单双三羟技术改造项目可行性研究报告.docx

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单双三羟技术改造项目可行性研究报告

****化工有限责任公司

单双三羟技术改造项目

可行性研究报告

****工程设计有限公司

工程咨询资格证号：

工咨甲*******

二○一〇年十一月

****

1总论

1.1项目概况

1.1.1项目名称、承办单位及责任人

项目名称：

*******有限责任公司单双三羟技术改造项目

主办单位：

****化工有限责任公司

法人代表：

***

建设地点：

****化工有限责任公司厂区内

企业性质：

***企业

编制单位：

****工程设计有限公司

1.1.2企业概况

****化工有限责任公司（以下简称**公司）是**市大型民营企业之一。

公司位于**省**市**县清泉镇，紧靠京九铁路，南濒长江黄金水道，东邻沪蓉高速公路，西连“九省通衢”武汉，地理位置优越，交通十分便利，销售市场广阔。

公司现有固定资产*亿元，从业人员**余人，占地面积1**万平方米，具备年产****万吨合成氨、**万吨尿素、**万吨甲醇、**万吨甲醛、**万吨三羟甲基丙烷（TMP）、***吨双三羟甲基丙烷（D-TMP）、***吨甲酸钠的生产规模，是**地区唯一的尿素生产厂家和最大的化工原材料生产基地。

公司2009年销售收入*亿元，利税**多万元。

公司先后被**省委、省政府授予“**省工业先进企业”、“**工业百强企业”荣誉称号，公司多年连续被**市委、市政府、**县委、县政府评为“年度优秀企业”、“年度企业纳税大户”、“年度技术改造先进单位”、“年度安全生产先进单位”。

2006年荣获中质协颁发的《ISO9001-2000质量管理体系认证证书》。

2005-2010年，公司累计实施大小技改扩建项目150余项，扩改、扩建使**公司整体实力大大增强。

公司通过新建**万吨甲醇、**万吨甲醛装置，使公司产品结构由原来单一的尿素产品发展到目前集尿素、甲醇、甲醛、TMP、D-TMP、甲酸纳等为一体的多元化产品结构，公司的所有扩建改造项目全部实现当年立项、当年投资、当年竣工、当年投产、当年创效。

2005年与韩国三洋化学株式会社合资新建的TMP项目，年产1万吨三羟甲基丙烷（简称TMP），此产品为高附加值化工原料，用于生产高档醇酸树脂，具有广阔的市场前景。

2007年5月，公司双三羟甲基丙烷扩建项目正式投产，目前日产双三羟甲基丙烷0.5吨，月增效45万元。

此产品是生产丙烯酸单体/低聚物、合成润滑油、特种树脂及化学中间体、涂料树脂、PVC稳定剂及其他精细化学品的原料。

公司在加大生产改造的同时也注重环保工作，通过建立废水末端处理站，使公司所有废水排放集中处理，实现达标排放。

1.1.3项目提出的背景、投资的目的、意义和必要性

三羟甲基丙烷自从开车成功后，一直以单一的产品进行生产，作为一种高分子合成材料，随着三羟甲基丙烷的生产，伴随这很多高含附加值的副产品，因为一直没有回收的措施，导致随着重组分一起便宜外卖，浪费了很大的财富。

鉴于目前三羟甲基丙烷系统现状，决定投资约5000万元，对相关生产系统进行改造，通过开发重组分中的双三羟甲基丙烷，使产品的产业链得到延伸，丰富产业结果，从而增加产品效益，降低产品风险。

通过对原三羟甲基丙烷生产系统的部分改造，及新增加部分设备，使夹杂于重组分中的双三羟甲基丙烷得到有效回收，则每年可以生产双三羟甲基丙烷850吨。

工艺改进后，既丰富了三羟甲基丙烷的生产结构，又提高了企业的市场竞争力，使公司的三羟甲基丙烷及其副产品的开发，将走到中国前列。

1.1.4可行性研究报告的编制依据、指导思想和原则

根据财政部、国家计委、国家经贸委、科技部关于印发《产业技术研究与开发资金管理办法》的相关要求进行编写。

结合****化工股份有限公司实际情况，对单双三羟甲基丙烷生产装置进行技术改造，以提高装置的经济效益，满足国内外市场需求。

严格贯彻国家对环保、消防、劳动安全等规范的要求，对项目排放的“三废”进行妥善处理，做到“三废”达标排放。

并做到“三同时”，使环保效益，生产效益和经济效益同步增长。

1.1.5研究范围

本可行性研究报告的范围包括：

1、项目建设的意义和必要性；

2、生产装置节能改造工程工艺技术方案；

3、与改造方案相适应的配套设施；

4、节能计算；

5、项目的环境保护、劳动安全和卫生评估；

6、投资估算与技术经济评价。

1.2研究结论

1.2.1研究的简要综合结论

通过各方面分析，本可行性研究报告认为：

1、本项目的建设符合国家产业政策、节能政策和国家“十一五”发展规划。

2、项目建设单位具备良好的基础条件和外部环境，本项目可依托公司现有资源，结合生产现状，进行节能改造。

3、本项目拟采用的节能技术先进适用、成熟可靠、经济合理。

4、由财务评价指标看出：

本项目财务内部收益率高于基准收益率，投资回收期短，有较好的盈利能力和较强的抗风险能力，符合公司发展要求，对增强企业核心竞争力，提高经济效益有着积极的意义。

因此，项目的实施是必要的和必需的。

1.2.2主要问题与建议

本项目实施后，每年可增产三羟甲基丙烷3000吨，双三羟甲基丙烷700吨，产生效益巨大。

表1-1主要技术经济指标

序号

项目名称

单位

数量

备注

改造后

改造前

一

设计规模（提高含量）

TMP

t/a

双三羟

t/a

二

生产方案

三

年操作日

天

四

主要辅助原料

1

正丁醛

t/t

2

甲醛

t/t

3

烧碱

t/t

五

公用动力消耗

1

供水

（1）

一次水

t/t

（2）

软水（脱盐水）

t/t

2

用电负荷

kWh

七

新增运输量

1

TMP

t/a

2

双三羟

t/a

八

工程总资金

万元

1

固定资产投资

万元

（1）

建设投资

万元

（2）

建设期利息

万元

2

流动资金

万元

九

年经济效益收入

万元

十

成本和费用

1

年均总成本费用

万元

2

年均经营成本

万元

十一

年均利润总额

万元

十二

财务评价指标

1

投资利税率

%

平均年

2

总投资收益率

%

平均年

3

投资回收期（含建设期）

年

税前

年

税后

4

全投资财务内部收益率

%

税前

%

税后

5

全投资财务净现值（i=10%）

万元

税前

万元

税后

2市场预测分析

2.1产品市场分析

2.1.1产品用途

三羟甲基丙烷分子上有3个典型的羟甲基，因而具有类似于甘油的多元醇性质，可与有机酸反应生成单酯或多酯，与醛、酮反应生成缩醛、缩酮，与二异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯等，是一种用途广泛的有机化工原料和化工产品，主要用于醇酸树脂、聚氨酯、不饱和树脂、聚酯树脂、涂料等领域，也可用于合成航空润滑油、增塑剂、表面活性剂、湿润剂、炸药、印刷油墨等，还可直接用作纺织助剂和PVC树脂的热稳定剂等；双三羟甲基丙烷是生产丙烯酸单体/低聚物、合成润滑油、特种树脂及化学中间体、涂料树脂、PVC稳定剂及其他精细化学品的原料，具有广阔的市场前景。

2.1.2国际及国内市场需求预测

2005年世界三羟甲基丙烷消费量超过16万吨，供需基本平衡或略有缺口，其中美国需求量为4万吨左右，2015年预计达到6万吨左右，其年均增幅4％；西欧消费量约5万吨，2015年预计达到7万吨左右，其年均增幅3％，亚洲地区是世界三羟甲基丙烷的主要进口地区。

 在我国，TMP主要用作合成高档醇酸树脂漆的原料，其消费量约占国内TMP总消费量的85％。

在该应用领域中，TMP又主要用作生产汽车用高档油漆。

全国各地大型油漆生产厂有几十家，其中大部分生产厂家都使用TMP为原料，以提高产品的质量和使用寿命。

另外，由于TMP与合成甘油具有相似的性质，因而在某些应用领域中可代替甘油使用，随着我国汽车工业、家电行业（如电冰箱、洗衣机、非机动车等）消费档次的提高和船舶、交通业的发展，对高档涂料的需求量将大幅度增加，相应对TMP的需求量也将有较大的发展。

  TMP在我国的另一个重要消费领域是用作增塑剂。

2010年我国聚氯乙烯的产量约为1100万吨／年，对增塑剂的需求量约为300万吨／年，消耗TMP约2.5万吨／年。

考虑到在合成纤维、醋酸纤维、皮革化工以及油漆等方面的需求，再加上TMP在代替异癸醇生产高级增塑剂邻苯二甲酸二异癸酯以及用作合成不饱和聚酪高分子增塑剂的需求量，对TMP的需求量还有很大提升空间。

加上TMP在其他方面的用量，预计到2015年，我国各个行业对TMP的总需求量将达到约11万吨，与2005年TMP消耗量3.4万吨相比，年均增幅12.5%。

由此可见，发展前景十分宽阔。

2.2补充意见

随着经济不断增长，人民生活水平提高，做为高附加值化工原料，TMP和D-TMP不论国际市场还是国内市场都有较大发展空间。

国内化工原料价格不断上涨，本可研报告产品价格TMP按16000元/吨，D-TMP按35000元/吨计算。

3产品方案及生产规模

3.1生产规模

3.1.1生产规模确定原则

根据三羟甲基丙烷的生产状况，结合当前双三羟技术的开发程度，充分利用工厂现有设施和技术力量进行项目改造。

3.1.2装置规模

三羟甲基丙烷年产量达到13000吨，每年增产3000吨。

双三羟甲基丙烷年产量达到850吨，每年增产700吨。

3.2产品方案及规格

产品方案见表3-1。

表3-1技改后装置规模一览表

序号

产品

规模，t/a

1

三羟甲基丙烷

13000

2

双三羟甲基丙烷

850

三羟甲基丙烷产品规格见表3-2。

（参考标准：

Q/320281NUU03-2010《工业用三羟甲基丙烷》，优等品）

表3-2三羟甲基丙烷产品规格

序号

名称

单位

指标

1

外观

白色片状结晶

2

三羟甲基丙烷

wt%

≥99.5

3

羟基值（重量）

wt%

≥37.5

4

水分

wt%

≤0.05

5

酸（以甲酸计）

wt%

≤0.001

6

结晶点

℃

≥59

7

灼烧残渣

wt%

≤0.002

8

色度

Hazen单位（铂－钴色号）

≤15

双三羟甲基丙烷产品规格见表3-3。

表3-3双三羟甲基丙烷产品规格

序号

名称

单位

指标

1

外观

白色或微带色晶体

2

双三羟甲基丙烷

wt%

≥95

3

羟基值

mgKOH/g

870~910

4

结晶点

℃

≥106

4双三羟甲基丙烷工艺技术方案

4.1技术改造原则

根据国家提出的有关资源综合利用的方针，结合****化工有限责任公司生产的实际情况及有机多元醇制造业的有关标准，实行高品质发展。

新装置则在现有老系统的附近位置进行更新改造，减少了土地占用量，也降低了造价。

充分利用工厂现有设施和技术力量，采用先进，适用，成熟的技术，对企业现有的装置进行改造，以达到提高产品质量的目的，改善企业经济效益。

4.2工艺技术选择

4.2.1国内技术概况

双三羟甲基丙烷合成技术国内目前暂时处于技术薄弱的阶段，国内只有很少厂家有能力生产低等品质的双三羟甲基丙烷，而且生产技术大多依赖进口。

我公司采用自主研发的精馏结晶相结合的回收技术，属于国际上比较先进的工艺技术。

4.2.2当前生产情况以及改造依据

2009年双三羟甲基丙烷平均产量为0.5吨/天，TMP平均产量为31.5吨/天。

经过实验探索我们将采用改变双三羟甲基丙烷的生产工艺，以减少甚至不再需要母液的循环过程，此过程可以使三羟甲基丙烷主装置提产14%，而且三羟甲基丙烷装置在设计时萃取及精馏系统均留有一定的设计裕量，以上两点为三羟甲基丙烷的提产提供了工艺基础。

通过实验及理论计算可以推断，对缩合配比进行调整可以提高缩合的浓度，可以进一步提高装置的处理能力，从而达到减轻蒸发装置压力的目的，经过改造后三羟甲基丙烷的产能将从目前的31.5吨/天提高到38吨/天以上，这一数据与计算值以及实验结果非常吻合。

三羟甲基丙烷提产后双三羟甲基丙烷将采用三羟甲基丙烷装置在设计时萃取及精馏系统留有的设计裕量，回收塔底部的物料作为原料生产。

实验证明降低钠离子含量并配合沉降分离、水解等单元操作手段后就可以生产出高于95%含量的双三羟甲基丙烷，产品规格完全可以满足市场的要求，原料的有效利用率可以从以前的60%提高到100%，产量可以达到2.5吨/天。

4.2.3改造内容

1、建立一套能力为0.2吨/小时双三羟甲基丙烷熔料干燥及结片生产装置，提升双三羟甲基丙烷的干燥能力。

2、将TW602精馏塔改造为闪蒸塔，通过闪蒸回收的方法来最大限度回收三羟甲基丙烷并减少物料高温停留时间，保证双三羟甲基丙烷生产有充足的原料，主体消耗受影响程度不超过3%。

3、对冷冻水系统进行扩能及水资源分配方面的改造，将氨冷器的进出口管道从φ159*5增大到φ219*6，减小系统的阻力，增大水流量以满足双三羟甲基丙烷扩建后对冷冻水的需求。

4、对双三羟甲基丙烷过滤系统进行扩能改造，将过滤能力提高一倍。

5、对三羟甲基丙烷结片系统进行改造，增加冷凝装置和更换一条新钢带，以满足提产后三羟甲基丙烷结片的要求。

4.3工艺流程和定额消耗

4.3.1装置规模和年操作时数

双三羟甲基丙烷改造后装置生产能力**吨/日，每年工作**小时，年生产能力**吨。

4.3.2工艺流程

此技术为集团内部保密技术，流程方框图简图4-1

图4-1双三羟甲基丙烷工艺流程方框图

4.4原料规格

原料正丁醛规格见表4-1。

表4-1原料正丁醛规格

序号

名称

单位

指标

1

含量（C4H8O）

%

≥99.0

2

相对密度（20℃/20℃）

0.817

3

溶解度（25℃）

1:

27溶于水

4

折光指数（20℃）

1.384

5

酸值

mgKOH/g

≤0.5

6

含酸量（以丁酸计）

wt%

≤0.5

7

沸程:

78-79℃时馏出量

Wt%

≥95.0

原料甲醛规格见表4-2。

（参考标准：

GB/T9009-1998《工业甲醛溶液》，优等品）

表4-2原料甲醛规格

序号

名称

单位

指标

1

密度

g/ml

1.075~1.114

2

甲醛含量

%

37.0~37.4

3

酸度（以甲酸计）

%

0.02

4

色度

Hazen单位（铂－钴色号）

≤10

5

铁含量

%

≤0.0001

6

氯含量

%

≤0.002

7

重金属（Pb）

%

≤0.0005

8

硫酸盐金属

%

≤0.001

9

甲醇含量

%

≤1

10

外观

无色透明

11

残渣

%

≤0.01

原料氢氧化钠规格见表4-3。

（参考标准：

GB209-2006《工业用氢氧化钠》，优等品）

表4-3原料氢氧化钠规格

序号

项目

单位

指标

1

氢氧化钠

%

≥48

2

碳酸钠

%

≤0.4

3

氯化钠

%

≤0.004

4

三氧化二铁

%

≤0.0003

5

氯化钙

%

≤0.001

6

氧化钙

%

≤0.0001

7

三氧化二铝

%

≤0.0004

8

二氧化硅

%

≤0.0015

9

硫酸盐（以硫酸钠计）

%

≤0.001

原料甲酸规格见表4-4。

（参考标准：

GB/T2093-1993《工业甲酸》，一等品）

表44原料甲酸规格

序号

名称

单位

指标

1

外观

无色透明，无悬浮物

4

色度

Hazen单位（铂－钴色号）

≤20

5

稀释实验

（酸+水=1+3）

合格

6

氯化物（Cl计）

%

≤0.005%

7

硫酸盐（SO2计）

%

≤0.002%

8

铁（Fe计）

%

≤0.0005%

9

蒸发残渣

%

≤0.020%

4.5主要原、辅材料及公用工程消耗消耗

表4-5双三羟甲基丙烷消耗表

序号

名称

单位

单耗

1

正丁醛（99%）

t

0.625

2

甲醛（37%）

t

2.172

3

烧碱（48%）

t

0.785

4

水

t

11.5

5

电

kWh

800

7

蒸汽（0.5MPa）

t

6.5

8

萃取剂

kg

20

表4-6三羟甲基丙烷消耗表

序号

名称

单位

单耗

1

正丁醛（99%）

t

0.625

2

甲醛（37%）

t

2.172

3

烧碱（48%）

t

0.785

4

水

t

11.5

5

电

kWh

800

4.6主要设备

表4-7改造工程静设备一览表

序号

设备名称

代号

数量（台）

压力

温度（℃）

主要材质

容积（m3）

1

储槽

T801A

1

常压

120

STS304

12

2

储槽

T801B

1

常压

120

STS304

12

3

水解釜

T802

1

常压

90

STS304

10

4

结晶罐

CR806A

1

常压

90

CS+G/L

8

5

结晶罐

CR806B

1

常压

90

CS+G/L

8

6

结晶罐

CR806C

1

常压

90

CS+G/L

8

7

结晶罐

CR806D

1

常压

90

CS+G/L

8

8

软水槽

T804

1

常压

30

STS304

5

9

沉降槽

T803A

1

常压

30

STS304

15

10

沉降槽

T803B

1

常压

30

STS304

15

11

沉降槽

T803C

1

常压

30

STS304

15

12

中转槽

T808

1

常压

30

STS304

1.5

13

中转槽

T809

1

常压

30

STS304

1.5

14

洗水槽

T805

1

常压

30

STS304

20

15

精馏塔

TW703B

1

真空

240

STS304

5

16

板冷

E101

1

常压

90

CS+G/L

1.5

表4-8改造工程动设备一览表

序号

代号

设备

名称

数量

（台）

温度

℃

材质

流量m3/h

扬程（m）

备注

1

A-803A/B

搅拌

2

30

304

2

A-803C/D

搅拌

2

30

304

3

A-801A/B

搅拌

2

30

304

4

A-803A/B

搅拌

2

30

304

5

P801A/B

入料泵

2

135

304

6

P804A/B

软水泵

2

90

304

7

P802A/B

入料泵

2

135

304

8

A803C

搅拌

1

30

304

9

P803A/B

母液泵

2

30

304

10

CF809

板框过滤机

2

30

304

11

P703A/B

循环泵

2

230

304

12

P704A/B

热水泵

2

90

304

表4-9其他设备表

工段

名称

规格型号

数量

备注

TMP

无缝碳钢管

TMP

冷冻水接管

φ57×3

TMP

碳钢法兰

TMP

阀门

D-TMP

离心机

D-TMP

钢带

D-TMP

蒸汽冷凝器

D-TMP

结片机

D-TMP

真空泵

D-TMP

阀门

D-TMP

法兰

D-TMP

板框过滤机

D-TMP

管道

D-TMP

包装料斗

D-TMP

型材

4.7自动控制

4.7.1概述

由于本项目界区内生产装置均为新建，因此，在不过多增加投资的基础上，尽量使本工程的自控技术达到在同行业的先进水平。

即各个需控制的装置及主要设备，均采用集中控制信号引入到中央控制室的集散控制系统（DCS），统一在DCS中控制、指示及监视。

联锁信号及紧急停车信号引入中央控制室的可编程序控制器系统（PLC）中，进行联锁及停车逻辑处理。

4.7.2仪表类型的确定

在整个生产过程中，需要经常观察和实时测量的工艺参数，将在控制室内通过控制者采用变送器并进行监视，其余一般不经常观察或不太重要的工艺参数，将采用就地测量仪表。

电动变送器采用二线制。

4.7.3电气、仪表明细

表4-10电气、仪表明细表

工段

名称

规格型号

数量

备注

TMP

压力表

TMP

电缆

DI-TMP

吨称

DI-TMP

热电偶

DI-TMP

调速器

DI-TMP

显示器

DI-TMP

压力表

DI-TMP

电缆

4.7.4土建明细

表4-11土建明细表

名称

建筑尺寸

工作量

单位

单位造价

备注

泵基础

1500×600×800

贮槽基础

4200×1500

料斗基础

5主要原材料、辅助材料及公用工程供应

5.1主要原材料、辅助材料规格、年需用量

5.1.1主要原材料、辅助材料规格

原料正丁醛规格见表5-1。

表5-1原料正丁醛规格

序号

名称

单位

指标

1

含量（C4H8O）

%

≥99.0

2

相对密度（20℃/20℃）

0.817

3

溶解度（25℃）

1:

27溶于水

4

折光指数（20℃）

1.384

5

酸值

mgKOH/g

≤0.5

6

含酸量（以丁酸计）

wt%

≤0.5

7

沸程:

78-79℃时馏出量

Wt%

≥95.0

原料甲醛规格见表5-2。

（参考标准：

GB/T9009-1998《工业甲醛溶液》，优等品）

表5-2原料甲醛规格

序号

名称

单位

指标

1

密度

g/ml

1.075~1.114

2

甲醛含量

%

37.0~37.4

3

酸度（以甲酸计）

%

0.02

4

色度

Hazen单位（铂