10万吨年间歇式聚丙烯装置项目可行性研究报告精品Word文件下载.docx
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由于间歇式本体法聚丙烯生产工艺相对简单，工艺流程较短，投资少，因而其生产成本较低。
随着对聚合釜、催化剂的研究不断取得进步，产品质量达到不断提高，单釜产量达到不断提高，丙烯的消耗指标不断降低，产品的应用领域不断扩展。
聚丙烯生产项目是XX益昱祥投资管理有限公司在XX省咸阳市投资建设的化工综合项目的一个子项目，化工综合项目包括化工料（仓储式物流）储备库、聚丙烯生产、气体分离生产，其中化工料储备物流中心年周转能力8万吨（目前正在建设中）；
聚丙烯生产装置年生产能力8万吨；
气体分离生产线年处理能力8～8万吨。
咸阳秦圣祥化工有限公司是一家以经营化工原料和化工产品为主的法人企业，具有危险化学品的经营资格，随着公司业务的发展，建设一座规范的聚丙烯生产装置是公司发展的迫切需求。
通过建厂，公司可以扩大经营能力，改变产品结构。
同时增加当地税收、提供就业机会、提高科技水平；
对当地经济发展具有一定的促进作用。
1.2研究结论
（1）间歇式聚丙烯装置经过优化的工艺流程,技术先进,投资合理,生产安全可靠,环保、职业安全方面的设计符合标准规范。
（2）本项目总投资3000万元。
其中一期建设投资2172万元。
年均销售收入50000万元,年均总成本费用48769（含税）万元.项目建成后年均利税1231万元,全部投资所得税后财务内部收益率为26.08%。
项目经济指标均高于行业基准值,因此本项目经济效益较好。
总之,本项目技术可靠,经济合理、可行,有很强的抗风险能力，具有良好的经济和社会效益。
表1.1主要技术经济指标表
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
主要原材料
精丙烯
t/a
41200
2
主要产品
聚丙烯
40000
3
公用工程消耗
（1）
循环水
t/h
1000
最大用量
（2）
新鲜水
1.5
（3）
热水（0.35Mpa，90℃）
100
（4）
电
Kwh/tPP
60
（5）
净化压缩空气
Nm3/h
150
（6）
氮气（粗氮气）
4
占地面积
m2
27903.53
约41.857亩
5
装置定员
人
118
6
“三废”排放量
废气
0.8
氮气、丙烯气
废水
生活污水
废渣
本项目不产生废渣
7
总投资
万元
2901
8
建设投资
2172
9
流动资金
828
10
年均销售收入
50000
11
年均利润总额
814
12
财务内部收益率
%
26.08
所得税前
上述技术经济指标按一期4万吨/年聚丙烯计算。
2市场需求及价格预测
2.1市场需求
聚丙烯树脂是热塑性树脂中发展最快的一种，目前在产量上已经超过聚乙烯和聚氯乙烯。
世界聚丙烯的主要用途是生产注塑制品，其中用于货物的周转箱是其主要用途；
由于其密度低，具有良好的机械性能，因此也大量用于汽车配件。
另外聚丙烯在纤维和薄膜方面所占的比例也较大。
近几年来，全球聚丙烯（PP）生产能力增长了50%,年均增长率达到8.45%。
全球聚丙烯生产能力由1999年的31Mt/a增加到2000年34Mt/a，2001年，全球PP生产能力增长7%，达到36Mt/a。
中东/非洲增长最快，占增量的60%，主要由于沙特阿拉伯新建装置投产，使该地区产能由2000年的0.75Mt/a增加到2001年1.95Mt/a，2005年全球PP生产能力达到48Mt/a。
全球聚丙烯需求已从2000年30Mt/a增加到2001年32Mt/a，2006年达50Mt/a。
中国是世界第二大聚丙烯消费国。
到2006年底，中国聚丙烯生产厂家约有八十多家，生产能力约为850万吨。
其中连续法聚丙烯装置四十多套套，年生产能力为500多万吨，间歇法小本体装置一百多套，年生产能力约300多万吨。
XX石化股份有限公司、XX燕山石化股份有限公司和扬子石化有限责任公司生产能力都达到40万吨/年，是中国最大的聚丙烯生产企业。
表2.1国内主要聚丙烯生产厂家及生产能力：
生产厂家
生产能力（万吨）
备注
XX石化
40
XX燕山
44.5
扬子石化
42
茂名
17
大连石化
XX兰港
XX红叶
沧州炼油厂
中国聚丙烯最大的消费领域是编织袋、打包袋和捆扎绳等编织制品，这部分产品大约占聚丙烯总用量的50%~60%。
中国聚丙烯的另外一个主要消费领域是薄膜，约占15%左右。
另外无纺布的消费量也占到了一定的份额。
表2.2国内2005年聚丙烯应用领域消费量
应用领域
消费量
BOPP薄膜
105.0
CPP薄膜
33.0
纤维制品
90.0
编织制品
410.0
注塑
147.0
管材
其他
17.0
合计
835.0
中国一直是聚丙烯的进口大国，国内装置能力无法满足市场的需求。
2002年国内聚丙烯表观消费量约617.1万吨，产量达到374.2万吨，自给率从1995年的49.2%上升为2002年的60.6%，这主要与近几年国内投产新装置较多有关。
2003年到2006年期间，中国有多套聚丙烯生产装置投产。
到2005年，表观消费量预计约为835万吨。
但是仍然具有较大的供应缺口。
到2010年聚丙烯表观消费量预计为1369万吨。
2006年,国内聚丙烯市场仍将保持高速增长态势,需求的综合增长率约为10%.在此期间,我国将兴建多套聚丙烯生产装置,再加上一些老装置的扩能改造,2006年我国聚丙烯生产能力将超过570万吨,产量在520万-550万吨之间而消费总量将达到840万吨,缺口高达320万吨。
1995－2005年我国聚丙烯的供需情况见下表。
表2.3我国聚丙烯的供需情况
年份
进口量（万吨）
出口量（万吨）
表观消费量（万吨）
自给率（％）
1995年
107
207.6
49.2
1996年
112.7
0.5
253.1
55.7
1997年
125.3
1.9
311.5
60.4
1998年
154.8
2.8
359.5
57.5
1999年
147.3
0.9
411.1
64.4
2000年
164
1.2
486.8
66.7
2001年
208.7
541.8
61.6
2002年
244.2
1.25
617.2
60.6
2003年
273.4
1.19
717.7
62.1
2004年
291.4
1.53
764.7
2005年
312.05
835
62.6
由上表可知,近年来国内市聚丙烯场需求量均远大于国内总产量,说明国内市场需求旺盛,国内聚丙烯产量与需求之间在2006-2010年存在巨大缺口,专用料的缺口更大未来数年的市场缺口需要采用进口的方式加以弥补。
聚丙烯市场需求的发展趋势
未来几年聚丙烯市场的发展趋势是:
生产销售稳步增长,经济运行质量将明显好转,价格大战将会变得激烈,经济效益有所提高,产品供不应求,核心企业竞争优势增强,强势品牌更受关注,市场竞争将更激烈,量调控和结构调整力度加大,核心企业的创新能力将增强,技术装备水平有所提高,落后生产能力将会退出生产领域.根据聚丙烯应用领域的发展趋势,对聚丙烯未来市场需求的预测,见以下图表:
表2.4我国PP市场需求量预测（单位:
万吨）
2007
2008
2009
2010
市场需求量
1011.4
4443.7
1240.5
1369
2.2价格预测
由于国内的聚丙烯供求矛盾突出，近年来聚丙烯产品一直处于供方市场状况。
虽然聚丙烯的价格受原油价格的影响，聚丙烯的价格随着原油价格起伏变化较大，但是在丙烯和聚丙烯之间始终存在一定的价格空间，因而聚丙烯一直具有一定的获利空间。
近两年来聚丙烯的价格一直处于1万元/吨以上。
从技术经济的分析来看，控制丙烯消耗，每吨聚丙烯的获利能力在300～350元左右。
2.3社会效益分析
该项目建成后将为企业创造一定的经济效益外，同时也将创造一定的社会效益。
2.3.1增加聚丙烯国产能力，减少进口，节约外汇。
2.3.2增加就业机会，从本项目的定员可以看出，将增加120个左右的就业机会，对增加社会就业率作出贡献。
2.3.3增加国家和地方财政收入。
3生产规模、原辅材料性质和供应、产品方案
3.1生产规模
装置设计规模为8万吨/年，年开工8000小时，333天。
间歇式本体法聚丙烯装的生产规模主要由聚合釜的数量确定。
随着我国间歇式聚丙烯工艺生产技术的不断进步，尤其采用了高效催化剂，并且对聚丙烯生产中的关键设备－聚合釜的研究不断深入，目前聚合釜的单釜产量得到了很大的提高，聚合反应周期更短，单釜总生产周期不大于4小时，单釜产量稳定在125～130袋（25公斤装）左右。
以年开工时间8000小时计，单釜年产可以达到6650吨，一期6台聚合釜的生产规模可达到4万吨/年。
二期再扩建6台聚合釜及相应的配套设施，年产量可达到4万吨。
总生产规模为：
一期4万吨/年
二期4万吨/年
合计8万吨/年
因此本项目的生产规模为8万吨/年聚丙烯粉料。
3.2原辅材料性质及供应
3.2.1主要原料性质和供应
间隙式本体法聚丙烯生产所需的主要原料为丙烯。
表3.1丙烯的主要质量指标：
指标名称
指标
纯度%
98
H2Oppm（V/V）
O2炔烃ppm（V/V）
Sppm（V/V）
炔烃ppm（V/V）
二烯烃ppm（V/V）
COCO2ppm（V/V）
咸阳秦圣祥化工有限公司聚丙烯装置所需的丙烯原料主要来自周边的炼油厂，距离本项目的建设地点最远不过30公里，运输条件也十分优越。
所以本项目丙烯的储存主要考虑生产的周转量所需，尽量减少在本项目厂区范围的储存量。
这样不但可充分利用丙烯供货商的储存条件，减少本项目的建设投资，而且可减少丙烯大量储存带来的危险性。
本项目全面建成后，工厂的丙烯储存周期确定为2～3天生产所需的量。
丙烯运输采用汽车槽车运输。
3.2.2辅助材料的性质及供应
主要辅助材料为催化剂、活化剂、纯氢、氮气等。
本体法聚丙烯生产所需的催化剂国内有多家生产厂家，竞争较激烈，市场采购也较为方便。
其他辅助材料市场也有充足的供应。
3.2.2.1催化剂
本装置生产聚丙烯所用的催化剂采用CS—１型或N—Ⅲ型高效催化剂。
催化剂的供应为钢瓶装，到厂后在高纯氮气的保护下，根据需要分装成一釜投料所需的催化剂量。
表3.2催化剂的主要质量指标：
（CS—１）
项目
指标
钛（Ti）含量%（m/m）
1.80～3.80
镁（Mg）含量%（m/m）
15.00～21.00
脂含量%（m/m）
5.00～15.00
催化效率KgPP/gCat
≥25
等规指数%
≥95
表观密度g/m3
0.44
3.2.2.2活化剂
活化剂由储罐装运，到厂后放于活化剂房内，由高纯氮气压入生产装置的活化剂储罐内备用。
活化剂的主要质量指标：
三乙基铝含量（%）≥99
3.2.2.3氢气
氢气采用高纯氢气，外购。
表3.3氢气的主要质量指标：
纯度%（体积）
≥99.99
氧含量ppm（体积）
≤10
水含量ppm（体积）
3.2.2.4氮气
氮气分为粗氮和精氮2种。
表3.4粗氮气的主要质量指标：
≥99.9
精氮采购钢瓶氮气。
氮气含量≥99.99％。
粗氮外购液氮，气化后供装置生产使用。
3.3产品方案
本项目的产品为聚丙烯粉料。
表3.5聚丙烯的产品规格：
指标名称
熔体流动速率g/10min
0.2-16.0
等规指数%
≥90.0-96.0
粉末灰分mg/g
≤300-600
钛含量mg/g
≤25-50
抗张屈服强度Npa
≥24-30
挥发分%
≤0.20-0.50
表观密度g/cm3
≤0.40-0.45
氯含量mg/g
≤200-300
注：
间隙式本体法聚丙烯根据所生产的产品，分析其指标后，确定其相应的牌号。
本装置不产生副产品。
4工艺技术
4.1工艺技术方案的选择
聚丙烯的生产方式可分为连续法和间歇式2种。
我国大型聚丙烯（PP）生产装置以引进技术为主，中型和小型PP生产装置以国产化技术为主。
连续法聚丙烯目前国内大多是从国外引进，生产装置规模一般较大，其优点是产品质量高，并且产品质量可以得到有效的控制，各项消耗指标低。
但其对原材料的要求很高，必需有可靠稳定的原料来源，对丙烯的质量要求也比较苛刻，同时其投资较大，同规模的生产装置为间隙式生产方法的6-8倍。
间隙式本体法聚丙烯是我国自行开发的生产工艺，其优点是生产灵活，可根据丙烯的供应状况及时调整生产，对丙烯的质量要求也不是很高，同时其投资较连续法要低许多，尤其适合炼油厂丙烯量较小，供应不是十分稳定的情况。
根据咸阳秦圣祥化工有限公司现有的状况，本项目选择间隙式本体法聚丙烯的生产工艺路线。
4.2工艺流程简述
4.2.1丙烯储运
原料丙烯储存在已建的液化区罐区，在此罐区内已建6台100m3丙烯储罐。
丙烯通过泵输送到本工程生产装置内使用。
来自周边炼油厂的丙烯由槽车运来厂内，通过丙烯卸料压缩机送入丙烯储罐6台100m3（V-101/1~6）丙烯罐内。
6台丙烯罐的总储量可储存丙烯250吨。
外购来的丙烯采用已建的地衡计量、核算。
4.2.2丙烯精制
由丙烯罐区输送来的丙烯进入丙烯精制系统。
丙烯先经过固碱塔（D-101）脱去大部分水分，然后经过脱硫、精脱水丙烯精制塔（D-102/1～8），精丙烯储放在精丙烯罐（V-101）中。
如精制后的丙烯达不到生产的要求，可由精丙烯泵（P-101/1～2）将精丙烯罐内的丙烯送至固碱塔入口，进行循环精制。
也可由精丙烯泵送到丙烯原料罐内。
合格后的精丙烯由精丙烯泵（P-101/1～2）通过质量流量计计量后送入聚合釜（R-101/1～6）中。
精制塔内填料需要更换时，精制塔内的液相丙烯可通过精丙烯泵送至罐区内的丙烯罐中，气相丙烯放至丙烯气储罐得以回收，残余的气相丙烯由放空管线放空。
固碱塔内的碱液放至切水罐（V-127）内，随碱液进入切水罐的丙烯通过蒸汽伴管加热回收到固碱塔内或回收到丙烯气储罐内。
碱液在切水罐卸压后直接放至桶内回收处理。
4.2.3催化剂分装
催化剂根据生产的需要和规定，将其定量分装，为保证催化剂不与空气接触，以保证催化剂的活性，催化剂在分装时应在氮气的密封保护下进行分装。
分装后送至生产现场备用。
加入催化剂加料罐（V-102/1~6）后，用丙烯冲入聚合釜内。
4.2.4活化剂储存、计量
采购来的罐装活化剂放置于活化剂房内，用高纯氮气将活化剂输送到活化剂储罐（V-104）中，再用高纯度氮气将的活化剂转移到活化剂计量罐（V-105）中，通过液位计计量液位高度，将活化剂输送到活化剂加料罐（V-103/1~6）中。
4.2.5DDS
将DDS加入催化剂加料罐（V-102/1~6）内，然后通过丙烯将其冲入聚合釜内。
4.2.6氢气
氢气通过减压阀后，根据生产工艺的要求，将适量的氢气加入聚合釜内。
4.2.7聚合及高压回收
分装后的催化剂及DDS分别倒入聚合釜上的催化剂加料罐（V-102/1~6）中，并用精丙烯冲入聚合釜中。
将一定量的活化剂由氮气压入聚合釜上的活化剂加料罐（V-103/1~6）中，再用精丙烯冲入聚合釜中。
打开聚合釜夹套热水进水阀，同时打开聚合釜夹套热水回水阀，将聚合釜升温。
当升至一定温度和压力，聚合反应引发后，关闭热水系统，切换到聚合釜冷却系统，控制聚合釜的反应压力和温度在工艺要求的范围内。
聚合反应结束后，将未反应的丙烯经高压过滤罐（V-108）过滤去夹带的聚丙烯粉料，通过丙烯冷凝器（C-101）冷凝成液态丙烯，储于精丙烯罐（V-101/）中，此部分回收的丙烯可直接用于生产。
定期清理高压过滤罐内的聚丙烯粉料，过滤罐内的丙烯气体放入丙烯气回收管线内，然后用氮气置换多次后，放料包装。
聚合釜内未反应的丙烯经过高压回收后，再进行中压回收，通过中压过滤罐（V-115）过滤去夹带的聚丙烯粉料，丙烯气体储存在丙烯气储罐（V-119/1）内。
定期清理中压过滤罐内的聚丙烯粉料，过滤罐内的丙烯气体放入丙烯气回收管线内，然后用氮气置换多次后，放料包装。
4.2.8热水及循环水：
聚合反应用热水利用蒸汽将热水罐内（V-126）水加热。
由热水泵（P-104/1~2）送至聚合釜的夹套内。
4.2.9闪蒸及低压回收
聚丙烯和残余的丙烯气体分多次转移到已由真空压缩机（P-105/1~2）抽真空并用氮气置换过的闪蒸釜（R-102/1~6）中。
这部分丙烯气体经过低压回收滤罐（V-110）分离去夹带的聚丙烯粉料，回收到丙烯气储罐（V-119/2）中。
当闪蒸釜内的压力降低到无法去储气罐回收时，打开真空压缩机的进气阀，通过真空压缩机将残余的丙烯气体压缩到丙烯气储罐中，当闪蒸釜（R-102/1~6）内的压力降到-0.06Mpa以下时，向闪蒸釜内通人粗氮气，然后放空，再抽真空通入粗氮气，重复多次后，分析闪蒸釜中的爆炸气体浓度在降至要求值后，称量包装聚丙烯粉料。
4.2.10丙烯精制系统再生
由于丙烯中的水会溶解掉固碱，因此，固碱塔使用一段时间后，需加填一定量的固碱。
以保证初脱水的效果。
4.2.11丙烯回收方案比较
聚合反应结束，未反应的丙烯通过高压回收至精丙烯罐后，剩余的丙烯可有2种回收方式。
第一种是在上面流程叙述中已经有详细说明，即通过中压回收和低压回收的手段回收丙烯。
第二种方法是建设一个500～1000m3的气柜，高压回收后的丙烯全部进入气柜，通过压缩机液化后送至气体分馏装置或作为液化气外售。
第一种回收方式的优点是，中压回收的丙烯通过丙烯精制系统后，直接用于生产，低压回收的丙烯可送至气分装置。
由于中压回收的丙烯占高压回收后的丙烯的60～70％，可降低去气体分馏装置加工的丙烯量，亦即可降低生产成本。
其缺点是中压回收和低压回收需要分开，需要建立两套回收设施，投资较大。
但是两套回收系统又可以互为备用，给生产带来一定的灵活性和保障。
另外由于采用储气罐的方式储存低压回收的丙烯，低压回收的丙烯将受到储气罐的压力影响。
为保证闪蒸釜中的丙烯的回收量，需要采用真空压缩机。
第二种方案的优点是，由于建立了一个大的气柜，丙烯的回收压力比较低，丙烯回收仅需要一套系统。
但是回收的丙烯不能直接再用于生产，全部需要到气分装置进行加工，生产加工成本较高。
本报告从建设投资、生产运行成本和咸阳秦圣祥化工有限公司的实际状况考虑，建议采用第一种回收方案。
工艺流程简图见附图。
4.3,原材料、辅助材料及公用工程消耗指标
原材料、辅助材料及公用工程消耗为工程全部完成后总的消耗量，即按照8万吨/年聚丙烯装置规模进行计算。
表4.1主要原辅材料用量
名称
规格
日用量
年用量
１
丙烯
纯度%≥97
250吨
8.32万吨
２
催化剂
催化效率KgPP/gCat≥25
8.64公斤
2880公斤
３
活化剂
三乙基铝含量%≥99
120公斤
40吨
４
氢气
504立方米
16.8万立方米
５
第三组分
20.8公斤
6960公斤
６
编织袋
包装量25公斤（内、外袋）
19200只
640万只
≥0.4Mpa
1200万吨
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