设计集3项目可行性报告

1、目录第一章 总论11.1 设计依据原则及标准11.1.1 设计依据11.1.2 设计原则21.1.3 设计标准31.2项目概述31.2.1 项目情况：31.2.2 项目背景31.2.3 项目性质71.2.4 项目简介71.3研究的范围和过程81.3.1 研究范围81.3.2 研究过程91.3.3 主要技术经济指标9第二章 产品市场分析112.1产品物质性质112.1.1 物理性质112.1.2 化学性质122.1.3 主要产品消费领域13第三章 工艺路线选择213.1 概述213.2 乙二醇的. 213.2.1 酯化羰化工艺243.2.2 草酸二甲酯加氢工段273.3氢气分离方案和产物分离方案

2、303.3.1 PSA 变压吸附的选用303.3.2 双效精馏的选择323.3.3 模拟移动床333.4“三废”处理技术343.4.1 废气343.4.2 废液353.4.3 废渣36第四章 原料供应和产品销售374.1原料、辅助材料的供应374.1.1 原料、辅助材料的规格和用量374.1.2 原料、辅助材料的来源384.2动力及来源414.3产品销售41第五章 工人组织与劳动定员425.1 组织结构425.2 机构职权425.3 管理机制455.5 生产班制455.4 企业文化465.6 系统定员465.7 员工培训485.7.1 工人、技术和生产管理来源485.7.2培训规划48第六章

3、项目实施规划496.1建设周期的规划496.2实施进度的规划496.3实施进度横线图49第七章经济与社会效益517.1工程概况517.2编制依据517.3编制方法527.4项目总投资估算537.4.1 固定资产投资537.4.2估算647.4.3建设期利息647.4.4固定资产投资方向调节税657.5筹措657.5.1来源657.5.2 还贷方式657.6 赢利能力分析指标667.6.1 现金流量表667.6.1 静态指标667.6.2 动态指标677.7 不确定性分析687.7.1 盈亏平衡点分析687.7.2 敏感性分析69第八章 财务与经济评价738.1产品成本估算说明和依据738.1.

4、1 编制说明738.1.2 编制依据738.2产品成本估算748.2.1直接工资和其它支出748.2.2折旧费768.2.3修理费778.2.4 直接工资和其它支出778.2.5 其他制造费用778.2.6. 788.2.7 财务费788.2.8 销售费788.2.9 税金788.3 社会评价结论79第九章 总结80第一章 总论1.1 设计依据 原则及标准1.1.1 设计依据（1）2015年“东华科技-三井化学杯”第九届大学生化工设计竞赛设计任务书；（2）中民环境保和中民劳动安全法等相关的国家；（3）化工建设项目可行性内容和深度的规定（2005 年版）及有关专业；（4）中民国民经济和社会发展第

5、十二个五年规划纲要；（5）化工企业安全卫生设计规定 （HG20571-95）（6）石油化工企业可燃气体和气体检测设计规范 （SH3063-1999）（7）石油化工企业设计防火规范 （GB50160-92，1999年版）（8）化工企业总图设计规范 （HG/T 20641-1998）（9）化工工厂总图工图设计文件编制深度规定 （HG/T 20561-1994）（10）石油化工行业标准：企业厂区总平面布置设计规范 （SH/T3053-2002）（11）压力容器安全技术监察规程 （1999年版）（12）工业粉尘排放标准执行 （GB16297-1996）1（13）工业锅炉大气污染执行 （GB13271-

6、2001）（14）工业企业设计卫生标准 （GBZ1-2002）（15）污水综合排放标准执行 （GB8978-1996）（16）大气污染物综合排放标准 （GB16297-1996）（17）废物污染控制标准 （GB18484-2001）（18）工作场所有害职业接触限值 （GBZ 2-2002）（19）建筑设计防火规范 （GBJ16-87，2001年版）（20）建筑物防雷设计规定 （GB50057-94，2000年版）（21）建筑照明设计标准 （GB50034-2004）（22）和火灾环境电力装置设计规范 （GB50058-92）（23）工业企业厂界噪声标准执行 （GB12348-1990）（24）

7、石油化工企业设计防火规范 （GB 50160-2008）（25）建筑设计防火规范 （GB 50016 2006）（26）山东聊城高新技术产业开发区化工新材料产业园有关供水、供电、项目征用土地意见和建设项目环境保护意见的批文及资料。1.1.2 设计原则（1）认真国家基本建设的有关政策、，合理安排建设周期，严格控制工程建设项目的生产规模和投资；（2）采用成熟而先进可靠的工艺生产技术，确保操作运行稳定、能耗低、三废排放少、产品质量好；（3）严格遵循现行消防、安全、卫生、劳动保护等有关规定、规范，保障生产安全顺利进行和操作的安全；（4）注重环境保护，设计中选用清洁生产工艺，在生产过程中减少“三废”排放

8、，同时采用行之有效的“三废”治理措施，严格执行“三废”治理、“三同时”2的方针；（5）坚持体现“社会经济效益、环保效益和企业经济效益并重”的原则，按照国民经济和社会发展的长远规划，行业、地区的发展规划，在项目、选择中对项目进行详细全面的论证；（6）产品生产和质量指标符合国家及地方颁发的各项相关标准；（7）充分依托现有条件和发展形势，有效地控制工程总投资，加快建设进度，降低产品的生产成本，以使本项目达到较好的经济效益。1.1.3 设计标准本可行性按照化工部 2005 年修订版化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定及有关专业的和行业标准编制。1.2 项目概述1.2.1 项目情况：年产 32 万

9、吨乙二醇项目项目名称：山东化工1.2.2 项目背景乙二醇（EG）是源自石油、煤、天然气、生物质资源的重要基础有机化工产品，主要用作生产聚酯的原料。我国是世界上最大的聚酯生产和消费大国，因而也是最大的乙二醇，国内自给能力存在巨大的缺口，为我国化工企业提供了非观的市场发展空间和机遇。3（1）EG 供需现状（一） 国内消费现状2008 年的生产能力只有 223.8 万吨，2013 年增加到 506.3 万吨。截止到2014 年 10 月底，生产能力达到 602.3 万吨。但由于聚酯等工业的强劲需求，我国乙二醇仍不能满足市场日益增长的需求，每年都得大量进口，且进口量呈逐年增加的态势。2008 年我国乙

10、二醇的表观消费量为 707.50 万吨，2013 年增加到 1204.08 万吨，同比增长约 8.4%，2008-2013 年表观消费量的年均增长率约为 11.3%。相应产品自给率 2008 年为 26.5%，2013 年为 31.6%。尽管国内 EG 自给率逐步上升，进口量将会逐渐减少，但市场缺口依然明显。由于国内 EG 产量，我国被迫接受沙特、中国、科威特、新加坡和韩国的高价进口。预计 2018 年我国对乙二醇的需求量将达到约 1600.0-1650.0 万吨，而进口量可能达到 1000 万吨。近年来我国乙二醇产业发展迅速，但还缺乏拥有自有知识的技术。基于资源多元化的低耗、高效、安全、清洁

11、的生产技术的创新、开发、应用、推广和宣传，已成为我国乙二醇产业和聚酯产业可持续稳定发展的关键，也是我国化工科技界义不容辞的责任和义务。目前我国乙二醇的生产能力和产量不能满足实际生产的需求，因而多家企业准备新建或扩建乙二醇生产装置，预计近几年产能增长率达 15%左右。煤化工凭借成本等天然优势，近三年划产能预计 300 400 万吨/年，目前这些煤化工项目以完善技术为主，短期内对乙二醇供需格局不会产生大的影响，不过一旦技术取得突破的情况下，将会对今后乙二醇市场的供需格局产生影响。（二）未来的发展趋势4（1）从生产技术方面看，石油乙烯工艺路线是生产乙二醇的主要方法，但非石油工艺路线，如采用煤或天然气

12、为原料生产乙二醇的技术将得到发展，并有可能建成一定规模的工业生产装置。（2）从生产能力方面看，未来世界上仍有多套新建或者扩建装置建成投产，产能仍将不断增加，新增产能将主要集中在中东区、亚洲的陆和等国家和地区， 尤其大陆， 新增产能将超过 650.0 万吨。预计到 2018 年，世界乙二醇的总产能将超过 3600 万吨。而届时的需求量只有约 2900.0 万吨，产能过剩。（3）从供需方面来看，未来世界乙二醇的需求仍主要集中在亚洲地区，该地区的产能虽然将得到较快发展，但消费量仍然大于产能，所需产品仍主要依靠进口。中东地区因为消费量有限，所生产的产品仍将主要用于出口，且大都将出口到亚洲地区。世界其他

13、地区的供需将基本维持平衡。由于中东乙烯来源主要是乙烷，其乙二醇生产成本低，故中东地区乙二醇的生产状况将直接影响世界乙二醇的供应格局，其将继续主宰世界乙二醇市场。在亚洲地区，除了陆之外，将是未来乙二醇需求增长最快的国家。（4）从消费结构上看，聚酯仍将是世界乙二醇的主要消费领域，但所占比例略有下降，而用于生产化工、醇酸树脂等所占比例将有所增加。世界各主要地区乙二醇的消费结构不会发生太大的变化。（三）新建、拟建形势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， 加上煤乙二醇相比煤制油、煤制烯烃的投资要小得多，也比后两者短，市场需求明确，低， 推广起来更加容易， 加上发展煤或天然气通过气

14、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， 因而有多家企业准备新建或扩建乙二醇生产装置。5（2）EG 重要性（1）乙二醇用于制聚酯涤纶，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。（2）乙二醇可生产PET，级 PET 即涤纶，瓶片级 PET用于制作矿泉水瓶等。（3）乙二醇还可生产醇酸树脂、乙二醛等，也用作防冻剂。除用作汽车用防冻剂外，还用于工业冷量的输送，一般称呼为载冷剂，同时，也可以与水一样用作冷凝剂。（4）乙二醇甲醚系列产品是性能优良的高级，作为印刷

15、油墨、工业用剂、涂料（硝基漆、清漆、瓷漆）、覆铜板、印染等的溶剂和稀释剂。（5）乙二醇甲醚系列还可以作生产、以及制动液等化工产品的原料；作为电解电容器的电解质、制革化纤染剂等。用作纺织助剂，液体、以及化肥和炼油生产中的脱硫剂的原料等。（6）中国正在进入汽车社会，而乙二醇主要用于配制汽车冷却系统的抗冻剂。（7）乙二醇与尿素反应生成环亚乙基脲，用于纺织工业。（8）将乙二醇添加到流体中，可防止油基流体对系统中橡胶的侵蚀；以乙二醇为主要组分的流体是一种不能燃烧的流体，运用于飞机、汽车和高温作业的模压机。（3）通辽金煤化工 EG 项目通辽金煤化工 EG 项目，世界首套煤制乙二醇工业化示范装置，是一家由6

16、金煤化工新技术与金煤化工共同投资，以褐煤为原料生产乙二醇的高新技术企业，4.5 亿元。金煤化工以褐煤为原料，经羰化加氢生产乙二醇，要技术具有完全的知识通辽金煤20 万吨/年煤制乙二醇装置是目前世界首套采用煤制草酸技术的生产线，总占地面积 3000 平方米。规划总体投资约 100 亿元，在通辽市经济技术开发区建设百万吨级的乙二醇生产。一期 20 万 t/a 煤制乙二醇项目于 2007 年 8 月开工，2009 年底建成投产，2009 年 12 月打通流程，产出合格产品。经过联动试车，于 2010 年 5 月 3 日试产出合格的草酸产品。2011 年 11 月 18 日成功达产。1.2.3 项目性

17、质本项目是为山东化工设计一座采用清洁生产工艺乙二醇（EG）的分厂。通过对产品的综合分析，本项目利用来自总厂的 CO、H2，以及外购的甲醇为原料，经甲醇酯化，亚硝酸甲酯羰化，以及草酸二甲酯加氢三条途径来制得 EG。本项目对原料进行充分的利用，使乙二醇的产量达到最大化。1.2.4 项目简介本项目为山东化工年产 35 万吨乙二醇项目。建厂地址在山东聊城高新技术产业开发区化工新材料产业园，工程项目总投资 XX 亿元人民币。本项目选择一氧化碳气相偶联催化制乙二醇工艺装置。分别采用福建物构所草酸酯乙二醇国际先进技术， 复旦大学二维规整六方孔道Cu/SBA-15 催化剂技术进行加氢反应，化工石油化工的模拟移

18、动床分离技术。本项目的一氧化碳 CO 和氢气 H2 原料来自于总厂气分离装置。该项目另外需要一定的补充原料为甲醇和一氧化氮。甲7醇来自于总厂产品，一氧化氮来自总厂制硝酸的氨氧化工段。还需要一定的 N2作为保护气体，N2 来自于总厂制硝酸中固态空气减压分离 N2 工段。项目共分为酯化工段，羰化工段，催化加氢工段，产物预分离工段和吸附分离四个工段。NO 用于和甲醇进行酯化反应，CO 用于羰化反应，H2 和草酸二甲酯催化加氢得到乙二醇，充分利用各组分，增大原料来源，使乙二醇的产量达到最大。本工艺清洁环保，所以该项目具有广阔的前景。图 1-1 工艺物料集成图1.3 研究的范围和过程1.3.1 研究范围

19、2015 年 4 月，重庆理工大学“HONOR”设计团队开始进行以气为主要原料生产乙二醇的工程设计。目前已进行了较为深入的可行性研究，研究工作范围包括：产品的市场需求、产品规模及方案、工艺路线及设备选择、自动化控制方案、原料辅助材料及动力供应、建厂条件、公用工程及辅助设施、节能节水减排措施、“三废”处理及环境保护措施、安全消防及劳动保护措施、企业组织及定员、项目实施规划、投资估算及来源、产品成本及经济效益等方面8进行研究。在研究的基础上对项目的建设做出评价结论，为该项目提供决策依据。1.3.2 研究过程“HONOR”团队通过全面搜集相关资料，在此基础上对拟建项目进行深入的分析研究，综合考虑国家

20、技术规定、项目的市场需求、生产规模、工艺路线、设备设计选型、厂址选择、车间布置、财务评价和经济分析等内容，对设计项目的建设生产和经营进行设计规划和不确定性分析，发现问题，提出项目建设的建议，生成客观的。1.3.3 主要技术经济指标经过对该项目进行投资估算和财务评价，全厂的综合经济技术指标见表1-1 所示。表 1-1 综合经济技术指标9序号指标名称数值1设计规模万吨/年322占地面积平方米420003建筑面积平方米153204年操作时间小时/年72005工程项目总投资万元382846固定资产投资万元284597直接材料费万元/年2682508总定员人2029年成本费用万元/年286432我国是世

21、界上最大的 EG 消费大国，随着我国聚酯工业的快速发展，我国乙二醇的消费量也增加。产能和消费量分别占到世界总量的 14.22%和 46%，国内自给能力存在巨大的缺口，为我国化工企业提供了非观的市场发展空间和机遇。本项目的针对安全、环保和可靠性设计年产 32 万吨乙二醇分厂。1010投资利润率%38.3111投资利税率%57.5112收益率%23.813投资回收期年5.2第二章 产品市场分析2.1 产品物质性质乙二醇要用于制聚酯涤纶，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。 生产树脂 PE

22、T，级 PET 即涤纶，瓶片级 PET 用于制作矿泉水瓶等。还可生产醇酸树脂、表面活性剂、乙二醛及，也用作防冻剂。除用作汽车用防冻剂外，还用于工业冷量的输送，一般称呼为载冷剂。乙二醇在用做载冷剂时应该注意；1，其冰点随着乙二醇在水溶液中的浓度变化而变化，浓度在 59以下时，水溶液中乙二醇浓度升高冰点降低，但浓度超过 59后，随着乙二醇浓度的升高，其冰点呈上升趋势，当浓度达到 100时，其冰点上升至-13，这就是浓缩型防冻液（防冻液母液）为什么不能直接使用的一条重要原因，必须引起使用者的注意。2，乙二醇含有羟基，长期在 80 摄氏度90 摄氏度下工作，容易氧化成酸，对、水套造成腐蚀而使之渗漏。因

23、此，在配制的防冻液中，还必须有防腐剂，以防止对钢铁、铝的腐蚀和水垢的生成。3，乙二醇本身是相对活跃的物质，容易聚高分子聚合物，进一步氧化成聚合物有机酸（通常所说的油泥），形成十分粘重的物质，沉积后容易结垢；另乙二醇与氧气反应，生成微量的甲酸和乙酸。2.1.1 物理性质1.外观与性状：无色、有甜味、粘稠液体2.蒸汽压：0.06mmHg(0.06 毫米柱)/20113.粘度：25.66mPa.s(16）4.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。5.表面张力：46.49 mN/m (20)6.

24、燃点：418 摄氏度7.燃烧热：1180.26KJ/mol8.在 25 摄氏度下，介电常数为 379.浓度较高时易吸潮2.1.2 化学性质由于分子量低，性质活泼，可起酯化、醚化、醇化、氧化、缩醛、脱水等反应。与乙醇相似，主要能与无机或有机酸反应生成酯，一般先只有一个羟基发生反应，经升高温度、增加酸用量等，可使两个羟基都形成酯。如与混有硫酸的硝酸反应，则形成二硝酸酯。酰氯或酸酐容易使两个羟基形成酯。乙二醇在催化剂（二氧化锰、氧化铝、氧化锌或硫酸）作用下加热，可发生分子内或分子间失水。乙二醇能与碱金属或碱土金属作用形成醇盐。通常将金属溶于二醇中，只得一元醇盐；如将此醇盐（例如乙二醇一钠）在氢气流中

25、加热到 180200C，可形成乙二醇二钠和乙二醇。此外用乙二醇与 2 摩尔甲醇钠一起加热，乙二醇二钠。乙二醇二钠与卤代烷反应，生成乙二醇单醚或双醚。乙二醇12二钠与 1，2二溴乙烷反应，生成二氧六环。此外，乙二醇也容易被氧化，随所用氧化剂或反应条件的不同,可生成各种产物，如乙醇醛 HOCH2CHO、乙二醛 OHCCHO、乙醇酸 HOCH2COOH、草酸 HOOCCOOH 及和水。乙二醇与其他二醇不同,经高碘酸氧化可发生碳链断裂。应用乙二醇代替甘油使用。在制革和制药工业中，分别用作水合剂和溶剂。乙二醇的衍生物二硝酸酯是。 乙 二醇的单 甲醚或单乙醚 是很好的溶剂 ， 如甲溶 纤剂HOCH2CH2

26、OCH3 可溶解、树脂、油漆和其他许多有机物。乙二醇的溶解能力很强，但它容易代谢氧化，生成的草酸，因而不能广泛用作溶剂。2.1.3 主要产品消费领域2.1.3.1 概况乙二醇最大的用途是用来生产聚酯，还可用作生产汽车防冻剂、不饱和聚酯树脂（UPR）、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂以及等，此外还可用于涂料、照相显影液、刹车液以及油墨等行业，用途十分广泛。在世界乙二醇产量中，有 55%用于生产聚酯，16%用于生产聚酯（PET）树脂，15%用于生产防冻剂，6%用于除冰液和表面涂料，还有 8%用于其他用途。2.1.3.2 主要产品市场分析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

27、，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， 1993 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 2002 年，世界生产能力约为 1471 万 t 和 1546 万 t ，13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

28、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 t/a ，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，生产能力为 108.0 万 t/a ，约占世界总生产能力的 6.07% 。当前，世界乙二醇主要消费地区为亚洲、和西欧， 200

29、5 年分别占世界总消费量的 62% ， 21% 和 11% 。随着中东地区大型乙二醇装置的建成投产，中东地区已经超过成为全球最大的乙二醇出口地。 2005 年净出口量近 300万 /t 。也是世界主要的出口地区， 2005 年净出口量近 200 万 t 。亚洲和西欧分别为净进口地区。其中亚洲（主要）一直是世界最大的进口地区，而西欧地区的贸易相对平衡，近年来一直保持少量的净进口。由于中东的乙 烯原料主要是廉价的天然气，故其出口乙二醇在价格上具有很强的竞争力。至2010 年，全球乙二醇需求的年增长率将达到 6%-7% ，将达到约 2100 万 t ，2005-2010 年全球计划新增乙二醇产能将超

30、过 800 万 t/a ，其中 60% 以上集中在沙特、伊朗、科威特等中东国家，原料乙烯的成本直接反映乙二醇的国际竞争力，因此新增计划集中在低成本的中东地区，中东将迎来乙二醇装置建设的高峰。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。142.1.3.3 国内市场综述及我国从 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，

31、燕山和辽阳化纤公司分别和德国引进了 2 套大型 EO/ 乙二醇生产装置。随后，国内又相继引进了从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。我国乙二醇的生产量已由 1990 年 28.42 万 t 、 1995 年 45.62 万 t 、1996 年 55.48 万 t 增加到 2000 年 90.75 万 t

32、、 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，成为超过美国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使进口量不断增加，自给率呈逐年下降趋势，从

33、 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- 巴斯夫新建的 30 万吨 / 年乙二醇装置建成投产，除 2 套中外合资企业外，大多生产厂家分15别属于中国公司和天然气公

34、司所属大型石油化工企业，其国有 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 / 年乙二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 / 年乙二醇装置建成投产。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。随着我国乙二醇生产能力的不断增加，产量也不断增加。 1995 年我国乙二

35、醇的产量只有 45.62 万吨， 2000 年达到 90.75 万吨，年均增长率达到 14.8% ；2006 年进一步增加到 156.0 万吨，同比增长约 41.69% ， 2001-2006 年产量的年均增长率约为 14.08% 。虽然我国乙二醇生产能力和产量增长较快，但仍不能满内聚酯等日益增长的市场需求，每年都得大量进口，且进口量呈逐年增长态 势。 1995 年我国乙二醇进口量只有 20.54 万吨， 2000 年进口量突破 100 万吨达到 104.97 万吨，2006 年更是增加到 406.13 万吨，进口依存度高达 72.26% 。目前，我国乙二醇产品主要用于生产聚酯、防冻液以及粘合

36、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， 2000 年生产能力只有 595 万吨， 2006 年已经增加到约 2150 万吨。根据， 2008 年我国聚酯的产量将达到约 1730 万吨，对乙二醇的需求量将达到约 605 万吨； 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

37、我国乙二醇的总需求量， 2008 年将达约636 万吨， 2010 年将达到约 710 万吨。16预见到这种前景的部分供应商，有将乙二醇原料环氧乙烷用于表面活性剂的。今后此还将加速发展，期待其能缓解乙二醇供需失调问题。2.1.3.4 乙二醇的消费领域2005 年亚洲、和西欧三个地区是最主要的乙二醇消费地区，这三个地区的消费量合计达到 1486.2 万 t ，约占世界总消费量的 92.57% 。聚酯产品( 包括聚酯、聚酯膜和其它 PET 树脂 ) 是目前世界上乙二醇最大的消费领域。 2005 年消费量达到 1292.4 万 t 。约占总消费量的 80.5% ；其次是防冻剂，消费量达到 184.6

38、 万 t 。约占总消费量的 11.5% ；另外有 128.4 万 t 用于生产其他产品 ( 包括胶乳表面涂层、不饱和聚酯及化工等 ) ，约占总消费量的8.0% 。据，到 2010 年中国乙二醇消费量将占世界乙二醇的 26% ，占亚洲的46% 。到 2010 年，亚洲乙二醇消费量将占世界的一半，中国消费量将居亚洲第一位，其次是韩国、中国、尼西亚和。未来几年中国乙二醇市场将成为国外产品竞相进 入抢占份额的大舞台。2.1.3.5 乙二醇 2006-2010 装置产投产状况至 2007 年上半年，世界新增 2 Mt/a 的乙二醇产能，乙二醇供需将勉强达到基本平衡。 2008-2009 年还有相当规模的

39、乙二醇新增计划，若均如期实现，届时乙二醇将出现供应过剩。虽然近期我国将有多套乙二醇生产装置建成投产。如石油化工公司拟于 2007 年底建成一套 18 万吨 / 年乙二醇生产装置，辽阳石油化纤公司拟于 2007 年底将现有的乙二醇生产能力扩建到 20 万吨 /年，茂名石油化工公司将于 2008 年新建一套 10 万吨 / 年生产装置，乙烯拟于 2009 年新建一套 36 万吨 / 年生产装置，镇海炼化拟于 2009 年新建一套 6517万吨 / 年乙二醇生产装置，乙烯拟于 2009 年新建一套 42 万吨 / 年乙二醇装置，长春天裕生物工程公司拟建一套 10 万吨 / 年乙二醇装置，宿州生化公司

40、拟以玉米、木薯等淀粉质为原料建一套 18 万吨 / 年乙二醇装置。预计到2008 年我国乙二醇总生产能力将达到约 268 万吨， 2010 年将达到约 420 万吨，但与需求量相比仍有很大的缺口，即使装置开足马力满负荷生产，也不能满足国内实际生产的需求，仍需要大量的进口，因此乙二醇在我国具有很好的发展前 景。2007-2010，世界上将有多套新建乙二醇生产装置投产，具体为：中国的 380 kt/a 装置已于 2007 年第 1 季度投产，石油的 400 kt/a 装置将于 2007 年第 3 季度投产，信诚工业的 500 kt/a 装置将于 2007 年第 3 季度投产，中国辽阳的 300 k

41、t/a 装置将于 2007 年第 3 季度投产，沙特东方石化的 700 kt/a 装置将于 2008 年第一季度投产，科威特 Equate 的 600 kt/a 装置将于 2008 年第 1 季度投产，沙特延布的 600 kt/a 装置将于 2008 年第 1 季度投产，中国CMPC 的 300 kt/a 装置将于 2008 年第 2 季度投产，伊朗 Kharg Island的 500 kt/a 装置将于 2008 年第 3 季度投产，沙特石油的 800 kt/a 装置将于2009 年第 2 季度投产，委内瑞拉美孚的 400 kt/a 装置将于 2009 第 2 季度投产，伊朗的 400 kt

42、/a 装置将于 2009 年第 4 季度投产，新加坡壳牌公司的 500 kt/a 装置将于 2009 年第 4 季度投产，沙特 PC 的 675 kt/a 装置将于 2010年第 4 季度投产。在这种形势下，国内有关企业除考虑采用先进技术对现有乙二醇生产装置进行挖潜改造，扩大装置的生产规模，提高产量外，建议引进 国外先进技术再新建几套生产规模在 30 万吨 / 年以上的大型乙二醇生产装置，以从根本上缓解我国乙二醇的供需，增强我国乙二醇在国内外市场中的竞争力。同时加大乙二醇在非聚酯领域的应用开发力度， 逐渐改变产品用途单一局面，以化解未来的市场风险，促进我国的乙二醇行业健康稳步发展。182.1.

43、3.6 国内生产情况近来, 随着-巴斯夫、中海-壳牌石油化工、中国石油化工、中石油辽阳石油化纤公司以及内通辽金煤化工等多套新建或扩建乙二醇装置的相继建成投产, 我国乙二醇的生产能力大大增加。截止到 2009 年底, 我国乙二醇的生产厂家达到 13 家, 总生产能力为2.438 Mt/a, 其国石油化工公司有 7 家(含合资的-巴斯夫有限公司), 生产能力为 1.449 Mt/a, 占我国乙二醇总生产能力的 59.43%;公司有 4 家, 生产能力为 0.469 Mt/a, 占总生产能力的 19.23%;中海油公司有 1家, 生产能力为 0.32 Mt/a, 占总生产能力的 13.12%, 地方

44、企业有 1 家, 生产能力为0.20 Mt/a,占总生产能力的 8.20%。除通辽金煤化工采用自己开发的技术外, 其余均采用国外引进技术, 其中采用 SD 公司技术的生产能力为 1.496Mt/a, 占总生产能力的 61.36%;采用壳牌公司技术的生产能力为 0.542 Mt/a, 占总生产能力的 22.23%;采用改进 UCC 工艺技术的生产能力为 0.2 Mt/a, 占总生产能力的 8.20%。中国石油化工是目前我国最大的乙二醇生产厂家, 生产能力达到 0.605 Mt/a, 占国内总生产能力的 24.81%;其次是中海-壳牌, 生产能力为 0.32 Mt/a, 占总生产能力的 13.13

45、%;再次是石油化工-巴斯夫, 生产能力为 0.3 Mt/a, 占总生产能力的 12.31%。2009 年我国乙二醇的主要生产厂家情况如表 2-1 所示：表2-1 2009年我国乙二醇的主要生产厂家情况19生产厂家名称生产能力kt/a技术来源中国燕山80SD 氧化法辽阳石油化纤公司200改进的 UCC 工艺抚顺石油化工公司60壳牌氧气法吉林只有化工公司159SD 氧化法20中国东方石油化工有限公司40SD 氧化法中国262SD 氧化法中国石油化工有限公605SD 氧化法司中国茂名100壳牌氧气法中国联合化学62壳牌氧气法独山子石油化工公司50SD 氧化法-巴斯夫300SD 氧化法中海-壳牌石油化

46、工320S氧气法内通辽金煤化工200自有开发的煤化工工艺合计2438第三章 工艺路线选择3.1 概述乙二醇（ethylene glycol）又名“甘醇”、“1,2-亚乙基二醇”，简称 EG。化学式为(CH2OH)2，是最简单的二元醇。乙二醇是无色无臭、有甜味液体，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。3.2 乙二醇的目前乙二醇的工业生产方法主要是由乙烯气相氧化生成环氧乙烷，再进行液相非催化水合制得乙二醇产品。该工艺路线完全依赖于不

47、可再生的石油资源，而基于煤化工和天然气的气取乙二醇的路线在与传统的乙烯路线竞争中，逐渐体现出它的原料来源广泛、成本低廉、工艺流程短、技术经济性高等优势，成为研究的热点。气法乙二醇可分为直接法和间接法，其中直接法是指 CO 和 H2 在催化剂的作用下直接生成乙二醇，该方法符合原子经济的要求，但由于压力过高（50MPa）以及高温下（230-260）催化剂活性和稳定性之间的等问题，还不适合工业化应用；间接法由于工艺路线的差异，取得的进展各不相同，其中 CO 氧化偶联法（又称草酸酯法）对工艺条件的要求不高，反应条件相对温和，已进入大规模工业化生产应用阶段，本项目即采用 CO 氧化偶联EG。气经草酸酯制

48、乙二醇主要是指采用 C1-C4 的醇与 N2O3（由 NO 和 O2反应得到）反应生成亚硝酸酯，该反应无需催化剂，反应速度快然后 CO 和亚硝酸酯在催化剂作用下进行羰基化反应，催化偶联草酸二酯，草酸二酯21加氢制得乙二醇。气相法草酸酯工艺的反应方程式（1）、式（2）。2NO+1/2O2+2CH3OH2CH3ONO+H2O (1)2CO+2RONO(COOCH3)2+2NO(2)草酸酯加氢反应式(3)为：(COOCH3)2+4H22CH3OH+(CH2OH)2 (3)氧化偶联制草酸二酯过程中产生的 NO 可循环使用，草酸二酯加氢过程中醇类出来，可以再利用。因此，草酸酯法总流程不消耗 NO 和醇类

49、。国内福建物构所、华东理工大学、中国石油化工、焦化和浙江大学等对气相法草酸酯进行了深入研究。催化剂的研究多以-Al2O3 为载体，以 Pd 为活性组分，但催化剂助剂有差别。上述研究的催化剂反应性能详见下表 3-1。表 3-1 国内气相法草酸酯催化剂性能对比亚硝酸甲酯的转化率；CO 单程转化率；草酸二甲酯的选择性；草酸二乙酯的选择性。目前，气经草酸酯制乙二醇技术的开发工作已集中于草酸酯催化加氢这一步。草酸酯催化加氢反应较为复杂，以草酸二甲酯为例，一般认为草酸二22国内气相法草酸酯研究催化剂成分温度/转化率/%选择性/%福建物构所Pd-Zr/-Al2O3100-15063.995Pd-Ti-Ce/

50、-Al2O312030-5896Pd-Fe/-Al2O380-9020-6096华东理工大 学Pd纳米碳80-14085100石油化 工Pd/-Al2O3120-1608099焦化有 限公司Pd-Ir/-Al2O3125-15085-95浙江大学Pd-Ga/-Al2O3100-11035-5585甲酯首先催化加氢生成乙醇酸甲酯，乙醇酸甲酯再加氢形成乙二醇，乙二醇过度加氢则生成乙醇。由此可见，必须选择合适的催化剂，并控制好反应条件使草酸酯加氢向有利于生成乙二醇的方向进行。草酸酯加氢可分为以为主的液相加氢催化剂和以为主的气相加氢催化剂，国内对草酸酯加氢制乙二醇的研究以气相法为主，开展这方面研究工作

51、的有福建物构所、华东理工大学、中国石油化工和复旦大学等。国内相关研究单位的催化剂反应性能见下表 3-2 所示。表3-2国内开发的草酸酯加氢催化剂性能氢气与草酸二乙酯物质量比；氢气与草酸二甲酯物质量比表3-3 CO气相偶联法与传统环氧乙烷路线的对比23CO 气相偶联法与传统环氧乙烷路线的对比CO 气相偶联法VS环氧乙烷路线原料煤化工或天然气气石油反应要求一般高工艺流程短长经济性对我国国情经济性高低技术性要求较低要求高国内开发的草酸酯加氢催化剂性能研究催化剂温度氢酯物质量比转化率/%选择性/%福建物构所Cu-Cr208-23046-6099.895.3Cu-Zn/SiO22201009990华东理

52、工大学Cu/SiO22058010099.1石油化工研究院Cu-Cr/- Si02210-23070-10010090复旦大学Cu/SiO22005010098综上，本项目选择经济绿色环保的 CO 气相偶联法再加氢制乙二醇。3.2.1 酯化羰化工艺气相草酸酯工艺最早由宇部兴产公司提出，首先是一氧化氮、氧气与甲醇或乙醇经过酯化反应生成亚硝酸酯，然后一氧化碳与亚硝酸酯在Pd/Al2O3 催化剂作用下反应生成草酸酯。酯化反应在整个气制草酸酯工艺中是重要的反应之一，也是影响草酸酯工业化放大过程的最关键一步。酯化反应不需要使用催化剂，常压下就很容易进行，但其反应相当复杂，除了产物亚硝酸酯生成以外，还有

53、HNO3、HNO2 等副产物生成。为了提高亚硝酸酯的生成率，减少副反应的生成，就需要合理的设计亚硝酸酯反应器和工艺流程。1. 酯化反应原理由 NO、O2 和 CH3OH 反应生成亚硝酸酯，无需催化剂，常压下，在 3090就可以进行，主要反应有：主反应2NO + O2 2NO2 (1)NO2 + NO N2O3 (2)2ROH + N2O3 2RONO + H2O (3)副反应2NO2 N2O4 (4)H2O + 3N2O3 2HNO3 + 4NO (5)ROH + N2O3 RONO + HNO2 (6)24选择性高低备注我国多煤少气少油的国情，CO 偶联法还能连续大量生产多种重要的化工原料H

54、2O + RONO ROH + HNO2 (7)ROH + N2O4 RONO +HNO3 (8)整个反应热效应明显。由于氮的氧化物的转化反应是一积缩小的反应过程，且在酯化反应体系内，所有的反应均为强放热反应，从热力学角度分析，降低温度、增加压力有利于反应进行。反应过程中生成的水可能会和 N2O3 或亚硝酸酯反应生成硝酸、亚硝酸等副产物，所以在设计反应器时，可考虑分离水和亚硝酸酯或减少两者接触时间等，这是目前大部分中采取反应精馏塔技术要考虑的主要之一。酯化反应器的设计与选型按照气液接触的方式，气液反应器一般可分为 3 类：液膜型、气泡型和流滴型，具体的反应器型式有填料塔、板式塔和鼓泡塔等。一般

55、认为，填料塔相界面积大，要求保持一定的喷淋密度，持液量小，适用于快速或瞬间反应过程，到较大的液相转化率，其液体分布器的设计以及如何有效和快速的移除反应热是设备设计的关键；板式塔相界面积较大，持液量较大，气液传质系数较大，适用于快速和中速反应过程，合理的塔板设计能获得极高的液相转化率，缺点就是气流压降较大，受液泛限制；鼓泡塔相界面积小，持液量大，液体程度很高，适用于慢反应。酯化反应是一个快速反应，气相流量较大，需要一定的持液量，因此酯化反应器应设计为填料塔或板式塔较合适。2.并流酯化反应工艺以亚硝酸甲酯为例，酯化反应器采取填料塔型式，类似活塞流反应器。草酸酯单元后的循环气与甲醇、补充氧气、水溶液

56、等并流从塔顶进入填料塔反应，塔釜气液混合物冷却后进行气液分离，分离出的液体大部分与补充甲醇一起返回酯化反应器顶部；分离出的气体进入甲醇洗塔，去除硝酸，然后进入羰化反应器，在羰化催化剂作用下进行草酸酯反应，羰化反应器出口气体经冷凝分离，气体进入甲醇吸收塔，洗涤后送往酯化反应器顶部。 酯化反应25得到的亚硝酸酯为羰化反应的原料，两个反应处于同一个循环回路，大量的循环气体通过酯化反应器与羰化反应器，对于工艺操作的要求是非常高的，尤其是在工厂负荷调整或开停车期间。采用并流酯化反应工艺具有明显的技术优势，该酯化反应器实际上相当于活塞流反应器，这与现有技术中所采用的反应精馏完全不同。并流酯化工艺流程示于图

57、 3-1。亚硝酸甲酯（MN）的再生酯化反应于酯化反应器中进行，所有的反应物流从反应器顶部或上部并流进入反应器反应，实现 NO 的氧化与 MN 的再生反应。酯化反应器内填料的主要作用是增加气/ 液相界面接触面积，同时也起到有利于气体混合和分散的作用。1酯化反应器 2甲醇洗塔 3羰化反应器 4甲醇吸收塔图3-1并流酯化反应工艺流程示意图采用并流酯化反应技术，在实际运行过程中，操作工人可以很容易地进行酯化反应操作，尤其是在生产工厂的负荷处于调整状态时，即使本工艺过程中循环气体流量变化大，也不必像操作精馏塔那样，为满足精馏塔处于正常的工作工况而不断地来调整汽/液比，彻底避免了潜在的操作事故。采用并流酯

58、化技术，反应器结构简单且制造成本低，主要缺点是增加了净化与干燥设备，流程较长。酯化反应器设计成气液并流流程，能够采用较大的液体通量，不仅避免了采用逆流流程时出现的液泛限制，同时不需要对塔本身采取移热措施，大量的液体可以直接带走大部分反应热。26表3-4 并流酯化与精馏酯化的比较3.2.2 草酸二甲酯加氢工段1.羰化工序生产来的草酸二甲酯(COOCH3)2（简称 DMO）经蒸汽加热汽化后与氢气混合，经预热器加热到 200左右进入加氢反应器，在 2.5MPa 左右的操作压力和催化剂的作用下，草酸二甲酯和氢气反应生成粗乙二醇，化学反应方程式如下：2(COOCH3)2 + 4H2 (CH2OH)2+

59、2CH3OH反应产物经冷却气液分离后的粗品乙二醇，送精制工序进行提纯生产出符合工业品质的优等品乙二醇。在上述工艺生产中，不仅要控制好反应温度和反应压力，同时还要控制好反应物料的氢酯配比，即氢气与草酸二甲酯的摩尔比，通常控制在 5080。其中氢气的量能稳定控制，而草酸二甲酯的量可由计量泵可准确控制打入气化器中进行汽化，但草酸二甲酯的汽化受蒸汽压力的影响，由于蒸汽压力的不稳定，进行气化器内的草酸二甲酯并不能 100%的汽化，蒸汽压力高时草酸二甲酯的气化量就大，反之则小。所以很难准确地控制氢酯比在 5080，这样势必就会造成过度加氢或不完成加氢等副反应的发生，生27并流酯化与精馏酯化的比较并流酯化V

60、S精馏酯化汽液接触面积高低操作控制易控制不易控制，不能轻易停车反应器结构简单，易制造复杂，技术要求高反应器成本低高流程长短反应器移热自带移热需要外界移热选择性高低能耗低高工艺操作弹性大小成诸如乙醇酸甲酯（CH3OCOCH2OH） 、 乙醇（CH3CH2OH） 、（C4H7(OH)2）等等副产品，其副反应化学方程式如下：(COOCH3)2 + 2H2 CH3OCOCH2OH +CH3OH(CH2OH)2+ H2 CH3CH2OH +H2O(CH2OH)2+ CH3CH2OH C4H7(OH)2 +H2O。本项目采用一种控制草酸二甲酯和氢气配比的进料装置，包括草酸二甲酯贮罐、预热器与加氢反应器，草