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5萬噸/年環氧乙烷及系列產品項目

2010-12-15 16:33:25     華夏經緯網

1 概述

環氧乙烷是乙烯衍生物有機化工原料中間體,它易與水、醇、氨、胺、酚、鹵化氫、酸及硫醇進行開環反應。得到化工產品被大量用於中間體和精細化工產品的生產,成為各國一系列工業產品不可缺少的化工基礎原料。

本項目所產環氧乙烷除作商品供應外,余量選擇有市場前景的乙醇胺、乙二醇醚、乙氧基化合物(表面活性劑),碳酸乙烯酯、1、3丙二醇等五種產品進行深加工。

2 產品用途、市場分析

2.1 乙醇胺系列產品用途、市場分析

2.1.1 用途

乙醇胺系列產品是環氧乙烷系列產品消耗環氧乙烷僅次於乙二醇,主要用於生產陽離子錶面活性劑,哌嗪、馬啉等醫藥中間體原料、氣體凈化劑、水泥添加劑、金屬處理劑、紡織助劑、亞乙基胺等。

2.1.2 市場分析

乙醇胺系列產品全球總生產能力130萬噸左右,生產佈局主要集中在美國、西歐、亞太地區等,約佔世界總生產能力90%,國外乙醇胺主要用於表面活性劑、除草劑 、氣體凈化劑、金屬加工。

預計國外市場乙醇胺系列產品年均增長保持4%左右的增長率2010年將達到160萬噸左右。

我國2004年現有乙醇胺生產企業約有11家總生產能力6.3萬噸,消費最大領域為表面活性劑,約佔總消費量的33%,其次是醫藥、聚氨脂行業分別為23%、16%,其他為28%,所以國內雖有生產能力6.3萬噸,但2005年產量僅為2.015萬噸,進口量6.18萬噸,表觀消費量8.72萬噸,2006年1~7月進口量4.7萬噸,自2001~2005年消費年均增長率為26.5%。國內有關部門預測2010年國內乙醇胺系列產品消費量將達到15萬噸左右。

2.2 乙二醇醚系列產品用途、市場分析

2.2.1 用途

乙二醇醚系列產品主要包括乙二醇甲醚、丁醚、丙醚以及二乙二醇甲醚、丙醚、丁醚與醋酸反應生成乙二醇醚醋酸酯的混合溶劑,因此用途廣泛,主要用於汽車工業和其他機械製造業油漆塗料優良溶劑,抗凍劑,制動液添加劑,除草劑,增塑劑的中間體等。

2.2.2市場分析

歐美、日本是乙二醇醚主要生產國,目前生產能力已達到180萬噸,其中美國104萬噸,聯碳公司生產能力20萬噸生產乙二醇、丙二醇、醇醚系列產品,歐州32.9萬噸,日本15萬噸,其特點:規模大,大部分企業乙二醇醚和丙二醇醚在用一套設備進行生產,不是單一專用,提高了企業經濟效益。

近5年來國內塗料、汽車、印刷業迅速發展,乙二醇醚消費量不斷增加,目前國內生產廠家15家生產能力約7萬噸,表觀消費量約10萬噸左右,缺口靠進口解決。乙二醇醚主要應用於塗料、有機合成等方面,預測“十一五”期間乙二醇醚消費量約有15~16萬噸,專家建議採用先進技術建設萬噸級裝置以提高市場競爭力。

2.3 乙氧基化合物用途、市場分析

2.3.1 用途

乙氧基化合物是非離子錶面活性劑,溶于水時不發生離解,其分子中的親油基團與離子錶面活性劑基本相同,還含有一定量的含氧的親水基團如羥基、聚氧乙烯鏈,非離子錶面活性劑由於不是以離子狀態存在穩定性高、不易受強電解質存在的影響,也不易受酸鹼的影響,並與其他表面活性劑相容性好,在固體表面上不發生強烈吸附,具有良好的洗滌、分散、發泡、潤濕、增溶、抗靜電、防腐蝕、殺菌和保護膠體等多種功能,廣泛應用於紡織、造紙、食品、塑膠、皮革、玻璃、石油、化纖、醫藥、農藥、塗料、染料、化肥、膠片、選礦、建材、環保、化菻~消防,農業等,是國民經濟發展中不可缺少的化學品。主要品種有:長鏈脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚,脂肪酸聚氧化乙烯酯、聚氧化烷基胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺等。

2.3.2 市場分析

乙氧基化合物主要包括三大類:烷基醚類乙氧基化合物,環醚類乙氧基化合物、胺類乙氧基化合物等。

聚氧乙烯醚非離子錶面活性劑全球主要生產廠商有80多家,現在產量450余萬噸,主要採用義大利PI公司乙氧基化技術,美國佔世界總產量的35%,美國目前產量約150萬噸、西歐158萬噸,日本70萬噸,聚氧乙烯醚非離子錶面活性劑種類繁多,但主要應用的是脂肪醇和烷基酚兩大類。西歐與美國分別佔非離子錶面活性劑產量總和的70%、60%。

目前國內生產表面活性劑企業有600多家,產能100余萬噸,主要品種有脂肪醇、聚氧乙烯醚,烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、油類乙氧化物、烷醇酰胺、環氧乙烷、環氧丙烷、聚醚、多元醇酯醚七大類產品約有幾百個品種,目前國記憶體在的問題是:規模小,生產品種不能滿足消費需要。必須建設有一定規模乙氧基化合物廠,提高市場競爭力。

2.4 碳酸乙烯酯用途、市場分析

2.4.1 用途

碳酸乙烯酯是綠色化學品之一,它含有羰基、乙氧基可以生產多種有機化合物,與甲醇酯交換生產碳酸二甲酯和乙二醇,這兩種化學品廣泛應用於醫藥、化工、農藥、溶劑、聚酯纖維、汽油添加劑氣體凈化劑等,它經過水解反應直接生產乙二醇。應用於生產聚丙烯晴、聚丙烯纖維的溶劑,與硅酸鈉、碳酸氫鈉作土壤穩定劑、飼料添加劑、紡織整理劑等。

2.4.2 市場分析

碳酸乙烯酯是由環氧乙烷和二氧化碳反應生成產品,主要生產國有美國、西歐日本等國,生產規模不大,碳酸乙烯酯經水解生產乙二醇比環氧乙烷水合法生產工成本略有降低。國外碳酸乙烯酯與碳酸丙烯酯放在同一套設備中進行生產的。

華東理工大學在90年代中期開發了碳酸乙烯酯工藝技術獲得成功,積極推廣應用,但到目前為止尚無具有一定規模生產企業,根據國家“十一五”發展規劃建立環境友好型社會要求,將擴大碳酸乙烯酯市場消費,有必要建設萬噸級碳酸乙烯酯裝置。

2.5  1,3丙二醇用途及市場分析

2.5.1 用途

1,3丙二醇是上世紀90年代開發的新產品,是由環氧乙烷與一氧化碳、氫氣合成的,1996年由殼牌化學公司採用1,3丙二醇與對苯二甲酸酯化反應再經熔融縮聚制得聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT),其性能具有PET的耐化學品性能和尼龍樹脂回彈性,耐油漬、染色方便、色牢度高,不易吸濕和抗靜電性能好,它將替代尼龍6和尼龍66纖維在地毯方面的應用。

2.5..2 市場分析

目前全球1,3丙二醇生產能力為15.2萬噸,其中殼牌公司7.3萬噸,迪高莎公司4.5萬噸,杜邦公司3.4萬噸,隨著對苯二甲酸1,3丙二醇酯技術不斷開發成熟必將進一步推動該樹脂生產增長,殼牌公司預測2010年世界上消費將達到100萬噸。

國內1,3丙二醇消耗集中在制藥、紡織、纖維、醫藥等行業市場前景容量大,據上海石化研究院預測近年我國消費量達到2.5~3萬噸/年,長遠需求超過10萬噸,現在僅山東有一家企業生產1,3丙二醇,生產能力僅為1000噸,採用環氧乙烷羰化加氫工藝。

3 建設規模及原料來源

建設規模:  環氧乙烷            5萬噸/年

(其中1.5萬噸商品,3.5萬噸為下列系列產品原料)

系列產品:  乙醇胺系列產品      1.3萬噸/年

            乙氧基化合物        1.35萬噸/年

            碳酸乙烯酯          1萬噸/年

            1,3丙二醇           1萬噸/年

            乙二醇醚系列產品    1萬噸/年

            合計                5.6萬噸/年

原料來源:主要原料乙烯依靠進口供應,在將來葫蘆島建成MTO法制烯烴裝置中供應。

4 工藝技術方案

4.1 環氧乙烷工藝技術方案

環氧乙烷是乙烯在銀催化劑作用下與空氣或純氧進行氧化反應再經吸收、解吸、汽提、蒸餾得到的。目前國內外普遍選用純氧氧化工藝。該工藝減少“三廢”排放,提高生產效率,環氧乙烷生產工序由乙烯氧化、吸收、解吸、精餾組成,二氧化碳脫除系統由吸收、解吸工序組成。從氧化反應器排出的廢氣含有乙烯、二氧化碳,一部分由迴圈氣壓縮機送入乙烯進料混合,一部分進入二氧化碳吸收塔,碳酸鉀為吸收劑,再經加熱分解脫水,迴圈使用。

4.2 乙醇胺工藝技術方案

環氧乙烷與氨反應生成乙醇胺,是唯一生產乙醇胺的工藝。在生產過程中同時生成二乙醇胺、三乙醇胺,三種同系列產品,一、二、三產物經汽提除去未反應的氨加以回收再經脫水遂次真空分餾,最終得到三個大致比例相同產品。氨和環氧乙烷按一定摩爾比混合後進入反應器,反應在一定液相中進行,反應溫度通過冷卻來控制,壓力10MPa。

4.3 乙氧基化合物

乙氧基化合物是環氧乙烷在高溫、高壓下與強鹼或甲醇鈉在催化劑存在下進行,環氧乙烷定量加入,溫度琠w,待反應壓力下降為一定時反應終了,再經冷卻即得。這種工藝分為間歇式和連續式兩種,間歇式又分為攪拌間歇式和迴圈攪拌式。

物料迴圈間歇式,是把環氧乙烷加入真空反應釜中,呈霧狀充滿反應釜上部,然後把已脫水含催化劑脂肪醇由泵送入反應器內噴嘴以噴淋狀與環氧乙烷反應,反應溫度100∼120℃,壓力0.29∼0.49MPa。應用該技術的特點:反應物料反應充分完全,速度快,生產能力大,產品品質均勻,安全性好,本工程選用物料迴圈間歇式。                                               

4.4 乙二醇醚工藝技術方案

環氧乙烷醇解法是生產乙二醇醚的主要方法。該法又分為催化法和非催化法兩種。工業上主要均相鹼催化劑醇酸鈉廣為應用。其工藝首先把醇和粒狀鹼反應生成醇酸鈉催化劑,與液相環氧乙烷,新鮮無水醇、迴圈醇混合,經預熱進絕熱管反應器,反應在液相150℃~200℃下進行,並控制一定壓力維持液相反應條件,反應物料在達到常壓下始沸點送入醇回收塔,醇回收率99.9%,塔釜液分離出二乙醇醚、三乙醇醚、回收率99.5% ,不能回收殘渣進行焚燒,醇醚生產裝置有很大靈活性,一套裝置可通過變更原料醇生產各種相應的乙二醇醚產物。本項目選用催化法生產工藝。

4.5 碳酸乙烯酯工藝技術方案

碳酸乙烯酯生產工藝是環氧乙烷和二氧化碳在一定壓力和催化劑作用下生成的。工藝過程是將二氧化碳在8MPa壓力下液化,並加熱到160℃,與催化劑環氧乙烷同時送入預反應器,反應溫度升到220℃,大部分環氧乙烷轉化為碳酸乙烯酯。經後反應器並冷卻(165℃∼170℃),環氧乙烷轉化率95%以上。降壓至0.25MPa送入脫氣塔,脫除未反應的二氧化碳、環氧乙烷。塔釜液採用多級薄膜蒸發器濃縮回收部分催化劑,又經精製。蒸出合格的產品。以環氧乙烷計碳酸乙烯酯收率92∼95%,純度99.5%。

4.6  1,3丙二醇工藝技術方案

1,3丙二醇生產工藝已經工業化有三種採用丙烯醛水合加氫法、發酵法、環氧乙烷羰化加氫法。環氧乙烷羰化加氫法是將環氧乙烷與合成氣在催化劑作用下制得3-羥基丙醛,再加氫制得1,3丙二醇。

5 總圖、公用工程

5.1 總圖

本項目以環氧乙烷為主導產品進行深加工形成一體化產品鏈,主裝置有環氧乙烷、乙醇胺、乙二醇醚、碳酸乙烯酯、1,3丙二醇、乙氧基化合物以及輔助設施迴圈水站、變電所、倉庫、綜合樓、貯罐區、給排水等,建設佔地面積6.6萬M2

5.2 公用工程

公用工程由項目建設所在地葫蘆島經濟開發區提供。

本項目根據各產品消耗定額匯總後公用工程消費如下表。

公用工程消耗

名  稱

單  位

消耗量/h

消耗量/a

115

920000

萬KWh

0.3504

4803

蒸汽

32.5

260000

迴圈水

萬噸

0.2807

2245

氮氣

KNM3

0.447

3576

儀錶空氣

KNM3

0.299

2392

低溫水

50

400000

燃料(天然氣)

NM3

260

2000000

6 投資估算、技術經濟分析
6.1 投資估算

本項目估算總投資56634萬元,其中建設投資51000萬元,建設期利息2350萬元,鋪底流動資金3284萬元。

6.2 資金籌措

中外投資者可選擇合資或獨資進行投資。按有關規定總投資的30%由出資方自籌,70%向銀行申請貸款。

6.3 技術經濟指標

經濟效益測算時的產品、原料、公用工程價格按現行市場價格計算。

年銷售收入:109450萬元

年總成本:  83387萬元

年銷售稅金及附加:6647萬元

年利潤總額:19415萬元

投資利潤率:30%

投資利稅率:40%

稅前內部收益率:33%

稅前財務凈現值:73170萬元

稅前靜態投資回收期:6年

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葫蘆島市人民政府台灣事務辦公室