年产2万吨聚乙烯醇项目可行性研究报告

XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 1 目录 1 总论 1 2 市场预测 8 3 产品方案及生产规模 11 4 工艺技术方案 13 5 原料、辅助材料及燃料的供应 25 6 建厂条件和厂址方案 27 7 公用工程和辅助设置方案 31 8 节能 5 1 9 环境保护 5 6 10 劳动保护与安全卫生 6 3 11 消防 7 6 12 工厂组织和劳动定员 8 4 13 项目实施规划 8 6 14 投资估算和资金酬措 8 8 15 财务评价 9 1 16 结论 9 6 附图、附表 外购材料费及动力费测算表 1 、 总成本费用估算表 2 、 销售收入、销 售 税 金 及附加估算表 3 、 利润表 4 、 财务现金流量表 5 、 建、构筑物一览表 6 、 区域位置图 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 2 1.总 论 1.1 概述 1.1.1 项目名称、主办单位、企业性质及法人 项 目 名 称 ： XX大化工 2万吨 /年 聚乙烯醇 工程项目 主办单位名称： XX（香港）化工集团公司（ C hina Zenith Chemical Group Limited） 企 业 性 质 ： 外资 法 人 代 表： XX 法 定 地 址： XX 边境经济合作区 X 1.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则 （ 1）可行性研究报告编制依据： XX（香港）化工集团公司 与 天津市化工设 计院 签订 的 XX 大化工 2万吨 /年 聚乙烯醇 工程项目 可行性研究报告 技术服务 合同 XX（香港）化工集团公司 的项 目基础资料 XX（香港）化工集团公司 提供 的设计基础数 据 化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定 化学工业部（ 1997 年 8 月）北京 本次设计甲方（ XX（香港）化工集团公司 ）未提供环境影响评价报告书或相关文件，建议甲方委托相关部门开展本项目的环境影响评价报告工作。 （ 2）可行性研究报告编制原则： 贯彻 执行 国家 基本 建设 的方 针政 策， 使本 工程 的设 计做 到切合实际，技术先进，经 济合理，节能 降耗，安全适 用。 严 格 执行 国家 的法 律、 法规 、标 准、 规范 和当 地的 具体 规定，做好 项目 的消 防、 环境 保护 、劳 动卫 生方 面的 设计 ，确 保安全生产，节约能源。 本项目将充分依托 XX边境经济合作区高载能工业园区现有的区内土地、生产系统、公用工程及生活福利设施 , 在尽可能减少投入的情况下 , 满足本项目的建设要求，适当加快工程建设速度，尽量节省建设投资。 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 3 充分考虑业主的经济原则 ,以最快的速 度、最低的投资、最低的操作 费用 、适 当的 自动 化程 度、 辅助 及公 用设 施社 会化 ，使该工程达到最佳的综合 经济效益。 贯彻 “五 化” 原则 ，即 生产 装置 一体 化， 设备 布置 露天 化，材料 选择轻型化，外部 协作社会化和 设备材料国产 化原则。 1.1.3 项目提出的背景、投资的必要性和经济意义 1.1.3.1 项目主办单位简介 XX（香港）化工集团公司 （前 称大庆石油化工集团有限公司） 是一家外资独资企业，公司于 2007 年 6 月 28 日在 开曼群 岛根据开曼群岛 公司法注册成立 。 公司股东在化工项目投资方面具有多年的投资背景，经营及管理经验丰富。公司注册成立后两年间，先后在牡丹江注资 4 亿元人民币，投资于牡丹江制药厂和牡丹江电厂。公司的对外投研部门经过调查研究后，将投资目标又指向了年产 2 万吨聚乙烯醇 项目。 1.1.3.2 项目提出的背景、投资的必要性 XX 边境经济合作区基础原料加工区（高载能工业园区）位于 XX 市郊 9 公里处，园区内建有利用俄罗斯电力的 220kv 双回路输变电工程，年供电量达到 25 亿度以上。 2002 年 7 月，原国家经贸委批准 XX 市独立开展对俄购电，发展高载能产业， 2003 年经黑龙江省经委批准辟建了该对俄购电专属区。该园区符合本项目的生产建设基本要求。 园区内电力资源丰富，电力价格低廉，道路交通方便，公用工程和生活福利设施配套相对齐全。利用 XX边境经济合作区基础原料加工区优惠的电力资源及低廉的电价，建设年产 30 万 吨电石生产装置项目，具有无可比拟的生产成本优势，电石产品的市场竞争力及项目的经济效益有可靠保证，并为项目产品链深化发展，辟建 2 万吨 聚乙烯醇 产品项目提供了良好的基础条件。 1.1.3.3 项目建设的有利条件 XX（香港）化工集团公司 有自主投资或联合投资建设项目能力，经济实力雄厚。 XX（香港）化工集团公司 具有强有力的开拓、务实、求索进取的领XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 4 导层，经营理念先进，管理经验丰富 ； 团队员工素质较高，并拥有大批专业技术型人才，拥有雄厚的科研开发集体 , 有一批熟悉项目实施的管理和技术人员 ,具有多年化工项目工程建设的管理经 验，可为使本项目顺利实施创造良好的条件。 本工程所用电量由对俄购电专属区直供，国家电网电力可作为备用，该工程项目享受俄电专属区竟价的最低电价，有利于降低生产成本，增强产品的市场竞争力。 XX 边境经济合作区基础原料加工区公用工程及生活福利设施配套齐全，可满足本工程项目的需要，不需新建。 项目可享受国家“振兴东北老工业基地”税收方面的优惠政策。 本项目年产 聚乙烯醇 2 万吨， 目标市场主要是东北地区，聚乙烯醇项目投产以后，我 公司 是东北地区唯一一家聚乙烯醇生产企业。东北地区的造纸、纺织业都很发达，特别是国家振兴老东北 工业基地的计划使东北地区的基础设施建设数量有很大提高，为涂料和粘合剂提供了广阔的市场，聚乙烯醇的需求量也有很大提高 ， 因此聚乙烯醇在东北有非常广阔的市场前景。 1.1.3.4 项目建设的社会效益和经济效益 在 XX边境经济合作区基础原料加工园区建设 2 万吨 聚乙烯醇 生产装置 ,不仅可以降低生产成本，完成公司内部产品加工链条建设，使 XX（香港）化工集团公司 获得良好的经济效益 ,同时可带动 XX市地方经济发展 ,促进地方工业进步，为 XX 市创造可观的再就业机会 ,带动当地第三产业的发展，具有较好的社会效益。 项目投产后每年可获销售收 入 3.1 亿元，年均利税总额 13131 万元，年均销售税金附加 300 万元。投资利润率 83.54 %，投资利税率 97.74 %，内部收益率 79.72 %， 投资回收期 2.36 年。 1.1.3.5 研究范围 本报告研究范围包括： 醋酸乙烯 聚合 系统，聚醋酸乙烯 醇解 系统 ，甲醇 与 醋酸 回收 系统。以及配套的公用工程系统，包括供电、循环水、空压制氮 等设施。 1.1.4 研究过程 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 5 本报告首先围绕 聚乙烯醇 产品的产业发展状况和国内外市场需求，表明拟建 聚乙烯醇生产 厂要严格遵循国家最新的产业政策进行建设，论述所建 聚乙烯醇生产 厂是符合国家 的产业政策的。在论证工艺生产技术、装备水平的先进性、可靠性和经济合理性的同时，对 聚乙烯醇产品的方案、原材料供应渠道，主要设备的 选型，以及其它建厂条件、环保、消防、劳动安全卫生和节能措施进行方案的比较，并对项目进行投资估算，技术经济及社会效益评价等各方面进行综合论证。 1.2 研究结论 （ 1）、 XX（香港）化工集团公司 投资在 XX 边境经济合作区高载能工业园区建设 2 万吨 /年 聚乙烯醇 装置，完全按照国家发改委要求开展设计和工程项 目建设，符合公司长远发展目标要求，有力的解决了公司 产品深加工布局需求，项目方向正确，符合国 家政策层面要求，对 XX 地方经济发展有积极意义。 （ 2）、项目具有极其优良的电力供应保障和电力价格优势，投产后产品成本在国内处于极具竞争的优势地位，项目有持续发展的旺盛生命力。 （ 3）、所选厂址基础设施基本完备，交通运输方便简便，运力有充分保证。 （ 4）、所选择的生产工艺技术系从国外引进并经国内多年消化吸收，工艺技术成熟可靠，生产设备先进，自动化水平处于国际领先地位，产品质量有充分保证。 （ 5）、“三废”等排出物解决方案先进合理，废气全部回收利用，没有污水废渣排放，完全达到国家相关的清洁生产要求。 （ 6）、项 目生产所需原料供应保障良好，原料供应运输半径合理，不对产品成本产生消极影响。 （ 7）、项目可以充分享受国家给予的振兴东北老工业基地优惠政策和 XX 市地方政府推出的相关招商引资优惠政策，并可进一步促进XX市地方经济发展，具有良好的社会效益和经济效益。 经本项目组详细论证，项目是可行的 。 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 6 1.3 主要经济技术指标 表 序号 项目名称 单位 数量 备注 一 生产规模 万 t/a 2 二 产品方案 1 标准 聚乙烯醇 万 t/a 2 2 醋酸 回收量 万 t/a 2.6 三 年工作日 天 333 8000 小时 四 主要原材料用量 1 电石 万 t/a 3.7 2 醋酸 万 t/a 0.23 3 甲醇 万 t/a 0.12 五 公用动力用量 1 新鲜水 m3/h 3000 最大用水量 m3/h 循环水 m3/h 7000 2 供电 设备容量 KW 180000 计算负荷 MKW 200 年耗电量 Kw/h 9.75 108 3 供气 最大用气量 NM3/ h 3500 平均用气量 NM3/ h 3200 六 “三废”排 放量 1 废水 m3/d 循环利用 2 废气 m3/h 回收 3 废渣 t/h 无 七 运输量 t/a 9.79 万吨 1 运入量 t/a 4.09 万吨 2 运出量 t/a 5.7 万吨 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 7 八 装置定员 人 270 1 管理人员 人 50 2 生产工人 人 220 九 项目总占地面积 万 M2 17.39 1 厂区占地面积 万 M2 14.52 2 生产装置占地面积 万 M2 2.6974 3 辅助设施占地面积 万 M2 2.3165 4 道路及硬质地面面积 万 M2 4.9781 5 绿化占地面积 万 M2 4.428 十 项目建筑面积 万 M2 6.7373 十一 工程项目总投资 万元 15000 1 固定资产投资 万元 11000 2 流动资金 万元 3000 3 工程其它费用 万元 1000 十二 年销售收入 万元 30769.23 十三 成本和费用 万元 年均总成本费用 万元 17938.24 十四 年均利润总额 万元 13130.71 十五 年均销售税金 万元 299.72 十六 财务评价指标 1 投资利润率 % 83.54 2 投资利税率 % 97.74 3 资本净利润率 4 投资回收期 年 2.36 5 全员劳动生产率 t /人 .年 75 6 全投资财务内部收益率 税前 % 79.72 税后 % 78.69 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 8 7 全投资财务净现值 i=12 税前 万元 46542.84 税后 万元 42002.67 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 9 2.市场预测 2.1 产品名称及用途 产品名称：聚乙烯醇， 英文名称： Polyvinyl alcohol， 英文缩写为PVA， 分 子式 (C2H4O)n，市售聚乙烯醇 n 值在 500 5000 之间，对应分子量范围大约在 20000 200000。 产品用途：聚乙烯醇 是 由 聚醋酸乙烯酯醇解 而成， 是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物 。 聚乙烯醇产品系白色固体，外型分絮状、颗粒状、粉状三种；无毒无味、无污染，可在 80-90 水中溶解。其水溶液有很好的粘接性和成膜性；能耐油类、润滑剂和烃类等大多数有机溶剂；具有长链多元醇酯化、醚化、缩醛化等化学性质。 聚乙烯醇主要 应用在 纺织行业经纱浆料、织物整理剂、维尼纶纤维原料；建筑装潢行业 107 胶、内外墙涂料、 粘合剂；化工行业用作聚合乳化剂、分散剂及聚乙烯醇缩甲醛、缩乙醛、缩丁醛树脂；造纸行业用作纸品粘合剂；农业方面用于土壤改良剂、农药粘附增效剂和聚乙烯醇薄膜；还可用于日用化妆品及高频淬火剂等方面。 2.2 市场调研 国内聚乙烯醇行业生产和使用情况 1965 年我国自行设计安装的年产 1000 吨聚乙烯醇生产装置在吉林省四平市建成投产。同年，北京从日本引进的年产 1 万吨聚乙烯醇成套装置也建成投产。 而后翻版建设了贵州有机化工及 9 个万吨级维纶厂的配套 聚乙烯醇 装置，使中国的 聚乙烯醇 工业进入发展时期。到 1976年，其生产 能力已达到 105 kt/a。为了开发 聚乙烯醇 生产的不同原料路线，提高工程技术水平，在 1973 年 10 月和 1974 年 1 月又先后引进了3.3 万吨 /年石油乙烯法和 4.5 万吨 /年天然气乙炔法生产 聚乙烯醇 的装置，分别于 1977 年 4 月和 1980 年 7 月在上海石油化工总厂和四川维尼纶厂投产，使中国 聚乙烯醇 进入全面发展阶段。 经过多年努力，我国现已建成包括电石乙炔、天然气乙炔和石油乙烯 3 种原料路线的 13 套聚乙烯醇生产装置 。近年来，通过对原有的设备进行了改造和扩建，国内聚乙烯醇总生产能力已达 574kt/a， 生产工艺也由单一的高碱皂 化法发展XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 10 为高、低碱皂化法并举，产品由单纯的维纶化纤原料发展为广泛应用于涂料、纺织浆料、胶粘剂、建材等 20 多个行业的基础原料。 2006 年国内聚乙烯醇产量 50万吨 左右 ， 比上年增长约 10%。具体数据见表 2.2-1。 表 2.2-1 国内 聚乙烯醇 生产厂家与生产能力 kt/a 企业名称 工艺路线 生产能力 2005 年 产量 2006 年 产量 安徽皖维高新材料公司 电石乙炔法 100 78.4 78.9 山西三维集团股份公司 电石乙炔法 70 64.1 69.6 中石化四川维尼纶厂 天然气乙炔法 60 61.5 60.2 中石化上海石化 石油乙烯法 46 45.8 45.4 湖南湘维有限公司 电石乙炔法 45 42.1 42.0 福建纺织化纤集团公司 电石乙炔法 35 32.6 31.3 江西化纤化工有限公司 电石乙炔法 35 30.9 34.6 贵州水晶化工集团 电石乙炔法 30 27.8 27.2 云南云维股份有限公司 电石乙炔法 30 26.1 26.4 广西广维化工有限公司 电石乙炔法 35 25.6 29.6 兰州维尼纶厂 电石乙炔法 25 19.7 20.6 北京有机化工厂 石油乙烯法 35 19.4 22.8 石家庄化工化纤公司 电石乙炔法 8 10.6 10.0 合计 574 484.6 498.6 国家近年启动的开发中西部、兴建基础设施和培育建筑与房地产产业的一系列重大战略举措将有力推动 聚乙烯醇 产业应用的进一步拓展。在我国经济保持较快发展的大背景下，聚乙烯醇的需求将会稳步增长，专家预计 “ 十一五 ” 期间我国聚乙烯醇市场年均需求增长率在 9%以上。 随着国民经济的发展，国内 聚乙烯醇 用途的进一步拓宽， 聚乙烯醇及其下游产品的需求量逐年上升，供需矛盾日益增大，目前国内几乎所有的聚乙烯醇生产厂 家都在扩大生产，以满足国内需求，减少进口量。据海关统计近年聚乙烯醇生产消费情况见表 2.2-2。 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 11 表 2.2-2 我国 聚乙烯醇 历年供需情况 万吨 序号 年份 进口量 出口量 表观消费量 1 1995 1.1 22.5 2 1996 0.8 24.4 3 1997 1.6 23.0 4 1998 1.09 2.74 24.13 5 1999 1.98 2.74 30.90 6 2000 1.95 3.04 31.49 7 2001 2.62 2.52 35.12 8 2002 3.74 2.31 39.83 9 2003 3.31 2.49 43.98 10 2004 3.28 2.71 46.17 从上表可以看出 ,近几年聚乙烯醇的进口量急剧攀升 ,国内聚乙烯醇的生产无法满足蓬勃发展的下游产品的需求。 另外，随着国际石油价格的持续上涨，美国、日本等国外同类公司生产聚乙烯醇产品因完全依赖于石油，其生产成本急剧上升，而我国大多采用电石乙炔法，受油价的影响较小，成本优势凸现，增强了产品的市场竞争力。 近几年我国开发了一系列新产品，由单一品种发展到几十个规格型号，大大拓展了其应用领域，而聚乙 烯醇所具有的无毒无害的优异性能，完全符合环保产品要求，因而具有良好的发展前景。 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 12 3.产品方案及生产规模 3.1 生产规模 （ 1）、生产规模：年产标准 聚乙烯醇 2 万吨。 （ 2）、年操作天数： 333 天（ 8000 小时） （ 3）、 主要设备设置： 2 台醇解机 单台额定产量： 1 万吨 /年 单台最大产量： 1.6 万吨 /年 最大总产量： 3.2 万吨 /年 （ 4）、 产品质量标准： GB/T7351-1997 3.2 产品方案的选择 3.2.1 产品方案 本项目 主要产品为聚乙烯醇，年产量 2 万吨， 是以醋酸乙烯为单体，偶氮二异丁腈作引发剂，采 用溶液聚合的方法制得聚醋酸乙烯酯中间体，聚醋酸乙烯酯在碱性催化剂存在条件下醇解而制得各种牌号的 聚乙烯醇 。 3.2.2主要产品的质量标准 聚乙烯醇产品质量：执行 GB/T7351-1997 标准。 技术要求 项目 高碱醇解 低碱醇解 优级品 合格品 优级品 合格品 1、挥发分， % 8.0 8.0 9.0 9.0 2、氢氧化钠， % 0.20 0.30 0.20 0.30 3、乙酸钠， % 6.8 7.0 4、纯度， % 85.0 84.7 90.0 88.4 5、透明度 ， % 90.0 90.0 90.0 90.0 6、着色度， % 86.0 84.0 88.0 86.0 7、膨润度， % 175 175 130 130 8、平均聚合度 1700 1680 1700 1680 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 13 表 3-1： 工程设计规模 单位：万吨 /年 序号 产品方案 设计能力 设备规模 土建规模 备注 1 聚合装置 2.0 2.0 2.0 2 回收装置 2.0 2.0 2.0 3 醇解装置 2 2x1.0 2 4 空分装置 0.32 万Nm3/h 空气 0.32 万Nm3/h 空气 0.32 万Nm3/h 空气 5 新鲜水场 3000m3/h 3000m3/h 3000m3/h 6 循环水场 7000m3/h 7000m3/h 7000m3/h 7 热力 系统 2x75t/h 锅炉 2x75t/h 锅 炉 2x75t/h 锅炉 8 冷冻站 350 万大卡 350 万大卡 350 万大卡 9 电气 16 万度 /h 16 万度 /h 16 万度 /h 注： 以上 工程设计规模 是 按 2 万吨 /年 聚乙烯醇工程 提出 的 ，总图规划时 还 需 考虑预留 出 后 期 扩建 工程 用地 。 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 14 4.工艺技术方案 4.1 工艺技术 方案的 选择 聚乙烯醇 生产 工艺 分三个工段 ：醋酸乙烯聚合、聚醋酸乙烯 醇解、甲醇 与 醋酸 回收。 目前国内 生产聚乙烯醇 有三种 原料路线 ：电石 乙炔法 、天然气乙炔 、 和乙烯法 。 在聚乙烯醇生产中，原料费用要占 70%左右，由于乙烯的价 格比乙炔便宜的多，所以乙烯法有更大的经济优越性，美国和日本的 聚乙烯醇 生产装置已经全部采用乙烯法。乙烯法已经成为最主要的 聚乙烯醇 生产方法，约占世界 聚乙烯醇 生产能力的 88%。 但是 在电石或天然气乙炔资源丰富廉价的国家和地区，乙炔法还是有相当 大的竞争力，特别是目前，国际原油价格居高不下，电石化工生产的 聚乙烯醇 价格具有较大优势。 目前，我国聚乙烯醇生产仍以电石乙炔法为主，全国 13家生产装置中，采用电石乙炔路线的有 11 家，采用天然气乙炔路线的 1 家，采用乙烯路线的有 2 家。按实际生产能力区分电石乙炔法约占总能力的 70%。 在聚乙烯醇生产过程中有湿法和干法两种碱法醇解工艺，也就是人们常说的高碱法和低碱法。 湿法醇解工艺就是在原料聚醋酸乙烯甲醇溶液中含有 1-2的水，催化剂碱也配制成水溶液，碱摩尔比大。高碱法的优点是醇解速度较快，设备生产能力高，缺点是副反 应多，生成的醋酸钠多，需要回收设备，聚乙烯醇产品中醋酸钠含量较多，造成聚乙烯醇纯度偏低，灰分偏高，影响产品的内在质量。 70 年代初，日本电器化学公司开发成功低碱醇解法即干法醇解，并率先用来生产聚乙烯醇。干法醇解，就是聚醋酸乙烯甲醇溶液含水率小于 1，几乎是在无水的情况下进行醇解，碱摩尔比小。低碱法的突出优点是，采用低碱摩尔比，氢氧化钠耗量仅为高碱法的十分之一，副反应少，副产醋酸钠也相应较少， 简化了醋酸钠回收系统， 缺点是醇解速度慢，聚乙烯醇产品中的醋酸钠因结构致密而不易洗去。低碱醇解法 因 工艺简单、消耗较低、产品适用性强， 目前已经成为生产聚乙烯醇的主要方法。 本项目采用电石乙炔法生产 醋酸乙烯，再制得 聚乙烯醇 ， 聚乙烯醇采用先进的低碱法生产工艺 。 该工艺路线成熟，同时借鉴国内开发的成XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 15 熟技术 、 成功改造经验 及 专利技术。 4.2 工艺技术特点 本项目采用电石乙炔法生产 醋酸乙烯，然后以 醋酸乙烯为单体，偶氮二异丁腈作引发剂，采用溶液聚合的方法制得聚醋酸乙烯酯中间体，聚醋酸乙烯酯在碱性催化剂存在条件下醇解而制得各种牌号的 聚乙烯醇。 聚乙烯醇采用先进的低碱法生产工艺 ，该 工艺路线 具备 成熟可靠、原料易得 、 催化剂便宜等 诸多优点 。 4.3 主要 化学反应式 主反应 nCH2=CH ( CH2 CH ) n 醋酸乙烯 聚醋酸乙烯 ( CH2 CH ) n nCH3OH ( CH2 CH ) n nCH3COOCH3 聚醋酸乙烯 甲醇 聚乙烯醇 醋酸甲酯 ( CH2 CH ) n nNaOH ( CH2 CH ) n nCH3COONa 聚醋酸乙烯 氢氧化钠 聚乙烯醇 醋酸钠 副反应 CH3COOCH3 NaOH CH3COONa CH3OH 醋酸甲酯 氢氧化钠 醋酸钠 甲醇 CH3COOCH3 H2O CH3COOH CH3OH 醋酸甲酯 水 醋酸 甲醇 CH3COOH NaOH CH3COONa H2O 醋酸 氢氧化钠 醋酸钠 水 4.4 工艺流程 和消耗定额 4.1.1 工艺流程 聚乙烯醇 装置包括 聚合工段、醇解工段、回收工段 等部分，流程图OCOCH3 OCOCH3 OCOCH3 OH OCOCH3 OH XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 16 见附图。 4.4.1.1 聚合工段 系统工艺流程简述： 采用溶液部分连续聚合的方法， 以醋酸乙烯为单体，偶氮二异丁腈为引发剂， 采用甲醇 为溶剂的聚合方法而获得聚醋酸乙烯 。 A 配制 偶氮二异丁腈引发剂溶液。 B 精醋酸乙烯、甲醇及引发剂溶液进入预热器混合预热，预热后的混合液，在第一聚合釜、第二聚合釜连续部分 聚合。 C 聚醋酸乙烯的分离： 从第二聚合釜出来的聚合液去聚合一塔，利用精馏原理，将未聚合的醋酸乙烯同聚醋酸乙烯分离。聚醋酸乙烯经溶解机调整浓度后送往醇解工段。 D 从聚合一塔中出来的醋酸乙烯中含有甲醇，利用萃取精馏的原理，在聚合二塔中将醋酸乙烯与甲醇分离。醋酸乙烯去精馏工段进行提纯。甲醇溶液去聚合三塔，利用精馏原理，将甲醇和水分离，以供聚合继续使用。 工作制度：采用三班工作制，每班工作 8 小时，年工作日为 333天。 4.4.1.2 醇解工段 系统工艺流程简述： 聚醋酸乙烯的 甲醇 溶液，在碱（一般采用 氢氧化钠 ） 的作用下，发生反应 获得聚乙烯醇 。 A 配制碱液。 B 将聚合工段来的聚醋酸乙烯、甲醇溶液在预热器中预热到 45左右，与碱液在混合机中进行混合，在醇解机中完成醇解反应，生成聚乙烯醇。 C 从醇解机出来的块状物料，进入第一粉碎机和第二粉碎机进行粉碎，然后进入压榨机，将醇解液与聚乙烯醇固体分离，液体作为回收工段原液进行回收。 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 17 D 从压榨 机 出来的聚乙烯醇，用第三粉碎机进一步粉碎，然后进入干燥机，在一定的真空度下，将固体中含有的甲醇、醋酸甲酯和水份蒸出。干燥好的白色聚乙烯醇，从干燥机经第一输送机现场包装入库。 主 要生产设备的选定 醇解机采用带式输送机（耐高温胶带），安全、可靠。 醇解机 能力核算（两套） 设计能力： 2 30 吨 /日 60 吨 /日 实际年产量可保证 60 334 20040 吨 大于 20000 吨。 工作制度：采用三班工作制，每班工作 8 小时，年工作日为 333天。 4.4.1.3 回收工段 系统工艺流程简述： 将醇解废液中 98%以上的甲醇和醋酸甲酯（转化为醋酸和甲醇）加以回收。 A 醋酸甲酯采用水解法，以阳离子交换树脂为触媒，分解成甲醇和醋酸。 B 醋酸采用醋酸异丙酯为携带剂，用共沸蒸馏的方法，将水与醋酸分离，得 到精醋酸。 工作制度：采用三班工作制，每班工作 8 小时，年工作日为 333天。 4.4.2 原材料、动力消耗定额及消耗量 表 4-1：原材料 及 动力消耗表（以每吨标准 聚乙烯醇 计） 序 号 名 称 规格 或纯度 单 位 消耗 定额 消 耗 量 备 注 每小时 每 年 1 电石 优等品 或 一级品 t 1.85 4.625 37000 2 醋酸 99% t 0.115 0.288 2304 4 甲醇 99.3% t 0.062 0.155 1240 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 18 5 烧碱 100% t 0.01 0.025 200 6 醋酸异丙酯 96% t 0.004 0.01 80 7 电 KWh 64000 160000 1.28 109 8 新鲜水 0.35MPa t 135 337.5 2700000 9 循环水 t 2300 5750 46000000 10 氮气 0.5MPa Nm3 90 225 1800000 11 仪表风 0.5MPa Nm3 450 1125 9000000 12 压缩空气 0.40.6MPa Nm3 630 1575 12600000 4.5 自动化控制系统 该装置是一个连续生产并具有爆炸危险的化工装置。因此为了保证生产能正常、平稳、安全地运行，根据当前国内外的生产经验可实现控制室集中控制，装置中设有近百套自动调节系统，阀门和泵实现自动联锁控制。 装置采用 DCS 控制系统监视工艺生产 ,以满足工艺生产对仪表控制的要求。 4.5.1 系统工艺特点 1) 控制系统结构 本套设备在 聚乙烯醇 生产控制室内可进行集中控制，比较重要的 工艺 参数均在室内打印、记录、显示、累计，自动控制和遥控，还设置有声光信号报警等保护设施。 在 DCS 操作站上可完成对整个生产流 程的监测，画面显示有工艺流程图、设备分组画面、报警画面、趋势画面、单（多）参数控制画面，主要参数棒状图，报表功能，电气参数实时监测及归档。 DCS 控制系统可通过特定的通讯协议，完成与电气微机综合保护自动化系统的通讯，接受一次电流、二次电流、一次电压、有功功率、无功功率等参数 系统在厂房的各个层面设置有工业电视监控点。 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 19 本套系统在充分考虑系统的生产工艺特点及 DCS 控制系统的硬件、软件发展趋势的前提下、遵照系统工作可靠、设备稳定实用、技术先进的原则，采用了控制系统计算机 电气传动 自动化仪表三合一电控系统的设计 方案。整套控制网络结构采用了两层网络结构即计算机之间采用了上层的工业以太网结构（ DCS 与上位机之间的连接），和 PLC 与电气传动装置之间采用了下层的 Profibus 现场总线网结构 (DCS 主站与 PLC分站之间 )。 2) 三层网络 整套系统的控制系统采用了基础自动化级（ L1 级）加传动控制级（ L0级），从而实现了生产的控制、操作、管理一体化。并预留了第三层网络生产管理级（ L3 级）的工业以太网的接口， 为以后建立生产管理系统留下的必要的接口。 3) 基础自动化级 一级自动化控制系统是生产过程的基本自动化控制层，其主要 任务是： 实现各系统主体设备的程序控制、时序控制、位置控制； 实现各种现场数据和信号的采集； 实现各种信号联锁和保护； 实现各种驱动控制； 故障报警及打印； 各操作站完成对生产过程中的实时操作和监控，并能使操作者在任何时候都可快速做出控制决定； 各控制站完成生产过程中的各种功能，一体化的控制器集成了顺序逻辑过程，传动和运动控制功能； 完成各控制站、监控、 I/O 站、传动运动控制的通讯； 完成自诊断，故障排除及系统服务功能； 一级自动化系统宗旨是根据生产工艺需要，利用软件的编程在不同的控制站和操作监控站上灵活地 分配控制任务来完成各种生产和工艺功能，同时提供与其它相关系统和元件标准的通讯和接口。 4) 操作员工作站功能 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 20 操作员工作站是一级自动化系统控制层的操作监控系统，它通过显示器、键盘、打印机构组成系统的人机界面，使操作者实时、在线的了解实际的工作状况，包括下一步的操作的指导、帮助以及历史事件的记录。通过这些信息，操作者可随时进行控制，并根据过去发生事情的记录和检查来准备下一步的生产。 一般情况下，生产的一级基础自动化由控制系统自身的协调和优化下运行，从而提高自动化进程，但是，操作者在任何时候，都可以通过在操作员 工作站上的操作来取代过程控制系统，从而完成单一的、多个的、以至全部的功能，此时，二级过程计算机将接受来自一级基础自动化系统传来的所有数据。 采用了这种结构的系统具有以下特点： 整套系统集中了多种机电设备的速度控制、位置控制及顺序控制的控制回路。 快速控制 系统满足“高速控制、高速通讯”的要求，系统的控制周期在 50ms，最快控制速度可达 1ms，为满足同步装置的工作要求，系统区域内的各控制器间的相互传递信息的通讯速度可达 1ms 的数据更新速率。 系统结构开放 计算机系统结构开放，有利于系统今后的扩充和升级。 采用高性能 PLC 控制器 CPU 为西门子 S7-200，最快控制周期可小于 1ms，适用于分布式生产过程的快速系统，硬件系统元件为当今流行 CPU 指标，硬件集成化程度高，工业级产品，适用于工业现场环境。 具有良好的编程环境 编程软件用于实现对 PLC 的编程和组态，具有强大的编程能力和清晰、明了、简单的操作界面。 电气系统接地电阻不大于 4 欧姆，计算机系统需单独接地，接地电阻不大于 1 欧姆。 4.5.2 系统设备构成 1) 控制台柜 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 21 主要由操作台、传动控制柜、电源柜、 PLC 柜、辅助控制柜等组成。 操作台配有侧隙数显表、 设备操作按钮、控制电源、真空开关的合 /分闸及上位机系统。 电源柜用于安装系统控制回路中的空气断路器、稳压电源等。 PLC 柜用于安装设备控制系统的 PLC； 传动控制柜用于安装系统的整流变压器、全数字可控硅装置等设备。 辅助控制柜用于安装系统的辅助设备的控制回路元件。 2) 机旁控制箱 /按钮盒 a、操作箱 ： 在操作平台上设置有现场操作箱，主要用于在操作平台上控制设备启动、停止。面板上安装有相应的控制按钮和信号灯。 b、按钮盒： 在现场还设有废料收集系统设备的启动、停止，面板上安装有操作控制按钮和信号灯。 c、接 线盒： 为方便现场检测元件所接电缆的铺设，在现场还设有就近接线盒。 3) DCS 操作站 DCS 操作站主要对系统的运行状态进行监控，通过网络总线采集系统各部分各种模拟量、开关量信号，采集的数据经计算机处理后，在显示器上实时显示各种工况画面、参数、曲线，故障报警并可生成和打印生产报表及其它信息。 DCS 操作站与 PLC 组成计算机网络，可实现 DCS 与 PLC 之间、操作站与操作站之间的数据通讯。操作站可对设备进行操作和控制，将采集到的数据经过计算机内程序处理后发出相关指令，并在显示器上实时显示各种运行参数、曲线、数据、 设备运行工况、故障报警等。报警分为提示性报警及保护性报警等不同级别，并可生成和打印生产报表及其他信息，并预留与过程级计算机的通讯接口。 4) 操作方式 本套系统的操作方式为三种方式：机旁控制方式、集中手动控制方XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 22 式、集中自动控制方式。 机旁控制方式是指通过操作安装在设备附近的按钮盒上按钮达到每个单独系统设备自己独立工作或停止的操作方式，这种操作方式应用于设备调试、设备发生故障检修及系统的日常检修时，为非正常日常操作方式。 集中手动操作方式是指通过 PLC 系统，通过操作安装于操作室内的操作台或柜面的元件达到让远程 设备根据一定的连锁条件运行或停止的操作方式，这种操作方式为当整个系统内的某个设备发生故障但不影响系统中主要设备的情况下的系统操作方式，为正常日常操作方式。 集中自动操作方式是指系统根据设定的板材的性质按照已经规定好的程序（连锁条件）自动、固定的执行系统设备运行或停止的操作方式，在这种操作方式下，操作人员只要求进行系统设备的监测和控制参数的设定。这种操作方式为正常的系统操作方式。 5) 报警 系统的报警系统是指系统检测信号的信号报警。当系统发出报警时，中控室内监控 DCS 将自动将报警信息记录在报警档案中，当特定 的回路报警或现场紧急报警开关被按下时，安装于室外的警铃将发出报警，并可根据电铃的报警不同的铃声频率以提醒现场人员注意，操作人员并可由操作台上的报警解除按钮解除报警。 6) 几点说明 设备设计、制造标准及防护标准。 所有电气设备设计、制造符合国家标准、 IEC 标准。 室内电控柜、台箱防护等级为 IP42。 室外电气检测元件和电控箱防护等级为 IP54。 4.3.5 自控装备的供电供气。 控制室供电源为一类供电，电压为 220V AC， 50Hz， 总耗电量约为 30KW。 仪 表 气 源 在 工 程 中 统 一 设 置 空 压 制 氮 站 提 供 ， 厂 仪 表 气 总 量 约33N m3/min，出口压力应保证 0.6Mpa 以上，常压露点为 -30，含油量低于 15ppm，含尘量少于 1 mg/m3。仪表供气应是连续的，当气源压缩机出XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 23 现故障时， 30m3 仪表空气储罐应维持主要关键岗位 15 分钟以上的仪表供气。 4.6 装置主要 物料平衡图 电石 37000 t/a 聚乙烯醇 20000 t/a 醋酸 2304 t/a 电石渣 37000 t/a 新鲜水 2700000 t/a 废水 52216 t/a 甲醇 1240 t/a 烧碱 200 t/a 4.7 装置 主要设备表 序号 设 备 名 称 规 格 型 号 数量 备 注 一、生产车间 1 第一 聚合釜 1 套 2 第二 聚合釜 3 聚合第一精馏塔 1 套 4 聚合第二精馏塔 1 套 5 聚合第三精馏塔 1 套 6 浓碱配制槽 2 套 7 树脂贮槽 8 个 8 混合 机 2 套 9 醇解机 2 套 10 第一粉碎机 2 套 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 24 11 第二粉碎机 2 套 12 压榨输送机 2 套 13 压榨机 2 套 14 第三 粉碎机 2 套 15 干燥机 2 套 16 回收第一精馏塔 1 套 17 回收第二精馏塔 1 套 18 回收第三精馏塔 1 套 19 回收第四精馏塔 1 套 20 回收第五精馏塔 1 套 21 回收第六精馏塔 1 套 22 回收第七精馏塔 1 套 23 回收第八精馏塔 1 套 24 水分离器 1 套 25 分解塔 1 套 二、辅助生产车间 1 锅炉 75t/h 2 台 2 冷冻机组 制冷量： 680KW 5 台 3 盐水泵 2 台 4 清水泵 5 台 5 消防水 1 台 6 冷却塔 2500m3/h 3 座 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 25 7 循环水泵 8 台 8 热水泵 4 台 9 旁滤设备 2 套 10 空压机及制氮设备 3 套 11 空气及氮气仪表风储罐 0.8MPa 3 台 三、供电 1 35KV 真空断路器 数量待定 2 无功补偿器 数量待定 3 动力变压器 数量待定 4 高低压配电屏 数量待定 四、自 动控制 1 操作台 3 面 2 油压控制屏 3 面 3 自动控制系统 3 套 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 26 5.原料、辅助材料及燃料的供应 5 1 原料及辅助材料的供应 5 1 1 主要原料及辅助材料 主要原料及辅助材料包括 电石 、 醋酸、甲醇 等。品种、规格见表 5.1。 表 5.1 主要原料及辅助材料的品种、规格表 序号 原料品种 技术规格 备注 1 电石 CaC270 80%（重量） 粒度： 8 50mm 粒度合格率 85% 2 醋酸 外观 ：无色 透明液体 醋酸纯度 99.0% 甲酸含量 0.05% 3 甲醇 外观 ：无色透明液体 甲醇纯度 99.3% 馏分 95% 5 1 2 主要原料及辅助材料的消耗量 主要原料及辅助材料的年消耗量见表 5.2 表 5.2 主要原料及辅助材料的年消耗量表（ 2 万吨 /年） 序号 原料品种 单耗（吨 /吨） 小时消耗量 （吨 /小时） 年消耗量（万吨） 1 2 3 电石 醋酸 甲醇 1.85 0.115 0.062 4.625 0.288 0.155 3.7 0.23 0.13 5 1 3 主要原料及辅助材料的来源 聚乙烯醇 分厂 所需主要原料为 电石 、 醋酸 ， 电石 来源自 本厂电石分厂 ， 该电石分 厂年产电石 30 万吨，完全可满足电石的需求； 大庆石化分公司、大庆精细化工总厂和吉化公司现有年产 10 万吨、 20 万吨和 20万吨的醋酸装置 ,江苏索普现有年产 45 万吨的醋酸装置，可以满足本工程醋酸的需求。 XX 化工集团 公司年产 2 万吨 /年 聚乙烯醇 项目 27 5 2 燃料及动力的供应 燃料及动力的年消耗量及输送方式见表 5-3。 表 5-3 燃料及动力的供应表 序号 项目及规格 单位 单耗 小时消耗量 年消耗量 来源 输送方式 1 2 3 4 5 6 7 8 一次水 循环水 用 电 量 蒸汽 仪表空气 工艺空气 氮气 无烟煤 吨 吨 Kwh 吨 Nm3 Nm3 Nm3 吨 1200 2800 64000 80 800 1280 240 0.32 3000 7000 160000 200 2000 3200