其中聚酯是一主要消费领域。近年来,PET聚酯(包括聚酯纤维、聚酯树脂和薄膜等)生产发展很快,对乙二醇的需求有逐年增加的趋势。目前全球需求量约为2000万t,2007年我国消费乙二醇6

7、82万t,其中由于国内产能严重不足进口了480万t,中国聚酯产业快速发展,成为拉动乙二醇产需快速增长的主要,乙二醇生产的发展取决于聚酯产品的发展。预计到2010年,中国乙二醇产品的需求量将达到570104t左右,占亚洲市场的45%,占全球量的25% 。 在传统的乙二醇消费中决定其产量的是聚酯和防冻剂,聚酯和防冻剂的生产主要是以乙二醇为原料,目前,我国乙二醇消费中约83.8%用于生产聚酯,约16.2%用于生产防冻剂、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂、聚酯多元醇等。20032008年,世界乙二醇消费量从1445万吨上升到1808万吨,年均增长率为4.6%。2008年,全球乙二醇生产为214

8、8万吨/年,产量为1808万吨,消费量1808万吨。 世界乙二醇消费区域主要集中在亚洲、和西欧,而生产主要集中在亚洲、和中东。目前,中东是乙二醇最大的出口地区,2008年出口量为397万吨,约占其总产量的92.5%,占全球出口总量的40.9%,净出口量达376万吨。2008年亚洲、和西欧是乙二醇净进口地区,净进口量分别为484万吨、122万吨和19万吨。2由于需求量的快速增长,也促进了乙二醇生产能力的增加,除了进口,近两年,我国多套大型乙二醇生装置已建成投产,大大弥补了国内产不足需的情况。2005年生产乙二醇的厂家共有11家,总生产能力为137.8万t,产量为110.1万t,同比增长约15.9

9、8%。2005年6月南京-巴斯夫新建的30万吨/醇装置建成投产,除2套中外合资企业外,大多生产厂家分别属于中国公司和天然气公司所属大型石油化工企业,其中中国有6家,2005年总生产能力为77.5万t/a,约占我国EG总产能的56.6%,有4家,总产能为29.6万t/a,约占国内总产能的21.2%。到2006年2月,中海-壳牌石油化工新建的32万吨/醇生产装置建成投产,2007年3月石油化工公司新建的38万吨/醇装置建成投产。这些新项目使我国乙二醇的生产能力大增,至2007年5月,我国乙二醇的生产厂家达到12家,总生产能力为207.8万吨/年。1.3.2工艺特点碳酸乙烯酯与甲醇联产乙二醇和碳酸二

10、甲酯法具有以下优点:(1)可以充分利用环氧乙烷装置排放的CO2资源,该技术对充分利用富产CO2资源有着积极的社会意义;(2)碳酸乙烯酯性能优良,作为一种低毒的多用途化学品,具有许多优良的性能,可以作为中间产品,也可以直接作为成品出售;(3)高转化率避免了水作为原料带来的高能耗和杂质问题,以及可减少分离的复杂性;(4)碳酸乙烯酯是最近十几年来新崛起的污染小、用途广泛的基础化工原料,被称为21世纪有机的基石;(5)该技术的两步反应属于原子利用率100%的反应,属于“零排放”的清洁生产工艺,具有很好的发展前景。该技术是今后环氧乙烷生产乙二醇最具有吸引力的工艺路线之一。1.4 项目概况1.4.1 产品

11、生产规模3序号产品名称数量备注单价/吨1乙二醇万吨/年20优级品73602碳酸二甲酯万吨/年10优级品66001.4.2主要原料、规格及消耗本厂主要原料为乙烯,辅助,氧气,甲烷,甲醇和YS-8520银催化剂,固载离子液体催化剂以及复合催化剂。本项目的原料消耗量见表1.4-1:表1.4-1原料消耗量1.4.3 生产工艺本项目采用碳酸乙烯酯(EC)法乙二醇1.4.4 厂址省茂名工业园区4材料名称年消耗量数量1乙烯254912吨2311544吨3氧气241840吨4甲烷54544吨5甲醇77168吨6工业用水9859吨7YS-8520 银型催化剂66吨8复合型催化剂35吨9固载化离子液体催化剂35吨

12、3碳酸乙烯酯万吨/年28.6优级品18800第二章产品市场分析2.1 产品概述2.1.1 产品名称2.1.2 产品性质(1) 乙二醇乙二醇(ethylene glycol)又名“甘醇”、“1,2-亚乙基二醇”,简称EG。化学式为(O) ,是最简单的二元醇。乙二醇是无色无臭、有甜味液体,H对动物性,人类致死剂量约为1.6 g/kg。乙二醇能与水、互溶,但在醚类中溶解度较小。用作溶剂、防冻剂以及涤纶的原料。乙二醇的高聚物聚乙二醇(PEG)是一种相转移催化剂,也用于细胞融合;其硝酸酯是一种。表2-1 乙二醇的物化性质表5项目指标或说明中文名称乙二醇英文名称ethylene glycol分子量62.0

13、68/-12.6沸点/197.3外观与性状无色,有甜味,粘稠液体产品名称英文缩写分子式分子量乙二醇EG( H O)62.068碳酸二甲酯DMCC390.700碳酸乙烯酯ECC388.066临界温度/372溶解性与水/乙醇/醋酸甘油吡啶等混溶,微溶于乙醚,不溶于石油烃及油类,能够溶解氯化钙/氯化锌/氯 化钠/碳酸钾/氯化钾/碘化钾/氢氧化钾等无机物。主要用途主要用于制聚酯涤纶,聚酯树脂、吸湿剂,增塑剂,表面活性剂,、化妆品和,并用作、油墨等的溶剂、配制发的抗冻剂,气体脱水剂,制造树脂、也可用于玻璃纸、皮革、粘合剂的湿润剂。性吞食有害健康危害国内尚未见本品急慢性 。国外的急性 多系因误服。吸入 表

14、现为反复发作性昏厥,并可有眼球震颤,淋巴细胞增多。口服后急性 分三个阶段:第一阶段主要为中枢神经系统症状,轻者似乙醇 表现,重者迅速产生 ,最后 ;第二阶段,心肺症状明显,严重病例可有肺水肿,支气管 ,心力衰竭;第三阶段主要表现为不同程度肾功能衰竭。人的本品一次口服致死量估计为1.4ml/kg(1.56g/kg)。储存注意事项乙二醇由于部分氧化,略显酸性,如遇到水对碳钢储罐或管线具有较强的腐蚀作用,乙二醇除了不能混水外,对于其它的不饱和烃类杂质也有苛刻的要求,与甲醇相同高锰酸钾试验是它的一个重要指 标,乙二醇还要减少与氧接触,一般乙二醇的管道在投用之前要做除氧处理,使用的储罐最好有氮封,此外乙

15、二醇储罐也不能有铁锈。鉴于乙二醇的仓储要求比较高,比甲醇要求还要苛刻,乙二醇的储存再好选用不锈钢罐(碳钢罐镀铝也可以)和不锈线,储罐加氮封,管线在投用前用氮气置换,还要保证罐和管线具有很好的清洁包装方法用镀锌铁桶包装,每桶100Kg或200Kg。注意事项前应先检查包装容器是否完整、密封,过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、酸类等混装混运。船运时,应与机舱、电源、火源等部位。公路时要按规(2)碳酸二甲酯碳酸二甲酯(dimethyl carbonate,DMC),是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料,它是一种重要的有机,分子结构中含有羰基、甲基和甲氧基等官能团,具

16、有多种反应性能,在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易等特点。由于碳酸二甲酯毒性较小,是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。表2-2碳酸二甲酯的物化性质表7项目指标或说明中文名称碳酸二甲酯英文名称dimethyl carbonate分子量90.07/2-4沸点/90外观与性状无色透明,略有气味,微甜的液体溶解性难溶于水,但可以与醇、醚、酮等几乎所有的混溶主要用途代替光气作羰基化剂代替硫酸二甲酯作甲基化剂低毒溶剂DMC与其他溶剂的性能比较添加剂性无毒定路线行驶。(3)碳酸乙烯酯碳酸乙烯酯(EC)是一种性能优良的,可溶解多种聚合物;另可作为有机,可替代环氧乙烷用于二氧基化反应,并是酯交换法生产碳

17、酸二甲酯的主要原料;还可用作呋喃唑酮的原料、水玻璃系浆料、整理剂等;此外,还应用于锂电池电解液中。碳酸乙烯酯还可用作生产润滑油和润滑脂的活8储存注意事项易燃,其蒸气与空气混合,能形成性混合物储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房。远离火种、热源。不宜超过37。保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、酸类等分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。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和合适的收容材料储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料职业接触限值 (中国)未制定标准职业接触限值()未制定标准监测方法无资料 工程控制生产过程密闭,加强通

18、风呼吸系统防护空气中浓度时,佩戴过滤式防毒面具(半面罩)眼睛防护必要时,戴化学安全防护眼镜身体防护穿防静电工作服手防护戴橡胶耐油手套其它防护工作现场严禁吸烟。工作完毕,淋浴更衣。特别注意眼和呼吸道的防护。包装方法装包装标志易燃液体包装方法安瓿瓶外普通木箱;螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、瓶或金属桶(罐)外普通木箱注意事项时车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。注意事项夏季最好早晚 。 时所用的槽(罐)车应有接地链,槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电。严禁与氧化剂、还原剂、酸类、食用化学品等混装混运。 途中应防曝晒、雨淋,防高温。中途停留时应远离火种、热源、高温区。装运该物品的车辆排

19、气管必须配备阻火装置。性。质量指标:(质量体系符合ISO9001:2000标准)指标电池级优级 工业级含量99.95%min 99.90% min 99.5% min水分100ppmmax 200ppm max 300ppm max色度(铂-钴)10 20 40密度(20C) 1.3210.005 g/cm3 1.3210.005 g/cm3 1.3210.005 g/cm3Cl 1 ppm max - -SO4 1 ppm max - -K 1 ppm max - -Na1ppmmax-Ca1ppmmax-Fe1ppmmax-Pb1ppmmax-2.1.3 乙二醇的主要消费领域目前,我国乙二

20、醇产品主要用于生产聚酯、防冻液以及粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂和聚酯多元醇等。其中聚酯是我国乙二醇的主要消费领域,其消费量约占国内总消费量的94.0%,另外约6.0%用于防冻剂、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂以及聚酯多元醇等。近年来,我国聚酯(包括聚酯、聚酯树脂和薄膜等)的生产发展很快, 2010年聚酯的产量将达到约1900万吨,届时对乙二醇的需求量将达到约665万吨。加上在防冻剂以及其他方面的消费量,预计我国乙二醇的总需求量仍将保持高速增长。92.2 世界乙二醇供需情况2.2.1 生产能力近年来,随着全球聚酯产品市场消费的急剧增长,世界乙二醇的生产发展很快。2006年世

21、界乙二醇的总生产能力只有1955.5万吨,2009年增加到2313.5万吨。2010年随着陆以及中东地区等多套新建或扩建乙二醇生产装置的建成投产,生产能力又得到了很大的发展。截止到2010年10月文中除非特别说明,2010年生产能力均指截止到2010年10月),世界乙二醇的总生产能力达到约2565.3万吨,同比增长约10.88%,其中的生产能力为484.6万吨/年,约占世界乙二醇总生产能力的18.89%;中南美地区的生产能力为40.9万吨/年,约占世界总生产能力的1.59%;西欧地区的生产能力为129.1万吨,约占世界总生产能力的5.03%;中东欧地区的生产能力为83.6万吨/年,约占世界总生

22、产能力的3.26%;中东地区的生产能力为747.9万吨/年,约占世界总生产能力的29.15%;亚洲地区的生产能力为1077.0万吨,约占世界总生产能力的41.98%;世界其他地区的生产能力为2.2万吨/年,约占世界总生产能力的0.09%。沙特SABIC公司是世界上最大的乙二醇生产厂家,生产能力为279.0万吨/年,约占世界乙二醇总生产能力的10.87%;其次是DOW化学公司,生产能力为210.0万吨/年,约占世界总生产能力的8.19%,在、科威特和建有生产装置;再次是台塑公司,生产10能力为193.0万吨/年,约占世界总生产能力的7.52%,和建有生产装置;S化学公司以182.0万吨/年的生产

23、能力位居世界第四,约占世界总生产能力的7.09%,分别在、荷兰、陆、新加坡以及建有生产装置。预计今后几年,世界乙二醇的生产能力将以年均约6.0%的速度增长,到2014年总生产能力将达到约3100.0万吨。表2.2-12010年世界主要乙二醇生产厂家2.2.2 下游消费2009年全世界乙二醇的总消费量为1797.2万吨,其中产量为1725.0万吨,进口量为1004.4万吨,出口量为932.2万吨,消费主要集中在亚洲、和西欧311生产能力占总生产能力生产厂家名称生产装置分布/(万吨/年)的比例/%Sabina公司27910.87沙特Dow化学公司2108.19在,和台塑公司1937.52中国,Sh

24、eu化学公司1827.09荷兰,新加坡,化工公司2469.59含合资企业产能SPDC公司1054.09沙特湖南石油化工公司1044.05韩国信任工业公司752.92石油化学工业公司732.84科威特,BASF公司572.22小计152459.41比利时,德国,墨西哥世界总生产能力2 5653100个地区,其消费量合计达到1623.7万吨,约占世界乙二醇总消费量的90.35%,其中地区的消费量为234.4万吨/年,约占总消费量的13.04%;西欧地区的消费量为136.1万吨/年,约占总消费量的7.57%;亚洲地区的消费量为1253.2万吨/年,约占总消费量的69.73%。此外,中东地区的消费量为

25、80.9万吨/年,约占世界总消费量的4.50%;中东欧地区的消费量为51.4万吨/年,约占总消费量的2.86%;中南美地区的消费量为32.9万吨/年,约占总消费量的1.83%;世界其它国家和地区的消费量为8.3万吨/年,约占总消费量的0.46%。亚洲是世界上最主要的乙二醇进口地区,2009年进口量达到802.3万吨,约占总进口量的79.88%;而中东地区则是世界上最主要的乙二醇出口国家,2009年出口量达到453.7万吨,约占总出口量的48.67%。预计今后几年,世界乙二醇的需求量将以年均约5.0%的速度增长,到2014年总需求量将达到约2250.0万吨,其中中东欧地区的需求量的年均增长率最大

26、,将达到约8.9%,消费量将由2009年的51.4万吨增加到2014年的78.0万吨;其次是中东地区,消费量的年均增长率将达到约5.2%,消费量将由2009年的80.9万吨增加到2014年的约104.0万吨;地区消费量的年均增长率为2.8%,消费量将由2009年的234.4万吨增长到约270.5万吨;西欧地区消费量的年均增长率约为3.0%,消费量将由2009年的132.5万吨增长到约153.5万吨;亚洲地区消费量的年均增长率约为4.3%,消费量将由2009年的1253.2万吨增长到约1537.0万吨。世界乙二醇主要用于生产PET树脂和抗冻液,在2009年的消费结构中,用于生产PET树脂的乙二醇

27、需求量为1494.8万吨,约占乙二醇总消费量的83.17%;用于生产防冷液的消费量为199.7万吨,约占总消费量的11.11%;用于生产化工中间体,醇酸树脂等其他产品的消费量为102.7万吨,约占总消费量的 5.71%。世界各主要国家和地区乙二醇的消费结构不尽相同,其中地区用于生产PET树脂的乙二醇消费量约占总消费量的66.08%,防冻液的消费量约占总消费量的24.06%;西欧地区用于生产PET树脂的乙二醇消费量约占总消费量的71.12%,防冻液的消费量约占总消费量的15.43%;中东地区用于生产PET树脂的乙二醇消费量约占总消费量的82.20%,防冻液的消费量约占总消费量的8.03%;亚洲地

28、区用于生产PET树脂的乙二醇消费量约占总消费量的88.63%,防冻液的消费量约占总12消费量的7.80%;世界其他国家和地区用于生产PET树脂的乙二醇消费量约占总消费量的71.17%,防冻液的消费量约占总消费量的19.55%;2.2.3 世界乙二醇市场供需20世纪90年代以来,由于全球聚酯产品市场消费的急剧增长,世界乙二醇的生产发展很快。乙二醇广泛应用于主要用途用于制造树脂、增塑剂,、化妆品和,并用作溶剂、配制发的抗冻剂。据英国PCI二甲苯和聚酯公司分析199年世界乙二醇的总生产能力只有960万t/a,2000年达到1423.0万t/a,2001和2O02年,世界生产能力约为1471万t和15

29、46万t,需求分别为1251万t和1364万t。2003年世界乙二醇生产能力1624万t,需求为1420万t。2004年全球乙二醇产能为1644万t/a,需求乙二醇1510万t。2005年全球乙二醇产能为l697万,全球乙二醇需求量为1590万t,总生产能力进一步增加到1779.2万t/a,同比增长约7.18%。2000-2005年生产能力的年均增长率约为4.57%。陶氏化学公司是目前世界上最大的乙二醇生产厂家。2005年生产能力达到260.8万,约占世界乙二醇总生产能力的14.66%;其次是壳牌化学公司,总生产能力为111.4万t/a,约占世界总生产能力的6.26%;再次是SABIC公司,生

30、产能力为108.0万t/a,约占世界总生产能力的6.07%。2008年,全球乙二醇消费约1808万吨,主要用于生产聚酯1541万吨,约占总消费量的85.2%;其次用于生产防冻剂148万吨,约占总消费量的8.2%,为119万吨,约占总消费量的6.6%。表2.2-22008年世界乙二醇供需状况 (:万吨/年)13地区产量进口量出口量消费量亚洲741.3724.1240.21225.2洲389.763.4185.0268.1中东429.621.3397.353.6西欧144.3128.2109.4163.1中东欧74.236.426.750.9中南美26.722.813.735.8从各地区乙二醇消费

31、结构看,世界各地的乙二醇消费情况迥异,亚洲乙二醇绝大多数用于生产聚酯,占总消费量的92.7%乙二醇用于聚酯的消费比例为70.5%,生产防冻剂占14.7%;西欧地区乙二醇消费与类似,生产聚酯约占63.6%、生产防冻剂约占17.8%。近年,随着纺织产业向亚洲转移,和西欧地区用于聚酯生产的乙二醇呈小幅下降态势,而防冻剂及其他用途的所占比例有所提高。从消费结构看,未来世界乙二醇的消费热点主要还是来自聚酯领域的表现。预计到2015年,用于生产PET的乙二醇占总消费量的86.7%,较2008年提高约1.5个百分点,生产防冻液占7.6%,其他用途约5.7%。2008年世界乙二醇消费结构及2015年需求情况如

32、下表:表2.2-3 2008世界乙二醇消费结构及2015年需求(:万吨/年)从全球市场需求看,亚太地区乙二醇需求占世界总需求的60%以上,其中主要需求是来自中国。预计2010年,中东地区将会成为全球最大的生产与出口,中国为最大的目标市场。尽管我国乙二醇市场缺口较大,但下游消费领域仍十分单一,使国内乙二醇产业更为严峻的市场压力。2.3 国内乙二醇供需情况2.3.1 供需现状和生产能力我国从20世纪50年代末开始生产乙二醇,随着我国工业的动了乙二醇的生产。从20世纪70年代初开始,燕山和辽阳化纤公司分别从和14品种2008年2015年2009-2015年年均增长率消费量比例需求量比例PET1540

33、.485.2%2176.286.7%5.1%防冻剂148.38.2%190.87.6%3.7%其它119.36.6%143.15.7%2.6%合计1808100%2510100%4.8%,世界合计1808.0972.3972.31808.0德国引进了2套大型EO/乙二醇生产装置。随后,国内又相继引进了10套大型EO/乙二醇生产装置,特别是开放后,我国的乙二醇生产有了更大的发展。1996年有东方、独山子、联化、茂名乙烯、吉化公司EO/乙二醇装置相继投产。再加上燕化、的改扩建,2004年国内乙二醇的总产能达到128.8万t。近10年来,由于聚酯工业需求强劲,国内市场对乙二醇的需求保持快速增长之态势

34、。我国乙二醇的由1990年28.42t,1995年45.62万t、1996年55.48万t增加到2000年90.75t、2002年91.40万t,2005年产量达到110.08万t,但仍不能满足需求,只能满内市场需求的1/3,其余全靠进口。1995年我国乙二醇的表观15消费量达到65.69万吨,2000年达到195.71万号,年均增长率高达24.40%。进入21世纪以来,乙二醇的表观消费量继续大幅增长,2002年突破300万吨大关,达到301.99万吨,成为超过的世界第一大乙二醇消费国,2006年更是达到562.04万吨,2001-2006年的年均增长率达到18.53%,表观消费量的大辐增加促

35、使进口量不断增加,自给率呈逐年下降趋势,从1997年的80.19%下降至2000年的46.4%2002年3O.2%、2003年28%、2004年22%、2005年21.6%。由于需求量的快速增长,也促进了乙二醇生产能力的增加,除了进口,近两年,我国多套大型乙二醇生产装置已建成投产,大大弥补了国内产不足需的情况。2005年生产乙二醇的厂家共有11家,总生产能力为137.8万t,产量为110.1万t,同比增长约15.98%。2005年6月南京-巴斯夫新建的30万吨/醇装置建成投产,除2套中外合资企业外,大多生产厂家分别属于中国石化公司和天然气公司所属大型石油化工企业,其中中国集团有6家,2005年

36、总生产能力为77.5万t/a,约占我国EG总产能的56.6%,中国石油有4家,总产能为29.6万t/a,约占国内总产能的21.2%。到2006年2月,中海-壳牌石油化工新建的32万吨/醇生产装置建成投产,2007年3月石油化工公司新建的38万吨/醇装置建成投产。这些新项目使我国乙二醇的生产能力大增,截至2007年5月,我国乙二醇的生产厂家达到12家,总生产能力为207.8万吨/年。表2.3-1 2013年我国乙二醇主要生产厂家产能统计16生产厂家名称生产能力/万t环氧乙烷技术方法京燕山石油化工公司8.0SD 氧气法中石油辽阳石油化纤公司20.0S氧化法中石油抚顺石油化工公司6.0S氧化法中石油

37、吉林石油化工公司15.9SD 氧气法东方石油化工4.0SD 氧气法石油化工公司26.2SD 氧气法石油化工公司60.5SD 氧气法2014 年我国乙二醇新建及扩建情况17装置能力/生产厂家名称工艺原料路线万 t公司36.0石油乙烯路线( 洛阳孟津县) 化工20.0煤制乙二醇( 商丘永城) 化工20.0煤制乙二醇内通辽金煤化工公司20.0煤制乙二醇鹤壁宝马一期5.0煤制乙二醇茂名石油化工公司10.0S氧化法联合化学6.2S氧化法中石油独山子石油化工公司5.0SD 氧气法南京-巴斯夫30.0SD 氧气法中海-壳牌石油化工35.0S氧化法内通辽金煤化工20.0煤化工工艺镇海炼化公司55.0DOW 化

38、学工艺中沙()36.0DOW 化学工艺辽宁华锦化工公司20.0SD 氧气法煤化新乡化工公司20.0煤化工工艺山东恒升公司5.0煤化工工艺煤化濮阳化工公司20.0煤制乙二醇煤化安阳化工公司20.0煤制乙二醇天业()5.0SD 氧气法、煤化工工艺浙江宁波化学50.0S氧气法中国石油化工公司28.0SD 氧气法合计505.8我国乙二醇进口主要来自南京、宁波、杭州、厦门和等5个。2009年来自这5个的进口量合计达到548.95万吨,同比增长约11。59%,约占总进口量的94.19%。2010年(1-10)月来自这5个的进口量合计达到527.36万吨,同比增长约2.10%,约占总进口量的94.40%。其

39、中来自南京的进口量为302.81万吨/年,同比增长约15.1%;来自宁波的进口量为134.68万吨/年,同比增长约17.5%;来自杭州的进口量为58.88万吨/年,同比增长约36.7%;来自厦门的进口量为16.16万吨/年,同比减少约2.8%;来自的进口量为14.83万吨/年,同比增长约6.1%。18中国化肥20.0气制乙二醇博源投资内碱业公司一期10.0煤制乙二醇淮化一期10.0气制乙二醇合计141.02.3.2 下业消费情况近年来,随着我国聚酯工业的快速发展,我国乙二醇的消费量不断增加。2004年我国乙二醇的表观消费量只有431.43万吨,2009年表观消费量增加到777.14万吨,同比增

40、长约10.15%,约占世界乙二醇总消费量的43.24%,其中产量为195.0万吨,进口量为582.81万吨,出口量为0.67万吨。聚酯是我国乙二醇的主要消费领域,约占总消费量的93.7%,另外约6.3用于生产防冻剂、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂以及聚酯多元醇等。我国聚酯产能经过前几年的过度发展,产能相对过剩的局面,装置的开工率逐年下降,一些小聚酯企业逐步退出竞争。另外,近两年,由于受到升值,出口退税率的调整以及世界金融等的影响,我国纺织品的出口量减少,对乙二醇等原料的需求量也相应减少。另外,我国纺织行业还同时劳动力成本、生产原料、能源成本上升,环境资源约束等的影响,未来一段时间内发

41、展速度将会放缓。由此将会导致对乙二醇需求量的减少。但是,随着我国汽车工业的发展和汽车保有量的迅速增加,乙二醇在防冻液上的应用量将会有所增长。总之,今后几年,我国乙二醇的需求仍将会有所增长,但增长的幅度将比较缓慢,预计2014年我国对乙二醇的需求量将达到约1100.0-1150.0万吨,而届时的生产能力将达到约550.0万吨,产不足需,仍需要通过进口才能满内实际生产的需求。192.3.3 我国乙二醇市场供需聚酯是我国乙二醇的主要消费领域约占总消费量的937,另外约63用于生产防冻剂、粘合剂、油漆溶剂、耐寒润滑油、表面活性剂以及聚酯多元醇等。我国聚酯产能经过前几年的过度发展。产能相对过剩的局面。装

42、置的开工率逐年下降。一些小聚酯企业逐步退出竞争。另外近两年。由于受到升值,出口退税率的调整以及世界金融等的影响我国纺织品的出口量减少对乙二醇等原料的需求量也相应减少。我国纺织行业还同时劳动力成本、生产原料、能源成本上升,环境资源约束等的影响。未来一段时间内发展速度将会放缓。由此将会导致对乙二醇需求量的减少。但是。随着我国汽车工业的发展和汽车保有量的迅速增加乙二醇在防冻液上的应用量将会有所增长。总之。今后几年,我国乙二醇的需求仍将会有所增长。但增长的幅度将比较缓慢预计2014年我国对乙二醇的需求量将达到约1 100.0万一l150.O万t而届时的生产能力将达到约550.0万t,仍产不足需。需要通

43、过进口才能满内下游产业实际生产的需求。乙二醇(EG)是一种重要的有机化工原料,主要用于生产聚酯和防冻剂,此外还可用于不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及等,用途十分广泛。目前,世界乙二醇的总生产能力已经过剩,而我国的产能和产量20仍不能满足实际生产的需求,每年都需要大量进口,开发利用前景广阔。由于目前我国乙二醇的生产能力和产量还不能满足实际生产的需求,因而有多家企业准备新建或扩建乙二醇生产装置。在20132016年新建或者扩建项目中,和中石油的项目大都采用石油乙烯路线,装置新增生产能力约为152万吨/年。由于煤制乙二醇相比煤制油、煤制烯烃的投资要少得多,产业链也比后两者短,市场

44、需求明确,低,推广起来更加容易,加上发展煤或天然气通过气制备乙二醇,符合我国缺油、少气、煤炭资源相对丰富的特点,是国家鼓励类示范性项目,因而掀起了项目投资热。据初步统计,目前在建或者计划建设的煤乙二醇装置生产能力约600万吨/年,但由于我国煤制乙二醇技术为自创技术,还没有经过长时间的工业运行考验,技术还存在不完善之处,因而,装置完全建成投产的可能性不大。在众多的煤化工乙二醇项目中,2016年以前最多50%产能能够建成投产。预计到2016年,我国乙二醇的总生产能力最多能够达到约950万吨/年。2.4 乙二醇价格分析与2.4.1 价格走势2.4.1.1 乙二醇2014年价格走势2014年上半年的乙

45、二醇市场走势纠结:1-5月份整体走势“熊”途漫漫,6月份市场风云突变,价格阶梯式走高。2013年岁末由于央行面收紧、终端织造恢复缓慢、聚酯产业链库存压力重,导致2014醇市场遭遇开年不利,市场持续疲弱下行。6月份开始,受原料PX强势反弹带动,PTA市场上演绝地反弹,市场一路高奏凯歌,且下游聚酯的高开工率与靓丽的产销数据也对乙二醇市场反弹上涨形成较好的烘托氛围。自5月末开始乙二醇市场一摆颓势,价格一路稳健上行。从乙二醇下游应用领域来看,大约93%的乙二醇用于聚酯领域,3%用于生产聚氨酯,3%用于生产防冻液,1%用于其他领域的生产。2014年上半醇行情走势的与其主要应用领域聚酯的颓势表现密切相关。

46、212.4.1.2 乙二醇2015年价格走势乙二醇市场经历了2014年下半年的急速下挫之后,岁末市场进入筑底徘徊阶段。就在原油层面跌跌不休市场论蔓延之际,市场借助地缘政治、经济数据向好等的刺激上演绝地反弹,虽涨势的确依然有待观察,但近期市场50/桶附近的价格让业者担忧的心有所平复。而原油市场的止跌一震荡向上也让乙二醇市场基本面上的利多开始发酵。从价格对比来看,2015年一季度均价为5985元/吨,环比跌1.93%;同比跌14.55%。环比下跌的主要原因与基本面及原油的影响,密不可分。由于目前乙二醇生产厂家整体开工率维持在六成左右,下游采购需求正常;原油大幅上涨,对于乙二醇市场的影响较大,预计乙

47、二醇市场市场价格会受国内港口现货库存低位及原油消息的影响,保持震荡上行。2015年1月份国内企业出厂报价均价在6255元/吨,月末报价在5990元/吨,22整体涨幅4.24%。2015年2月份国内乙二醇价格呈震荡式上行。月初国内企业出厂报价均价在5990元/吨,月末报价在6325元/吨,整体涨幅5.59%。2015年3月份国内乙二醇价格震荡运行,整体保持平稳。月初国内企业出厂报价均价在6350元/吨,月末报价在6366元/吨,整体涨幅0.26%。2015年4月份国内乙二醇市场价格上涨,目前乙二醇生产厂家开工率在80%左右,华南地区乙二醇经销价格6550元/吨左右;华东地区乙二醇经销价格6450

48、元/吨左右。我国乙二醇主要用于PET 行业,而 PET 的产能已初现饱和,下游纺织行业近几年的出口数据也不是十分乐观,贸易摩擦频现。加之国外的技术壁垒和成本优势,对我国刚刚起步的乙二醇新技术形成威胁,因而在发展传统 PET 产业的同时,应该进一步开发乙二醇的其它应用领域,尽量减小目前单一产业链所的风险。此外,目前乙二醇的工艺以石油路为主,其整个产业链为油(气)-乙烯-环氧乙烷-乙二醇,故国内企业可在海外积极寻求油气开发和下游产业的合作,建立全球产业链,进一步融入世界经济,形成互利共赢局面,降低产业风险。23第三章 工艺技术方案3.1 工艺技术方案的选择3.1.1 原料路线确定的原则和依据选用生

49、产工艺方法,应从多方面进行考虑:(1)原料的来源是否广泛,供应是否有保证;(2)生产工艺是否成熟及难易程度,质量是否有保证;(3)生产设备是否过关,装置生产能力是否有保证;(4)检测是否配套、成熟,能保证生产过程及产品质量的有效控制;(5)设备和土建的规模如何,造价如何;(6)原材料及燃动力消耗如何、价格如何,人力资源占用情况,生产成本如何,各项经济技术指标如何;(7)环境保护情况,节能减排情况。3. 2 工艺技术方案的比较与选择3.2.1.工艺的比较乙二醇(简称EG),俗称甘醇,是一种重要的有机化工原料,常温下为无色、无臭、有甜味的粘稠液体。易吸湿,能与水和混溶,能大大降低水的冰点,微溶于乙

50、醚。主要用于生产聚酯、防冻剂、不饱和聚酯树脂、非离子表面活性剂等。它和对苯二甲酸(PTA)反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯,可作为聚酯和聚酯的原料,我国乙二醇的消费中约95%用于生产聚酯,5%用于生产防冻剂等方面。由乙二醇和聚乙二醇能衍生出多种类型表面活性剂,用于增塑剂、染整助剂、干燥剂、柔软剂生产,其二硝基化合物为,其甲基、乙基和醚用作溶剂,还广泛应用于制造、橡胶、聚酯漆、胶粘剂、化妆品、润滑剂、气相色谱固定液等。目前国内外大型乙二醇生产都采用环氧乙烷(EO)直接水合的工艺路线,生产技术基本上由壳牌(S)、Halcon-SD、美国联碳公司(UCC)。该法工艺流程长,水比(H2O和EO的摩尔比)高

51、,能耗大,乙二醇的选择性相对较低。为克服上述缺点,降低生产成本,自20世纪70年代起,国24内外相继开展了一些乙二醇生产的新技术,主要分为路线和碳一路线。3.2.1.1路线乙二醇环氧乙烷直接水合发、环氧乙烷催化水合法、碳酸乙烯酯(EC)法乙二醇。这些方法的基础是乙烯首先氧化生成环氧乙烷,因而环氧乙烷的产率直接关系到路线生产乙二醇的成本,分析表明,原料乙烯的消耗占生产成本的70%,所以工业上乙二醇生产技术的进展很大程度上取决于EO催化剂的选择性进一步提高,以便更有效的节约乙烯,提高经济效益。1. 环氧乙烷直接水合法来自上游的环氧乙烷水溶液(摩尔水合比为28:1),经泵(P)输送到乙二醇反应器三级

52、进料预热器(E),预热后温度为 190的物流送入乙二醇管式反应器(R),在高温、高压、绝热条件下反应生成主产物乙二醇和副产物二乙二醇、三乙二醇等,离开乙二醇反应器的物流中乙二醇含量大约为 10%.该物流依次进入四效蒸发塔(C1、C2、C3、C4)和干燥塔(C5)进行脱水干燥;干燥塔底的粗乙二醇送入 MEG 塔(C6),侧线采出高纯度的乙二醇产品,塔底物流进入 MEG 再生塔(C7)中以回收其中的乙二醇;MEG 再生塔釜液进入 DEG 塔(C8),DEG 塔侧线采出高纯度的二乙二醇产品;DEG塔底物流进入TEG塔(C9),侧线采出高纯度的三乙二醇产品。25环氧乙烷直接水合法是在高温高压下进行,见

53、式(1)。环氧乙烷直接水合法是目前国内外工业化生产乙二醇的主要方法,该工艺是在高温和加压条件下进行的。环氧乙烷在管式反应器中,通常是将环氧乙烷与水以一定摩尔比混合,然后与离开水解反应器的乙二醇和水的混合物换热,预热到120160后进入水解反应器,在190200水解,停留时间约为30 min,操作压力约为2.23MPa,过程为放热反应。生成的乙二醇水溶液中乙二醇质量分数大10%左右,同时还有一缩乙二醇(DEG)、二缩乙二醇(TEG)和少量的聚乙二醇生成为了提高乙二醇的选择性,一般将水比提高。目前,这种生产技术基本上由S、Hal-con-SD以及UCC三家公司,他们的工艺技术和工艺流程基本上相似8

54、,三家公司的专利技术主要区别体现在一些技术细节上。由于反应液中的水,需要设置多个蒸发器脱水,造成工艺流程长,设备多,能耗高,直接影响乙二醇的生产成本,这也是现行乙二醇工业生产方法的主要缺点。基于石油路线的环氧乙烷直接水合法生产乙二醇的工艺路线存在如下问题。(1)乙烯是以石油为原料生产的,目前原油价格逐渐上涨,而且不足的趋势,经济性会逐渐降低。(2)乙烯氧化制环氧乙烷的选择性较低,理论选择性为85.7%,而且不可避免有大量副产物生成。(3)环氧乙烷水合还会生成大量二乙二醇、三乙二醇等副产物,为了得到高收率的乙二醇,水合反应必需在较高的水比下进行,使生成物中乙二醇浓度很低,分离精制工艺复杂,能耗大

55、。为了解决环氧乙烷直接水合法存在的问题,国内外相继开发了环氧乙烷催化水合法生产乙二醇的技术。2.环氧乙烷催化水合法来自上游的环氧乙烷在环氧乙烷 / 水缓冲罐中混水合比(摩尔比)为9.53:1 的环氧乙烷水溶液,送入装有催化剂的多段固定床反应器(R)中进行反应,生成主产物乙二醇及副产物二乙二醇;离开乙二醇反应器的物流含有约 28%的乙二醇,该物流经初步预热后依次在蒸发塔(C1)和干燥塔(C2)进行脱水干26燥;干燥塔底的粗乙二醇送入 MEG 塔(C3),侧线采出高纯度的乙二醇产品,塔底物流进入 DEG 塔(C4),DEG 塔侧线采出高纯度的二乙二醇产品.环氧乙烷催化水合法是针对目前直接水合法生产

56、乙二醇工艺中水比高的缺点,为了提高选择性,降低水比,同时保证降低反应温度和能耗。国内外学者已了一些EO催化水合制乙二醇的专利文献。其中有S公司、UCC公司、莫化工学院、石油化工、南京工业大学等,其关键是催化剂的研制与开发。水合催化剂的开发,大致可分为均相催化水合法和非均相催化水合法两大类。其中有代表的是S公司的非均相催化水合法,S公司1994年了季胺型酸式碳酸盐阴离子交换树脂作为催化剂进行EO催化水合的工艺,EO转化率达到95%98%,EG选择性为97%98%。1997年又开发了类似二氧化硅骨架的聚有机硅烷盐负载型催化剂及其催化的环氧化物水合工艺。该技术可进行间歇操作,也可进行连续生产,可节省

57、EO/EG装置总投资费用的15%左右10。UCC公司的均相催化水合法,UCC公司开发了两种水合催化剂:一种是负载于离子交换树脂上的阴离子催化剂,主要是铝酸盐、钨酸盐、钒酸盐;另一种是钼酸盐复合催化剂,两种催化剂在水比为51时可获得96.6%的乙二醇收率11。国内的大连理工大学和抚顺院合作开发的杂多酸复合催化剂,在水比为5:1时也可获得96%的乙二醇收率12。尽管许多公司在环氧乙烷催化水合生产乙二醇技术方面做了大量的工作,在催化剂的、再生、环氧乙烷转化率和乙二醇选择性等问题方面取得了很大的进步。但是采用该方法进行大规模工业化生产还有待时日。因为该工艺还存在诸如催化剂稳定性不够、复杂、难以回收利用

58、、金属阴离子残留等问题。环氧乙27烷催化水合法可以大大降低水比,节省能耗,降低生产成本;碳酸乙烯酯法可充分利用乙烯氧化副产的CO2资源,在现有环氧乙烷生产装置内,只需增加生产碳酸乙烯酯的反应步骤就可以生产碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯两种应用广泛的化工产品,代表了今后乙二醇生产发展的方向,非常具有吸引力。3.碳酸乙烯酯(EC)法乙二醇碳酸乙烯酯路线分为碳酸乙烯酯直接水合生产乙二醇、碳酸乙烯酯与甲醇反应联产乙二醇和碳酸二甲酯(DMC)法。碳酸乙烯酯法乙二醇是利用乙烯氧化生产环氧乙烷时排放的CO2为原料与EO在催化剂作用下生成碳酸乙烯酯,然后由碳酸乙烯酯水解生成乙二醇,见式(2)、(3)。该工艺可分为一步

59、法和两步法:一步法实际上经过了生成碳酸乙烯酯的过程,所用催化剂有阴离子交换树脂、季胺盐、碱金属、碱土金属、碳酸盐等。两步法则是将环氧乙烷与CO2的酯化反应和碳酸乙烯酯的水解反应分别在两个反应器进行。Halcon-SD公司、触媒公司专利、道化学公司和28三菱化学公司等在通过两步法乙二醇方面都提出合理的工艺流程,开发的催化剂应用到乙二醇生产中使乙二醇得到了很高的收率兰州化学物理已经完成了由环氧乙烷与碳酸乙烯酯,再经甲醇酯交换乙二醇技术的与开发,该技术的潜力和经济效益十分明显。碳酸乙烯酯与甲醇反应联产乙二醇和碳酸二甲酯法具有以下优点:(1)可以充分利用环氧乙烷装置排放的CO2资源,所以该技术对充分利

60、用富产CO2资源有着积极的社会意义;(2)碳酸乙烯酯性能优良,作为一种低毒的多用途化学品,具有许多优良的性能,可以作为中间产品,也可以直接作为成品出售;(3)高转化率避免了水作为原料带来的高能耗和杂质问题;(4)碳酸乙烯酯是最近十几年来新崛起的污染小、用途广泛的基础化工原料,被称为21世纪有机的基石;(5)该技术的两步反应属于原子利用率100%的反应,属于“零排放”的清洁生产工艺,具有很好的发展前景。故是今后环氧乙烷生产乙二醇非常具有吸引力的工艺路线。但是,路线乙二醇的基础是以乙烯氧化生产环氧乙烷为前提,尽管工艺和催化剂的有了很大的突破,但它们各自面对的突出的问题是目前原油不足,价格持续上涨的

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