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文档简介
1总论11概述111工程名称、主办单位名称、企业性质及法人工程名称公司16000T/A碳酸二甲酯工程承办单位盘锦有限公司企业性质股份制企业企业法人投资工程性质新建112主办单位基本情况盘锦有限公司于2004年6月4日成立,是独立法人单位。化工公司在册职工25人,自负盈亏集体职工8人,多种经营委培职工2人,新机制用工2人,合计37人。化工公司目前具有以下资质危险化学品经营许可证、安全生产许可证、技术经营许可证、“元鼎”牌商标注册等。有限公司共有两个生产车间,九套生产装置,主要经营范围包括金属钝化剂、高效脱硫剂、汽油抗爆剂、复合破乳剂、油浆阻垢剂、一氧化碳助燃剂、T501、水质稳定剂、复合絮凝剂、柴油流动性能改进剂、杀菌剂、中合剂、阻垢缓蚀剂、净水剂、化工产品(除易燃易爆危险品)、劳保用品(除特种劳保用品)、滤布、RFCC平衡催化剂生产销售;经销树脂催化剂、甲醇、化工助剂、日杂用品、电器仪表、空调维修维护、计算机软件开发、计算机销售及售后服务、铁桶、包装袋销售等。其中T501、T502生产车间于2002年11破土施工,2003年9月建成投产,并于2004年5月对T501装置进行了改造,该车间主要由T501、T502两套生产装置组成,分别生产T501抗氧剂和T502抗氧剂。两个车间所生产的产品除供辽河石化分公司各车间使用外,还外销其它各大炼油厂及出口。有限公司目前拥有固定资产2525万元,近3年来在石化总厂和公司领导班子的正确领导下,05年实现产值6255万元,06年实现产值6550万元,07年预计实现产值超过7000万元。113工程提出的背景、投资的必要性和经济意义随着社会的进步,环境保护法规的进一步完善,人类对环境保护意识的不断提高。在化学工业生产中,高污染、剧毒化学品在生产和使用过程中很不安全,一旦出现操作不当或由于不可抗拒因素造成事故,即可酿成危害,又殃及四邻。因此,如何减少或取代这些高污染、剧毒化学品的使用实现化学工业生产中清洁化、绿色化,一直是世界上许多化学家和化学工程师为之奋斗的目标。碳酸二甲酯(DIMETHYLCARBONATE,简称DMC)是近年来颇受重视的一种用途广泛的基本有机合成原料,被誉为有机合成的“新基石”。由于其分子中含有甲基、甲氧基、羰基和羰甲基,能与多种醇、酚、胺及氨基酸等反应,故具有多种反应活性,用途十分广阔。以DMC为原料可合成聚碳酸酯、异氰酸酯、氨基甲酸酯、丙二酸酯、丙二尿烷等许多化工产品;在高性能树脂、溶剂、染料中间体、药物增香剂、食品防腐剂、润滑油添加剂等领域应用越来越广,在许多领域可取代剧毒的光气和硫酸二甲酯(DMS)。1992年DMC在欧洲通过了非毒性化学品的注册登记,被称为绿色化学品。本产品自工业化生产以来,在国际市场受到了广泛欢迎,具有很大的市场。在国内,山东泰丰矿业集团参与开发的酯交换法生产碳酸二甲酯(DMC)的工艺是一项处于国际领先水平的高科技成果,目前已在山东泰丰矿业集团建成10000T/A碳酸二甲酯生产装置,已经连续运行多年,各项指标都处于国际领先水平。该工艺技术完全为环保洁净、无有害排放的绿色工艺技术,具有低毒、高转化率、质量高、节能降耗等优点。近年来经过对技术的不断改进,使生产工艺日臻完善,产品成本低、精馏简单、提纯操作比较容易,从而使这项技术在国际上处于领先成熟的地位。由于碳酸二甲酯具有非常广阔的发展前景,利用碳酸二甲酯(DMC)制备碳酸混合酯(DXC)已获得成功并形成系列产品(DXC125DXC150DXC200)。碳酸混合酯可替代目前广泛使用的大部分溶剂如醋酸丁酯、环已酮、氮甲基吡咯烷酮等,环保性能显著,市场潜力极大,另外,碳酸二甲酯单体可替代光气、硫酸二甲酯和氯甲烷制备许多化工产品,广泛用在聚碳树脂、异氰酸酯、可降解树脂、润滑油酯及众多领域(例如杀虫剂、香料、显像液、医药中间体等)。其中,碳酸二甲酯替代MDBE作汽油添加剂具有极大的潜在市场,但目前尚未应用。碳酸混合酯(DXC)工程不仅是对传统溶剂的更新,也符合环保新趋势,更重要的是拉动了DMC的需求,目前国内市场供不应求,出口增幅逐年扩大。采用酯交换法生产工艺可同时联产1,2丙二醇,丙二醇广泛用于制备表面活性剂、乳化剂、破乳剂、防霉剂、脱水剂及聚丙二醇、聚醚树脂、不饱和聚酯树脂,还可用于油脂、石蜡、燃料的溶剂、水果防腐催熟剂及热载体、防冻剂等。盘锦有限公司根据自身的优势,利用石油化工总厂30000T/A二氧化碳原料优势,以及其它原料在盘锦周边地区也都能得到解决的有利条件,利用石油化工总厂在二氧化碳生产装置旁的空地,利用石油化工总厂原有的公用工程设施及辅助设施,采用目前国际最先进的酯交换法生产工艺,建设16000T/A碳酸二甲酯生产装置,不仅缓解碳酸二甲酯市场供不应求的压力,而且还提高了本企业的经济效益,提高国内化工产品的生产技术水平,在促进环境保护等方面都有着很重要的经济意义和社会意义。114编制的依据、指导思想和原则1141编制的依据盘锦有限公司委托沈阳化工研究院设计工程中心编制可行性研究报告的合同;化工投资工程可行性研究报告编制办法中石化协产发(2006)76号;现行相关设计标准、规定、规范山东泰丰矿业集团公司提供的技术资料;盘锦有限公司提供的有关基础资料;1142编制的指导思想和原则选用先进的生产工艺技术和设备,保证产品质量,节能降耗,降低生产成本,提高企业经济效益;充分利用现有辅助生产及公用工程设施,使工程建设投资小,见效快;采用先进的环保治理措施,减少三废排放,建设环境友好型现代化工厂。严格执行国家有关环保、消防、劳动安全与卫生的标准规范。认真贯彻“露天化、流程化、集中化、定型化”的四化设计原则。115研究范围市场对本产品的需求分析生产装置方案辅助生产装置方案公用工程方案环境保护、安全及消防方案投资估算及经济效益分析12研究结论121研究的简要概况和结论综合研究分析表明16000吨年碳酸二甲酯工程的建设符合国家产业发展政策,产品有销售市场。采用山东泰丰矿业集团有限公司的工艺技术,不仅技术先进,而且产品质量好、能耗低,达到国际先进水平。本工程所需的主要原料,动力及投资等均已落实。生产过程中产生的少量三废经处理后,均可达标排放。技术经济分析表明经济效益和社会效益较好,并且有一定的抗风险能力。122存在的问题和建议1建议有关主管部门尽快对本工程进行审查批复,使工程早日建成,早日投产,为社会、为企业创造出更高的效益。2建议同时开发催化剂循环利用技术,进一步降低生产成本。3建议同时密切关注并积极开发碳酸二甲酯酯交换法生产碳酸二苯酯、聚碳酸酯清洁生产这一举世注目的未来新技术。综上所述,本工程建设是可行的,应当从速组织实施,以便更好更早地适应市场需求,创造更大的经济效益和社会效益。附主要技术经济指标表。表11主要技术经济指标表序号工程名称单位数量备注一1生产规模碳酸二甲酯TA16000二123产品方案碳酸二甲酯副产丙二醇副产杂醇TATATA1600013120320企业标准企业标准三年操作时间小时8000四123456主要原材料用量二氧化碳环氧丙烷甲醇催化剂A催化剂B包装桶TATATATATA只A896510765113601632050000CO2999工业级工业级200KG/桶五123公用动力消耗量新鲜水最大用水量平均用水量循环水最大用水量平均用水量供电设备容量M3HM3HM3HM3HKWKW504025002400166951297456计算负荷年耗电量供汽最大用汽量平均用汽量供热最大导热油供热负荷平均导热油供热负荷仪表空气最大用气量平均用气量KWHTHTHKCALHKCALHNM3HNM3H10381063225516104451041009110MPA六123三废排放量废水废气废渣M3HKGHKGH10614535517七12运输量运入量运出量TATA22356629840八12车间定员其中生产定员管理人员人人50446九1总占地面积本工程占地面积M2M21278012780十本工程建筑面积M237294十一全厂综合能耗总量吨标煤年28152十二1单位产品综合能耗碳酸二甲酯吨标煤吨产品17595十三建设工程总投资其中万元123建设投资建设期利息流动资金万元万元万元69399155524700十四年销售收入万元26480十五12成本和费用年均总成本费用年均经营成本万元万元22865282225009十六年均利润总额万元276180十七年均销售税金及附加和增值税万元85292十八1234567财务评价指标投资利润率投资利税率资本净利润率投资回收期税后全员劳动生产率全投资财务内部收益率税后全投资财务净现值I14税后年万元/人万元238731102767534529623885987952市场预测分析21产品市场分析211产品名称和用途碳酸二甲酯(CARBONATE,简称DMC)是一种无色透明、有刺激性气味的液体,相对密度(D420)为10694,折射率(ND20)13687,熔点为24,沸点9091,可燃,微溶于水,略带香味,无毒。与水可形成共沸物,能以任何比例与有机溶剂醇、酮、酯等混合,是一种优良的溶剂。是近年来受广泛关注的环保型绿色化工产品。碳酸二甲酯的化学性质很活泼,易与各种羟基化合物反应,可代替剧毒的光气、硫酸二甲酯及氯甲烷等作羰基化剂和甲基化剂,是很重要的有机合成中间体。碳酸二甲酯具有无毒、蒸发速度快的特点,且与其它溶剂有很好的相溶性。西欧已把它列为非毒化学品,大力开发它作为溶剂方面的应用,如作为油漆、涂料的溶剂、高能电池用溶剂、制胶水用胶粘剂、医疗生产用溶媒等,也可用作喷雾剂。目前,国内外许多专家学者正在研究利用碳酸二甲酯作为优良溶剂,在环境保护方面的新应用,碳酸二甲酯作为一种萃取剂,可广泛用于处理含有机溶剂废水。碳酸二甲酯更为重要的用途是利用其化学性质活泼的特点,如它带有CO、COOCH3和CH3基团,可进行羰基化、甲基化、甲氧基化和羧甲基化反应,用来代替毒性较大的光气、硫酸二甲酯、氯甲烷、氯甲酸甲酯、异氰酸甲酯等作为羰基化剂、甲氧羰基化剂和甲基化剂,作为有机合成中间体而广泛应用于制备聚氨酯、聚碳酸酯、医药、香料、合成润滑油等。在医药工业方面,可用于研制氨基恶唑烷酮和其它产品等。碳酸二甲酯是近年来颇受重视的一种用途广泛的基本有机合成原料,被誉为有机合成的“新基石”。由于其分子中含有甲基、甲氧基、羰基和羰甲基,能与多种醇、酚、胺及氨基酸等反应,故具有多种反应活性,用途十分广阔。本工程除碳酸二甲酯产品外,还联产1,2丙二醇和杂醇(一缩二丙二醇)。丙二醇是无色粘稠液体,熔点59,沸点1882,相对密度103625/4,折光率14293(27),闪点107,能与水、丙酮、氯仿混溶,溶于醚。易吸潮,略具有甜味。在150以上易氧化,常温下稳定。丙二醇是饱和聚酯的重要原料,约占其消费量的45左右。广泛用于制备表面活性剂、乳化剂、破乳剂、防霉剂、脱水剂及聚丙二醇、聚醚树脂、不饱和聚酯树脂,还可用作油脂及燃料的溶剂、水果防腐催熟剂及热载体、防冻剂等。212国内市场分析2121国内生产状况我国碳酸二甲酯(DMC)开发始于八十年代,最初由化工部西南化工研究院开发,但技术始终未能过关。后来又有一些科研单位对DMC的生产工艺进行了研究,并建成了几套小规模装置,但都采用光气法工艺路线,由于工艺水平低、安全性能差、产品质量不稳定等问题,产品市场一直没有打开。1994年产量仅300吨左右,1995年约700多吨。华东理工大学于1995年与企业合作建了一套年产300吨DMC生产装置。2003年山东泰丰矿业集团有限公司在国内首先建设一套设计能力为10000吨/年的碳酸二甲酯生产装置,现生产能力已达14000吨/年,各项技术经济指标均达到甚至超过设计指标,由于产品质量十分稳定,受到国内外客商的青睐。目前国内碳酸二甲酯的生产厂家有十几家,除山东泰丰矿业集团外,其它厂家还有石大盛华、河北新朝阳、铜陵金泰、东营海科、锦西华亿、河北唐山朝阳、湖北兴利华等,其产量总和大约在86000吨/年左右(见下表)表21国内主要碳酸二甲酯生产企业生产厂家省份工艺技术产能(万吨)山东石大胜华化工股份有限公司山东酯交换法300河北新朝阳化工股份有限公司河北酯交换法140铜陵金泰化工实业有限责任公司安徽酯交换法110东营市海科新源化工有限责任公司山东酯交换法100锦西炼油化工总厂华亿实业总公司辽宁酯交换法100河北唐山朝阳化工公司河北酯交换法060湖北兴山兴利华化工有限公司湖北液相氧化羰基化技术050合计86另有一些生产厂家,如上海吴淞化工厂、辽宁阜新有机化工厂、江苏吴县农药厂等因生产规模小、成本高、原料供应以及环保等原因,均已处于停产状态。预计国内实际年生产能力大约在10万吨左右。国内丙二醇生产厂家有九家,生产能力为10万吨/年。由于各种因素的困扰,实际生产能力不足4万吨/年,壳牌和中海油合资在惠州建设6万吨/年的生产装置。由于技术和成本因素没有完全达产,有消息称该公司目前重点开发丙二醇的高端产品,如烟草、医药领域,以期部分替代进口产品。据资料显示我国每年丙二醇消费缺口大约几十万吨,将全部依赖进口。2122国内供需状况和产品的主要消费去向国内碳酸二甲酯的生产于1994年才起步,目前实际生产能力大约在10万吨/年左右。主要用于油漆、涂料、医药和农药等行业,用于油漆、涂料行业的DMC约占60,用于医药行业的DMC约占10,用于农药行业的DMC约占807,其他行业20左右。据调查,大部分DMC都被用作油漆、涂料和胶水行业中的溶剂及胶粘剂。如立邦涂料(上海、深圳)有限公司、紫荆花制漆(上海、深圳)有限公司、广州雅特霸力化工科技有限公司、南海霸力化工有限公司等厂家都已大范围应用DMC替代甲苯、二甲苯来作为生产油漆、涂料的溶剂以及生产胶水的胶粘剂。在制药行业,国内就有几十个生产环丙沙星原药厂使用DMC作为原料和溶剂,市场需求量较大,市场呈现供不应求的态势。国内仅苯类、酯类、酮类溶剂市场约300万吨/年。DMC取代光气、硫酸二甲酯和MTBE的市场十分广阔。另外,DMC经深加工后可作为高能电池电解液的溶剂,比亚迪、长虹、三星、松下等电池巨头已经大量使用,其市场潜力巨大。由于国内产量供应严重不足,从1993年开始从国外进口。1993年进口量为700吨,1994年进口量为1500吨,1998年进口量达到了8000吨,近几年呈现了高速增长态势。据统计,19931998年年均需求量增长80以上。经过几年的建设和改造,目前我国已经完成了从纯进口国到主要出口国的转变。预计到2008年,国内市场容量将达到20万吨,因此,国内市场十分广阔。由于山东泰丰矿业集团有限公司酯交换法生产的DMC质量好,目前除供国内市场外,大部分远销东南亚、印度、日本等国际市场,2003年产品出口量约为1000吨。另外韩国、南非、北美、欧洲还有非常大的潜在市场,有待于国内生产企业去进一步开发这些国家的市场。我国每年丙二醇需求量约70万吨左右。2000年进口量为10万吨左右,预计今后十年由于不饱和树脂将以810的增长率持续增长,丙二醇的需求量也随之增长,2001年进口量为15万吨,2006年丙二醇进口量为20万吨,预计2008年进口量将超过25万吨213产品国外市场供需状况2131国外DMC生产情况目前DMC的生产主要集中在中国、美国、日本、意大利、德国等国家,2006年世界DMC总的产能达到312万吨,总产量达到2222万吨。中国在经过20022004年的两轮高速度建设和改造后,DMC的产能总量以9万吨位居世界之首。从产量来看,美国以58万吨居于各国之首。表22、2006年各主要碳酸二甲酯生产国产量国别产能(万吨)产量(万吨)中国900540美国750580西欧400314日本500396印尼120092南美150115其他300185合计31202222国外DMC生产企业的产品系列丰富,产业链较长,生产技术以液相氧化羰基化为主。其中美国和西欧各国的企业产能较大,而日本的DMC企业则比较多,而且技术和成本上都具有较大优势。表23、国外主要碳酸二甲酯生产企业生产厂家国别装置所在地技术能力(吨)通用电气塑料公司美国液相氧化羰基化60000ENICHEMSYNTHESISSPA埃尼公司意大利RAVENNA,EMILIAROMAGNA液相氧化羰基化工艺12000MITSUBISHICHEMICALCORPORATION三菱化学公司日本KITAKYUSHU,FUKUOKA15000UBEINDUSTRIES,LTD宇部兴产公司日本UBE,YAMAGUCHI宇部兴产公司气相氧化羰基化工艺15000株式会社日本液相氧化羰基化工艺60002132国外供需状况和产品的主要消费去向在国外DMC过去主要用来生产鸡用饲料添加剂呋喃酮及其他医药中间体,其次是生产锅炉清洗剂,市场消费量不大。近些年来由于使用光气为原料具有较大的危险性,光气的使用受到限制,许多以光气为原料的化工品生产都需改用非光气路线。于是,碳酸二甲酯作为光气替代品成为人们开发的目标。尤其是埃尼公司和宇部兴产公司非光气法碳酸二甲酯合成工艺的开发成功,给DMC赋予了广阔的应用前景。直到1990年以前,世界DMC的总消费量仅维持在5000吨/年左右,而且90都是用作生产医药及农药中间体。随着应用领域的不断拓宽,DMC的产量每年将以30左右的速度递增。在美国,DMC主要用于生产呋喃唑酮。西欧46的DMC用于生产呋喃唑酮,42用于农用化学品或药物的中间体,12用于生产聚碳酸酯。日本的DMC主要用于生产农用化学品、药物中间体及合成树脂。2001年世界DMC的年需求量达到1215万吨。预计到2008年,年需求量可达60万吨左右。近几年来,随着DMC的用途越来越广,几乎每年都有其的新用途被发现。比如今年有报道称,可以用DMC萃取含酚废水;也可以作为柴油添加剂消除黑烟尾气等;另外DMC在涂料、油漆、胶粘剂作为优良溶剂得到广泛应用,需求量每年呈级数上升趋势,目前主要用于替代苯类、酯类、酮类溶剂。根据近几年的基本统计数据可以看出,碳酸二甲酯的需求量每年呈级数上升趋势。22产品的国内外市场预测221碳酸二甲酯的市场分析在我国碳酸二甲酯(DMC)的市场主要集中在南方各省,特别是广东、福建、上海等省份。除每年大约有2万吨用作医药中间体以外,绝大部分DMC都被用作油漆、涂料和胶水行业中的溶剂及胶粘剂。用于替代甲苯、二甲苯来作为生产油漆、涂料的溶剂及生产胶水的胶粘剂。目前国内油漆及涂料行业可以被DMC产品替代的溶剂需求量在300万吨/年左右,在胶水行业方面,仅广州市可以被DMC产品替代的胶粘剂需求量就在70万吨/年左右。而目前国内DMC生产能力仅为10万吨/年左右,预计到2008年年底,生产能力将扩大到18万吨/年左右。要想全部或部分取代传统溶剂及胶粘剂,尚存在巨大缺口。通过调查了解到我国碳酸二甲酯(DMC)的市场情况,发现采用国内酯交换技术生产的企业产品质量都比较稳定,如山东泰丰矿业集团有限公司的产品质量完全达到进口DMC的品质。而且DMC的产品部分出口到日本、韩国、印度、美国和意大利。经过分析认为,造成这样的销售形势,其主要原因是目前国际DMC生产优势已转移到中国,我们已经有了自己的生产技术,打破了日本、意大利等国家有关公司的技术垄断,而且价格具有无可比拟的优势,迫使日本、意大利等国家的生产厂家停产,而反过来从中国进口该产品,所以我们分析DMC市场还有余地,这也正是目前国内有些厂家正在实施扩产工程的原因。(1)替代光气和硫酸二甲酯(DMS)的潜在需求UGOROMANO等人经试验证明,DMC的化学反应,囊括了光气和DMS在化工用途中的绝大多数反应。按照DMC的有效羰基化数和甲基化数分别是光气和DMS的22倍和17倍。以碳酸二甲酯取代传统光气与苯酚反应生成碳酸二苯酯,然后和双酚A进行酯交换、聚合生成聚碳酸酯,这一过程产生的甲醇可回收利用制造碳酸二甲酯,苯酚亦循环使用,因此构成原料封闭循环,没有废物排放。采用这一绿色技术,日本千叶县已建成年产3万吨聚碳酸酯装置,美国GEP公司在西班牙于1998年建成一套年产13万吨聚碳酸酯大型工业装置。全世界光气和DMS产量在200万吨/年左右,若20被DMC取代,仅此一项就需要DMC40万吨/年以上。(2)汽油添加剂领域的潜在需求随着合成DMC技术的不断提高,原料价格的进一步下降以及装置规模的大型化,可以预测DMC进入汽油这一巨大潜在市场将成为可能。有资料表明,若MTBE在汽油中添加量为10,折算成DMC的添加量则为33。目前,全世界汽油年消费量超过2亿吨,若10的汽油采用DMC作为添加剂,则DMC需求量将为60万吨/年。(3)作为化工原料在国内外市场的应用前景目前国内对DMC的应用研究也在不断扩大和深入,同时也引进了有关的生产技术。原化工部西南化工研究院进行了DMC与磺胺反应合成磺酸灵(杀虫剂)的开发;江苏太仓集团从意大利ENI引进DMC合成卡巴呋喃杀虫剂装置已建成(目前使用进口DMC)。上海氯碱公司与德国拜耳公司合资兴建的10万吨/年聚碳酸酯工程正在建设中,其合成原料DMC用量在3万吨以上。其它产品如改用非光气路线,我国年需求DMC在15万吨以上,年均增长率在40左右。因此,DMC在国内有着巨大的市场空间。“清洁生产”是21世纪化工行业发展的趋势,DMC作为绿色化工产品,不仅本身无毒,而且以它为原料生产下游产品,副产物可以循环利用,符合化工清洁生产要求。DMC具有多种反应活性,近年来它的衍生物的研究开发已取得了突破性进展,使其应用领域不断扩大。为其在农药、医药、光电材料、溶剂及其它特殊领域的使用打开了通道。据专家预测,随着国际防止化学武器条约的签定,随着化工生产向无毒化、精细化发展的国际大趋势的形成,将为DMC及其衍生物开发了许多新用途。据国外统计资料显示,世界上仅取代光气和硫酸二甲酯用于相关产品的生产每年就需要DMC200万吨以上;仅生产聚碳酸酯每年就需要DMC30万吨以上,市场缺口量很大。表24DMC衍生物及用途DMC衍生物用途聚碳酸酯(PC)主要用于光盘等电子信息材料、汽车材料、建材等。异氰酸酯系列主要用于聚氨酯、农药、医药、粘合计等生产。均)烯丙基二甘醇碳酸酯ADC透明热固性树脂的原料,具有优良的光学性质,耐磨性、耐药性、重量轻,是代替玻璃的新材料,用于眼镜片和光电子材料等领域。甲胺基甲萘酯(西维因)西维因是广谱杀菌剂。苯甲醚香料和杀虫剂的原料。聚碳酸酯二元醇(PCD)生产聚氨酯(PU)的工业原料。用PCD生产的PU具有更好的耐热性和耐水解性,成本较低。四甲基醇铵(TMAH)P型光阻显像液。在大规模高集成电路光刻工艺中,广泛用作光致控蚀剂的显像液。传统工艺以一氯甲烷为原料,极微量的氯化物沉积会影响到精密图形的清晰度,而DMC为原料的新工艺没有卤素混入。长链烷基碳酸酯用于合成润滑油的基体材料,具有良好的润滑性、耐磨性、自清洁性、耐腐蚀性等。氨基唑烷酮痢特灵中间体,是DMC和氨基化合物进行羰基化及环化反应的产物,反应收率高。肼基甲酸甲酯卡巴氧农药中间体,以肼和DMC为原料。(均)二氨基脲锅炉除垢剂,生产安全性好。国际市场的巨大缺口是国内DMC生产商努力的方向。据调查,除东南亚、印度、日本的广阔市场外,韩国、南非、北美、欧洲尚有10万吨/年的潜在市场,到目前为止,我国的DMC产品出口还没有打入这部分国家的市场,因此DMC的前景极为广阔。综上所述,建设碳酸二甲酯(DMC)的生产装置,不仅可以满足国内市场急需,又可以扩大出口创汇;DMC的深加工,其下游产品附加值高,可大大提高企业的经济效益;酯交换法生产的DMC,可以减少环境污染,保护人类赖以生存的环境,具有明显的社会效益。222丙二醇市场分析采用酯交换法生产工艺可同时联产1,2丙二醇,丙二醇是生产不饱和聚酯树脂和聚氨酯的主要原料,是一种重要的多元醇。在食品工业、制药工业、化妆品工业、烟草工业(目前全部进口)等领域中应用广泛,用于制备表面活性剂、乳化剂、破乳剂、防霉剂、脱水剂及聚丙二醇、聚醚树脂、不饱和聚酯树脂,还可用于油脂、石蜡、燃料的溶剂、水果防腐催熟剂及热载体、防冻剂等。国内市场供不应求,每年都大量进口,2001年进口量为15万吨,2006年进口20万吨,该装置建成后可部分替代进口,目前我国每年市场需求量约为70万吨左右。23营销策略231目标市场定位本工程产品的目标市场定位是以满足国内市场需求为主,在占领国内相关市场后,积极拓展国际市场,增强本产品的国际竞争力。积极开拓市场需求空间大、市场前景广的下游衍生物的消费需求。根据目前市场发展趋势及需求预测,本工程产品目前的主要消费领域为涂料、油漆、胶粘剂、PC、ADC、医药以及农药方面。新兴领域主要是汽油添加剂及电池所需的电解液。232目标市场空间分析近年来,随着人们对环境保护和安全生产意思的增强,光气和硫酸二甲酯(DMS)的使用受到限制,要求许多原来以光气和硫酸二甲酯(DMS)为原料的化工生产都须改用非光气或无毒的绿色工艺。尤其是埃尼公司和宇部兴产公司非光气法合成DMC工艺的开发成功,给DMC赋予了广阔的应用前景。2321油漆、涂料和胶粘剂等行业的消费空间目前碳酸二甲酯(DMC)之所以供不应求,其最主要的原因是在油漆、涂料和胶粘剂等行业得到广泛的应用,DMC替代甲苯、二甲苯、醋酸丁酯、醋酸乙酯作为溶剂已成为众多厂家的首选。我国的苯类、酯类、酮类溶剂市场约300万吨/年,世界约为1100万吨/年(一般厂家稀料碳酸二甲酯的掺加量为20),仅在此领域的潜在需求量为60万吨/年左右。另外,DMC经深加工后可作为锂离子二次电池电解液的溶剂,比亚迪、长虹、三星、松下、LG等电池巨头已经大量使用,年用量约为23万吨。2322农药与医药消费空间在农药领域,主要是以DMC生产甲基异氰酸酯(CH3NCO),进而生产某些氨基甲酸酯类农药。国外第一家采用DMC生产甲基异氰酸酯的农药厂是挪威的BORREGAARD公司,其总生产能力约为30004000吨/年,年消耗DMC约15002500吨。美国的FMC公司采用DMC生产克百威已有3000吨/年生产装置,年消耗DMC亦在1500吨左右。农药西维因是一种有效的杀虫剂,采用DMC和苯酚为原料进行生产,美国GE公司已经有工业化生产装置。到2005年DMC在农药领域的消费量已达到了15万吨。我国农药行业DMC的消费量还比较小。江苏太仓从意大利ENI集团引进3000吨/年卡巴呋喃(杀虫剂,异氰酸酯衍生物)生产装置已建成投产,但所需DMC主要从意大利进口,2005年消费量大约在2500吨左右。DMC在医药方面主要用于合成抗感染类药物、解热镇痛类药物、维生素类药物和中枢神经系统用药。根据世界抗感染类药物生产情况,估计DMC的消费量约为06万吨左右。呋喃唑酮(痢特灵的中间体)是一种抗传染病的药物用添加剂,由化合物与DMC羰基化、环化制得,美国的NARWICHEATON及西欧都有生产厂。预计到2008年该领域的消费量会达到26万吨水平。国内以DMC为原料已能生产近20种医药产品,其中环丙沙星原药生产厂家就有几十家,年需DMC至少在8000吨以上。预计到2008年消费量至少在20万吨以上。2323其他方面消费空间用于合成苯甲醚、ADC及异氰酸酯等产品的合成原料,还有长链烷基碳酸酯、聚碳酸二醇酯、氢氧化四甲胺、对称二氨基脲等,2005年的消费量已达到了105万吨。2324消费空间总体分析与预测由于本工程产品目前处于整体上升态势,近年来新建工程较多,再加上原有生产工艺逐步被淘汰,现有生产厂家处于整合调整时期,市场变动因素较多,因此本产品预测采用定性与定量预测相结合的办法,并依据有关专家的意见和目前文献资料的报道。通过分析预测,到2010年国外DMC的市场需求量将达到20万吨。国内DMC的市场需求量将在30万吨以上,并且将会有大幅增加。表25是西欧、美国和日本的DMC历年需求量。图26是2006年各国碳酸二甲酯表观消费情况表25西欧、美国和日本的DMC历年需求量万吨国别用途1998年1999年2000年2001年2002年2003年2004年2005年美国0202021213141516PC0001010111112其他0202020203030404西欧03044950969697128PC004545909090120其他0304040506060708日本0507091214222325PC00000070707其他0507091214151618合计10136074123132135169图26、2006年各国碳酸二甲酯表观消费情况3738254192173225350123456中国美国西欧日本印尼南美其他表观消费量(万吨)注表观需求量国内销售量进口量出口量总之,DMC在我国具有极大的市场潜力,建设具有我国特色的、经济的、绿色的DMC生产装置已迫在眉睫。24价格预测241产品价格预测碳酸二甲酯(DMC)作为有机合成的中间体,需求量越来越大。光气甲醇法生产的DMC因其工艺复杂,反应周期长,原料有剧毒,严重污染环境,副产品HCI腐蚀管道和设备,三废处理量大等缺点,造成产品成本较高,前几年由于DMC生产能力较小,产品供不应求,造成市场价格偏高。1986年国外采用羰基化法生产DMC每吨成本约为800900美元,售价为1983美元/吨;19911994年在3000美元/吨上下浮动,1996年我国进口DMC的到岸价为18900元/吨。国内这几年DMC吨售价已由17万元降至1万元左右,20002003年吨售价基本稳定在900010000元,从2003年至今,DMC售价略有下降,但基本稳定在8000元/吨左右。丙二醇的市场售价为900010000元/吨,而丙二醇市场售价涨幅较大,最近售价为1100012700元/吨,且供不应求。根据传统信息资料反映,1997年至2004上半年,我国碳酸二甲酯市场价格变动情况如下表所示19972004年我国碳酸二甲酯市场价格单位元/吨19971500018000199895001300019999500110002000950011500200195001150020029800115002003850010000200475009000国内碳酸二甲酯(DMC)的供应价格经过2003年到2006年主体盘面的整理已基本稳定在8000元/吨左右的区间里(不考虑地区差异),随着产品应用面的加宽和加深,预计2007年2009年产品的市场需求量还是会有一定幅度的上扬。同时,由于国际市场上产品依赖进口的空间逐步扩大,国内市场产品出口需求和国内需求可以对价格空间形成一个较稳定的作用,所以在今后一个相对时期内市场供应平均价格稳定在8000元/吨的基本价格面上是有一定保证的。242原料价格预测本工程的主要外购原材料是环氧丙烷和甲醇。根据有关资料显示环氧丙烷行情走势坚挺,受原油价格高涨,丙烯供应偏紧的影响,近两年国产货供应商送到大厂价在1300014000元/吨之间,大客户实际交易价格稍低。随着国内大量新建、扩建环氧丙烷装置投入生产,环氧丙烷供需从紧俏逐步走向平衡,市场价格也将由高位有所回落。06年上半年,我国环氧丙烷产能较05年同期增加26万吨/月。随着中海壳牌25万吨巨型装置的开启,石大胜华4万吨新建设备也于07年第一季度末开启,另外山东滨化2006年装置产能较2005年同期增加2万吨/年。从各主要环氧丙烷工厂了解到,06年全国12家环氧丙烷工厂均保持满负荷开车,产量均较2005年有小幅增加。原有10家工厂产量比去年同期增加22万吨,2家新工厂新增产量85万吨。由于环氧丙烷供需矛盾得到缓解,预计在今后的23年内环氧丙烷的价格将在13000元/吨左右。从甲醇供应上看,我国甲醇的市场中心在华东和华南地区,主要是华东和华南地区甲醇下游产品市场发达,对甲醇需求量大。甲醇产品属低价值化工产品,低成本是该类产品竞争的核心和企业采取的重要竞争战略。19982000年,我国甲醇最低价格曾到过8001000元/吨。2003年石油化工行业进入景气高峰期,甲醇价格一直处于较高位置,生产企业盈利水平大为提高。20032005年甲醇最高价格一度超过3000元/吨。进入2006年甲醇市场价格有所回落,2006年9月以来,甲醇价格又开始回升,华东和华南地区甲醇价格达到30003100元/吨。目前甲醇市场出现了疲软现象,价格小幅下滑。2007年9月甲醇主流出罐报价在23502500元/吨高端为进口货。河南、山东等地甲醇船运送到江苏港口主流价格在23202350元/吨左右,汽运到货价在24002450元/吨左右,浙江地区到货价在23502500元/吨。但部分贸易商因看低后市已将报价调至23502420元/吨。宁波市场交易清淡,港口甲醇主流出罐成交价在24402500元/吨。随着化工行业景气高峰期的离去以及甲醇产能的迅速增长,预计甲醇价格将会逐渐回落。预计20082010年,甲醇价格将下降到22002600元/吨。243产品和原料价格定位根据国内外市场对本工程产品的需求和原料的市场情况,以及目前的产品成本,综合各种因素,考虑到市场的占有份额以及企业的近期与长期发展目标,将产品和原料的价格定位为产品及付产品碳酸二甲酯为7000元/吨;丙二醇为11500元/吨;杂醇6000元/吨;原料环氧丙烷13500元/吨;甲醇2800元/吨;二氧化碳500元/吨;25市场风险分析由上述的产品目标市场分析可知,随着DMC下游产品的用量不断增加以及世界各国对环保要求的不断严格和人们对环保意识的增强,本工程的产品DMC主要用于油漆、涂料、胶粘剂以及医药和农药等行业,具有非常广阔的市场前景。拟建16000吨/年DMC工程主要存在如下风险251原材料及产品价格波动风险碳酸二甲酯(DMC)产品在我国乃至世界都是紧俏产品,但受石油价格波动的影响,该项目原材料及产品价格也会随之波动,这对该项目的经济效益会产生一定影响。252市场竞争风险近几年来,国内外新建的装置较多,且有继续增加的趋势,未来国内DMC工程总规模将达到一个相当多的数量,虽然本产品处于供不应求的阶段和时期,但市场经济的运行机制将使产品竞争无界限,因此存在市场饱和等方面的竞争风险。本工程要充分发挥其生产工艺的技术优势、成本优势和价格优势,提高产品的竞争力。3生产规模产品方案31产品方案的确定本工程拟采用山东泰丰矿业集团有限公司开发的酯交换法生产技术,鉴于该公司碳酸二甲酯生产装置运行稳定,技术成熟可靠,三废排放少等优点。根据市场预测以及现场公用工程和建厂条件等因素确定本工程的产品方案为16000吨/年碳酸二甲酯DMC,同时副产13120吨/年1,2丙二醇;副产320吨/年杂醇一缩二丙二醇。32生产规模根据现有技术、原料及市场情况,结合山东泰丰矿业集团有限公司DMC生产装置的具体情况,本工程生产装置包括碳酸丙烯酯(PC)的合成与精制以及碳酸二甲酯(DMC)的合成与精制两套装置,确定产品规模为碳酸二甲酯DMC装置生产能力为16000吨/年联产1,2丙二醇生产能力为13120吨/年。联产杂醇一缩二丙二醇生产能力为320吨/年。年操作时间为8000小时。本工程的产品方案及规模符合国家有关产业政策和行业规划,符合产品结构和国家清洁生产的要求。33中间产品、产品、副产品规格及质量指标表31碳酸二甲酯质量标准(Q/CH022000)表321,2丙二醇质量标准Q/CH032000指标序号指标名称优级品一级品合格品1色度1016602相对密度(20/20)1037103910361040103510413折光率(ND20)1431143514261435142614354水份0080130325碱度(以OH计)MMOL/100G02035056灰分000800130327沸程()1841901831901821908外观无色透明、具有特殊味道的液体本工程碳酸二甲酯的优级品率为86左右,一级品率为14左右,在销售价格方面优级品要比一级品高出100150元/吨;丙二醇的优级品率为76左右,一级品率为24左右,在销售价格方面优级品要比一级品高出200元/吨。指标序号指标名称电池级优级品一级品合格品1碳酸二甲酯含量9999959909852水份30PPM0100100103碱度(以OH)MMOL/100G0100120124不挥发物_0020020025密度20G/CM3107100056外观无色透明体7过氧化物以H2O2计5PPM_4工艺技术方案41工艺技术方案的选择411原料路线确定的原则和依据1原料价格低廉,充分利用地区资源优势且运输距离较近;2尽量依托和利用原厂区的动力及公用工程等富余资源;3选择工艺先进、成熟可靠、经济合理、产品质量高、生产成本低、无污染的工艺技术,以获得最佳经济效益;4生产过程环保洁净,符合国家清洁生产的要求,无有害“三废”排放。412国内外工艺技术概况碳酸二甲酯(DMC)的生产工艺,目前世界上已达到工业化生产的工艺方法有以下几种甲醇光气法;醇钠光气法;甲醇液相氧化羰基化法;甲醇气相氧化羰基化法;酯交换法。国外碳酸二甲酯的生产工艺主要以甲醇光气法和甲醇氧化羰基化法为主;我国碳酸二甲酯的生产工艺主要以甲醇光气法和酯交换法为主,近两年国内也有生产商引进甲醇氧化羰基化法。4121甲醇光气法甲醇光气法是最古老的生产方法,其反应过程分为两步,首先光气和甲醇反应生成氯甲酸甲酯,然后再由氯甲酸甲酯反应生成碳酸二甲酯(DMC)。COC12CH3OHC1COOCH3HC1C1COOCH3CH3OH(CH3O)2COHCI这种方法也是国内现有工业化生产采用的方法,它具有产品收率高,纯度高的优点。但其原料光气有剧毒,工艺复杂,操作周期长,在生产过程中产生的氯化氢对设备及管道有强烈的腐蚀性,生产过程中产生的“三废”(包括光气本身)很难处理,对周围环境污染较严重。如今,甲醇光气法受到了环境保护部门的限制,一些国家的甲醇光气法生产线已经停产,因此甲醇光气法生产不宜采用。4122醇钠光气法COCI22CH3ONACH3O2CO2NACI醇钠光气法生产过程和光气法基本相同,区别在于原料甲醇钠代替了甲醇,此工艺副产氯化钠,解决了光气法中产生的氯化氢对设备的腐蚀问题,但其原料仍采用光气,同时生产过程中产生的“三废”也没有得到解决。4123甲醇氧化羰基化法2CH3OHCO1/2O2(CH3O)2COH2O该方法由甲醇、一氧化碳和氧气在催化剂作用下合成碳酸二甲酯(DMC),原料价廉易得,理论上甲醇全部转化为DMC,无其它有机物的生成,受到工业界的极大重视,曾被认为是碳酸二甲酯(DMC)最有前途的生产方法,也一度是各工业大国重点研究、开发的技术路线。目前有液相法和气相法两种工艺,其区别在于催化剂的选用上。1ENI液相羰基化法2CH3OH1/2O22CUCI2CUOCH3C1H2OCO2CUOCH3C1CH3O2CO2CUC1以氯化亚铜为催化剂,反应在两台串联的搅拌反应器中进行。甲醇既是反应物又是溶剂。反应温度为120130,压力为2030MPA。典型工艺流程包括氧化羰基化工段和DMC分离工段,采用氯苯作萃取剂分离DMC与甲醇的混合物。单程收率为32,选择性按甲醇计接近95,不足之处是选择性按CO计不稳定(最高60,最低仅为25),副产草酸二甲酯,主要原因是带搅拌的釜式反应器造成CO对DMC选择性为时间减函数;另一不足之处是腐蚀性大,催化剂寿命短。该工艺由意大利埃尼化学合成工业公司于1983年首次实现工业化,装置规模为5500T/A,1988年又扩大到8800T/A,目前生产能力为12000T/A。1988年DACAIL公司投资25亿日元,采用此技术建成了6000吨/年工业化生产装置。世界上其它几家化学公司如ICI、TEXACO、DOW化学公司等也竟相开发此技术。我国原化工部西南化工研究院在80年代中期曾做过该方面的研究,1994年又进行中试试验及工业化放大工作,但未见工业化规模的报道。华东理工大学和原湖北利川市化肥厂联合开发的甲醇液相羰基化法合成DMC技术,采用氯化亚铜复合催化剂及管式反应器循环工艺,在操作中省去了ENI工艺的闪蒸、过滤、甲醇反冲和打浆等复杂的催化剂加入与分离工序。1999年通过了中试鉴定,2000年通过了100吨/年工业试验装置鉴定,同年,与湖北兴发集团合作建成一套4000吨/年液相生产装置,但目前工艺未能过关。2DOW气相氧化羰基化法该法采用浸渍过氯化甲氧基酮/吡啶络合物的活性炭作催化剂,并加入氯化钾等助催化剂,反应原料以气相在通过装填催化剂的固定床反应器时合成DMC,反应温度为100150,压力为25MPA。气相法避免了催化剂对设备的腐蚀,且具有催化剂易再生等特点,另外,采用固定床反应器有利于装置大型化。3UBE低压气相法日本宇部兴产公司在开展羰基合成草酸及草酸二甲酯基础上,通过改进催化剂开发的低压气相工艺。2CH3OH1/2NO2CH3ONOH2O2CH3ONOCOCH3O2COCNO总反应2CH3OHCO1/2O2CH3O2COH2O以钯为催化剂,以亚硝酸甲酯为反应中间体,反应分两步进行。反应温度为110130,压力为0205MPA。工艺过程包括合成、分离精制、亚硝酸甲酯制备等工序。选择性按CO计为96,另有3为草酸二甲酯,其余为甲酸甲酯。1992年建成3000吨/年工业化装置,还准备建35万吨/年大型装置。该生产方法有以下特点采用固定床反应器,不需分离生成物和催化剂的装置,设备投资少。反应在无水条件下进行,催化剂寿命长。合成需加入的氧气在亚硝酸甲酯再生器中反应,DMC合成器不加氧,副产物少,氧气危险性小。但该工艺的一个缺点是生成亚硝酸甲酯的反应是一个快速放热反应,反应物的三组分易发生爆炸,且引入了有毒的NO。4我国气相法的研究与开发天津大学一碳化工国家重点试验室在进行CO气相合成草酸酯的工程开发的同时,一直进行CO合成DMC的研究开发工作,同时在催化剂方面也做了大量工作。浙江大学和中科院福州物质结构所进行了用亚硝酸甲酯作循环剂,PD/O作催化剂,由甲醇、CO、O2在常压和70120条件下合成DMC的研究开发。另外,华东理工大学和成都化工研究所也做了大量相关工作。4124酯交换法1硫酸二甲酯(DMS)与碳酸钠酯交换法(CH3O)2SO4NA2CO3CH3O2CONA2SO4原料硫酸二甲酯有剧毒,产品收率低,无工业化意义。2碳酸乙烯酯与甲醇酯交换法(CH2O)2CO2CH3OHCH3O2COHOCH2CH2OHREXCO成功开发由环氧乙烷、二氧化碳、甲醇合成DMC联产乙二醇新工艺。反应分两步进行先由二氧化碳与环氧乙烷反应生成碳酸乙烯酯,然后碳酸乙烯酯与甲醇经过酯交换生成DMC和乙二醇。3碳酸丙烯酯PC与甲醇酯交换法C4H6O32CH3OH(CH3O)2COHOCH2CH2OH反应分两步进行,先由二氧化碳与环氧丙烷生成碳酸丙烯酯,然后碳酸丙烯酯与甲醇经过酯交换生成碳酸二甲酯(DMC)和丙二醇。该技术最初由华东理工大学研究,其技术核心是采用耦合技术(催化反应精馏和恒沸精馏),据华东理工大学称,在全国范围内已转让8家,并建成投产,但生产规模不大。另外天津大学、浙江大学、上海化工研究院等均进行
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