丙烯腈合成工艺项目可行性研究报告.docx
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丙烯腈合成工艺项目可行性研究报告
年产15万吨丙烯腈合成工艺项目
可行性研究报告
第一章总论
1.1项目概况
1.2项目设计依据、标准及原则
1.3项目背景及意义
1.4研究范围
1.5研究结论
1.6存在的主要问题和建议
第二章建设规模
2.1设计原则
2.2市场分析
2.3下游产品分析
2.4生产规模的确定
第三章丙烯腈合成工艺技术
3.1总论
第四章集成方案
4.1集成依据
4.2与企业系统集成
4.4总结
第五章厂址选择
5.1厂址选择原则
5.2厂址简介
5.3区位优势
第六章经济与社会效益
6.1工程概况
6.2编制依据
6.3编制方法
6.4项目总投资估算
6.5资金统筹
6.6产品成本估算
6.7销售收入和税金估算
6.8财务评价
6.9社会效益
第一章总论
1.1丙烯腈项目概况
1.1.1项目名称：
15万吨丙烯腈合成工艺项目
1.1.2项目拟建场地区：
xx化学工业园
1.1.3项目规模：
年产十五万吨丙烯腈
1.1.4我国丙烯腈现状：
由于丙烯腈副产氢氰酸的环保问题，近几年我国新增产能较少。
目前，我国主要有11家丙烯腈生产厂家。
2005年我国丙烯腈总产能约达110万吨/年，产量达到93.1万吨，2006年底我国丙烯腈主要企业总产能达到106.2万吨/年，全国总产能约达115万吨/年。
至2009年产能基本未变。
2010年6月17日，吉林石化第三套丙烯腈装置两条生产线先后开车成功，丙烯腈生产能力比原来翻了一番，达到42.4万吨，跃居国内首位。
这标志着吉林石化公司已成为全国最大丙烯腈生产基地。
2011年，我国仅齐鲁石化增加4万吨产能，增加后丙烯腈国内总产能约140.2万吨，产量108万吨。
1.2项目设计标准,依据及原则
1.2.1项目设计依据
1.2013年“中国石化-三井化学杯”第七届全国大学生化工设计竞赛参赛指导书-2013416
（2）
2.国家在化学工程，环境保护等方面的相关法律法规及政策
3.化工，机械，环保等方面相关国家及行业标准
1.2.2项目使用的专业标准规范
《中华人民共和国安全生产法》；
《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》原劳动部第3号令（1996）；
《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）；
《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2.2-2007）；
《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）；
《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；
《建筑物防雷设计规定》（GB50057-2010）；
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）；《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》（SH3063-1999）；
《化工企业安全卫生设计规定》（HG20571-95）；
《压力容器安全技术监察规程》（1999年版）；
《压力管道安全管理与监察规定》劳动部发[1996]140号；《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）；
《工业粉尘排放标准执行》（GB16297-1996）；
《工业企业厂界噪声标准执行》（GB12348-2008）；
1.2.3项目设计原则
（1）本项目的目标是为一石化总厂设计一座以乙烯为基本原料生产丙烯晴的子工厂
（2）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；
（3）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；
（4）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；
（5）充分利用xx化学工业园区机器周边的各种可利用资源，如长江的运输功能等。
（6）为减小一次投资规模，活跃资金周转，采用滚动建设原则，即一次规划，分期建设。
（7）牢固树立“预防为主，安全第一”的思想，确保建设工程项目的安全实施，切实落实“三同时”的规定，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，确保工程施工安全和施工质量。
（8）遵循现行防火、安全卫生及劳动保护等有关规范，确保本项目在投产后能安全稳定生产，保障劳动者在劳动过程中的健康和安全。
（9）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；
1.3项目背景及意义
1.3.1供需情况
●生产情况
2011年，我国丙烯腈生产企业仍维持为9家，生产能力增加至125.7万吨/年，全部集中在两大集团及其合资公司，其中中国石油丙烯腈产能为70.7万吨/年，约占国内产能的56.2%；中国石化丙烯腈产能为42万吨/年（合资公司上海赛科能力按照股权50%折算，下同），约占国内产能的33.4%。
当年新增丙烯腈生产能力来自中国石化齐鲁分公司4万吨/年的扩能。
2011年，我国丙烯腈产量为110.9万吨，同比增长2.0%，全国丙烯腈装置的有效产能开工率在88.2%。
其中，中国石油产量为57.3万吨，同比增长10.8%；中国石化丙烯腈产量为40.9万吨，同比下降3.4%（见表1）。
表12011年中国丙烯腈生产企业情况
单位：
万吨/年、万吨
企业名称
生产能力
产量
中国石油
70.7
57.3
吉林石化分公司
42.4
29.9
大庆石化分公司
8.0
8.4
大庆炼化分公司
8.0
8.5
抚顺石化分公司
9.2
8.2
兰州石化分公司
3.1
2.3
中国石化
29.0
28.2
上海石油化工股份有限公司
13.0
13.2
安庆分公司
8.0
8.7
齐鲁分公司
8.0
6.4
合资公司
26.0
25.4
上海赛科石油化工有限责任公司
26.0
25.4
全国合计
125.7
110.9
●进口情况
自2002年起，我国丙烯腈进口关税下降至6.5%，而随着下游需求的快速发展，国内缺口量较大，近年我国丙烯腈进口量呈逐步振荡上升态势。
2008年由于国内下游腈纶需求大幅萎缩，使得丙烯腈的需求也明显减少，进口量也大幅下降；2009～2011年，在下游需求快速回暖的拉动下进口量又明显回升，达到进口丙烯腈约54.2万吨的历史最高水平。
由于全球丙烯腈的生产国及贸易国比较集中，因此历年来中国进口的丙烯腈也基本集中来自于美国、韩国、日本及中国台湾省四个国家及地区。
2011年，来自上述四个国家及地区的进口量合计为50.5万吨，约占我国进口总量的93.3%；还有少量产品来自墨西哥、荷兰、俄罗斯及巴西等地。
2011年我国丙烯腈主要进口来源地及进口量见表2。
表22011年我国丙烯腈进口来源地
单位：
万吨、%
国家/地区
进口量
所占比例
美国
17.2
31.7
韩国
13.5
25.0
日本
12.0
22.1
中国台湾省
7.8
14.5
墨西哥
0.9
1.7
俄罗斯
0.9
1.6
其他
1.9
3.4
合计
54.2
100.0
国内丙烯腈的下游应用领域和下游用户相对集中，因此国内丙烯腈的进口省市也相对集中，主要集中在江苏省及浙江省。
2011年，上述两省丙烯腈进口量均约为24.2万吨，分别占进口总量的44.7%和44.6%。
另外，其他几个省市如天津市、山东省、北京市及河北省等也有少量的进口（详见表3）。
表32011年我国丙烯腈进口省市
单位：
万吨、%
省市
进口量
所占比例
江苏省
24.2
44.7
浙江省
24.2
44.6
天津市
3.2
5.9
山东省
2.2
4.1
北京市
0.2
0.5
河北省
0.2
0.3
合计
54.2
100.0
近年，丙烯腈的进口贸易方式变化不大，主要以一般贸易方式及进料加工贸易的方式进口，一般贸易方式仍是最主要的进口方式。
2011年，以一般贸易方式进口的丙烯腈量达50.1万吨，占总进口量的92.5%；以进料加工贸易及来料加工装配方式进口的丙烯腈量约4.0万吨，仅占总进口量的7.5%，如表4所示。
表42011年我国丙烯腈进口贸易方式
单位：
万吨、%
贸易方式
进口量
所占比例
一般贸易
50.1
92.5
进料加工贸易
3.9
7.2
来料加工装配
0.2
0.3
合计
54.2
100.0
●消费情况
2011年，我国丙烯腈表观消费量为165.1万吨，同比增长7.7%，主要用于生产腈纶、ABS/SAN树脂、丙烯酰胺、聚醚、丁腈橡胶及其他精细化工产品，其中，用于生产腈纶及ABS/SAN树脂合计约占丙烯腈消费总量的75%。
1.3.2供需预测
今后几年，我国丙烯腈仍将快速发展，生产能力的增加主要来自上海赛科石化、万达集团东营项目及中海油东方石化等项目。
预计2015年，我国丙烯腈生产能力将增至210万吨/年，其中中国石油、中国石化所占份额将分别下滑至33.6%和32.3%，而中国海油、万达集团的进入将打破国内由两大集团垄断全部生产能力的局面，其他企业所占份额将提高至34.1%。
另外还有一些企业在规划丙烯腈项目，如果能解决技术来源等问题，预计2015年后，我国丙烯腈生产能力仍将稳步增加（详见表5）。
表52010年~2015年中国丙烯腈供需预测
单位：
万吨/年、万吨、%
分类
2010年
2011年
2015年
2010～2015年均增长率
生产能力
121.7
125.7
210
11.5
开工率
89
88
85
-
产量
108.7
110.9
180
10.6
需求量
153.3
165.1
215
7.0
供需缺口
-44.6
-54.2
-35
-9.5
今后几年，我国腈纶发展较缓，对丙烯腈需求的增加贡献不大，其占丙烯腈消费结构的比例也将逐步下降；而ABS/SAN树脂及丁腈橡胶生产能力将快速增加，将是拉动丙烯腈需求增加的主要力量，所占比例也将明显提升；另外，丁丙烯醯胺等产品的需求也将稳步增加，但所占比例仍不高。
届时，我国丙烯腈表观需求将增加至215万吨。
根据以上供需预测，虽然今后几年，下游行业ABS/SAN树脂的快速发展将增加对原料丙烯腈的需求，但如果上述计划新建丙烯腈装置均能按时投产的话，国内丙烯腈生产能力将大幅提升，供应缺口也将逐步回落，预计2015年国内丙烯腈供应缺口将下降至35万吨。
1.3.3丙烯腈产业链价值分析及发展建议
丙烯腈主要用于生产腈纶（丙烯腈纤维）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）/苯乙烯-丙烯腈（SAN）树脂、丙烯酰胺/聚丙烯酰胺、丁腈橡胶（NBR）及己二腈。
丙烯酸生产技术以丙烯直接氧化法为主，目前基本没有以丙烯腈为原料直接生产丙烯酸的装置。
丙烯腈项目副产的氰氢酸（HCN）主要用来生产甲基丙烯酸甲酯（MMA），继而生产聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），还可以用于生产其他树脂及塑料改性剂等。
1.3.4丙烯腈下游主要产业链价值分析
1.腈纶
腈纶生产工艺技术先进，获得渠道较多，且国内装置建设及运行经验丰富，技术引进及项目建设难度较小，投资收益情况尚可。
但从整体来看，腈纶市场已十分成熟，增速十分缓慢，常规纤维市场已呈现萎缩状态，市场前景和盈利能力并不乐观，不宜作为丙烯腈主要配套发展产品。
2.ABS树脂
ABS树脂生产工艺技术选择性多，引进难度较小，国内市场容量大，且存在较大缺口，市场前景较好，可作为丙烯腈配套发展产品，但中低端产品面临国内、外生产厂商的双重压力，竞争较激烈。
新建装置必须引进高端技术产品，才能具备竞争优势。
3.NBR
国内NBR存在较大供需缺口，市场前景较好，项目符合国家产业政策，产品能够满足汽车、制鞋、建筑、电子电气等行业发展的需求，缓解国内供需矛盾，但NBR生产工艺技术先进且引进难度较大，在落实技术来源的前提下可作为丙烯腈配套发展产品。
4.聚丙烯酰胺
国内聚丙烯酰胺生产工艺技术选择性多，引进难度较小，也可采用国内技术。
国内市场容量较大，但供应量也较充足，生产企业能力较为分散，低分子量产品竞争较为激烈，高分子量产品仍存在部分缺口。
聚丙烯酰胺是一个仍在快速发展的系列产品，随着应用范围的日益扩大，其市场容量也不断扩大，可作为丙烯腈配套发展产品考虑。
5.己二腈
目前国内己二腈生产尚属空白（一套2万吨/年装置已停产），发展潜力较大，市场前景较好，但技术引进困难。
同时，目前国内己二腈产品的下游用户己二胺生产能力主要集中在中国平煤神马集团一家公司，市场风险较大。
综合对丙烯腈下游产品市场、技术及投资效益等方面的比较，可以看出，ABS树脂和聚丙烯酰胺两个产品市场需求量大，技术成熟易得，效益较好，因此可作为企业发展重点关注项目。
丁腈橡胶市场缺口大，发展前景好，但市场总量有限，可做备选项目。
而腈纶和己二腈两个产品均存在市场发展不确定的问题，且己二腈的生产技术难以获得，发展需谨慎。
丙烯腈下游产品发展条件比较见表6。
表6丙烯腈下游产品发展条件比较
产品
国内市场
技术来源
投资收益
NBR
市场缺口大，发展前景好
技术可得
高
己二腈
国内生产空白，发展空间大
丁二烯法技术高度垄断，
丙烯腈法技术可引进
高
ABS
市场容量大，发展空间大
技术较易得
较高
聚丙烯酰胺
发展潜力大，且内部市场有待开发
技术成熟易得
一般
腈纶
产品成熟期，市场竞争激烈；常规
产品萎缩，发展重点是差别化产品
技术成熟可得
较低
1.4研究范围
本报告的研究范围包括项目建设的意义、建设规模的确定、MTB丙烯腈合成工艺技术的比较和论证、副产品的综合利用方案、合成丙烯腈的工厂系统集成方案、厂址选择、项目的社会及经济效益分析。
1.5研究结论
（1）该项目符合国家战略产业发展政策，投产后企业的产品结构趋向合理，增加了企业的市场竞争能力。
（3）项目投产后，企业可以此为平台，制定今后的新产品开发计划，通过合成丙烯腈还可以合成一些下游产品如ABS树脂等，进一步提高市场竞争力与经济效益。
（4）随着我国居民生活水平的提高和汽车工业的发展，从产品一二十年的需求预测情况看，市场对其需求量依然很大，并有有逐步扩大趋势，建设丙烯和氨气制丙烯腈及是十分必要的。
（5）国内丙烯腈市场需求较大，而生产企业不多，现在进入有利于尽早掌握技术，抢占市场。
（6）丙烯氨氧化是合成丙烯睛的新方法，该法具有原料价廉易得、工艺流程简单、设备投资少、产品质量高、生产成本低等许多优点，很快取代了乙炔法，迅速推动了丙烯腈生产的发展，成为当前生产丙烯腈的主要方法。
（7）该项目的实施，可有助于企业以后往下游产业发展，生产腈纶等高附加值产品，优化企业产品结构。
（8）企业位于xx化学工业园，交通便利，运输方便。
所选厂址合理，与总厂可以很好耦合集成，原料供应可靠，运输距离短。
（9）原料完全利用企业现有的丙烯和氨气，成本可大大降低。
（10）供电、供水、供气、供汽依托基地基础设施以及企业现有的装置能力填平补齐，稳定可靠。
综合利用原公用工程的生产能力，根据需要填平补齐，节省建设项目的总投资。
（11）从该企业的实际情况看，原有专业技术人员管理人员，技术力量雄厚。
企业有一批化工生产的技术骨干和熟练的岗位操作工，减少了培训费用，更重要的是加强了化工生产的稳定性和安全性。
因此，该项目建设是有基础的。
（12）企业有完整的企业管理模式，各种专业管理制度成熟到位。
（13）本项目有助于改善国家能源结构，保障国家能源安全，并且可以提供一定工作岗位，解决一部分当地就业问题，拉动当地相关产业发展。
（14）项目无移民安置问题，不占农田耕地，无拆迁和补偿问题，社会风险小。
1.6存在的主要问题和建议
设计过程中虽然尽可能多的利用现有成熟工艺和设备，但对各种潜在的不确定性尚未考虑全面。
本设计中某些工艺尚未大规模工业化应用，因此要将其投入大规模生产仍需要进一步的试验和改进，使其更加成熟。
本项目的环保方面虽然已经做得比较好了，但人存在部分地方，可能对环境产生某些潜在的危害。
第二章建设规模
2.1设计原则
生产规模是指一定量生产要素。
随着规模的扩大，规模报酬逐渐递减，所以要保持适度规模，这就是“适度规模经营理论”。
在本项目中，生产规模过小则销售收入过低，无法实现盈利；生产规模过大，则总投资及生产成本也相应增大，可能又会导致总利润降低。
因此，生产规模在一个合适的范围，才能实现项目的最大盈利。
建设规模的原则要根据产业和具体厂区的特点而定，具体说来有以下几个方面：
（1）国家、地区、部分、行业的经济发展计划：
考虑到经济发展计划的要求，才能保证国民经济有合理的结构，才能与国家、地区、行业的经济协调发展，取得良好的效益。
（2）石油，氨的价格：
该项目所需原料丙烯馏分来源于石油催化裂化副产，因而石油、氨的价格直接影响项目的生产成本及规模。
（3）市场的需求量：
市场的需求量是产品生产的主要依据，产品滞销带来的后果要远比其他一切影响大得多。
（4）市场竞争：
需明确行业的竞争趋势，了解竞争对手的发展状况，做到知己知彼。
（5）产品所处的生命周期阶段：
表2-1生命周期阶段及其特征
序号
发展阶段
增长趋势和特征
成本
利润
1
投入期
增长率不稳定，新产品刚投产，开始进入市场
成本很高
<0
前期
亏损随着产量增大而上升
成本缓慢上升
<0
后期
亏损随着产量增大而下降
2
成长期
增长率>10%，大量进入市场，开始有微利市场
成本开始下降
>0
3
成熟期
增长率<10%，产量最大，销售量最多，赢利最多
成本最低
>0
4
衰退期
增长率急剧下降，产品开始陈旧化，处于被淘汰状态，赢利下降，甚至出现亏本
成本升高
>0/<0
处在成长期的产品，需求在增长，可以考虑投资建厂或对原生产厂进行技术改进，以求降低生产成本、增加利润和提高产品的竞争能力，如果效益可观还可
（6）资金来源：
化工厂的初期建设需要大量的资金注入，因此生产规模要以能和各种渠道提供的资金数量相适应而又不影响总的经济效益为原则来确定。
（7）其他因素：
土地条件、政策支持、人力资源、设备条件等其他相关因素都会对生产规模产生或多或少的影响，需要综合考虑。
2.2市场分析
2.2.1原料成本分析
（一）丙烯
虽然国内市场对丙烯的需求量在不断增加，但2008年以来受金融危机及国际原油价下跌的影响，国内丙烯的价格也随之大幅下降，但随着金融危机过后，丙烯的价格也随之平稳回升并保持稳定。
图2-1是丙烯和2008年下半年经历金融危机以来到现在的价格走势。
从图中不难看出丙烯的价格不仅恢复到了金融危机前的水平而且保持稳定。
未来丙烯有广阔的发展前景。
图2-1
以CFR东北亚丙烯为例，上半年丙烯价格一直处于窄幅震荡行情，整体走势较为平缓，丙烯腈受到来自原料成本的影响较为有限，仅在供需矛盾凸显的局面下，侧面造成影响。
2、供需面分析：
（2）氨气
氨气的价格
2.2.2产品市场分析
2.2.2.1丙烯腈产品市场供应预测
（1）全球丙烯腈生产状况
近年来，发达国家丙烯腈市场萎缩，全球丙烯腈生产能力在向亚洲转移。
2006年全球丙烯腈产能为617万吨/年。
截至2009年，全球丙烯腈能力为623.7万吨，产量约为590万吨。
日本旭化成公司在我国台湾建设的以丙烷为原料的20万吨/年丙烯腈装置于2010年投产。
据透露，该丙烯腈装置为世界上第一套采用丙烷原料的大装置，将在生产中逐渐提高负荷率。
2010年6月17日，吉林石化第三套丙烯腈装置两条生产线先后开车成功，丙烯腈生产能力比原来翻了一番，达到42.4万吨。
另外，由于台湾中国石油化学工业开发股份有限公司（简称：
台湾石化）的下游客户（ABS生产商）正在扩充产能。
为满足客户的这一需求，该公司计划将丙烯腈产能增加4.5万吨/年，达到23.5万吨/年，扩建部分的装置在2010年投入使用。
2011年12月20日，日本旭化成与泰国等在泰国的合资公司—泰国PTT旭化成化学正式投产其位于泰国罗勇省马塔府工业区的20万吨/年丙烯腈装置，原定2010年底投产，后由于环保评估原因而延迟建设。
该公司在建项目包括20万吨/年丙烯腈装置、7万吨/年MMA单体装置以及16万吨/年硫酸铵装置，MMA单体装置将于2012年初投产。
截至2011年，全球丙烯腈能力约为695万吨，全球主要丙烯腈生产企业及产能统计见表1.1。
表1.1全球丙烯腈主要生产企业及产能统计表
单位：
万吨/年
序号
企业名称
国家或地区
产能
备注
1
英力士集团
德国、美国
104.3
2
旭化成
日本、台湾
90.0
40万吨以丙烷为原料
3
Ascend性能材料公司
美国
52.2
4
吉林石化公司
中国吉林市
42.2
2010年扩建
5
台塑
中国台湾省
32.0
6
巴斯夫
英国
28
7
东西石化公司
韩国
27.3
8
上海赛科
中国上海
26.0
9
帝斯曼
荷兰
25.9
10
TacKwana工业
韩国
25.0
11
台湾石化
中国台湾省
23.5
2010年扩建
12
氰特工业
美国
22.7
13
Dia-NitrixCoLtd
日本
20.5
14
LUKOIL
俄罗斯
18.5
15
MitsubishiRayon
日本
13.3
16
BP
美国
13.0
旭化成公司是世界上第一家大规模使用丙烷生产丙烯腈的公司。
2010年8月该公司与沙比克（SABIC）公司计划在沙特朱拜勒合资建设20万吨/年丙烯腈项目。
该项目拟采用丙烷原料工艺，计划于2013年建成投产。
表1.22006～2011年世界丙烯腈产能统计表
单位：
万吨/年
年份
2006
2007
2008
2009
2010
2011
产能
617
617
617
623.7
670
695
产量
553
570
590
600
开工率
89.6%
92.4%
94.6%
89.6%
近年来，全球丙烯腈生产向亚洲转移，发达国家丙烯腈市场呈萎缩现象，一些公司纷纷关闭最差的生产线。
据英国TecnonOrbiChem公司分析，近年来，因装置关闭超过开工的新增能力，世界丙烯腈供应显得较为紧张。
开工率处于89～90%的高位，但是效益仍然很低。
全球金融危机使丙烯腈生产商在全球范围内大幅削减丙烯腈装置开工率，一些装置的开工率甚至降到50%。
所有的丙烯腈生产商都是通过丙烯氨氧化来获得粗乙腈，但不是所有的生产商都能够对粗乙腈进行分离、提纯并出售。
丙烯腈产量的大幅削减导致了乙腈产量大幅减少。
（2）我
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