15千吨年聚氯乙烯技术改造项目研究建议书.docx
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15千吨年聚氯乙烯技术改造项目研究建议书
15千吨/年聚氯乙烯技术改造
项目建议书
甘肃中天化工有限责任公司项目办公室编制
2011年1月25日
目录
第一章项目提出的背景、投资的必要性
第二章市场预测
第三章产品方案及生产规模
第四章工艺技术方案
第五章原料、辅助原料及燃料的供应
第六章建厂条件和厂址方案
第七章节能
第八章环境保护
第九章劳动保护与安全卫生
第十章工厂组织和劳动定员
第十一章项目实施规划
第十二章投资估算与资金筹措
第十三章技术经济分析
第十四章结论和建议
第一章项目提出的背景、投资的必要性
甘肃中天化工有限责任公司（原甘肃省盐锅峡化工总厂）主要有35千吨/年烧碱、15千吨/年聚氯乙烯、3千吨/年农药、38千吨/付产合成盐酸年生产能力。
其中15千吨/年聚氯乙烯、3千吨/年农药（两步法敌敌畏、敌百虫）被国家工信部“”列入限期淘汰目录。
为了实现“淘汰落后产能、调整产品结构”的企业发展思路，通过技术改造使企业的产品适应市场需求，实现“节能减排”的目标，特提出“15千吨/年聚氯乙烯技术改造项目”，将原15千吨/年聚氯乙烯改造为15千吨/年三氯乙烯生产线。
根据《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》及其1991年伦敦修正案要求，发展中国家应在2010年停止使用受控物质。
中国作为ODS用量最大的发展中国家，为了尽早实施对《议定书》的承诺和制定的《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰方案》，尽快发展我国的氯氟烃替代产品已成为当务之急，而三氯乙烯作为CFCS替代品之一的HFC-134a的主要原料，目前市场用量逐年增大，价格连续上升，达到历史的价格最高位。
所以，我们拟建的15000吨/年三氯乙烯装置，符合国家的产业政策，具有较好的市场前景。
25000吨/年离子膜碱节能技术改造完成后，中天公司烧碱装置能力现已达到35000吨/年，联产氯气30000吨/年。
而周边地区氯碱生产能力近年来持续扩大，供给能力的增速远大于需求能力的增速，中天公司的聚氯乙烯停产后，氯气的出口压力严重制约着中天公司烧碱装置的安全稳定长周期运行。
15000吨/年三氯乙烯装置年需氯气19050吨，可平衡中天公司烧碱装置63.5%的联产氯气。
随着该项目的建成投产，中天公司的产业链将更加完善，整体效益随之也将更加向好。
该项目在充分盘活中天公司原有乙炔站装置、氯乙烯及聚合厂房、土地、水、电、汽、气、冷量等公用设施的基础上建设，新增投资3100万元。
项目建成投产后，正常年份可实现销售收入约12000万元/年，利税1500.48万元/年，投资回收期2.07年（税前），投资利税率48.40%，该项目投资经济效益可观，具有较强的可行性。
第二章市场预测
1产品性状及用途
三氯乙烯是一种无色、稍有甜味的挥发性液体，是溶解能力极强的溶剂，通常条件下不燃，因其沸点适中，蒸汽压力高，稳定性强，适合于气洗操作，在工业上用于金属清洗（脱脂彻底）和纤维脱除油脂。
利用其溶解力强的特性，常用于清除难于清除和污垢，如半硬化的清漆、涂层抛光剂、较厚的助焊剂；也用作萃取剂、溶剂和低温导热油介质。
三氯乙烯作为原料中间体，可用于生产四氯乙烯、氯乙酸、二氯乙酰氯、八氯二丙醚，HCFC-123、HCFC-124、HFC-125、HFC-134a等。
三氯乙烯作为原料中间体，有着良好的市场前景。
2产品国外、内供需分析及预测
2.1国外供需分析及预测
根据有关资料提供的信息，从20世纪60年代到70年代初，三氯乙烯产量达到历史最高水平。
80年代中期三氯乙烯产量开始下降，部分功能被1、1、1-三氯乙烷取代，在发达中家的消费量大幅度下降。
1987年“蒙特利尔议定书”中指出，1、1、1-三氯乙烷为破坏大气臭氧层物质，此后，其部分功能又逐步被三氯乙烯取代，加之三氯乙烯作为化工原料中间体呈增长趋势，特别是作为制冷剂HFC-134a的原料需求量迅速增加，使三氯乙烯的总体需求量趋向稳定。
过去，在发达国家，三氯乙烯主要用于金属清洗济行业，其次是用作化工原料，但近几年随着国家、国际对臭氧层保护力度加大，虽然三氯乙烯用于金属清洗的消费量有所减少，但用于化工原料的消费量由于新型环保制冷剂HFC-134a生产能力和消费需求量的快速增长而迅速增加。
2.2国内生产情况
我国三氯乙烯生产起步较晚，20世纪70年代初，锦化化工（集团）公司以乙炔为原料经氯化、皂化首次生产三氯乙烯。
20世纪80年代由于国内经济的迅速发展，市场对三氯乙烯的需求逐步增大，国内生产不能满足需要。
为扩大三氯乙烯的生产能力，1986年锦西化工研究院对三氯乙烯的皂化生产工艺进行了改进。
在旧工艺的皂化塔后增加一汽提塔，将皂化塔釜出来的残渣、残液进行汽提，使其中的氯化烃大部分被分离出来，以减轻对环境的污染。
分别于1987年、1988年和1989年在湖北老河口化工总厂、江苏盐城电化厂和内蒙古呼和浩特化工厂建了三套三氯乙烯联产装置。
为了进一步减少三氯乙烯生产对环境的污染，提高产品的收率，扩大生产规模，1990年锦西化工研究院又开发出以乙炔为原料经氯化，气相催化脱氯化氢制三氯乙烯的新工艺。
1997年，无锡格林艾普化工股份有限公司（原无锡化工集团公司）采用该工艺建设了1.2万吨/年生产装置。
目前，浙江巨化拥有5万吨生产装置，产品自用。
山东滨化5万吨生产装置，产品外销，山东寿光5万吨生产装置，南京化工新上3万吨生产装置，2010年国内产量约24万吨。
第三章产品方案及生产规模
1产品方案
根据《产业结构调整指导目录》中第九化工第9条，有机氟产品生产是鼓励发展的产品。
三氯乙烯装置是作为HFC-134a装置的配套项目，符合国家的有关政策。
该项目主产品三氯乙烯，副产品为无水氯化氢和四氯乙烯。
三氯乙烯和四氯乙烯直接作为商品出售，无水氯化氢制造成盐酸后一部分作为商品出售，其余供下游其它产品使用。
2生产规模
2.1生产规模确定的原则
2.1.1中天公司氯气、乙炔气及公用工程现有能力
乙炔气（折电石）21000吨/年
工业水600吨/小时
蒸汽（0.6Mpa）30吨/小时
电5万KvA
仪用空气（0.6Mpa）10Nm3/分钟
冷量（－35℃冷冻盐水）22万大卡/小时
冷量（-15℃冷冻盐水）20万大卡/小时
冷量（+5℃）37.5万大卡/小时
乙炔站增加乙炔干燥脱水装置，冷冻站、空压站部分改造完善即可满足项目需求。
2.2生产规模
三氯乙烯15000吨/年
无水氯化氢4350吨/年
四氯乙烯450吨/年
3年操作天数
3.1年操作天数300天。
3.2工作班制：
主装置及分析岗位实行四班三运转制，每班工作时间8小时。
储运包装及辅助装置实行三班三运转制，其余均为一班一运转制。
4产品、副产品质量指标
4.1三氯乙烯
质量指标
项目
指标
纯度%
≥99.96
外观
沉降无自由悬浮物
颜色（APHA）
≤15
比重（20℃）
1.460～1.475
游离氯
检测无
水分（wt,PPm）
≤50
非挥发性残留物（wt,PPm）
≤10
酸度（wt,PPm）
≤2
其它有机物质（vol,PPm）
≤200
溴混化物（vol,PPm）
≤5
四氯化碳（vol,PPm）
≤150
四氯乙烯（vol,PPm）
≤150
稳定剂（苯酚或对一甲苯酚，wt,PPm）
≤1～20
稳定剂（二异丙基胺,wt,PPm）
≤2～5
4.2无水氯化氢
质量指标
项目
指标
纯度（wt,%）
≥99.5
水分（wt,PPm）
≤20
含氧（vol，%）
≤0.3
有机物（wt,PPm）
≤500
游离氯（vol,PPm）
≤20
4.3四氯乙烯
质量指标
项目
指标
纯度（wt,%）
≥99.5
色度（hazen单位）
≤20
比重（g/cm3）
1.620～1.630
PH值
6～8
水分（wt,PPm）
≤50
不挥发物（wt,%）
≤0.005
稳定性试验（mg/cm2）
≤0.5
第四章工艺技术方案
1工艺技术方案的选择
原三氯乙烯生产工艺全部采用电石乙炔法，其后由于石油化工的兴起，为三氯乙烯生产提供了比电石廉价的碳二烷烃，美、日等发达国家纷纷开发石油路线新工艺，七十年代末基本完成了工艺路线的转换。
而在电力、煤炭资源丰富，石油化工相对落后的地区如东欧、前苏联及我国仍采用乙炔路线。
目前，随着国际石油价格的大幅上涨，二种原料路线的技术经济指标孰优孰劣，主要取决于生产规模及乙炔、乙烯原料的价格差别。
2工艺技术方案
2.1工艺流程简述
本项目采用乙炔法气相脱氯化氢工艺生产技术，其生产过程由加成、脱HCL、精馏、回收等主要工序组成。
此法是以无水三氯化铁为催化剂，在减压状态下乙炔和氯气加成反应生成四氯乙烷。
再将四氯乙烷气化，在200~290C条件下，四氯乙烷气体进入装有催化剂的固定床反应器。
四氯乙烷脱氯化氢生成粗三氯乙烯，少量五氯乙烷也转化成为四氯乙烯。
反应物脱氯化氢后，经多塔分离制的成品三氯乙烯产品。
2.2消耗定额
主要原材料、辅助材料及公用工程消耗定额总表
序号
名称
单位
数量
一
原材料及辅助材料
1
电石
吨/吨
1.08
2
氯气（≥99﹪，水份≤50PPM）
吨/吨
1.27
3
催化剂（寿命≥3000hr）
吨/吨
0.001
二
公用工程
1
工业上水t≤25℃
吨/吨
20
2
中压蒸汽P=0.6Mpa（G）
吨/吨
2.5
3
电（380V）
KWh/吨
660
4
高纯氮（≥99.99﹪，O2≤12PPM）
Nm3/吨
10
5
仪用空气P=0.6Mpa（G）
Nm3/吨
92.16
6
－35℃冷冻盐水
KW/吨
14.53
7
－35℃冷冻盐水
KW/吨
43.47
2.3自控技术方案
根据TCE装置的工艺要求，生产流程特点，本设计采用DSC（FCS）控制。
整个装置设置一个面积约200m2的独立控制室，各工段需集中的检测、控制参数以及部分机泵的开停车信号和运行信号均引入控制室。
3主要设备
主要设备一览表
序号
设备名称
规格及型号
单位
数量
一
乙烯氯化
1
乙烯氯化塔
DN1400×12000
台
4
2
乙烯干燥塔
DN1000×2500
台
2
3
乙烯吸附干燥塔
DN1000×2500
台
2
4
氯化尾气脱气塔
DN700×500
台
4
5
乙炔冷却器
列管式A＝30m3
台
1
6
氮气加热器
30KW
台
1
7
氯化全凝器
A＝12m2
台
8
8
氯化尾冷器
A＝8m2
台
4
9
氯化缓冲罐
立式，VN＝2m3
台
1
10
乙炔液封筒
立式，DN800×1500
台
1
11
粗四氯乙烷罐
VN＝40m3
台
1
12
四氯乙烷加料泵
2.2KW
台
2
13
氯化加压水泵
7.5KW
台
6
14
氯化尾气加压水泵
7.5KW
台
6
15
碳分子筛空分制氮机
200m3∕h
台
1
16
空压机
70KW,700m3∕h
台
2
17
乙炔压缩机
22KW,720m3∕h
台
2
二
脱氯化氢反应
1
脱氯化氢反应器
DN2800×8200
台
2
2
四氯乙烷塔
DN600×27000
台
1
3
解析塔
DN1400×2500∕DN1200×6000
台
1
4
四氯乙烷预热器
A＝2m2
台
1
5
四氯乙烷再沸器
A＝25m2
台
1
6
四氯乙烷全凝器
A＝10m2
台
2
7
精四氯乙烷汽化器
A＝30m2
台
3
8
精四氯乙烷气体预热器
A＝20m2
台
2
9
导热油换热器
A＝50m2
台
2
10
全凝器
A＝2m2
台
1
11
解析塔再沸器
A＝15m2
台
1
12
解析塔全凝器
A＝10m2
台
4
13
解析塔釜液冷却器
A＝6m2
台
1
14
解析塔尾冷器
A＝10m2
台
2
15
氯化氢冷却器
VN＝40m3
台
1
16
四氯乙烷塔回流罐
VN＝0.2m3
台
1
17
精氯乙烷罐
VN＝10m3
台
1
18
四氯乙烷塔顶液罐
VN＝1.5m3
台
1
19
解析塔釜液罐
VN＝15m3
台
1
20
氯化氢缓冲罐
VN＝30m3
台
1
21
四氯乙烷塔回流罐
屏蔽泵，7.5KW
台
2
22
精四氯乙烷加料泵
1.1KW
台
2
23
低沸塔加料泵
2.2KW
台
2
24
导热油炉
450KW
台
2
25
罗次鼓风机
7.8m3∕min,15KW
台
2
三
分离
台
1
低沸塔
DN800×2200
台
1
2
三氯乙烯罐
DN1000×27000
台
1
3
中间馏分塔
DN400×1600
台
1
4
四氯乙烯塔
DN400×22000
台
1
5
低沸塔预热器
A＝8m2
台
1
6
低沸塔再沸器
A＝40m2
台
1
7
低沸塔全凝器
A＝12m2
台
2
8
三氯乙烯塔再沸器
A＝40m2
台
1
9
三氯乙烯塔全凝器
A＝12m2
台
2
10
三氯乙烯塔冷却器
A＝6m2
台
1
11
中间馏分塔再沸器
A＝5m2
台
1
12
中间馏分塔冷却器
A＝3m2
台
1
13
四乙烯塔再沸器
A＝10m2
台
1
14
四氯乙烯塔全凝器
A＝5m2
台
1
15
四氯乙烯塔冷却器
A＝2m2
台
1
16
低沸塔回流罐
VN＝1.2m3
台
1
17
低沸塔顶液罐
VN＝1m3
台
1
18
三氯乙烯塔回流罐
VN＝1.2m3
台
1
19
中间馏分塔回流罐
VN＝0.15m3
台
1
20
四氯乙烯塔回流罐
VN＝0.2m3
台
2
21
三氯乙烯塔加料泵
P＝3KW
台
2
22
低沸塔回流泵
P＝3KW
台
2
23
中间馏分塔加料泵
P＝3KW
台
2
24
三氯乙烯塔回流泵
P＝3KW
台
2
25
四氯乙烯塔加料泵
P＝3KW
台
2
26
中间馏分塔回流泵
P＝2.2KW
台
2
27
四氯乙烯塔回流泵
P＝2.2KW
台
2
28
冷却机组
套
1
四
残液回收
1
回收塔
DN＝300×15000
2
尾气吸收塔
DN＝300×3000
3
回收塔再沸器
A＝5m3
4
回收塔全凝器
A＝3m3
5
回收塔釜液冷却器
A＝2m3
6
氯烃蒸发器
A＝4m3
7
氯烃全凝器
A＝4m3
8
氯烃尾冷器
A＝2m3
9
低沸物罐
VN＝3m3
10
氯烃残液罐
VN＝2m3
11
氯烃打料泵
P＝7.5KW
五
成品储运包装
1
三氯乙烯储槽
VN＝220m3
2
三氯乙烯计量槽
VN＝10m3
3
四氯乙烯储槽
VN＝8m3
4
三氯乙烷储槽
VN＝10m3
5
低沸物储槽
VN＝3.6m3
6
三氯乙烯输送泵
P＝7.5KW
7
三氯乙烯循环泵
P＝7.5KW
8
三氯乙烷输送泵
P＝7.5KW
第五章原料、辅助原料及燃料的供应
1原料的品种、规格、年需求量、来源及运输条件
原材料、种类、规格、用量、来源及公运输条件一览表
序号
名称
规格
单位
年用量
供应来源
运输条件
1
电石
t
16200
外购
汽车运输
2
氯气
≥99.5﹪，p≥0.22Kpa,H2O≤50PPM
t
19050
管道运输
3
触媒
寿命≥3000hr
t
15
外购
汽车运输
2公用工程规格、用量、来源及运输条件
公用工程规格、用量、来源及公运输条件
序号
名称
规格
单位
装置小时用量
供应来源
运输条件
1
水
≥0.3Mpa
T
41.67
中天公司
管道输送
2
蒸汽
t
5.21
中天公司
管道输送
3
电
380V
KWh
1375
中天公司
电缆输送
4
仪用空气
0.6Mpa
Nm3
192
中天公司
管道输送
5
高压纯氮气
0.6Mpa
Nm3
20.83
中天公司
管道输送
6
低温水
+5℃
KW
90.57
中天公司
管道输送
7
冷冻盐水
－35℃
KW
30.27
中天公司
管道输送
第六章建厂条件和厂址方案
1建厂条件
1.1厂址自然地理概况
甘肃中天化工有限责任公司位于甘肃永靖县境内的盐锅峡镇，地处黄河上游河谷盆地的西岸，东临黄河，西靠方台山，南与盐锅峡水电厂相毗邻（距水坝2KM），北与盐锅峡镇党川村仅一沟之隔。
中天公司距刘家峡化工集团公司约25KM，因此中天公司具有良好的社会协作条件。
该厂有铁路专用线与兰青铁路、兰新铁路干线相通，厂外公路与兰青、兰新高速公路相交会，交通运输方便。
1.2地区自然条件（见甘肃省盐锅峡化工总厂氯碱工程可行性研究报告94年版）
2厂址方案
本装置在原聚氯乙烯装置进行改造，实际占地面积约80亩左右。
第七章节能
1能耗指标
产品加工过程能耗见下表：
能耗表
产品名称
（项目）
三氯乙烯
折算指标
消耗定额
折标煤
水
单位产量能耗（Kg/t）
0.086Kg/t
14.93t
1.28
电
单位产量能耗（Kg/t）
0.404Kg/kw
660kw
266.64
蒸汽
单位产量能耗（Kg/t）
129Kg/t
2.5t
322.5
N2
单位产量能耗（Kg/t）
0.671Kg/Nm3
10Nm3
6.71
仪用空气
单位产量能耗（Kg/t）
0.04Kg/Nm3
92.16Nm3
3.69
0℃冷冻盐水
单位产量能耗（Kg/t）
0.163Kg/kw
43.47kw
7.09
－350℃冷冻盐水
单位产量能耗（Kg/t）
0.32Kg/kw
14.53kw
4.65
单位综合消耗
Kg/t
612.56
2节能措述施综
2.1导热油原设计采用电加热炉，可直接布置在脱HCL反应工序内，不必在主装置外布置，这样可避免因过长的导热油管道而造成的热量损失。
2.2中间物料罐、成品罐在正常生产时加高纯氮气保护，以防止产品氯化分解。
而在装置开停车时，对塔、容器的置换采用普通氮气，以节约能源。
第八章环境保护
1执行的环境质量标准及排放标准
1.1环境质量标准
二级大气标准，该标准中没有的执行《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）
3类标准。
的3类标准。
1.2污染物排放标准
中的二级标准。
1.2.2由于中天公司地处黄河二类水体保护地，工艺废水要做到零排放。
级标准，污水处理厂出口执行一级标准。
3类标准。
2主要污染源及污染物
2.1主要污染源、污染物详见产要污染物排放表
废气排放（治理）一览表废气排放（治理）一览表
序号
气体污染源名称
组成及特性数据
排放特性
排放数量
排气筒尺寸
备注
温度
℃
压力
Mpa
连续or间断
h
￠
1
精馏尾气
微量HCL、氯气烃
常温
常压
连续
50Nm3/h
25m
DN80
Cl＜65mg/m3MAC＜30mg/m3防空排放
废水（液）排放表
序号
废水（液）名称
组成及特性数据
排放特性
排放数量（最大）
排放地点
备注
温度℃
压力
Mpa
连续or间断
1
氯化喷射泵尾气
C2H＜0.004%，微量CL2和HCL
30
常压
连续
7.2t/d
尾气箱
送喷淋脱气塔，除去乙炔后送污水处理厂处理
2
综合楼废水
1.5t/d
分析化学废水
经FecL3混凝沉降后送污水处理厂处理
3
四氯乙烷塔顶冷凝液
C2H2CL220.6%、C2HCL349.5%C2CL429.8%
连续
360t/d
四氯乙烷塔顶冷凝器
副产作为低档溶剂出售
4
低佛塔顶冷凝液
CHCL≥95%CCL约5%
连续
170t/d
低佛塔顶冷凝器
回用
废固排放表
序号
废渣名称
组成及特性数据
排放特性
排放数量
排放地点
备注
温度℃
压力
Mpa
连续or间断
1
回收塔釜残液
FeCL3、FeCL2
间断
15t/d
回收塔釜
掩埋
2
废活性炭
微量氯代烃
间断
17.3t/d
托氯化氢反应器
厂家回收
2.2静电、雷电的危害生产过程中，在有易燃易爆危险品存在的场合，静电放电、雷电放电均可成为引起燃烧、爆炸的点头源，导致火灾、爆炸事故的发生。
2.3化学腐蚀的危害本生产过程中
3环境保护措施
选用“三废”排放量少的工艺技术，或使有害物质消除在生产过程中，产生的三废尽可能综合利用，对不能综合利用的，按环境标准和排放标准的要求进行治理，使工程建成后排放的污染物符合国家的排放标准；对间接冷却水和化学污水进行清污分流；严格按照有关环境保护标准进行设计；选用的环保技术成熟可靠，符合清洁生产的要求，既保护环境又取得一定的效益，做到可持续发展。
3.1废气处理
精馏尾气：
精馏塔顶不凝尾所中，含微量氯化氢气体，并夹带部分不凝的四氯乙烷以及三氯乙烯蒸汽，夹带的氯化烃蒸汽主要通过冷冻方式降低浓度，全凝器后设置有-35C冷冻盐水冷却的尾冷器和高效碳纤维吸附捕集器，可将大部分氯化烃饱和蒸汽压降至10mmHg以下，进一步减少尾气中氯化烃排放含量，达到国家排放的标准。
3.2废水、废液处理
3.2.1氯化喷射泵尾水：
氯化喷射泵主要用于抽真空，使氯化反应器保持负压，因此尾气中含少量反应过量的乙炔，需先交尾水送喷淋脱气塔，用压缩空气吹脱除去乙炔，并保持尾水呈碱性，以中和尾水的HCL、氯乙酸和氯气，外排废水经FeCL3混凝沉降后送污水处理厂处理.
3.2.2四氯乙烷塔顶冷凝液、低沸塔顶冷凝液：
主要成份为三氯乙烯，可作为脱脂溶剂或干洗剂使用，该物料处理方式作为低档溶剂出售。
3.3废渣处理
3.3.1回收塔釜残液：
该残液基本为三
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