6万吨年14丁二醇项目建议书.docx
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6万吨年14丁二醇项目建议书
6万吨/年1,4-丁二醇项目建议书
一、总论
项目名称：
6万吨/年1,4-丁二醇项目建议书
项目单位：
旺苍县项目工作办公室
项目拟建地点：
旺苍低碳工业园
项目建设内容与规模
以天然气为原料，建设年产6万吨1，4-丁二醇装置及配套设施。
项目建设年限：
2011--2015年
二、项目建设的必要性分析
1、1,4-丁二醇概述
1,4-丁二醇是一种重要的基本有机化工和精细化工原料。
尤其衍生物更是附加价值高的精细化工产品，广泛用作溶剂、医药、化妆品、增塑剂、固化剂、农药、除莠剂、人造革、纤维、工程塑料等方面。
1,4-丁二醇用作制造四氢呋喃（THF）、γ-丁内酯（GBL）、N-甲基呲咯烷酮（NMP）等。
20世纪70年代以来，由于聚氨酯工业和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）工程塑料的迅速发展，促进了1,4-丁二醇的发展。
近年来PBT工程塑料和PBT纤维，因其易加工，优异的电性能、机械[及耐热性能，而被广泛应用于汽车、机械、电子和电气等工业。
PBT纤维具有优异的弹性（优于尼龙），染色性和吸水性好，手感丰满，主要用于高档运动服，妇女内衣和紧身衣等，具有一定的潜在市场。
1,4-丁二醇主要有3条产品链：
（1）生产四氢呋喃，约占1,4-丁二醇消费量的60％，四氢呋喃经开环聚合生产聚过亚四基醚二醇（PTMEG）、医药中间体或直接用作溶剂；
（2）生产γ-丁内脂，约占1,4-丁二醇消费量的20％，γ-丁内脂再进一步与乙炔生产2-吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮及聚乙烯基吡咯烷酮；
（3）生产用于家电业、彩电行业的PBT树脂；约占1,4-丁二醇消费量的9％。
上述三大类用途使1,4-丁二醇产量大增，一跃成为重要的基本有机化工产品。
1,4-丁二醇的主要应用领域：
1）作为溶剂，可以用于医药、香料和化工等行业。
2）作为化工原料，可以生产聚四亚甲基乙二醇醚（PTMEG）、四氢噻吩、吡喏烷酮、2,3-二氯四氢呋喃、1,4-二氯乙烷、丁内脂、戊内脂、油墨和香料等。
3）生产聚醚，是聚氨酯超软弹性纤维及高弹性橡胶的最佳材料。
2、项目建设的必要性分析
近年来国外BDO新技术不断成熟，低成本的生产工艺和BDO的良好发展前景刺激了大量投资者。
未来大多数新生产装置都将采用正丁烷/顺酐工艺，对传统的乙炔法工艺形成较大冲击，因此今后全球BDO市场竞争更为激烈，在不久的将来全球BDO行业将会出现一些重大的结构调整。
虽然目前世界BDO的生产能力有一定过剩，但由于地区差别而存在很大差异，从亚洲来看，东亚地区BDO的生产能力不能满足迅猛发展的市场需求，我国BDO在近期内供需矛盾仍然无法解决，加上其下游产品不断发展，因此在我国建设具有竞争力、经济规模的BDO生产装置十分紧迫和必要。
内BDO表观消费量快速增长，说明国内BDO供求缺口增大，国内BDO需求量随着PBT树脂和氨纶等下游产业的发展而快速增长。
由于国内现有产能较小，BDO在国内一直处于供不应求的状态，进口量逐年上升，2005年我国BDO的需求在14.1万吨，进口8.6万吨，实际产量5.5万吨，进口依赖度在60%-70%左右。
2006年的需求已增长到17.6万吨左右，而国内产量在10.1万吨，仍需要6.8万吨的进口量来平衡国内供需。
较大的供需缺口，为国内BDO生产提供了较大的增长空间。
下游氨纶、聚氨酯、PBT工程塑料、γ-丁内酯等行业带动下，未来国内BDO需求将呈快速增长趋势，最近几年我国BDO需求年均增长率有望高达15%，供需缺口将会进一步扩大，这就为国内BDO生产提供了较大的增长空间。
市场行情来看，目前国内1,4-丁二醇市场缺口较大，进口依存度高，下游产品需求旺盛。
国外的产品占据了国内市场的多数份额，产品价格受国际因素影响较大，基本与国际价格同步。
中国是1,4-丁二醇紧缺的国家，今后几年的需求量还会有较大的增长，供需矛盾仍然存在，因此新建具有竞争力、经济规模的BDO生产装置十分必要。
三、项目建设条件分析
旺苍地处四川盆地北缘，米仓山南麓，东临巴中市南江县，南接广元市苍溪县，西连广元市元坝区，北界陕西省宁强、南郑县。
县域东西宽约74公里，南北长约80公里，幅员2976平方公里。
近年来，旺苍县实施工业强县战略，强力推进工业强县进程，全县工业经济优势凸现，支柱产业不断壮大，形成了能源、建材、农副产品加工、冶炼、化工五大支柱产业。
打造了煤化工小区、机械工业小区、低碳经济园区等三个工业园区，目前正在申报省级经济技术开发区和高新技术产业园区；交通、电力等配套设施不断完善，已具备了承载高、精产业的能力。
1、资源条件评价
广元天然气资源十分丰富，全市境内目前已发现三大天然气富集气田，分别是九龙山气田、元坝气田和龙岗气田。
中国石油天然气集团公司在九龙山气田天然气探明储量已达1080亿立方米；元坝气田的勘探工作在近期也获得重大突破，根据中国石油化工集团公司对已完钻的元坝1井、元坝2井测试显示，该地区地下多层富含天然气，2008年底探明储量达1000亿立方米，2010年新增探明储量将达2000亿立方米；中国石油天然气集团公司将广元龙岗气田西三维地震物探作业定为08年物探1号工程，现三维地震物探工作已顺利完工。
目前，全市天然气产能已形成一定规模，2009年日产气量达240万立方米，2010年日产气量达340万立方米。
九龙山至旺苍白水门牙站的输气干线已竣工通气。
现我县境内已建成两条输气管线，年输气能力8亿立方米。
途径我市的川东北——川西输气联络工程即将实施，建成后将成为我市的第三条输气管线，年输气规模可达30亿立方米以上。
根据中石油西南油气田分公司川西北气矿地质勘探开发研究所对旺苍县白水集气站天然气的组成分析，适合项目的需要，其组成如下：
分 析 项 目
摩尔百分数
分 析 项 目
摩尔百分数
甲烷 CH4
98.22
二氧化碳CO2
0.43
乙烷 C2H6
1.00
氧+氩 O2+Ar
—
丙烷 C3H8
0.08
氮 N2
0.23
异丁烷 iC4H10
0.007
氦 He
0.021
正丁烷 nC4H10
0.007
氢 H2
0.004
异戊烷 iC5H12
0.000
硫化氢 H2S
0.00
正戊烷 nC5H12
0.000
一氧化碳CO
己烷以上C6+
0.000
重烃总量（%）
1.094
相对密度
0.5647
压缩因子
0.99805
临界温度（K）
192.2
高位热值（MJ/m3）
37.20
临界压力（MPa）
4.614
硫化氢H2S（g/m3）
空气含量（%）
0.13
二氧化碳（g/m3）
总硫（mg/m3）
2、协作条件分析
1）交通
旺苍西距广元60km，广元已建成铁路、公路、水运、航空配套的立体交通体系。
广元火车站为国家一级编组站，宝成铁路、成普铁路（成都——旺苍普济、巴中，到达州铁路正在修建中）和在建的兰渝铁路（兰州——重庆）铁路在此交汇：
国道108、212、省道202公路、成绵广、广陕、广巴（广元——巴中）和正在建设的广南（广元——南充）、兰渝（兰州——重庆）高速公路在广元交汇：
嘉陵江水运广元港可直达重庆；广元机场建成通航。
广巴铁路、省道202公路和广巴高速公路东西向横穿旺苍主要工矿和人口聚集区，境内有火车站8个，高速公路进出口5个。
全县公路通车里程2021.6km。
2）供电
旺苍现有火电装机7.2万千瓦，水电装机0.8万千瓦，装机9万千瓦的东河流域水电梯级开发项目和4*300MW低热值煤坑口电厂正在加紧前期工作。
全县有220KV输变电站1座,110KV输变电站7座,35KV输变电站16座，35kv及以上变电线路609.7km。
3）供水
全县水能资源丰富，水能蕴蓄量40余万千瓦时，可开发量达10余万千瓦时。
地表有人工小型水库31座，塘1408口。
境内属嘉陵江水系的有东河、西河、黄洋河、白水河、李家河及其支流，属渠江水系的有清江、后坝河、寨坝河、洛平河及其支流。
旺苍县自来水厂供水能力5万t/d。
4）环境容量
旺苍有良好的生态环境和自然资源，目前环境容量较大。
污染物总量控制指标为（广环发〔2006〕33号）：
COD排放量2470吨、氨氮排放量143吨、SO2排放量720吨。
嘉陵江地表水水域环境功能类别Ⅲ，水域范围为朝天清风峡至苍溪涧溪口出境；环境空气质量功能区类别二级标准；城市区域环境噪声标准适用区划分为工业园区执行3类标准。
污水排放执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，废水经处理达标后排入河流，接纳水体为嘉陵江。
5）通讯
邮政服务功能完善。
中国电信、中国移动通讯及宽带网络业务覆盖全县；中国联通、中国网通、中国铁通通讯及宽带网络业务基本辐射全县。
可提供IDD、ADSL、DDN等服务。
四、市场分析
（一）国外1,4-丁二醇的生产及市场现状
目前，全球BDO的整体产能过剩（主要是欧美地区），2006年全球BDO产能约160万吨/年，但地区间差异很大，特别是国内现有的BDO产能仍较小，近几年来随着PBT树脂和氨纶等下游产业的发展，BDO在国内一直处于供不应求的状态，成为全球最主要的净进口地区，从2001年到2005年期间进口依存度超过了60％，2005年我国BDO消费较2004年增长了16.5％，2006年我国BDO消费量又继续较2005年增长了近15％，未来几年随着下游的发展BDO的需求仍将处于快速增长。
（二）国内1,4-丁二醇的生产及市场现状
我国从六十年代即开始开发BDO生产技术，并陆续建设了数套百吨级的小装置，且以生产丁炔二醇居多，工艺路线为Reppe法。
1995年上海吴淞化工厂建成2000吨/年BDO装置，当时为国内最大。
由于生产BDO成本高，无效益，故改产丁炔二醇。
2002年BDO装置已停产。
我国1，4-丁二醇工业起步较晚，传统装置生产规模小、生产落后、产品质量不稳定。
国內四氢呋喃、γ—丁內脂、PBT、聚氨酯生产所需大部分原料依赖进口。
近年来，由于工程塑料PBT及医药、聚氨酯等工业的发展，我国每年都要进口万吨以上1，4-丁二醇及部分下游产品来满足国內生产需要。
1，4-丁二醇处于旺销状态，市场价格坚挺。
近几年BDO需求快速扩张导致供求紧张的原因一方面是国內BDO产能小，严重低于需求；另一方面则是氨纶产业快速扩张。
2000年氨纶总产能1.985万吨，而2005年则达到21.6万吨，增加近20倍。
2002年国內BDO需求仅5.5万吨，2006年上升到13.8万吨，增长544％。
我国1，4-丁二醇（BD0）市场一直波动频繁，究其原因，主要可归结为以下几方面：
（1）BDO产品下游需求领域分散，涉及PU、医药、工程塑料等众多行业，能对其市场产生影响的行业或相关产品也较多；
（2）BDO企业生产工艺多有不同，原料结构和生产成本、产品品质也差异较大；
（3）BDO主要用于THF/PTMEG生产，进而生产氨纶，BDO和氨纶之间虽有中间产品相隔，但实际相互影响较大，近年氨纶市场巨幅震荡，对BDO市场波及也较大；
（4）2000年之前国内并无万吨级BDO装置，之后陆续有山东佳泰、山西三维、四川天华等企业开始生产，产能扩张较快，2006年我国BDO自给率达到约60％，揭示国内BDO市场迎来新转折的同时，竞争也将越发激烈。
（三）政策因素
该项目属有机化工和精细化工，同时也是精细化工上游产品的高科技项目，符合国家产业政策，在国家《产业结构调整指导目录（2005年本）》中属国家鼓励类投资的高科技化工项目。
五、建设规模与产品方案
（一）建设规模
项目占地300亩，以天然气为原料,年产6万吨1,4－丁二醇
（二）产品方案
6万吨1,4－丁二醇
（三）技术方案、设备方案和工程方案
工艺方案
生产方法生产1,4-丁二醇的工艺路线有很多种，多达17种以上。
目前，已经工业化的生产1,4-丁二醇的原料路线主要有以下几种雷珀法、丁二烯法、环氧丙烷法、顺酐酯化加氢法、Geminox法等。
主流生产工艺是雷珀法、顺酐酯化加氢法和Geminox法。
1，4-丁二醇生产的工艺路线比较
生产方法
优点
缺点
Reppe法
经典法
工艺成熟
流程短，产品收率高
操作费用低，副产品少
原料乙炔远程贮运有危险
操作条件苛刻，压力高
廉价乙快获得量有限
设备造价高
改良法
工艺先进成熟，副产品少
流程短，产品收率高
催化剂活性高，寿命长
投资低，适于大规模生产
操作压力低，生产安全
原料乙炔远程贮运有危险
廉价乙炔获得量有限
顺酐法
投资低，生产成本低
三废低，生产成本低
三废量少
可联产四氢呋喃和-γ丁内酯
受原料顺酐的影响
流程长
烯丙醇法
投资低，副产价值高
催化剂寿命长
系统中蒸汽能有效利用
烯丙醇难以廉价得到时生产成本高
羟基化反应选择性低
全过程收率低
丁二烯法
原料来源丰富
操作条件温和
废液量少
流程长，过程复杂
投资高
公用工程费用大
丁二烯醋酸法设备腐蚀严重
丁二烯氯化法受联产氯丁橡胶影响
1，4－丁二醇的几种生产工艺技术经济比较
雷珀法是目前国内生产BDO的主流生产工艺。
该法的生产成本在很大程度上取决于原料乙炔的来源和价格，从乙炔来源看，以石油裂解制乙烯副产物乙炔的成本最低，但可供应量有限；其次是天然气部分氧化法制乙炔；而高能耗的电石法乙炔生产成本最高，目前国内主要采用的就是电石法乙炔生产BDO，不仅规模小，而且生产成本和销售价太高。
所以该工艺的生产成本较高，已有逐渐被其他生产工艺所取代的趋势。
与传统的雷珀法相比，顺酐酯化加氢法（Davy工艺）的生产成本低15％左右，且该工艺还可以联产THF和GBL，根据市场需求可以灵活调节THF和GBL的生成比例。
此外，从原料来源和技术经济性各方面来看，Davy工艺也是目前生产BDO的最有发展前途的工艺。
丁二烯法工艺流程长，多次脱醋酸蒸馏，技术难度高，必须达到一定规模才具备竞争力。
该法的经济性取决于能否获得廉价原料丁二烯，在日本以外的地区不存在太大的竞争力。
丙烯醇法工艺简单、投资低、催化剂寿命长、产品收率高，但羰基化的选择性低，副产品多。
不过即使千吨级装置也具备竞争力，其经济性主要取决于原料成本。
综上所述，顺酐法是这些生产工艺中最具有竞争力的也是最具有发展潜力的工艺，近几年采用该工艺建设的新装置较多，也是BDO生产工艺的主要发展趋势。
根据旺苍资源特点，本项目建议选择顺酐酯化加氢法（Davy工艺）或雷珀法改良工艺。
顺酐酯化加氢法是由英国戴维（Davy）工艺技术公司开发的工艺，该方法有三个步骤：
（1）顺酐与乙醇酯化发生反应；
（2）顺丁烯二酸二乙酯加氢氢解制得BDO；
（3）反应产物分离精制。
通过调节工艺条件，可以改变BDO、GBL与THF的比例。
由于该工艺的BDO生产具有成本优势，所以近几年采用该工艺建设的新装置较多，也是BDO生产工艺主要发展趋势。
戴维顺酐工艺路线的主要优点在于通过调节工艺条件,可以改变1,4－丁二醇、γ－丁内酯（GBL）、四氢呋喃（THF）的产出比例。
工业装置中如要设计1,4－丁二醇产量达最大值，可依据1,4－丁二醇和γ－丁内酯之间的化学平衡，采取将γ－丁内酯循环，直至γ－丁内酯耗尽的方法，以使1,4－丁二醇产量达最大值。
另外，戴维顺酐工艺还具有其它的一些优点，如酯的转化率较高，反应条件温和，设备材质要求不高，催化剂价格低，寿命长，投资和生产成本均较低，1,4－丁二醇和四氢呋喃比例调节范围宽。
正丁烷/顺酐工艺实际上是将正丁烷转化为顺酐的气相氧化法和顺酐加氢技术结合起来，仍以C4馏分为原料，整个流程包括顺酐生产、马来酸加氢及1,4－丁二醇精制。
该工艺只需要经过加氢和精制就能得到1,4－丁二醇，不需酯化工序，缩短了整个流程，减少了设备台数，相应降低了投资和操作维修费用，对顺酐纯度要求比较低。
该工艺中催化剂的选择性高，使用寿命长，不需要更换催化剂，副产物生成量少，几乎能使顺酐全部转化为1,4－丁二醇，在加氢、回收和提纯工序对工艺条件稍加修改，也可生产四氢呋喃和γ－丁内酯。
生产过程为：
天然气—→液化—→正丁烷（空气催化氧化）—→顺酐（与水充分接触）—→顺酸（在液相中两步催化加氢）—→BDO（精馏脱水）—→高纯度产品。
工艺说明
（1）混合C4加氢使丁烯转化为正丁烷；
（2）正丁烷催化氧化成气态顺酐，用溶剂吸收反应生成物，经过解吸、提纯等工艺将顺酐精制；
（3）顺酐与甲醇进行酯化反应，包括单酯化反应和双酯化反应。
双酯化反应用固体酸离子交换树脂作催化剂，使单酯化反应形成的顺丁烯单甲酯双酯化为顺丁烯二酸二甲酯；
（4）顺丁烯二酸二甲酯与氢气经热循环氢气加热、气化、混合进入固定床加氢反应器进行反应制得BDO，副产四氢呋喃和γ-丁内酯；
（5）粗1，4-丁二醇和四氢吠喃产品通过三个蒸馏塔、粗产品塔、脱轻组份塔和脱重组份塔进行精制，要得到1，4-丁二醇和四氢吠喃的最终产品还需三个辅助的精馏塔。
六、主要设备方案
（一）主要装置及设备
主要装置有精馏塔、氧化反应器、甲醇塔、单酯反应器、顺酐气相氢化装置、精制塔等。
1，4-丁二醇主要设备表
工段
名称
数量
材质形式
备注
合成工段
乙炔低压压缩机
2
C.l+CLADW/316SS
国外供货
乙炔压缩机
2
SCHENK过滤器
2
304SS
国外供货
FUNDA过滤器
1
304SS
国外供货
BYD反应器
4
C.S衬316LSS
国外供货（包括搅拌器和催化剂）
加氧工段
氦压氧气压缩机
2
往复式
国外供货
高压氧气压缩机
2
往复式
国外供货
氦压加氢反应器
2
CSTR
国外供货（包括搅拌器和催化剂）
高压加氧反应器
1
滴流床反应器
国外供货（催化剂）
氧压BID进料泵
3
往复式
国外供货
高压加氧进料泵
3
往复式
国外供货
精制工段
薄膜蒸发器
1
C.S/316LSS
国外供货
真空塔
1
C.S
常压塔
1
C.S
闪蒸塔
1
304LSS
中间塔
1
304LSS
焚烧装置
1
3.4t/h废热锅炉
常规火炬
1
（二）环保措施
坚持“三同时”原则，认真贯彻循环经济、节约资源、清洁生产、预防为主、保护环境的总体原则，积极采用新工艺、新技术，最大限度利用资源，尽可能将 “三废”消除在工艺内部，变废为宝，对必须排放的污染物采取严格的治理措施，确保各排放物符合国家规定的排放标准。
废气处理：
甲醛装置催化焚烧尾气，主要含有N2、CO2、H2O、O2，高空排放。
1,4-丁二醇装置中的丁炔二醇合成弛放气及加氢弛放气中含有较高浓度的可燃气体，送火炬装置焚烧处理。
焚烧炉尾气高空排放。
废水处理：
按照清污分流原则，本工程排水系统拟分为：
生产污水排水系统， 生活污水排水系统，清净废水排水系统和雨雪水排水系统。
凡含有污染的生产、 生活污水均送入污水处理站进行生化处理。
回用水处理：
污水处理站排水、循环排污水、不可予见排水等均送回用水处理站，回用水处理站采用机械过滤加膜滤的处理方法，处理后的水直接作为循环水的补充水。
废液处理：
1,4-丁二醇装置丁炔二醇合成、产品精制排出的有机废液，送焚 烧炉焚烧处理。
1,4-丁二醇装置乙炔精制排出的废酸液与废碱液送污水处理站作中和剂。
固体废弃物处置：
甲醛装置和1,4-丁二醇装置产生的废催化剂均含稀有金属，可返回催化剂制造厂回收利用。
乙炔发生装置石灰渣沉淀池电石渣，送水泥 厂或砖厂做原料。
噪声防治：
本项目主要噪声源为氢气压缩机，最大噪声值为85～90dB（A）.
七、投资估算及资金筹措
（一）投资估算：
项目总投资估算
投资估算表单位：
万元
序号
项目
投资金额
备注
一
土建工程
3000
含场平
二
设备及安装费用
117000
含安装调试费
1
天然气液化装置
16000
2
天然气制正丁烷装置
30000
3
顺酐合成装置
15000
4
甲醛装置
18000
5
制氢装置
12000
6
1,4-丁二醇合成装置
26000
三
流动资金
7000
四
其他费用
1000
含场地取得、设计、环评等费用
五
总投资
128000
（二）效益分析
（1）经济效益
销售收入估算：
14000元/吨×6万吨=84000万元
成本费用估算：
顺酐加氢法生产1，4-丁二醇单位生产成本为10380元/吨，总生产成本为10380万元/吨×6万吨=62280万元
单位产品消耗定额见下表
项目
消耗定额
t/t产品
顺酐
1．125
甲醇
0．05
氢气
0．116
催化剂
电
164KW
蒸汽
3．6
冷却水
326T
利润与税收分析
序号
项目名称
单位
费用
备注
1
总投资
万元
128000
2
建设投资
万元
120000
3
年销售收入
万元
84000
4
年总成本
万元
62280
5
年利税额
万元
21720
6
年税收额
万元
6500
7
年利润总额
万元
15220
投资回收期：
8.41年
投资利税率：
16.97%
投资利润率：
11.89%
财务内部收益率：
12.4%
盈亏平衡系数：
BEPR=55.1%
（2）社会效益
1）项目对社会的影响分析
该项目的建设，符合国家产业政策，不仅会提高企业的知名度，增强企业的市场竞争力，而且还会为旺苍的天然气化工行业注入新的活力。
同时，项目对其他相关产业的提高也将起到积极的推动作用，项目的建设将增加一部分就业，稳定了社会。
2）项目与所在地互适性分析
项目的建设可充分利用广元地区的天然气资源，为提高天然气的利用率增加了新的途径。
3）社会风险分析
该装置主要原料为C4（丁烷）、甲醇、氢气，中间产品为顺酐，产品为丁二醇和四氢呋喃，均属有毒性物质。
若安全设施建设不到位，发生泄漏会对环境及人体造成伤害。
该生产装置三废量很少，对环境影响可忽略。
在实际生产过程中应加强装置的防护，防止有毒、有害物质泄漏，以免造成环境污染。
（3）社会评价结论
总体来说，项目的社会效益远大于其可能产生的风险，因此该项目的建设是可行的。
八、结论
1、该项目建议采用成本低廉、技术成熟的顺酐酯化加氢法生产1，4-丁二醇，同时联产四氢呋喃和γ-丁内酯；
2、该项目在充分利用本地C4资源的基础上，应建设一定经济规模的生产装置，本方案建议规模为6万吨/年；
3、该项目宜配套建设四氢呋喃和γ-丁内酯生产装置，有效利用BDO二级品和回收残渣所得BDO，既可减少投资，又可提高经济效益，同时还可进一步生产附加值更高的下游产品，形成精细石油化工产品主链，以获得更大的经济效益；
4、该项目应建设紧急停车系统，确保装置正常运行和人身安全。
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