聚乙烯醇项目可行性研究报告

宁夏宁东能化投资有限责任公司15万吨/年聚乙烯醇（PVA）装置可行性研究报告四川晨光工程设计院江苏煤化工工程研究设计院有限公司四川成都2008年7月宁夏宁东能化投资有限责任公司15万吨/年聚乙烯醇（PVA）装置可行性研究报告编制人员编制祖绍元张也贤熊世平庄成均张宇罗汝奎马新侯于先方立宾叶玉宏肖虹郭新宇佟濬芳顾道祥周渊赵骧李兵刘小波刘俊英刘博高剑吴宇刘江校核张也贤熊世平庞治吴宇审核张宇唐家鹏、祖绍元审定罗秋生冯孝庭目录1总论111概述112项目提出背景、投资必要性和经济意义213宁夏宁东能化投资有限公司简介314本可研报告研究范围415主要过程416研究结论517主要技术经济指标62市场预测921产品性质和用途922产品市场供应预测1123产品市场需求预测1724产品竞争能力分析1925产品价格分析233建设方案与生产规模2731建设方案2732建设规模2733年操作时间2734品种规格2735产品质量标准284生产工艺技术方案3241工艺技术技术方案的选择3242工艺流程和消耗定额4043自控方案5444主要设备选型5545标准化6651原料及公用工程供应6852原料来源、供应可靠性和运输696建厂条件和厂址方案7061建厂条件7062厂址方案757公用工程、土建和辅助设施方案7671总图运输7672装置给排水7873供电及电讯8074供热及供风8275贮存设施8276分析化验8477土建工程方案的选择8578采暖通风与空气调节8679维修868节能措施8781能耗指标分析8782节能措施889环境保护9091建设地区环境现状9092设计采用的环境保护标准9193“三废”概况及处理方法9294环境保护与综合处理9410劳动保护、安全卫生与消防95101劳动保护、安全卫生95102消防10211工厂组织和劳动定员105111工厂体制和组织机构105112生产班制及定员105113人员来源和培训10612项目实施规划107121建设周期的划分107122项目实施进度规划107123项目实施进度表10713投资估算和资金筹措109131投资估算109132资金筹措11214财务、经济评价及社会效益分析113141财务、经济评价113142财务评价指标115143不确定性分析11615研究结论118151综合评价118152研究报告结论118153存在问题和建议118附表120附表1财务评价主要数据与指标汇总表120附表2流动资金估算表120附表3投资使用计划和资金筹措表120附表4总成本费用估算表120附表5固定资产折旧费估算表120附表6销售收入、销售税金及附加估算表120附表7损益表120附表8财务现金流量表全部投资120附表9固定资产投资借款还本付息估算表120附表10资金来源与运用表120附表11资产负债表120附表12敏感性分析表120附图120附图一地理位置图120附图二区域位置图120附图三总平面布置图120附图四PVA聚合工艺流程图120附图五PVA醇解工艺流程图120附图六PVA回收工艺流程图120附图七水平衡图120附图八蒸气平衡图1201总论11概述111项目名称、建设单位名称、企业法人1项目名称宁东煤化工园区煤化工生产基地15万吨/年聚乙烯醇（PVA）装置2承建单位宁夏宁东能化投资有限责任公司建设地点灵武市宁东镇中心区宁东煤化工园区C区法定代表马汉成单位地址为宁夏银川市解放东街143号3建设地址宁夏回族自治区灵武市宁东镇中心区112编制依据1项目立项报告2立项报告批复文件3宁夏宁东能化投资有限责任公司与四川晨光工程设计院、成都兴中化工工程有限公司签订的编制可行性报告委托合同4宁夏宁东能化投资有限责任公司提供的设计基础资料5化工投资项目可行性研究报告编制办法113编制原则（1）我国聚乙烯醇工业是对引进技术“消化、吸收、改革、创新”的优秀典范。充分利用上海石化、川维、北有机等厂家在消化吸收国外引进技术的基础上所作出科技创新的成功经验，使本装置的技术达到世界一流的先进水平。（2）立足于国产化。主要设备和材料由国内供应和制造，国产化率达到95以上，部分特殊专用设备考虑引进。生产工艺采用具有国际先进水平的、经过实践考核证明优越可靠的技术。建成具有鲜明中国特色的以电石乙炔路线制取醋酸乙烯（VAC）为原料的聚乙烯醇PVA的生产装置。选用的工艺、设备、自控方案要先进、可靠。“三废”排放少，做到低能耗、低污染、低成本。（3）认真贯彻“工厂布置一体化、装置布置露天化、建筑结构轻型化、公用工程社会化、引进技术国产化”的设计原则。（4）严格控制环境污染的同时做到综合利用。在工程设计和建设中采取有效防护措施，确保达到环保、消防和劳动安全卫生要求。（5）宁东煤田目前探明储量约273亿吨，水、电、煤、土地等组合优势明显，已被确定为全国13个亿吨矿区之一和西电东送电源点。本项目充分利用当地资源和能源丰富价廉的有利条件，以降低生产成本提高经济效益。12项目提出背景、投资必要性和经济意义（1）2000年党中央做出了实施西部大开发、加快中西部地区发展的重大战略决策，强调“把加快西部经济社会发展同保持政治社会稳定、加强民族团结结合起来，要逐步加大对西部地区的支持力度；在充分调动西部地区自身积极性的基础上，通过政策引导，吸引国内外资金、技术、人才等投入开发，有目标、分阶段地推进西部地区人口、资源、环境与经济社会的协调发展”。中国共产党第十六大报告指出“要走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”。同时还指出“推进产业结构优化升级，形成以高新技术产业为先导、基础产业和制造业为支撑、服务业全面发展的产业格局”。（2）由于我国国民经济快速、稳定发展，能源消耗量与日俱增。自1993年中国首次成为石油净进口国以来，其对外依度每年不断攀升。2003年我国石油表观消耗量达26亿吨，其中国内产量为169亿吨，进口石油9112万吨，消费量和进口量均居世界第二位。石油对进口的依存度在2003年达到了35，2005年则达到43。随着人口的增长、经济建设规模的扩大和人民生活水平的提高，能源消耗量还将与日俱增，而且消费的增长大于生产的增长，预计2015年中国的石油需求将达到4亿吨左右，与此同时中国原油年产量最多只能达到2亿吨的规模，届时原油进口将达到2亿吨，对外依存度接近50，能源安全保障已成为我国迫切需要解决的问题。另一方面油价的高涨对中国的国民经济运行已经产生并将进一步造成严重的负面影响。1986年至2002年的近20年间，国际石油价格基本稳定在2025美元之间。2003年国际市场上原油的平均价格也仅为每桶2870美元；从2004年开始，国际油价一路走高，1月初，纽约商品交易所原油期货价格为每桶32美元左右，2004年10月达到55美元；2006年7月突破627美元；2007年9月为80美元；2008年1月突破100美元；2008年7月11日达147美元，仅最近的半年时间就接近上升50（近期略有下降）。石油作为重要的战略物资，是国民经济的命脉，建立长期稳定的、全方位多渠道的供应体系同时，加速推广和普及替代能源，减少石油对外的依存度已经成为刻不容缓的问题。（3）我国能源结构的特点是煤多油少。据统计，2005年中国总的能源消费量达211亿吨标准煤，其中煤炭占68；石油占2345；天然气占3；水电和核能占545。而据予测，在本世纪前50年内，煤炭在中国一次能源中仍将占主导地位。我国目前已探明的煤炭保有储量超过1万亿吨，可采储量在1100亿吨以上。煤多油少是能源赋存结构的基本特点，确立我国的能源安全战略，必须从这一基本条件出发。因此，以国内丰富的煤炭资源为基础，大力发展煤化工产业，对于平衡我国能源结构，解决石油短缺具有重大意义。（4）宁夏宁东能化投资公司为了加快发展主导产业，坚持高起点、大规模、高技术、工业化的道路，依托宁东镇拥有丰富的煤炭资源优势（已探明煤炭储量273亿吨，是全国十三个大型煤炭基地之一），大力发展煤化工产业链，积极开发聚丙烯、甲醇等深加工，对保障我国能源安全和促进可持续发展具有十分重要的战略意义。13宁夏宁东能化投资有限公司简介宁夏宁东能化投资有限责任公司成立于2004年，是宁东能源化工基地管委会出资注册的一个国有企业，注册资本金1000万元，属国有独资企业，主要经营土地开发，房地产、交通、能源行业的投资，污水处理等。目前，公司在宁东基地已投资1亿余元，完成宁东煤化工园区、临河综合工业园区部分道路、绿化及供水工程。宁东能源化工基地是宁夏的一个新建的大型工业基地，宁东煤化工园区、临河综合工业园区为其组成部分。本项目建设地点位于宁东煤化工园区内靠近英力特园区的地块。14本可研报告研究范围以上游装置以电石乙炔法生产的醋酸乙烯为主要原料，并由甲醇装置供应甲醇、采用溶液聚合并经醇解反应的方法生产聚乙烯醇PVA产品。本研究装置规模为聚乙烯醇PVA15万吨/年。本可行性研究的工作范围主要包括1产品聚乙烯醇国内外市场情况并进行价格分析。2评述国内外聚乙烯醇的生产方法、工艺路线，推荐本装置采用的方法。3提供合理可行的工艺流程和所需的工艺设备；提供原材料、动力消耗及供应要求。4确定装置总平面布置。5规划项目建设进度、确定生产组织及劳动定员。6提出本项目的环境保护治理措施及劳动防护措施。15主要过程1生产规模确定主要根据目前的市场需求预测以及上游醋酸乙烯VAC装置和甲醇装置能够供应原料的数量，确定本装置的生产规模聚乙烯醇PVA15万吨/年。2生产技术路线的选择立足于我国聚乙烯醇工业对引进技术“消化、吸收、改革、创新”的技术成果。充分利用上海石化、川维、北有机等厂家在消化吸收国外引进技术的基础上所作出科技创新的成果，并立足于国产化，使本装置形成具有世界先进水平的聚乙烯醇PVA的生产技术。3公用工程方案确定本项目生产装置所需的公用工程（水、电、气、蒸汽等）由工业园区内已建的供水工程、供电设施以、供气（压缩空气及氮等）及供热管网分别供给。4装置总投资估算以本装置的建设内容为依据，对新建装置生产区内的工艺设备、仪表、电气、土建等费用及项目所需的其他费用进行估算，确定本装置的总投资。5财务和经济效益分析与评价以装置的总投资、原料（甲醇、醋酸乙烯等）和公用工程（水、电、汽、气等）生产成本及销售计划为依据，按国家有关法规和政策，对本装置的财务和经济效益进行综合分析与评价。6对建设项目作总体平价，提出存在问题及建议。16研究结论1本装置技术路线的选择立足于我国聚乙烯醇工业对引进技术“消化、吸收、改革、创新”的创新技术成果。充分利用上海石化、川维、北有机等厂家在消化吸收国外引进技术的基础上所作出科技创新的成果，并立足于国产化，使本装置达到世界先进水平的聚乙烯醇PVA的生产技术。2本装置考虑生产多品种聚乙烯醇PVA，产品有广阔的销售市场，项目所在省区尚无PVA工厂，邻近的东北地区是我国六大区中唯一无PVA生产的大区。靠近蒙古、俄罗斯等也无PVA或生产能力很小的国家，产品出口市场前景广阔。3本装置是国内最大的聚乙烯醇生产装置，单位产品的基建投资小、加之原料价格为全国最低、因而生产成本低，使本项目具有较好的盈利能力和较强的抗风险能力。4本项目报批总投资为59404万元，其中外汇为86801万美元。投资利润率为2979，投资利税率为3961，税后全部投资财务内部收益率为2832。这些指标充分显示了本项目具有较好的盈利能力和较强的抗风险能力。5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，竟争力和抗风险能力较高，在技术上、经济上等各方面都是可行的。17主要技术经济指标表11主要技术经济指标汇总表单位万元序号指标与数据名称单位指标与数据备注I设计数据1聚乙烯醇装置规模万吨/年152产品方案PVA1799万吨/年10PVA1788万吨/年2PVA2499万吨/年1PVA0588万吨/年1其他品种PVA万吨/年1合计153年操作日小时80004主要原材料、辅助材料用量醋酸乙烯万吨/年3030甲醇吨/年900009固体烧碱吨/年2100021醋酸正丁酯吨/年300003偶氮二异丁腈吨/年18000185公用工程消耗量工艺纯水TH150电KWH/H10125循环冷却水TH30000蒸汽20MPATH42蒸汽06MPATH24375氮气NM3/H525仪表空气NM3/H26256全厂定员人136其中主要生产工人人52辅助生产工人人64管理技术人员人207占地面积厂区占地面积亩7568全厂运输量运入量万吨年31158运出量万吨年3003989全厂三废排放量废水吨时77废气标米3时120废渣千克时25II经济数据1项目总投资按全部流动资金口径万元59404项目投入总资金项目总投资按铺底流动资金口径万元58677项目报批总投资11固定资产投资万元58366111静态投资万元55164固定资产建设投资万元51364基本预备费万元3800112动态投资万元3202涨价预备费万元0固定资产投资方向调节税万元0建设期利息万元320212流动资金万元1038其中铺底流动资金万元3112资金筹措固定资产投资借款万元41817资本金注册资本万元16860占总投资比例2838中长期流动资金借款万元7273销售收入含税万元382063生产期平均4销售税金及附加万元5834生产期平均附增值税万元5304生产期平均5总成本费用万元358534生产期平均6利润总额万元17696生产期平均7所得税万元4727生产期平均8税后利润万元12969生产期平均III财务评价指标1盈利能力分析11投资利润率2979资本金净利润率769212投资利税率396113投资回收期全部投资所得税前年472含建设期全部投资所得税后年481含建设期14财务净现值全部投资所得税前万元68513IC12全部投资所得税后万元48944IC12自有资金万元51871IC1215自有资金净现值率36314IC1216财务内部收益率全部投资所得税前3182全部投资所得税后2832自有资金46752清偿能力分析国内投资借款偿还期年7含宽限期资产负债率57达产第三年流动比率101达产第三年速动比率52达产第三年3盈亏平衡点487达产第三年2市场预测21产品性质和用途211聚乙烯醇的性质聚乙烯醇POLYVINYLALCOHOL，简称PVA是一种白色或微黄色颗粒（或粉状），安定、无毐的水溶性高分子。由醋酸乙烯为单体聚合为聚醋酸乙烯、再将聚醋酸乙烯醇解而制得。聚乙烯醇的物理性质见表21。表21聚乙烯醇的物理性质性质数值外观乳白色粒粉末或雪花状颗粒相对密度低碱工艺045高碱工艺027热稳定性在100时开始慢慢变色150以上时急速变黑200以上时很快分解折射率2015热导率、W/MK02电阻率、CM（3138）107比热容、J/GK15熔融温度（未增塑）、230（完全醇解型）180190（部分醇解型）熔点7585贮存稳定性（固体）干燥环境下可无限期贮存燃烧性与普通纸张相同曝光稳定性非常好PVA同时拥有亲水基及疏水基两种官能基，因此PVA具有界面活性的性质，PVA可作高分子乳化，悬浮聚合反应时的保护体。以上这些特有的性质使PVA广泛的应用到各行各业，用途非常广泛。212聚乙烯醇的主要用途以前主要用于纺织纤维（维纶）生产，随着维纶逐步退出服装产业，聚乙烯醇生产已转向纺织浆料、涂料、粘合剂、建材、食品包装、纤维浆料、纸张处理剂、乳化剂、分散剂、薄膜、医疗材料和汽车改性材料，应用领域涉及纺织、食品、医药、建筑木材加工、造纸、医药、印刷、农业、冶金、精细化工等领域和行业，新的产品和应用领域还在不断开发之中。目前世界聚乙烯醇产业的发展趋势是向高低两极发展，即高聚合度高粘度、高醇解度的高精细化产品与低聚合度、低醇解度的特种产品发展态势突出，前者在高标号胶粘剂、高强高膜纤维、水泥增强剂等领域有良好表现，后者则为有特别要求的水溶性胶粘剂与水溶性纤维所使用。日本和中国，早年生产的聚乙烯醇主要用于制造维尼纶。随着社会的发展和进步，PVA用于制造维尼纶的量越来越小，目前只占较小的比例，而用于制造维尼纶以外的非纤维用量则大幅度增加，应用范围遍及纺织、造纸、化工、粘合剂、医学等国民经济各部门，并且新用途不断开发。现将聚乙烯醇的主要用途介绍如下胶粘剂用聚乙烯醇制作的胶粘剂，具有不腐败变质、质量稳定等特点，可代替淀粉、水玻璃或与之并用。由于聚乙烯醇水溶液对纸的粘合力强，成膜性好，可代替价格昂贵、容易腐败的干酪素制作颜料胶粘剂，涂布纸的白度和光泽度好，不易卷曲，成本低，因此在美术纸、工艺纸等高级纸方面有广泛的用途；用聚乙烯醇可以制作不干胶，用于标签、邮票、墙纸及包装带；聚乙烯醇改性酚醛树脂在室温下具有良好的强度，可用于胶接各种金属、陶瓷、玻璃、塑料等。涂料利用聚乙烯醇的水溶性和缩醛化反应所生成的热塑性高分子化合物，具有良好的防水防腐性和耐久性，涂层遇水不膨胀、不脆化，是价格低廉、施工方便的建筑涂料，已经在建筑行业得到广泛使用。纺织浆料纺织浆料和织物整理是聚乙烯醇的主要用途之一。以聚乙烯醇制作的浆料，不腐败变质，对天然纤维和合成纤维都具有良好的粘着性，浆膜光滑强韧，能使纱的强度增加，减少断头，而且用量省，退浆简便。通过控制醇解度可获得部分水解聚乙烯醇，在织物上浆、织造和染整工序中能表现出多种优点。纤维材料聚乙烯醇缩甲醛纤维是聚乙烯醇缩醛纤维的常规品种，我国简称为维纶，虽然聚乙烯醇已经退出服用纤维领域，但在工业用纤维领域还发挥着重要作用。维纶具有较好的耐腐蚀性和耐日光性，机械强度较高，可用于渔网、绳索、帆布，帘子线，利用其强度高、耐冲击性好及在成型加工时纤维分散性好的特点，可用作水泥、石棉或陶瓷建材的增强材料，特别是可以成为石棉的替代产品。聚合助剂聚乙烯醇有很好的溶解性，而且与淀粉、塑胶、合成树脂、纤维素的衍生物及各类表面活性剂均能相互混溶并且有较好的稳定性，常用于聚合反应的助剂，起分散、乳化等作用。包装材料聚乙烯醇形成的薄膜无色透明，氢气、氧气、二氧化碳气体等透过率很低，具有很好的阻隔性，此外聚乙烯醇还具有耐溶剂性好，透光性低，透湿率高，不带电、不吸尘，印刷好等优点，可用于包装材料。22产品市场供应预测221产品国外市场供应现状1、国外聚乙烯醇生产现状目前，全球共有20多个国家和地区生产聚乙烯醇，装置的总生产能力已达L30万吨/年，产量约为100万吨/年，亚洲的东亚地区为聚乙烯醇的制造中心。世界上聚乙烯醇生产能力和产量最大的是中国，产量和产能均已占到世界的40以上，但均以常规品种为主。其它国家依次是日本、美国等，其生产能力（含中国）占世界PVA总生产能力的8590。生产集中度比较高。全球PVA的生产能力分布见图21。图21全球PVA的生产能力分布比例图规模居前四位的生产企业有三家分布在东亚地区。最大厂商为日本的可乐丽公司，其产能达144万吨/年，其次是朝鲜的顺川工厂达10万吨/年，台湾省的长春公司也达96万吨/年，西欧主要有德国的赫司特公司、北美主要有美国的塞拉尼斯公司购买了AIRPRODUCT公司的PVA业务、杜邦（DUPONT）公司。尽管目前世界上PVA的生产国近20个国家，但其中有出口量的仅有中、日、美三个国家。由于聚乙烯醇用途的不断扩展，生产能力增长较快，1970年为7万吨/年，1980年达到17万吨/年，10年间翻了一番多，年均增长率达122；1990年超过了80万吨/年，这10年间翻了四番多，1996年达90万吨/年以上，2004年超过了100万吨/年，产量的变化见证了市场对聚乙烯醇产品的不断需求，也说明了行业发展的广阔前景。目前世界上的PVA产能为130万吨左右，主要生产厂家如表22所示。表22世界聚乙烯醇主要生产厂家序号公司名称产能（万吨/年）1日本可乐丽14402日本合成化学853日本尤尼吉卡公司3504朝鲜顺川工厂1045朝鲜“二八”工厂506台湾省长春公司967美国塞拉尼斯908美国杜邦公司689美国空气产品公司86210美国MONSANTO公司20411德国赫司特公司3012德国瓦克公司2013比利时1514西班牙19815中国皖维1016中国川维6517中国三维1218中石化上海石化4619中国湖南湘维有限公司4520中国广西广维化工有限公司35中国福建纺织化纤集团公司352、国外聚乙烯醇消费结构在PVA消费结构上，20世纪90年代以来，在纺织浆料、胶粘剂方面消耗的聚乙烯醇约占总产量的50，用于聚合助剂、纸加工和涂料占总量的21225；从90年代中期开始用于聚合助剂、纸加工和涂料的比例有所上升。目前，涂料和粘合剂耗用的PVA占总消费量的6070，是世界PVA的主要市场。从发展趋势看，目前世界聚乙烯醇产品向两极发展，即高聚合度高粘度、高醇解度的高精细化产品与低聚合度、低醇解度的特种聚乙烯醇产品，前者在高标号胶粘剂、高强高膜纤维、水泥增强剂等用途广阔，后者则在有特别要求的水溶性胶粘剂与水溶性纤维方面具有优势。国外聚乙烯醇的消费构成见图22。图22国外PVA的消费构成在消费结构上，各国的重点有所不同。20世纪90年代以前，美国纺织浆料、粘合剂方面消耗的聚乙烯醇约占总消费量的50，用于聚合助剂、纸加工和涂料的聚乙烯醇约占22，其他领域约占28，但是从90年代中期开始，用于聚合助剂、纸加工和涂料方面的消耗比例有所上升。其消费结构见表23。表23美国PVA消费结构序号用途比例（）1纺织382胶粘剂及乳化剂353纸张加工和涂料114其它165合计100西欧的聚乙烯醇则主要用于造纸加工、粘合剂、聚合助剂和纺织浆料等，其消费量约占聚乙烯醇总消费量的6567，用于纺织浆料和粘合剂方面的消耗比例约占26628。其他领域约占8。西欧各国的聚乙烯醇主要用于聚合助剂、造纸加工、粘合剂、纺织浆料等领域，也用于生产聚乙烯醇缩甲醛PVF。日本PVA主要用于生产维纶，约占总消费量的32，其次是造纸和粘合剂，占21，纺织浆料消耗量正在逐年下降，仅占5，而其出口则占了总产量的40左右。日本是聚乙烯醇的一个主要的消费市场。其消费结构如表24。表24日本PVA用途结构序号用途比例（）1维纶322造纸和胶粘剂213薄膜24浆料55出口406合计100目前日本的聚乙烯醇出口量最大，北美和西欧则是最大的进口地区。欧美PVA消费与亚洲国家不同，终端用途以纺织、浆料和粘合剂为主。西欧PVA的40以上用于生产PVB和氯乙烯聚合的保护胶体，其它用途为纸张涂料、胶粘剂和纺织浆料等。3、国外聚乙烯醇供应现状目前，国内外聚乙烯醇资源量充足，市场供应压力较大。国际方面，日本正在通过合并重组的方式提高PVA的生产能力。东南亚近年产品欲覆盖中国内地市场。欧美市场由于世界经济回升缓慢，其市场需求增长不力。222产品国内市场供应现状1、国内聚乙烯醇生产现状我国目前有电石乙烯，天然乙烯，石油乙烯三种原料路线的聚乙烯醇生产企业共13家，其中有3家采用天然气乙炔法和石油乙烯法，生产能力14万吨/年，占总产能的275，其余10家均为电石乙炔法，总产量约为32万吨，近年来通过对原有的设备进行改造和扩建，国内聚乙烯醇的总生产能力已达60万吨/年左右，居世界首位。我国大陆有兰州新西部维尼纶集团有限公司、山西三维集团股份有限公司、石家庄化工化纤有限公司、湖南湘维有限公司、安徽皖维高新材料股份有限公司、江西化纤化工有限公司、广西广维化工股份有限公司、云南云维股份有限公司、福建纺织化纤集团有限公司、中国石化集团四川维尼纶厂、贵州水晶有机化工集团有限公司、北京东方石