年产1万吨碳酸二甲酯合成项目可行性研究报告书.docx

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年产1万吨碳酸二甲酯合成项目可行性研究报告书

团队名称台州学院FlyTeam团队

团队成员赵祥、潘瑶、颉新丽

何潇莎、陈满意

完成时间

第一章总论-1-

1.1项目概述-1-

1.1.1项目名称-1-

1.1.2项目性质-1-

1.1.3项目承办单位-1-

1.2建设项目的必要性和经济意义-1-

1.2.1建设项目的必要性-1-

1.2.2建设本项目的经济意义-1-

1.3建设项目的原则和依据-2-

1.3.1建设项目的原则-2-

1.3.2建设项目编制依据-3-

1.4项目研究的结论-3-

1.4.1生产规模-3-

1.4.2原材料、燃料和动力供应-3-

1.4.3厂址-3-

1.4.4生产工艺-4-

1.4.5项目总投资及资金来源-4-

1.4.6建设周期-4-

1.4.7经济评价-4-

1.4.8项目总结-5-

第二章市场分析-6-

2.1产品性质及用途-6-

2.1.1产品性质-6-

2.1.2产品的用途-6-

2.2市场分析预测-10-

2.2.1国外生产状况-10-

2.2.2国内生产状况-12-

2.2.3国外产品消费情况-15-

2.2.4国内产品消费情况-18-

2.2.4.1医药-18-

2.2.4.2固体光气-19-

2.2.4.3农药-19-

2.2.4.4聚碳酸酯-20-

2.2.4.5其他领域-20-

2.2.5市场预测-22-

2.2.6产品价格分析及预测-22-

2.3目标市场及竞争力分析-24-

2.3.1目标市场-24-

2.3.2竞争力分析-25-

第三章原材料、燃料与动力的供应-27-

3.1原料的供应-27-

3.2能源需求-27-

3.3供电方案-27-

3.3.1供电设计原则-28-

3.3.2负荷等级-28-

3.3.3用电要求-29-

3.3.4变配电所及高压设备-29-

3.4给水排水方案-29-

3.4.1工业给水排水-29-

3.4.1.1工业给水-29-

3.4.1.2工业排水-29-

3.4.2生活给水排水-30-

3.4.2.1生活给水-30-

3.4.2.2生活排水-30-

3.5蒸汽供应方案-30-

第四章建厂条件和厂址选择-31-

4.1厂址的地理位置、地质地貌概况-31-

4.1.1地理位置-31-

4.1.2地质地貌-32-

4.2建厂地区自然条件和资源-34-

4..2.1气温-34-

4.2.2降水-35-

4.2.3风向-35-

4.2.4风速-35-

4.2.5日照-35-

4.2.6湿度-35-

4.2.7雾况-35-

4.2.8潮汐-36-

4.2.9潮流-36-

4.3建厂地区的交通运输条件-36-

4.4园区概况-37-

4.4.1园区特点-37-

4.4.2园区规划-39-

4.4.3园区基础设施-40-

4.5优惠政策-41-

第五章工程项目设计-43-

5.1已工业化的工艺过程及其研究状况-43-

5.1.1光气法-43-

5.1.1.1光气甲醇法-43-

5.1.1.2光气醇钠法-44-

5.1.2氯甲烷醇钠法-44-

5.1.3ENI液相氧化羰基化法-45-

5.1.4甲醇气相氧化碳基化法-46-

5.1.4.1UBE低压气相法-46-

5.1.4.2我国气相法的研究与开发-48-

5.1.5酯交换法-48-

5.1.5.1硫酸二甲酯与碳酸钠酯交换法-49-

5.1.5.2碳酸乙烯酯与甲醇酯交换法-49-

5.1.5.3联产1，2—丙二醇酯交换法-49-

5.2正在研究开发的工艺过程-52-

5.2.1CO2与甲醇直接合成DMC-52-

5.2.2甲醇气相氧化羰基化直接合成法-53-

5.2.3甲醇与CO电化学反应法-56-

5.2.4二甲醚氧化羰基化法-56-

5.2.5尿素醇解合成法-56-

5.2.6过氧化物氧化羰基化法-57-

5.2.7碳酸乙烯酯催化加氢法-57-

5.2.8氯甲烷与碳酸盐复分解法-57-

5.2.9缩酮和临界CO2合成法-57-

5.3几种合成路线的比较-58-

5.4工艺路线的确定-60-

5.4.1本项目采用的工艺路线-60-

5.4.2工艺流程简图-61-

5.4.3反应条件及催化剂-61-

5.4.4反应器-62-

第六章环境保护及“三废”处理-63-

6.1厂址的环境现状-63-

6.2环境质量标准及排放标准-63-

6.3项目对当地环境的影响-63-

6.3.1生产过程对环境的影响-63-

6.3.2原料对环境的影响-63-

6.3.3产品对环境的影响-64-

6.4主要污染物、污染源分析-64-

6.4.1废气-64-

6.4.2废液-64-

6.4.3废渣-64-

6.4.4噪声-64-

6.4.5生态-64-

6.5主要防治措施-65-

6.5.1废气污染防治措施-65-

6.5.2废液污染防治措施-65-

6.5.3废渣污染防治措施-65-

6.5.4噪声污染防治措施-65-

6.6厂区绿化-65-

第七章生产规模和产品方案-67-

7.1产品方案-67-

7.2产品品种及生产规模-67-

7.3产品规格-67-

第八章生产机构和人员配备-68-

8.1工厂组织结构设计-68-

8.2部门职权-69-

8.3生产班制-69-

8.4人员的来源和培训-69-

8.4.1人员来源-69-

8.4.2人员培训-70-

8.5人员具体配备-70-

第九章项目实施计划-72-

9.1项目实施的各阶段-72-

9.1.1设计-72-

9.1.2勘察-72-

9.1.3设备订购及制作-72-

9.1.4工程施工安排-72-

9.1.5试车阶段-72-

9.2项目实施进度表-73-

第十章投资估算及经济评价-74-

10.1投资估算及投资明细表-74-

10.1.1编制说明-74-

10.1.2投资估算-74-

10.1.2.1建设投资各项费用项目内容-74-

10.2固定资产-75-

10.3成本的计算-77-

10.3.1化工产品生产成本的估算-77-

10.3.2厂内职工工资估算-78-

10.3.3折旧及摊费用-79-

10.3.4年均总成本费用和年均经营成本的估算-80-

10.4项目工程流动资金-81-

10.5项目工程总投资-81-

10.6资金筹措-82-

第十一章财务评价与投资分析-83-

11.1财务评价的依据及说明-83-

11.1.1产品报价及产量-83-

11.2主要计算报表分析-83-

11.2.1损益表-83-

11.2.2现金流量表-84-

11.2.3资产负债表-86-

11.3财务盈利能力分析-87-

11.3.1静态分析-87-

11.3.2动态指标-88-

11.4不确定性分析-89-

11.4.1盈亏平衡分析-89-

11.4.2敏感性分析-90-

11.4.2.1单因素敏感性分析-90-

11.5社会经济评价-92-

11.5.1对当地科技进步的影响-92-

11.5.2对当地交通条件的影响-92-

11.5.3对当地收入的影响-93-

11.5.4对当地环境的影响-93-

第十二章结论和建议-94-

12.1最终评价-94-

12.1.1经济评价-94-

12.1.2项目结论-94-

第一章总论

1.1项目概述

1.1.1项目名称

年产1万吨的碳酸二甲酯工厂建设项目

1.1.2项目性质

新建

1.1.3项目承办单位

FlyTeam

1.2建设项目的必要性和经济意义

1.2.1建设项目的必要性

经过调查，市场对碳酸二甲酯需求量很大，而传统的合成工艺复杂，生产成本高，对环境不友好，已逐渐被市场淘汰，故一种节能、环保的生产碳酸二甲酯的方法是发展的必然趋势。

1.2.2建设本项目的经济意义

碳酸二甲酯（DMC）是一种重要的有机化工中间体，由于其分子结构中含有羰基、甲基、甲氧基和羰基甲氧基，因而可广泛用于羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲基化等有机合成反应，用于生产聚碳酸酯、异氰酸酯、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯二醇、烯丙基二甘醇碳酸酯、甲胺基甲酸萘酯（西维因）、苯甲醚、四甲基醇铵、长链烷基碳酸酯、碳酰肼、丙二酸酯、丙二尿烷、碳酸二乙酯、三光气、呋喃唑酮、肼基甲酸甲酯、苯胺基甲酸甲酯等多种化工产品。

由于DMC无毒，可替代剧毒的光气、氯甲酸甲酯、硫酸二甲酯等作为甲基化剂或羰基化剂使用，提高生产操作的安全性，降低环境污染。

作为溶剂，DMC可替代氟里昂、三氯乙烷、三氯乙烯、苯、二甲苯等用于油漆涂料、清洁溶剂等。

作为汽油添加剂，DMC可提高其辛烷值和含氧量，进而提高其抗爆性。

此外，DMC还可作清洁剂、表面活性剂和柔软剂的添加剂。

由于用途非常广泛，DMC被誉为当今有机合成的“新基石”。

它诱人的工业应用前景被世界各国特别是美国、日本、意大利等都所关注。

国内的碳酸二甲酯一直处于供不应求状态，很大程度上靠国外市场购买。

本项目投产，必将有效地缓解国内的市场需求，采用先进的二氧化碳与甲醇直接合成法，实现了碳源的充分利用，能有效降低温室气体的排放，有着较大的环境效益和社会效益。

1.3建设项目的原则和依据

1.3.1建设项目的原则

1、本公司提供的相关资料。

2、认真贯彻国家有关方针、政策，体现化工行业“十一五”技术发展规划要求。

3、新建工厂要充分考虑利用当地现有的条件，总平面图布置上充分考虑生产设施、供电、交通运输、环保、消防等因素，以及主管部门对该地区的统一规划等要求，尽量减少投资和占地面积。

4、认真贯彻国家对环境保护、劳动保护的要求，使污染物排放达到国家标准，并搞好消防、节能工作。

1.3.2建设项目编制依据

1、国家纪委在1983年2月颁发的《关于建设项目进行可行性研究的试行管理办法》。

2、国家纪委在1984年8月颁发的《关于简化基本建设项目审批手续的通知》。

3、参照原化工部文件──化计发（1997）426号“化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定（修订本）”进行编制。

4、关于年产1万吨碳酸二甲酯工厂建设项目建议书。

5、《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的测定》（化工部规划院编制）

6、《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》

7、《中华人民共和国环境保护法》

8、《中华人民共和国安全生产法》

9、中华人民共和国在工程、环保方面的其他相关法律、法规、政策。

1.4项目研究的结论

1.4.1生产规模

本项目的生产规模为年产1万吨的碳酸二甲酯。

1.4.2原材料、燃料和动力供应

本项目需要的原料甲醇和二甲醚是外购得到，二氧化碳是在所在的化工园区通过管道输送得到，燃料和动力都由园区供应。

1.4.3厂址

本项目的厂址选择在江苏省张家港保税区扬子江化学工业园。

1.4.4生产工艺

本项目采用对环境友好型的二氧化碳和甲醇直接合成法，以二氧化碳和甲醇为主原料，二甲醚为辅料，用硝酸铜和硝酸镍为催化剂，反应器采用涓流床反应器，精馏段设3塔有效产出高纯度的产品，其中第一个精馏塔我们采用的是热集成精馏塔，实现了能量的充分利用。

本项目在得到高纯度的碳酸二甲酯产品同时，并对废物进行了有效合理的处理，产出的废物很少，对环境危害小，并且建立了以高压消防水系统和泡沫系统为主体的完善的消防系统，采取了一系列措施保证工人的劳动安全和工业卫生，无论从环保还是经济、社会效益方面都有重大的意义。

1.4.5项目总投资及资金来源

本项目的总投资为5705.849万元人民币，其中4564.679万元通过向银行贷款得到，剩余1141.170万元由公司自有资金注入。

1.4.6建设周期

考虑到项目的建设进度以及建设各环节各时间的安排等因素，本项目的建设周期为1年。

1.4.7经济评价

采用二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯是目前世界上较为先进的工艺，其制得的碳酸二甲酯纯度高，无副产物产生，几乎无“三废”，且生产过程避免了具有腐蚀性的酸，无论从经济成本还是环保方面都有重大的意义。

生产的高质量碳酸二甲酯正好弥补了目前国内市场需求。

原料二氧化碳来自园区内运输，大大降低了生产成本。

基于稳健的销售预测和财务估算，项目资本净利润率为30.51%，投资回收期为3年2个月。

1.4.8项目总结

本项目产品碳酸二甲酯作为一种重要的有机化工中间体，市场潜力巨大，采用了二氧化碳和甲醇直接合成法，原料二氧化碳作为一种新的碳源，其储量丰富，容易得到，价格低廉且无毒，对于缓解碳源危机及环保方面具有重要意义。

第二章市场分析

2.1产品性质及用途

2.1.1产品性质

碳酸二甲酯（DimethylCarbonate，简称DMC），分子量为90.08，相对密度1.070,折射率（25℃）1.3697，熔点4℃，沸点90.1℃。

在常温下为无色液体，基本无味，具有可燃性，难溶于水但能与水形成共沸物，可与醇、醚、酮等几乎所有有机试剂混溶。

DMC的分子结构中含有羰基、羧基、甲基及甲氧基等多种官能团，因而决定其具有多种优良的反应活性。

DMC作为一种绿色化学品，其毒性很低，加之特殊的化学结构和优良的反应活性，在许多领域有望全面取代剧毒的光气、硫酸二甲酯、氯甲烷及氢甲酸甲酯等。

表2-1-1碳酸二甲酯的物性

项目

数据

项目

数据

沸点/℃

90.3

着火点/℃

465

熔点/℃

折光率（20℃）

1.3687

闪点/℃

饱和蒸气压/kPa

5.6

密度/（g/cm3）

1.0694

燃烧/（KCal/kg）

3452

临界压力/MPa

4.63

汽化热J/g

369.06

临界温度/℃

265.85

介电常数

2.6

黏度/Pa·s

6.64×10-4

溶解度（15℃）

难溶于水

爆炸极限%

3.8～21.3

表面张力/10-5N•cm-1

28.5

2.1.2产品的用途

表2-1-2DMC的用途

替代传统产品

均烯丙基二甘醇碳酸脂（ADC透明树脂）

ADC是透明热固性树脂的原料，该树脂具有优良的光学性质与耐磨性质；重量轻，是代替玻璃的新材料；用于镜片和光电子材料领域。

用DMC代替光气为原料生产，DMC的无毒、无腐蚀特性降低了设备制造、操作管理及废物处理等方面的技术要求。

甲胺基甲酸萘酯

（西维因）

西维因是广谱杀虫剂，使用DMC能安全地与萘酚反应，制成甲胺基甲酸萘酯。

苯甲醚

苯甲醚是香料与杀虫剂的原料。

传统工艺存在有毒物质，且副产物难处理，用DMC代替硫酸二甲酯可解决上述问题，且收率和纯度有所提高。

聚碳酸酯

（PC工程塑料）

用DMC为原料经由碳酸二苯酯生产的PC产品纯度高，可用于光磁记录材料等光电子新领域。

传统的工业生产方法是以甲基氯为溶剂，使丙二酚与光气进行反应，此法带来严重的环境问题。

异氰酸酯

异氰酸酯主要用于生产聚氨酯工程塑料。

用DMC在碱性催化剂存在下进行胺化反应，先生成含氮碳酸酯，含氮碳酸酯受热分解生成异氰酸酯。

此法设备简单，无公害，极具工业化前景。

聚碳酸酯二元醇（PCD）

PCD是一种特殊的多元醇，将它用于生产聚氨酯，能制造出更好耐热性和耐水解性的聚氨酯。

用碳酸二甲酯合成聚碳酸酯二元醇成本更低，质量更好。

四甲基醇胺（TMAH）

用碳酸二甲酯可生产四甲基醇胺；TMAH是P型光阻显影液，在大规模高级集成电路光刻工艺中，广泛用作光致抗蚀剂显影液。

用DMC作原料，生产一系列新产品

杀虫剂和除草剂

杀虫剂和除草剂呋喃丹是一种高效杀虫剂，采用DMC与苯酚反应制得碳酸二苯酯，再与呋喃酚反应制得呋喃丹。

磺草灵是一种传导性除草剂，以DMC为原料和磺胺反应可合成磺草灵。

以DMC为原料和氰氨基钠反应可合成甲氧基羰基氰氨钠，它是一种植物保护剂、杀虫剂和医药中间体。

以DMC为原料和2-氨基苯并咪唑反应可制得2-苯并咪唑氨基甲酸酯，它是一种有效的杀虫剂。

肼基甲酸甲酯是农药卡巴氧的中间体，可由DMC与肼反应制得。

在农药领域，DMC主要用于生产甲基异氰酸酯，进而生产某些氨基甲酸酯类农药。

医药和中间体

环丙沙星是近年上市的最优良的抗菌素类医药品之一，它是以2,4-二氯-5-氟苯乙酮和碳酸二甲酯为原料，经一系列反应制得，还可进一步制得盐酸环丙沙星和乳酸环丙沙星。

目前我国采用DMC生产该产品的厂家占30%。

DMC和丁内酯反应可制得医药中间体呋喃羧酸酯。

呋喃唑酮（痢特灵的中间体）是一种抗传染病的饲料添加剂，氨基化合物肼基丙醇与DMC进行羰基化及环化制得，在西欧，生产呋喃唑酮所用DMC占其消费总量的46%。

日本宇部兴产公司正在开发一连串的β-酮羧酸酯类，这些化合物是极有用的合成医药中间体，可生产特殊的化学品，如吡啶类、嘧啶类、吡咯类、二羟基吡啶类等药物。

长链烷基碳酸酯

以高碳醇（C12～C15）和DMC为原料，可以获得分子骨架中带羰基的长链烷基碳酸酯，作为合成润滑油的基本原料，它具备良好的润滑性、耐磨性、自清洁性、耐腐蚀性等，且在宽广的范围内具有与其它基体材料的相溶性以及与密封材料的适应性。

胺基恶唑烷酮

利用DMC与氨基化物反应，碳酸酯化及环化能高收率地制造胺基恶唑烷酮。

碳酸二肼（清洁剂）

氨基脲广泛用作锅炉等的清洁剂。

用DMC制造的碳酸二肼，可作为锅炉等的清洁剂，不仅安全，而且使用方便，目前在欧美正在推广使用。

辛烷值增进剂

据研究表明，DMC与MTBE混合后加入到汽油中，可以提高汽油的氧含量，从而降低汽车尾气排放中的有害物质。

使用DMC与MTBE混合物作为汽油添加剂，可逐渐减少MTBE的用量。

前景巨大的应用领域

有机溶剂

DMC是性能优良的溶剂，其特征是：

与其他溶剂相溶性好，可取较高蒸发温度，蒸发速度快，与某种温度的水有相互溶解度，且混进的水容易分离，脱脂能力高于石油等碳化氢。

由于CFC、三氯乙烷会破坏臭氧层，为保护地球生态环境，正在逐步限制其使用，DMC替代这些物质作为清洗剂具有很大的潜力。

DMC可作为特种快干油漆的溶剂，医药品制造的溶媒介质，作为CO2的载体，也开始作喷雾剂溶剂。

作为非毒性化学品，DMC在溶剂领域的应用范围将越来越广。

汽油添加剂

目前大多数使用甲基叔丁基醚（MTBE）作为汽油添加剂。

替代甲基叔丁基醚（MTBE）用作燃油添加剂，在提高油品辛烷值和含氧量，降低污染物排放方面显出良好的性能。

DMC具有高氧含量（分子中含氧率高达53%），使汽油达到同等氧含量时使用的DMC的量比MTBE少45倍，从而降低了汽车尾气中碳氢化合物、一氧化碳和甲醛的排放总量。

2.2市场分析预测

2.2.1国外生产状况

2002年西欧、日本、美国生产能力分布情况见下表：

表2-2-1世界主要国家和地区碳酸二甲酯生产能力

序号

国家和地区

能力（万t/a）

美国

6.0

西欧

3.0

日本

3.9

图2-2-1世界主要国家DMC生产情况

目前国外DMC主要的生产企业十几家。

包括GE（通用电气公司）、EnichemSynthesisSPA（意大利埃尼公司）、MitsubishiChemicalCorporation（日本三菱化学公司）以及日本宇部等。

国外主要DMC主要生产商如下表所示：

表2-2-2国外公司生产能力及生产方法

企业名称

生产能力，kt/a

生产方法

美国PPG公司

美国Texcao公司

美国DOW公司

法国SNPE公司

德国BASF公司

德国BAYER公司

意大利埃尼公司

日本宇部兴产公司

日本大塞璐公司

日本三菱化成公司

日本GE公司

光气甲醇法

酯交换法

甲醇羰基化法

光气甲醇法

酯交换法

甲醇羰基化法

由表可见，目前世界碳酸二甲酯的生产主要集中在美国、西欧、日本等国家和地区，其生产能力占全球总量的70%以上。

2.2.2国内生产状况

我国碳酸二甲酯的开发始于20世纪80年代，早期的生产装置均采用国内开发的光气法工艺路线，装置规模在300~500t/a之间，大多建在光气生产企业内，产品以自产自用为主。

20世纪90年代以后，浙江大学、华东理工大学、华中理工大学、西南化工研究院和南化公司研究院等相继对碳酸二甲酯的非光气法生产工艺进行了开发研究，尤其是在酯交换法工艺的研发方面投入了大量的人力、物力。

1995年华东理工大学开发的酯交换法工艺获得成功，建成了300t/a中试装置，随着又建成了一系列工艺化生产装置，能力在500~1000t/a之间。

浙江大学、南京化学工业公司研究院等也在酯交换生产碳酸二甲酯的工艺开发上做了大量的工作，并建成了相应的工业化装置。

近年，我国在碳酸二甲酯液相氧化羰基合成工艺的研发方面取得了长足的进展。

1993年华中理工大学与湖北省利川化肥厂（现更名为湖北兴发集团兴利化工有限公司）合作开展液相氧化羰基化合成碳酸二甲酯工艺的小试和中试研究，规模为100t/a。

该项中试技术已于1998年5月通过了湖北省组织的技术鉴定，2000年被列为国家计委重点支持的工业化试验项目，装置规模为4000t/a。

我国已经基本掌握了非光气合成碳酸二甲酯的生产工艺，是目前世界上能生产碳酸二甲酯的少数几个国家之一。

表2-2-3近几年我国生产能力和总产量（单位：

万吨）

总生产能力

总产量

2003年

7.3

2.3

2006年

2007年

图2-2-2我国DMC生产能力及产量

表2-2-4国内产能情况及生产方法

企业名称

生产能力，t/a

生产方法

唐山市朝阳化工厂

泰州市汇威化工产

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