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扬子石化—巴斯夫有限公司年产5万吨甲基丙烯酸甲酯项目可行性研究报告.docx

扬子石化—巴斯夫有限公司年产5万吨甲基丙烯酸甲酯项目【设计说明书+可行性报告+设备设计选型计算书+CAD图】

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关键词：: 设计说明书+可行性报告+设备设计选型计算书+CAD图扬子石化—巴斯夫有限责任公司巴斯夫有限责任公司年产巴斯夫有限责任公司丙烯酸酯项目甲基丙烯酸甲酯 —巴斯夫有限责任

资源描述：

概述

1. 扬子石化—巴斯夫年产5万吨甲基丙烯酸甲酯项目的初步说明书在本项目可行性研究报告编制完成的基础上进行编写。

2. 本初步设计说明书按照《化工工厂初步设计文件内容深度规定》（HG/T 20688-2000）的规定编写完成。

3. 本初步设计说明书包括二十一章正文内容，其中第一章为项目总论，第三章为总图运输（包括总图布置），第四章为化工工艺系统（包括工艺技术方案论证），第九章为设备，第十八章为环境保护（包括三废处理），第十九章为劳动卫生安全（包括全厂安全设计、重大危险源辨识、HAZOP分析和安全措施），第二十章为节能（包括过程节能及能耗计算）。

4. 本初步设计说明书未对图纸的内容进行详细设计说明，图纸部分参考《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》（HG/T20519-2009）,本项目的图纸部分详见《设计图册》。

5. 本初步设计说明书为本项目的初步设计，可作为施工图设计说明书的编写依据之一

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内容简介：: 可行性研究报告扬子石化巴斯夫有限公司年产5万吨甲基丙烯酸甲酯项目第一章总论11.1 项目名称、主办单位及负责人11.2 编制的依据和原则11.2.1 编制依据11.2.2编制原则11.3 项目背景及建设意义21.3.1 项目背景21.3.2 项目建设意义21.4研究范围31.5 研究结论31.5.1 项目概况31.5.2 主要技术经济指标41.5.3 项目结论5第二章市场需求预测52.1 产品概述62.1.1 产品名称62.1.2物理性质62.1.3产品用途62.2 产品市场分析72.2.1 国外市场分析72.2.2 国内市场82.2.3 进出口分析92.3 产品竞争力与目标市场分析102.3.1 产业优势分析102.3.2 产业劣势分析102.3.3 市场竞争分析112.3.4 目标市场分析122.4产品MMA价格分析132.5市场风险分析142.5.1风险因素的识别142.5.2风险规避政策14第三章生产规模和产品方案163.1 发展规划、产业政策和行业准入分析163.1.1 发展规划符合性分析163.1.2 产业政策符合性分析163.1.3 行业准入符合性分析163.2 生产规模163.2.1 上游原料来源173.2.2 下游市场需求173.3 产品方案173.3.1 主副产品方案173.3.2 产品技术规格173.4 建设规模和产品方案比选18第四章工艺技术方案204.1 技术现状及工艺比较204.1.2 技术现状204.1.3 工艺比较204.2 工艺技术方案204.2.1 ACH法工艺214.2.2 BASF法工艺214.2.3 异丁烯法工艺214.3 工艺技术选择224.4. 工艺流程23第五章原料及辅助材料供应235.1原料及辅助原料需求清单及供应235.2 催化剂供应245.2.1催化剂品种数量245.3公用工程供应及辅助设施245.3.1主要公用工程一览表245.3.2公用工程及分析255.3.3 供配电系统255.3.4 给排水系统30第六章环境保护346.1厂址与自然环境状况346.2执行的环境保护法规和拟采用的标准346.3三废排放与治理措施356.3.1废水、废液356.3.2废气366.3.3废固376.3.4噪声376.4绿化386.5环境管理机构396.5.1环境管理396.5.2环境监测39第七章建厂条件和厂址选择407.1 选址依据407.1.1选址原则407.2项目建设地自然情况407.3项目建设地社会环境417.4交通概况41第八章总图运输、储运、土建、界区内外管网428.1总图运输428.1.1全厂总图428.1.2全厂运输438.2储运448.3厂区外管448.3.1设计依据448.3.2管道敷设原则44第九章公用工程方案和辅助生产设施459.1给排水工程459.1.1 现状459.1.2 厂区给水方案459.1.3 冷却水459.1.4 消防水459.1.5 工厂排水459.2 供电及电讯469.2.1 供电469.3 供热479.3.1设计原则479.3.2 设计方案489.4 冷却水供应49第十章本质安全5110.1本质安全依据5110.2本质安全设计5110.3项目本质安全分析51第十一章投资估算和资金筹措53总述5311.1财务评价依据5311.3资金使用计划5311.4主要经济数据5411.5经济分析表54第十二章经济效益分析57总述5712.1 编制依据5712.2 工程概况5712.3 资金来源及投资方式5812.4 投资分析5812.5 主要技术经济指标5812.6 税后利润及分配6012.7不确定性分析6012.7.1 概述6012.7.2 敏感性分析61第十三章社会及经济效益评价6213.1 社会效益6213.1.1 对节能的影响6213.1.2 对环境保护的影响6313.1.3 对当地经济的发展6313.1.4 对推动就业的帮助6313.1.5 对推广科技进步的作用6313.1.6 对资源利用的影响6413.1.7 对长远发展的影响64第十四章可行性研究总结6514.1 项目可行性6514.1.1 技术可行性6514.1.2 效益可行性6514.2 存在问题6514.3 结论65第一章总论1.1 项目名称、主办单位及负责人项目名称：扬子石化巴斯夫年产5万吨甲基丙烯酸甲酯项目主办单位：扬子石化巴斯夫有限公司项目建设地点：南京市六合区1.2 编制的依据和原则1.2.1 编制依据(1) 2018年“东华科技-陕鼓杯”第十二届全国大学生化工设计大赛参赛指导书；(2)化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定2005年10月；(3)当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录(2005年修订)；(4)中华人民共和国环境保护法；(5)中华人民共和国劳动安全法；1.2.2编制原则（1）认真贯彻落实可持续发展战略和国家基本建设的有关政策、法规，合理安排建设周期，严格控制工程建设项目的生产规模和建设投资；（2）贯彻“五化”（一体化、露天化、轻型化、社会化、国产化）的措施和效果；（3）选用成熟可靠的先进技术，以提高生产效率，降低消耗和生产承办，减少污染，保证装置运行和产品质量的稳定性，增强产品的竞争力；（4）严格遵循现行消防、安全、卫生、劳动保护等有关规定、规范，保障生产安全顺利进行和操作人员的安全；（5）坚持安全生产与环境保护并重，设计中选用清洁生产工艺，在生产过程中减少“三废”排放，执行国家和地区的有关环保政策，对生产中的“三废”进行处理，并达到国家和地区规定的排放标准；（6）坚持体现“社会经济效益、环保效益和企业经济效益并重”的原则，按照国民经济和社会发展的长远规划，行业、地区的发展规划，在项目调查、选择中对项目进行详细全面的论证。1.3 项目背景及建设意义1.3.1 项目背景甲基丙烯酸甲酯(Methyl methacrylate,简称MMA)是一种有机化合物，是一种重要的化工原料，用以生产透明塑料聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃，PMMA)的单体。目前生产MMA的方法主要有丙酮氰醇法，丙烯法，异丁烯法，丙炔羰基化法，乙烯法。而随着世界乙烯生产的发展迅速，在生产中副产相当数量的异丁烯，故导致采用异丁烯氧化法逐渐取代了ACH法的MMA生产，此工艺反应过程基本无副产物，使MMA的生产成本比丙酮氰醇法几乎降低了一半，具有明显竞争优势。1.3.2 项目建设意义由异丁烯氧化法制备MMA的工艺，因原料来源广泛,原子利用率高，环境污染小等优点，目前备受关注。2005年国内合成MMA表观消费量26.0万吨，2009年表观消费量39.1万吨，2013年已达到52.32万吨。近年来国内MMA市场消费年增长率为715%，而且需求仍在不断扩大，未来几年将成为仅次于美国和日本的全球第三大消费市场。从MMA行业近年的市场需求分析来看，国内MMA行业正处于成长期，下游产品主要集中在PMMA表面涂料塑料加工助剂丙烯酸脂类抗充改性剂（ACR）和丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物（MBS）领域，其中PMMA占60%，表面涂料占23%，ACR和MBS占12%，其他占5%。国外发展较快的高端PMMA产品在国内则刚刚起步，随着高档PMMA产品在国内市场的快速渗透，必将带动MMA新一轮的增长。自2001年以来，国内MMA年进口增长比较稳定，基本维持在78万吨。2009年进口量增加到14.3万吨，2014年增至近27.5万吨。尽管国内MMA装置产能较大，但整体开工率不足六成，一方面国内生产企业以丙酮氰醇法为主，受原料氢氰酸来源限制（HCN不仅有剧毒而且国内供应不足，严重限制了国内丙酮氰醇法生产MMA企业的正常运行）；另一方面，国外低价MMA倾销对国内市场冲击较大。尽管国内MMA产能不断增加，不过国内生产企业实际开工率不足，且下游需求也持续增长，导致市场上MMA供不应求，仍有较大的市场缺口，需要大量进口弥补，这不仅影响了整个产业链的发展，也对国内MMA产业链产生较大冲击。因此，MMA产业创新建设迫在眉睫，对于弥补市场缺口，意义重大。1.4研究范围根据项目总体规划，本报告研究范围包括：（1）年产5万吨甲基丙烯酸甲酯项目总体规划（2）项目市场分析与预测（3）产品与技术方案（4）材料供应情况（5）厂址选择（6）项目环境保护与劳动安全（7）项目经济效益、社会效益分析1.5 研究结论1.5.1 项目概况()项目总投资及资金来源本项目总投资金额为20197.55万元，贷款4210.32万元，贷款利率为4.35%，其余资金由自有资金注入。建设期设定为1年，建设投资在建设期内全部投入。()生产工艺工艺以异丁烯为原料，分两阶段进行。第一阶段：异丁烯氧化制甲基丙烯醛（MAL）本阶段将异丁烯用泵打入预热器气化并与空气混合后进入反应器，在320360、以Mo12Bi1.6Ce0.4Fe1Co8Cs0.4K0.2Ox为催化剂的条件下进行催化氧化,反应产物经由冷凝器水冷，深冷后得到MAL产物。第二阶段：甲基丙烯醛（MAL）化酯化制甲基丙烯酸甲酯（MMA）该阶段MAL进入装有Pd5Bi2Fe/SiO2-MgO催化剂的氧化酯化塔，同时加入新鲜空气和甲醇，在100下同步进行氧化酯化生成MMA。(4)厂址厂址选在南京市江北新区工业园区附近，该厂占地面积26418,征用地为原预留地，地权属为集体，无重点保护的野生动植物及古树名木，也无珍稀濒危保护植物。厂区水陆交通便捷，原料和产品运输方便，较适宜建厂。(5)建设周期项目建设周期为12个月，建设周期从项目前期工作开始直至项目竣工投产，其中包括设计、土建施工、设备订购、安装、调试等。（6)经济评价1.5.2 主要技术经济指标主要技术经济指标见表1-2。表1-2 主要技术经济指标序号项目名称单位数量一生产规模万吨/年5二产品方案MMA万吨/年5三主要原、辅料用量1甲醇万吨/年1.052异丁烯氧化催化剂吨/年1.953MAL氧酯化催化剂吨/年1294四年工作时间小时8000五公用动力消耗1年耗电量万千瓦时/年19.93 2循环冷却水万吨/年2640.00 3低压蒸汽(0.6MPa)万吨/年42.24 4高压蒸汽(1MPa)万吨/年2.10 六项目定员人103.00 七项目总投资万元16648.59 1建设投资万元10525.79 2流动资金万元6122.80 八年总销售收入万元77586.21 九年总成本万元66723.65 十年利润总额万元21241.65 十一年销售税金及附加万元2723.67 十二年所得税万元5310.41 十三财务评价指标1投资回收期(税后)年2.64 2财务内部收益率（税后）%0.79 3财务净现值(ic=12%)万元61533.62 1.5.3 项目结论1) 利用扬子石化巴斯夫异丁烯原料供应的优势，国内异丁烯法制备MMA技术成熟，生产清洁，相比传统ACH法路线，采用异丁烯两步氧化法避免了使用极毒原料氢氰酸和废酸生成等问题，在技术上是可行的，在经济上是合理的。2)由财务评价可以看出，本项目财务内部收益率高于基准收益率，投资回收期较短，有一定的盈利能力和抗风险能力，因此本项目是可行的。3）新建扬子石化巴斯夫年产5万吨MMA分厂，所选厂址条件优越，原料供应可靠，毗邻长江，傍依京沪线，通过南京长江二桥与宁沪高速公路相连，地理条件优越，水陆交通便捷，可提高产品在市场上的竞争。第二章市场需求预测2.1 产品概述2.1.1 产品名称甲基丙烯酸甲酯英文缩写：MMA 分子式：C5H8O2 分子量：100.122.1.2物理性质表2-1 MMA物化性质项目数值与说明CAS登陆号80-62-6熔点-48沸点100.5闪点8相对密度（空气=1）3.4爆炸上限12.5%爆炸下限2.1%溶解性微溶于水外观与性状无色易挥发液体，并具有强辣味2.1.3产品用途作为有机化工原料，甲基丙烯酸甲酯主要应用于有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA）的生产，也用于聚氯乙烯助剂ACR的制造以及作为第二单体应用于腈纶生产。此外，在胶黏剂、涂料、树脂、纺织、造纸等行业也得到了广泛的应用。作为一种化工产品，可直接应用于皮革、离子交换树脂、纸张上光剂、纺织印染助剂、皮革处理剂、润滑油添加剂、原油降凝剂、木材和软木材的浸润剂、电机线圈的浸透剂、绝缘灌注材料和塑料型乳液的增塑剂、地板抛光、不饱和树脂改性、甲基丙烯酸高级酯类等许多领域，也用于制造其他树脂、塑料、涂料、胶黏剂、阻垢分散剂、润滑剂、木材浸润剂、电机线圈浸透剂、纸张上光剂、印染助剂和绝缘灌注材料等产品。2.2 产品市场分析2.2.1 国外市场分析随着世界范围内MMA需求量不断增加，截至2017年，世界MMA产能达到5244kt/a由于MMA生产属技术密集型行业，因此生产主要集中在美国、西欧和日本三个发达国家和地区，约占世界总生产能力的83%，其他地区现有和在建的较大规模MMA生产装置大部分也属于欧、美、日生产公司的合资公司或子公司。但近年来世界信息产业高速发展，液晶显示器（LCD），汽车配件，人造大理石等物件消费量持续增长，成为亚太地区今后的投资热，其新建和扩建MMA生产装置也均位于该地区。表2-2 2016年世界MMA总产能主要分布资料来源：甲基丙烯酸甲酯市场分析（中国石油吉林石化公司研究院）地区产能/（万t/a）总产能占比亚洲26560%北美97822%欧洲71.116%中南美92%而世界MMA产能主要集中在三菱丽阳公司、赢创集团以及陶氏化学公司等大型生产企业, 其中三菱丽阳公司的生产能力为137.5万t/a, 占世界总产能的31.2%;赢创集团占13.1%，陶氏化学公司占10.4%。表2-3 2016年世界MMA主要生产商资料来源：甲基丙烯酸甲酯市场分析（中国石油吉林石化公司研究院）生产商生产能力/（万t/a）占比三菱丽阳公司137.531.2%赢创集团57.513.1%陶氏化学公司4610.4住友化学32.57.4旭化成化学13.43.0合计306.969.62.2.2 国内市场我国MMA的工业生产始于20世纪50年代末期，截至2016年6月底，我国MMA总生产能力为77.8万吨，是仅次于美国的世界第二大生产国家。其中中国石油吉林石化公司的生产能力约占国内总生产能力的25.7%，位居第一；三菱丽阳璐彩特国际（中国）化工有限公司的生产能力约占总生产能力的23.5%，位居第二。2016年我国MMA的主要生产厂家情况如表：表2-4 2016年我国MMA的主要生产厂家资料来源：甲基丙烯酸甲酯市场分析（中国石油吉林石化公司研究院）生产厂家生产能力/（万t/a）生产工艺中国石油吉林石化公司20ACH法赢创德固赛（中国）投资有限公司10.0异丁烯法三菱丽阳璐彩特（中国）化工有限公司18.3异丁烯法惠州惠菱化成有限公司9.0异丁烯法江苏斯尔邦石化公司8.5ACH法黑龙江中盟龙新化工有限公司7.5ACH法山东宏旭化学股份有限公司7.5ACH法东营达伟晟荣化工公司5.0ACH法山东易达利化工公司2.0异丁烯法重庆紫光化工有限公司1.0ACH法合计88.82.2.3 进出口分析由于我国MMA产不足需，每年都得大量进口。据海关统计, 2010年，我国MMA进口量呈不断增长趋势，到12年猛增至23.9万吨，同比增长约71%。14年后受国内产能增加，进口量持续下降，但仍能够说明MMA需求量是不断上升且大于其产能的，可以说在目前我国化工原料和产品利润不断下降的情况下，该产业仍具有较高利润率和较大经济效益。当然，在进口同时，我国MMA也有少量出口，但相比之下数额较少。如果想扭转当前市场局面，应加强下游产品开发力度，以缓解供需矛盾。资料来源：甲基丙烯酸甲酯市场分析（中国石油吉林石化公司研究院）从2015-2016年我国MMA不同国家进口量分布来看，2015年进口量最大的地区是泰国，为6.27万吨，占到我国总进口量的29.9%；其次是台澎，进口量和占比分别为4.57万吨和21.81%。2016年，我国MMA进口量居前两位的分别为台澎金马关税区和韩国，进口量分别为4.06万吨和3.53万吨，进口量占比分别为25.77%和22.38%。2015-2016中国MMA进口国别结构-安进口量（单位：%） 2016年 2015年资料来源：中国海关总署前瞻研究院2.3 产品竞争力与目标市场分析2.3.1 产业优势分析1）随着中国经济的发展，MMA的需求量不断上升，在目前我国化工原料和产品利润不断下降的情况下，MMA产业仍具有较高的利润率和较大的经济效益。2）国内大力提倡环保工艺，异丁烯氧化酯化制MMA该法原料来源广泛，工艺简单，能耗较低，污染小，相比于其他方法在国家供给侧结构性改革中可发挥积极作用。2.3.2 产业劣势分析国内MMA主要生产商工艺方法统计目前国内工业生产MMA最主要的方法是丙酮氰醇法（ACH法），工艺已十分成熟，但该法的主要缺点是原料氢氰酸的供应问题以及副产物较多，每生产1tMMA就会产生2.5t的废酸液（其中含1.2t的硫酸氢氨和0.4t的硫酸），需配套建设酸性残液处理回收装置，以回收硫铵和硫酸。回收装置投资较大，运行费用也比较高，使得该工艺装置要求规模较大才能保证较强的竞争力。原料氢氰酸有剧毒，随全球对环保的要求越来越严格，该工艺也因环境污染问题需要改进。2.3.3 市场竞争分析对于2017年MMA市场客观分析如下：成本面：近年来，中国MTBE行业发展稳健，供需基本平衡。2014年国内MTBE产能633万t，预测2019年国内MTBE出口量将会达到29万t。尽管MTBE一直被广泛用作汽油添加剂，但其本身可能提高其它污染物的排放，且MTBE发生泄漏后，由于不被土壤吸附和其极高的水溶性，会污染地下水，造成对环境的破坏。从生产成本分析，随行业快速发展，MTBE裂解制得高纯度异丁烯成本有望进一步降低，并且工艺更加符合环保的要求。供给面：2018年，国内预计投产三套MMA装置，分别是黑龙江龙新5万吨/年，烟台万华5万吨/年，山东海力4.5万吨/年，届时国内MMA总产能将达到104.5万吨，国内供应面得到扩张。就供给层面分析，2017年上半年MMA整体的供应量或与2016年上半年持平，预计2018年上半年中国国内市场总体供应量约为112万吨，这些新装置开启后释放的产能能够被国内市场吸收，使得市场整体呈现积极向上的趋势。2.3.4 目标市场分析世界MMA主要应用领域是制造PMMA和表面涂料，其中，PMMA所占比例最大（达到63%），包括板材和模塑料/挤出板等：表面涂料占17%；其他领域占20%截至2016年底中国国内MMA产能87.3万吨，产量56.9万吨，进口15.76万吨，表观消费量为69.59万吨。从消费结构来看，PMMA的需求变化对MMA的影响最大。对比往年的数据来，自2011年开始，PMMA的价格一直呈现弱势下滑的走势，其需求低迷的状况已经维持了好几年。根据测算，2018-2021年全球、国内PMMA对MMA的消费量年均增速分别在3.5%、7%左右，到2021年分别达到300万吨、65万吨。预计到2021年，我国MMA市场消费需求量达到118万吨，产能过剩较为严重。目前就市场环境来看，经济增速减弱，原油低位运行，原料等相关产品行情整体低迷，MMA的经济效益仍较为乐观，因此，故有不少企业计划新建或者扩建生产装置。表2-5 2017年新增产能表东明华谊新材料5万吨上海华谊集团5万吨烟台万华5万吨总体来说，国内目前上游工厂装置均运行平稳，但综合开工率并不高，市场供应面并不宽松，但比较需求面低迷的状态，市场供需相对平衡。另外目前对于中东地区的货源，反倾销尚不适用，因此进口方面将得到较大补充，供应面得到扩张。可以预见未来五年，MMA市场需求仍会保持中高速增长。2.4产品MMA价格分析国内MMA的市场价格主要受到原料氢氰酸、碳四资源供应、下游PMMA以及进口产品价格等的影响。从近三年国内MMA市场价格可以看出,市场价格整体呈现波浪升降的发展态势。而今后一段时间内,由于产能增加,下游消费增长缓慢,加上原材料等市场价格仍处于低迷状态,其市场价格仍将稳定在目前状态小幅变化,大幅上涨或者下跌的可能性不大。但就总体而言，产品价格得到明显提升，利润情况良好。 2.5市场风险分析2.5.1风险因素的识别（1）技术进步与新技术进展ACH法是最早工业化生产MMA的方法，该工艺已十分成熟，但存在工艺过程长，循环量大，耗能高等缺陷，因而在一定程度上制约了ACH法的进一步推广应用。同时，德国BASF研究出乙烯法制备MMA的工艺，流程简单，选择性高，能够在丙醛生产原有设备的基础上，使MMA（粗产品）收率高达89.05%，但若该工艺装置新建，投资费用过高，且尚未找到寿命理想的催化剂，经济效益不突出。目前，异丁烯法以其技术先进，经济效益合理而迅速发展起来，其生产成本、工艺技术的可靠性以及装置能否实现稳定运行，将是决定其竞争力的关键。今后该技术成熟后，大批传统落后产能将被淘汰，对我国的MMA市场格局将产生巨大的影响。（2）下游需求的影响国内聚甲基丙烯酸甲酯、塑料加工助剂ACR和MBS、表面涂料是MMA的主要应用领域。随着广告业，中高档家具业，建筑业，光学领域IT业的迅猛发展，我国对MMA的需求仍将进一步增加，但由于目前我国PMMA产品同质化现象较为严重，高品质产品供不应求，仍需要大量进口。而随环保力度的加大，对聚氯乙烯相关制品的需求量将不断增长，进而促进MMA在加工和抗冲击改性剂ACR和MBS方面的需求。预测到2023年MMA市场将产大于需，未来竞争激烈，因此今后应该大力开发高附加值、高技术含量的下游产品，在提高产品质量和降低成本的同时，积极扩大出口，以缓解国内供需矛盾。2.5.2风险规避政策（1）新建装置应根据市场容量慎重决策近年来下游产业的发展大大刺激了环氧丙烷的需求，但其市场容量毕竟有限。众多规划项目若如期建成投产，部分缺乏竞争力的装置将面临停产。因此新建MMA项目一定要根据市场实际状况，慎重决策。（2）提高新型工艺的经济性和竞争力我国现有ACH工艺技术相对传统，工艺过程长，产品收率低，在国内外市场中的竞争力较差。因此，现有规模小、技术落后的MMA企业要根据工艺和生产现状，做好企业技术改造，扩大生产规模，降低生产成本，提高装置经济效益。（3）积极拓展产品应用领域及产业链我国MMA主要用于生产有机玻璃，在其消费构成中占66%，因此，我国MMA的年需求量及市场价格受其下游产品有机玻璃市场的影响显著，应积极拓展MMA在高端PMMA产品，工程塑料产品，PVC透明制品及涂料等相关行业产品的应用开发力度，逐渐实现MMA生产的供需平衡，形成从生产到应用的有效产业链，以化解市场风险，拓展产业链，提高市场竞争力第三章生产规模和产品方案3.1 发展规划、产业政策和行业准入分析3.1.1 发展规划符合性分析本项目符合产业结构调整指导目录（2011年本）（修正）中的第一类第七项石油、天然气第四条“油气伴生资源综合利用”，同时，年产18.5万吨甲基丙烯酸甲酯项目未被列入产业结构调整指导目录（2011年本）中的限制类或淘汰类，为异丁烯法制备MMA项目的发展提供了政策性保障和科学的指导。因此拟建项目符合国家相关规划。3.1.2 产业政策符合性分析（1）产业结构调整目录2011年本（修正）中第二类限制类第四项石化化工第二条“新建80万吨/年以下石脑油裂解制乙烯、13万吨/年以下丙烯腈、100万吨/年以下精对苯二甲酸、20万吨/年以下乙二醇、20万吨年以下苯乙烯（干气制乙苯工艺除外）300吨/年以下皂素（含水解物，综合利用除外）生产装置”属于限制类。拟新建年产5万吨甲基丙烯酸甲酯项目不属于限制类。同时本项目符合产业结构调整指导目录（2011年本）中的第一类鼓励类第七项石油、天然气第4条“油气伴生资源综合利用”。因此拟建项目符合国家产业政策要求。3.1.3 行业准入符合性分析该行业无相应行业准入政策3.2 生产规模本项目是以扬子石化巴斯夫异丁烯原料为依托的下游配套子项目，采用直接甲基化法制备得甲基丙烯酸甲酯。按照全年工作8000小时，根据Aspen PlusV9模拟结果，本项目建设规模如表3-1所示。表3-1 建设规模表项目单位规模1建设规模万吨/年52项目投资亿20395.12万元3项目用地m2264183.2.1 上游原料来源扬子石化巴斯夫异丁烯生产装置产量能够达到6万t/a，纯度98%（m/m），外观无明水、无机械杂质（目测），蒸汽压70kpa，硫含量0.005%（m/m），供应充足可靠，质量和数量满足要求。3.2.2 下游市场需求本项目以高端MMA产品，工程塑料产品，PVC透明制品及涂料为目标市场，大力开发高附加值、高技术含量的下游产品，以化解市场风险，拓展产业链，提高市场竞争力。3.3 产品方案3.3.1 主副产品方案本项目的设计目标是综合利用扬子石化巴斯夫异丁烯作为原料，将其转化为高价值的MMA。本厂产品1为含量大于99.9%，产品等级为优等品的甲基丙烯酸甲酯，年产量为5万吨/年。表3-2 本项目产品方案及规格序号产品规格（%）产量（万吨/年）备注1甲基丙烯酸甲酯99.95主产品3.3.2 产品技术规格作为工业品，其等级分为优等品、一等品、合格品三个级别，其规格和质量符合化工行业标准HG/T 2305-2017工业用甲基丙烯酸甲酯的规定，其技术要求见表3-3。表3-3 工业用环氧丙烷技术要求（资料来源：HG/T 2305-2017）项目指标优等品一等品合格品色度（铂-钴）/Hazen单位51020密度（20）/（g/cm3）0.9420.9440.9420.9460.9380.948酸度（以甲基丙烯酸计）/（mg/kg）50100300水分/（mg/kg）400600800甲基丙烯酸甲酯，w/%99.999.899.53.4 建设规模和产品方案比选根据市场预测与产品竞争力、资源配置与保证程度、建设条件与运输条件、技术设备满足程度与水平、筹资能力、环境保护以及产业政策等确定生产规模和产品方案。本项目建设规模和产品方案比选表具体如下：表3-1 建设规模和产品方案比选表建设规模5万吨/年6万吨/年总投资（亿元）1.011.3占地面积（）2641827000技术成熟度反应器负荷适宜，技术稳定性较好反应器无法达到最大负荷，技术成熟原料来源母厂MTBE原料充足母厂MMA原料不足，需要外购其他园区。产品规格MMA 5万吨/年，副产甲醇3.38万吨/年MMA 6万吨/年，副产甲醇3.7万吨/年产品市场甲醇市场充足，MMA市场略饱和甲醇市场充足，MMA市场略饱和可行性规模正好，具有充足的可行性规模稍大，原料不充足，项目有待考察由本项目三种规模的对比可以看出，5万吨/年规模的甲基丙烯酸甲酯项目投资适中，原料来源有保证，产品方案合理，同时技术稳定性有保证。第四章工艺技术方案4.1 技术现状及工艺比较4.1.2 技术现状目前，世界范围内已实现工业化的甲基丙烯酸甲酯工艺有巴斯夫（BASF）以及璐彩特(Lucite)的乙烯法，日本三菱瓦斯化学（Mitsubishi Gas Chemical Co.,Inc.）的ACH法，日本三菱丽阳（Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.）的异丁烯法。MMA的生产技术主要有改进丙酮氰醇法（ACH法）,异丁烯法以及乙烯法。全球MMA生产能力中ACH法占83%。异丁烯法占16%，乙烯法占1%。北美，西欧主要采用ACH法，日本则主要采用异丁烯法。4.1.3 工艺比较表4-1工艺路线比较主要厂商德国Roehm日本三菱人造丝日本旭化成德国BASF工艺ACH法异丁烯法BASF法直接氧化法直接甲基法原料氢氰酸丙酮TBA或异丁烯异丁烯乙烯反应压力/MPa00.10.20.10.10.2操作温度/室温110027037060370130330反应热/（KJ/mol）-333-562-291-42反应相态气气、液气、液气、液转化率较高较高较高较低流程繁简流程简短流程复杂流程简短流程简单投资额/万美元较高较高较低较高4.2 工艺技术方案4.2.1 ACH法工艺ACH法该技术由2套装置来实现：装置一：合成丙酮氰醇（ACH），即原料氢氰酸与丙酮1:1物质的量比进料，通过冷冻盐水激冷控制釜温在515C，经氢氧化钠（现多该用二乙胺）催化作用进行缩合反应生成ACH，再精馏提纯，供给下游MMA生成使用。装置二：合成MMA，分四步工序进行。首先是酰胺反应，原来ACH与100%浓度硫酸按1:1:5物质的量比进料（硫酸过量），通过循环水冷却控制反应温度在8090C，生成-甲酰胺基异丙基硫酸氢酯（-SIBA）。将反应混合物加热到135165C，使-SIBA在过量的硫酸作用作用下发生分子内转位重排生成甲基丙烯酰胺硫酸盐（MAAS）。然后酯化反应，把上步反应混合物与适量的水和甲醇在多级串联酯化釜中宇90130C下进行水解，酯化生成MMA和硫酸氢铵。通过酯化釜连续蒸出含量60%的粗MMA。接着中和萃取，把上步的粗MMA倒入中和釜，使所含的甲基丙烯酸（MAA）与氢氧化钠中和生成甲基丙烯酸钠溶于水中，水相沉入釜底而后排出返回酯化釜再用，MMA含量95%的有机相浮于上层MMA中间罐。最后精馏提纯，中间罐的MMA泵入初馏塔除去水等低废物，再由精馏塔除去高废物，最后的得到99.8%的MMA成品。该工艺的优点：ACH法具有工艺流程短，技术成熟，产品回收率高4.2.2 BASF法工艺乙烯法又叫BASF法，它是通过乙烯与合成气进入反应器，在110C和3Mpa压力及Rh-Pt络合物催化剂作用下，进行羰基化反应生成丙醛，甲醇与纯氧进入管式反应器，在320C和0.4Mpa压力及钼酸铁催化剂作用下生成甲醛，丙醛与甲醛进入缩合反应器，在仲胺催化剂作用下生成MAL，MAL空气氧化生成MAA，MAA经分离提纯后与甲醇进行酯化反应生成MMA。该工艺的优点：原子利用率较高（达到64%），工艺较简单，原料易得，具有一定的竞争力，特别是大型石化乙烯装置联合一体化生产更具优势。4.2.3 异丁烯法工艺异丁烯法又叫i-C4法，该技术分为直接氧化法工艺和直接甲基化法工艺。4.2.3.1直接氧化法该方法第一步采用Mo-Bi系催化剂，在反应温度为350、空速1000h-1下异丁烯气相催化氧化得到甲基丙烯醛（MAL）和甲基丙烯酸（MAA）。第二步MAL氧化制得MAA，采用P-Mo杂多酸催化剂，并添加Cu和V中的一种或两种以及一些较重的碱金属（K,Cs，Rb等），在300310，空速1000h-1下，得到MAL。并在硫酸作用下与甲醇进行酯化，经抽提、蒸馏精制而获得高纯度MMA。该工艺的优点：充分利用原料丰富的C4馏分；原子利用率高，比传统ACH法提高25%，且未被利用的27%的原子生成了水分子，不构成环境污染。4.2.3.2直接甲基化法以异丁烯为原料，分两阶段进行。第一阶段：将异丁烯用泵打入预热器气化并与空气混合后进入反应器，在320360、以Mo12Bi1.6Ce0.4Fe1Co8Cs0.4K0.2Ox为催化剂的条件下进行催化氧化,反应产物经由冷凝器水冷，深冷后得到MAL产物。第二阶段：MAL进入装有Pd5Bi2Fe/SiO2-MgO催化剂的氧化酯化塔，同时加入新鲜空气和甲醇，在100下同步进行氧化酯化生成MMA。该工艺的优点：不经过MAA步骤有效地避免了MAA聚合等副反应；还简化了工艺过程，降低了能耗，从而大幅度降低了投资成本和操作费用，使异丁烯原料路线更具有竞争优势。4.3 工艺技术选择本项目选用异丁烯法工艺，分析如表4-2：表4-2 主要工艺对比分析生产工艺优点缺点ACH法1.工艺流程短2.技术成熟3.产品回收率高1.原料氢氰酸剧毒2.副产物硫酸易腐蚀装置3.生产成本高BASF法1.原子利用率较高（达到64%）2.工艺较简单3.原料易得4.宜大规模生产1.投资费用过高2.催化剂寿命短，回收率低直接氧化法1.原子利用率高（73%）2.催化剂活性高选择性好3.原料来源广泛，成本较低4.副产物较少5.环境污染小1.制备MAA步骤催化剂寿命短直接甲基化法1.有效避免了MAA聚合的副反应2.反应过程绿色无污染3.投资费用少，操作费用少，能耗低4.整体产率较低1.反应时间较长2.反应能耗高相比于ACH法,BASF法，异丁烯法具有显著的优点。其特点是催化剂活性高，选择性好，寿命长，工艺无污染，原料来源广泛且成本低于ACH法，是一种绿色原料清洁生产技术。4.4. 工艺流程图4-1工艺流程图第五章原料及辅助材料供应5.1原料及辅助原料需求清单及供应本项目以异丁烯为原料，工艺分两个工段，两个反应阶段，催化剂分别为Mo12Bi1.6Ce0.4Fe1Co8Cs0.4K0.2Ox，Pd5Bi2Fe/SiO2-MgO，空气为辅助原料，进行甲基丙烯酸甲酯的生产。总情况如下表：表5-1 主要原材料来源表项目名称规格单位小时用量年用量来源运输方式原料异丁烯99.9%wtt7.3558823.5母厂提供管道甲醇99.4wt%t2.419435自产管道辅助原料氧气99.2%wtt0.11847园区提供管道工艺软水99.9%wtt0.312494自来水厂管道5.2 催化剂供应5.2.1催化剂品种数量表5-2 催化剂供应表序号名称型号单位年耗量备注1异丁烯氧化催化剂Mo12Bi1.6Ce0.4Fe1Co8Cs0.4K0.2Oxt0.000265按寿命2年计2甲基丙烯醛氧化酯化催化剂Pd5Bi2Fe/SiO2-MgOt0.13按寿命2年计5.3公用工程供应及辅助设施5.3.1主要公用工程一览表该项目主要工程包括：电、循环水、生活用水，中低压蒸汽、仪表空气、工厂空气，情况如下：表5-9 公用工程消耗一览表名称单位年耗量使用情况来源电万千瓦时15.944连续使用国家内用动力站循环水万吨2112连续使用国家内用水站低压蒸汽万吨25.344连续使用国家内用动力站高压蒸汽万吨1.2576连续使用国家内用动力站仪表空气Nm310560连续使用国家内用空压站5.3.2公用工程及分析表5-9主要公用工程一览表公用工程名称单位消耗使用来源小时耗量年耗量方式电万KWh0.025199.33连续园区公用工程站低压蒸汽万t0.005842.24连续园区公用工程站高压蒸汽万t0.0002622.096连续工艺自身产生循环冷却水万t0.332640连续园区公用水站仪表空气万Nm30.018141.1连续大气新鲜水万t0.000534.24连续自来水厂氮气万Nm30.056448.6连续园区空压站冷凝剂万t0.2552040连续园区空压站工厂空气万Nm33.2225760连续大气5.3.3 供配电系统 5.3.3.1 设计原则（1）遵守规程、执行政策必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。（2）安全可靠、先进合理应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。（3）近期为主、考虑发展应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。（4）全局出发、统筹兼顾按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要5.3.3.2 电力负荷性质一级负荷主要包括应急照明、关键仪表负荷、开关柜的控制电源、消防负荷及部分重要的工艺负荷。其中特大和大中型生产装置采用快速自动柴油发电机组，仪表的DCS控制系统可用UPS电源供电，应急照明选用灯具自带备用电池。二级负荷主要指行政区域部分，也采用快速自起动柴油发电机组。三级负荷占大部分，对电源供电无特殊要要求，采用普通供电方式。5.3.3.3 本厂各级负荷说明本项目工艺装置生产过程连续性强，自动化水平高，且生产过程中的部分物料为易燃易爆物质，突然中断供电可能造成爆炸及火灾，危及人身和设备安全，造成重大或较大经济损失，所以工艺生产装置用电设备大部分为二级用电负荷，部分为一级、三级用电负荷。一级用电负荷主要包括应急照明、关键仪表负荷、开关柜的控制电源、消防负荷及部分重要的工艺负荷，其余工艺部分为二级用电负荷，行政区域部分为二级用电负荷，但大部分为三级用电负荷。.5.3.3.4 供电电源工厂定位为天津市南港工业园区，该园区目前采用板桥、静海、大港500kv环网和南港工业区IGCC发电厂联合供电。上古林220kv变电站，港西220kv变电站，和区内220kv变电站已在建设中。后期将扩建南港工业区IGCC发电并建设大港500kv变电站。形成多回路供电电源，使供电条件可靠、有保障。考虑到供电突然中断的危险，厂内设置有静止型 UPS 保安电源系统，以保障工厂供电的连续性。UPS在电源切换过程中一般在5ms以下，频率稳定度在2 以内，谐波失真度不大于 5。以此来满足在厂区电源发生故障时，仪表控制系统、火灾报警系统和消防系统，以及通讯系统可以不受影响，以保障工厂供电的连续性。5.3.3.5 配电所和变电站根据南港的气候条件和厂区内的作业环境，变压器采用半户内布置方式。半户内布置方式是一种除主变压器以外的全部配电装置集中布置在一幢主厂房不同楼层的电气布置方式。该种布置方式结合了全户内布置变电所节约占地面积、与周围环境协调美观、设备运行条件好和户外布置变电所工程造价低廉的优点。主变压器户外布置不仅便于安装和维护，而且还利于散热和消防等特点。此外，由于半户内布置方式将主变压器安装在户外，取消变压器室，即减少土建工程量，缩短建设周期，又降低了对通风散热、消防灭火系统的资金投入，从而降低了变电所的造价，变电所本体投资可降低 8%16%。5.3.3.6 高压供电系统设计工作电源采用35千伏，用架空线引入，厂内总降压变电所中设一台主变压器，构成线路-变压器单元结线，变压器高压侧设断路器，备用电源10千伏，接在总降压变电所内的10千伏母线的一个分段上。5.3.3.7总压降变电所设计根据上面确定的供电方案，可决定总降压变电所采用电气主结线。主要特点如下：总降压变电所设一台5000KVA35/10KV的降压变压器，变压器位于35KV架空线路变压器组单元结线。在变压器高压侧设断路器。这便于变电所的控制、运行和维修。主变压器低压侧经SF6断路器接在10KV母线的一个分段上，而10KV备用线路也经少油断路器接在另一分段上。各车间的一级负荷都由两段母线供电，以保证供电可靠性。根据规定，备用电源只有在主电源停止运行及主变压器故障或检修时才能投入，因此备用电源进线开关在正常时是断开的，而10KV母线的分段断路器在正常时则是闭合的。在10KV母线侧，工作电源与备用电源之间设有备用电源自动投入装置（BZT），当工作电源因故障而断开时，备用电源会立即投入。当主电源发生故障时，变电所的操作电源来自备用电源断路器前的所用的变压器。5.3.3.8 车间变电所设计根据厂区平面布置图提供的车间分布情况及各车间负荷的性质及大小，本厂拟设置五个车间变电所，由于主要车间的负荷属于I类负荷，停电会对生产造成重大的影响。因此选择主变台数时，为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电，变电站中一般装设两台主变压器互为备用，可以避免因主变故障或检修而造成对用户的停电，并且两台主变压器同时发生故障的几率较小，适合负荷的增长和扩建的需要。当一台主变压器故障或检修时由另一台主变压器可带动全部负荷的70%，能保证正常供电，故可选择两台主变压器。每台变压器的容量按能担负全部车间负荷的标准来选择。5.3.3.9主变压器容量的选择主变压器容量一般按变电站建成后510年规划负荷选择，并适当考虑到远期1020年的负荷发展，对于城郊变电站主变压器容量应与城市规划相结合，该变电站近期和远期负荷都已给定，所以，应接近期和远期总负荷来选择主变容量。本厂根据变电站所带负荷的性质和电网的结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电站应考虑当一台主变压器停用时，其余变压器容量在计及过负荷能力的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性变电站当一台主变压器停用时，其余变压器容量应能保证全部负荷的7080%。该变电站的主变压器是按全部负荷的70%来选择，因此装设两台变压器后的总的容量为Se=20.7Pm=1.4Pm。当一台变压器停运时，可保证对70%负荷的供电。考虑到变压器的事故过负荷能力为30%，则可保证98%负荷供电。5.3.3.10 继电保护的选择与整定主变压保护瓦斯保护：防御变压器铁壳内部短路和油面降低。轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。电流速断保护：速断保护采用两相不完全星形接发，动作电流应躲过系统最大运行方式时，变压器二次侧三相短路值。防御变压器线圈和引出线的多相短路，动作于跳闸。过电流保护：防御外部相间短路并作为瓦斯保护及电流速断保护的后备保护，保护动作于跳闸。采用三个电流互感器接成完全星形接线方式，以提高保护动作灵敏度，继电器采用DJ-11型保护动作电流按躲过变压器一次则可能出现的最大负荷电流来整定。过负荷保护：防御变压器本身的对称过负荷及外部短路引起的过载，按具体条件装设。备用电源进线保护变电所10KV母线保护 10KV馈电线保护备用电源自动投入装置和绝缘监察装置当正常供电的工作电源，由于电源本身或供电线路发生故障而失去电源时，依靠备用电源自动投入装置自动投入备用电源，代替工作电源，以提高供电的可靠性。5.3.3.11防雷和接地保护雷击对建筑物、设备、人、畜危害甚大。对于化工企业来说，化工装置是存在易燃易爆介质的危险场所，其操作压力高、装置规模大，更增加了其危险程度，因此化工企业的防雷显得特别重要。厂区内各建筑物和构筑物根据GB50057-2010建筑防雷设计规范设置防雷保护系统，防雷保护系统由避雷网(带)、引下线、测试卡和接地极等组成。防雷的设备主要有接闪器和避雷器。其中，接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。接闪的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线，或称架空地线。接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网。避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或由高阻变为低阻，使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷器的型式，主要有阀式和排气式等。工业建筑物和构筑物的防雷等级按其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，防雷要求可分为三类。根据不同车间的环境特点，分别采用不同的防雷措施。5.3.3.12防静电和接地保护电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。在正常情况下，各种用电器的外壳金属壳体是不带电的，如果用电设备绝缘体损坏，会使金属导体壳带电，若没有接地装置，会造成人员的伤亡，甚至酿成火灾爆炸。因此需要对各金属设备进行防静电接地保护。电气系统工作接地、电气设备保护接地和工艺设备管道的静电接地共用接地系统。下列设备需进行工作接地：发电机、变压器、静电电容器组的中性点。电流互感器、电压互感器的二次线圈。避雷针、避雷带、避雷线、避雷网及保护间隙等。三线制直流回路的中性线，宜直接接地。由于供电系统的中性点直接接地，所以全厂采用TN-C-S接地保护系统，每一建筑单位的电源进户处均进行重复接地，接地装置与防雷系统共用。防爆车间内所有电气设备正常不带电的金属外壳均设置专用接地线作接地保护。该接地系统由直径20mm的接地极和70mm的接地电缆(绿色/黄色)组成的接地网互相连接而构成。其接地电阻不大于4。按照HG/T20675-90化工企业静电接地设计规程，防爆车间和场所的金属管架、设备外壳、钢坪台等均作等电位连接，与接地装置、建筑物内钢筋连为一体。5.3.3.13 动力与照明照明网络电压选用380/220V中性电接地系统，根据生产要求及技术经济性，照明设计应遵循“安全、适用、经济、美观”的原则，设计范围如下：1)确定照明种类和照明系统，即是常用照明还是事故照明，一般照明、局部照明还是综合照明；2)选择光源和照明器；3)确定在合适照度下的照明装置安装容量和布置方式：4)选择电源和配电网络形式；5)选择导线、配电设备；6)绘图照明网络布置图。具体的设计方案由电气专业人员负责。5.3.4 给排水系统给排水设计的任务是解决生产、生活用水的供应及废水排放两大问题。本给排水系统的设计内容是，对全场范围内进行供水、排水系统设计，包括生产、生活装置区、辅助设施区、供用工程用水、消防用水等。5.3.4.1 厂区给水生活用水系统本项目装置用水量约为2640万吨/年，主要用于循环冷却水。由生产专用的水管网络引入。本厂区内生活用水只限于饮用、洗眼器、安全淋浴、洗手池和厕所，避免与厂区内其他任何水系统相接。同时在工厂内自设净化设备，将引入的城市自来水进行二次净化处理，以达到厂区有关卫生标准的要求，其中主要是对水质中的酸碱度和无机离子处理。水质要求符合现行的国家生活饮用水卫生标准GB5749-2006，装置边界生活用水的供水压力要求不小于，系统在筹备中，如果压力到达装置后达不到供水压力，需另外装置加压泵。对于一般生产用水如系统补给水、洗眼器用水以及生活用水等都有严格标准。生活用水的供水可靠性应不低于城市供水系统，其中，洗眼器和安全淋浴设专门蓄水池，保证24h全天候的供水可靠性。生活用水系统的入口设置带旁路的水流量计以及就地压力指示计（每支路各一支）。装置界区给水管材为球墨承插铸铁管或焊接钢管，室内给水管材采用镀锌钢管，丝扣连接。生产用水系统本厂区中需要较多的蒸汽和普通水。蒸汽由厂区的工业炉和废热锅炉自主发生，部分蒸汽由工业园区内别处公用工程引入，压力在0.8MPa左右；部分塔顶冷凝器和制冷系统中，还需要部分普通水作为冷却介质冷却相应物料。由于本厂需要大量的冷却水，为了充分利用水资源，提高水的重复利用率，节约新鲜水用量，设置循环冷却水系统，尽量将水进行循环利用，冷却水通过冷却塔降温后循环使用。初次注入水量以及生产过程的新鲜水补充量是由供给的，本工厂循环冷却水用量为2640万吨/年。循环给水温度10，供水压力为0.6MPa；循环回水温度30，回水压力为0.3MPa。工业用水使用后水温上升至30左右，将此热水送至冷却塔与空气换热或蒸发后温度降至25左右，然后用供水泵实现冷却水的循环。杂用水系统杂用水主要用于厂区地面的冲洗、设备内体的清洗、碳钢设备的水压试验。当把杂用水用于不锈钢设备和管线的试压时，本设计中严格限制水中的含氯量。会对厂区出水进行适当加压，并在杂用水进入装置边界线处设过滤器。杂用水系统设计不采用单独长期管线，而采取灵活的水车运输方式，并结合喷水洒水装置。其用量与具体生产周期的时间有关。消防用水系统消防用水是正常用水之外的紧急用水，消防紧急用水量比生产和生活用水量的总和大。其管网采用低压制消防系统时可以和普通生产用水或生活用水系统相连接；若采用高压制消防时，需设置单独的消防水系统。本厂采用独立高压制消防系统，通常，管网压力维持在1.1MPa。火灾时启动消防主泵灭火，平时通过稳压泵保证。厂内按同时发生火灾一处考虑，消防最大用水量为Q=150L/s，火灾延续时间为1.8h，罐区为2.2h。消防采用稳高压消防给水系统。消防储备水体积 V=1200m3。消防水系统由消防水管网、室外消火栓及消火栓箱，固定式消防水泡和水喷雾系统组成。工厂设置独立消防给水管网，管网按环状布置，设“地上式”室外消火栓，消火栓间距不大于60米。建筑物内设置室内消火栓。工艺装置区室内消火栓均采用水/雾两用水枪。工艺装置区设固定式消防水炮保护（采用水/雾两用枪），并在部分工艺装置框架设消防竖管。5.3.4.2 化学水处理生活污水排放系统生活污水是指园区内生活用水所产生的常规污水和废水，主要来源于卫生间等，经管道汇集后排至室外检查井。厨房排水经室内汇集通过格栅后排至室外隔油池。生活污水取最大用水量的8595%估算，从而进行管道的铺设。本厂中均通过专用管道送至总厂水处理基地，集中经沉淀池处理，然后排入厂区排水主干沟进入城市污水管网。生产废水排放系统本工艺产生工业废水分为生产废水和生产污水：生产废水指在使用过程中受到轻度沾污或水温稍有增高的废水，如冷却水，经适当处理后在生产中重复使用。生产污水指在使用过程中受到较严重污染的水，这类水多有危害性。经处理后排放。本工艺产生所有工业废水均送至总厂废水处理设备统一处理排放或进行循环。冷却水排放系统工艺中冷却水用量较大，循环使用，通过换热器出口再汇总至公用工程，冷却后在循环至换热器循环使用，其中空置冷却水出口一般不高于35，最高不高于50，以免造成严重的结垢和对环境造成破坏。本厂的冷却水系统为循环冷却水系统，冷却水循环时需要加入适量的阻垢剂，以防止因循环产生的结垢现象。循环冷却水系统基本无废水排放，仅仅是由于凉水塔产生的水损失，大约为总水量的1%左右，这些水变为水蒸气，可以直接排放到大气中。不同换热器的冷却水出口温度不同，且有的温度相差较大，被冷却物料的能量级别不同，因此经换热器出来的温度不太高的冷却水可以直接用作温度较高的物料的初级冷却，以实现能量的逐级有效利用，但同时应综合考虑冷却系统的经济性。雨水排放系统雨水量可按照下式估算： W=rGF 式中，G-暴雨强度，L/(sm2）； F-厂区面积，m2； r-径流系数，经验系数取0.50.6；收集和排放装置污染区初期污染雨水及地面冲洗水，最终汇入装置区内设置的污染雨水收集池。污染雨水收集池内污水经泵提升后排入生产废水排水系统，送综合污水处理厂进行集中处理。对于非污染区的雨水，由另外的清洁雨水排放系统收集和排放装置区非污染区雨水及污染区后期清净雨水。非污染区后期雨水通过雨水管道重力排至污水处理厂的雨水调节池，经雨水处理系统处理后回用作为循环冷却水的水。装置区内非污染区的雨水进入污染区后期雨水管道。5.3.4.3 污水处理厂为了减少企业外排污水对水体的污染，并完善工业区的基础设施条件，实现工业区的可持续发展，南港工业区合资配套建设了污水处理厂并实行“分区排放、分类输送”的原则将企业外排污水输送至污水处理厂处理达标后进行外排，目前工业区已形成3000m3/d污水处理能力。故综合以上情况考虑，厂区内不再单独设立污水厂，而改由总厂污水处理厂代为处理厂区污水。5.3.4.4节水措施1)发电机组和工艺透平等需冷却的设备采用空冷系统，以减少循环水用量，相应减少补充水用量，节约用水。 2)道路浇洒水、绿化用水等对水质要求不高，均采用回用水站排放废水。 3)对各装置主要工业水、冷却水尽可能采用循环水，实行水的重复利用，节约水资源。 4)优化循环冷却水水质稳定处理方案，提高循环水浓缩倍数，减少补充水量。 5)尽量采用气水反冲洗来清洗设备，以便减少水的用量。 6)加强用水管理，配置流量计、水表等计量工具，对各用水装置实行定额管理，消除跑冒漏滴。 7)对用水分质管理，对生产装置排出的废水经处理后尽可能回用作生产用水。减少一次水用量。第六章环境保护6.1厂址与自然环境状况南京属北亚热带季风气候，气候温和，四季分明，年平均气温15.4。降雨量四季分配不均，年平均降雨量1041.7毫米。冬半年（103 月）受寒冷的极地大陆气团影响，盛行偏北风，降雨较少；夏半年（49 月）受热带或副热带海洋性气团影响，盛行偏南风，降水丰富。尤其在春夏之交的 5 月底至 6 月，由于“极峰”移至长江流域一线而多“梅雨”。夏末秋初，受沿西北向移动的台风影响而多台风雨，全年无霜期 222224 天，年日照时数 19872170 小时。因而本项目选择的厂址具有合适的自然条件。6.2执行的环境保护法规和拟采用的标准2015年1月1日实施的新中华人民共和国环境保护法（2014年修订）；国务院1998第253号令建设项目环境保护管理条例；国家计委、环委(87)国环字002号文，关于颁发建设项目环境保护设计规定的通知；中华人民共和国大气污染防治法中华人民共和国水污染防治法中华人民共和国环境噪声污染防治法中华人民共和国固体废物污染环境防治法中华人民共和国清洁生产促进法环境空气质量标准 GB3095-2012 大气污染物综合排放标准 GB16297-1996 恶臭污染物排放标准 GB14554-1993 火电厂大气污染物排放标准 GB13223-2011 第时段最高允许排放标准污水综合排放标准 GB8978-1996 地表水环境质量标准 GB3838-2002城市区域环境噪声标准 GB3096-2008 工业企业厂界噪声标准 GB12348-2008工业企业噪声控制设计规范 GB/T50087-20136.3三废排放与治理措施6.3.1废水、废液本项目排放的生产废水和生活污水，生产废水又分为工艺废水和其他废水。表6-1废水一览表序号排放液名称排放点排放量废水组成排放方式处理方法（t/h）（wt%）1工业污水异丁烯精制塔0.72甲醇26.77%；连续送往污水处理厂异丁烯5.78%MAL精制塔29.991水99.9%；连续达到国家一级废水排放标准，可纳管微量有机物MMA精制塔2.317水82.90%；连续送往污水处理厂甲醇13.50%；MMA3.00%2其他生产污水机泵冷却、循环4微含油间歇送至污水处理厂3生活污水生活区1.2COD、氨氮、SS间歇送往总厂，经化粪处理后排放本项目不单独设置污水处理站，处理达到规定要求后，主要送到总厂污水处理系统。具体措施如下： (1)工艺废水：凝液送至冷却水循环水池，其余处理达标准后输送到总厂废水处理站。 (2)初期雨水：罐区和装置区的初期雨水通过相应区域的围堰和收集闸门收集至装置和罐区建设的收集池收集后泵送总厂废水处理站处理； (3)检修期间设施清洗废水则同样依托初期雨水收集池汇集； (4)本项目建设同时将建设应急废水池，具体池容及相关要求将根据项目环境影响评价文件及批复要求实施，突发性事故时的消防废水则汇集至该池，最终通过泵送总厂污水处理设施达标处理。6.3.2废气表6-2废气一览表序号名称排放点排放量（t/h）有害物浓度（v%）排放方式处理去向1甲基丙烯醛精制尾气甲基丙烯醛精馏塔0.731甲基丙烯醛33.6%;连续园区火炬丙酮45.4%;氧气3.0%;氮气8.6%2甲基丙烯醛氧化废气氮气水洗塔塔顶3.01氧气10.4%；连续直接排放至大气氮气86.2%；水蒸气3.3% ；极少量不饱和烃3甲基丙烯酸甲酯精制尾气甲基丙烯酸甲酯精制塔0.97甲醇49.5%；连续园区火炬氧气3.9%；氮气32.0%；甲基丙烯酸甲酯10.9%4甲基丙烯酸甲酯氧化废气萃取精馏塔顶8.02氮气93.52%；连续园区火炬氧气3.05%；甲基丙烯酸甲酯2.54%；极少量不饱和烃、醚针对本项目产生的废气，提出具体如下处理措施： (1) 工艺尾气处理：(2) 无组织排放废气控制：阀门的选定及彻底的维修。阀门的设置是考虑从质量优良的厂家定货。另外，消耗零件实施定期更换。6.3.3废固本项目的废固主要是催化剂和生活垃圾。表6-3 固体废弃物一览表序号排放物排放点产生量（t）有害物组成排放方式固废处理去向类别1MTBE裂解催化剂MTBE裂解反应器0.36SiO22年/次危废HW06供应商回收2异丁烯氧化催化剂异丁烯氧化反应器0.000451Mo12Bi1.6Ce0.4Fe1Co8Cs0.4K0.2Ox2年/次危废HW06供应商回收3甲基丙烯醛氧化酯化催化剂甲基丙烯醛氧化酯化反应器0.22Pd5Bi2Fe/SiO2-MgO2年/次危废HW06供应商回收4生产生产区30低毒或腐蚀性1年间歇一般固废送资质包装物单位处理5生活垃圾生活区37.8生活垃圾1年间歇一般固废送垃圾处理站处理本项目产生的废渣主要有废催化剂，生活垃圾、设备检修和事故泄漏产生的固体废物。另外还会产生工业垃圾和生活垃圾。废催化剂送往原催化剂厂家进行回收利用处理。工业垃圾和生活垃圾委托环卫部门及时清运、作卫生填埋等无害化处置。本项目产生的固体废物均可得到妥善处理，对周围环境影响很小。6.3.4噪声工业噪声是噪声污染的主要来源。控制噪声污染的根本途径是降低机器本身的噪声。本厂的噪声源主要包括：加热设备噪声、调节阀噪声、管道噪声和放空噪声。表6-4 噪声排放一览表序号噪声污染源数量（台）声级值dB运转状态噪声源位置消声前消声后1泵329085连续室内2压缩机39085连续室内项目车间设计采用低噪声的生产工艺和设备，从声源上降低噪声并采取隔声、吸声、消声、隔振、阻尼及综合控制措施，达到噪声标准。对于尚无有效的技术措施或采取噪声控制措施仍不能达到噪声标准时，则应采用个人防护用品，如长期职业性噪音暴露的工人可以戴耳塞、耳罩或头盔等护耳器。主要的噪声防治技术如下表所示：表6-5主要噪声防治技术控制途径控制技术和种类声源方面的措施A.减噪措施B.消声器C.隔振与阻尼处理传播途径上的措施A.总图布局B.设置屏障C.大气的吸收D.隔声操作室个人防护A.选用防护用具B.其他措施6.4绿化本工程的绿化，根据生产特征和具体条件，在道路两旁、建筑物四周、利用办公区空地，种植抗污染花草和树木，尽量减少厂区内露土面积，空地铺植草坪或铺砌方砖。绿化可以美化环境，净化空气，衰减噪声，绿化已成环境保护的一种有效措施。6.5环境管理机构6.5.1环境管理本项目建成后，装置内将设置环境管理机构，可以考虑新增定员以满足装置污染治理设施和环境监测引起的任务量增加6.5.2环境监测(1) 环境监测机构本装置的环境监测将依托南港工业园区现有环境监测系统。 (2) 监测任务南港工业园区现有环境监测系统负责本装置建成后的监测工作，对新建乙二醇装置的监测任务为：排放的废气、废水和噪声源进行常规监测，及时通报生产部门和上一级环境监测部门。 (3) 监测项目本项目监测项目包括水污染源监测、大气污染源监测、噪声源监测。第七章建厂条件和厂址选择7.1 选址依据化工企业总图运输设计GB50489-2009化工企业总图运输设计规范HG/T20649化工企业安全卫生设计规范HG20571-20147.1.1选址原则1、厂址应满足国家工业布局和当地城镇总体规划及土地利用总体规划要求；2、厂址应满足防灾、安全、环境保护及卫生防护的要求；3、地形、地质和气候条件满足建厂要求；4、厂址选择应位于城镇或居住区的全年最小频率风向的上风侧；5、厂址应有良好的交通运输条件，具有良好的铁路和公路运输路线，通航条件能满足工厂运输要求时，应充分利用水路运输，且厂址宜靠近适于建设码头的地段；6、厂址应有良好的水源，能够满足工生活用水和工业用水需要；7、厂址应尽量靠近热电供地，满足工厂的供电供热要求；8、尽量要有污水处理厂，满足工厂排水要求；9、厂址选择还应综合考虑建设成本和运营成本问题。7.2项目建设地自然情况南京属于北亚热带季风气候，气候温和，四季分明，年平均气温15.4。降雨量四季分配不均，年平均降雨量1041.7毫米。冬半年（103 月）受寒冷的极地大陆气团影响，盛行偏北风，降雨较少；夏半年（49 月）受热带或副热带海洋性气团影响，盛行偏南风，降水丰富。尤其在春夏之交的 5 月底至 6 月，由于“极峰”移至长江流域一线而多“梅雨”。夏末秋初，受沿西北向移动的台风影响而多台风雨，全年无霜期 222224 天，年日照时数 19872170 小时。因而本项目选择的厂址具有合适的自然条件。7.3项目建设地社会环境南京市位于中国沿海和长江两大经济带交汇处，是长江三角洲经济核心区重要城市和长江流域四大中心城市之一，经济发达，且人口稠密、人文素质高，社会安稳。南京教育、科研水平居北京、上海之后列全国第三位，拥有各类高等院校37所，南京大学、东南大学、南京工业大学等一批高校科研实力在全国名列前茅，为现代化建设提供了高素质的人力资源。截至2015年，南京江北新材料科技园入驻企业200多家，其中包括德国巴斯夫、英国BP等世界500强及全球化工50强企业20余家，并集聚了美国亚什兰、德国瓦克等众多行业领先的跨国公司。现已形成以石化、碳一两大产业链为主要支撑，新材料、生命科学及高端化学品为重要内容的现代化工产业体系，具有国际竞争力的绿色化工生产、化工物流、化工专业人才和研发创新基地。中国石化扬子石油化工有限公司目前拥有以800万吨/年原油加工、140万吨/年芳烃装置为核心的43套大型石油化工生产装置，年产包括成品油在内的5大类44种商品700多万吨。从1994年开始陆续与巴斯夫、伊士曼、碧辟、金浦集团等国内外知名公司合资成立7家合资企业，对外有良好的贸易关系。因而本项目选择的厂址具备良好的社会经济条件。7.4交通概况南京是国家综合交通枢纽，公路网密度居全国中心城市前列。同时是连接华北、华东和华中铁路交通的重要枢纽、国家东部地区铁路交通枢纽中心、全国路网格局重要枢纽。南京江北新材料科技园位于南京市北部南京长江二桥北侧六合区境内，距南京市区30公里。依江临海，水源充沛，自然条件优越，水陆交通便捷。南京化工园区北接安徽省天长市，东邻扬州市，南临长江“黄金水道”，具有“承南接北”的区位优势，是南京市辐射苏北皖北的交通门户和辐射都市圈的桥头堡，具有良好的交通运输条件。优越的市场区位和便捷的交通运输给化工园区建设集化工产品流通、仓储、运输及服务于一体的化工物流输送体系创造了良好的条件。第八章总图运输、储运、土建、界区内外管网8.1总图运输布置原则1.总平面布置要求：在现有地块条件下尽量满足工艺生产流程，功能分区合理、紧凑、管线短捷、顺畅。建构筑物布置间距要符合化工企业总图运输设计石油化工企业设计防火规范建筑设计防火规范等有关规范要求。2.与社会周边环境友好衔接，与建设地点交通运输规划、公用设施现状相协调，避免人流和货流的交叉，为职工创造良好的工作条件和生活环境。3.根据生产工艺流程、火灾危险类别及其生产特点，结合地形、风向、安全卫士、环保等条件，按功能分区，集中布置，有利于工厂的生产、运输和管理，降低能耗，减少污染。4.根据“一体化”原则，在生产设备、工艺条件、操作条件和自然条件许可时，生产装置露天化、联合布置；生产类别及性质相同或相近的建构筑物合并。5.根据工厂的组成和用地要求，合理布置地下管线和管廊，合理分区和布置建筑物、构筑物和道路。6.仓储设施的布置，按储存货物的性质和要求，尽可能靠近原料和成品的装卸地和用户，减少二次倒运。7.生产管理和生产服务设施，应满足生产需求，根据其使用功能，分别进行平面、空间的合理组合，设计成多功能、大体量的综合性建筑，在满足使用功能的前提下力求降低造价，节约建设资金，做到经济合理。8.在满足厂区环境美观的基本要求下，进行绿化规划设计，绿地面积按国家有关规定规划设计。9.满足国家现行的有关规范、规定要求。8.1.1全厂总图按照本工程的组成和建筑物的性质，为了节约土地，提高土地利用率，需要按照功能分区集中布置。尤其是工艺装置，在满足生产、操作、安全和环保的要求许可时，应联合集中布置，集中控制，建筑物宜合并布置。基于以上考虑，本厂区将被划分为生产区、辅助生产区、办公区和储罐区等区域。厂区各建筑用地面积和总平面布置如下：图9-1总平面布置图8.1.2全厂运输主要产品、辅助材料等根据情况灵活采用铁路运输、公路运输或水运。零星货物、生活物资、维修材料等主要为公路运输。表9-1 全厂货物运输量及运输方式表货物名称运输量/形态包装方式备注吨/年运入JHY-22880固态袋装自催化剂供应商运入Mo12Bi1.6Ce0.4Fe1Co8Cs0.4K0.2Ox2.65固态袋装自催化剂供应商运入Pd5Bi2Fe/SiO2-MgO1300固态袋装自催化剂供应商运入运出甲醇0.08万液态桶装用于市场需求甲基丙烯酸甲酯5万液态桶装用于市场需求废水17.53万液态管道运输送污水处理装置失活催化剂0.58万固态袋装送供应商回收生活生产垃圾38万固态袋装送园区垃圾处理站处回收8.2储运本设计涉及到异丁烯，甲基丙烯酸甲酯，甲醇等易燃、易爆的物质，因此储运的安全及其重要。需要考虑的安全设计有：防爆、防静电、防雷、防火等。储运设计严格按照国家标准进行设计和施工。对于本厂工艺，采取年开工334天（8000小时）的连续操作，其中一年内的四至五周（约30天）用于固定的停车设备检修及紧急情况处理。储罐主要用来储存原料和产品，大型储罐均位于储罐区，部分生产流程中所必须的小型储罐位于生产区，储罐区主要分为产品储罐区和原料储罐区。8.3厂区外管8.3.1设计依据工业金属管道设计规范 GB 50316-2008石油化工金属管道布置设计规范 SH 3012-2011工业设备及管道绝热工程设计规范 GB 50264-2013石油化工企业设计防火规范 GB 50160-20088.3.2管道敷设原则（1）符合国家及相关部门的规范、标准、规定；（2）应满足各个主项的工艺流程的需要；（3）管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、整齐美观；（4）方便施工、操作以及维护和管理；（5）热力管道应具有足够的柔性，必要时应采取热补偿措施。具体厂区外管见初步设计说明书第四章。第九章公用工程方案和辅助生产设施9.1给排水工程9.1.1 现状本项目针对设计的全厂平面范围建筑设施进行供水排水系统设计，包括了生产区，行政区，辅助生产区等。而本工程的的给水排水的水源，水量、给水处理站和污水处理系统均有厂址所在化工园区提供，本项目只需要将本厂的排水系统与总厂的联系在一起，就可以实现给排水的正常进行。9.1.2 厂区给水方案据项目用水对水质、水量的要求与水源地的供水条件，厂区内给水系统划分为，新鲜直流水给水系统，高压消防水给水系统，循环水给水回水系统，二次利用水给水系统。9.1.3 冷却水冷却水可以用工业水、深井水、海水和循环水等，大多数化工装置采用循环水，尽量将水进行循环利用，冷却水通过冷却塔降温后循环使用。初次注入水量以及生产过程的新鲜水补充量均由工业园区的公用工程统一供给。冷却用水的水质并无特殊要求，因而主要采用园区公用工程提供的常温冷却用水，不需要采用冷冻盐水。9.1.4 消防水9.1.5 工厂排水排水系统为生产、生活、雨水合流制排水系统。排水系统的划分应根据排水性质实行清污分流，因此本项目的排水划分为：生产污水排水系统，生活污水排水系统，清净废水排水系统和雨雪水排水系统。凡含有污染的生产、生活污水分别送入园区污水处理站进行生化处理和深度后与生产净废水全部回收利用。雨雪水直接排放。依据国家节水节能政策的倡导，结合本项目水资源现状，厂区绿化浇洒道路，冲洗地面用水均采用二次利用水。9.2 供电及电讯9.2.1 供电9.2.1.1 设计范围本项目研究范围包括工艺生产装置的供电方案及厂内用电负荷、变电所设置、配电方案、全厂外线、防雷防静电措施和节能措施等内容。9.2.1.2 设计采用的标准、规范设计遵循的标准,以国家标准和化工行业标准为主，其它标准辅之，在执行过程中,标准若有修订,应以修订后的有效版本为准。当各标准发生不一致时，应以国家标准为准。采用的标准主要有：供配电系统设计规范 GB 50052-200910kV及以下变电所设计规范GB 50053-199435110kV变电所设计规范GB 50059-20113110kV高压配电装置设计规范GB 50060-2008建筑防雷设计规范GB 50057-2010爆炸和火灾危险场所电力装置设计规范GB 50058-2014电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB 50062-2008低压配电设计规范GB 50054-2011电力工程电缆设计规范GB 50217-2007工业与民用电力装置接地设计规范GBJ 65-1983石油化工企业设计防火规范GB 50160-2008化工企业照明设计技术规定HG/T 20586-1996化工企业腐蚀环境电力设计技术规程HG/T 20666-1999化工企业静电接地设计规程HG/T 20675-19909.2.1.3 供电电源情况工厂定位为天津市南港工业园区，该园区目前采用板桥、静海、大港500kv环网和南港工业区IGCC发电厂联合供电。上古林220kv变电站，港西220kv变电站，和区内220kv变电站已在建设中。后期将扩建南港工业区IGCC发电并建设大港500kv变电站。形成多回路供电电源，使供电条件可靠、有保障。考虑到供电突然中断的危险，厂内设置有静止型 UPS 保安电源系统，以保障工厂供电的连续性。UPS在电源切换过程中一般在5ms以下，频率稳定度在2 以内，谐波失真度不大于 5。以此来满足在厂区电源发生故障时，仪表控制系统、火灾报警系统和消防系统，以及通讯系统可以不受影响，以保障工厂供电的连续性。9.3 供热蒸汽系统的汽源满足工厂在正常和事故状态时供汽的可靠性和连续性。除了工艺原因外，动力系统的运行也会影响事故状态时的供汽需求，包括锅炉计划外维修，工厂供电系统故障，供汽系统的破坏。故蒸汽系统的供汽能力符合下列要求：1)供气量要大于工厂正常生产中高峰负荷时的需要，此时锅炉的供汽量为正常生产负荷的20%-130%。2)在最大的一个锅炉停止使用时，余下锅炉的供热能力仍能满足工厂正常生产的需要。3)锅炉的安装容量至少等于工厂事故时的最大蒸汽需要量，此时允许锅炉在按10%额定负荷下运行2h。9.3.1设计原则1)设计蒸汽时，蒸汽支管必须从蒸汽总管上部引出，支管上的切断阀安装在靠近主管的水平管段上，以避免存液。2)汽轮机等重要设备所用蒸汽管道应从蒸汽总管上直接引出，不得再引出灭火、消防、吹扫等其他用途的蒸汽支管，以免其他用户耗气量变化时，引起汽轮机供汽量的变化，影响汽轮机的正常操作。3)对于超高压和高压蒸汽（4.5Mpa.G），放净阀应设置双切断阀，同时，排出的凝液不能进入蒸汽凝液系统，而应引入一段切断的管道，以降低噪声，气体从管道顶部排入大气，液体进入无污染排放。4)一般从蒸汽主管上引出的蒸汽支管均应采用二阀组。而从蒸汽主管或支管引出接至工艺设备或工艺管道的蒸汽管上，必须设三阀组，即两切断阀之间设一常开的DN20检察阀，以便随时发现泄漏。5)过热蒸汽总管只在刚开车时产生凝液，正常运行时并不产生，所以过热蒸汽的总管不需设置疏水阀，但在低点，立管底部及系统末端要设置排净接口。6)饱和蒸汽管道每隔90250m要设置疏水器，在系统的低点及系统的末端要设置排净口，以排出管道内的凝液。在调节阀前要设导淋，排出凝液。7)在蒸汽管道的U形补偿器上，不得引出支管。在靠近U形补偿器两侧的直管上引出支管时，支管不应妨碍主管的变形或位移。因主管膨胀而产生的支管引出点的位移，不应使支管承受过大的应力或过多的位移。8)蒸汽系统要按工程规定进行保温。9)减温、减压装置及背压式汽轮机的抽汽管线上要设置安全阀，以防止发生故障时，系统发生超压。10)各级蒸汽可设减温、减压装置，既可作为汽轮机发生故障的备用措施，又可作为少量蒸汽调节的手段。11)连续排放或经常排放的乏汽管道，应引至非主要操作区和操作人员不多的地方。12)直接排至大气的蒸汽放空管，应在该管下端的弯头附近开一个直径6mm的排液孔，并借DN15的管子引至边沟、漏斗等合适的地方。如果放空管上装有消声器，则消声器底部应设DN15的排液管并与放空管相接。13)为了保证重要用户用汽，设计中要考虑设置一个蒸汽自动切断系统，在发生器械事故时，按预定的程序切断非重要用户的负荷。为了确认次系统的可靠性，在正常生产时要进行试验。9.3.2 设计方案本着节省投资、技术上安全可靠，有利于加快施工进度、方便操作及维修检查的原则，本集成工厂除循环水主管、部分用水量大的设备供、回水管道埋地敷设外，其余外管均以架空方式辅设为主。架空方式敷设的工艺及供热外管道，管架净空高度4.5m，跨越主要道路时管架净空高度5.5m。管架主要采用双柱双层单层梁式管架，双层管架层高度约2m。管架断面宽46m，纵向跨距主要采用912m。跨道路采用椼架式管架，跨距为1521m。9.4 冷却水供应生活用水系统本项目装置用水量约为2640万吨/年，主要用于循环冷却水。由生产专用的水管网络引入。本厂区内生活用水只限于饮用、洗眼器、安全淋浴、洗手池和厕所，避免与厂区内其他任何水系统相接。同时在工厂内自设净化设备，将引入的城市自来水进行二次净化处理，以达到厂区有关卫生标准的要求，其中主要是对水质中的酸碱度和无机离子处理。水质要求符合现行的国家生活饮用水卫生标准GB5749-2006，装置边界生活用水的供水压力要求不小于，系统在筹备中，如果压力到达装置后达不到供水压力，需另外装置加压泵。对于一般生产用水如系统补给水、洗眼器用水以及生活用水等都有严格标准。生活用水的供水可靠性应不低于城市供水系统，其中，洗眼器和安全淋浴设专门蓄水池，保证24h全天候的供水可靠性。生活用水系统的入口设置带旁路的水流量计以及就地压力指示计（每支路各一支）。装置界区给水管材为球墨承插铸铁管或焊接钢管，室内给水管材采用镀锌钢管，丝扣连接。生产用水系统本厂区中需要较多的蒸汽和普通水。蒸汽由厂区的工业炉和废热锅炉自主发生，部分蒸汽由工业园区内别处公用工程引入，压力在0.8MPa左右；部分塔顶冷凝器和制冷系统中，还需要部分普通水作为冷却介质冷却相应物料。由于本厂需要大量的冷却水，为了充分利用水资源，提高水的重复利用率，节约新鲜水用量，设置循环冷却水系统，尽量将水进行循环利用，冷却水通过冷却塔降温后循环使用。初次注入水量以及生产过程的新鲜水补充量是由供给的，本工厂循环冷却水用量为2640万吨/年。循环给水温度10，供水压力为0.6MPa；循环回水温度30，回水压力为0.3MPa。工业用水使用后水温上升至30左右，将此热水送至冷却塔与空气换热或蒸发后温度降至25左右，然后用供水泵实现冷却水的循环。杂用水系统杂用水主要用于厂区地面的冲洗、设备内体的清洗、碳钢设备的水压试验。当把杂用水用于不锈钢设备和管线的试压时，本设计中严格限制水中的含氯量。会对厂区出水进行适当加压，并在杂用水进入装置边界线处设过滤器。杂用水系统设计不采用单独长期管线，而采取灵活的水车运输方式，并结合喷水洒水装置。其用量与具体生产周期的时间有关。消防用水系统消防用水是正常用水之外的紧急用水，消防紧急用水量比生产和生活用水量的总和大。其管网采用低压制消防系统时可以和普通生产用水或生活用水系统相连接；若采用高压制消防时，需设置单独的消防水系统。本厂采用独立高压制消防系统，通常，管网压力维持在1.1MPa。火灾时启动消防主泵灭火，平时通过稳压泵保证。厂内按同时发生火灾一处考虑，消防最大用水量为Q=150L/s，火灾延续时间为1.8h，罐区为2.2h。消防采用稳高压消防给水系统。消防储备水体积 V=1200m3。消防水系统由消防水管网、室外消火栓及消火栓箱，固定式消防水泡和水喷雾系统组成。工厂设置独立消防给水管网，管网按环状布置，设“地上式”室外消火栓，消火栓间距不大于60米。建筑物内设置室内消火栓。工艺装置区室内消火栓均采用水/雾两用水枪。工艺装置区设固定式消防水炮保护（采用水/雾两用枪），并在部分工艺装置框架设消防竖管。第十章本质安全10.1本质安全依据GB3836.18-2010 爆炸性环境第18部分：本质安全系统10.2本质安全设计本质安全设计是在系统设计初期依据物系本质安全物性，应用安全原理和技术，综合各安全要素，将本质安全特征体现于系统设计过程，以期完善系统本质安全性能的过程。而本质安全是依靠化学和物理学来预防事故，并非依靠控制体系、互锁、冗长而特殊的操作程序来预防事故。一般情况下，过程的安全依赖于多层次的保护。第一层保护是过程设计特征。其次包括控制系统、连锁、安全切断系统、保护系统、警报和应急反应计划。本质安全是所有保护层的第一步，它在容许工厂有过失的同时，直接面向过程设计特征，增加过程设计特征来防止危险情形。本质安全过程设计的主要方法分为以下几类：（1）最小化：通过在反应器，蒸馏塔，存储容器和管道内使用较少的危险性物质来减小危害，如将较大的间歇式反应器改为较小的连续式反应器；（2）代替：使用较安全的物质替代危险的物质，如使用水替代热油作为热量转移载体；（3）缓和：在较小危险的情况下使用危险性物质，如降低过程温度和压力；（4）简化：尽量使用简单的系统，如设计容易且能安全维护的设备。10.3项目本质安全分析（1）工艺路线本项目采用异丁烯法制甲基丙烯酸甲酯，相比于传统ACH法原子利用率高（73%），副产物较少，环境污染小，工艺可靠而安全，到目前为止，此法未出现重大事故，其本身就体现了本质安全。（2）工艺流程（3）操作条件与设备（4）储存（5）厂区布置第十一章投资估算和资金筹措总述该项目技术经济是在可行性研究完成市场需求预测、生产规模、工艺技术方案、原材料、燃料及动力的供应、建厂条件和厂址方案、公用工程和辅助设施、环境保护、工厂组织和劳动定员及项目实施规划诸方面进行研究论证和多方案比较后、确定了最佳方案的基础上进行的。内容主要包括投资估算、资金规划、成本估算、销售收入、税利估算、获利能力评价和偿债能力评价等内容，通过会计核算及经济指标分析本项目的技术经济。11.1财务评价依据化工投资项目经济评价参数，国石化规发（2000）412 号文件建设项目经济评价方法与参数，国家发展改革委建设部发布化工工艺设计手册(第四版) 化工技术经济企业所得税法实施条例企业会计准则（2014）及其相关的解释、说明、补充文件11.2资金筹措情况化工项目的资金来源主要有权益资本、债务资金、准股本资金和融资租赁。本项目的资金来源为权益基本和债务资金，总投资金额为20197.55万元。根据国务院关于调整固定资产投资项目资本金比例的通知（国发200927号）规定，化工项目的最低资本金比例为20%，故贷款4210.32万元，贷款利率为4.35%，其余资金由自有资金注入。其中，贷款部分通过抵押本厂部分的固定资产，获得贷款；其余部分由股东大会筹集或总厂划拨筹集，10个月内资金全部到位。 11.3资金使用计划项目建设期为一年，项目计算期以十一年计算，建设投资分年使用计划按第一年投入100%。开工计划为：第一年，建设工厂，注入60%固定投资；第二年，开工8000小时，基本保证正常运行，开工率达到50%以上第三年，开工8000小时，基本保证正常运行，开工率达到70%以上；第四年，达到正常设计生产水平。11.4主要经济数据表11-1主要经济数据表序号项目名称单位数值一甲基丙烯酸甲酯万t/a5二产品方案1甲基丙烯酸甲酯万t/a52甲醇万t/a1.9三固定资产投资万元7533.55四流动资金万元6122.80 五年均总成本费用万元66723.65 六年均销售收入万元77586.21 七全投资财务内部收益率（税后）%79.31%11.5经济分析表表11-2 产品成本汇总表序号项目估算成本（万元）占生产成本比例（%）1原材料及辅助费36010.9176555.472燃料动力费31180.1728.253人工费13321.214折旧费926.280.845摊销费273.930.256维修费397.880.367财务费357.020.328其他费用14671.3613.29总计总成本费用85149.55765100表11-3 产品销售收入表产品产量（万吨/年）单价（含税，元/吨）收入（万元）甲基丙烯酸甲酯51800090000表11-4现金流量估算表（一）项目建设期投产期达产期年份12345现金流入销售收入0.00 38793.11 54310.35 77586.21 77586.21 销项税额0.00 6206.89 8689.65 12413.79 12413.79 回收固定资产余值0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 回收流动资金0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 小计0.00 45000.00 63000.00 90000.00 90000.00 现金流出建设期投资10525.79 0.00 0.00 0.00 0.00 流动资本0.00 5596.78 1924.79 2887.18 0.00 经营成本0.00 32944.57 45366.74 63999.98 63999.98 销售税金及附加0.00 1073.81 1906.57 2723.67 2723.67 进项税额0.00 4968.86 6956.41 9937.73 9937.73 小计10525.79 44584.03 56154.51 79548.56 76661.38 净现金流量-10525.79 2720.52 7638.06 11640.28 13338.62 累计现金流量-10525.79 -7805.27 -167.21 11473.07 24811.69 表11-5 现金流量估算表（二）项目达产期年份67891011现金流入销售收入77586.21 77586.21 77586.21 77586.21 77586.21 77586.21 销项税额12413.79 12413.79 12413.79 12413.79 12413.79 12413.79 回收固定资产余值000001353.24回收流动资金000009566.64小计90000.00 90000.00 90000.00 90000.00 90000.00 100919.88 现金流出建设期投资0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 流动资本0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 经营成本63999.98 63999.98 63999.98 63999.98 63999.98 63999.98 销售税金及附加2723.67 2723.67 2723.67 2723.67 2723.67 2723.67 进项税额9937.73 9937.73 9937.73 9937.73 9937.73 0.00 小计76661.38 76661.38 76661.38 76661.38 76661.38 76661.38 净现金流量13338.62 13338.62 13338.62 13338.62 13338.62 13338.62 累计现金流量24811.69 38150.30 51488.92 64827.54 78166.16 91504.77 第十二章经济效益分析总述根据本项目的相关工程建设和项目经济分析，对本项目的工程内容做初步的工程总概算。12.1 编制依据化工建设设计概算编制办法(2007 版) 化工技术经济学（2007 版）化工建设建筑概算定额中石化协办发（2003）10 号化工工艺设计手册(第四版) 中沙（天津）石化8.5 万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目可行性研究报告 2018 年“东华科技杯”第十二届全国大学生化工设计竞赛设计任务书12.2 工程概况本项目是中沙（天津）石化5万吨/甲基丙烯酸甲酯生产项目，是为扬子石化巴斯夫年产5万吨甲基丙烯酸甲酯项目，利用母厂提供的异丁烯，采用 “直接甲基化法”生产MMA。本项目属于规划中项目，估算内容包括主要生产装置以及辅助生产项目、公用工程项目和各种服务项项目，另外本估算还包括了无形资产，递延资产，基本预备费等间接费用。本工程项目可研报告批准后，自初步设计开始计，建设周期规划为12个月。项目实施期间要积极筹措资金，统筹安排，合理安排设计、采购和施工的交叉作业。在可行性研究报告批准后，要尽快安排技术、设备和材料的询价、招标及合同谈判，按照设备制造周期的长短认真组织设备采购定货和非标设备的制作运输，招标确定施工安装队伍，进行施工和生产准备，确保各阶段进度按期实施，使装置早日投产发挥效益，初步规划建设期为1年，投产期2年（前期到全负荷的50%和70%）,达产期为11年。项目名称、主办单位名称及建设地点（一）项目名称：扬子石化巴斯夫年产5万吨甲基丙烯酸甲酯（二）主办单位名称及性质：扬子石化巴斯夫年有限公司，是中国石油化工有限公司和沙特基础工业投资公司共同出资设立的大型石油化工企业。（三）项目建设内容、规模、目标：本项目拟建立一套5万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目，初步概算投资为1937

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