200吨年香料中间体100吨年3甲基15环十五二酮和100吨年香紫苏内酯项目可行性研究报告.docx
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200吨年香料中间体100吨年3甲基15环十五二酮和100吨年香紫苏内酯项目可行性研究报告
第一章总论
1.1概述
1.1.1项目名称、主办单位名称、企业性质及法人
项目名称：
200吨/年香料中间体（100吨/年3-甲基-1,5环十五二酮和100吨/年香紫苏内酯）项目
主办单位名称：
法人代表：
1.1.2可行性研究报告编制的依据和原则
1、编制依据
1）与X市X生物科技有限公司签定的200吨/年香料中间体项目可行性研究报告委托书。
2）X市X生物科技有限公司提供的有关工程地质资料及其它基础资料。
2、编制原则
本可研报告的编制将遵循下述原则：
1）力求全面、客观地反映情况
本报告是供投资人决策和政府备案使用，因此在编制过程中按照国家、行业和地区的发展规划，以及国家的产业政策、技术政策的要求，对本项目的建设条件、技术路线、经济效益、工程建设、生产管理以及对环境的影响等各个方面，力求全面地、客观地反映实际情况。
2）采用先进适用的技术
各生产装置及配套的公用工程、辅助设施，都要充分注意技术的先进性。
技术的先进性不但体现在工艺流程、技术装备和控制水平上，而且同样体现在环境保护和工业卫生等各个方面。
在注意技术先进性的同时，还要充分注意技术的适用性。
即根据企业目前的经济能力、配套能力和管理水平等情况，选取适用的先进技术。
3）要以经济效益为中心
经济效益是企业生存的命脉。
因此，本报告编制过程中要特别注意节省投资、降低消耗定额和减少定员以提高企业的经济效益。
4）遵循持续科学发展的战略观念，严格执行环境保护法规、安全和工业卫生法规、完善“三废”处理设施，控制对环境的污染，节约能源。
1.1.3项目提出的背景、投资必要性和经济意义
1、企业概况
X市X生物科技有限公司是一家民营化工企业，属于新建企业。
拟选址河南X楼村精细化工新材料专业园区。
占地面积34亩。
2、项目提出的X生物科技有限公司地处河南省X市获嘉县楼村，获嘉县楼村化工基础雄厚。
香料中间体广泛用于医药、饮料、食品、日用化妆和日常生活用品等行业。
公司拟上200吨/年香料中间体项目，其中100吨/年3-甲基-1,5环十五二酮和100吨/年香紫苏内酯。
上述产品市场供应缺口很大。
3-甲基1,5环十五二酮是合成大环香料麝香酮和麝香烯酮的关键中间体，具有极高的市场价值，国际市场需求量巨大，但是该化合物的生产技术一直被国外少数公司所垄断，目前国内还没有一家公司有能力进行大规模生产。
香紫苏内酯的是一种具有木香香气的的高级香料，广泛应用于日化、烟草、食品工业中。
香紫苏内酯是一种优良的烟草增香矫味剂。
在混合型卷烟中,可掩盖烟草的粗杂气,以改进和提高香味质量,赋予烟草愉快的特征香气,使卷烟更加柔和,醇绵入口,是有效的增香矫味剂。
同时香紫苏内酯还是一种食品调味剂，能够增大和提高食品的感官，已经广泛用于食品工业。
如可用在含有甜味佐料的食品中，作为调味剂，增加食品的嗅觉效果，在咖啡工业中加入少量香紫苏内酯，可以加重咖啡苦味，提高咖啡的提神效果应用范围。
香紫苏内酯除了本身可以直接作为香精香料使用外，同时也是名贵香料龙涎醚的生产关键中间体。
2010年公司根据县委、县政府大力发展民营经济、促进当地劳动力增收，进一步发展工业经济和富民强县的战略部署，公司成立了200吨/年香料中间体项目部。
为了利用当地劳动力资源，配合当地的原料供应，以及获嘉依托X丰富的地理交通优势，采用先进的生产技术工艺，新建年生产200吨/年香料中间体项目，为获嘉的经济发展做出更大的贡献。
3、投资的必要性及经济意义
3-甲基-1,5环十五二酮具有很高的市场价值，目前国际市场上该化合物的单价在150美元一公斤左右。
预计在未来的几年内，由于医药工业、香精香料工业对于麝香酮的强劲需求，国际市场上对于3-甲基-1,5环十五二酮的需求将会日益增大。
但是基于技术垄断的原因，目前国际上仅有很少的几家企业拥有该产品的生产技术，预计未来几年内该产品的价格将会稳步上升，维持在150-200美元一公斤。
香紫苏内酯具有很高的市场价值，目前国际市场上该化合物的单价在100美元一公斤左右。
预计在未来的几年内，由于香精香料工业、烟草行业、食品工业对于香紫苏内酯的强劲需求，国际市场上对于香紫苏内酯的需求将会日益增大。
但是基于技术垄断的原因，目前国际上仅有很少的几家企业拥有该产品的大规模工业化生产技术，预计未来几年内该产品的价格将会稳步上升，维持在100-150美元1公斤。
本项目生产工艺可靠，实现了自动化密闭式生产，极大的减轻了劳动强度，降低原材料及能量消耗，且生产过程中三废排放极少，有利于环境保护。
该项目的实施规模化生产将使我国香料工业科技水平提升一个台阶。
1.1.4研究范围
1、本可行性研究范围包括下述内容：
1）市场预测分析；
2）产品方案和生产规模研究；
3）工艺技术方案，着重于各种工艺技术方案比较及选择的理由；
4）原料、辅助材料的供应的可靠性及经济性；
5）环境保护及治理措施；
6）投资估算及资金筹措；
7）经济效益的初步评价；
2、研究的主要过程
1）对项目建设地点及周边地区的原料市场的情况调查
2）对装置生产所用的原料种类、来源、数量以及运输贮存方案作调查、分析、比较，与建设方共同商讨并取得共识。
3）对建设地点的建厂条件和厂址方案、气象资料、工程地质资料、水文情况、环境现状作调查。
4）对全厂的总图方案、主装置的工艺流程、配套的公用工程和辅助工程调查，进行方案比较，与建设方共同商讨并取得共识。
5）了解当地原材料和产品的市场价格，收集建设费用和相关政策资料，了解建材价格和工程概预算指标，作出财务、经济评价。
6）进行投资估算，提出资金筹措意见和项目实施规划，作出财务、经济评价及社会效益评价，得出研究的结论。
1.2研究结论
1、研究的简要综合结论
1）X市X生物科技有限公司在充分利用河南省X市丰富的化工资源以及完备的基础设施的条件下进行的，符合国家化工的发展方向，体现了投资少、见效快的特点。
不但会达到预期的建设目的，而且还会达到社会效益和企业效益同时提高的目的。
2）根据掌握的3-甲基-1,5环十五二酮和香紫苏内酯生产技术，无论在技术上还是产品质量上均处于国际先进水平，具备了工业化规模生产的条件。
3）本项目三废经过处理后，达到环保要求后排放。
4）该公司组建有较强的销售队伍和营销网络，能够保证项目产品的销售渠道畅通。
5）本项目生产产品具有确定的用途和稳定的市场。
项目的建成不仅可以缓解目前国内的产需矛盾，同时还可出口创汇。
而且随着世界经济和我国经济的迅猛发展，其需求量将逐年稳步上升，产品市场前景较好。
6）该项目投资利润高，投资回报期短，经济和社会效益较好，具备建设条件，极具建设投资价值，经济上是可行的，。
2、存在问题及建议
本项目在设计时注重采用同行业近年所取得的技术进步成果，力求工程运行时生产工艺路线、技术经济、产品质量、成本以及三废排放等方面都取得进一步优化和不同程度的改观，本项目的设备损耗较大，成本较高，企业应在适当时机扩大规模，减少设备损耗，以增加市场抗风险能力，用以提高企业的竞争能力、获取更高的经济效益。
本项目同国内外先进技术相比还存在一定的差距，待企业良好运行、资本积累后，应考虑引进先进技术进行改造，以提高产品质量、节能降耗、增强市场竞争力，使企业的经济效益大幅提高。
综合技术及经济效益两个方面的因素，本报告认为X市X生物科技有限公司200吨/年香料中间体项目是可行的，建议政府部门尽快备案，以促进该项目的早日实施。
第二章市场预测
2.1国内、外市场情况预测
2.1.1概述
3-甲基1,5环十五二酮是合成大环香料麝香酮和麝香烯酮的关键中间体，具有极高的市场价值，国际市场需求量巨大。
香紫苏内酯的是一种具有木香香气的的高级香料，广泛应用于日化、烟草、食品工业中。
香紫苏内酯是一种优良的烟草增香矫味剂。
在混合型卷烟中,可掩盖烟草的粗杂气,以改进和提高香味质量,赋予烟草愉快的特征香气,使卷烟更加柔和,醇绵入口,是有效的增香矫味剂。
同时香紫苏内酯还是一种食品调味剂，能够增大和提高食品的感官，已经广泛用于食品工业。
如可用在含有甜味佐料的食品中，作为调味剂，增加食品的嗅觉效果，在咖啡工业中加入少量香紫苏内酯，可以加重咖啡苦味，提高咖啡的提神效果应用范围。
香紫苏内酯除了本身可以直接作为香精香料使用外，同时也是名贵香料龙涎醚的生产关键中间体。
2.1.2香料国内外市场
香料工业是投资少、收效快、积累多、换汇高的行业。
近20多年来,国际香料香精贸易销售情况呈不断增长的趋势。
目前香料香精销售额在世界精细化工大行业中仅次于医药行业,居第二位。
香料香精工业与人们生活水平的提高,食品工业的发展密切相关。
从世界范围看,近年来,香料香精工业的增长速度一直高于其它工业的平均发展速度。
据报道,国际香料工业1970年的销售额约13亿美元,1990年增至5l亿美元,到2000年差不多翻了一番,达100亿美元,据美国《化工市场》报道,2003年世界香料和香精市场年销售为150多亿美元,预计国际市场香料（精）在今后十年每年的增长率为47%,到2008年底预计将超过200亿美元。
增长最快的地区是亚太地区,而中国由于目前人均消耗量偏低,今后十年将是世界上需求最旺盛的国家。
香料香精工业在中国是市场广、用量大的产业,因此称得上为朝阳工业。
中国具有得天独厚的天然香料资源,是世界上最大的天然香料生产国,具有原料成本低的优势,因此有着很大的发展空间和市场潜力。
2.2原料供应和价格预测
2.2.13-甲基-1,5环十五二酮原料预测
序号
主要原材料
及能源
产品消耗（t/t）
年用量
（t/a）
备注
单价（元/吨）
1
环十二酮
8.2
820
桶装，仓库堆存
12000
2
氢氧化钠
3.1
310
碳钢罐装
2600
3
氯丙烯
4.4
440
搪瓷灌装
500
4
正己烷
0.5
50
碳钢灌装
6800
5
高碘酸钠
4.0
400
袋装
200000
6
甲酸铵
3.1
310
袋装
23000
7
甲苯
1.3
130
碳钢灌装
6200
2.2.2香紫苏内酯原料预测
主要原材料用量表
序号
主要原材料
及能源
产品消耗（t/t）
年用量
（t/a）
备注
罐区最大储存量
1.
B-紫罗兰酮
3.66
366
标准桶
2.
氯乙酸乙酯
4.2
420
标准桶
3.
甲醇钠
1.83
183
袋
4.
氢氧化钠
1.46
146
袋
5.
氢气
113（瓶）
11300（瓶）
标准钢瓶
6.
氰乙酸
1.783
178
袋
7.
氢氧化钾
1.486
149
袋
第三章产品方案及生产规模
3.1产品方案及生产规模
本项目拟建香精生产线。
分别生产：
3-甲基-1,5环十五二酮100吨/年
香紫苏内酯100吨/年
3.2产品品种、规格、国家标准及拟建规模：
3.2.1产品品种：
主产品：
3-甲基-1,5环十五二酮和香紫苏内酯
3.2.3拟建规模
3-甲基-1,5环十五二酮100吨/年
香紫苏内酯100吨/年
第四章工艺技术方案
4.13-甲基-1,5环十五二酮工艺技术方案
4.1.1工艺概述
1、2000L反应釜中依次加入甲苯（500L）,CDDK（475Kg）,47%NaOH溶液（750Kg），四丁基溴化铵（8.8Kg），加热至80℃，搅拌1h后,降温,滴加甲基烯丙基氯（160Kg），滴加约60min，50℃控温搅拌5h后，再滴加甲基烯丙基氯（80Kg），30min滴加完，50℃搅拌5h，停止加热，冷却至40℃，加水（150Kg），室温搅拌30min静置分层，水层用460L甲苯萃取一次，有机层用20%HCl（100Kg）洗，400Kg水洗至中性，减压蒸馏，回收甲苯（900L）。
粗品精馏，回收CDDK（150Kg），MCDDK250Kg，釜底剩余100Kg
2、3000L釜中加入SIAl（120Kg），甲苯（640Kg），回流1h，分出水约20L，冷却至90℃，加入MCDDK（800Kg），升温至110-130℃并且保温19h，分出水61L，1400L石油醚搅拌0.5h，过加，滤液倒入饱和NaHCO3（100L）溶液搅拌30min，分层，有机层旋蒸，得到黄色油状物680Kg，回收石油醚1200L
3、MDIENE（680Kg）溶于正己烷（450Kg），加入5%Pd/C（68Kg），升温至45℃。
溶液（甲酸铵530Kg，乙醇450L，水450L）滴加入反应液，大约1h滴加完毕，45℃搅拌6h，停止反应。
冷却至室温，过滤，分层，水层用300L正己烷萃取，水洗至中性，旋蒸，得到红棕色粘稠状物，约612Kg。
4、3000L反应釜中依次加BCI340Kg，正己烷416L，四丁溴化铵0.5Kg，高碘酸钠680Kg，水66.6Kg，升温至65℃，保温搅拌1.5h，停止加热，过滤，50L正己烷洗滤，分层，水层100L正己烷萃取。
合并有机层，加22%KOH溶液416L，乙醇8.5L，搅65℃拌30min后分层，脱溶得到粗品316Kg，加1500L（乙醇：
水=4:
1）重结晶，得到白色固体180Kg
附表1:
废水中所含物质
步数
废水中所含物物质
备注
1
氢氧化钠（20-30%），氯化钠（8-10%）,微量甲苯，微量其他有机物，稀盐酸（15%），微量甲苯，
粘稠状废弃物：
聚合物
有固体碳酸氢钠
2
碳酸氢钠（8-10%），微量甲苯，石油醚及其他有机物
3
乙醇（20-30%），碳酸氢铵（25-30%），甲酸铵（10%），微量正己烷及其他有机物
4
碘酸钠（2%），氢氧化钾（20%）乙醇（2%），四丁基溴化铵（0.1%），微量正己烷及有机物
附表2:
中英文对照表：
英文名字
中文名字
CDDK
环十二酮
MCDDK
甲基烯丙基环十二酮
TBAB
四丁基溴化铵
MDIENE
甲基环十五烷二烯
BCI
甲基环十五烷烯
MCPD
甲基环十五二酮
甲基烯丙基环十二酮（MCDDK）：
CAS:
62599-49-9
分子结构式：
无色液体
密度：
0.860g/cm3
分子式：
C16H28O
沸点:
335°C（760毫米汞柱）
150°C~155°C（1毫米汞柱）
闪点:
139.5°C
毒性：
口服LD50=250mg/kg（大鼠）
甲基环十五烷二烯（MDIENE）：
CAS:
77146-09-9
分子结构式：
无色液体
密度：
0.902g/cm3
分子式：
C16H28
沸点:
100°C-105°C（1毫米汞柱）
闪点:
115°C
毒性：
口服LD50=0.5g/kg（大鼠）
甲基环十五烷烯（BCI）：
CAS:
21890-01-5
分子结构式：
无色液体
密度：
0.902g/cm3
分子式：
C16H26
沸点:
105°C-110°C（1毫米汞柱）
闪点:
120°C
毒性：
口服LD50=0.6g/kg（大鼠）
甲基环十五烷烯（MCPD）：
CAS:
21890-10-8
分子结构式：
白色晶体
分子式：
C16H28O2
熔点:
46°C
闪点:
120°C
毒性：
口服LD50=0.1g/kg（大鼠）
4.1.2工艺流程和分子式、工艺流程图
MCPD
工艺路线
工艺流程图
4.1.3消耗定额
第一步原料消耗表
序号
主要原材料
及能源
产品消耗（t/t）
年用量
（t/a）
备注
罐区最大储存量
1
环十二酮
8.2
820
桶装，仓库堆存
9t
2
氢氧化钠
3.1
310
袋装，仓库堆存
9t
3
甲苯
0.8
80
储存罐
5t
4
20%盐酸
1.7
170
桶装
1t
5
无水碳酸钠
0.12
12
袋装，仓库堆存
3t
6
氯丙烯
4.4
440
桶装
5t
7
四丁基溴化铵
0.15
15
25Kg装
0.5t
第二步原料消耗表
序号
主要原材料
及能源
产品消耗（t/t）
年用量
（t/a）
备注
罐区最大储存量
1
MCDDK
4.7
470
桶装
1t
2
酸性氧化铝
0.7
70
桶装
1t
3
甲苯
0.5
50
桶装
5t
4
石油醚
3
300
桶装
10t
5
碳酸氢钠溶液
2.5
250
配制
2t
第三步原料消耗表
序号
主要原材料
及能源
产品消耗（t/t）
年用量
（t/a）
备注
罐区最大储存量
1
MDIENE
4.0
400
桶装
1t
2
钯碳
0.2
20
袋装
0.5t
3
甲酸铵
3.1
310
袋装
3t
4
正己烷
1.1
110
桶装
5t
5
乙醇
3.2
320
桶装
5t
第四原料消耗表
序号
主要原材料
及能源
产品消耗（t/t）
年用量
（t/a）
备注
罐区最大储存量
1
BCI
2.0
20
桶装
1t
2
正己烷
1.0
100
桶装
5t
3
四丁基溴化铵
0.004
4
25Kg桶装
0.5t
4
氢氧化钾
0.55
55
袋装
1t
5
高碘酸钠
4.0
400
袋装
5t
6
乙醇
0.04
40
桶装
5t
4.1.4主要生产设备
该项目主要工艺设备见表4-1。
表4-1主要设备一览表
序号
设备名称
型号规格
配套数量
材质
备注
一
1
3000L合成釜
3000L
1台
碳钢衬搪瓷
2
精馏釜
3000L
1台
3
合成釜
1500L
2台
碳钢
4
处理釜
5000L
2台
搪瓷
5
静止储罐
1.2m×2m
10只
碳钢
6
化工离心泵
IH50-32-160
4
碳钢
7
转料泵
4
四氟
8
无油罗茨真空泵组
ZB100-50
9
水喷真空泵
PPR-180
10
板式过滤器
5m2
2
11
导热油泵
12
离心机
ＤＮ1200
8台
碳钢衬搪瓷
4.2香紫苏内酯工艺技术方案
1.4.2.1工艺概述
2）香紫苏内酯工艺技术方案
（1）工艺概述
1.将420kg紫罗兰酮与482kg氯乙酸乙酯加入3000L中。
在一直通有氮气的情况下将温度降到-15℃左右。
然后将210kg甲醇钠分批加入反应釜中。
保持温度在-20℃以下。
加完后，在-20℃反应20个小时。
在-10度下，将168kg/1320kg的氢氧化钠/甲醇溶液滴加到反应釜中。
加完后在-5℃时反应10小时。
反应完毕，将釜中物料转入6300L反应釜中，加入然后加入2400kg甲醇和78.7kg工艺水。
在常温下反应12小时。
将反应液离心过滤，滤液经薄膜蒸发回收甲醇，残余物溶于1284kg石油醚，石油醚层用100kg2%的磷酸洗涤1次，薄膜蒸发脱溶，得中体I（紫罗兰醛）440kg。
2.将1000L反应釜用氮气置换3次，然后依次加入2kg碳酸钾，400kg甲醇，4kg钯碳，200kg中体I，氢气置换3次，常温常压通氢反应12h。
反应完后，过滤回收钯碳,薄膜蒸发脱溶，得中体II（CETONAL）200.6kg。
3.在3000L反应釜中依次加入352.1kg吡啶，794kg甲苯，144kg氰基乙酸，28kg吗啉，300kg中体II和206kg甲苯。
加热至回流分水6小时（分出水，收集，用于第四步水解反应）。
反应完毕，降膜蒸发脱溶，得中体III（C16Nitrile）225kg。
4．在3000L反应釜中依次加入将109kg/109kg的氢氧化钾/水溶液（其中部分水来自第三步），1826kg乙醇，375kg中体III，加热回流7小时。
蒸馏回收乙醇后冷却至室温，用375kg石油醚萃取2次。
将192kg50%磷酸加入水相，PH1-3，冷却，过滤，母液用450kg石油醚萃取3次。
薄膜蒸发脱溶，得中体IV（C16Acid）389kg。
5．N2保护下，将52.4kg氯磺酸，562kg二氯甲烷加入1500L反应釜中，冷却至-40度，滴加225kg/338kg的中体IV/二氯甲烷溶液，7小时内加完。
将反应液转入装有180kg冰，500kg二氯甲烷的3000L釜中，分层，水层用100kg二氯甲烷萃取3次，合并二氯甲烷层，脱溶，得粗产品，粗产品用100kg石油醚重结晶，过滤得香紫苏内酯113kg。
附表1：
废弃物表
步数
废水中所含物物质
备注
1
碳酸氢钠（9%-10%），微量磷酸钠（<0.1%）,微量石油醚，微量聚合物
有固体碳酸氢钠
2
无废水
3
吡啶盐酸盐（~1%），吗啉盐酸盐（~1%）微量石油醚，微量甲苯，微量聚合物
4
氯化钾（15-20%），乙醇（15-20%），微量石油醚，微量聚合物
5
硫酸钠（10-15%），氯化钠（1-2%），微量二氯甲烷，微量聚合物
附表2中英文对照表：
英文名字
中文名字
b-Ionone
贝塔紫罗兰酮
Boronal
紫罗兰醛
Cetonal
二氢紫罗兰醛
CyanoC16,Nitrile-C16
碳十六腈
AcidC16
碳十六酸
紫罗兰醛（Boronal）
CAS:
3155-71-3
分子结构式：
无色液体
密度：
0.95g/cm3
分子式：
C14H22O
沸点:
100°C~103°C（10Pa）
闪点:
>100°C
毒性：
口服LD50>5g/kg（大鼠）
二氢紫罗兰醛（Cetonal）
CAS:
65405-84-7
分子结构式：
浅黄色液体
密度：
0.91g/cm3
分子式：
C14H24O
沸点:
105°C~110°C（10Pa）
闪点:
95°C
毒性：
口服LD50>5g/kg（大鼠）
碳十六腈（C16Nitrile）
CAS:
148700-16-7
分子结构式：
浅黄色液体
密度：
0.91g/cm3
分子式：
C14H24O
沸点:
135°C~140°C（10Pa）
闪点:
125°C
毒性：
口服LD50=0.3/kg（大鼠）
碳十六酸（C16Acid）
CAS:
84817-91-4
分子结构式：
浅黄色粘稠液体
密度：
0.91g/cm3
分子式：
C16H26O2
熔点:
42°C
沸点:
155°C~160°C（10Pa）
闪点:
>120°C
毒性：
口服LD50=0.6g/kg（大鼠）
4.2.2工艺流程和分子式、工艺流程
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