源文件可行性说明书

1、12目录第一章总论1项目介绍1设计依据、原则及标准11.2.11.2.21.2.3设计依据1设计原则1设计标准2项目概述2项目名称2项目性质3项目简介3研究的范围和过程31.4.11.4.21.4.3研究范围3研究过程4项目背景4研究的范围和过程5研究范围5研究过程6项目规模6主要技术经济指标6第二章产品市场分析8产品概述8产品名称8乙二醇性质8乙二醇的主要用途9主要产品市场分析10全球乙二醇产能分析10全球乙二醇市场概况112.3.3 乙二醇市场需求分析14第三章 工艺方案的选择17工艺技术方案的选择17原料路线确定的原则和依据17工艺原料资源可行性18工艺原料资源可行性19环氧乙烷法路线1

2、93.3.2气法路线213.3.3 生物质资源路线24工艺过程模拟26CO 羰化偶联工段26草酸二甲酯的提纯工段27亚硝酸甲酯的再生工段28乙二醇的生产工段29EG 精制工段29尾气处理工段303.4第四章 原料供应和产品销售31原料、辅助材料的供应31原料、辅助材料的规格和用量31原料、辅助材料的来源314.1动力及的供应314.2动力及动力及用量31来源32产品销售32产品规格32产品销售334.3第五章厂址选择365.1 选址原则365.2 方案选择375.3 概述395.3.15.3.25.3.3太西煤金昌鑫华焦化. 39厂址自然地理概况41公共设施、资源现状及发展趋势45第六章工厂组

3、织和劳动定员48工厂体制及组织机构48生产班制和劳动定员估算496.16.2生产班制49劳动定员49来源50培训516.36.4第七章项目实施规划52建设周期的规划52实施进度的规划52实施进度横线图527.17.27.3第八章投资估算和筹措54工程概况54编制依据54编制方法54项目总投资估算558.4.1 固定资产费用55碳酸二甲酯储罐588.18.28.38.48.4.28.4.38.4.4建设期利息66估算67固定资产投资方向调节税678.4.5 项目投资汇总68筹措688.58.5.18.5.28.5.38.5.4来源68还贷方式68运筹措施69投资规模69第九章财务与经济评价70产

4、品成本估算说明和依据709.1编制说明70编制依据70产品成本估算719.29.2.19.2.29.2.3直接材料费及动力费71直接工资和其他支出72制造费739.2.4 修理费749.2.5 摊销费74. 759.3财务费用75销售费76总成本费用估算表76销售收入和税金估算779.49.59.69.79.7.19.7.29.7.3销售收入77税金估算77现金流量表79财务评价81静态指标81动态指标82不确定性分析839.9.1 盈亏平衡分析839.89.9社会效益评价84高效利用资源85有利于带动区域经济的发展85有利于带动周边产业的发展，提供就业机会85第十章总结86第一章总论1.1

5、项目介绍本项目由 CO、O2、H2、甲醇为原料，NO 作为循环气，分别在金属骨架催化剂和 Cu/SiO2 的催化作用下产品乙二醇，遵照环保节能意识按照可持续发展的理念，进行化工产品的生产。1.2设计依据、原则及标准1.2.1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）化工建设项目可行性内容和深度的规定（化工部 2005 年修订版）及有关专业的；（3）省金昌市相关资料和太西煤金昌鑫华焦化公司相关资料，包括自然条件、交通条件以及公用工程及配套设施条件等；（4）中民环境保和中民劳动安全法等相关的国家。（5）发改投资20061325 号建设项目经济评价方

6、法与参数(第三版)；1.2.2设计原则（1）本项目为太西煤金昌鑫华焦化公司设计年产 20 万吨乙二醇项目遵守国家的各项政策、和法令，符合国家的产业政策，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1目的生产规模和投资；（2）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；（3）做好，分析和风险性评价，降低建设成本，坚持“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；（4）重视环境保护、安全和工业卫生，设计中选用清洁

7、生产工艺，三废治理、消防、安全、劳动保护措施必须与主体装置同时设计、同时建设、同时投运，污染物的排放必须达到规定的指标工厂安全运行和操作的健康不受损害；（5）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；（6）充分依托太西煤和省金昌市河的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。1.2.3设计标准本可行性分析按照化工部 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。1.3项目概述1.3.1项目名称太西煤金昌鑫华焦化公司年产 20 万吨乙二醇项目21.3.2项目性质本项目的目标是为为某

8、一大型综合化工企业设计一座采用清洁生产工艺制取乙二醇的分厂，提供了资源多元化的低耗、高效、安全、清洁的生产技术的创新、 开发和应用,合理利用煤炭， 降低煤制乙二醇风险， 提高乙二醇产量。1.3.3 项目简介该项目取从太西煤金昌鑫华焦化公司的焦炉气中分离出的 H2、CO 作为主要原料，有公用工程提供 O2 和 N2，辅助原料为外购的 ME（甲醇）和 NO。该项目主要产品为乙二醇，所以本工艺路线分为六个工段，分别为CO 羰化偶联工段、草酸二甲酯的提纯工段、亚硝酸甲酯的再生工段、乙二醇的生产工段、EG 精制工段、尾气处理工段。图 1-1 项目流程简图1.4研究的范围和过程1.4.1研究范围2015

9、年 5 月，重庆科技学院 Onece 团队开始进行以从太西煤金昌鑫华焦化公司的焦炉气中分离出的H2、CO为主要原料生产乙二醇3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。1.4.2研究过程Onece 团队通过全面搜集相关资料，在此基础上对拟建项目进

10、行深入的分析研究，综合考虑国家技术规定、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。1.4.3项目背景乙二醇是一种重要的大宗基础有机化工原料，可用于生产多种化工产品，如聚酯、防冻剂、不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、非离子表面活性剂、炸药、 涂料和油墨等，应用领域非常广泛。其中聚酯是我国乙二醇的主要消费领域，近年聚酯产业发展快速， 国内市场对乙二醇的需求十分旺盛， 2013 年乙二醇需求量为1127 万t /a，装置总产能只有616 万 t /a(其

11、中煤制 EG 产能为 110万 t /a)，产量只有 350 万 t /a， 2014 年，国内新增聚酯产能预计达 500 万 t，将继续拉动乙二醇消费量的增长。乙二醇国民经济发展中正发挥着越来越重要的作用。4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，由于需求量的快速增长，促进了乙二醇生产能力的增加，近两年，我国有多套大型乙二醇生产装置建成投产。随着我国乙二醇生产能力的不断增加，产量也不断增加。预计我国乙二醇的总需求量仍将保持高速增长。因此乙二醇在我国具有很好的发展前景。如果单纯依靠引进

12、国外先进技术新建大型乙二醇生产装置缓解我国乙二醇的供需是不现实的；发展多原料才是增强我国乙二醇在国内外市场中的竞争力。由于我国多煤少油的资源结构，大力发展煤化工、生物化工替代石油化工、促进我国的乙二醇行业健康稳步发展。1.5 研究的范围和过程1.5.1 研究范围2015 年 3 月，重庆科技学院“onece”设计团队开始进行以太西煤金昌鑫华焦化公司的焦炉气加工后得到的 O2、CO、H2 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

13、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。51.5.2 研究过程One piece 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。1.6 项目规模综合考虑国家政策规定，总厂一期建设规模，碳四馏分的合理

14、利用，形成规模，效益成本，和丙烯的市场需求，建设现状，发展趋势等确定本分厂生产规模。选择 16.24 万吨/年、13.84 万吨/年丙烯作为本项目的生产规模，考虑总厂后期建设及发展规划和市场需求，调整和丙烯的总产量及产量比，有较强的市场灵活性。1.7 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6序号指标名称数值1设计规模万吨/年202占地面积平方米875003建筑面积平方米221744年操作时间小时/年80005工程项目总投资万元277538.976固定资产投资万元144568.47直接材料费万元/年119837.7

15、8总定员人1549年成本费用万元/年145524.910全厂总产值万元/年487391.011年净利润总额万元/年26283.912投资利润率%22.6413投资利税率%1214收益率%18.9615投资回收期年4.7316投资净现值（税后）万元/年89256.54第二章产品市场分析2.1产品概述2.1.1产品名称产品名称：乙二醇英文名：Ethyleneglycol2.1.2 乙二醇性质1）物理性质外观与性状：无色、有甜味、粘稠液体；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；在 25 摄氏度

16、下，介电常数为37；浓度较高时易吸潮。8数值197.3-12.61.1155(20）111.10.06mmHg(0.06 毫米 柱)/20蒸汽压闪 点密 度熔 点沸 点性 质结构式：化学式：(CH2OH)2分子量：62.0682）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。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。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

17、一元醇盐；如将此醇盐（例如乙二醇一钠）在氢气流中加热到180200C，可形成乙二醇二钠和乙二醇。乙二醇二钠与卤代烷反应，生成乙二醇单醚或双醚。乙二醇二钠与 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 及二氧化碳和水。乙二醇与其他二醇不同,经高碘酸氧化可发生碳链断裂。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。2.2 乙二醇的主要用途乙二醇（EG）是一种重要的有机化工原料。主要用于制聚酯涤纶、聚酯树脂、吸

18、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。可用于生产PET、级 PET（即涤纶）、9粘 度25.66mPa.s(16）2表面张力46.49 mN/m (20)燃 点418燃烧热1180.26KJ/mol瓶片级 PET 用于制作矿泉水瓶等。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。乙二醇主要用于生产 PET 树脂和防冻液，在 2009 年的消费结构中，用于生产 PET 树脂的乙二醇需求量为 1494.8 万吨，约占乙二醇消费总量的 83.17%

19、；用于生产防冻液的消费量为 199.7 万吨，约占消费总量的 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%。与之相比，我国的乙二醇用于聚酯领域的消费量占到总消费量的 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。2.3 主要产品市场分析2.3.1 全球乙二醇产能分析截止到2013 年底，据统计全球乙二醇产能达到2922.1 万吨。其中全球71.55%的产能主要集中在亚洲以及中东地区，亚洲及中东乙二醇产能为 2090.8 万吨。其次地区乙二醇产能 537 万吨，占全球乙二醇总产

20、能的 18.38%；第三位的是欧洲地区，欧洲地区乙二醇产能为 226.7 万吨，约占全球总产能的 7.76%。南美乙二醇产能为 67.6 万吨，仅占全球总产能的 2.31%。按乙二醇生产企业划分，其中最大的乙二醇生产企业 SABIC 拥有产能 578 万吨，约占全球产能 19.9%，装置主要集中在沙特；其次是陶氏，陶氏以 359.5万吨的年产能位居全球第二，装置主要分布在，科威特；第三位是，产能在 2013 年底达到 264.7 万吨，装置主要是；排在第四位的是台塑，其年产能 205 万吨，主要分布在和，第五位是壳牌 176.5 万吨，10内太西煤金昌鑫华焦化公司 20 万吨/年乙二醇项目装置

21、分布在，荷兰，新加坡，中国。图 2-1 2013 年国际MEG 产能分布概况2.3.2 全球乙二醇市场概况1、全球乙二醇市场总体情况近年来，随着聚酯产品消费的急剧增长，乙二醇生产发展迅速，到 2013 年底，全球二乙醇总产能达到 2922.1 万吨/年，全球平均开工率在 78%左右，预计今后几年，世界二乙醇的生产能力将以年均约 6.0%的速度增长，到 2014 年总产能将达到 3100 万吨/年，产能过剩已成为必然的趋势。2、中国乙二醇市场概况2009 年初，国家已将煤制乙二醇技术列入现代煤化工五大示范技术之一，并写入国家产业调整振兴规划，为这一行业的发展提供了强大的支持，使得该行业得到较大发

22、展。2009 年，中国福建物质结构与江苏丹化公司、11金煤化工新技术联合研发的煤制乙二醇技术，通过了万吨级工业示范装置的成果鉴定。2009 年 12 月底，内通辽金煤采用该技术实现了煤制乙二醇的工业化生产，一期年产量为 20 万吨|。该技术以褐煤为原料，乙二醇的成本为 3000 元/t，而乙二醇的价格约为 7000 元/t 左右，经济效益显著。1）中国乙二醇市场总体情况面对国内日益增长的消费需求，国内乙二醇供应市场在自身产能增速有限、表现消费量增幅明显的下，市场供应缺口较大，过去六年市场的进口依存度一直维持在 70%左右，乙二醇稳居国内液体化工进口依存度最高产品的。2005-2013 年，中国

23、乙二醇生产能力从 139 万吨/年增长到 365 万吨/年，产量从 110 万吨增长到 255 万吨以上，表现消费量从 500 多万吨增长到 981.94万吨，由于国内乙二醇产量增每张速度明显低于下游需求的增幅，因此近年来我国进口乙二醇逐年大幅增加，从 2005 年的 400 万吨大幅增加至 2011 年的 727万吨，而我国的自给率始终徘徊在 25%左右。2014 年上半年国内游两套 MEG（聚酯化纤原料）装置顺利投产，其中一套为 2014 年 3 月 12 日投产的中石油彭州乙烯制 MEG 生产装置；另一套为 2014年 3 月上旬投产的化肥气制 MEG 生产装置，同时这也是我国第一套气制

24、 MEG 生产装置，该生产装置的顺利投产也标志着我国 MEG 技术上的有一大突破。截止至 2014 年 6 月底，国内 MEG 产能在 561 万吨/年，上半年累计产量为179.5 万吨左右（包含煤制及甲醇制及气制），较去年增加 1.8 万吨左右，增幅仅为 1%。下半年还有几套煤制及福建炼化一套乙烯制 MEG 装置将投产，产能增速将明显大于去年。12内太西煤金昌鑫华焦化公司 20 万吨/年乙二醇项目表 2-1 2004-2010 年我国乙二醇产能与产量情况（：万吨）表 2-2 2007-2011 年中国乙二醇表现需求变化图2）中国乙二醇进口情况目前我国的乙二醇仍然大量依赖于进口，主要进口国家（

25、地区）师沙特、加拿大、韩国和中国地区，2009 年从这 4 个国家和地区的乙二醇进口量合计达到 462.83 万吨，约占全年进口量的 79.41%。13内太西煤金昌鑫华焦化公司 20 万吨/年乙二醇项目表 2-3近几年我国进口乙二醇主要来源从上图可以看出，由于近几年中东地区乙二醇行业的快速发展，对我国乙二醇出口量也大幅增加，从 2008 年的 178 万吨增加到 2010 年的 280 万吨。于此相反，来自中国和的进口量虽然仍位居前列，但进口量却有逐年减少的趋势，其所占得比例也逐年减少。我国乙二醇主要来自、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

26、万吨，同比增长约 11.59%，约占总进口量的 94.19%。2.3.3乙二醇市场需求分析一、国际市场2009 年全世界乙二醇的总消费量为 l797.2 万 t消费主要集中在亚洲、和西欧，其消费量合计达到 l623.7 万t约占世界乙二醇总消费量的 90.35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t。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14量达到 453.7 万 t，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.O的速度增长到 2014 年总需求量将达到约 2 250.0 万 t

27、。2009年世界主要地区乙二醇的供需情况见表 2-4。表 2-4二、国内乙二醇供需情况2009 年世界主要地区乙二醇供需情况1、供应情况国内 2014 年下半年并没有新的乙烯法乙二醇装置投产，相反的，8 月份南京和巴斯夫两套装置同时停车（青奥会），9 月份中沙存短期检修计划，10 月份存检修计划。从国内供应面来讲，8-10 月份国内乙二醇产量将保持较低水平，预计主流供应商外采量将保持较高水平。此外煤制乙二醇装置 2014 年下半年预计将有三套陆续投产：新航能源 30万吨（亿利）、煤业永城 20 万吨、天业 2 期 20 万吨。但目前来看，仅煤业的 20 万吨装置产品有可能用于聚酯行业，但仍需后

28、期检测其具体产品质量。随着煤业、通辽金煤煤制乙二醇质量的连续稳定，2014 年有越来越多聚酯工厂开始密切关注煤制乙二醇，预计自 2014 年 4 季度之后，煤制乙二醇在聚酯中的用量将继续增加。但总体而言，新增的煤制乙二醇对现有的市场供需15消费地区生产能力/（万 ta-1）产量/万 t进口量/万 t出口量/万 t消费量/万 t亚洲956.0718.6802.3267.71253.2484.6307.495.3168.3234.4592.9502.232.4453.780.9153.3112.545.121.5136.183.663.11.112.851.440.919.521.68.232.9

29、2.21.76.60.08.32313.51725.01004.4932.21797.2世界合计其他中南美中东欧西欧中东结构冲击不大，预计煤制乙二醇后期仍以供应防冻液和 UPR 生产为主。国外装置方面，沙特 7-8 月份存检修计划，市场消息称其更换反应釜；南亚 8 月份之后将进入例行轮检。此两套主力装置三季度供应理论上处于紧张状态，且有部分商家称收到合约减量通知。但的检修均为年初制定的计划，需用户并没有明显冲击，仅对市场心态形成性利好。2、需求情况2014 年 89 月份聚酯生产旺季仍值得期待，虽然 2014 年上半年聚酯生产始终不愠不火，但由于近年来聚酯产能的快速扩张，刚需基数有了非常明显的

30、提升。在 4600 万/年的巨大产能基数下，需求力量仍然值得期待。因此卓创预计，下半年在没有明显的系统性风险冲击下，聚酯行业整体而言仍能保持微利正常生产。16第三章 工艺方案的选择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

31、术指标如何；（7）环境保护情况，节能减排情况。173.2工艺原料资源可行性图 31 我国石油资源分布概况世界第一产煤大国，也是煤炭消费的大国。1996年中国煤炭探明可采储量居世界第三位，全行业年煤炭开采量达到近 10 亿吨。煤炭行业已经成为国民经济高速发展的重要基础。中国煤炭状况：在我国的自然资源中，基本特点是富煤、贫油、少气，这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。与石油和天然气比较而言，我国煤炭的储量相对比较丰富，占世界储量的 11.60%。我国煤炭资源总量为 5.6 万亿吨，其中已探明储量为万亿吨，占世界总储量的 11%。建国以来，煤炭在一次能源生产和消费中的比例长期占 70%以上。据有关

32、部门，到 2005 年，一次能源生产量为 12.3 亿吨标准煤，其中煤炭为 7.85亿吨标准煤(折合 11 亿吨原煤)，仍占 63.8%。，在本世纪前 30 年内，煤炭在我国能源中仍将占主体地位。我国的煤炭资源分布广泛但不均匀。除外，其他省（区）、市均有18探明储量。从地区分布看，储量主要集中分布在山西、内、陕西、云南、贵州、和，七省储量占储量的 81.8%，分布呈现“北多南少”、“西多东少”的特点。3.3 工艺原料资源可行性乙二醇（ EG）是一种重要的基础化工原料，主要用于聚酯的生产（约占消费总量的 90%） 。2011 年我国乙二醇的需求量为 1003 万吨，而产量仅为 277 万吨/年，

33、对外依存度超过 70%。乙二醇工业涉及国民经济的多个领域，影响着石油化工发展以及能源和国防的安全，对支撑国民经济基础产业和新兴产业具有意义。乙二醇的路线主要包括气法路线、生物法路线和环氧乙烷法路线。环氧乙烷法路线主要包括直接水合法、催化水合法和碳酸乙烯酯法。3.3.1 环氧乙烷法路线1）直接水合法直接水合法是将环氧乙烷与水为原料，在压力为 1.02.5MPa，温度为 190200，水比（环氧乙烷和水摩尔比）为 1（ 2025）的条件下，通过管式反应器直接液相水合制得乙二醇。在这种反应条件下，环氧乙烷的转化率接近 100%， EG 的选择性约为 89%90%，二乙二醇（ DEG）的选择性约为 9

34、%，三乙二醇（ TEG）的选择性约为 1%，另外还有极少量的聚乙二醇。相关反应方程式如式（ 1）式（ 3）。式（ 1）是主反应式，式（ 2）、式（ 3）是副反应。EO + H2OEG （ 1）EG + EO DEG （ 2）DEG + EO TEG （ 3）19从直接水合法的工艺流程图（图 1）可以看出，其优势在于水合反应不使用催化剂、对乙二醇产品质量影响小、工艺成熟，但是为了保持较高的乙二醇选择性（约 89%），需要在水合反应段加入大量的水（ H2O EO=22 1），致使后期乙二醇精制分离须脱出多余的水（主要增加了五效蒸发工段），所以工艺流程长、能耗高、经济效益差。图 3-1 直接水合法生

35、产乙二醇工艺流程2）催化水合法催化水合法是在催化剂的作用下环氧乙烷与水反应制得乙二醇，该技术是针对直接水合法中水和环氧乙烷的摩尔比（水比）高的缺点而开发的，其目的在于降低水比的同时，保证较高的乙二醇选择性。催化水合法工艺的关键在于催化剂的开发，研究分为均相催化剂和非均相催化剂虽然催化水合法试图不改变原有流程而在水合单元加入催化剂来降低水比，但目前催化水合反应还未能实现接近化学计量比。催化水合法在一定程度上降低了水比（ 68） 1，但依然大大高于化学计量比（ 1 1），而且增加了不必要的分离提纯步骤，同时存在催化剂热稳定性低和乙二醇产品质量。受到上述的制约，催化水合法至今未能实现工业化。3）碳酸

36、乙烯酯法碳酸乙烯酯备乙二醇主要是通过环氧乙烷和反应生成碳酸乙烯（EC），再水解成乙二醇。乙二醇收率高达 99。碳酸乙烯酯水解过程中所用水量不到化学当量20的两倍，又由于过程选择性高达 99，所以产品分离提纯过程能耗大大低予传统 E0 水合法，尤其是在价格比较低时更显示出该法的优势。该工艺的优点是过程转化率几乎 100，选择性高达 99以上；乙二醇收率高达 99，比常规工艺增收约 10的EG；水解所用水量低，能耗小、节能显著，可节约蒸汽 50以上，节约水 50以上；碳酸乙烯酯也可直接作为商品销售，贮运安全；投资费用少，操作与费比常规工艺低；介质对设备无腐蚀。该过程是对环境友好的绿色清洁工艺。但其

37、催化剂回收、溶剂循环、反应器的操作控制等问题，仍需要进一步优化和升级。至今我国仍未工业化。图 3-2 碳酸乙烯酯备乙二醇工艺流程3.3.2气法路线1）气直接乙二醇Du Pont 公司于上世纪 50 年代就开展由气直接乙二醇的研究，在190230，压力 300 MPa 下，采用均相的铑的羰基络合物为催化体系，催化剂实验时空收率最高可达到 280 异Lh。该法工作压力较高，EG 的选择性、收率较低，并且还伴随着大量的甲酸甲酯等副产物生成，对设备的防腐、耐压提出了较高的要求。后来虽然采用钌、铼对催化体系进行了改进，但离实施工业化的距离还有很多工作要做。2）气经甲醇、间接乙二醇21由气甲醇并进而为一成

38、熟化工工艺技术，因此，以为原料开展乙二醇的研究具有一定的积极意义。目前以为原料乙二醇的研究路线可归纳为：羰化法、氢甲酰化法、缩合法、电化加氢二聚法、与甲酸甲酯偶联法等。（i）羰化法羰化法以、CO 为原料，在以硫酸或氢氟酸催化剂存在下生成中间产物羟基乙酸，与甲醇进行酯化反应再进一步加氢生产乙二醇。该法由于使用了大量的酸陛催化剂，环保问题和设备腐蚀问题相当严重，并且加氢催化剂的研制还存在着许多不确定，因此，在上世纪 90 年代以后，就很少有这方面的专利或了。（ii）氢甲酰化法氢甲酰化法以三聚或多聚、co、H：为原料，在铑为活性中心、三苯基磷为主要配体的均相催化体系中首先生产乙醇醛，然后再由乙醇醛气

39、固相加氢生产乙二醇。该法原料来源成本较高，同时存在两步催化反应，两种类型的催化剂技术研究及工业化不多见，仅是一些专利文献。（iii）缩合法缩合法以为原料，在 NaOH 碱性溶液中经催化剂作用变成甲醇醛，再利用气固相加氢技术乙二醇。甲醇醛的气固相催化加氢技术研究目前进展缓慢。（iv）的电化加氢二聚法的电化加氢二聚法是以低浓度水溶液为原料，反应在连续电解槽中进行，反应条件温和，原料成本比较低，乙二醇收率为 90以上，缺点主要是耗电量大。如电力资源充足，利用该技术生产乙二醇应该是一条可行的路线。（v）和甲酸甲酯法和甲酸甲酯法同样存在着酸性催化剂的处理、反应条件苛刻以及加氢催化技术的可靠问题，并且产品

40、的收率不高。目前也仅是一些技术或专利文献。222）气经草酸酯加氢制乙二醇技术气经草酸酯加氢制乙二醇技术路线，由于其反应条件温和，产品的选择性高，自上世纪 80 年代以后人们进行了大量研究，是目前很有希望率先进行的技术路线。草酸酯加氢生产 EG 的主要原料是 NO， CO，O2，H2， OH( 醇类) 等， CO 和H2 来源于气(目前工业上用的煤基气主要经过煤气化、变换、 脱硫、 脱碳工艺来生产) ， 然后采用变压吸附( PSA) 技术对气进行分离来获取 CO 和 H2; NO，OH 是草酸酯加氢过程的中间产物; O2 来源于单独的空气分离装置。工艺路线包括如下 3 步反应:( 1) NO 和

41、 O2 与醇类反应生成亚硝酸酯:2NO + 2ROH + 0.5O22RONO + H2 O;( 2) CO 与亚硝酸酯发生羰化氧化偶联反应生成草酸酯:2CO + 2RONO( COOR 2 + 2NO;( 3) 草酸酯加氢生成 EG:( COOR) 2 + 4H2( CH2OH) 2 + 2ROH;总反应:2CO + 4H2 + 0.5O2( CH2OH) 2 + H2 O。由草酸酯加氢反应式可以看出， 这一过程实际并不消耗醇类和亚硝酸酯， 只是由CO， O2，来EG，其中CO 和H2 来源于气的分离、提纯，以分别满足工艺的需要。23图 3-3气经草酸酯加氢制乙二醇工艺流程3.3.3 生物质

42、资源路线生物质资源路线生产乙二醇的方法主要是以玉米淀粉等为主原料用硫酸等液化剂，液化生产多元醇,再经多元醇加氢乙二醇。目前该技术的路线是以玉米淀粉为原料液化生产山梨醇,再经山梨醇加氧二元醇。其主要反应如下所示：C6H14O6+2H23C2H6O2 (乙二醇)C6H14O6+3 H2-2C3H8O2 (丙二醇)+2H20C6H,406+ H2-2C3Hg03 (丙三醇)+ (乙二醇)+20CftHuOe+S H2C4HIO02 (基于国家的粮食保护政策,现阶段仅有长春生物化工开发采用生物质资源路线生产乙二醇。目前此工艺主要的难点是原料来源以及反应产物的后续分离。2425工艺催化剂工艺条件选择性工

43、艺特点工业化 情况EO 直接水合法无1.902201.02.5MPa88%99%高水比， EO选择性差，能耗低成熟，已有大规模工业生产装置EO催化水合法季铵型碳酸盐交换树脂，钼酸盐复合催化剂901500.22MPa97%98%转化率和选择性都较高，能耗低较成熟，技术主要掌握在少数几家大公司手上EC 水解法阴离子交换树脂， 季铵盐、季膦盐、碱金属、碱土金属、碳酸盐14016022.5MPa98%99.9%高转化率、高选择性，低水比，较节能，可同时生产中 间 产 物 EC，综合利用 CO2有专利技术，未见工业装置联产 DMC 法碱性沸石催化剂，离子交换树脂501500.31.0MPaEG 和DMC

44、 选择性98%原子利用率 100%， 高转化率， 副产 DMC成本较高，未实现工业化氢甲酰化法铑的配位化合物701002.64.7MPaEG选 择性98%催化剂工艺复杂，易失活，反应速度慢规模，离工业化较远化加氢二聚法NaCl 为电解质载体6070，电流密度 2 3 2EG 收率90%条件温和，但是耗电量大，产物浓度 EG低能耗大，未实现工业化气一步法铑、钌的络合物240300，压力10MPaEG收 率70%80%反应条件苛刻， 副产物多，EG 的收率和选择性低技术还不够成熟，离工业化较远CO 耦联羰化法钯系催化剂和铜铬系催化剂羰化： 80 15，0.1MP加氢：150210 ， 1 3MPa

45、草酸二酯：98% EG95%反应条件温和，以 气为原料，符合以后化工发展的方向技术成熟，已完成小规模工业中试研究，可以在短期内实现工业放大3.4工艺过程模拟过程模拟最为重要的任务有三点：（1）对各候选工艺进行判断是否可行；（2）选择最为合适的工艺方案；（3）对所选工艺方案进行优化设计，确定最优工艺条件。在整个设计过程中，采用 Aspen Plus 对整个工艺流程进行了较为精确的计算，Aspen Plus 有强大的物性数据库，但是具体物性方法的选择需要根据自己的实际流程选取。通过查阅文献资料，草酸二甲酯的工段，选择 R-DIST 模型，根据所学的化工热力学的知识以及所查阅的文献资料，在所给的反应

46、条件下选取了 wilson 模型,对文献提供的常压和高压下的气液平衡数据对 DMC 对甲醇二元体系进行参数回归。根据以上所选取的热力学模型，对全流程进行了模拟。3.4.1 CO 羰化偶联工段CO 与亚硝酸甲酯再生工段来的 MN 以 1.3:1 的比例，经换热器 E0101 加热至120进入 CO 羰化偶联反应器，反应器操作压力为 440KPa，反应温度为 120。催化剂选用的是金属骨架 Pd 催化剂，MN 转化率为 75%，选择性为 95%，反应后得到产物 DMO 以及副产物 DMC。反应器产物由第 10 块塔板进入并联甲醇吸收塔，吸收液甲醇由塔顶喷淋向下，与产物充分接触。吸收塔塔釜得到 DM

47、O,DMC,ME 的混合物，塔顶得到的气相主要由 CO,NO,N2，ME 组成，经驰放器排出驰放气后，由循环加压机 C0101 加压至 5.3bar，再经过换热器 E0102 冷却至 40后循环到亚硝酸甲酯再生工段。26C图 3-4 草酸二甲酯生产工艺流程图3.4.2 草酸二甲酯的提纯工段DMO,DMC,ME 的混合液由第 10 块塔板进入 DMO 精馏塔，在操作压力 4.3bar，回流比 0.35 下，塔釜得到纯度为 1 的 DMO 溶液。塔顶的 DMC 与 ME 进入 DMC,ME分离塔，进料板为第 8 块板，操作压力为 0.1MPa。塔顶，塔釜分别得到纯度为99.6%的 ME，99.5%

48、DMC 溶液。DMO 精馏塔的釜液由 PO1O1 加压至 21bar，换热器E0103 加热到 203后，进入乙二醇生产工段。27DMO、DMDMO、DMC甲醇图 3-5 草酸二甲酯提纯工艺流程图3.4.3 亚硝酸甲酯的再生工段循环气 1017:NO,ME，CO,N2 与补加的原料，经加压至 5.2bar，液相 ME 加压至 5.1Bar，分别由第 14 块塔板，第 6 块塔板进入反应精馏塔 T0104。反应精馏塔的操作压力为 5bar，N2 作为保护气，其中 6 至 14 块塔板之间为反应段，为保证其中 O2 完全反应，氧气与一氧化氮之比为 1：6.7。反应后，塔釜得到甲醇和水的混合液体，塔

49、顶得到反应产物 MN 和未反应完的原料。塔釜液进入甲醇精馏塔，由第 14 块塔板进料，操作压力为 1.1bar，塔顶得到纯度为 99.8%的甲醇。图 3-6 亚硝酸甲酯再生工艺流程图28甲醇甲醇+水水NO甲醇+水DDMMCCMMEE3.4.4 乙二醇的生产工段DMO 经泵 P0101 加压到 21Bar,换热器加热至 203由上部进入喷淋塔。H2 由一级压缩机加压至 5Bar，经换热器 E0104 冷却至 40，再由二级压缩机加压至21Bar 与循环 H2,由底部进入喷淋塔，为促进 DMO 转化率所以 H2：DMO 与 H2 的进料比例为 60:1。DMO 溶液由喷淋塔塔顶喷淋，H2 由塔底进

50、入，气液相充分接触，最终反应物都由塔顶呈气相进入 EG 反应器，反应器压力为 2MPa，反应温度为203，DMO 加氢反应选用 CU/SIO2 催化剂，DMO 转化率为 100%，选择性为 94.1%。反应的产物进入闪蒸罐，闪蒸出来的气相经循环加压机 C0104 加压至 21BAR，换热器 E0105 加热至 210，由底部进入喷淋塔循环。图 3-7 乙二醇生产工艺流程图3.4.5 EG 精制工段闪蒸罐出来的液相产物经透平机降压至 1.5bar,再经换热器E0106 升温到95，由第 8 块塔板进入脱甲醇塔 T0106，塔顶得到纯度为 99.9%的甲醇溶液。塔釜液进入 EG 精制塔，由第 10

51、 块板进料，由于 EG 与其余组分形成共沸物，故该塔采用减压精馏塔，压力为 0.1atm，塔底得到产物 EG，纯度为 99.9%。29H2图 3-8 产品精制工艺流程图3.4.6 尾气处理工段甲醇废气经水吸收后进入废水处理装置，驰放气经总厂处理后，作为反应精馏塔的补加物料。30EG、MG、甲醇EG、MGEG甲醇废气第四章 原料供应和产品销售4.1原料、辅助材料的供应4.1.1原料、辅助材料的规格和用量原料的选择应该满足环境友好型、成本经济性和来源稳定性三要求。本项目中所涉及到的主要原料有焦炉煤气，该项目的辅助材料主要是甲醇。表 4-1原料用量一览表表 52焦炉气指标及成分一览表4.1.2原料、

52、辅助材料的来源该项目的主要原料焦炉煤气的直接来源于太西煤金昌鑫华焦化有限责任公司，公司每年的焦炉煤气产量是 12 亿立方米。所以焦炉煤气的来源丰富，并且可直接用管道输送，供应便利。催化剂是外购。4.2动力及的供应4.2.1动力及用量项目动力机估算见下表：表 43 动力及用量一览表31序号组分含量%沸点1H20.595-252.77-259.22CH40.25-161.5-182.53CO0.05-191.5205.14CO20.02-78.465O20.005-183.1218.86N20.05-195.8-212.47C2 及以上烃类0.03序号原料用量/年1焦炉煤气4.4亿立方米4.2.2

53、动力及来源河化工循环经济产业园园区设计年供水能力 1400 万立方米。同时，河镇还按照园区总体规划和入园项目需求，先后组织实施了纬四路、纬五路、防洪工程、生活供水工程，供电部门实施了东大山 110 千伏变电站和施工供电工程，共完成投资 1.2 亿元。4.3产品销售4.3.1产品规格该项目的主要产品有乙二醇、碳酸二甲酯和乙醇酸甲酯，年产量及产品规格见下表：表 44 产品产量一览表参考GB4649-93（见下表），本项目所产乙二醇达到优等品。表 45乙二醇规格32指标名称指标优级品一级品合格品外观无色透明无机械杂质无色透明无机械杂质无色或微黄色无机械杂质色度（铂钴）序号产品名称规格产量/年1乙二醇

54、摩尔分率0.99920万吨2碳酸二甲酯摩尔分率0.9861.67万吨3乙醇酸甲酯摩尔分率0.9841.87万吨序号名称用量/年230循环冷却水15248万吨4氨制冷剂145万吨6低压蒸汽14742万吨7电1500.9万度加热前，号加盐酸加热后，号5201540密度（20），g/cm31.11281.11381.11251.11401.11201.1150沸程（在 0，0.1033MPa）初馏点，干点，196199195200193204水分，%0.10.2酸度（以乙酸计），%0.0020.0050.01铁含量（以Fe 计），%0.000010.0005灰分，%0.0010.002二乙二醇和三乙

55、二醇，%0.11.0醛含量（以计），%0.001紫外透光率，% 200mm275mm350mm709098注：紫外透光率仅对供出口的优级品测定4.3.2产品销售1.理念环保、节能、务实、创新是本厂的，当代化工厂不只是要能生产出符合大众消费的产品，更要将可持续发展的概念融入到生产管理以及产品销售中。2.质量保证一个企业要在市场竞争中立于不败之地，优良的产品品质是非常重要的，因此在产品的生产过程中要按照既定的生产方案进行，并且分析化验要严格执行分析化验标准，以确保本厂出厂产品符合规范。3.品牌品牌策略，就是把品牌的宣传推介与企业的建设同步，以形成一种长期稳定而协调发展的具有性的工作。通过性的推进，

56、改善和提高品牌的各33项要素，如品牌的功能、品牌的创新点、品牌的优势、品牌与同类产品的不同之处等，通过各种形式的宣传，提高品牌知名度和美誉度。品牌，既要求量，同时更要求质。求量，即不断地提高品牌的宣传力度；求质，即不断地提高品牌的美誉度。4.价格优势针对原料来源，产品销售市场，交通条件等影响，选择合理的厂址是降低生产成本的一个很重要方面；调整工艺参数，合理优化工艺流程是实现厂区节能降耗的关键所在；考虑到设备的使用安全和使用年限问题，在允许范围内制定合理的生产产量，是决定企业一年获益多少的先决条件；在保证获利的情况下，根据市场行情制定适当的产品价格，在保质保量的情况下，打好价格战，这是本厂在竞争

57、中的优势，以尽量低的成本，获得更大的回报。5.多层次多层次是一种超过三层佣金支付方式的销售结构，越来越受到各国的重视。从理论上讲它是最能调动人积极性的销售模式。多层次的在于，通过层层努力，使企业的队伍越来越强大，这支队伍，就是企业的宝贵资产，只要组织管理好这支队伍，企业一定获益颇丰。6网上互联网不受时空的限制，可以轻松地完成跨地域性的，节约销售的大量人力、物力投入。通过公司自建的销售，顾客可以从容、全面地介绍公司和产品，让客户更为直观地进行比对，有利于突出企业的优势。在互联网上日益深化的商业化过程中，作为企业组织的标识作用日显突出，虽然目前还不能从中获取商业利润，但越来越多企业纷纷上网。的商业

58、作用和识34别功能已引起注重发展企业的重视，所以本厂将在网上公司的，虽然在专业化工进行可以吸引行业内的客户，但它的和覆盖面都是有限的。推广是一种按效果的网络推广方式，用少量的投入就可以给企业带来大量的潜在客户，有效企业销售额和品牌知名度。它按照给企业带来的潜在客户的数量计费，企业可以灵活控制网络推广投入，获得最大回报。因此本厂还需借助推广来推广产品。除此之外，考虑到本厂产品的海外，还需借助 B2B 电子商务。目前国内比较出名的是连续五年被全球最2B的阿里巴巴，故本厂借助阿里巴巴网上贸易，将进一步扩大产品市场，并与国际市场接轨，更好地完成产品销售。7在市场激烈竞争的今天，随着消费者意识的提高和消

59、费观念的变化，消费者在选购产品时，不仅注意到产品实体本身，在同类产品的质量和性能相似的情况下，更加重视产品的。因此，企业在提供价廉物美的产品的同时，向消费者提供完善的，已成为现代企业市场竞争的新焦点。客户在使用化工产品过程中受他们生产工艺、设备装置、技术水平的不同会出现不同，本厂会派出工程技术帮助客户查找和解决问题，这也是本厂树立企业良好形象，发展客户关系的好机会。35第五章厂址选择5.1选址原则（1）政策及规划：厂址应符合国家工业布局，城市或地区的规划要求。（2）原料及公用工程配套设施：厂址应靠近总厂和焦炭分厂。（3）供水：本厂需要使用大量的水，用于产生蒸汽、洗涤、冷却以及工艺原料，所以厂址

60、必须靠近水量充足、水质良好的水源。（4）市场条件：厂址应考虑下游产品的消费市场，选择靠近消费市场的地区。（5）自然条件：尽量选择气候温和稳定，适宜连续生产的地方，无高湿度、温度变化显著等气候问题，并对工厂投产后可能造成的做出预评价。（6）地质、水文条件：厂址应满足建设工程需要的工程地质条件和水文地质条件。（7）交通条件：尽量考虑靠近交通枢纽（水运、铁路、公路），交通便利的地区。（8）人力资源：尽量考虑劳动力来源丰富，素质较高的地点。（9）用地：节约用地，尽量少占用耕地，选择土地征用成本相对低的地区，厂区的大小、形状和其条件应满足工艺流程合理布置的需要，并考虑工厂发展的土地空间。在紧急状态下可以