某知名有限公司10万吨年间歇式聚丙烯装置项目可行性研究报告.doc

某知名有限公司某知名有限公司 1010 万吨万吨/ /年间歇式聚丙烯装置年间歇式聚丙烯装置 可行性研究报告可行性研究报告 目目 录录 1.1. 总论总论1 1.1 概述.1 1.2 研究结论.3 2 2 市场需求及价格预测市场需求及价格预测5 2.1 市场需求.5 2.2 价格预测.8 2.3 社会效益分析.9 3 3 生产规模、原辅材料性质和供应、产品方案生产规模、原辅材料性质和供应、产品方案10 3.1 生产规模.10 3.2 原辅材料性质及供应.10 3.3 产品方案.13 4 4 工艺技术工艺技术.14 4.1 工艺技术方案的选择.14 4.2 工艺流程简述.14 4.4 自控水平和主要控制方案.21 4.5 主要设备选型.24 4.6 装置平面布置.26 5.5. 厂址方案和建厂条件厂址方案和建厂条件28 5.1 厂址及交通状况.28 5.2 本工程区域内的自然条件.28 6.6.总图、储运、土建总图、储运、土建31 6.1 总图.31 6.2 储运.33 6.3 土建.33 7.7.公用工程及辅助工程公用工程及辅助工程36 7.1 给排水.36 7.2 供热、供风.38 7.3 供电、通讯.40 7.4 空调通风部分.44 7.5 生产辅助设施.45 8.8.能耗分析及节能措施能耗分析及节能措施46 8.1 编制依据和节能原则.46 8.2 节能原则及设计中采用的节能措施.46 9.9. 生产组织及劳动定员生产组织及劳动定员47 9.1 生产组织.47 9.2 劳动定员.47 10.10.职业安全卫生职业安全卫生48 10.1 设计采用的主要标准及规范.48 10.2 生产装置中危害因素分析.48 10.3 安全防范措施.49 10.5 工业卫生及劳动保护.53 10.6 防毒与职业病防治.53 10.7 安全卫生的机构及人员配套.53 10.8 劳动安全卫生投资估算.54 10.9 结论.54 11.11.消防消防55 11.1 消防设计遵循的消防法规.55 11.2 消防体制和贯彻方针.55 11.3 消防设施的设置原则.56 11.4 本项目的防火安全措施.56 11.5 防爆.57 11.6 防雷防静电设计.57 11.7 建、构筑物防火.57 11.8 消防设施.58 11.9 消防投资.58 12.12.环境保护部分环境保护部分59 12.1 设计依据及采用的环境保护标准.59 12.2 项目产生的主要污染源和主要污染物.59 12.3 环保措施.60 12.4 环保投资概算.61 12.5 结 论61 13.13.投资估算及资金筹措投资估算及资金筹措62 13.1 投资估算.62 13.2 资金筹措.63 14.14.生产成本费用估算及财务评价生产成本费用估算及财务评价64 14.1 生产成本费用估算.64 14.2 财务评价.66 附图一总平面布置图（1 张） 附图二工艺流程图 （8 张） 附录三设备布置图 （3 张） 附表一 投资估算表 附表二 投资计划和资金筹措表 附表三 折旧及摊销估算 附表四 流动资金估算表 附表五 制造成本估算表 附表六 销售收入、销售税金及附加估算表 附表七 总成本费用估算表 附表八 损益表 附表九 财务现金流量表（全部投资） 附表十 技术经济指标汇总表 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 1 of 67 1.1. 总论总论 1.11.1 概述概述 1.1.1 项目名称、建设单位名称、企业性质及法人 项目名称： 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置 建设单位： 咸阳秦圣祥化工有限公司 企业性质： 有限公司 法定代表人：鱼建斌 1.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则 1.1.2.1 编制依据 咸阳秦圣祥化工有限公司8 万吨/年间歇式聚丙烯装置工程设计合同书 。 1.1.2.2 编制原则 （1）遵照国家发展石油化工总体思想:资源综合利用、节约能源、提高社会效益和经 济效益。 （2）采用先进可靠的工艺技术,选用先进可靠的工艺设备、仪器仪表和工程材料,确保 装置在技术上的先进性、经济上的合理性和操作上的可靠性。 (3)严格执行国家、地方及主管部门制定的环保、职业安全卫生、消防和节能设计规定、 规程和标准.采取各种切实可靠、行之有效的事故防范及处理措施,确保装置安全运行。 1.1.3 项目提出的背景、投资必要性和经济意义 1.1.3.1 企业概况 咸阳秦圣祥化工有限公司是上海益昱祥投资管理有限公司在陕西省咸阳市成立的以经 营化工原料和化工产品为主的法人企业，具有中华人民共和国危险化学品经营许可证、中华 人民共和国危险化学品道路运输许可证。公司创立于 1998 年 4 月，注册资金 560 万元，注 册地址为咸阳市毕塬东路，现有员工 36 人，其中大专以上学历及中、高级职称的员工占 30%多； 具备安全生产管理资质的有 4 人。 公司设立以来，以“诚信、求实、开拓、创新”为企业发展的宗旨，始终信守“诚信 为本、互惠双赢”的经营理念，通过多年的不懈努力，公司员工素质得到提高，企业经营业 绩快速发展，在不断的发展中树立了良好的企业形象。目前，公司已发展壮大成为涉及化工 原料、化工产品、纺织品、化学纤维、建筑材料、钢材、水泥、装饰材料等方面于一体的综 合型企业。 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 2 of 67 公司通过引资投资约 18900 万元，拟建气体分离、聚丙稀等化工生产区、化工料储备 库项目。分三期实施，化工料储备库项目为第一期工程，目前已经基本建成。8 万吨/年聚丙 烯生产装置为二期工程。 1.1.3.2 项目提出的背景及经济意义 我国自行开发的间歇式聚丙烯生产工艺，比较适合我国炼油厂多而散、气资源丰富的 特点。由于间歇式本体法聚丙烯生产工艺相对简单，工艺流程较短，投资少，因而其生产成 本较低。随着对聚合釜、催化剂的研究不断取得进步，产品质量达到不断提高，单釜产量达 到不断提高，丙烯的消耗指标不断降低，产品的应用领域不断扩展。 聚丙烯生产项目是上海益昱祥投资管理有限公司在陕西省咸阳市投资建设的化工综合 项目的一个子项目，化工综合项目包括化工料（仓储式物流）储备库、聚丙烯生产、气体分 离生产，其中化工料储备物流中心年周转能力 8 万吨（目前正在建设中） ；聚丙烯生产装置 年生产能力 8 万吨；气体分离生产线年处理能力 88 万吨。 咸阳秦圣祥化工有限公司是一家以经营化工原料和化工产品为主的法人企业，具有危 险化学品的经营资格，随着公司业务的发展，建设一座规范的聚丙烯生产装置是公司发展的 迫切需求。通过建厂，公司可以扩大经营能力，改变产品结构。同时增加当地税收、提供就 业机会、提高科技水平；对当地经济发展具有一定的促进作用。 1.21.2 研究结论研究结论 （1）间歇式聚丙烯装置经过优化的工艺流程,技术先进,投资合理,生产安全可靠,环保、 职业安全方面的设计符合标准规范。 (2)本项目总投资 3000 万元。其中一期建设投资 2172 万元。年均销售收入 50000 万元, 年均总成本费用 48769（含税）万元.项目建成后年均利税 1231 万元,全部投资所得税后财 务内部收益率为 26.08%。项目经济指标均高于行业基准值,因此本项目经济效益较好。 总之,本项目技术可靠,经济合理、可行, 有很强的抗风险能力，具有良好的经济和社会 效益。 表 1.1 主要技术经济指标表 序号 项目名称单位数量备注 1 主要原材料主要原材料 精丙烯 t/a41200 2 主要产品主要产品 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 3 of 67 序号 项目名称单位数量备注 聚丙烯 t/a40000 3 公用工程消耗 (1) 循环水 t/h1000 最大用量 (2) 新鲜水 t/h1.5 最大用量 (3) 热水（0.35mpa，90） t/h100 最大用量 (4) 电 kwh/tpp60 (5) 净化压缩空气 nm3/h150 (6) 氮气（粗氮气） nm3/h100 最大用量 4 占地面积占地面积 m227903.53 约 41.857 亩 5 装置定员人 118 6 “三废三废”排放量排放量 (1) 废气 nm3/h 0.8 氮气、丙烯气 (2) 废水 t/h2 生活污水 (3) 废渣 t/h 本项目不产生废 渣7 总投资总投资万元 2901 8 建设投资建设投资万元 2172 9 流动资金流动资金万元 828 10 年均销售收入年均销售收入万元 50000 11 年均利润总额年均利润总额万元 814 12 财务内部收益率财务内部收益率 % 26.08 所得税前 上述技术经济指标按一期 4 万吨/年聚丙烯计算。2 2 市场需求及价格预测市场需求及价格预测 2.12.1市场需求市场需求 聚丙烯树脂是热塑性树脂中发展最快的一种，目前在产量上已经超过聚乙烯和聚氯乙烯。 世界聚丙烯的主要用途是生产注塑制品，其中用于货物的周转箱是其主要用途；由于其密度 低，具有良好的机械性能，因此也大量用于汽车配件。另外聚丙烯在纤维和薄膜方面所占的 比例也较大。 近几年来，全球聚丙烯（pp）生产能力增长了 50%, 年均增长率达到 8.45%。全球聚丙 烯生产能力由 1999 年的 31 mt/a 增加到 2000 年 34 mt/a，2001 年，全球 pp 生产能力增长 7%，达到 36 mt/a。中东/非洲增长最快，占增量的 60%，主要由于沙特阿拉伯新建装置投产， 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 4 of 67 使该地区产能由 2000 年的 0.75 mt/a 增加到 2001 年 1.95 mt/a，2005 年全球 pp 生产能力 达到 48 mt/a。全球聚丙烯需求已从 2000 年 30 mt/a 增加到 2001 年 32 mt/a，2006 年达 50 mt/a。 中国是世界第二大聚丙烯消费国。到 2006 年底，中国聚丙烯生产厂家约有八十多家， 生产能力约为 850 万吨。其中连续法聚丙烯装置四十多套套，年生产能力为 500 多万吨，间 歇法小本体装置一百多套，年生产能力约 300 多万吨。上海石化股份有限公司、北京燕山石 化股份有限公司和扬子石化有限责任公司生产能力都达到 40 万吨/年，是中国最大的聚丙烯 生产企业。 表 2.1 国内主要聚丙烯生产厂家及生产能力： 序号生产厂家生产能力（万吨）备 注 1 上海石化 40 2 北京燕山 44.5 3 扬子石化 42 4 茂名 17 5 大连石化 12 6 甘肃兰港 10 7 洛阳石化 8 8 南京红叶 6 9 沧州炼油厂 3 中国聚丙烯最大的消费领域是编织袋、打包袋和捆扎绳等编织制品，这部分产品大约占 聚丙烯总用量的 50%60%。中国聚丙烯的另外一个主要消费领域是薄膜，约占 15%左右。另 外无纺布的消费量也占到了一定的份额。 表 2.2 国内 2005 年聚丙烯应用领域消费量 序号应用领域消费量备注 1 bopp 薄膜 105.0 2 cpp 薄膜 33.0 3 纤维制品 90.0 4 编织制品 410.0 5 注塑 147.0 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 5 of 67 6 管材 33.0 7 其他 17.0 8 合计 835.0 中国一直是聚丙烯的进口大国，国内装置能力无法满足市场的需求。2002 年国内聚丙 烯表观消费量约 617.1 万吨，产量达到 374.2 万吨，自给率从 1995 年的 49.2%上升为 2002 年的 60.6%，这主要与近几年国内投产新装置较多有关。 2003 年到 2006 年期间，中国有多套聚丙烯生产装置投产。到 2005 年，表观消费量预 计约为 835 万吨。但是仍然具有较大的供应缺口。到 2010 年聚丙烯表观消费量预计为 1369 万吨。 2006 年,国内聚丙烯市场仍将保持高速增长态势,需求的综合增长率约为 10%.在此期间,我 国将兴建多套聚丙烯生产装置,再加上一些老装置的扩能改造, 2006 年我国聚丙烯生产能力 将超过 570 万吨,产量在 520 万-550 万吨之间而消费总量将达到 840 万吨,缺口高达 320 万 吨。 19952005 年我国聚丙烯的供需情况见下表。 表 2.3 我国聚丙烯的供需情况 年份进口量（万吨）出口量（万吨）表观消费量（万吨） 自给率（） 1995 年 1071.5207.649.2 1996 年 112.70.5253.155.7 1997 年 125.31.9311.560.4 1998 年 154.82.8359.557.5 1999 年 147.30.9411.164.4 2000 年 1641.2486.866.7 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 6 of 67 年份进口量（万吨）出口量（万吨）表观消费量（万吨） 自给率（） 2001 年 208.70.9541.861.6 2002 年 244.21.25617.260.6 2003 年 273.41.19717.762.1 2004 年 291.41.53764.762.1 2005 年 312.0583562.6 由上表可知,近年来国内市聚丙烯场需求量均远大于国内总产量,说明国内市场需求旺盛, 国内聚丙烯产量与需求之间在 2006-2010 年存在巨大缺口,专用料的缺口更大未来数年的市 场缺口需要采用进口的方式加以弥补。 聚丙烯市场需求的发展趋势 未来几年聚丙烯市场的发展趋势是:生产销售稳步增长,经济运行质量将明显好转,价格 大战将会变得激烈,经济效益有所提高,产品供不应求,核心企业竞争优势增强,强势品牌更受 关注,市场竞争将更激烈, 量调控和结构调整力度加大,核心企业的创新能力将增强,技术装 备水平有所提高,落后生产能力将会退出生产领域.根据聚丙烯应用领域的发展趋势,对聚丙 烯未来市场需求的预测,见以下图表: 表 2.4 我国 pp 市场需求量预测(单位:万吨) 年份 2007200820092010 市场需求量 1011.44443.71240.51369 2.22.2价格预测价格预测 由于国内的聚丙烯供求矛盾突出，近年来聚丙烯产品一直处于供方市场状况。虽然聚 丙烯的价格受原油价格的影响，聚丙烯的价格随着原油价格起伏变化较大，但是在丙烯和聚 丙烯之间始终存在一定的价格空间，因而聚丙烯一直具有一定的获利空间。近两年来聚丙烯 的价格一直处于 1 万元/吨以上。从技术经济的分析来看，控制丙烯消耗，每吨聚丙烯的获 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 7 of 67 利能力在 300350 元左右。 2.32.3社会效益分析社会效益分析 该项目建成后将为企业创造一定的经济效益外，同时也将创造一定的社会效益。 2.3.1 增加聚丙烯国产能力，减少进口，节约外汇。 2.3.2 增加就业机会，从本项目的定员可以看出，将增加 120 个左右的就业机会，对增加社 会就业率作出贡献。 2.3.3 增加国家和地方财政收入。 3 3 生产规模、原辅材料性质和供应、产品方案生产规模、原辅材料性质和供应、产品方案 3.13.1生产规模生产规模 装置设计规模为 8 万吨/年，年开工 8000 小时，333 天。 间歇式本体法聚丙烯装的生产规模主要由聚合釜的数量确定。随着我国间歇式聚丙烯工 艺生产技术的不断进步，尤其采用了高效催化剂，并且对聚丙烯生产中的关键设备聚合釜 的研究不断深入，目前聚合釜的单釜产量得到了很大的提高，聚合反应周期更短，单釜总生 产周期不大于 4 小时，单釜产量稳定在 125130 袋（25 公斤装）左右。以年开工时间 8000 小时计，单釜年产可以达到 6650 吨，一期 6 台聚合釜的生产规模可达到 4 万吨/年。 二期再扩建 6 台聚合釜及相应的配套设施，年产量可达到 4 万吨。 总生产规模为：一期 4 万吨/年 二期 4 万吨/年 合计 8 万吨/年 因此本项目的生产规模为 8 万吨/年聚丙烯粉料。 3.23.2 原辅材料性质及供应原辅材料性质及供应 3.2.1 主要原料性质和供应 间隙式本体法聚丙烯生产所需的主要原料为丙烯。 表 3.1 丙烯的主要质量指标： 序号指标名称指标 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 8 of 67 1 纯度% 98 2h2o ppm(v/v)100 3 o2 炔烃 ppm(v/v) 5 4s ppm(v/v)5 5 炔烃 ppm(v/v) 5 6 二烯烃 ppm(v/v) 5 7co co2 ppm(v/v)10 咸阳秦圣祥化工有限公司聚丙烯装置所需的丙烯原料主要来自周边的炼油厂，距离本项 目的建设地点最远不过 30 公里，运输条件也十分优越。所以本项目丙烯的储存主要考虑生 产的周转量所需，尽量减少在本项目厂区范围的储存量。这样不但可充分利用丙烯供货商的 储存条件，减少本项目的建设投资，而且可减少丙烯大量储存带来的危险性。本项目全面建 成后，工厂的丙烯储存周期确定为 23 天生产所需的量。 丙烯运输采用汽车槽车运输。 3.2.2 辅助材料的性质及供应 主要辅助材料为催化剂、活化剂、纯氢、氮气等。本体法聚丙烯生产所需的催化剂国内 有多家生产厂家，竞争较激烈，市场采购也较为方便。其他辅助材料市场也有充足的供应。 3.2.2.1 催化剂 本装置生产聚丙烯所用的催化剂采用 cs型或 n型高效催化剂。催化剂的供应为 钢瓶装，到厂后在高纯氮气的保护下，根据需要分装成一釜投料所需的催化剂量。 表 3.2 催化剂的主要质量指标：（cs） 序号项 目指 标备 注 1 钛(ti)含量%(m/m)1.803.80 2 镁(mg)含量%(m/m)15.0021.00 3 脂含量%(m/m)5.0015.00 4 催化效率 kgpp/gcat 25 5 等规指数% 95 6 表观密度 g/m3 0.44 3.2.2.2 活化剂 活化剂由储罐装运，到厂后放于活化剂房内，由高纯氮气压入生产装置的活化剂储罐内 备用。 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 9 of 67 活化剂的主要质量指标： 三乙基铝含量（%）99 3.2.2.3 氢气 氢气采用高纯氢气，外购。 表 3.3 氢气的主要质量指标： 序号项 目指 标备 注 1 纯度%（体积） 99.99 2 氧含量 ppm（体积） 10 3 水含量 ppm（体积） 10 3.2.2.4 氮气 氮气分为粗氮和精氮 2 种。 表 3.4 粗氮气的主要质量指标： 序号项 目指 标备 注 1 纯度%（体积） 99.9 2 氧含量 ppm（体积） 10 3 水含量 ppm（体积） 10 精氮采购钢瓶氮气。氮气含量99.99。 粗氮外购液氮，气化后供装置生产使用。 3.33.3 产品方案产品方案 本项目的产品为聚丙烯粉料。 表 3.5 聚丙烯的产品规格： 序号指 标 名 称指 标 1 熔体流动速率 g/10min 0.2-16.0 2 等规指数% 90.0-96.0 3 粉末灰分 mg/g 300-600 4 钛含量 mg/g 25-50 5 抗张屈服强度 npa 24-30 6 挥发分% 0.20-0.50 7 表观密度 g/cm3 0.40-0.45 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 10 of 67 8 氯含量 mg/g 200-300 注：间隙式本体法聚丙烯根据所生产的产品，分析其指标后，确定其相应的牌号。 本装置不产生副产品。 4 4 工艺技术工艺技术 4.14.1 工艺技术方案的选择工艺技术方案的选择 聚丙烯的生产方式可分为连续法和间歇式 2 种。我国大型聚丙烯（pp）生产装置以引 进技术为主，中型和小型 pp 生产装置以国产化技术为主。连续法聚丙烯目前国内大多是 从国外引进，生产装置规模一般较大，其优点是产品质量高，并且产品质量可以得到有效 的控制，各项消耗指标低。但其对原材料的要求很高，必需有可靠稳定的原料来源，对丙 烯的质量要求也比较苛刻，同时其投资较大，同规模的生产装置为间隙式生产方法的 6-8 倍。 间隙式本体法聚丙烯是我国自行开发的生产工艺，其优点是生产灵活，可根据丙烯的 供应状况及时调整生产，对丙烯的质量要求也不是很高，同时其投资较连续法要低许多， 尤其适合炼油厂丙烯量较小，供应不是十分稳定的情况。 根据咸阳秦圣祥化工有限公司现有的状况，本项目选择间隙式本体法聚丙烯的生产工 艺路线。 4.24.2工艺流程简述工艺流程简述 4.2.1 丙烯储运 原料丙烯储存在已建的液化区罐区，在此罐区内已建 6 台 100 m3 丙烯储罐。丙烯通 过泵输送到本工程生产装置内使用。 来自周边炼油厂的丙烯由槽车运来厂内，通过丙烯卸料压缩机送入丙烯储罐 6 台 100 m3(v-101/16)丙烯罐内。6 台丙烯罐的总储量可储存丙烯 250 吨。 外购来的丙烯采用已建的地衡计量、核算。 4.2.2 丙烯精制 由丙烯罐区输送来的丙烯进入丙烯精制系统。丙烯先经过固碱塔(d-101)脱去大部分水 分，然后经过脱硫、精脱水丙烯精制塔（d-102/18） ，精丙烯储放在精丙烯罐（v-101）中。 如精制后的丙烯达不到生产的要求，可由精丙烯泵（p-101/12）将精丙烯罐内的丙烯送至 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 11 of 67 固碱塔入口，进行循环精制。也可由精丙烯泵送到丙烯原料罐内。合格后的精丙烯由精丙烯 泵（p-101/12）通过质量流量计计量后送入聚合釜（r-101/16）中。 精制塔内填料需要更换时，精制塔内的液相丙烯可通过精丙烯泵送至罐区内的丙烯罐中， 气相丙烯放至丙烯气储罐得以回收，残余的气相丙烯由放空管线放空。 固碱塔内的碱液放至切水罐（v-127）内，随碱液进入切水罐的丙烯通过蒸汽伴管加热 回收到固碱塔内或回收到丙烯气储罐内。碱液在切水罐卸压后直接放至桶内回收处理。 4.2.3 催化剂分装 催化剂根据生产的需要和规定，将其定量分装，为保证催化剂不与空气接触，以保证催 化剂的活性，催化剂在分装时应在氮气的密封保护下进行分装。分装后送至生产现场备用。 加入催化剂加料罐（v-102/16）后，用丙烯冲入聚合釜内。 4.2.4 活化剂储存、计量 采购来的罐装活化剂放置于活化剂房内，用高纯氮气将活化剂输送到活化剂储罐（v- 104）中，再用高纯度氮气将的活化剂转移到活化剂计量罐（v-105）中，通过液位计计量液 位高度，将活化剂输送到活化剂加料罐（v-103/16）中。 4.2.5 dds 将 dds 加入催化剂加料罐（v-102/16）内，然后通过丙烯将其冲入聚合釜内。 4.2.6 氢气 氢气通过减压阀后，根据生产工艺的要求，将适量的氢气加入聚合釜内。 4.2.7 聚合及高压回收 分装后的催化剂及 dds 分别倒入聚合釜上的催化剂加料罐（v-102/16）中，并用精丙 烯冲入聚合釜中。将一定量的活化剂由氮气压入聚合釜上的活化剂加料罐（v-103/16）中， 再用精丙烯冲入聚合釜中。打开聚合釜夹套热水进水阀，同时打开聚合釜夹套热水回水阀， 将聚合釜升温。当升至一定温度和压力，聚合反应引发后，关闭热水系统，切换到聚合釜冷 却系统，控制聚合釜的反应压力和温度在工艺要求的范围内。 聚合反应结束后，将未反应的丙烯经高压过滤罐（v-108）过滤去夹带的聚丙烯粉料， 通过丙烯冷凝器（c-101）冷凝成液态丙烯，储于精丙烯罐（v-101/）中，此部分回收的丙 烯可直接用于生产。 定期清理高压过滤罐内的聚丙烯粉料，过滤罐内的丙烯气体放入丙烯气回收管线内，然 后用氮气置换多次后，放料包装。 聚合釜内未反应的丙烯经过高压回收后，再进行中压回收，通过中压过滤罐（v-115） 过滤去夹带的聚丙烯粉料，丙烯气体储存在丙烯气储罐（v-119/1）内。 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 12 of 67 定期清理中压过滤罐内的聚丙烯粉料，过滤罐内的丙烯气体放入丙烯气回收管线内，然 后用氮气置换多次后，放料包装。 4.2.8 热水及循环水： 聚合反应用热水利用蒸汽将热水罐内（v-126）水加热。由热水泵（p-104/12）送至聚 合釜的夹套内。 4.2.9 闪蒸及低压回收 聚丙烯和残余的丙烯气体分多次转移到已由真空压缩机（p-105/12）抽真空并用氮气 置换过的闪蒸釜（r-102/16）中。这部分丙烯气体经过低压回收滤罐（v-110）分离去夹带 的聚丙烯粉料，回收到丙烯气储罐（v-119/2）中。当闪蒸釜内的压力降低到无法去储气罐 回收时，打开真空压缩机的进气阀，通过真空压缩机将残余的丙烯气体压缩到丙烯气储罐中， 当闪蒸釜（r-102/16）内的压力降到-0.06mpa 以下时，向闪蒸釜内通人粗氮气，然后放空， 再抽真空通入粗氮气，重复多次后，分析闪蒸釜中的爆炸气体浓度在降至要求值后，称量包 装聚丙烯粉料。 4.2.10 丙烯精制系统再生 由于丙烯中的水会溶解掉固碱，因此，固碱塔使用一段时间后，需加填一定量的固碱。 以保证初脱水的效果。 4.2.11 丙烯回收方案比较 聚合反应结束，未反应的丙烯通过高压回收至精丙烯罐后，剩余的丙烯可有 2 种回收 方式。第一种是在上面流程叙述中已经有详细说明，即通过中压回收和低压回收的手段回收 丙烯。第二种方法是建设一个 5001000m3的气柜，高压回收后的丙烯全部进入气柜，通过 压缩机液化后送至气体分馏装置或作为液化气外售。 第一种回收方式的优点是，中压回收的丙烯通过丙烯精制系统后，直接用于生产，低 压回收的丙烯可送至气分装置。由于中压回收的丙烯占高压回收后的丙烯的 6070，可 降低去气体分馏装置加工的丙烯量，亦即可降低生产成本。其缺点是中压回收和低压回收需 要分开，需要建立两套回收设施，投资较大。但是两套回收系统又可以互为备用，给生产带 来一定的灵活性和保障。另外由于采用储气罐的方式储存低压回收的丙烯，低压回收的丙烯 将受到储气罐的压力影响。为保证闪蒸釜中的丙烯的回收量，需要采用真空压缩机。 第二种方案的优点是，由于建立了一个大的气柜，丙烯的回收压力比较低，丙烯回收 仅需要一套系统。但是回收的丙烯不能直接再用于生产，全部需要到气分装置进行加工，生 产加工成本较高。 本报告从建设投资、生产运行成本和咸阳秦圣祥化工有限公司的实际状况考虑，建议 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 13 of 67 采用第一种回收方案。 工艺流程简图见附图。 4.3,原材料、辅助材料及公用工程消耗指标 原材料、辅助材料及公用工程消耗为工程全部完成后总的消耗量，即按照 8 万吨/年聚 丙烯装置规模进行计算。 表 4.1 主要原辅材料用量 序号名 称规 格日 用 量年 用 量 丙烯纯度%97250 吨8.32 万吨 催化剂催化效率 kgpp/gcat 25 8.64 公斤2880 公斤 活化剂三乙基铝含量%99120 公斤40 吨 氢气纯度%（体积）504 立方米16.8 万立方米 第三组分20.8 公斤6960 公斤 编织袋包装量 25 公斤（内、外 袋） 19200 只640 万只 7 循环水 0.4mpa 1200 万吨 8 新鲜水 0.4mpa 8 万吨 9 电 380v 50hz 560 万 kwh 10 仪表风 0.4mpa 576 万 nm3 11 热水 90 120 万吨 4.44.4 自控水平和主要控制方案自控水平和主要控制方案 4.4.1 工艺装置对控制要求 聚丙烯生产主要分原料储运、聚合、闪蒸、精制、丙烯回收、活化剂加料系统和热水部 分。 本生产采用间歇工艺，可以采用对聚合和闪蒸生产过程的温度、压力、流量的检测，由 操作人员遥控现场阀门完成生产；也可以专业的聚丙烯 dcs 控制系统，从进料聚合、闪蒸出 料由 dcs 完成。dcs 控制有利于聚丙烯的产品质量的提高、稳定产量、降低消耗，但是相对 于由人工控制投资较高。为此，本控制方案确定为聚合釜部分、丙烯进料量由 dcs 控制，原 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 14 of 67 料罐区、闪蒸釜、精丙烯罐、丙烯回收为数字采集、监控。 4.4.2 主要控制方案说明 4.4.2.1 闪蒸部分采用人工操现场作，dcs 对闪蒸釜的压力进行指示。 4.4.2.2 聚合反应时对反应压力、温度进行检测，并调节冷热水的大小控制反应的速度，完 成聚和反应。聚合釜夹套循环水采用大、小阀分程控制，分程控制点为 50%，由两个电/气 阀门定位器采用串联相接实现。聚合釜进料通过质量流量计进行定量控制每一釜的进料量。 4.4.2.3 热水罐液位进控制室指示，温度采用控制蒸汽量实现自动控制。 4.4.2.4 丙烯回收部分仪表采用就地指示加操作室远传至操作室显示。 4.4.3 供电、供风及其它 4.4.3.1 供风： 仪表净化风压力为 0.40.45mpa，装置用风量 150nm3/h。 4.4.3.2 供电： 普通交流电源：10kva，220vac,50hz。 不间断电源：ups 5kva，220vac,50hz。 4.4.4 安全及防护 装置设置可燃气体报警仪 10 点，丙烯原料罐区设置 2 个点。现场电动仪表采用本安仪 表，满足现场防爆要求。 4.4.5 仪表选型原则： 控制仪表选型要求满足安全性、可靠性、经济性及通用性原则。 4.4.5.1 可燃气体报警器采用催化燃烧型抗中毒探头及室内控制单元。 4.4.5.2 开关及指示灯采用和泉 asw 系列开关和 ap8m 指示灯。 4.4.5.3 温度远传测量采用防爆热电阻，设备上安装的热电阻采用法兰连接；管道上安装的 热电阻采用 m272 螺纹连接。 4.4.5.4 控制阀采用国内专业化仪表控制阀厂生产的气动球阀和气动 v 型调节阀。 4.4.5.5 指示控制器和变送器采用合资或国内著名品牌的系列变送器。 4.4.5.6 就地液位测量采用石英管液位计。 4.4.5.7 投料控制流量计采用 rosemnet 质量流量计。丙烯原料进厂采用 rosemnet 质量流 量计计量。 4.4.6 控制室：控制室： 装置共设两个控制室，分别为聚合控制室和闪蒸控制室。聚合控制室设置在12 米楼 面上。安装聚合部分仪表及 dcs。同时将闪蒸、精制、回收、原料罐区等的温度、压力信号 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 15 of 67 送到操作室，以便对全装置进行监控。 闪蒸控制室位于4.5 米楼面上。安装闪蒸部分仪表。 4.54.5主要设备选型主要设备选型 4.5.1 聚合反应釜（r-101/16） 聚合反应釜是本体法聚丙烯生产过程中的关键设备，其设计、制造的水平将直接影响到 聚丙烯生产的转化率（单釜产量） 、物耗和能耗。国内制造 12m3聚合釜厂家在制造水平上较 以前有了不少提高，尤其在反应热的转移、提高聚合釜的换热效率，提高反应转化率，增加 单釜得率方面有了长足是进步。聚合釜夹套采用两路进冷却水，并设计有导流设施，釜内设 有多根内冷却管；搅拌采用双螺带搅拌器。聚合釜密封现在采用了机械密封，和填料密封相 比，大大减少了聚合釜的维修量，提高了聚合釜的生产效率。 在冷却水得到保证的前提下，聚合釜单釜产量可达到 3125 公斤。在使用高效催化剂后， 单釜的生产周期可控制在 4 小时以内。 表 4.2 聚合反应釜主要参数表： 序号参 数 名 称性 能 指 标备注 1 聚合釜容积 12m3 2 搅拌器形式螺带式 3 搅拌器功率 55kw 4 换热面积夹套 指形管 5 搅拌轴密封形式填料密封或机械密封 6 设计压力 4.0mpa 4.5.2 闪蒸釜主要参数表(r-102/16)： 表 4.3 闪蒸釜主要参数表： 序号参 数 名 称性 能 指 标备注 1 闪蒸釜容积 10m3 2 搅拌器形式螺带式 3 搅拌器功率 11kw 4 搅拌轴密封形式填料密封 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 16 of 67 5 设计压力 0.8/-0.1mpa 4.5.3 设备一览表 表 4.4 设备一览表 序号设备位号设备名称规格及结构特征数量备注 1 r- 101/16 聚合釜 12.3m3, 釜体:2000x3100, 夹套:2200x12, 4 预留 2 台 2 r- 102/16 闪蒸釜 10m3, 2400x61134 预留 2 台 3d-101 丙烯精制塔1200x8000 填料：固碱 1 4 d- 102/18 丙烯精制塔 8000x8000 填料：脱硫剂、 分子筛、氧化铝 8 5v-101 精丙烯罐 v=40m3 2800x60001 6 v- 102/16 催化剂加料罐 76x4134 预留 2 台 7 v- 103/16 活化剂加料罐 273x3004 预留 2 台 8v-104 活化剂储罐 v=0.27m3 600x17281 9v-105 活化剂计量罐 v=0.008m3 108x10001 10v-106 活化剂放空缓 冲罐 v=0.3m3 600x17781 11v-108 高压回收过滤 罐 v=1.17m3 800x3727 锥角 60 12v-110 低压回收过滤 罐 v=1.17m3 800x800 锥角 60 13v-112 真空缓冲罐 v=1.09m3 1012x1050 14v-113 真空过滤罐 v=1.14m3 800x3597 锥角 60 15v-114 尾气放空缓冲 罐 v=1.14m3 800x29 锥角 60 16v-115 中压回收过滤v=1.17m3 800x3727 锥角 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 17 of 67 序号设备位号设备名称规格及结构特征数量备注 罐 60 17v-118/1 中压回收丙烯 罐 v= 20m3 2000x5800 18v-118/2 低压回收丙烯 罐 v= 20m3 2000x5800 19v-119/1 中压丙烯气储 罐 v= 100m3 20v-119/2 低压丙烯气储 罐 v= 100m3 21v-126 热水罐 v= 25m3 3000x3600 22c-101 丙烯冷凝器 bes1000-2.5-275-6/25-2 f=275m2 1 23 c- 102/12 丙烯冷凝器 bes700-2.5-165-6/19-2 f=165m2 2 24 v- 117/14 丙烯原料罐 v=100m3 3000x130004 25v-201 压缩风缓冲罐 v=4.3m3 26v-202 净化风缓冲罐 v=3.3m3 1400x2833 27v-203 氮气缓冲罐 v=4.3m3 28 p- 101/12 精丙烯泵 ze40-34002 29 p- 102/12 丙烯原料泵 ze40-34002 30 p- 103/12 回收丙烯泵 2 31 p- 104/12 热水泵 iso100-65-2002 32 p- 105/12 真空压缩机 ska2022 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 18 of 67 序号设备位号设备名称规格及结构特征数量备注 33p-106 石油气压缩机 1 34p-107 丙烯压缩机 1 1 4.64.6装置平面布置装置平面布置 4.6.1 设计所遵循的主要标准规范 （1） 石油化工企业设计防火规范gb50160-92(1999 年版) （2） 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范gb50058-92 （3） 石油化工企业工艺装置设备布置设计通则sh-3011-2000 （4） 建筑设计防火规范gb50016-2006 （5） 石油化工企业职业安全卫生设计规范sh3407-1993 4.6.2 设计原则 （1）满足工艺和安全生产的要求。 （2）装置紧凑布置，并满足安装检修要求。尽可能节省投资。 4.6.3 平面布置的特点 （1）该装置设备平面布置采用流程式布置，兼顾同类设备相对集中的原则。 （2）主装置布置 本项目中聚丙烯生产装置采用三层楼面布置。一层为聚丙烯出料、包装场地及低压回收 接料罐以及变配电室；二层布置闪蒸釜、低压回收过滤罐和聚合釜的出料平台、聚合釜的热 水、循环水的调节阀组、高压回收接料罐，闪蒸釜操作室；三层布置聚合釜、夹套出口热水、 循环水的切换阀组、聚合釜丙烯回收过滤罐及活化剂加料系统等其他辅助设施以及聚合釜的 控制室。 辅助设施及变配电室、操作室等布置在装置的一侧，并保证与生产设备的安全距离的 要求。 (3)其他设施的布置 在装置控制室和配电室的另一侧布置精丙烯罐和丙烯冷凝器。丙烯精制系统和丙烯回 收系统与主厂房集中布置。 丙烯回收及精制系统区域不设操作室，可与闪蒸岗位的操作室合并使用，以便管理及 减少人员、节约投资。 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 19 of 67 5.5. 厂址方案和建厂条件厂址方案和建厂条件 5.15.1厂址厂址及交通状况及交通状况 本项目所在地域为陕西省咸阳市化工工业区朝阳六路东侧，东邻为长期停产的陕西兴秦 化纤厂污水处理场。本项目建设地距西安 10 多公里，距西安咸阳国际机场高速路不足 1 公 里，距咸阳市中心小于 5 公里，往西 4 公里可上 312 国道，且陇海铁路、咸铜铁路就在厂区 附近，交通优势十分明显，距最大的原材料供应商咸阳石化助剂厂不足 3 公里。 现厂址所处的建设用地，工程地质属于河漫滩地貌，地震设防烈度为 7 度。 建设用地位于咸阳市渭城区，占地 50 余亩，气候条件适宜，交通便利，建设场地无拆 迁建筑物，水、电充足，劳动力成本小，且距集中居民区较远，人口密度小，自然环境适合， 有利于企业经营和发展。 5.25.2本工程区域内的自然条件本工程区域内的自然条件 本项目地咸阳市渭城区地处关中平原中部，按国家综合自然区划,属于暖温带半干旱 （半湿润）大陆性季风气候区，四季冷暖干湿分明，冬长夏短，冷热适宜，降雨集中。日照 较长，光、热、水资源丰富。年累计光照时 平均为 2017.22346.9 小时，六、七、八、 三个月的日照时 占全年的 32。 气象条件： 温度 年平均温度 13.0 极端最高气温 42 极端最低气温 19.7 最热月平均气温（7 月） 26.5 最冷月平均气温（元月） 1.4 湿度 年平均相对湿度 72 降雨量 年均降雨量 519.2 月平均最小降雨量（12 月） 4.1 月平均最大降雨量（9 月） 99.1 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 20 of 67 日最大降雨量 57.3 1 小时最大降雨量 35.9 10 分种 最大降雨量 18.8 降雪量 最大积雪深度 30 冻土最大深度 30 风向、风速 年平均风速 2.2ms 年最大风速及风向 19.2 ms wsw 年最多风向及频率 ne 16 其他 年雷电日 32 天年 地震设防烈度为度。 6.6.总图、储运、土建总图、储运、土建 6.16.1总图总图 6.1.1 总平面布置原则 （1）本工程贯彻减少占地的原则，充分利用场地条件，合理布局。符合开发区对设计要点 的要求。同时充分考虑企业发展的要求，合理预留发展用地。 （2）总图布置的防火间距满足国家标准石油化工企业设计防火规范gb56160-92(1999 年版)和建筑设计防火规范gb50016-2006。 （3）使各生产环节具有良好的联系，流程简单，避免生产迂回往返。 （4）满足生产、卫生、安全、防火、施工等要求。 6.1.2 总平面布置方案 本项目厂区总占地面积约 27903.53 平方米，约 41.85 亩。建筑物占地面积 5511 平方米。 道路及室外操作场地占地面积 7700 平方米。绿化面积 4000 平方米。 建设场地东侧布置公用工程设施，与在建的化工料储备库消防水池就近布置；南侧布置 聚丙烯生产装置，在保证安全间距的前提下，尽量和罐区靠近，以缩短丙烯输送距离，节约 工程投资；化工料储备库东侧布置丙烯原料罐区及丙烯回收储罐；装置的西侧布置聚丙烯产 品仓库，以便聚丙烯产品能在最短的距离内由生产车间搬运到仓库内；建设场地西侧布置生 咸阳秦圣祥化工有限公司 8 万吨/年间歇式聚丙烯装置可行性研究报告 page 21 of 67 产辅助用房，靠近交通道路朝阳六路，以便人员和车辆的进出。 6.1.3 竖向布置 该装置地面标高将按厂方要求设计。地面排水将接入现有排水系统， 竖向布置设计遵循以下原则和依据： （1）满足管线敷设时对标高的要求，尽量使污水能自流排放。 （2）满足厂区防洪排水要求，确保厂区不受洪水威胁，雨水排放顺畅。 （3）竖向设计应结合原区域与本项目建设的衔接。 （4）厂区内地形平坦，故不需要进行厂地平整。建构筑物基础挖方、管道施工挖方产生的 少量土方，采用厂内自行消化的方式处理。 6.1.4 全年产品及原辅材料运输 本工程全年产品及原辅材料运输量见下表。 表 6.1 产品及原辅材料运输量表 序号物料名称运输量运输方式备注 1 聚丙烯8 万吨汽车 2 丙烯8.32 万吨汽车槽车 3 催化剂2880 公斤汽车 4 活化剂40 吨汽车 5 氢气 16.8nm3 汽车 6 编制袋640 万只汽车 6.1.5 设计中采用的总图运输标准 （1）石油化工企业设计防火规范（1999 年版）(gb50160-92) （2）石油化工企业厂区总平面布置设计规范(sh3053-93) （3）石油化工厂区竖向布置设计规范(sh/t3013-2000) （4）石油化工企业厂内道路设计规范(shj23-90) （5）石油化工企业厂区管线综合设计规范(sh3054-93) （6）石油化工厂区绿化设计规范(sh3008-2000) 6.26.2储运储运 6.