环氧丙烷可行性研究报告1修改稿.docx
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环氧丙烷可行性研究报告1修改稿
第一章总论
1.1设计依据、原则及标准
1.1.1设计依据
（1）2013年“三井化学杯”大学生化工设计大赛参赛指导书；
（2）《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国劳动安全法》等相关的国家法律、法规。
（3）《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》（2005年版）及有关专业国家标准。
（4）化工、机械、环保的等方面相关国家及行业标准。
1.1.2设计原则
（1）项目建设遵守国家的各项政策、法规和法令，符合国家的产业政策、投资方向及行业和地区的规划，贯彻有关部门的颁发标准和规范合理安排建设周期，严格控制工程建设项目的生产规模和投资；
（2）采用成熟而先进可靠的工艺生产技术，确保操作运行稳定、能耗低、三废排放少、产品质量好；
（3）在保证工艺生产安全、可靠的前提下，尽可能利用国产化的设备、材料，并控制投资在合理范围内；
（4）重视环境保护、安全和工业卫生，设计中选用清洁生产工艺，三废治理、消防、安全、劳动保护措施必须与主体装置同时设计、同时建设、同时投运，污染物的排放必须达到规定的指标，并保证工厂安全运行和操作人员的健康不受损害；
（5）产品生产和质量指标符合国家及地方颁发的各项相关标准；
（6）坚持“社会经济效益、环保效益和企业经济效益并重”的原则，按照国民经济和社会发展的长远规划，行业、地区的发展规划，在项目调查、选择中对项目进行详细全面的论证；
（7）充分依托宁夏银川市现有条件和发展形势，有效地控制工程总投资，加快建设进度，降低产品的生产成本，以使本项目达到较好的经济效益。
1.1.3设计标准
本可行性分析报告按照化工部2005年修订版《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》及有关专业的国家标准和行业标准编制。
1.2项目概述
1.2.1项目名称
年产30万吨环氧丙烷生产工艺项目
1.2.2项目概况
环氧丙烷（PO），化学式：
C3H6O，是一种无色，低沸点、高反应活性的液体，是重要的化工中间体之一，尤其在聚氨酯工业和溶剂工业中应用最为广泛，是生产聚醚的主要原料。
具有极性的三元环氧结构使得它在反应中可与许多种物质发生开环反应。
从二十世纪五十年代初期开始，它就逐渐成为化工工业的重要组成部分。
目前，全世界环氧丙烷的产量是5500万吨，环氧丙烷的消费量超过了GDP的增长速度。
国内氯醇法制备环氧丙烷生产能力之所以没有更大的突破，关键在于其工艺产生的废水、废渣问题不适应环保方面越来越严格的要求。
传统氯醇法的环保问题已成为制约环氧丙烷工业发展的首要因素。
1.3研究的范围和过程
1.3.1研究范围
宁夏大学“宁之化”设计团队进行以丙烯为主要原料生产环氧丙烷的工程设计。
目前已进行了较为深入的可行性研究，研究工作范围包括：
产品的市场需求、产品规模及方案、工艺路线及设备选择、自动化控制方案、原料辅助材料及动力供应、建厂条件、公用工程及辅助设施、节能节水减排措施、“三废”处理及环境保护措施、安全消防及劳动保护措施、企业组织及定员、项目实施规划、投资估算及资金来源、产品成本及经济效益等方面进行研究。
在研究的基础上对项目的建设做出评价结论，为审批该项目提供决策依据。
1.3.2研究过程
宁之化团队通过全面搜集相关资料，在此基础上对拟建项目进行深入的分析研究，综合考虑国家技术规定、项目的市场需求、生产规模、工艺路线、设备设计选型、厂址选择、车间布置、财务评价和经济分析等内容，对设计项目的建设生产和经营进行设计规划和不确定性分析，发现问题，提出项目建设的建议，生成客观的研究报告。
1.3.3项目规模
本装置的产品为环氧丙烷。
生产规模为30万吨/年，年操作时间为8000小时。
综合考虑国家政策规定，总厂一期建设规模，碳四馏分的合理利用，形成规模，效益成本，丁二烯和丙烯的市场需求，建设现状，发展趋势等确定本分厂生产规模。
选择16.24万吨/年丁二烯、13.84万吨/年丙烯作为本项目的生产规模，考虑总厂后期建设及发展规划和市场需求，调整丁二烯和丙烯的总产量及产量比，有较强的市场灵活性。
1.3.4主要技术经济指标
表1环氧丙烷装置主要技术经济指标表
序号
指标名称
单位
数量
备注
一
原料
1
丙烯（99.62mol%）
万吨/年
22.98
2
双氧水（100％）
万吨/年
20.49
原料采用70％水溶液，实耗29.27万吨/年
3
甲醇
万吨/年
0.69
二
化学品、催化剂
1
氢气
吨/年
870
min.99.4%（vol）
2
水合肼（100％）
吨/年
240
55%（wt），实耗437吨/年
3
氢氧化钠（100％）
吨/年
75
19-21%（wt），实耗395吨/年
4
硫酸（100％）
吨/年
2700
74-76%（wt），实耗3649吨/年
5
氨水（100％）
吨/年
300
min.99.7%（wt）
6
离子交换树脂（强酸）
吨/年
25.2
固体
7
TiSi催化剂
吨/年
84
固体
8
氢化催化剂
吨/年
7.5
固体
三
产品及副产品
1
环氧丙烷
万吨/年
30
四
公用工程
1
中压蒸汽（>2.0MPaG）
t/h
131.25
最大150
2
循环水
t/h
12375
最大14250
3
工业水
t/h
50
4
冷冻水
t/h
675
最大800
5
脱盐水
t/h
6
最大15
6
氮气
Nm3/h
8250
最大17250
7
仪表空气
Nm3/h
300
最大500
8
压缩空气
Nm3/h
最大1000
9
电
kW
12375
9900万度/年
10
蒸汽凝液
t/h
-131.25
最大-150
五
定员
人
35
四班三运转
六
占地
公顷
6.5625
375mx175m
七
三废
1
废水
1.1
生产污水
t/h
30.789
最大34.5t/h
2
废气
2.1
含氧废气
kg/h
29
最大90t/h（事故状态）
含氢废气
kg/h
90
最大844kg/h（事故状态）
3
废渣
3.1
废催化剂TS-1
t/2年
168
3.2
废氢化催化剂
m3/4年
54
3.3
废离子交换树脂
t/年
25.2
八
单位综合能耗
MJ/t产品
21812.2
九
工程费用
万元
其中外汇
万美元
1.4结论与建议
（1）本项目的主要产品环氧丙烷直供公司下游装置聚氨酯事业部的聚醚装置，用量是有保证的。
（2）本装置的工艺生产技术过氧化氢直接氧化法，是世界先进水平的新工艺技术，具有较强的竞争力。
（3）本装置采用的工艺技术先进，物料循环回收利用率高，污染物排放少。
装置的环保和节能措施落实，劳动安全卫生措施完善，装置建成后对周围地区的环境状况影响小。
（4）本项目所采用的工艺技术目前在世界上并没有同等规模的装置投产运行，只在韩国有一套10万吨/年HPPO的工业化装置。
因此该技术在工业化的成熟度上还有待完善。
（5）本项目所采用的工艺技术由赢创/伍德公司提供，他们出售该工艺技术的基础是必须采购赢创公司独资的双氧水装置生产的双氧水为原料。
并且该技术必须采用70％浓度的双氧水，在市场上也很难采购到，如此高浓度的双氧水在运输、储存上都有很大的风险。
这对本项目的原料采购提出了限制。
综上所述，建设某公司30万吨/年HPPO装置，政策上允许、战略上支持、技术上成熟可靠、内部收益率高于行业基准值，具有一定的抗风险能力，各方面配套条件均比较完备齐全，因此，建设本项目是必要的、可行的。
第二章市场分析及预测
2.1市场分析
2.1.1产品品种和用途
环氧丙烷（PO），又名甲基环氧乙烷或氧化丙烯，是一种无色、具有醚类气味的低沸、易燃液体，有毒，对人体有刺激性。
凝固点-112.13℃，沸点34.24℃，相对密度（d04）0.859。
与水部分混溶，与乙醇、乙醚混溶，并与二氯甲烷、戊烷、戊烯、环戊烷、环戊烯等形成二元共沸物。
环氧丙烷为低沸、易燃液体，其蒸汽在空气中能自燃或爆炸，应按有毒危险品规定贮运。
环氧丙烷可装于干燥、清洁和密封性好的镀锌铁桶内，每桶净重150Kg，或采用专用槽车运输。
环氧丙烷应贮存于25℃以下的阴凉、通风、干燥处，不得于日光下直接曝晒并隔绝火源。
环氧丙烷是除了聚丙烯、丙烯腈以外的第三大丙烯衍生物，是重要的基本有机化工原料。
环氧丙烷主要用于聚醚多元醇的生产，其次是用于非离子表面活性剂、碳酸丙烯酯和丙二醇的生产。
另外，在丙二醇醚、羟丙基甲基纤维素、改性淀粉、丙烯酸羟丙酯以及其它方面有所应用。
环氧丙烷的衍生物产品有近百种，是精细化工产品的重要原料，广泛应用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。
2.1.2国外市场供需分析与预测
（1）世界环氧丙烷生产现状
2008年世界环氧丙烷生产能力为780.8万吨/年，产量为679.3万吨，开工率为87%，消费量为675.9万吨，西欧、北美和亚洲是世界环氧丙烷主要生产和消费地区。
国外环氧丙烷产业集中度很高，美国Dow化学公司和Lyondell公司是世界上最大的生产商，控制了世界环氧丙烷的大部分市场。
Dow化学公司分别在美国、德国、巴西等地建有生产装置，均采用氯醇法技术。
Lyondell公司分别在美国、法国、荷兰等地建有生产装置，采用共氧化法技术。
目前，世界采用氯醇法路线的环氧丙烷产能占总产能的40%～45%，共氧化法产能占55%～60%。
2008年世界环氧丙烷主要生产企业及其生产能力见表1.1.1-1。
表1.1.1-1国外PO主要生产厂家及生产能力万吨/年
公 司
生产装置地址
生产能力
DOW
美国德州Freeport
72.5
美国路易斯安那州Plaquemine
33.0
德国Stade
63.0
巴西Aratu
25.0
Bayer/Lyondell
美国德州Bayport
60.0
荷兰Maasvlakte
28.5
Lyondell
荷兰Botlek
24.5
法国Fos
22.0
美国德州Channelview
55.0
Repsolype
西班牙Puertollano
12.0
西班牙Tarragona
20.0
Shell
荷兰Moerdijk
21.0
SKC
韩国Ulsan
27.0
住友化学
日本市原
20.0
日本德山
日本Tokuyama
8.0
日本Nihonoxirane
日本Sodegaura
18.0
英力士烯烃
德国Cologne
21.0
Humstman
美国德州Portneches
24.0
Ellbaeastern
新加坡Seraya
25.0
Ellba
荷兰Moerdijk
25.0
Basf
德国路德维希港
125
比利时Antwerp
30.0
AsahiGlass
日本鹿岛
11.0
其 他
33.0
合 计
691.0
近年来，由于亚洲市场的需求剧增，拉动了世界环氧丙烷需求强劲增长，进而推动了环氧丙烷新增产能快速上升。
2009年上半年，BASF/Dow化学公司位于比利时安特卫普的30万吨/年过氧化氢直接氧化生产环氧丙烷装置和日本住友公司与沙特合资的采用住友公司异丙苯氧化法20万吨/年环氧丙烷装置相继投产。
另外，Lyondell公司与中石化镇海炼化在我国浙江建设的28.5万吨/年共氧化法环氧丙烷项目也于2010年6月试车成功；Dow化学公司与SiamCement集团也计划于2011年投产39万吨/年的环氧丙烷装置，2009~2013年还将有几个环氧丙烷项目计划在我国实施。
预计到2013年，世界环氧丙烷生产能力将达到990万吨/年。
由于除日本之外的亚洲地区环氧丙烷下游产品年消费增长率一直保持近两位数增长，许多企业计划在亚洲新建或扩建环氧丙烷生产装置，大部分新增产能将集中在这一地区，预计除日本之外的亚洲其他地区新增产能将占新增总产能的60%左右。
国际上PO主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇以及醇醚等精细化工产品。
据统计，PO用于这些产品的消费结构10年来变化不大。
其中聚醚多元醇消耗PO的量最多，其次是丙二醇,醇醚位居第三位,其具体分布见表1.1.1-2所示。
表1.1.1-2世界PO的消费结构%
项 目
2000年
2003年
2005年
2008年
聚醚多元醇
64.9
64
63.6
63
丙二醇
20.1
21.3
21
22.1
醇醚
5
5.2
5.3
5.5
二/三丙二醇
1.1
1.3
1.4
1.5
其他
8.9
8.2
8.7
7.9
合 计
100
100
100
100
图1.1.1-1世界主要地区环氧丙烷消费情况万吨/年
（2）世界市场需求现状及预测
2008年世界环氧丙烷消费量为675.9万吨。
西欧、北美和亚洲是世界环氧丙烷主要消费地区，消费量分别占29.3%、29.1%和35.3%。
北美是最大的净出口地区，西欧是最大的净进口地区。
世界环氧丙烷主要用于聚醚多元醇、丙二醇和丙二醇醚等的生产。
2008年用于聚醚多元醇生产的约占18.2%，用于丙二醇醚的环氧丙烷约占5.9%。
2008年世界各地区环氧丙烷供需状况见表1.1.1-3。
表1.1.1-32008年世界各地区环氧丙烷供需状况万吨/年
地区
产能
产量
进口量
出口量
消费量
非洲
0
0
0.2
0
0.2
亚洲
249.7
195.3
39.7
36.9
198.1
中东欧
25.2
17
2.4
1
18.4
中东
0
0
0
0
0
北美
241.9
216.1
8.3
27.9
196.5
大洋洲
0
0
0.6
0
0.6
中南美
23.5
21
5.1
2.4
23.7
西欧
240.5
226.5
73.7
61.8
238.4
合计
780.8
675.9
130
130
675.9
近几年世界环氧丙烷需求呈现强劲增长，2001~2008年，全球环氧丙烷年均消费增长率达到5%。
其中，以我国和印度为首的亚太地区是环氧丙烷产能和消费增长最快的地区。
预计未来5年，以中国和印度为代表的亚洲地区需求增长将最为迅速，年均增长11.6%，北美和西欧增长缓慢，年均增长率分别为3.3%和3.7%。
世界环氧丙烷需求增长的主要动力将来自于聚氨酯行业对聚醚多元醇的需求增长。
预计到2013年，世界环氧丙烷生产能力990万吨/年，需求量将达到915万t，2008~2013年需求年均增长率6.2%，高于同期产能增长率1.3%。
预计2018年，生产能力将达到1160万吨/年，需求量为1054万t。
长期来看，全球范围内环氧丙烷市场前景依然乐观。
2.1.3国内市场供需分析与预测
（1）供需现状分析
上世纪60～70年代,国内已有PO生产企业10余家，规模都很小，总产能不到2万吨/年，直到1985年上海高桥化工厂才建成全国第一套国产化万吨级PO生产装置。
1988年后国内又相继引进日本和美国陶氏化学的技术，以及中石化消化吸收引进的技术建成的几套PO装置。
以后随着中海壳牌25万吨/年乙苯共氧化法、山东石大胜华4万吨/年、天津大沽6万吨/年扩建和山东东大3万吨/年装置的投产，截至2007年我国PO产能已增至90.5万吨/年。
2007年产量已超过75万吨。
目前有20多家生产企业，总生产能力超过119万吨/年，其中生产能力在1万吨/年以上的企业17家。
我国现有PO生产装置除中海壳牌采用共氧化法外，其余均采用氯醇化法。
氯醇化法又分为DOW化学的氯醇化、三井东亚的氯醇化和旭硝子的氯醇化，以及国内自行开发的氯醇化工艺。
国内现有PO主要生产厂家及生产能力见表1.1.1-4所示。
表1.1.1-4主要生产厂家及生产能力万吨/年
公司名称
生产装置地址
生产能力
镇海炼化与Lyondell合资
浙江宁波
28.5
中海壳牌
广州惠州
25.0
山东滨化
山东滨州
18.0
天津大沽
天津
15.0
锦化化工
辽宁葫芦岛
13.0
上海高桥
上海
8.0
山东金岭
山东东营
8.0
南京金浦锦湖
江苏南京
8.0
山东东大
山东淄博
6.0
山东东辰
山东东营
5.0
钟山石化
江苏南京
4.0
沈阳金碧蓝
辽宁沈阳
4.0
福建湄洲湾
福建泉州
4.0
石大胜华
山东东营
4.0
浙江太平洋
浙江宁波
2.0
九江化工
江西九江
2.0
巴陵石化
湖南岳阳
1.0
合 计
155.5
近几年，国内环氧丙烷大量扩建、新建，今后一段时期仍将是产能集中投产的高峰。
山东、江苏、浙江是今后国内产能增长的主要地区。
南京金浦锦湖公司计划在南京化学工业园区扩建环氧丙烷一体化装置，新增10万吨/年环氧丙烷产能；山东东大化工扩能到12万吨/年；Lyondell与中石化合资在宁波镇海建设28.5万吨/年共氧化法环氧丙烷生产装置已于2010年6月试投产。
此外，一些扩建、新建项目也在计划中，2011年6月16日．德国特种化工巨头赢创工业集团对外宣布，与中国吉林省代表团签署了1项非排他许可协议将在中国东北吉林省兴建并运营HPPO（过氧化氢制环氧丙烷）工厂。
根据双方签署的合作协议，该环氧丙烷工厂将由吉林神华集团有限公司和吉化北方化学工业有限公司即将成立的合资公司负责建造，年产能将达30万吨。
山东海化、烟台万华、亨斯迈等环氧丙烷衍生品项目也在积极规划中。
预计到2012年，国内环氧丙烷生产能力将达到164.5万吨/年。
2015年我国环氧丙烷生产能力将达到257万吨/年。
2011~2012年环氧丙烷新建及扩产项目情况见表1.1.1-5。
表1.1.1-52011~2012年环氧丙烷新建及扩产项目万吨/年
公司名称
新增产能
投产时间
淄博永大
10
2011年7月
吉林神华&吉化北方化学
30
计划
山东东大化工有限公司
6扩到12
计划
江苏钟山化工有限公司
4扩到10
计划
随着我国聚氨酯工业进入新一轮发展期，上游原料环氧丙烷需求增长进一步加快，从2003年开始进口量猛增，随着国内产能大幅增长，进口量逐步回落，维持在12~15万吨。
2009年，受世界金融危机影响，国外企业加大了对中国市场销售力度，我国环氧丙烷进口量增加至25.5万吨。
我国环氧丙烷进口主要来自日本、新加坡和美国，进口主要地区为江苏、浙江、上海和山东等。
我国环氧丙烷出口量较少，中海壳牌石化、锦化氯碱、天津大沽化工和山东滨化有少量出口。
近年来我国PO市场供需情况见表1.1.1-6。
表1.1.1-6我国PO市场供需情况统计/万吨
年份
生产能力
产量
进口量
出口量
消费量
自给率
2000
35.4
25.2
2.88
0.03
28.05
89.8%
2001
47.6
33.0
3.64
0.02
36.62
90.1%
2002
52.0
36.5
5.29
0.04
41.75
87.4%
2003
52.0
41.4
11.56
0.006
52.9
78.3%
2004
56.0
43.0
19.06
0.006
62.0
69.4%
2005
70.0
51.3
15.13
1.05
65.4
78.4%
2006
96.0
68.0
12.0
1.52
78.5
86.6%
2007
110.0
90.0
14.7
0.44
104.0
86.5%
2008
113.5
95.0
15.3
0.04
110.3
86.1%
2009
129.0
105.0
25.5
0.005
130.5
80.5%
国内环氧丙烷最大的用途是在碱金属氧化物和起始剂作用下开环聚合生成聚醚多元醇。
由于所用起始剂的不同，聚醚可分为软泡聚醚、硬泡聚醚和弹性体聚醚。
软泡聚醚用于生产聚氨酯软泡，以制造衬垫、包装用品等；硬泡聚醚用于生产聚氨酯硬泡，用作保温材料等；弹性体聚醚用于生产聚氨酯弹性体，用作跑道、涂料、粘合剂、密封剂等。
2009年国内环氧丙烷表观消费量约130.5万吨，其中用于聚醚多元醇的消费量约102万吨，占总消费量的78%，这一比例远高于世界65%的平均水平；其次是在表面活性剂和碳酸丙烯酯、丙二醇方面的消费量，合计为18.9万吨，占总消费量的14.4%。
另外，国内环氧丙烷在丙二醇醚、甲基纤维素（HPMC）、改性淀粉、丙烯酸羟丙酯以及其它方面也有一些应用，环氧丙烷消费量约9.8万吨，占7.5%。
国内环氧丙烷消费结构见表1.1.1-7：
表1.1.1-7我国近年来PO消费构成
消费领域
2000年
2005年
2010年
消费/kt
比例/%
消费/kt
比例/%
消费/kt
比例/%
聚醚多元醇
229
78.1
511.5
76.7
720
71.3
丙二醇
8
2.9
14.52
2.2
120
11.9
表面活性剂
28
10
49.5
7.4
55
5.4
丙二醇醚
2
0.7
17.82
2.7
23
2.26
碳酸丙烯酯
26
5.7
46.2
6.9
60
5.94
其它
715
2.6
27.72
4.1
32
3.2
合计
280.5
100
667.26
100
1010
100
2009年国内聚醚多元醇生产企业40家左右，总生产能力172万吨/年，产量估计为132万吨，消费量150万吨左右。
我国聚醚多元醇生产企业全部采用聚合法生产，大部分生产厂自供环氧丙烷，少数厂家环氧丙烷原料外购或进口。
未来几年国内聚醚多元醇扩产、新建项目较多，预计到2015年国内聚醚多元醇生产能力将达到250万吨/年左右。
聚醚多元醇的最大用途是生产聚氨酯。
聚氨酯是一种有机高分子材料，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。
在人类面临的长期能源紧张和能源成本趋高的情况下，聚氨酯在家具、汽车以及隔热领域广阔应用，将会给聚氨酯行业带来源源不断的发展动力。
目前我国聚氨酯人均消费水平还远远落后，国内市场聚氨酯材料还有巨大的发展空间。
随着世界聚氨酯行业中心向中国大陆的转移，将大大促进了大陆聚氨酯行业的发展，同时，随着国内建筑保温节能一系列政策的推进、汽车和家具行业的持续发展，将会进一步加速聚氨酯行业的发展，从而拉动环氧丙烷需求的增长。
预计未来一段时期国内市场对聚氨酯主要原料聚醚多元醇产品的需求仍将保持8%左右的增长速度，聚醚多元醇仍将是环氧丙烷最大的消费领域和主要需求增长领域。
此外，国外大量消耗环氧丙烷的丙二醇，目前我国产量还比较少，相应消费的环氧丙
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