年产3万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目可行性研究报告

辽宁奥克化学股份有限公司辽宁奥克化学股份有限公司 年产年产 3 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告可行性研究报告 二一一年二月二一一年二月 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 目录 I 目目 录录 1 总论总论 . 1 1.1 项目及建设单位基本情况 1 1.3 项目研究范围 2 1.4 项目背景、项目建设的必要性及有利条件 2 1.5 主要研究结论 5 2 市场分析及预测市场分析及预测. 7 2.1 概述 7 2.2高效减水剂市场 7 3 建设规模、产品方案建设规模、产品方案. 8 3.1 建设规模 8 3.2 年操作时间 8 3.3 产品方案 8 3.4 产品质量指标 9 4.建设条件和厂址选择建设条件和厂址选择. 10 4.1 地点与地理位置 10 4.2 厂址选择及建设条件 10 5 工艺技术及设备方案工艺技术及设备方案. 14 5.1 工艺技术方案 14 5.2 设备方案 27 6 建筑工程建筑工程 . 28 6.1设计原则 28 6.2 建筑设计规范 28 6.3 建筑概述 29 6.4 主要建构筑物 29 7 主要原、辅材料来源及动力供应主要原、辅材料来源及动力供应 33 7.1 主要原、辅材料及动力消耗 33 7.2 主要原、辅材料及动力来源可靠性 33 8 总图运输、储运及厂内外管网总图运输、储运及厂内外管网. 34 8.1 总图运输 34 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 目录 II 8.2 储运 35 8.3 厂内管网 35 8.4 厂外配套工程 37 9 公用工程公用工程 . 39 9.1 给水排水 39 9.2 供电、通讯 43 9.3 空压、制冷设施 45 9.4 采暖通风和空气调节 45 9.5 辅助生产设施 47 10 节能节能 . 54 10.1概述 54 10.2 能耗指标及分析 54 10.3 节能措施综述 54 11 环境环境保护保护 . 61 11.1 采用的环境保护法规和标准 61 11.2 拟建项目主要污染源、污染物及处理措施 61 11.3 绿化 62 11.4 环境影响分析 62 12 劳动安全卫生劳动安全卫生. 63 12.1 工程性质 63 12.2 主要职业危害概述 63 12.3 预期效果 66 13 消防消防 . 67 13.1 消防设施设置的原则和执行的标准 67 13.2 当地消防概况 67 13.3 火灾危险性分析 67 13.4 消防措施 68 14 工厂组织和劳动定员工厂组织和劳动定员. 71 14.1 人力资源概况 71 14.2 组织机构及劳动定员 71 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 目录 III 14.3 人员来源及培训 71 15 项目实施计划项目实施计划. 72 15.1 建设周期的规划 72 15.2 项目实施进度 72 16 项目总投资及资金筹措方案项目总投资及资金筹措方案. 74 16.1 投资估算 74 16.2 资金筹措 75 17 财务评价财务评价 . 76 17.1 编制依据 76 17.2 基础数据 76 17.3 销售税金 76 17.4 年总成本 76 17.5 利润总额 76 17.6 所得税 76 17.7 净利润 77 17.8 经济评价指标 77 17.9 盈亏平衡分析 77 17.10 敏感性分析 77 17.11 结论 77 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 1 1 1 总论总论 1.1 1.1 项目及建设单位基本情况项目及建设单位基本情况 1.1.1 1.1.1 项目基本情况项目基本情况 1.1.1.1 1.1.1.1 项目名称项目名称 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 1.1.1.2 1.1.1.2 项目建设性质项目建设性质 本项目属于扩建项目。 1.1.1.3 1.1.1.3 项目建设地点项目建设地点 辽阳国家芳烃及精细化工高新技术产业化基地辽宁奥克化学股 份有限公司年产 3 万吨聚乙二醇型多晶硅切割液装置区预留地内。 1.1.2 1.1.2 建设单位基本情况建设单位基本情况 辽宁奥克化学股份有限公司（简称奥克股份）是国家首批创新型 企业、国家重点高新技术企业、国家博士后科研工作站和全国模范劳 动关系和谐企业。公司注册资本 25,920 万元，在辽宁、吉林、山东、 江苏和广东拥有 6 个全资子公司、2 家控股子公司和 1 个合资公司。 2010 年 5 月 20 日， “奥克股份”在深交所创业板成功上市。 奥克股份以环氧乙烷为主要原材料， 以环氧乙烷衍生精细化学品 的研究开发和生产销售为主营业务， 以太阳能光伏电池用多晶硅切割 液和高性能混凝土减水剂聚醚为主导产品， 目前已经发展成为国内最 大的环氧乙烷衍生精细化工新材料的制造商和客户价值的创造者。 奥克股份始终坚持 “立足环氧创造价值” 的奥克专业化发展战略， 始终坚持“大趋势、大市场、少竞争”的技术开发与产品经营策略， 形成了太阳能光伏电池用多晶硅切割液和高性能混凝土减水剂聚醚 两大环氧乙烷衍生精细化工新材料系列产品，其中，太阳能光伏电池 用多晶硅切割液占有国内70%的市场份额， 并成为全球最大的制造商； 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 2 高性能混凝土减水剂聚醚占有国内市场 50%以上的份额。 奥克股份始终专注于环氧乙烷精深加工方面的研究与开发， 获得 了一批拥有自主知识产权的发明专利和技术创新成果，在学术、技术 和产业化应用方面拥有具有国际领先水平的自主创新能力， 并成为奥 克持续快速发展的不竭动力。 奥克股份将抓住我国新能源和新材料等战略型新兴产业发展的机 遇， 努力建设成为具有国际优势竞争力的环氧乙烷衍生精细化工新材 料的制造商和社会价值的创造者。 1.3 1.3 项目研究范围项目研究范围 本报告的研究范围主要包括：新建 3 万吨/年环氧乙烷衍生精细 化工新材料生产装置（两条生产线，1.5 万吨/条）及配套的公司用 工程、辅助生产设施，以及投资估算及财务分析等。 1.4 1.4 项目背景、项目建设的必要性及有利条件项目背景、项目建设的必要性及有利条件 1.4.1 1.4.1 项目背景项目背景 高效减水剂是一种可以大幅度提高混凝土的流变性及可塑性， 可 提高混凝土的寿命一倍以上的新型高效混凝土减水剂， 它的应用改善 了新拌和硬化混凝土许多性能，促进了混凝土新技术的发展，有助于 节约资源和环境保护，已经成为现代工程建筑必不可少的优质材料。 国外二十世纪90年代开始使用， 日本现在的使用占高效减水剂的60 70%，欧美约占20%左右。2000年，我国混凝土开始关注新型聚羧酸 系减水剂。近年来，聚羧酸系减水剂发展迅猛，并得到了大量推广应 用。2007年，我国聚羧酸系减水剂需求量约41.3万吨，折纯聚羧酸单 体约10万吨。2008年，聚羧酸系减水剂需求量在66万吨以上，折纯聚 羧酸单体约16万吨以上。到2012年，聚羧酸单体需求量将达到40万吨 以上。由此可见，其产品市场前景十分广阔。 公司拟根据目前市场产品需求状况以及利用中国石油辽阳石化 公司环氧乙烷的优势， 利用奥克股份外循环 Press 乙氧基化装置生产 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 3 经验和技术力量，建设年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料项 目，以满足市场对环氧乙烷衍生精细化工新材料系列产品的需求。 1.4.2 1.4.2 项目建设的必要性项目建设的必要性 （1）符合辽宁石化产业结构调整与增长方式转变的发展要求 辽宁省具有雄厚的石化资源优势， 环氧乙烷等重要精细化工原料 产量也均居国内前茅。 但是， 辽宁省精细化工率却低于全国平均水平。 因此，充分运用辽宁省石化产业优势资源，大力发展环氧乙烷精深加 工产业，开发和生产环氧乙烷衍生精细化学品，对于调整辽宁省石化 产业结构调整，稳定环氧乙烷等石化产品市场效益、提升石化产业竞 争力，大力发展精细化工产业均具有重要的示范和推动意义。 （2）满足公司环氧衍生精细化工新材料生产和销售的快速增长 要求 公司已稳健地发展成为国内环氧乙烷精深加工行业中的领军企 业，已经成为国内环氧乙烷最大的用户，已拥有最大的环氧乙烷衍生 专用精细化学品生产能力，产销量均居国内第一位。为进一步巩固公 司的市场地位，适应市场发展的新需求，建设该项目是必要的。 （3）符合区域规划发展方向 本项目建设地辽阳国家芳烃及精细化工高新技术产业化基地是 辽阳市政府与中国石油集团辽阳石化公司的重要合作项目。 是国家确 定的发展石化行业的重要产业化基地， 是辽阳市经济社会发展的三大 战略之一。 环氧乙烷精深加工生产的精细化工高新技术产品，完全符合国 家 “积极发展精细化工” 的要求，对于充分运用辽宁石化优势资源， 大力发展精细化工产业具有十分重要的意义。与此同时，国家关于振 兴辽宁老工业基地的战略决策以及相关扶持政策也为本项目的建设 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 4 和实施带来了前所未有的历史机遇和政策环境。 精细化工是当今世界化学工业发展和竞争的焦点， 也是衡量一个 国家、一个地区化学工业水平的标志。我国化学工业一直将发展精细 化工放在了突出重要的位置，辽宁省也特别重视精细化工的发展，所 以本项目建设符合国家产业政策和地方发展方向。 1.4.31.4.3 项目建设的有利条件项目建设的有利条件 （1）原料供应有保障 2010 年 7 月 24 日，中国石油辽阳石化公司环氧乙烷改造项目一 次开车成功，顺利产出合格产品。目前，辽阳石化环氧乙烷年产能达 到 10 万吨。本项目紧邻辽阳石化公司环氧乙烷改造项目，生产用主 要原材料环氧乙烷通过管道直接输送至本项目的生产装置区； 中国石 油辽阳石化公司将奥克股份做为其最重要的环氧乙烷下游合作战略 伙伴，并承诺为本项目配套铺设环氧乙烷专用输送管线，完全可以保 证下游产品发展需求。因而，本项目的原料来源是有充分保障的。 （2）地理位置优越 辽阳国家芳烃及精细化工高新技术产业化基地地理位置优越， 交 通便利。南靠钢都鞍山，北依省会沈阳，东临煤铁之城本溪，西与盘 锦辽河油田接壤。长大铁路，沈大高速公路纵贯南北，辽溪铁路横跨 东西，与大连港、营口鲅鱼圈港、沈阳桃仙国际机场近距直通，形成 了海陆空纵横交错的交通网。其它原料供应充足，运输路程短，可大 大节省降低生产物流费用，降低生产成本，提高经济效益。 （3）技术成熟可靠 技术采用奥克的外循环 Press 乙氧基化技术，使用该技术，奥克 在国内其它地方已有生产装置正在运行，运行情况安全稳定，可以满 足本项目的技术要求。 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 5 （4）公用工程有保障 中国石油辽阳石化公司还承诺为本项目提供相关公用工程和铁 路运输等配套设施， 避免了大量辅助设施的重复建设， 节省建设投资。 1.5 1.5 主要研究结论主要研究结论 主要技术经济指标见下表。 主要技术经济指标表主要技术经济指标表 序号 项目名称 规格 单位 设计指标 备注 1 建设规模 万吨/年 3 2 产品方案 2.1 高效减水剂 万吨/年 3 3 年工作日 天 333 8000 小时 4 生产制度 班/天 3 四班三运转 5 定员 人 40 6 主要原、辅材料消耗 6.1 环氧乙烷 吨/年 27300 6.2 不饱和低碳醇 吨/年 2700 6.3 氢氧化钠 吨/年 75 6.4 醋酸 吨/年 75 6.5 导热油 吨/年 25 7 公用系统消耗 30175 7.1 新鲜水 20 0.3MPa 立方米/吨 0.3 7.2 循环水 30 0.4MPa 立方米/吨 80 7.3 低压蒸汽 0.65MPa 吨/吨 0.36 7.4 电 380V/50Hz 度/吨 105.4 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 6 7.5 氮气 0.75MPa 标立/吨 6 7.6 仪表空气 0.65MPa 标立/吨 6 8 建筑面积 8.1 总建筑面积 平方米 5544 9 项目总投资 万元 2982 9.1 建设投资 万元 2582 9.2 流动资金 万元 400 10 财务评价指标 10.1 年平均销售收入 万元 36687 10.2 年平均所得税 万元 1066 10.3 年平均净利润 万元 3198 10.4 年均总成本费用 万元 32335 10.5 年平均利润总额 万元 4264 10.6 年平均销售税金及附加 万元 97 10.7 总投资收益率 % 119.30 10.8 投资利税率 % 144.60 10.9 全部投资回收期 年 1.94 税前 10.10 全部投资回收期 年 2.24 税后 10.11 财务内部收益率 % 129.46 税前 10.12 财务内部收益率 % 97.44 税后 10.13 财务净现值(i=12%) 万元 23344 税前 10.14 财务净现值(i=12%) 万元 17006 税后 11 盈亏平衡点 % 23.87 生产能力利用率 % 100 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 7 （1）本项目符合石化工业和高新技术产业发展规划要求，具有 比较优势，能够有效促进石化产业结构调整，带动地方特色经济的发 展，提高精细化工率。 （2）本项目建设单位拥有高素质的经营管理团队、强劲的技术 创新能力、雄厚的产业规模基础，较高的国内市场占有率以及健全的 市场营销网络，具有良好的竞争发展能力。 （3）本项目在奥克股份已经成熟的技术和经验基础上建设，技 术成熟、工艺设备先进、生产管理完善，具备项目建设的内在条件。 （4）本项目财务分析结果表明：项目投资回收期短，抗风险能 力较强，在技术和经济等方面均具有明显的经济和社会效益。 2 2 市场分析及预测市场分析及预测 2.1 2.1 概述概述 本项目主要产品为高效减水剂。 本项目产品高效减水剂是聚羧酸盐高效减水剂， 具有一定的引气 性，具有掺量低、减水量低、减水率高、增强减缩效果和良好的坍落 度保持性能等点，是环保型的混凝土外加剂。 2.22.2 高效减水剂市场高效减水剂市场 随着我国经济建设持续和高速的发展，我国高速铁路、公路、机 场、煤矿、市政工程、核电站和大坝等重大工程对混凝土外加剂的需 求总量越来越大、性能要求越来越高、市场也越来越广阔。因此，对 我国混凝土高效减水剂也提出了越来越高的要求和发展机会。 传统的减水剂已经无法满足混凝土对减水剂提出的越来越高的 要求。而含有聚乙二醇的新型聚羧酸系减水剂，在不改变各种原材料 配比的情况下可以大幅度提高混凝土的流变性及可塑性， 同时可提高 混凝土的寿命一倍以上，很好地满足了高性能混凝土的要求。因此， 已经发展成为优质混凝土必不可少的新材料。 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 8 聚羧酸盐减水剂高性能减水剂，具有掺量低、减水量低、减水率 高、增强减缩效果等点，具有一定的引气性，较高效减水率和良好的 坍落度保持性能，是环保型的外加剂。国外二十世纪 90 年代开始使 用，日本现在的使用占高效减水剂的 6070%，欧美约占 20%左右。 2000 年，我国混凝土开始关注新型聚羧酸系减水剂。近年来，聚羧 酸系减水剂发展迅猛，并得到了大量推广应用。2007 年，我国聚羧 酸系减水剂需求量约 41.3 万吨， 折纯聚羧酸单体约 10 万吨。 2009 年， 聚羧酸系减水剂需求量在 70 万吨以上， 折纯聚羧酸单体约 18 万吨以 上。到 2012 年，聚羧酸单体需求量将达到 40万吨以上。由此可见， 其产品市场前景十分广阔。 综上所述， 我国环氧乙烷衍生精细化工新材料精深加工产品市场 需求巨大，前景广阔，需加速发展，特别是在环氧乙烷产地具有发展 大规模生产项目优势。 所以环氧乙烷衍生精细化工新材料的需求十分 巨大，前景广阔。 3 3 建设规模、产品方案建设规模、产品方案 3.1 3.1 建设规模建设规模 本项目根据原料的来源及原装置的容量并考虑到规模经济效益， 确定装置规模如下： 新建 3 万吨/年环氧乙烷衍生精细化工新材料生产装置（两条生 产线，1.5 万吨/条） 。 3.2 3.2 年操作时间年操作时间 年操作时间为 8000 小时。 3.3 3.3 产品方案产品方案 产品名称 产品规格 生产能力(万吨/年) 减水剂 99.5% 3 总计 3 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 9 3.4 3.4 产品质量指标产品质量指标 高效减水剂产品质量指标高效减水剂产品质量指标 检测项目 技术指标 外观 白色至浅黄色固体 羟值 4254 Ph 值(1%水溶液) 5.07.0 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 10 4.4.建设条件和厂址选择建设条件和厂址选择 4.1 4.1 地点与地理位置地点与地理位置 辽阳市是东北地区文化古城和新型的现代化大型石油、化工、 化纤基地，地处辽东半岛腹地，东邻煤、铁之城本溪市 50km，南邻 钢都鞍山仅 22km，西对石油城盘锦市，北靠辽宁省政治、经济、文 化中心沈阳 64km，处于辽东工业“金三角”的中心位置。 4.2 4.2 厂址选择及建设条件厂址选择及建设条件 4.2.1 4.2.1 厂址位置厂址位置 项目拟建在辽阳芳烃及化纤原料基地辽宁奥克化学股份有限公 司年产 3 万吨聚乙二醇型多晶硅切割液装置区预留地内，北与中国 石油辽阳石化公司电厂毗邻，南靠本辽辽高速公路，厂区环境适 宜，交通便利。该区域与中油辽阳石化环氧乙烷装置相毗邻， 具有得 天独厚的区位和资源优势。 4.2.2 4.2.2 气象条件气象条件 辽阳地处平原地带，属北温带半湿润季风型大陆气候，其主要 气象条件如下： 气温 历年（5184）年平均气温 8.4 历年年最高气温平均值 34.5 历年最热月平均气温 24.8 历年极端最高气温 38.0 历年年最低气温平均值 -27.6 历年最冷日平均气温 -20.6 历年最冷月月平均最低气温 -17.4 历年极端最低气温 -33.7 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 11 冬季采暖设计室外计算温度 -18.2 夏季通风设计室外计算温度 28.2 冬季通风设计室外计算温度 -11.7 湿度 历年月平均最高相对湿度 85% 历年月平均最低相对湿度 39% 历年月平均相对湿度 63% 冬季空调设计相对湿度 45% 夏季通风设计室外相对湿度 65% 风度和风向 全年主导风向 北、东南、西南 冬季主导风向 北 夏季主导风向 南、东南 历年平均风速 2.9 米/秒 10 分钟最大风速为 22.0 米/秒，30 年一遇，离地 10 米高处，平 均最大风速为 29.65 米/秒。 地面以上 10 米高处风压 522 帕，设计基本风压值为 0.53kN/m 2。 历年最大风力 11 级 冬季室外风速 2.5 米/秒 夏季室外风速 2.5 米/秒 气压 历年年平均气压 101.4kPa 历年极端最高气压 104.37kPa 历年极端最低气压 98.04kPa 历年冬季(12 月2 月)平均气压 102.38kPa 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 12 历年夏季(6 月8 月)平均气压 100.37kPa 降水量 历年年平均降水量 737.10mm 历年年最大降水量 1000.70mm 历年月最大降水量 450.90mm 历年日最大降水量 156.90mm 历年 1 小时最大降水量 77.10mm 历年 510 分钟最大降水量 20.10mm 降雪量 历年最大积雪深度 33.0cm 历年最大雪荷载 323.4Pa 设计基本雪压 0.4kN/m 2 冻土 历年平均冻土深度 95.3cm 历年最大冻土深度 126.0cm 4.2.3 4.2.3 地质条件地质条件 拟建厂址位于太子河南岸的冲积平原和微倾斜平原地带， 标高在 31.5 米至 42.3 米之间，场地大部较平坦，区内地下水位属上层、滞 水，水量很少，枯水季节上层滞水可自行消散，地下水对混凝土无侵 蚀作用，场地内有大小不等冲沟呈不同方向穿过场地，大部分经常干 枯无水，雨季有暂时性流水，区域内现已形成大型排水系统。 场区内无大的不良工程地质现象和特殊软弱底层， 工程地质和水 文地质条件较好，无大的断裂带通过场地，整个场地地质构造是稳定 的，根据资料综合分析，场地是适宜建设大型石油化工企业的。 厂址区的地震基本烈度为 7 度。 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 13 4.2.4 4.2.4 交通运输条件交通运输条件 辽阳市位于沈大铁路和沈大高速公路一侧，距沈阳桃仙国际机 场45公里，鞍山民航机场30 公里，距大连港350 公里，营口鲅鱼圈 港 140 公里，为工业的发展提供了陆运、海运和空运的便利条件。 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 14 5 5 工艺技术及设备方案工艺技术及设备方案 5.1 5.1 工艺技术方案工艺技术方案 5.1.1 5.1.1 工艺技术选择工艺技术选择 5.1.1.1 5.1.1.1 国内外工艺技术简介国内外工艺技术简介 本项目产品属环氧乙烷衍生精细化工新材料，经乙氧基化反应 后，再做相应的处理获得产品。由于反应过程方法不同，形成不同的 工艺方法，基本工艺有传统间歇釜式工艺、管式连续工艺、Press 喷 雾式工艺、Buss 回路工艺等四种简介如下： （1）传统间歇釜式工艺 目前，国内外年产万吨以下的中、小厂大都采用该传统工艺。该 工艺技术成熟、设备简单、投资少，既可用于乙氧基化反应，又可用 于酯化、磺化等。但反应速率低、生产周期长、生产能力小。由于设 备落后，易引起环氧乙烷的爆炸、污染和中毒等事故。此外，产物的 聚氧乙烯链长较短、分子量较小、副产物较多。针对以上缺点，国内 外做了大量的技术改进，如德国的 Huls 公司、BASF 公司、日本的竹 本公司和国内的一些科研单位，采用计算机智能控制，或引入外循环 强化传递反应热的先进技术，或者在釜式外循环冷却的基础上，在釜 内引入雾化喷头以强化传质的先进设计与技术， 使传统间歇釜式生产 工艺获得了新的生命力。 （2）管式连续工艺 物料在管式反应器中的流动更接近于理想活塞流， 接触时间相同 但停留时间短、反应速度快。由于管子细长、散热好，避免反应器局 部过热，故此工艺可获得链长分布较窄，色泽好，副产物少的产品。 缺点是环氧乙烷的加成量不能太大， 难以生产出聚氧乙烯链较长的产 品，且不适应多品种小批量产品的生产。因此，此工艺仍在进行技术 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 15 改进，尚未形成工业化生产。 （3）Press 喷雾式工艺 1962 年，意大利 Press Industria Co. 推出了全新的乙氧基化 新工艺，它完全改变了传统的传质过程，即不是将气相 EO 分散到液 相起始剂中，而是将液相物料喷雾分散到与惰气混合的气相中，极大 地增加了液相物料与气相 EO 的接触表面，使更多的起始剂有着与 EO 基本相同的反应几率和速率，最终导致链长分布变窄、反应速率加快 (约为传统工艺的四倍以上)，大幅度缩短了生产周期，提高了产品质 量。由于在 Press 工艺中，不仅气相中 EO 浓度较低，液相中 EO 浓 度也小于 0.5%，因此副反应很少发生，反应温度也易控制，再加上 Press 反应器中无任何转动部件，可防止气相 EO 的泄漏及静电产生， 解决了 EO 易爆的危险，安全性高。八十年代初推出了第二代汽液接 触式乙氧基化双体反应器，即 Press 第二代技术。随后发展的第三 代 Press 工艺技术中，采用了计算机程控，其数据库中贮存有多种产 品配方和分析数据。因此，对产品适应性极强，聚氧乙烯链的 EO 加 成数可达到 50 以上。Press 工艺还配有一套 EO 排放装置，保证正 常排放的尾气中 EO 浓度小于 30ppm/m 3，避免大气污染。由于 Press 工艺的创新设计、安全可靠和高产率，已为美、英、法、日、俄、中 等国家引进采用。 （4）回路新技术 八十年代末，瑞士 Buss 公司开发出 Buss 回路乙氧基化最新工 艺，并于 1988 年在德国建成了第一套工业化装置。接着 ICI 德国工 厂、新加坡 Shell、意大利石化公司、印度 NOCIL 公司和中国东方罗 地亚公司也先后建成了 Buss 乙氧基化反应装置。 Buss 工艺设计独特， 其核心是不同于 Press 工艺雾化器的能向下喷射液体的气流反应混 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 16 合器，它能有效地限定和控制气液接触区域，使反应在短时间内快 速完成，具有更强的生产能力。在安全性方面，Buss 工艺对整个反 应器采用抗突发压力和多重连锁控制系统设计，即使发生爆炸，反应 器也不会炸开， 同时在整个反应回路中都采用高浓度的 N2 保护 （N 2 浓 度大于 60%） ，消除了爆炸的隐患。由于缩短了反应时间，反应热能 被外换热器迅速带走，温度控制精确，抑制了副反应发生，产品色泽 极佳，聚氧乙烯链长分布窄、分子量高，游离 EO 含量小于 1ppm，副 产物含量低，生产重现性好。此外无废气排放，废水无毒，且排放量 很低。 5.1.1.25.1.1.2 工艺技术的选择工艺技术的选择 本项目采用的是奥克股份在充分消化吸收国外工艺技术基础上， 创新发展的外循环喷雾乙氧基化工艺技术。 奥克股份从事乙氧基化工艺研究和生产 20 年，对乙氧基化生产 和催化剂具有丰富的经验，奥克独有的 ZD 系列催化剂更是弥补了国 内关于聚乙二醇乙氧基化窄分布技术和聚乙二醇无法聚合成分子量 10000 以上的空白，近期奥克股份通过 6 年的时间在充分消化吸收国 外工艺技术基础上， 创新发展的外循环喷雾乙氧基化工艺技术更是将 国外引进的技术完全国产化且设计更优于引进技术。 脂肪酸酯烷氧基 化催化剂及其制备方法，专利号 ZI200410098837.0；脂肪酸酯烷氧 基化方法及其专用设备，专利号 ZI200410098836.6。 本外循环喷雾乙氧基化工艺技术具备的四大特点： （1）利用反应热代替蒸汽作为前处理脱水的热源，剩余的部分用 于装置控制楼及综合楼的采暖热源，大约节能 30%40%。 （2）和 Buss 工艺对比，本装置操作压力低、安全可靠性高；增 长比大， 可以一次性生产较高分子量的产品， 减少中间体的生产过程。 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 17 （3）气液接触面积大，聚合速度快，而且产品分子量分布窄，三 废少；无搅拌转动装置，减少 EO 泄漏和接触的危险；产品中未反应 的 EO 较少。奥克股份创新发展的聚合工艺除上述特点外充分考虑提 高产能、节能减排，使用过程强化技术提高传质传热、利用聚合余热 为原料预热、系统工艺上全部采用循环水循环利用降低废水排放。原 引进工艺蒸汽耗量为 5.0t/h，通过余热的利用奥克装置蒸汽耗量为 3.4t/h，原引进装置的同等投资的装置生产能力为 3.0 万吨，而奥克 通过进一步强化优化反应器内部聚合原料的两相接触面积， 从而增加 聚合速度缩短的聚合周期 30%（影响聚合周期的 EO 聚合速度由引进 装置的 150kg/min 提高到 200kg/min） ，因此提高产能 30%，原引进装 置的真空系统由于为了保证系统温度需要不断补充25以下新鲜水， 并且不断排放， 奥克工艺将此系统改为密封循环降温系统因此将原引 进装置的新鲜水消耗和排放 1.5t/h 杜绝掉，除此以外将所有泵机的 机封冷却水改为循环利用，因此与引进设备比较污水减排 50%以上。 生产采用奥克股份研制的 DCS 批量控制程序，该操作灵活、稳定、安 全。 （4）通过控制反应条件，可研获得不同分子量的产品，从而得到 不同牌号的产品；同时变换原料投入还可以得到另一种产品。这就为 项目适应不断变幻的市场条件提供了多条发展道路。 公用工程消耗比较表公用工程消耗比较表 序号 项目 规格 单位 耗量 引进 装置 吉林 奥克 新建 装置 1 新鲜水 0.40 MPa 吨/小时 16 10 3 2 电 380/220V 度/小时 980 980 1053.55 3 蒸汽 吨/小时 7 5 3.6 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 18 4 氮气 标准立方米/小时 120 100 60 5 仪表 空气 标准立方米/小时 120 80 60 6 排水 吨/小时 16 10 5 因此，本项目选用奥克股份自己的技术，无论从催化剂、自动控 制，还是节能、环保、产品质量等方面，都具有优势。 5.1.25.1.2 工艺流程工艺流程 5.1.2.1 5.1.2.1 总工艺流程图总工艺流程图 EO 5.1.2.25.1.2.2 工艺流程工艺流程 （1）反应工序 起始剂的配置 来自原料罐的原料和经催化剂输送泵（P0104/0204）送来的催化 剂，分别按量加入前处理罐（V0110/V0210）此时的占位排气可经管 道送尾气工序处理。随后启动前处理循环泵（P0110/0210）并通过前 处理加热器（E0107/E0207）利用反应热将起始剂加热升温、此时排 气将从原来送尾气处理转送真空系统、使物料在真空状态下（-0.98 MPa）将催化剂带入的水分和反应产生的水分脱出，并经冷凝器（E0 105/E0205）冷凝成液体水，从下部流入真空冷凝水接收罐（V0109/ V0209）待液面达到一定高度，便将凝水定期排入污水处理系统。 乙氧基化反应 前处理釜 主反应釜 后处理釜 高效复配器 成品罐 装车站台 液体包装线 原料储罐 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 19 反应系统先用氮气置换、并使氧含量200ppm。然后将制好的起 始剂按量送入反应收集器（R0101/R0202） 。当反应收集器液面达到规 定高度，DCS 控制系统将启动小的循环反应泵（P0103/P0203） 。随着 起始剂加入量的增加，反应收集器液面升至的规定的高度，即加料量 达到规定量便停止加料。随即开启大的反应循环泵（P0101/P0201） 将起始剂送入反应器内并立即与喷入的 EO 进行乙氧基化反应。反应 产生的热量通过配有强化传热设施的反应回路换热器（E0101/E0101 /E0201/E0202）用导热油将反应热及时移出。 3）从反应收集器抽出送到中和器。 （R0103/R0203） 。 导热油的流程 为了充分利用反应热又能确保反应器温度调控， 导热油的比率调 控，分走导热油加热器（E0103/E0203）和导热油冷却器（E0104/E0 204） 。然后分别进入反应回路换热器（E0101/E0102/E0201/E0202） 和（E0101/E0201）,反应回路换热器的导热油，先后串走前处理加热 器（E0101/E0207）,热水换热器（E0110/0210）,然后与走反应回路 换热器（E0102/E0202）的导热油汇合，回到导热油泵（P0102/P020 2）的入口，如此循环不断将反应器内的反应热移出，维持反应器内 的温度定值。 （2）废气处理工序 反应系统和真空泵系统排放的含有环氧乙烷（EO）的废气，分别 经管道尾气吸入塔（T0301）下部、与自上而下的洗涤水逆流接触， 使塔顶排出的尾气 EO 含量降到 1030ppm，可直接排入大气。自上 而下的洗涤水，与尾气中的 EO 反应器生成乙烯醚、并聚集于洗涤水 中，出塔便流入尾气吸收塔循环罐（V0301） 。然后用尾气吸收塔循环 泵（P0301）抽出，加压再送回塔顶，如此循环洗涤至乙烯醚达到一 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 20 定浓度后，排入污水处理系统处理。 （3）后处理工艺 来自反应工序的反应液，批量送入中和器（R0103/R0203）达到 最低液位即启动中和器搅拌及真空系统，待反应液温度降至 80时， 用中和剂输送泵（P0105/P0205）将中和剂从中和计量罐（V0103/V0 203）抽出加压送至高效混合装置中，按照配方要求的比例，各组分 通过计量泵打入高效混合装置中，经过充分混合 30 分钟后，进行指 标检测，合格后送入成品罐区；一部分送至切片包装间，进行固体成 品包装， 一部分经成品出料泵打入液体包装机， 包装后即为液体成品。 5.1.3 5.1.3 原、辅料及公用工程消耗原、辅料及公用工程消耗 主要原料（环氧乙烷）可由辽化分公司提供；少量催化剂、助剂 在国内就近的石化原料公司购入。 公用工程（水、电、汽、气）均由芳烃基地提供。 主要原、辅料材料消耗主要原、辅料材料消耗 序号 主要原、辅材料消耗项目 单位 耗量 1 环氧乙烷 吨/年 27300 2 不饱和低碳醇 吨/年 2700 3 氢氧化钠 吨/年 75 4 醋酸 吨/年 75 5 导热油 吨/年 25 公用工程消耗公用工程消耗 序号 公用工程消耗项目 单位 单耗 年耗 1 新鲜水 立方米 0.3 9000 2 循环水 立方米 80 2400000 3 电 度 105.4 3162000 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 21 4 蒸汽 吨 0.36 6480 5 氮气 标立 6 180000 6 仪表空气 标立 6 180000 5.1.4 5.1.4 自动化与信息控制系统自动化与信息控制系统 5.1.4.1 5.1.4.1 设计范围和设计内容设计范围和设计内容 本次设计包括中央控制室、原料成品罐区等子项的仪表系统设 计。主要设置有 DCS 控制及管理系统，ESD 紧急停车系统，可燃气体 报警等控制系统。设计内容主要包括 P&I D 和控制方案确定、仪表选 型、仪表设备投资和仪表安装材料的预算等等。 （1）设计依据 工艺专业提供的工艺管道及仪表流程图（PID 图）、设备布置图、 业主提供的相关资料。 （2）仪表选型 控制系统 本工程控制系统是 DCS 控制系统。I/O 站进行数据处理及控制， 实现对装置区域内主要工艺参数的集中监视、越限报警、联锁控制、 历史数据纪录及报表自动生成等功能。对主要测点参数采用调节回 路、串级控制、比值加串级控制等控制回路保证流程运行。设备配有 高、低液位报警系统，其高高液位开关与进料切断阀或泵联锁，紧急 情况下可自动切断进料。 a）DCS 系统输入/输出点数： 模拟信号输入：（420mA.DC） 164 点 模拟信号输出：（420mA.DC） 36 点 数字信号输入：（开关量） 399 点 数字信号输出：（开关量） 207 点 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 22 b）DCS 系统配置： DCS 机柜及 I/O 卡件箱 3 套（1 套备用） 通讯接口 1 个 c） DCS 系统的 I/O 卡配置考虑 10%热备用。 DCS 的配置参照下图： 环境特征及仪表选型 环境特征： 设计中应考虑下述环境条件以保证实现仪表功能: a）温带区域(年平均最高温度28)； b) 多雷雨； c）腐蚀环境。 仪表选型： 具体仪表名称、数量、规格等，参见所附仪表一览表 。 操作站 操作站 操作站 ESD DCS 机柜 工程师站 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 23 1）温度 温度刻度应采用直读式。温度仪表正常使用温度应为量程的 50%70%，最高测量值不应超过量程的90%。 就地温度指示仪表一般选用带外保护套管的双金属温度计， 万向 型。温度范围为-80500，刻度盘直径一般选用100mm。 集中检测温度仪表根据各工段的具体情况选用符合IEC571标准 Pt100热电阻、热电偶，温度指示回路一般配温度变送器，温度套管 的最低材质要求为304不锈钢。测温元件的接线盒材质一般为不锈钢 或铝，电气连接口为1/2”NPT。 2）压力 测量稳定压力时，正常操作压力应为量程的1/32/3。测量脉冲 压力时，正常操作压力应为量程的1/31/2。 就地压力仪表一般选用不锈钢压力表，径向无边，刻度盘直径一 般选用100mm，精度选用1.5级， a)一般介质选用普通压力表； b)泵出口选用耐震压力表； c)对于粘稠、易结晶、含有固体颗粒或腐蚀性的介质, 应选用隔 膜压力表或膜片压力表， 隔膜或膜片的材质应根据测量介质的特性选 择。 压力（差压）变送器 a)采用标准信号传输时， 选用压力 （差压） 变送器， 精度为0.1 级； b)微压、负压测量，选用差压变送器； c)对于粘稠、易结晶、含有固体颗粒或腐蚀性的介质，选用法兰 式压力（差压）变送器或刮板变送器，或采取灌隔离液、吹气或冲洗 液等措施。 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 24 3）流量仪表 最大流量的刻度读数不应超过90%。正常流量的刻度读数应为 50%70%。最小流量的刻度读数不应小于10%。 生产过程物料计量根据不同用途、 精度要求和介质情况选用符合 有关规范的相应流量仪表： a)在小流量、微小流量的场合，不粘附且透明的流体流量测量， 当量程比不大于10：1，采用金属转子流量计； b)洁净气体、蒸汽和粘度较低（不大于5mm 2/s）的液体的流量测 量，选用涡街流量计； c)大管径的流量测量，如进出装置的循环水选用电磁流量计，精 度0.2 级； d)主物料计量精度要求高，选用质量流量计。质量流量计不受流 体温度、压力、密度或粘度变化的影响，能提供精确可靠的质量流量 计量，精度0.1级； e)固体物料计量静态准确度不低于0.1级，动态不低于0.5级。选 用轨道衡、地中衡、台秤。 4）物位仪表 就地指示液位仪表选用磁翻板液位计。 远传指示液位仪表根据液体介质选用差压变送器或双法兰差压 变送器，固体介质或特殊液体介质选用雷达液位计，当液位测量只需 要得到报警或联锁信号时，采用音叉液位开关。水池液位测量选用静 压式液位计及超声波液位计。 5）变送器 各类变送器，包括压力、差压、流量、液位变送器等，优先选用 智能变送器，二线制420mA（DC） ，变送器的一般要求如下： 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 25 a)外壳材料：不锈钢或铝合金聚氨酯涂层； b)接液部分材质：最低要求为316SS； c)工艺连接口：1/214NPT； d)电气连接口：1/2”NPT； e)带安装支架（一般可采用碳钢，必要时采用不锈钢） ； f)对于需要配三阀组的差压变送器，一般应由变送器供应商成 套。 6）调节阀 根据具体的工艺条件选用不同材质的单座/双座调节阀、蝶阀、 球阀、闸阀、角阀及三通阀等。调节阀压力等级、阀体材质等级不低 于所在工艺管线的等级，不采用铸铁阀体的调节阀。 基本尺寸根据Cv(阀流通能力)计算，按ISA S 75.01标准进行计 算阀门尺寸,通常阀门尺寸和流通能力按下列各点考虑决定,正常操 作时阀在最小流量时的开度不小于：10%。调节阀正常操作时噪音不 超过 90 dBA，在间歇和/或紧急操作时不大于115 dBA，最大允许声 压级（dBA）的测量是在距管道表面 1 米且在阀出口下游 1 米处测 得的。 工作型式： a)在要求泄漏量小、阀前后压差较小的场合选用单座调节阀； b)在泄漏量要求不严、阀前后压差大的场合选用双座调节阀； c)在阀前后压差较大、介质不含固体颗粒的场合选用套筒调节 阀； d)高压差调节阀一般采用角型调节阀； e)次要对象、调节精度要求不高的场合可选用自力式调节阀； f)含固体的场合选用球阀； 年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 26 上阀盖型式，根据下列不同的操作温度选用上阀盖型式： a)操作温度为20200时选用普通型； b)操作温度高于200时选用散热型； c)操作温度低于-20时选用长颈型。 组件材料的选择 a)阀内件在一般情况下选择不锈钢， 特殊情况下可根据需要选择 不同的材料或进行特殊处理； b)操作温度低于200时选用 “V” 型聚四氟乙烯填料； 超过200 时选用柔性石墨填料。 执行机构选用气动薄膜执行机构； 辅助部件的选择 a)随调节阀配阀门定位器， 按需要选择能满足要求的气源压力。 定位器一般采用智能电/气阀门定位器，电气连接口为1/2”NPT； b)在未设置切断阀和旁路阀的场合选用手轮机构； c)根据工艺需要，配电磁阀、阀位开关等作为执行机构的一部分 成套提供，以满足要求的行程速度、故障安全动作等。 7）安全栅 由于现场变送器、检测元件等仪表为本质安全型仪表，采用隔离 安全栅，由DCS成套供货。 8）安全仪表 在装置区、压缩机区等易发生可燃气体泄漏或聚积的场所，根据 工艺或安全等主体专业提供的泄漏点分布，按石油化工企业可燃气 体检测报警设计规范（SH 3063-1999）要求设置可燃检测器。