年产4000吨四甲基哌啶醇可行性报告.docx
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年产4000吨四甲基哌啶醇可行性报告
年产4000吨四甲基哌啶醇
1000吨阻聚剂701
1500吨光稳定剂770
1000吨四甲基哌啶氨
项目简介
第1章产品简介-----------------------------------------1
第2章工艺流程-----------------------------------------2
一、四甲基哌啶酮的合成反应---------------------------------2
二、四甲基哌啶醇的合成---------------------------------------3
三、阻聚剂701的合成------------------------------------------5
第3章设备方案-----------------------------------------8
一、设备选型的原则---------------------------------------------6
二、主要设备------------------------------------------------------6
第四章给排水工程，供电，防雷等公用工程-----9
第五章主要原辅材料及燃动力------------------------11
第6章环境保护------------------------------------------12
1、采用的环境保护标准---------------------------------------12
2、主要污染源及污染物--------------------------------------13
3、劳动卫生和安全--------------------------------------------14
第7章投资估算及经济效益分析-------------------15
一、项目建设规模及建设内容--------------------------------15
二、投资估算与资金筹措--------------------------------------16
三、财务分析-----------------------------------------------------18
第一章：
产品简介
高分子材料长期暴露在日光或短期至于强荧光下，由于吸收了紫外线能量，引起自动氧化反应，导致了聚合物的降解，使得制品变色、发脆、性能下降，以致无法使用。
这一过程称为光氧化或光老化，能抑制或减缓这一过程的措施，称为光稳定，所加入的物质称为光稳定剂。
而受阻胺光稳定剂就是其中一种，而且是众多光稳定剂中最高效的。
光稳定剂是抑制或减缓由于光氧化作用使高分子材料发生降解的助剂。
HALS是继光屏蔽剂、紫外线吸收剂、淬灭剂之后一种新型高效光稳定剂，其效果为传统光稳定剂的2~4倍，与紫外线吸收剂和抗氧剂有良好的的协同效应。
该类稳定剂不会使树脂着色，低毒或无毒，能满足薄膜制品、纤维制品和食品包装材料的要求。
2.2.6.6四甲基哌啶醇是生产受阻胺光稳定剂的主要原料，目前市场供不应求，本项目采用的先进生产工艺，符合节能环保及循环经济政策导向，顺应了行业发展的要求，项目建成后，可大大提高企业的竞争力，将产生积极的社会和经济效益，可带动当地经济的发展。
该项目的建设符合国家产业政策，不属于《产业结构调整指导目录（2011年本）》（2013年修正）中限制类、淘汰类的范畴。
阻聚剂701对丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、丙烯酸、丙烯腈、苯乙烯、丁二烯有较好的阻聚效果。
其阻聚性能优于酚类、芳胺类、醚类、醌类和硝基化合物等阻聚剂。
用于防止烯烃单体在生产、分离、精制、储存或者运输过程中的自聚，控制和调节烯烃类及其衍生物的聚合度。
因此，该项目的建设是十分必要的。
四甲基哌啶醇,中文别名：
2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇,英文别名：
4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine，纯度：
≥99%，性状描述：
白色结晶，能溶于丙酮、乙醇、三氯甲烷等有机溶剂，微溶于水，具有吸潮性，物理参数：
熔点:
127-132°C、沸点:
212-215°C，用途说明：
合成受阻胺光稳定剂的重要中间体；具有光稳定作用，在制药方面有重要用途。
Tinuvin-770是众多受阻胺类光稳定剂中一个低分子量的典型产品。
于70年代问世于日本三共公司、瑞士的汽巴嘉基公司,后来,美国的氰胺公司、古德里奇公司、赫斯特公司、博格—华纳公司,意大利的ChimosMontefluos公司,日本的住友公司及捷克、俄罗斯、德国等国家相继研制出了同类产品。
由于其成本低,具有良好的光稳定性,广泛应用于聚丙烯等聚烯烃材料中,至今仍广泛地被研究和应用
第2章：
工艺流程
一、四甲基哌啶酮的合成反应
本项目四甲基哌啶酮合成所需主要原料丙酮、氨及催化剂硝酸铵、氢氧化钠等均为外购。
其中丙酮为罐车运输进厂，将定量的丙酮与部分中间体利用物料泵加入合成釜内，在合成釜负压状态下将催化剂硝酸铵投入到合成釜中，由盘管中蒸汽升温至40度，然后打开通氨阀缓慢通入液氨并搅拌，保持压力在0.5个大气压左右，约3小时停止加入氨气，丙酮和氨气在釜内继续反应约2小时，得到哌啶酮母液。
加入适量片碱中和哌啶酮母液中的硝酸铵，加料过程中釜内保持微真空状态。
利用循环冷却水将母液降温至30℃左右，然后分出水送去污水处理站。
母液送入粗蒸釜进行常压蒸馏。
利用盘管中蒸汽升温至80℃，将未反应的丙酮分离，在冷却水冷凝器中将未参加反应的丙酮（沸点56.5℃）和未反应的中间体分离，丙酮及中间体返回合成釜继续参与合成反应。
母液进入精蒸釜蒸馏。
粗蒸后的母液由物料泵打入精蒸釜内在100Pa真空条件下进行减压蒸馏，温度控制在100-125℃，根据沸点不同，经冷凝器分别收集中间体，前馏分后馏分和纯度较高的哌啶酮，中间体返回合成釜，前馏分后馏分返回精蒸釜，
此过程产生的高沸点蒸馏焦油送至有资质的单位处理，易挥发的气体或不凝气经水吸收再有活性炭吸收高空排放。
3CH3COCH3+NH4=C9H17ON+2H2O
丙酮氨气哌啶酮水
二、四甲基哌啶醇的合成
四甲基哌啶醇是以哌啶酮和氢气为原料，在催化剂雷尼镍的作用下进行加氢反应而合成四甲基哌啶醇。
总体反应分为加氢反应，精制两个步骤，工艺流程如下：
1、加氢（四甲基哌啶醇的合成）
本项目四甲基哌啶醇合成所需主要原料均为四甲基哌啶酮、氢气和催化剂雷尼镍等，将哌啶酮加热后加入密闭配料釜中，溶剂乙醇由乙醇泵投入，搅拌与哌啶酮互溶，利用物料泵送入哌啶醇合成釜。
雷尼镍催化剂由釜底液下吸入，将氢气用管道与合成釜相连，将氢气输入合成釜，在0.5MPa压力下搅拌进行加氢反应，此反应是放热反应，加氢后釜内温度升至105℃时停止加氢，继续反应1.4小时，得到粗品哌啶醇。
反应结束后将釜温冷却至50℃，停止搅拌。
物料通过过滤罐滤出催化剂。
溶剂回收用于下一批反应使用，整个反应过程中保持氢气过量，加氢反应转化率≥95%。
2、精制
哌啶醇粗品由物料泵打入脱酒塔，加热至100℃进行蒸馏，将溶剂乙醇从母液中蒸发冷凝回收，得到了过饱和的哌啶醇溶液，乙醇返回哌啶醇配料釜继续作为溶剂。
哌啶醇溶液送入结晶罐中使哌啶醇在搅拌下冷凝结晶，送入离心分离机，将晶体与残留在晶体表面的部分未结晶的液相哌啶醇分离，得到哌啶醇晶体，液相哌啶醇返回结晶罐重新进行结晶。
将含有少量液相组分的粗晶体进行烘干送入包装机装袋入库，液相哌啶醇返回结晶罐重新进行结晶。
四甲基哌啶醇产品含量≥99.5%。
整个过程无工艺废水产生，此过程产生的高沸点蒸馏焦油送至有资质的单位处理，易挥发的气体或不凝气经水吸收再有活性炭吸收高空排放。
2C9H17ON+H2=2C9H180N
哌啶酮氢气哌啶醇
三、阻聚剂701的合成
阻聚剂701以四甲基哌啶醇、30%双氧水为原料反应生成，而后经蒸发提纯、冷凝切片得到产品。
本项目阻聚剂701合成所需主要原料均为四甲基哌啶醇、双氧水和催化剂氢氧化镁等，其中双氧水、氢氧化镁均为外购。
四甲基哌啶醇储存于产品仓库中，生产时人工破袋倒入合成釜。
双氧水为桶装，由汽车运输进厂。
氢氧化镁为袋装，汽车运输进厂，原料库储存。
（1）合成反应
将四甲基哌啶醇晶体和一定量的水加入合成反应釜，开动搅拌装置，开始缓慢倒入30%双氧水，在75℃的温度下进行合成反应，4小时后加入少量催化剂氢氧化镁继续搅拌5小时。
反应结束后，反应生成物料经过过滤罐过滤再由管道送入蒸发釜提纯工序。
反应釜内四甲基哌啶醇和双氧水反应生成阻聚剂701。
（2）蒸发提纯
合成釜物料通过管道输送至到蒸发釜内，由盘管加热，真空状态下，物料中的水分蒸发出来。
冷凝后重新使用，多余的水送入污水处理站。
釜内剩余物为阻聚剂701液体，用泵打入冷却结晶切片机。
结晶后包装。
C9H180N+H2O2=C9H18NO2+H2O
哌啶醇双氧水701水
四：
光稳定剂770的合成
光稳定剂770合成的主要原料是四甲基哌啶醇和癸二酸二甲酯进行酯交换反应而制得，具体反应过程如下：
1：
酯交换反应
在不锈钢反应釜内加入一定量的溶剂石油醚（流程为90--110度），并加入四甲基哌啶醇和癸二酸二甲酯。
用负压蒸出少许的水，再加入催化剂甲醇钠。
盘管加热90度蒸出反应生成的甲醇，回流石油醚，反应结束后用少许的水洗涤。
40分钟后，分离水送至污水处理站，母夜送至蒸发结晶工序。
2：
蒸发结晶
将母液送至蒸发结晶罐，先蒸发后结晶再甩干，烘干得770晶体，纯度为99.5%。
C9H180N+C12H22O4=C28H52O4N2+CH3OH
哌啶醇癸二酸二甲酯770甲醇
五：
四甲基哌啶氨的合成
四甲基哌啶氨是以哌啶酮，液氨和氢气为原料，在催化剂雷尼镍的作用下进行加氢反应而合成四甲基哌啶氨。
总体反应分为加氢反应，精制两个步骤，工艺流程如下：
1、加氢（四甲基哌啶氨的合成）
本项目四甲基哌啶氨合成所需主要原料为四甲基哌啶酮、氢气液氨和催化剂镍，将哌啶酮加热后加入密闭配料釜中，利用物料泵送入哌啶氨合成釜。
并加入一定量的水，镍催化剂由釜底液下吸入，将氢气用管道与合成釜相连，先通入一定量的氨气。
氨气通结束后在0.5MPa压力下搅拌进行加氢反应，此反应是放热反应，加氢后釜内温度升至105℃时停止加氢，继续反应1.4小时，得到粗品哌啶氨。
反应结束后将釜温冷却至50℃，停止搅拌。
物料通过过滤罐滤出催化剂。
水和为反应完的氨气回收用于下一批反应使用，整个反应过程中保持氢气过量，加氢反应转化率≥98%。
此过程产生的高沸点蒸馏焦油送至有资质的单位处理，易挥发的气体或不凝气经水吸收再有活性炭吸收高空排放。
污水送至厂内污水处理站。
2、精制
加氢结束后哌啶氨粗品用氮气压入蒸馏釜内进行蒸馏，氨气用水吸收备下一批使用，再在真空状态下进行蒸馏，前溜份和后馏份返回下一批蒸馏使用，含量在99--99.9%的溜份到成品罐包装，
此过程产生的高沸点蒸馏焦油送至有资质的单位处理，易挥发的气体或不凝气经水吸收再有活性炭吸收高空排放。
污水送至厂内污水处理站
C9H17ON+NH3+H2=C9H20N2+H2O
哌啶酮氨气氢气哌啶胺水
第三章：
设备方案
一、设备选型的原则
1、所选设备技术性能先进，达到目前国内先进水平，能够满足生产高质量产品的要求。
2、设备性能价格比合理，使投资方能够以合理的投资获得生产高质量产品的设备。
3、充分考虑设备的正常运转费用，以保证在生产相同产品时，能够保持最低的生产成本。
4、选用生产设备厂家具有国内一流装备，管理科学，达到国际质量认证标准。
5、对生产设备进行合理配置，充分发挥各类设备的最佳技术水平。
二、主要设备
本项目的设备均选自国内外信誉好、质量可靠的企业生产的设备，具有国内外先进的技术水平，产品质量有保障。
本项目设备选型严格遵守国家《节能机电设备（产品）推荐目录（第一批）》（工节[2009]第41号）、《节能机电设备（产品）推荐目录（第二批）》（工节[2010]第112号）、《节能机电设备（产品）推荐目录（第三批）》（工节[2011]第42号）、《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第一批）》（工节［2009］第67号）《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录（第二批）》（工节［2012］第14号）和选用的设备没有《部分工业行业淘汰落后生产工艺装备和产品指导目录》（工产业［2010］第122号）、以及国家发改委《产业结构调整指导目录》（2011年本）的要求
第四章：
给排水工程，供电，防雷等公用工程
一、给水
本项目生产过程用水，生活，消防等用水有园区管网提供
二、排水
本项目厂区排水体制为雨、污分流制，雨水直接排入园区雨水管道，生活污水经化粪池处理后排入园区污水管网。
工艺生成水和生产用水经厂区污水处理站达标后排入园区污水管网。
三、消防用水
根据消防规范及市消防部门的有关规定，室外消防用水量按20L/S设计，室内消防用水按15L/S设计，在厂区设立地下消火栓，沿主要车间厂房内设环形管网消防系统，配电室内不设消防栓，另配化学灭火器。
从邻近企业引入不同回路、不同母线的电源作为消防备用电源。
在办公楼等人员密集地方，每层设室内消防栓，保证消防安全。
四、供电
本项目总装机容量为1000KW.
区域内高低压线路有采用电缆沿电缆沟直埋敷设方式，室外照明电源电缆也采用直埋方式敷设。
电气照明的照度标准，执行《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）的有关规定。
五、防雷、接地
本项目建筑物为第三类防雷建筑物。
变电所严格按照电气设备安全的有关规范，选用安全可靠性强的变压器，设置防雷保护系统。
电气设备接地与防雷接地采用共用接地装置，接地电阻应达到相应规范标准。
各建筑物均按国家现行规范设置相应地防雷设施，低压配电接地系统采用TN-C-S系统。
六、通讯
为方便全厂生产、生活的联系，便于调度及指挥生产，全厂设置行政电话和调度电话；配备电脑，上网即可了解全国各地行情。
七、采暖、制冷、通风
1、供热采暖
本项目冬季职工采暖采用废蒸汽通过换热器进行供热，可满足需要。
2、制冷
夏季办公和职工生活制冷利用分体空调解决。
3、通风
厂房采用有组织的自然通风，车间为开放式
4、蒸汽
主要为生产及生活用蒸汽，来自园区电厂。
第五章：
主要原辅材料及水电气
1、原辅材料
本项目所用原材料为丙酮，液氨，双氧水，葵二酸二甲酯，甲醇。
溶剂为石油醚，乙醇。
催化剂为甲醇钠，氢氧化镁，雷尼镍。
硝酸铵
辅助材料为，氢氧化钠。
2:
水，电，汽
项目主要用水为生活用水，年耗水5000吨，年耗电400万度，年耗蒸汽10万吨。
表1：
水电气年用量一览表
序号
名 称
单位
年耗量
单价
1
电
万kWh
400
0.4元/度
2
水
m³
5000
3.7元/吨
3
蒸汽
万吨
10
100元/吨
第六章：
环境保护
一、采用的环境保护标准
《环境空气质量标准》（GB3095—2012）二级标准
《大气污染物综合排放标准》（GB16297--96）二级标准
《污水综合排放标准》（GB8978--96）二级标准
《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348—2008）二级
《声环境质量标准》（GB3096--2008）
二、主要污染源及污染物
本项目主要污染源与污染物为在加工过程中产生的噪声污染和少量生活垃圾、危废，工艺水，生活污水等。
1、噪声污染源及其处理
为了降低噪声，改善环境质量，本工程设计对噪声控制采取以下措施。
①尽可能选用低噪声设备；
②在安装时，采取减震措施，以防震动产生噪声；
③在总图布置上，在满足工艺的条件下，尽可能将高噪声车间布置在厂区中部，以减少对外部环境的影响。
④加强绿化。
在车间周围、道路两旁，凡能绿化的空地，均应种植树木或花草，以减弱噪声对周围环境的影响。
2、污水、生活垃圾污染及其处理
本项目生产过程中有少量的废水，主要污染物为生活污水及生活垃圾。
生产废水经过三效蒸发，暴氧，厌氧，生化处理达到国家排放标准，排入园区污水管网。
生活污水中污染物经化粪池处理后达到《污水综合排放标准》（GB8798--96）标准限值，排入污水管网。
生活垃圾按指定地点分类收集，统一外运到垃圾处理场。
危废到有资质的单位专业处理。
三、劳动卫生和安全
1、采用的职业安全卫生标准及规范
《生产过程安全卫生要求准则》（GB/T12801—2008）
《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）
《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）
2、安全卫生防范措施
（1）原则
贯彻“安全第一，预防为主”的方针，安全卫生设施必须执行整体工程同时设计，同时施工，同时投产的“三同时”制度，以保证生产安全。
（2）电气安全
各建筑物均按国家现行规范设置相应地防雷设施，低压配电接地系统采用TN-S系统。
电气设备接地与防雷接地采用共用接地装置，接地电阻应达到相应规范标准。
（3）人身防护措施
各车间根据工作环境特点，配备各种必须的防护用具和用品，包括工作服、安全帽、防护手套及护肤用品等。
（4）安全教育
加强对职工的安全知识教育，建立健全安全防范措施，抓好各项规章制度的建立与落实工作，对新入厂的职工通过岗前培训考试取得安全合格证后方可上岗。
3、企业组织机构和劳动定员
工厂按照现代企业管理模式，实行总经理负责制。
公司实行全员聘用制和劳动合同制。
管理机构精干、适用，分级管理。
在总经理领导下分设办公室、安全环保部，财务部、生产部、技术部、供销部6个部门。
第七章投资估算及经济效益分析
一、项目建设规模及建设内容
1、建设规模
本项目为年产4000吨2,2,6,6四甲基哌啶醇，1000吨阻聚剂701。
1500吨770,1000吨四甲基哌啶氨
2、建设内容
为满足生产需要，该项目需建生产车间、仓库、办公用房等土建工程。
项目总体规划用地规模66666.66㎡（100亩），
表2：
建筑物一览表
序号
名称
建筑面积
层数
单层面积
结构
1
生产车间
24000
2
12000
车间高度8.5米，钢结构
2
仓库
10000
1
10000
钢结构
3
办公用房
3600
3
1299
砖混结构
4
职工食堂
1000
1
1000
砖混结构
5
配电室
300
1
300
砖混结构
6
门卫
100
1
100
砖混结构
7
合计
36600
27000
8
项目规划用地面积
66666.66
9
项目净用地
66666.66
10
总建筑面积
36600
11
计入容积率面积
60918
12
原材料堆场
0
13
道路及场地硬化面积
21882.00
14
绿化面积
6666.66
15
建筑系数
54.35%
16
容积率
0.93
17
绿化率
10.00%
表3 年产5000吨哌啶醇 主要生产设备一览表
分类
序号
设备名称
材质
规格型号
单位
数量
单价（万元）
总价（万元）
电机功率（kW）
装机功率（kW）
哌啶酮合成
1
合成釜（含搅拌减速机）
304
5立方
套
8
4
32
7.5
60
2
蒸馏塔
304
Ø500×3000
套
4
5
25
3
冷凝器
304
500㎡
0.08
40
4
含水丙酮罐
304
5m³
个
4
1
4
丙酮精馏
1
蒸丙酮釜
304
10立方
套
2
5
10
2
填料塔
304
Ø1米*12米
套
2
7
14
3
冷凝器
304
300㎡
24
4
丙酮罐
304
7
个
2
1
2
5
分水罐
5
个
2
1
2
3
6
6
中间缓冲罐
10立方
1
3
3
7
快蒸釜（含填料塔）
304
10立方
台
2
4
8
8
填料塔
304
Ø500×3000
套
2
2
4
9
冷凝器
150㎡
7.5
10
中间罐
304
5立方
台
5
1.3
6.5
哌啶酮精馏
1
精蒸塔
304
Ø1000×12000
台
2
15
30
2
精馏中间体
304
5立方
台
4
2.5
10
3
成品罐
304
5立方
2
3
6
4
冷凝器
304
200平方
台
16
5
蒸发器
304
60平方
台
2
5
10
3
6
6
真空泵组
304
200×300
台
4
4.5
18
37
148
7
发汗罐
304
6立方
台
2
13
26
加氢
1
加氢釜
304
5立方
台
4
13
52
11
44
2
过滤罐
304
1
2
2
3
配料罐
304
5立方
台
2
3
6
5.5
11
蒸酒结晶
1
脱酒结晶釜
304
10立方
台
10
3
30
11
66
2
冷凝器
304
500㎡
0.08
40
3
蒸馏塔
304
5
1
5
4
酒精罐
304
7立方
台
2
1
2
酒蒸馏
1
蒸酒釜
304
5立方
台
1
5
5
2
母液罐
5立方
台
3
3
9
3
蒸馏塔
304
Ø500×3000
套
1
7
7
4
冷凝器
304
60㎡
0.05
3
5
酒精罐
304
7立方
台
1
1
1
公用
循环水泵
台
6
0.3
1.8
15
90
三合一烘干机
3
15
45
11
33
凉水塔
2
3
6
7.5
15
配电
5
管道阀门
40
公用设施
电缆
20
电器
15
保温
30
安装
40
自动化
60
冷冻机
20
制氮机
12
合计
670
479
表四500吨阻聚剂701设备一览表
分类
序号
设备名称
材质
规格型号
单位
数量
单价（万元）
总价（万元）
电机功率（kW）
装机功率（kW）
氧
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