1、化学化工学院课程设计 可行性报告第 1 页 共 46 页年产 2 万吨环氧丙烷 HPPO 法生产项目可行性研究报告化学化工学院课程设计 可行性报告第 2 页 共 46 页1 总论1.1 项目名称及性质（1）项目名称： 2 万吨/年环氧丙烷 HPPO法生产项目（2）承办单位名称： （3）企业性质： （4）投资项目的性质：新建（5）项目类型：化工1.2 可行性研究报告编制的依据、指导思想和原则1.2.1 可行性研究报告编制的依据1、国家地区建设、税收等有关法律、法规；2、发改投资20061325 号建设项目经济评价方法与参数 （第三版） ；3、 中华人民共和国环境保护法 、 中华人民共和国劳动安全
2、法等相关的国家法律、法规；4、化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定；5、项目建议书审批文件。1.2.2 指导思想和原则1、项目建设必须严格遵守国家和地区的相关政策以及法律法规，符合国家的产业政策、投资方向及行业和地区的规划；2、产品方案要以实际需求为主，做到资源最大化的利用。3、采用有发展潜力的工艺生产技术。4、项目建设应该以科学发展，以人为本的理念，高度重视环境保护、安全和工业卫生。三废治理、消防、安全、劳动保护措施必须同主体装置的设计，建设、投运同时进行。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、以经济效益为中心，加强项目的市场调研，确实做好市场
3、分析及风险性化学化工学院课程设计 可行性报告第 3 页 共 46 页评价，尽可能节省项目建设投资，最大限度地降低项目产品生产成本，提高项目经济效益，增强项目产品的竞争能力。1.3 研究的范围本研究报告主要对以下几方面作了详细而深入的调查研究：1、建设意义2、市场分析3、原料路线4、建设规模以产品方案5、厂址选择6、效益分析1.4 研究结论本项目采用的生产工艺是以丙烯双氧水制备环氧丙烷。以丙烯、双氧水和甲醇为原料、钛硅分子筛为催化剂，采用固定床工艺实现丙烯环氧化合成环氧丙烷。钛硅分子筛可以以较高的转化率和选择性催化丙烯环氧化反应合成 PO。该过程具有条件温和，原料无毒、无腐蚀性，使用相对廉价而安
4、全的稀 H202水溶液作氧化剂，原子利用率高，反应速度快，选择性高，过程环境友好无污染等优点，符合绿色化学和原子经济发展理念的要求，因此被认为是生产 PO的绿色新工艺。综上所述，本项目不仅符合国家能源政策和环保政策，而且技术先进、经济效益好，在技术上、经济上等各方面都是可行的。1.5存在的问题和建议1、本项目生产原料有甲醇，其为易燃易爆危险物质，在生产过程中存在火灾、爆炸、腐蚀等危险有害因素。因此，本项目的建设应根据其生产原料和产品的特殊物理化学性质，在工程设计、工程施工、环境保护、安全卫生、生产管理等方面必须严格按规范进行，以确保建设及生产的安全性。化学化工学院课程设计 可行性报告第 4 页
5、 共 46 页2、环氧丙烷是一种大吨位的有机化工原料,如果以质量分数为 30%的成品双氧水为氧化剂,则存在着大量双氧水的净化、储运等问题,并且在储运过程中双氧水会发生分解。如果将丙烯环氧化过程中与现有工业生产双氧水过程结合起来,即将生产过程中的双氧水不经过提纯直接用于环氧化反应,则可以大大降低成本,减少能耗,这也是丙烯用双氧水环氧化实现工业化的必然趋势。3、本项目以 TS一 1为催化剂。TS 一 1昂贵的生产成本、苛刻的合成条件和成型研究的匮乏,是其工业应用的主要障碍。TS 一 l分子筛经典合成法采用不含碱金属离子的高纯 TPAOH为模板剂,成本较高,而且合成条件苛刻,制备重复性差,工业应用困
6、难较大。需要合成廉价的 TS一 1。化学化工学院课程设计 可行性报告第 5 页 共 46 页2 建设意义2.1 项目建设背景2.1.1 国内环氧丙烷的现状及发展我国 PO工业伴随石油化学工业的发展, 经历了 25年自力更生创业、10 年技术引进、近 5年的国产化技术改造与新工艺的技术运用 3个阶段,由小到大形成了一个较完备的产业系统。(1) 环氧丙烷工业的技术引进20世纪 80年代以来,随着国民经济的快速发展,PO 的市场需求量猛增,国内技术建设的小型生产装置已远远不能满足市场需要,引进当时先进技术是快速提高我国 PO产能的捷径。从 1984年开始先后有江苏钟山化工有限公司(原南京金陵石化公司
7、化工二厂)、锦西化工厂(现锦西化工集团股份公司)、天津大沽化工厂、山东张店化工厂(现为山东东大化工集团公司)、福州第二化工厂等厂家,分别与日本昭和电工公司、日东三井东压公司和日本旭硝子公司等谈判引进 PO生产技术和装置。1988 年 2月,原南京金陵石化公司化工二厂建成投产我国第 1套 PO引进装置,生产能力为 1万 t/a;1989年 10月天津大沽化工厂建成 2万 t/a的引进装置; 1990年 2月锦西化工厂建成 2万 t/a的引进装置;1991 年 5月山东张店化工厂建成 1万 t/a年引进装置;1995 年 2月江西九江化工厂又建成 1套 2万 t/a引进装置。在此期间,宁波浙江化工
8、厂(现为 Dow 独资浙江太平洋化学有限公司 )与美国 Dow化学公司合资,利用 Dow化学技术建成 1套 2万t/a年生产装置,并都投入生产。至此,我国引进技术共建成 PO生产装置 6套,总生产能力 10万 t/a。其中引进日本旭硝子公司 2套、日本三井东压公司 2套、日本昭和电工公司 1套和美国 Dow化学 1套。1993 年 4月,上海高桥石化公司化工三厂,采用中国石化总公司消化吸收引进技术,结合国内开发技术又建成投产国产化 2万 t/aPO生产装置。1988年1995 年我国共建成万 t级以上 PO生产装置 7套, 基本奠定了我国PO生产的工业基础,提高了 PO生产的技术水平和产品质量
9、, 为高质量的 PO衍生产品的生产提供了条件。化学化工学院课程设计 可行性报告第 6 页 共 46 页(2) 国产化技术改造与新工艺的技术运用原金陵石化公司化工二厂在对引进装置进行改造的同时,于 1995年 6月自行设计建成 1套 2.1万 t/a生产装置。目前,2 套 1万 t/a生产装置经多次改造,扩至 2套 2万 t/a、共 4万 t/a PO生产装置;锦西化工集团有限公司 1996年 9月完成由 2万 t/a扩增到 3万 t/a的技术改造,至 2000年装置的生产能力达到 4万 t/a;1999年 5月锦西化工集团有限公司又引进日本旭硝子技术建第 2套生产能力为 8万 t/a的生产装置
10、, 目前其装置总生产能力为 12万 t/a,成为氯醇法生产能力最大的 PO生产企业;天津大沽化工厂 1995年进行了 3万 t/a的扩能技术改造,1998 年又将生产能力扩至 5万 t/a,2006年下半年 1套 6万 t/a的装置建成投产,生产能力已达 15万 t/a;山东东大化工集团公司 1995年和 1996年 2次改造, 将原 1万 t/a的 PO 生产装置扩至 2万 t/a, 2006年下半年该公司的生产能力已扩至 6万 t/a;山东滨州化工厂 1999年利用自己的技术把 2万 t/a PO扩建到 3.5万 t/a,在此基础上自己独立设计开发了 6万 t/a PO装置,目前共有总生产
11、能力为 10万 t/a;上海高桥石化公司化工三厂 1993年建成投产的 2万t/a PO生产装置经过几年的技术改造于 1997年达到 4万 t/a生产能力,1998 年又进一步扩到 5万 t/a, 目前具备了 8万 t/a的生产能力。2005 年, 美国壳牌和中海油在惠州合资的 1套以 PO/SM共氧化法的 25万 t/a PO 装置建成投产。至此 2005年 , 我国 PO主要生产厂家有 12家, PO总生产能力为 84.5万 t/a,见表 1。(3) 国内近年新建环氧丙烷计划化学化工学院课程设计 可行性报告第 7 页 共 46 页2004年起,国内 PO产品市场紧缺,促进了 PO生产装置的
12、满负荷或超负荷运转。由于市场的需求加上对引进技术几年来的实践和认识,各企业依市场和生产成本的需要, 纷纷对现有装置扩建改造或新建装置, 如 2007年南京金浦锦湖石油化工有限公司新建 10万 t/a;天津大沽化工股份有限责任公司扩建 6万 t;山东东大化学工业总公司扩建 3万 t;福建湄洲湾氯碱工业有限责任公司 2万 t/a;山东金岭集团公司新建 8万 t/a;2008年南京金浦锦湖石油化工有限公司新建再建 10万 t/a; Lyondell中石化(镇海)新建 28万 t/a。（4）环氧丙烷技术的发展革新目前国外环氧丙烷生产技术主要有: 氯醇法,乙苯共氧化法( PO/ SM 法) , 异丁烷共
13、氧化法( PO/ T AB 法) , 异丙苯氧化法( CHP 法) , 过氧化氢直接氧化法( HPPO 法) , 氧气直接氧化法。其中氯醇法, PO/ SM 法, PO/ TAB 法, CH P 法,HPPO 法已经实现工业化。与传统的氯醇法、共氧化法工艺技术相比, 过氧化氢直接氧化法技术在经济、环境以及未来发展等方面具有独特的竞争优势, 因此, 该工艺在今后一段时期, 将成为新建PO 装置主要采用的生产工艺2.2 项目投资的必要性2.2.1.环氧丙烷下游市场的巨大需求环氧丙烷供需矛盾的缓解为下游发展提供了空间。首先，下游行业的原料瓶颈问题得以解决，如醇醚、碳酸二甲酯、丙二醇行业在原料资源充沛
14、的前提下，产量大大提高。2010 年国内环氧丙烷用于聚醚多元醇的消费量约占总消费量的83.4%，占据主导地位，丙二醇占10.5%，其他包括异丙醇胺等占6.1%。未来环氧丙烷消费中聚醚仍占主要地位，所占比例有所上升，丙二醇消费仍稳步增长，但所占比例有所下降（1）聚醚多元醇我国聚醚多元醇主要用于聚氨酯领域,自 2000年以来,随着中国 PU行业的快速发展,国内聚醚多元醇工厂大量新建、扩建。据中国聚氨酯工业协会统计, 2003年我国聚醚多元醇产量 37.1万 t, 进口 16.1万 t,出口 3.0万 t,表观消费50.2万 t,产品自给率约 74%;2004 年聚醚多元醇产量 63.9万 t,进口
15、 17.5万 t,出化学化工学院课程设计 可行性报告第 8 页 共 46 页口 2.9万 t,表观消费 78.5万 t,产品自给率为 81%;2005年聚醚多元醇产量74.9万 t,进口 17.29万 t,出口 3.33万 t,表观消费 88.9万 t,产品自给率为 84% 。2004 2005年的表观消费量的平均增长率为 13.2%, 聚醚多元醇行业自给率逐年提高。2004 年是中国聚醚行业发展最为迅猛的一年,2005 年,受国内外宏观经济、原料供应等方面因素影响,聚醚行业的增速略有降低。产品结构方面,硬泡聚醚行业在 2005年实际增长幅度不大,软泡聚醚行业在 2005年下半年发展较快。20
16、06 年,是中国 PO发展史上非常重要的一年。首先,多套新建、扩建设备投入生产,供需关系从紧俏局面逐步走向平衡;其次,市场价格从往年高位稍有回落;生产商利润明显降低。最后,下游衍生物的需求市场从 2005年的压抑中释放出来,PO 及其衍生物需求总量在 2006年得到了快速增长。目前我国聚醚多元醇生产企业有 30多家, 2005年生产能力已达 113.5万 t,其中万 t级规模以上的有近 20家。主要生产厂家有上海高桥石油化工公司聚氨酯事业部、中海壳牌、江苏钟山化工有限公司、天津石化公司聚氨酯部、锦化化工集团公司、山东东大化学工业集团公司、福建湄州湾氯碱工业有限公司、天津大沽化工厂等。根据聚氨酯
17、工业发展情况分析, 未来几年我国聚醚多元醇消费需求年增长预计将保持在 10%以上。预测到 2008年我国聚醚多元醇市场需求量将达到 118.8万 t,到2010年将达到 143.6万 t。我国聚醚多元醇不仅在数量上基本已满足了 PU材料的发展需求,而且在质量上已接近或达到同类进口聚醚多元醇水平, 为我国PU材料发展奠定了基础。（2）丙二醇丙二醇是制造不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂的原料;也是生产表面活性剂如乳化剂和破乳剂的中间体;由于其毒性小,因此还可用作食品色素、香料、化妆品的溶剂;亦可作烟草湿润剂、防霉剂和水果催熟防腐剂;在医药工业上, 它主要用于注射剂的辅助剂及水溶性软膏;在油漆、
18、颜料、日用化学方面,丙二醇主要用于生产增塑剂、溶剂和增粘剂(如用于牙膏)等。国内丙二醇主要消费领域集中在不饱和树脂领域, 在该领域重消费比例高达 70%以上, 其它领域占 30% 。2000 年以来随着国内不饱和树脂行业的快速发展, 丙二醇消费量大幅增加。（3）其它行业PO除在上述行业中大量使用外,还广泛用于涂料、刹车液、防冻剂、喷气化学化工学院课程设计 可行性报告第 9 页 共 46 页发动机燃油添加剂、地板抛光剂、印刷油墨、电子化学品、清洁剂、选矿剂、皮革加工、PS 版用感光液、短效增塑剂、染料、非离子型表面活性剂、油田破乳剂、阻燃剂、农药乳化剂及润湿剂等行业, 客户分布广、用量较小。2.
19、2.2 环氧丙烷技术革新的迫切需求国内环氧丙烷生产技术主要有: 自行开发的氯醇法技术; 引进日本旭硝子公司、三井东压公司、昭和电工公司和美国陶氏公司氯醇法技术; 以及引进美国莱昂德尔公司PO/ SM 法技术。另外, 沈阳化工研究院开发了单管四旋静态混合管式氯醇化技术, 将吨产品丙烯消耗从0. 85t ，下降到0. 815 t, 皂化废水中有机氯化物及二氯异丙醚的质量浓度从400 mg/ L 下降到40 mg / L以下, 副产物二氯丙烷的质量分数由12% 降低到6% 8% , 达到国际领先水平国内除中海壳牌25 万t / a PO 装置及中石化镇海28. 5 万t / a PO 装置采用PO/
20、 SM 法技术外, 其它装置均采用氯醇法技术生产环氧丙烷从世界PO 生产的发展趋势来看，HPPO 工艺在今后一段时期将成为新建PO 项目采用的主要生产工艺。与常规PO 技术相比，采用HPPO 工艺的PO 装置具有独特的经济和环境综合效益: ( 1 ) 无需附加基础设施，投资可节约25% ; ( 2) 原材料简单，仅需过氧化氢和丙烯，且无需考虑联产品问题; ( 3) 与现有PO 技术相比，HPPO 工艺可减少污水排放70% 80% ，能耗可降低35%。传统的氯醇法工艺因为能耗高、不环保而将被逐步淘汰2.2.3 PO 行业的未来发展前景良好全球范围内生产 PO的 3种方法中, 氯醇法和共氧化法仍占
21、主导地位,这 2种工艺会在相当长的时期内并存,共氧化法生产工艺在短期内无绝对优势淘汰氯醇法工艺。我国目前大部分企业采用的是氯醇法,现通过加大技术改造,尤其是利用生化处理技术,较好解决了污水问题,该工艺在我国仍有发展空间。直接氧化法中的双氧水氧化法生产 PO工艺正在开始工业化,直接氧化法中的氧气直接氧化法仍处于概念性试验阶段。在中国近期内可能不会出现直接氧化法制 PO的工业生产装置。随着世界聚氨酯行业中心向中国大陆的转移,将大大促进了我国聚氨酯行业的发展,同时建筑节能政策的推进、汽车家具行业的持续发展使得聚氨酯行业保持较好的增长,从而拉动 PO行业的发展。因此在有原料优势的大型石化企业可建设共氧
22、化法生产装置,建议扩大规模。生产环氧丙烷企业的产能最小应为 10化学化工学院课程设计 可行性报告第 10 页 共 46 页万 t/a以上。若原料供应充足,交通运输便利,则可建设 20万30 万 t/a的大型装置。2.3 小结环氧丙烷作为重要的基本有机化工原料广泛应用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业，主要用于聚醚多元醇的 zE产，其次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(HPMC)、改性淀粉、丙烯酸羟丙酯以及其他方面有广泛应用。2005 年以来，随着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。2007年我国环氧丙烷需求增长率高达18.7%， 为近年来需求增长的峰值。2008 年国内环氧丙烷表观消费量达到103.8 万吨，但下半年以来由于受金融危机的影响， 市场消费量增长趋缓；2009 年随着国内经复苏，下游聚醚需求旺盛，环氧丙烷表观消费量达到128.9 万吨；2010 年增至146.6 万吨。在目前的形式下，投产建设HPPO法生产环氧丙烷项目，不仅可以拉动内需，促进国民经济增长，同时进一步平衡环氧丙烷的供需。促进国内环氧丙烷生产技术的革新。
