年产8.5万吨丙烷资源化利用项目可行性研究报告

XX石化8.5万吨/年丙烷资源化利用项目可行性研究报告浙江大学Sailor概述1XX石化9万吨/年环氧丙烷项目的可行性研究报告按照《化工投资项目可行性研究报告编制办法》（2012年修订版）(中石化联产发[2012]115号）的规定编制完成，由投资项目主办单位——XX石油化工股份有限公司XX分公司委托有资格的咨询单位编制。2可行性研究是投资项目前期工作的重要内容，是投资决策的重要依据。本可行性研究坚持实事求是，坚持科学、客观和公正的原则，对投资项目的各要素进行认真的、全面的调查和详细的测算分析。3本可行性研究报告符合国家、行业和地方的有关法律、法规和政策，符合投资方有关规定和要求，编制依据充分，附件齐全，数据来源有出处。4本可行性研究报告包括二十一章正文内容，其中第一章为项目总论，第二十一章为可行性研究总结，另外还包括附表和参考文献。5本可行性研究以市场为导向，以经济效益为中心，最大限度优化方案，提高投资效益，作出实事求是的结论性意见。本报告全面反映研究过程中的不同意见和存在的主要问题，以确保本项目可行性研究的科学性和严肃性。6本可行性研究报告中的财务分析，按照国家有关《投资项目经济评价方法》的规定和行业有关规定进行编制。7本可行性研究报告中的投资估算，按照行业有关《投资项目可行性研究投资估算编制办法》的规定编制。

第一章总论1.1项目概述1.1.1项目名称、主办单位、企业性质项目名称：XX石化8.5万吨/年丙烷资源化利用项目。主办单位名称及性质：XX石油化工股份有限公司XX分公司（国家控股型）项目建设内容、规模、目标：本项目拟建立一套年产9万吨的环氧丙烷项目，初步概算投资为5.6亿元，预计将于2年内完工并投入生产。项目建设地点：XX省XX市XX石化工业园区。1.1.2编制依据和原则编制依据《2016“东华科技杯”第十届全国大学生化工设计竞赛设计任务书》《化工投资项目可行性研究报告编制办法》（2012年修订版）《产业结构调整指导目录2011年本（2013年修订）》《XX市城市总体规划》（2011-2020年）和XX市石化产业集聚区规划国家现行有关政策、法规和标准环氧丙烷生产的相关文献与工业应用实例等技术基础资料。编制原则认真贯彻落实可持续发展战略和国家基本建设的有关政策、法规，合理安排建设周期，严格控制工程建设项目的生产规模和建设投资；贯彻“五化”（一体化、露天化、轻型化、社会化、国产化）的措施和效果；选用成熟可靠的先进技术，以提高生产效率，降低消耗和生产承办，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；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人员的安全；坚持安全生产与环境保护并重，设计中选用清洁生产工艺，在生产过程中减少“三废”排放，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；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，在项目调查、选择中对项目进行详细全面的论证。1.1.3项目背景及必要性项目背景及意义丙烷是源自石油资源的重要轻质饱和烃品种，目前，常被用作锅炉，工业炉燃料或调入民用液化气对外销售。丙烷来源石油和天然气资源中含有大量的丙烷，如油田中丙烷约占6%，炼油厂液化石油气中约占6%，湿天然气中可达15%等。炼化企业在催化裂化等加工过程中也会生产大量的C3馏分，主要成分是丙烯和丙烷。丙烷能源化利用转向资源化利用近年来，随着国际社会对环境保护高度关注和新能源技术的发展，丙烷从传统的能源化利用现状向更为清洁环保高效的资源化利用转型受到了广泛的关注。乙烯裂解原料轻质化、丙烷脱氢及混合烷烃芳构化等丙烷资源化利用产业蓬勃发展。国家发改委2015年发布《产业结构调整指导目录（2015年本）》，提出将油气伴生资源综合利用列为鼓励类项目，同时，年利用8.5万吨丙烷脱氢及丙烯制环氧丙烷项目未被列入《产业结构调整指导目录（2015年本）》中的限制类或淘汰类，为丙烷资源化利用制丙烯项目的发展提供了政策性保障和科学的指导。XX石化丙烷资源化利用背景“中石化XX分公司年产1800万吨炼油扩能改造项目”已纳入国家“十二五、十三五”规划，是XX省“一号工程”，规划1主4辅3配套8个重大项目。目前，XX石化C3馏分经气体分馏装置精馏出丙烯和丙烷，产出丙烷除小部分作为商品丙烷销售外，大量调入液化气对外销售。因商品丙烷销售价格与民用液化气价格相当，经过精馏塔分离出的高纯度丙烷再混合回到液化气组分，造成严重的能源和资源浪费。不难看出，目前XX石化丙烷产能过剩(1800万吨炼油扩能改造项目完成后更是如此)，缺乏高附加值的工业应用途径，对外销售产生的效益低。需要寻求有效的丙烷资源化利用手段。因此，结合XX石化正在实施的1800万吨/年炼油扩能改造工程，本项目拟建设8.5万吨/年丙烷资源化利用项目。项目建设的必要性丙烯是重要的石油化工基础原料，是石化工业主要的烯烃原料之一，也是丙烷最为重要的资源化利用方向。近年来，丙烷脱氢制丙烯已经成为继裂解制乙烯联产丙烯和催化裂化制丙烯之后的第三大生产路线。其技术进料单一，产品单一(主要是丙烯)，副产物为氢气，且丙烯收率高；生产成本只与丙烷密切相关，主要表现在丙烯与丙烷的价格差。但目前国内丙烯市场趋于饱和，价格持续走低。近十年中国市场环氧丙烷利润相对较高，产能和生产能力逐年攀升。中国环氧丙烷市场供需关系还未达到失衡状态。每年大批量的进口量从另一个侧面证实了中国环氧丙烷市场的巨大缺口，从供求关系上相较于多数化工产品，环氧丙烷生产商对于市场具有较大的话语权，同时在利润方面也远胜于其他的石化产品。因此，将低附加值的丙烷通过催化脱氢制得丙烯及进一步反应制得市场紧缺的下游产品如环氧丙烷，具有重大的经济效益和社会效益。项目建设的有利条件（一）本项目未列入《产业结构调整目录（2011年本）》（修正）中的限制或淘汰类（二）市场需求及国民经济发展的必要随着国民经济发展，我国对石油化工原料的需求持续增加，同时下游消费市场对产品的质量和性能也提出新的要求，对石油化工下游化学品的需求也日趋旺盛。该项目的建设可以满足XX及其周边市场对基础化学品环氧丙烷的消费需求。（四）符合烯烃原料多元化战略目前，我国丙烯主要是通过石油产品（石脑油，轻柴油）的催化裂化/蒸汽裂解获得。由于国际原油价格逐年上涨，烯烃的生产成本不断提高。C3烷烃是一种重要的低碳资源，若能实现烷烃向烯烃及其下游产品的转变，则可有效开发扩大丙烯来源，是对国内短缺的油气资源的重要再利用。（五）项目建设符合国家产业政策依据《石油和化学工业“十三五”发展指南》，国家重点鼓励发展有市场前景、有较高技术含量和形成新的经济增长点、又可持续发展的项目。该项目符合国家产业政策要求。（六）采用的工艺技术先进、可靠为保证技术的先进，生产高等级、质量可靠的产品，将对全球相关技术供应商进行交流、考察和比选，主要生产装置全部采用世界先进技术，生产高质量产品，满足市场对高端产品的要求。具体技术比选见第四章。（七）良好的产业条件厂区位置优越XX市石化产业集聚区是位于吉利区的东部和北部，总规划面积14.92平方公里。经过近几年的发展，初步形成了以中石化XX分公司、黎明化工研究院吉利产业园为龙头的石油化工产业集群和化学新材料产业集群。目前，集聚区建成面积7平方公里，进驻企业101家，其中产业集群企业83家。产城互动发展，企业从业人员达1.5万余人，同时吸纳周边近2万人到集聚区从事二三产业，提供与主导产业配套的打工服务。XX上游生产已经形成规模化产能，而下游聚醚-聚氨酯产业链条延伸的条件也已成熟。基地将依托规模化上游给料，重点打造XX石化产业集聚区核心产业链，并向下游精细化工方向延伸。原料供应可靠XX石化1800万吨/年炼油扩能改造工程正在实施，完成后丙烯产量将达到34.6×104t/a，丙烷产量将达到8.17×104t/a。纯度平均值为99.93%，最低值为99.83%，供应充足可靠，质量和数量满足要求。公用工程设施依托公用工程项目园区已预留发展用地，与目前母厂项目位于同一园区内，公用工程（高中低压蒸汽）部分也将依托总厂，该项目仅需要建设主装置区即可。1.1.4研究范围工艺生产装置包括三个车间：丙烷脱氢车间，丙烯环氧化车间，副产品精制车间。公用工程与配套设备（1）中心控制室（含检化验室）（2）变配电室（3）全厂供电、照明及通讯（4）罐区及泵房（5）汽车装卸设施（6）循环水场（7）空压站（8）全厂工艺及热力管网（9）给排水消防设施及泡沫站（10）污水处理池（11）综合楼（包括中控、变电、办公室三修）（12）总图工程1.2项目可行性研究结论1.2.1项目结论本项目为中国石化XX分公司设计一座丙烷资源化利用的分厂，作为XX石化1800×104t/a炼油改造工程项目的下游配套项目，利用上游规模化给料，重点打造XX石化产业集聚区核心产业链，并有效融合下游聚醚-聚氨酯产业链，经分析项目具有建设必要性与经济可行性。本项目所选厂址条件优越，原料供应可靠，运输距离短，交通运输便利，政策优惠多，产品就地销售。本项目符合烯烃原料多元化战略，可有效开发扩大丙烯来源，是对国内短缺的油气资源的重要再利用。本项目经济效益较好，内部收益率（税后）达到28.3%，盈亏平衡点为2.57万吨（28%），说明本项目具有很强的抗风险能力。本项目对XX石化实现丙烷能源化利用向资源化利用转变，提高丙烷产品附加值具有重要的意义。符合当今国家节能减排的要求和“十三五”规划，显著地提高了丙烷的综合利用率，为社会、经济可持续发展做出了重要贡献，具有突出的社会效益；同时生产了高附加值化工产品，经济效益明显。经济发展和社会可持续发展两者紧密结合，实现了双赢局面。1.2.2存在问题及建议本项目涉及一些先进技术尚未大规模工业化应用，因此技术还稍欠成熟，需要进一步的试验和改进，使其更加完备。项目采用新型的反应器生产，单套生产能力较常规反应器大，存在一定的工程放大风险，其风险为准确度风险，视为工业级风险，即可控风险，随着同类项目的不断建设、不断优化，其风险逐渐消除。

第二章产品选择及市场预测分析2.1产品选择 2.1.1丙烷下游产品简介丙烷下游产业链呈现出多元化格局，如下图所示。图2.1丙烷上下游产业链丙烯丙烯是重要的石油化工基础原料，是石化工业主要的烯烃原料之一，也是丙烷最为重要的资源化利用方向。要用于生产聚丙烯、丙烯腈、异丙醇、丙酮和环氧丙烷等。丙烯的工业生产方法主要有蒸汽裂解法、催化裂化法、甲醇法和丙烷脱氢法。其中只有丙烷脱氢法以丙烷为原料。其技术进料单一，产品单一(主要是丙烯)，副产物为氢气，且丙烯收率高；生产成本只与丙烷密切相关，主要表现在丙烯与丙烷的价格差。截止到2015年年底，中国丙烯产能约2724万吨，新增产能277万吨，表观消费量2266万吨。随着近几年天津渤化、万华化学等大体量丙烯装置的上马，目前国内丙烯市场趋于饱和，产能已远远高于自身需求，开工率逐年降低，价格持续走低。丙烯市场在经历了多年高速发展之后，迎来了供需拐点，买卖双方的地位发生了悄然的转变。聚丙烯我国聚丙烯生产企业超过80家，生产装置100余套，产能合计达到1458万吨/年，是世界最大的聚丙烯生产国。中煤陕西榆林、神华宁煤化工、山东神达煤化工等煤化工公司，依托资源优势发展的煤制烯烃项目丙烯下游多选择发展聚丙烯产品；福建中景石化、江苏长江天化规划丙烷脱氢制丙烯后建设大型聚丙烯装置。预计未来几年我国聚丙烯市场供不应求的态势将得到缓解。丙烯腈丙烯腈是三大合成的重要单体，目前主要用它生产聚丙烯腈纤维。其次用于生产ABS树脂和合成橡胶。丙烯腈的生产方法有氰乙醇法、乙炔法和乙醛-氢氰酸法、丙烯氨化氧化法。其中氰乙醇法已淘汰，乙炔法仅少数国家沿用。我国每年有大量丙烯腈及下游产品进口。下游产品的发展将为丙烯腈提供潜在市场。因此国内丙烯腈需求潜力非常大。但随着中海油海南20万吨丙烯腈装置建成，齐鲁石化与万达集团合资的13万吨/年丙烯腈和上海赛科26万吨丙烯腈项目动工建设，预计未来几年国内丙烯腈市场将迎来新的高速发展时期。环氧丙烷环氧丙烷（PO）是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物，每年约8%的丙烯用于环氧丙烷生产，是重要的基本有机化工合成原料，主要用于生产聚醚、丙二醇和各类非离子表面活性剂等。近十年中国市场环氧丙烷利润相对较高，产能和生产能力逐年攀升。中国环氧丙烷市场供需关系还未达到失衡状态。每年大批量的进口量从另一个侧面证实了中国环氧丙烷市场的巨大缺口，从供求关系上相较于多数化工产品，环氧丙烷生产商对于市场具有较大的话语权，同时在利润方面也远胜于其他的石化产品。硝基丙烷硝基丙烷是各种纤维素衍生物、乙烯基树脂的优良溶剂。其作为一类重要的生物医药中间体原料，能够合成抗菌药、抗结核药等药品，同时也可运用于农药、染料、溶剂、表面活性剂等国民经济各行业。目前工业上生产硝基丙烷的方法主要是丙烷硝化法，近年来，美欧制药公司从节省生产成本与环保要求的层面考虑，将医药中间体的生产逐渐向发展中国家转移。我国生产的中间体以出口为主，产品的国际地位不断提升，需求量持续快速增长。丙烯酸丙烯酸主要用于生产丙烯酸酯类及其聚合物，进而用于生产合成纤维、粘合剂、乳胶表面涂料、纸张、热固性溶剂表面涂料。此外还有非酯类用途，用于生产聚丙烯酸和丙烯酸共聚物。丙烯酸生产方法有氰醇法、Reppe法、乙烯酮法、丙烯氧化法，以及新兴的丙烷一步法。我国已经逐渐从丙烯酸及其酯产品进口国转变为出口国。国内价格走势与国外生产密切相关。三苯丙烷芳构化是丙烷资源化利用工艺的代表之一。英国BP公司和美国UOP公司联合，于20世纪80年代末在世界上率先开发出丙烷和丁烷液化石油气芳构化生产三苯的Cyclar工艺，并于苏格兰的炼油厂中完成了中试。日本经济贸易产业省（METI）新近完成的调查报告称，2014年全球“三苯”及大多数衍生物供需基本平衡。2.1.2产品特性对比分析结合各产品特点，综合建设经济性、环境保护性、政策导向性和工艺成熟度，将六种产品的优缺点列表如下：表2-1优缺点比较优点缺点丙烯环境友好，政策支持工艺较新，国内运行装置起步晚，操作经验少丙烯腈经济优势明显，工艺成熟、可操作性好，下游需求度高存在环境问题，市场受新工艺冲击环氧丙烷经济性良好，工艺成熟，可操作性好，下游需求度高落后产能面临淘汰，产业亟待转型硝基丙烷国内外市场下游需求度高国内基本无工艺、应用方面的研究丙烯酸工艺成熟，可操作性好下游产品不稳定，产能即将井喷，经济性堪忧三苯工艺成熟，可操作性好产能即将井喷，经济性堪忧2.1.3结论根据以上分析，我们可以发现，环氧丙烷和丙烯腈较其他四种有机化工原料而言较为出色，且利润空间较大。结合XX石化产业集聚区下游聚醚-聚氨酯产业链延伸的需求，最终我们选择环氧丙烷作为我们的目标产品。2.2产品市场分析2.2.1产品用途分析环氧丙烷简介环氧丙烷：又名氧化丙烯；甲基环氧乙烷；英文名称：Propyleneoxide；简称：PO；分子式:C3H6O；分子量：58.08物化性质·无色透明低沸易燃液体·具有类似醚类气味·有毒、易燃、易爆·溶解度：与水、乙醇、乙醚混溶·凝固点：-112.13℃，沸点：34.24℃·相对密度(20／20℃)：0.859环氧丙烷的应用环氧丙烷（PO）是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物，每年约8%的丙烯用于环氧丙烷生产，是重要的基本有机化工合成原料，主要用于生产聚醚、丙二醇和各类非离子表面活性剂等。其中聚醚多元醇是生产聚氨酯泡沫、保温材料、弹性体、胶粘剂和涂料等的重要原料，各类非离子型表面活性剂在石油、化工、农药、纺织、日化等行业得到广泛应用。同时，环氧丙烷也是重要的基础化工原料，它是第四代洗涤剂非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂等的主要原料。环氧丙烷的衍生物广泛用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。环氧丙烷已生产的下游产品近百种，是精细化工产品的重要原料。本项目的生产目标是环氧丙烷9万吨/年，纯度可达99.6%以上，达到优等品级别，用于下游行业聚醚多元醇及聚氨酯（PU）的生产。2.2.2国外市场分析21世纪以来，世界环氧丙烷产能快速增长，2000年世界环氧丙烷的生产能力约为530万t/a。截至2015年，全球环氧丙烷主产区依旧以美国、日本以及西欧等较发达国家，约占全球总产能的70%，亚太地区环氧丙烷生产地区主要为沙特、新加坡和泰国这三个国家，也是国内环氧丙烷进口的主要货源国。表2-22015年全球主要华纳氧丙烷供应商及装置产能分析2015年全球环氧丙烷生产能力一览表(万吨/年)公司国家和地区产能莱昂德尔化学美国德州Bayport60莱昂德尔化学荷兰Botlek24.5莱昂德尔化学美国德州Channelview55莱昂德尔化学法国Fos22莱昂德尔拜耳荷兰Maasvlakte28.5陶氏化学巴西Aratu25陶氏化学美国德州Freeport72.5陶氏化学德国Stade59陶氏化学美国路易斯安纳州Plaquemine33陶氏化学比利时安特卫普30EllbaCV荷兰Moerdijk25EllbaEastern新加坡Seraya25亨斯迈美国德州PortNeches24英力士烯烃德国Cologne21新加坡Seraya化学新加坡Seraya16壳牌化学公司荷兰Moerdijk21巴斯夫德国路德维希港12.5西班牙RepsolYPF西班牙Puertollano7西班牙RepsolYPF西班牙Tarragona20日本旭硝子日本鹿岛11日本NihonOxirane日本Sodegaura18住友化学日本Ichihara20日本德山公司日本Tokuyama8SKC化学韩国蔚山17SCG-DOW泰国39PetroRabigh沙特40中海壳牌中国广东29锦西化工中国辽宁12滨化集团中国滨州17天津大沽中国天津15镇海莱昂德尔中国宁波28.5其他68合计864.52.2.3国内市场分析我国环氧丙烷生产起始于20世纪60年代，当时有南京钟山化工厂和山东北镇化工厂采用氯醇法工艺生产环氧丙烷。20世纪80年代开始，我国开始引进日本昭和、日本三井、日本旭硝子和美国Dow的氯醇法环氧丙烷生产技术。到1995年我国环氧丙烷产能突破10万t/a，其后国内企业不断对环氧丙烷装置进行扩建技改，产能迅速提升，2001年我国环氧丙烷产能达47.6万t/a。近十年受强劲需求拉动，中国市场环氧丙烷利润相对较高，产能和生产能力逐年攀升。截止2015年12月，中国共有19家环氧丙烷生产商，总产能307万吨（约占全球总产能的30%），去除长期停车的装置产能，实际有效产能为265万吨左右。图2.2中国环氧丙烷供应商及装置产能分布据行业测算，2015年国国内环氧丙烷产量为225万吨左右，2015年中国环氧丙烷有效产能的平均开工率为86%，远高于其他石化产品的平均开工率。在充分竞争的石化行业，如此高的开工率注定环氧丙烷与其他石化产品有着本质的区别：中国环氧丙烷市场供需关系还未达到失衡状态。2.2.4进出口分析图2.32005年至2015年中国环氧丙烷进出口数据每年大批量的进口量从另一个侧面证实了中国环氧丙烷市场的巨大缺口，从供求关系上相较于多数化工产品，环氧丙烷生产商对于市场具有较大的话语权，同时在利润方面也远胜于其他的石化产品。2.3产品竞争力与目标市场分析2.3.1产业优势分析从需求面分析，2016年中国环氧丙烷的消费市场将继续保持中高速增长的态势，上半年受传统旺季需求将对市场形成有效支撑。丙烯下游行业的生产成本有进一步降低预期，环氧丙烷行业的利润保障性增强。国内新兴环保工艺的上马，会在国家供给侧结构性改革的浪潮中发挥积极作用2.3.2产业劣势分析图2.4中国环氧丙烷生产工艺结构目前氯醇法工艺已十分成熟，但是该工艺水资源消耗量大，产生大量废水和废渣，每生产1吨环氧丙烷约产生40~50吨皂化废水和2~4吨废渣，该废水具有温度高、PH值高、氯根含量高、COD含量高和悬浮物含量高的“五高”特点，处理难度大成本高；消耗大量高能耗的氯气和石灰原料，废水中含有大量氯化钙；生产过程中产生的次氯酸设备腐蚀也比较严重，这与建设环境友好型与资源节约型的社会总基调严重不符。随着国家可持续性发展和供给侧结构性改革的要求，氯醇法生产环氧丙烷工艺建设项目已被列为限制类产业。传统工艺制备环氧丙烷被限制的同时，新兴的间接共氧化法工艺及直接氧化法工艺也由于资金及技术的要求较高而导致建设周期比较长，新工艺产能的释放速度不及中国市场对于环氧丙烷需求的增长速度，由此导致近几年环氧丙烷进口量维持在20万吨以上。2.3.3市场竞争分析对于2016年上半年环氧丙烷市场客观分析如下：成本面中国国内丙烯产能已远远高于自身需求，开工率逐年降低，出现了供需拐点。在国内供应能力逐渐提升的同时，日本、韩国、台湾等丙烯净出口区域的产能也在逐渐提升，但这些区域自身的消费能力较弱，出口到中国市场便成为首选项，外盘货的持续打压会进一步压缩国内丙烯市场的空间，从生产成本面分析，丙烯下游行业的生产成本有进一步降低预期，环氧丙烷行业的利润保障性增强。供应面2016年是近几年中国环氧丙烷市场最平静的一年又是充满动荡的一年：今年国内没有新增装置投产的同时伴随着国家供给侧结构性改革的要求。近两年新建装置（2014年吉林神华30万吨装置、岳阳长岭10万吨装置投产，2015年万华化学26.4万吨装置投产）在2015年11月份全部开启，产能的释放被中国环氧丙烷市场巨大的消化能力完全吸收。从新装置产能释放层面来看，2016年新装置产能的释放不会对国内市场造成压力。再者，国内新兴环保工艺的上马，会在国家供给侧结构性改革的浪潮中发挥积极作用，部分高污染、小产能的装置面临关停的风险。从供应层面分析，2016年上半年中国环氧丙烷整体的供应量或与2015年上半年持平，预计2016年上半年中国国内市场总体供应量(包含外盘进口货)约为125万吨。受国内外装置轮流检修利好，2016年上半年环氧丙烷市场整体供应平稳，但不乏出现局部供应偏紧情况，市场呈现积极向上趋势。2.3.4目标市场分析世界环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇(PPG)、丙二醇(PG)、丙二醇醚等。其中聚醚多元醇用量最大，2011年约有65%的环氧丙烷用于生产聚醚多元醇。2015年中国国内环氧丙烷产量225万吨，进口26万吨，表观消费量251万吨。受国际油价及全球经济的持续低迷牵累，中国环氧丙烷市场的消费增长率有小幅下探的走势，但是受印度、巴基斯坦等新兴市场的需求带动，中国聚醚出口量呈现逐年递增态势。目前国内聚醚产能440万吨左右，2015年全年的产量260万吨左右，平均开工率60%；2016年新增产能58万吨，届时中国聚醚产能将达到500万吨，随着万华化学新增装置的投产，国内聚醚企业之间的竞争日趋激烈，出口作为化解产能的有效途径，预计2016全年产量将有一个新的突破，初步预计在280万吨左右。图2.52010-2016年中国聚醚产量统计及2016年新增PPG装置另外，丙二醇及丙二醇醚以其优良的产品性能及环保特性，在替代传统的有毒有害的溶剂方面显示出越发明显的优势，其消费出现强劲增长，外贸订单逐年攀升。从需求面分析，2016年中国环氧丙烷的消费市场将继续保持中高速增长的态势，上半年受传统旺季需求将对市场形成有效支撑。经历过2015年新装置产能释放及下游外盘货持续打压带来的阵痛，2016年上半年的环氧丙烷市场依旧是一个供需平衡的市场，上下游行业健康发展依旧可期。2.4上游丙烷原料市场分析全球丙烷产能目前国内PDH丙烷主要是从中东进口，近年来，随着美国页岩气的开发利用，对中东地区丙烷的需求逐渐减少；中东有富足的丙烷资源可供出口。天然气发展规模越来越大,天然气凝析液（NGL）产量持续增长将对全球丙烷供应产生积极意义。图2.6全球丙烷产能分布国内丙烷供应以往，国内丙烷产品未能实现资源化利用的原因主要在于丙烷的纯度较低，但截止到2015年，（图2.8所示），国内纯度在97%以上的丙烷产品已经占有相对较高比例。PDH装置对于原料丙烷的纯度要求在97%以上，硫含量低于100PPM，在质量方面来看，国内丙烷有一部分已经可以作为PDH装置原料。图2.7国内丙烷纯度对比图另一方面，国内建设丙烷脱氢装置的原料需求量相对液化丙烷市场贸易量比例较小，其资源供应完全可以保障。在国内丙烷脱氢（PDH）以及丙烯下游产品产品装置蓬勃发展的大环境下，国内丙烷需求步入多元化，预期打破下游传统民用格局，迎来精细化发展新契机。2.5产品环氧丙烷价格分析图2.82016年-2016年国内丙烷，丙烯，环氧丙烷价格走势图从近几年中国环氧丙烷市场价格可以看出，环氧丙烷虽有一定的价格，但利润情况却一直维持在千元以上的高位。2.6市场风险分析2.6.1风险因素的识别（1）工艺路线的选择目前氯醇法工艺已十分成熟，但是该工艺水资源消耗量大，产生大量废水和废渣。随着国家可持续性发展和供给侧结构性改革的要求，低于100万吨/年的氯醇法工艺建设项目已被列为限制类产业。传统工艺制备环氧丙烷被限制的同时，新兴的间接共氧化法工艺则工艺流程长，原料品种多，丙烯纯度要求高。新型直接氧化法的生产成本、工艺技术的可靠性以及装置能否实现稳定运行，将是决定其竞争力的关键。今后该技术成熟后，大批传统落后产能将被淘汰，对我国的环氧丙烷格局将产生巨大的影响。（2）上游原料的影响丙烷、丙烯及其衍生物大多属于大规模生产行业，即便是技术经济性的小幅提高也会产生较大的经济效益。但是由于国内丙烷资源的短缺，这些产品的生产远不能满足国内市场的需要，国内自给率大幅下降，需要大量进口。因此，在国际市场激烈竞争的环境下，发展丙烯下游产业链必须采用国际上最先进的环境友好工艺技术，达到低成本生产的大型经济规模，才可能具有国际竞争力。（3）下游需求的影响国内聚醚多元醇仍是环氧丙烷最大的需求领域，产量的快速增长将拉动环氧丙烷需求的快速增加。环氧丙烷市场将呈现产大于需的局面，竞争会变得愈来愈剧烈，生产企业可将目光投向国际市场，在全球800万吨环氧丙烷市场中争取开辟一席天地。（4）国内政策条件依据《2016-2020年烯烃工业行业发展分析与“十三五”战略规划研究报告》，国家重点鼓励发展有市场前景、有较高技术含量和形成新的经济增长点、又可持续发展的项目。2.6.2风险规避政策（1）新建装置应根据市场容量慎重决策近年来下游产业的发展大大刺激了环氧丙烷的需求，但其市场容量毕竞有限。众多规划项目若如期建成投产，部分缺乏竞争力的装置将面临停产。因此新建环氧丙烷项目一定要根据市场实际状况，慎重决策。（2）积极应对国外进口产品挑战中东地区凭借其丙烷原料来源丰富、环氧丙烷成本低的优势，有可能采取降价竞争的策略，因此，未来进出口市场竞争将更加激烈，国内企业必须做好应对进口产品竞争的准备。（3）提高新型工艺的经济性和竞争力我国现有环氧丙烷技术相对落后，生产成本较高，在国内外市场中的竞争力较差。因此，现有规模小、技术落后的环氧丙烷企业要根据工艺和生产现状，做好企业技术改造，扩大生产规模，降低生产成本，提高装置经济效益。（4）积极拓展产品应用领域和产业链我国环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇，下游消费领域单一，因此，应积极拓展环氧丙烷及其衍生物在汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业下游相关产品的应用开发力度，逐渐改变环氧丙烷产品用途单一的局面，形成从生产到应用的有效产业链，以化解市场风险，拓展产业链，提高市场竞争力

第三章生产规模和产品方案3.1发展规划、产业政策和行业准入分析3.1.1发展规划符合性分析国家规划国家发改委2015年发布《产业结构调整指导目录（2015年本）》，将“油气伴生资源综合利用”列为鼓励类项目，同时，8.5万吨/年丙烷资源化利用项目未被列入《产业结构调整指导目录（2015年本）》中的限制类或淘汰类，为丙烷制丙烯项目的发展提供了政策性保障和科学的指导。因此拟建项目符合国家相关规划。地区规划2009年以来，XX市先后完成了《XX市石化产业集聚区总体发展规划》、《XX市石化产业集聚区产业发展规划》和《XX市石化产业集聚区土地利用修编规划》等规划并获得批复，实现了各项规划的全覆盖。因此拟建项目符合XX省XX市地区规划。园区规划“中石化XX分公司年产1800万吨炼油扩能改造项目”已纳入国家“十二五、十三五”规划，是XX省“一号工程”，规划1主4辅3配套8个重大项目。结合XX石化正在实施的1800万吨/年炼油扩能改造工程，拟建项目符合XX石化的园区发展规划。3.1.2产业政策符合性分析（1）《产业结构调整目录[2015年本]》（国家发展改革委令2015年第21号令修正）中“第二类限制类”中指出“四、石化化工2、新建80万吨/年以下石脑油裂解制乙烯、13万吨/年以下丙烯腈、100万吨/年以下精对苯二甲酸、20万吨/年以下乙二醇、20万吨／年以下苯乙烯（干气制乙苯工艺除外）……300吨/年以下皂素（含水解物，综合利用除外）生产装置”属于限制类。拟新建9万吨丙烷脱氢制丙烯及直接氧化法制环氧丙烷项目不属于限制类。同时本项目符合《产业结构调整指导目录（2015年本）》中的第一类鼓励类第七项石油、天然气第4条“油气伴生资源综合利用”。（2）石油和化学工业规划院开展了《石油和化工行业“十三五”规划前期研究》。研究提出，要以化工新能源、化工新材料、高端石化、传统化工产业升级作为主要发展方向，着力提升产业的国际竞争力和可持续发展能力。因此拟建项目符合国家产业政策要求。3.1.3行业准入符合性分析产品质量要求：项目相关的行业准入政策：《产业结构调整目录（2015年本）》产品质量要求：环氧丙烷产品达到优等品级别（99.9%）丙烯产品达到聚合级优等品级别（99.6%）最低生产规模：9万吨/年生产工艺装备：采用新型反应设备，减少反应器台数资源综合利用：充分利用项目所在地的资源优势，对丙烷资源进行深度加工环境保护指标：充分保护项目所在地的生态环境和社会环境，努力做到“零排放”安全生产措施：贯彻安全第一的指导思想，从提高装置本质安全性的角度出发，尽量采用新的安全技术和安全设计方法综上，拟建9万吨/年环氧丙烷项目符合目前环氧丙烷行业的准入政策和相关指标。3.2建设规模本项目是以中石化XX分公司年产1800万吨炼油扩能改造项目为依托的下游配套子项目。拟以丙烷脱氢得到丙烯，丙烯直接氧化法制得环氧丙烷。原料为来源于FCC、延迟焦化等装置并经过气体分馏得到的丙烷（设计纯度为95%，实际运行在99%以上）为生产原料，辅助原料为园区提供的空分氧气、母厂生产的苯，园区源迪化工提供的甲醇，金达石化提供的过氧化氢等来进行8.5万吨/年丙烷资源化利用。在确定生产规模时，考虑的因素主要有原料的来源及供给量、下游产品市场的需求量、生产工艺技术、国家的产业政策和当地的招商需求。本项目建设规模如表4-1所示。表3-1建设规模表项目单位规模1建设规模万吨/年92项目投资亿5.273项目用地亩上游原料来源 XX石化1800万吨/年炼油扩能改造工程正在实施，完成后丙烯产量将达到34.6×104t/a，丙烷产量将达到8.17×104t/a。纯度平均值为99.93%，最低值为99.83%，供应充足可靠，质量和数量满足要求。3.2.2下游市场需求本项目以XX石化产业集聚区为目标市场，减少了产品运输费用，同时满足本地聚醚-聚氨酯产业的需求，完善弥补环氧丙烷等关键缺失环节，培育新的精细化工链。3.2.3招商引资需求XX石化产业集聚区目前正在对外寻找基础化工产品项目的合作方，其中就有丙烯下游产业链的延伸。因此本项目的建设符合园区招商引资需求。3.2.4生产规模确定综上所述，我们设计了8.5万吨/年丙烷资源化利用的方案。本项目采用新型工艺及新型生产设备，满足下游市场的需求，原料供应充足。同时便于未来扩大生产，能有效得规避风险，验证新技术的放大。年操作时间：8000小时；操作弹性：80~120%；3.3产品方案3.3.1主副产品方案本项目的设计目标是综合利用石化企业过剩的丙烷，将其转化为高价值且需求量大的环氧丙烷，并副产丙烯，氢气和丙二醇单甲醚。本厂产品1为含量大于99.6%，产品等级为优等品的环氧丙烷，年产量为9.16万吨/年。副产优等品的丙烯，年产量约为0.61万吨/年；副产高纯度的丙二醇单醚，约0.81万吨/年；副产氢气送总厂PSA处理，约0.1万吨/年。表3-2本项目产品方案及规格序号产品规格（%）产量（吨/年）备注1环氧丙烷99.391558主产品2丙烯99.736125副产品3丙二醇甲醚99.998101副产品3.3.2产品技术规格环氧丙烷作为工业品，其等级分为优等品、一等品、合格品三个级别，其规格和质量符合环氧丙烷标准《GB/T14491-2001工业用环氧丙烷》的规定，其技术要求见表3-2。表3-3工业用环氧丙烷技术要求指标优等品一等品合格品色度（铂-钴）/号51020水分（质量分数）/%≤0.10.2—酸度质量分数（以乙酸计）/%≤0.0030.0060.010环氧乙烷质量分数/%≤0.0100.1000.300醛质量分数（以丙醛计）/%≤0.010.030.1资料来源：《GB/T14491-2001》聚合级丙烯产品技术要求见表3-3所示。表3-4工业用丙烯技术要求项目技术指标优等品一等品合格品丙烯含量/%≤99.699.298.6烷烃含量/%≤报告报告报告乙烯含量/(mL/m3)≤2050100乙炔含量/(mL/m3)≤255甲基乙炔+丙二烯含量/(mL/m3)≤51020氧含量/(mL/m3)≤51010一氧化碳含量/(mL/m3)≤255二氧化碳含量/(mL/m3)≤51010丁烯+丁二烯含量/(mL/m3)≤52020硫含量/(mg/kg)≤158水含量/(mg/kg)≤19双方商定甲醇含量/(mg/kg)≤1010二甲醚含量/(mg/kg)≤25报告资料来源：《GB/T7716-2014》3.4生产规模和产品方案比选来自XX石化FCC、延迟焦化等装置并经过气体分馏得到的丙烷原料组成如下图所示：表3-5丙烷原料组成表vol/%成分含量成分含量丙烷99.83正丁烷<1PPM丙烯00.13正丁烯<1PPM异丁烷00.04异丁烯<1PPM本厂全套装置生产环氧丙烷9万吨/年，副产丙二醇单甲醚0.8万吨/年，副产丙烯0.6万吨/年。表3-6项目建设规模和产品方案比较建设规模15万吨/年9万吨/年5万吨/年总投资（亿元）2064占地面积（亩）200180160技术成熟度需多套反应器，技术稳定性待考察反应器负荷适宜，技术稳定性较好反应器无法达到最大负荷，技术成熟原料来源母厂丙烷原料不足，需要外购其他园区或进口丙烷母厂丙烷原料充足母厂丙烷原料充足产品规格环氧丙烷15万吨/年，副产丙二醇单甲醚1.3万吨/年，副产丙烯1万吨/年环氧丙烷9万吨/年，副产丙二醇单甲醚0.8万吨/年，副产丙烯0.6万吨/年环氧丙烷5万吨/年，副产丙二醇单甲醚0.44万吨/年，副产丙烯0.3万吨/年产品市场环氧丙烷、丙烯市场充足，丙二醇单甲醚市场稍饱和环氧丙烷、丙二醇单甲醚、丙烯市场市场可完全消费环氧丙烷、丙烯、丙二醇单甲醚市场可完全消费可行性规模稍大，可行性有待考察规模正好，具有充足的可行性规模稍小，项目可行由本项目三种规模的对比可以看出，9万吨/年规模的环氧丙烷项目投资适中，原料来源有保证，产品方案合理，同时技术稳定性有保证。3.5总物料平衡

第四章工艺技术方案4.1技术现状及工艺比较4.1.2技术现状目前，世界范围内已实现工业化的丙烷脱氢工艺有UOP公司的Oleflex工艺、鲁姆斯公司的Catofin工艺、德国林德公司开发的Linde工艺、UHDE的Star工艺、俄罗斯雅罗斯拉夫尔研究院与意大利Snamprogetti工程公司联合开发的FBD工艺。且以Oleflex和Catofin工艺在工业上应用的较多，国内在建装置中都有应用。环氧丙烷的生产工艺包括传统的氯醇法，共氧化法，新开发的过氧化氢氧化法（HPPO法）等。传统的工艺大多存在能耗大，产率不高，三废污染大等不足之处，而新兴的生产工艺正在向着节能、环保、原料利用率高的方向不断发展，因此HPPO法具有很大的发展前景。4.2.2工艺比较表4-1丙烷脱氢工艺路线比较专利厂商UOPLummusLinde-BASFSnamprogrttiKruppUhde工艺OleflexCatofinPDHFBDSTAR催化剂Pt/Al2O3Cr2O3/Al2O3Cr2O3/Al2O3粉状Cr2O3Pt`Sn/ZnAl2O3操作压力/Mpa0.136101.6~508mmHg0.1560.116~0.1430.41操作温度/℃600~700540~700540550~600565~595丙烯转化率(%)354048-655040分压控制氢循环负压不详不详水蒸汽供热方式加热炉再热周期性，烧炭固定床列管，火焰炉在再生器中烧炭，外加燃料固定床列管，火焰加热炉再生方式连续周期性，烧炭原地，周期性流化床原地，周期性投资费用较低较高较低较高较高表4-2丙烯环氧化工艺比较生产工艺优点缺点氯醇法1)工艺成熟,流程简单；2)操作负荷弹性大；3)选择性好；4)对原料丙烯的纯度要求不高；5)安全性高；6)投资少；7)有成本竞争力。1)水耗大；2)产生大量废水及废渣(每生产1t环氧丙烷产生40~50t含氯化物废水和2.1tCaCl2)；3)消耗大量氯气和石灰原料，污染环境；4)产生的次氯酸对设备的腐蚀严重。共氧化法1)共氧化法克服了氯醇法腐蚀、废水量大缺点；2)产品成本低(联产品分摊成本)；3)环境污染小。1)工艺流程长；2)原料品种多；3)丙烯纯度要求高；4)工艺操作压力高；5)设备造价高(设备材质多采用合金钢)；6)联产2.2~2.5t苯乙烯或2.3t叔丁醇，受市场因素制约；7)废水COD值高。过氧化氢法1)工艺流程简单；2)产品收率高，无副产品；3)无污染，属清洁工艺。1)双氧水存在一定的危险性2)工艺技术相对不成熟。4.24.2工艺方案介绍4.2.1丙烷脱氢工艺路线介绍Oleflex工艺Oleflex工艺采用铂催化剂和4台串联的绝热式移动床反应器，在压力大于0.1MPa、温度范围550～650℃条件下进行丙烷脱氢反应，经过分离和精馏，得到聚合级丙烯产品。分为反应、催化剂再生和产品回收三部分。该工艺丙烯单程转化率达到35％～40％，总收率在86％左右，氢气收率为3.6%。下游精馏部分可以得到纯度为99.5％～99.8％的丙烯产品。再生部分具有催化剂烧焦、铂催化剂重新分配、除去额外的水分及催化剂再生等4项主要功能。该工艺的优点在于装置占地较少，总投资费用低；可以处理从任何气田、炼厂或乙烯装置来的C3、LPG；三废排放少，公用工程消耗低，工艺在线可靠性高。缺点是对原料纯度要求较高（丙烷含量95%以上，且对硫含量有严格限制），单程转化率和选择性略低，该工艺的经济性在很大程度上取决于丙烷和丙烯的价格。Catofin工艺Catofin工艺采用氧化铬-氧化铝催化剂，反应器为多台并联式卧式固定床反应器，在压力0.05MPa、温度560～620℃下进行丙烷脱氢反应。分为反应、压缩、回收和精制4部分。该工艺丙烷单程转化率约为45％，总转化率在90%左右，可得到纯度为99.5％的丙烯。该工艺的优点有对原材料杂质要求低，无催化剂损失，具有很高的选择性；缺点是催化剂反应装置多，且为间歇操作，如进行反应和再生，至少需要两个反应器轮换操作；产品回收部分需加压操作，导致能耗增加；催化剂寿命短，使用铬催化剂会对环境造成不良影响。STAR工艺STAR工艺采用PtSn/ZnAl2O4催化剂，通过两步脱氢将丙烷转化为丙烯。该反应所需热量通常从反应器外面传导引入，并利用蒸汽稀释反应气，蒸汽的存在可抑制催化剂结焦，延长催化剂的使用寿命。原料经蒸汽稀释后，先预热，然后进入一组并联的多相固定床反应器，每个反应器有许多根催化剂填充管，反应器操作是循环的，每个反应器可切换去进行催化剂再生。Star工艺在反应温度480～620℃、反应压力304～709kPa、流体空速0.5～10h、烷烃量(稀释空气量)为1:(2～10)(摩尔比)条件下，丙烷单程转化率为30％～40％，丙烯选择性为80％～90％。其优点在于流程简单，投资少，设备可国产化率高，操作成本低，商业化运行验证可靠。Linde工艺Linde工艺采用顶烧炉反应器，反应器由炉内许多根装有催化剂的反应管组成，一组反应器一般包括三台，其中两台在运转，一台在再生，单个系列反应器尺寸由装置处理量决定，装置处理量可在50～250kt／a内变化，超过250kt／a就需要两套并列的反应器系列。Linde工艺在温度不超过丙烷的热裂化界限温度620℃时，丙烷的单程转化率达到50％，丙烯选择性最高达到93％。其优点在于反应过程几乎在等温条件下进行，原料不需H2或蒸汽稀释，且动力消耗较低、投资较少。FBD工艺该工艺核心是反应-再生系统，采用类似于Ⅳ型催化裂化流化床反应技术。反应再生系统简要流程如下：丙烷与来自烯烃分离装置的循环烃类混合，然后经反应器出料预热后，经过分布器从催化床层的底部进入反应工序，在流化床内充分反应后，用高效旋风分离器除去反应产物中夹带的催化剂粉末，再经洗涤系统除去粉尘，最后进入压缩和分离工序，从氢气和副产物中分离出C3组分，催化剂通过输送管连续地在反应工序和再生器之间循环，催化剂通过再生器烧掉沉积在表面的少量结焦而恢复活性，再生器产生的热量。流化床反应器工艺连续，传热效率高，传热过程几乎瞬间完成，转化率稳定，能够均匀地控制床层温度，提高了选择性，存在的不足是催化剂磨损大。工艺比较供热方式比较这五种工艺的供热方式分两种：内加热式和外加热式。Oleflex工艺、Catofin工艺和FBD工艺采用内加热式供热，而Star工艺和Linde工艺则是采用外加热式供热。Oleflex工艺是通过加热反应段的原料气和稀释氢气来提供热量，而且由于多个反应器串联需要进行级间加热。Catofin工艺和FBD工艺利用了再生催化剂时被加热的催化剂的显热，以及烧焦过程放出的热量。Star工艺和Linde工艺都是采用顶烧式转化炉通过管间的燃烧气流间接给管式反应器进行加热。反应器比较Catofin工艺、Linde工艺和Star工艺采用固定床反应器，Oleflex工艺采用移动床反应器，FBD工艺采用流化床反应器。丙烷催化脱氢制丙烯反应不可避免地会引起催化剂表面结焦。所以，采用固定床反应器就不得不频繁切换，这既降低了热利用率又使系统复杂化；固定床反应器也有它的优点，比如催化剂用量少且无磨损。移动床反应器操作连续，负荷均匀，但是，温度难以控制，影响了转化率，级间加热的方式如果控制不好，对选择性影响很大，与之配套的贵金属催化剂成本太高，也影响了该工艺的竞争性。流化床反应器工艺连续，传热效率高，传热过程几乎瞬间完成，转化率稳定，能够均匀地控制床层温度，提高了选择性，存在的不足是催化剂磨损大。操作条件比较丙烷催化脱氢是强吸热反应，且反应后体积增大，因此高温、低压有利于反应的进行。温度高有助于提高反应的转化率，减少反应物的循环量，降低装置和运转费用，但是温度过高会导致反应物裂解和加快催化剂结焦，降低了选择性和催化剂活性，所以，实际的操作温度不能很高。五种工艺的操作温度差不多，但是压力相差很大。Catofin工艺是采用负压操作，其余四种工艺都采用接近常压的条件下反应。Catofin工艺在负压条件下进行反应，转化率较高，单程转化率接近60％，但是这也使得下游产品的分离回收系统的压缩机的压缩比增大，导致能量消耗增大。另外，负压操作也带来了安全隐患。正压条件下，虽然转化率略低，但是原料体积流率比较低，设备管线的尺寸也减少，从而节省了投资费用，减少了下游压缩机操作的压缩比，同时，操作也比较安全。能耗比较从供热方式上，内加热的能耗要低于外加热。另外，采用负压操作，采用稀释剂，间歇操作的吹扫氮气，多个反应器轮换操作，产品回收的加压操作等都是很主要的能耗指标。4.2.2丙烯环氧化工艺路线介绍氯醇化法氯醇法历史悠久，工业化已有60多年，代表企业为美国陶氏化学(DowChemica1)公司。目前氯醇法有两种工艺，一种是传统的采用石灰(氢氧化钙)工艺，另一种是采用电解液(氢氧化钠)皂化氯丙醇工艺。石灰法工艺副产品氯化钙，电解液法工艺生产氯化钠，用来电解。石灰工艺：由丙烯氯醇化、石灰乳皂化和产品精制等工艺组成。丙烯氯醇化：以丙烯、氯气和水按一定比例送入次氯酸化反应器，反应压力为常压或略高于常压，反应温度为40~90℃。丙烯、水过量以降低副产物二氯丙烷、丙醛的生成。次氯酸化反应后，未反应的丙烯及二氯丙烷等由反应器顶部进入丙烯分离器，再经洗涤、分离后使未反应的丙烯循环返回次氯酸化反应器，反应生成的氯丙醇质量分数约为5%。石灰乳皂化：次氯酸化生成的氯丙醇的盐酸液与过量的10%~20%的Ca(OH)2溶液经预热后进入皂化反应器，皂化生成的粗PO由塔釜以蒸汽汽提至塔顶蒸出，皂化污水由釜底排出后用泵送闪蒸罐，回收废热并在污水沉降池回收过量的Ca(OH)2，上部液体送污水厂处理。产品可通过初馏、精馏进行精制。该法工艺流程短、投资少、安全，但需大量氯，腐蚀设备，每生产1tPO产生2.1tCaCl2和40~80t含氯有机物废水，环保处理费用高。电解液工艺：丙烯次氯酸化方法采用传统工艺，但皂化用氢氧化钠的电解液代替石灰乳，反应生成的盐水再用于电解制氯，平衡次氯酸化耗氯需要。氯醇法的核心设备是氯醇化反应器，美国陶氏化学为管式反应器技术；日本旭硝子公司为管塔型反应器技术；三井东压和昭和电工为单塔式反应器技术。2000年，美国淘汰了氯醇法工艺。共氧化法（PO/SM法）共氧化法又称哈康法，根据原料和联产产品，可分为乙苯共氧化法(PO/SM法)和异丁烷共氧化法(PO/TBA法)。除PO外，前者联产苯乙烯(SM)，后者联产叔丁醇(TBA)。PO/SM法生产技术：是用乙苯氢过氧化物作环氧剂，乙苯用纯氧氧化，得到乙苯有机氢过氧化物，反应条件为130~160℃、0.3~0.5MPa，乙苯转化率为7.2%。氧化反应得到质量分数为17.2%乙苯氢过氧化物的乙苯溶液，再在钼基催化剂存在下与丙烯发生环氧化反应，得到环氧丙烷和副产的2-甲基苯乙醇，经精制得到产品环氧丙烷。2-甲基苯乙醇经脱水得到苯乙烯。目前，国外莱昂德尔、壳牌、雷普索尔等公司都有PO/SM生产技术。莱昂德尔和壳牌公司在工艺上有很大不同，主要是催化剂差别，莱昂德尔公司用Mo催化剂，催化剂需要回收，而壳牌公司用Ti/SiO2催化剂，不回收和分离催化剂。另外在产品分离单元，壳牌无需氨水抽出。莱昂德尔公司PO/SM生产的PO和苯乙烯质量比为1:2.25，其工艺由六部分组成：乙苯氧化、丙烯环氧化、产品分离、PO提纯、苯乙烯生产、催化剂回收和分离。目前世界采用PO/SM法生产的环氧丙烷约占总产量的34%。过氧化氢法/HPPO法HPPO法是由过氧化氢(双氧水)催化环氧化丙烯制环氧丙烷的新工艺，生产过程中只生成环氧丙烷和水，因而具有流程短、工艺简单、副产物少、绿色环保无污染等优点。随着HPPO法工艺日趋成熟，其展示出良好的工业化前景。目前国外HPPO法工业化技术，一是陶氏化学(DOW)和巴斯夫(BASF)公司联合开发技术；二是赢创工业集团(原德固萨，Degussa)与伍德(Uhde)公司联合开发的技术。HPPO法生产PO的过程中，原料和辅助助剂可以循环使用，没有联产品，基础建设费用低，三废排放少，能源损耗低，是PO工业化生产的发展方向。4.3工艺技术选择综上所述我们决定采用HDE公司的STAR工艺实现丙烷脱氢及通过HPPO工艺生产环氧丙烷，实现丙烷的资源化利用，满足下游产业链的需求。4.4.工艺流程该工艺流程分为丙烷脱氢，丙烯环氧化及副产物精制三个工段。流程如下框图所示。图4.SEQ图\*ARABIC1本项目丙烷资源化利用工艺流程框图4.4.1丙烷脱氢及丙烯分离工段分为反应、压缩、回收和精制4部分。新鲜原料与循环料（主要成分为丙烷）混合后进入换热器，预热后进入转化炉进行丙烷脱氢反应，再进入绝热反应器进行氧化脱氢反应。产物经换热后，再经过分水器，分子筛脱水，进入冷箱进行深冷分离，氢气出料，送往总厂PSA装置，丙烷丙烯流股进入两个串联的精馏塔进行分离。精馏塔釜出料丙烷循环与新鲜丙烷混合后进入反应器。精制丙烯产品进入丙烯环氧化工段。4.4.2丙烯环氧化及环氧丙烷分离工段采用HPPO工艺，利用丙烷脱氢工段生产的丙烯以及来自周边工厂的双氧水、甲醇作为主要工业原料，生产高纯度的环氧丙烷（PO）。具体可分为丙烯环氧化反应、丙烯回收、PO精制3个部分。其中丙烯环氧化反应在振荡流反应器中进行。4.4.3副产物精制工段分为甲醇溶剂回收、副产物精制两个部分。其中副产物丙二醇单甲醚精制采用萃取精馏技术。

第五章原材料，辅助材料、燃料及公用工程5.1原材料，辅助材料供应5.1.1主要原材料、辅助材料一览表本项目是以中石化XX分公司年产1800万吨炼油扩能改造项目为依托的下游配套子项目。拟以丙烷脱氢得到丙烯，丙烯直接氧化法制得环氧丙烷，以来源于FCC、延迟焦化等装置并经过气体分馏得到的丙烷（设计纯度为95%，实际运行在99%以上）为生产原料，辅助原料为园区提供的空分氧气、母厂生产的苯，园区源迪化工提供的甲醇，金达石化提供的过氧化氢等来进行9万吨/年丙烷制环氧丙烷生产。表5-1原料需求清单项目名称规格单位小时用量年用量来源运输方式原料丙烷99.82%wtkg9474.58.30E+07母厂提供储罐氧气99.2%wtkg3202.80E+06园区提供管道过氧化氢30.4%wtkg219441.92E+08园区提供储罐辅助材料甲醇99.99%wtkg4063.56E+06园区提供储罐苯99.99%wtkg151.31E+05母厂提供储罐工艺软水99.99%wtkg720.66.31E+06自来水厂管道5.1.2原料来源分析丙烷原料丙烷来源XX石化的主要产品之一是丙烯，而丙烯的制备方法是炼厂催化裂化气经蒸馏除去C2和C4馏分，得到丙烯、丙烷馏分，再经精馏得丙烯。丙烷作为精馏的副产物从分馏装置中脱出。丙烷纯度因为丙烷是精馏脱出，根据XX石化官网的装置简介中的气体分馏装置显示脱出纯度为99.0%以上。再根据文献《丙烷脱氢制丙烯技术的工业应用探讨》，XX石化丙烷的纯度平均值为99.93%，最低值为99.83%。丙烷产量产能扩大前，XX石化的丙烷产量5.52万吨/年。2012年XX石化审批落实1800万吨/年炼油扩能改造工程，预计2017年完工，届时丙烷产量为8.5万吨/年。表5-2丙烷原料组成表vol/%成分含量成分含量丙烷99.83正丁烷<1PPM丙烯00.13正丁烯<1PPM异丁烷00.04异丁烯<1PPM氧气本项目来自园区的空分装置。O2纯度达到99.2%。其余成分为H2O和CO2。过氧化氢（双氧水）本项目所需的双氧水纯度在35%左右，对其杂质并没有特殊要求，能够满足正常的工业需求，因此选用园区金达石化公司的双氧水。型号：工业状态：液体产品等级：工业级含量：35%执行质量标准：国标5.1.3辅助原料来源分析甲醇本项目所用的甲醇就近取料，节省运输费用，且国内生产的甲醇纯度足以满足本工艺生产。因此选用来自园区源迪化工有限公司的甲醇。型号：工业状态：液体产品等级：工业级含量>95%执行质量标准：国标包装规格：200L桶装苯本项目所用的苯主要作为萃取精馏的夹带剂，其纯度要求为99.9%，可以直接由母厂XX石化提供。型号：工业状态：液体产品等级：工业级含量：99.9%执行质量标准：国标工艺用水（蒸汽）由自来水厂管道输送，经过转化炉对流段余热锅炉生成水蒸汽，进入转化炉辐射段（反应段）进行丙烷脱氢反应。5.1.4燃料供应本项目生产过程中的最高温度为反应段600℃，需要燃料燃烧提供高温热源。本厂从总厂处取2.65×108Nm3/a（气态）的液化气燃烧为丙烷氧化脱氢反应器供能，烟气余热可用于原料预热，余热锅炉生蒸汽及空气预热。5.1.5催化剂供应催化剂品种、数量催化剂供应见表5-8。表5-3催化剂供应表序号名称型号单位装填量年耗量备注供应单位1丙烷脱氢催化剂Pt-Sn-Ca-Al2O3吨285.6按寿命5年计抚顺石化研究院2丙烯环氧化催化剂TS-1吨32.710.9按寿命3年计石科院注：以上辅助材料及各种催化剂全部由国内供应催化剂规格丙烷脱氢催化剂Pt系催化剂：颗粒密度560kg/m3球形，粒径4mm丙烯环氧化催化剂TS-1催化剂（Ti-Si分子筛）：堆积密度760kg/m3圆柱形，粒径∅4×4mm5.2公用工程供应5.2.1公用工程需求分析表5-4公用工程需求表公用工程名称单位消耗使用方式来源小时耗量（万吨）年耗量（万吨电kWh4508.03.606E+07连续场内配电站循环冷却水t3020.32.457E+07连续园区公用水站循环冷冻剂t47.03.760E+05连续厂内冷冻站低压蒸汽t71.75.739E+05连续园区公用动力站中压蒸汽t10.48.343E+04连续园区公用动力站仪表空气Nm3176.41.411E+06连续厂内空压站氮气Nm3560.94.486E+06连续园区公用空分站5.2.2公用工程来源分析XX石油化工股份有限公司XX分公司（简称XX石化），是“五五”期间国家批准建设的500万吨/年炼油企业，1984年炼油装置开工投产后，边生产边建设，投入产出滚动发展，逐步从单纯燃料型企业发展成为集炼油、化工、化纤于一身的特大型炼化企业。厂区内公用工程齐备，资源充足。本项目的公用工程涉及水、电、气、汽等动力的供给及消耗。给水本项目所用到的热公用工程有燃气、高压蒸汽、低压蒸汽等；所用到的冷公用工程有循环冷却水和冷冻盐水等。本项目的给水区分为饮用水网和工艺用水两部分，饮用水水源主要采用城市自来水，供水压力≥0.25MPa；工艺用水由自来水厂或总厂统一输送，供水压力≥0.25MPa。供电本项目的供电系统电力主要来源于XX电力有限公司。根据总供电容量的要求，由园区内变电所提供110kV的额定电压，使用架空线输送入厂内，输送距离2～3km。电源进线为双回路内桥结线方式，以保障工厂供电可靠。供气本项目的主要所需气体为压缩空气，压缩空气应用于自控仪表操作、工艺物料的输送、设备和组件的吹扫和气动操作，由厂区内设置的空压站的工业用压缩空气系统和仪表用压缩空气系统分别提供。蒸汽本项目的主要所需热公用工程为低压蒸汽和中压蒸汽，两者均由工业园区内的公用设施管线引入。本项目用汽量65.7万吨/年。其中1.0MPa(G)用汽量为：8.3万吨/年；0.5MPa(G)用汽量为：57.4万吨/年。来自园区配套供热站供给。循环冷却水本项目所需循环水用水量：2805t/h，本项目新设循环水场。循环水给水压力0.4MPa(G)，回水压力0.2MPa(G)，给水温度20℃，回收温度25℃。本项目所需冷却水统一通过工艺用水网络取用。冷冻剂厂内设有冷冻站。通过丙烯+乙烯级联制冷提供冷剂。其中，丙烯提供13,0，-40℃的冷量，乙烯提供-65，-100℃的冷量。5.3资源利用合理性分析本项目综合利用了XX石化C3分馏装置产生的丙烷，实现了丙烷的能源化利用向资源化利用转变，有利于园区内下游产业链的延伸，符合国家产业政策规定，同时有助于降低项目的原料成本，是一个双赢的项目。同时，本项目的建成能为下游聚醚聚氨酯产业提供原料环氧丙烷，有助于XX本地一体化生产链的形成，使石油化工产业更加成熟。综上所述，本项目能合理高效利用XX石化产业集聚区已有的化工资源，生产的环氧丙烷又能为本地所消耗，充分体现了循环经济的理念。

第六章环境保护6.1厂址与环境现状6.1.1拟建厂址本厂厂址位于XX省XX市XX石化工业园区，为XX石油化工有限责任公司的下属子公司，是一家集炼油、化工、化纤为一体，融工程建设、机械制造安装、设备检维修、商贸服务于一身的特大型石油化工企业6.1.2气象条件XX石化工业园区所在地的气候特点是：春干、夏丰、秋润、冬少。从风向看，冬季盛行偏北风，寒冷干燥；夏季盛行偏南风，炎热多雨，季风气候明显。从气况上看，XX四季分明，春夏秋冬平均气温分别是12.3℃~15.2℃，22.9℃~26.6

℃，12.3℃~14.9℃，0.5℃~2.0℃。可称春暖、夏热、秋凉、冬寒。从降雨上看，年平均降雨量

600-700毫米，降雨多在7、8、9三个月，明显表现出冬春干燥少雨，夏秋雨水集中。6.1.3环境质量现状大气环境现状本项目厂址XX市吉利区现无大气污染源，空气质量优良，该地区符合《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二级标准。水环境现状从XX市水务局提供的水资源调研报告中可以看出：全市水资源包括地表水资源和地下水资源两部分。地表水多年平均资源量26.27亿立方米，地下水资源量16.79亿立方米，扣除地表、地下水重复计算量14.97亿立方米，全市多年平均水资源总量28.09亿立方米，人均占有量不足450立方米，与全省人均占有量基本持平，约为全国人均的五分之一。XX市地下水资源主要由自然降水补给，局部地区由地下径流及河川补给。伊河、洛河、汝河、涧河等河谷盆地，孟津东部丘岭，偃师南部丘岭为强富水区；洛河以北丘岭、汝河两岸部分丘岭为中富水地区。声环境现状本项目厂址XX石化工业园区环境噪声经监测接近《城市区域环境噪声标准》(GB3096-2008)1类区标准。6.2法规及标准(1)2015年1月1日实施的新《中华人民共和国环境保护法》；(2)国务院[1998]第253号令《建设项目环境保护管理条例》；(3)国家计委、环委(87)国环字002号文，关于颁发《建设项目环境保护设计规定》的通知；(4)《中华人民共和国大气污染防治法》；(5)《中华人民共和国水污染防治法》；(6)《中华人民共和国环境噪声污染防治法》；(7)《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》；(8)《中华人民共和国清洁生产促进法》；(9)《环境空气质量标准》(GB3095-2012)；(10)《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)；(11)《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)；(12)《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），第Ⅲ时段最高允许排放标准；(13)《污水综合排放标准》(GB8978-1996)；(14)《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)；(15)《城市区域环境噪声标准》(GB3096-2008)；(16)《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-2008)；(17)《工业企业噪声控制设计规范》(GB/T50087-2013)。6.3三废排放与治理措施6.3.1废水本项目工艺废水只有三股：冷凝废水0.9t/h，质量组成为水99.99%，含醚废水10.6t/h，质量组成为水99.57%，丙二醇单甲醚0.43%；含苯含醇废水8.33t/h，质量组成为水99.26%，苯0.18%，甲醇0.56%。其余主要废水为生活污水。 表6-1废水排放一览表序号排污液排放点排放量有害物成分及浓度COD含量排放方式处理去向（t/h）（wt%）（mg/L）1含醚废水脱水塔底10.6水99.57%3.377连续达到国家一级废水排放标准，可纳管丙二醇单甲醚0.43%2含苯含醇废水分液器出口8.4水99.26%，苯0.18%，5.762连续送XX石化PTA污水处理装置甲醇0.563冷凝废水冷凝器底0.9水99.9996%0.02连续达到国家一级废水排放标准，可纳管4生活污水生活设施1.2COD、氨氮、SS230间歇送完总厂，经化粪处理后排放含醚废水是本工艺产生的两种主要废水之一。杂质含量较少，不具备回收价值，达到国家一级废水排放标准，可纳管，送往总厂，作为优良的废水资源中和稀释其他废水。含苯废水是本工艺产生的两种主要废水之一，苯含量为0.731mg/L，未达到直接排放标准，故废水需送往总厂XX石化PTA污水处理装置进行处理。经多年实际运行证明，该工艺的达标排放是完全可靠。冷凝废水杂质含量较少不具备回收价值，达到国家一级废水排放标准，可纳管，送往总厂，作为优良的废水资源中和稀释其他废水。生活污水量较少，且为间歇排放，可采用重力流排出装置区，接入厂区生活污水管道。送总厂污水处理站经化粪处理达标后排放。装置内排水按其水质划分成生产污水系统、生活污水系统、污染雨水系统和雨水系统，在设计上层层把关，做到清污分流。本项目设有初期雨水调节池，收集装置内被污染地面的污染雨水，生产污水后地面冲洗水，经初级雨水调节池调节后，用调节池上的污水泵提升至厂区内的污染雨水管道，排入全厂污水处理场经行处理。雨水系统接受本项目污染区的后勤雨水和生产装置其他地区没有污染的雨水，以重力流的形式分散、就近排入厂区的排水系统。6.3.2废气丙烷脱氢工段转化炉采用液化石油气燃烧供热，空气与丙烯环氧化工段丙烯回收塔顶分出的富氧气一道供燃料燃烧。转化炉经辐射段反应吸热，并经过转化炉对流段进行原料预热，生蒸汽，空气预热，尾气经引风机送总厂脱硫脱硝装置处理后排放。表6-2废气排放一览表序号排放气名称排放点排放量（m3/h）浓度（v%）排放方式处理去向1转化炉烟道废气转化炉对流段出口8.913CO6.52%，N227.13%，CO65.50%，SO20.87%，连续转化炉尾气经引风机送总厂“碧水蓝天”脱硫脱硝除尘装置处理后排放6.3.3固体废物装置定期更换的废催化剂含有贵金属，送生产厂家回收，并进行再负载；污水污泥、生产包装物和生活垃圾送往垃圾处理站或有资质的企业进行回收处理。表6-3固体废物排放一览表序号排放物排放点产生量有害物组成排放方式固废类别处理去向名称（t/a）1丙烷脱氢催化剂反应器5.6Sn、Al2O35年/次危废HW06供应商回收2丙烯环氧化催化剂反应器10.9SiO23年/次危废HW06供应商回收3吸水分子筛分子筛吸水罐3.52SiO2Al2O33年/次危废HW06供应商回收4生产包装物生产使用300低毒或腐蚀性间歇一般固废送资质单位处理5生活垃圾生活区37.8生活垃圾间歇一般固废送至垃圾处理站处理6.3.4噪声表6-4噪声排放一览表序号噪声污染源数量（台）声级值dB运转状态噪声源位置消声前消声后1泵1590＜85连续室外2压缩机490≤85连续室内3深冷分离器1105≤85连续室外（1）噪声防治对泵、压缩机等噪声设备，在设备的选取上尽量采用低噪声设备；对振动较大的设备，采取必要的减振措施，如配备减振垫等；对强噪声源如压缩机等均布置在封闭的厂房以降低对环境的影响。对分散的其它噪声较大的加热炉、泵等设备设置隔音罩、消声器等。（2）环境监测站为确保环境保护工作落实，解决日常或突发环境保护问题，本项目在综合楼内设置环境监测机构，负责“三废”排放的监控和环保设施运转状态的监控。本项目环境监测依托工厂原有设施，本项目配备兼职的环境技术人员，配合环境监测站定期进行本厂的污染源监测。噪声经治理后，达到或低于《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-2008)，对厂界噪声值影响较小。6.5环境保护投资根据《建设项目环境保护设计规定》第七章第二十二条规定的原则和《石油化工企业环境保护设计规范》SH3024-1995中环境保护投资规定，本次工程尽量依托现有环保设施，设计中采用了清洁工艺、节能降耗和节水等诸多措施，从工艺源头压缩了污染物的排放量。表13-4为工程环保设施及环保投资，从表中可以看出本工程环保投资约为6795万元，占总投资的3%，占比例较小，从经济角度考虑，本项目的环保措施具有可操作性。表6-5环境保护项目投资序号项目投资/万元备注1噪声治理200消音器、隔音罩等2废气收集及输送设施100废气排放管线等3雨、废水收集及输送管道1204地面防渗措施800土工膜、围堰等5固体废物处理190车辆、容器、储藏间6风险培训、备用物资35人员培训、事故补救措施7置土、绿色植物、景观50