1-可行性分析报告

可行性研究报告2019“东华科技-恒逸石化杯”第十三届全国大学生化工竞赛山东齐鲁石化分厂年产20万吨醋酸乙烯项目可行性报告西南大学乙炔吃醋队 团队成员：何林海、罗成、李任元、杨鑫、周义芳指导老师：张钰婷、李龙芹、雷洪、王晓丹 西南大学乙炔吃醋队目录第一章 项目总论11.1 项目概述11.1.1 项目名称11.1.2 项目建设地点11.1.3 项目建设规模、目标11.2 设计依据和原则11.2.1 设计依据11.2.2 设计原则21.3 项目建设背景以及意义21.4 主要经济技术指标31.5 项目结论51.6 存在问题及建议5第二章 市场预测分析72.1 醋酸乙烯性质72.2 醋酸乙烯用途72.3 醋酸乙烯市场分析82.3.1 进出口情况82.3.2 国内市场分析9第三章 建设规模和产品方案113.1 符合性分析113.1.1 产业政策符合性分析113.1.2 行业准入符合性分析113.1.3 所在地区发展规划符合性分析113.2 建设规模的比选123.3 建设规模133.4 产品方案133.4.1 主要产品133.4.2 产品技术规格13第四章 工艺技术路线154.1 醋酸乙烯生产工艺方案论证154.1.1 不同工艺方案投资比较154.1.2 不同工艺方案技术指标比较164.2.1不同工艺技术方案比选184.2 工艺方案简介204.2.1 主要原料以及辅助材料204.2.2 主要原料及辅助原料来源分析204.2.3 公用工程204.3.4 主要公用工程供应分析214.3.5 工艺流程简述22第五章 厂址选择255.1 建厂条件255.2 厂址概况255.3 地理位置255.4 自然条件265.5 社会经济条件275.6 交通运输27第六章 总厂集成286.1 总述286.2 集成依据286.3 物料集成296.4 能量集成306.5 与总厂的集成关系30第七章 环境保护317.1 法律法规317.2 设计标准317.3 概述317.4 废水327.4.1 废水组成及排放量327.4.2 处理方法及去向327.5 废气337.5.1 废气组成及排放量337.5.2 废气处理及去向347.6 废固347.6.1 废固一览表347.6.2 废固处理方法及去向347.7 环境监测站357.8 环境综合评价结论35第八章 投资估算与经济评价368.1 建设投资估算368.2 建设期利息估算表368.3 流动资金估算表378.4 项目总投资估算378.5 成本和费用估算378.6 销售收入和税金估算388.6.1 销售收入估算388.6.2 税金估算398.7 利润分配表398.8 财务分析408.8.1 项目财务现金流量表408.8.2 静态指标428.8.3 动态指标428.9 借款偿还期468.10 不确定性分析468.10.1 盈亏平衡分析468.10.2 敏感性分析47第九章 社会效益评价499.1 对节能的影响499.2 对环境保护的影响499.3 对经济的发展499.4 对推动就业的帮助49第十章 可行性研究总结5010.1 项目可行性5010.2 项目存在问题5010.3 研究结论51第一章 项目总论1.1 项目概述1.1.1 项目名称山东齐鲁石化分厂年产20万吨醋酸乙烯项目1.1.2 项目建设地点山东省淄博市临淄区齐鲁化学工业园区1.1.3 项目建设规模、目标建设规模： 本项目拟定年生产20万吨醋酸乙烯产品，副产乙醛，工程项目估算总投资为2.6亿元，预计将于2年内完工并投入生产。1.2 设计依据和原则1.2.1 设计依据（1）中华人民共和国国民经济和社会发展第十三五规划纲要；（2）化工工厂初步设计文件内容深度规定（2000年版）及有关专业国家标准；（3）中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国劳动安全法等相关的国家法律、法规；（4）化工投资项目可行性研究报告编制办法（2012年修订版）（中石化联产发2012115号）及有关专业国家标准；（5）中华人民共和国环境保护法和中华人民共和国劳动安全法等相关的国家法律、法规；（6）建设项目环境保护管理条例；（7）产业结构调整指导目录（2019年本）（征求意见稿）；（8）发改投资20061325号建设项目经济评价方法与参数（第三版）；（9）2019年“东华科技-恒逸石化杯”第十三届全国大学生化工设计竞赛设计任务书；（10）中国制造2025绿色发展2025年指标（11）其它地方性法律、法规、部门规章等。1.2.2 设计原则（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）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。（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）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。（5）贯彻工厂规模大型化、布置一体化、生产装置露天化、公用工程社会化、引进技术与创新相结合的项目建设方针。（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 项目建设背景以及意义（1）项目建设背景：我国醋酸乙烯生产工艺主要有乙烯法和乙炔法两种方法，尽管国内醋酸乙烯产业近几年发展较快，但随着对其应用领域的不断开阔以及国家经济发展速度的加快，使醋酸乙烯的需求量逐年上升，市场供需矛盾仍然存在，每年仍有较大的进口量。加之下游产品用途越来越广泛，市场需求量继续扩大。而且，2017年以来，醋酸乙烯海外供给收缩,同时受醋酸价格上涨推动，醋酸乙烯价格稳步上升。 2018年醋酸乙烯市场价格持续上升,行业产量保持相对稳定上涨态势。总的来看,近几年中国醋酸乙烯需求量不断上升,2018年中国醋酸乙烯表观需求量约为206.2万吨,在未来发展中，醋酸乙烯发展前景广阔。（2）项目建设意义： 符合国家产业政策，并得到部分省发改委鼓励； 较之电石PVC产品，醋酸乙烯是高端化工产品，是较高盈利项目； 国内需求长期高涨，产量不能满足下游需要； 本方所掌握的Bayer工艺合成醋酸乙烯一线生产技术，工艺上可行，成本上经济，并且具有绿色环保的特性； 上游原材料醋酸、乙烯市场供给充分，且价格适中。1.4 主要经济技术指标表1.1 主要技术经济指标表序号项目名称单位数值一生产规模万吨/年20二产品方案1醋酸乙烯万吨/年202乙醛万吨/年0.5三年操作时间小时8000四主要原材料，辅助材料用量1乙烯万吨/年7.82醋酸万吨/年14.83氧气万吨/年5.96阻聚剂（对苯醌）吨/年207吸收剂（乙醇胺）吨/年773.48钯金催化剂kg/年1148.39醋酸钾（助催化剂）kg/年100010二氧化硅（载体）kg/年21818.0五公用工程消耗量1冷却剂万吨/年12.442冷却水万吨/年673.23高压蒸汽万吨/年12.24中压蒸汽万吨/年38.06电万度/年30007工艺软水吨/年72008仪表空气Nm3/年3.5104六三废排放量1废水万吨/年1.732废气Nm3/h0.283废固吨/年22.97七全厂定员人106八总占地面积m250000九工程项目总投资万元25487.351建设投资万元21336.832流动资金万元3200.523建设期利息万元950十年销售收入万元163350十一成本和费用1年均总成本费用万元144856.12年均经营成本万元143313.66十二年均净利润总额万元12572.26十三财务评价指标1投资利润率%58.032投资利税率%72.53资本金净利润率%55.44投资回收期（静态）年4.635投资回收期（动态i=0.13）年5.436项目内部财务收益率（税后）%34.697财务净现值（税后，i=0.13）万元34191.56十四清偿能力指标1贷款期限年52贷款总额万元100003每年应还金额万元2293.811.5 项目结论通过市场需求分析、技术方案和厂址论证、技术经济分析，初步结论如下：（1） 该项目符合国家能源战略产业发展政策和绿色化工行业发展趋势，投产后企业的产品结构趋向合理，增加了企业的市场竞争能力。（2） 从产品需求预测情况看，国内市场对醋酸乙烯的需求量也有逐步扩大趋势；且以乙烯为原料生产醋酸乙烯将有很大的市场竞争力。因此，建设此项目是十分必要的。（3）所选厂址合理，项目利用园区空地，无移民安置问题，不占农田和耕地。无拆迁和补偿问题，社会风险小。另外，来自总厂的气源和原料供应稳定可靠，公用工程可利用园区现有资源。（4）该项目进行了全面的风险评估和可操作性分析，并配备了健全可靠的控制系统，经技术经济分析，项目经济效益好，具有一定抗风险能力。（5）本项目可提供一定工作岗位，解决一部分当地就业问题，拉动当地相关产业发展。具有较好的社会效益。（6）本项目未列入国家发改委2019年发布的产业结构调整指导目录（2019年本）（征求意见稿）中限制类或淘汰类类项目。产业政策上具有可行性。本项目具有较好的建设条件和开发前景。1.6 存在问题及建议（1）就醋酸乙烯产品而言，从上世纪70年代初的石油化工飞跃发展开始，国际上对制醋酸乙烯的生产技术几乎没有很大的进步。技术革新难度较大。（2）本项目冷热物流可换热的量较少，需要足量的公用工程完成传热，本项目属新建项目，设备投资及能耗均较高。（3）本项目生产过程中易燃易爆气体温度会变化，存在一定的工程风险，需严防潜在事故。（4）本项目涉及易燃物品，管道设备需要严格密封，以防可燃气体泄漏，甚至发生爆炸事故。（5）为贯彻清洁生产、绿色发展原则，在工艺改进和“三废处理”方面应进一步深度研究改良。第二章 市场预测分析2.1 醋酸乙烯性质醋酸乙烯（Vinyl acetate，简称VAc），全称为醋酸乙烯酯，分子式C4H6O2，结构式是CH3COOH=CH2，在常温下醋酸乙烯是一种无色透明液体，易挥发、稍有毒性、带有特殊的气味，对人的眼睛和皮肤有刺激作用。它的蒸汽为湿麻醉剂，能刺激皮肤及呼吸器官。醋酸乙烯能与水部分互溶，与甲醇、乙醇等形成共沸物，能与苯、水形成三元恒沸物，能溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、四氯化碳等有机溶剂，微溶于水。表2.1 醋酸乙烯理化性质物理性质数值物理性质数值分子量熔点，沸点，101.3kPa（760mmHg）39.99kPa（300mmHg）6.67 kPa（50mmHg）1.33 kPa（10mmHg）闪点，液体相对密度d2020折射率nD2086.091-92.872.247.09.0-18-7.780.93381.3592黏度(20)，mPas气化热，J/kg燃烧，kJ/kg聚合热，kJ/mol临界温度，临界压力，kPa临界密度,g/cm3蒸汽相对密度（空气=1.0）空气中爆炸极限，%（vol）0.42379.124.0689.1225242000.3242.962.613.62.2 醋酸乙烯用途醋酸乙烯是一种重要的有机化工原料，在实际应用中，它通过自身聚合或与其它单体共聚，可以生成聚乙烯醇（PVA）、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液（VAE）或共聚树酯（EVA）、聚醋酸乙烯（PVAc）、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物（EVC）、聚乙烯醇缩乙醛、乙烯-乙烯醇（EVOH）、氯醋共聚物（VC/VAc）和聚丙烯腈变性体等衍生物产品。该类产品广泛应用于纺织、化工、建筑、造纸、卷烟、家具、包装、装潢、装饰、化妆、洗涤、医药、印刷、电器、橡胶、皮革、化纤、电子、精细化工等众多领域。主要用作乳化剂、稳定剂、整理剂深层材料、化学浆料、塑料材料、薄膜制品防护涂层、纤维材料等。在纤维领域,醋酸乙烯主要用于维尼纶合成和醋乙烯一丙烯腈类纤维。2.3 醋酸乙烯市场分析2.3.1 进出口情况从近十年的进出口数据来看，中国的进口量保持在相对稳定的水平，但总体有所下降，而出口量在2014年猛增之后也一直处于较高的水平。主要是由于国内醋酸乙烯的技术逐渐成熟高端产品供应能力有所上升，对进口部分存在显著地替代作用，同时中低端产品的产能上升较快，大规模生产装置逐渐成熟，在国际市场上的竞争力逐渐增强。图2.1 2009-2018年中国醋酸乙烯市场进出口统计如图分析可知，尽管国内醋酸乙烯产业近几年发展虽然较快，但随着对其应用领域的不断开拓以及国家经济发展速度的加快，使醋酸乙烯的需求量逐年上升，市场供需矛盾仍然存在，每年仍有较大的进口量。加之下游用途越来越广泛，市场需求量将继续扩大。2.3.2 国内市场分析目前，我国醋酸乙烯的工业生产主要采用乙烯法和乙炔法两种方法。2009年以来，得益于终端行业快速发展,醋酸乙烯产量也逐步增长，2017年，国内醋酸乙烯的产量为181.0万吨。2009-2017年，醋酸乙烯产量的年均复合增速为11.4%，近两年下游建筑和涂料行业需求保持上升趋势，预计未来醋酸乙烯产量仍将平稳增长。2017年以来，醋酸乙烯海外供给收缩,同时受醋酸价格上涨推动，醋酸乙烯价格稳步上升，显示上游原材料至醋酸乙烯价格传导顺利。2018年醋酸乙烯市场价格持续上升,行业产量保持相对稳定上涨态势，2018年行业总体产量约为197.4万吨。行业近几年产量走势如下图所示:图2.2 2009-2018年中国醋酸乙烯（VAc）产量走势图总的来看,近几年中国醋酸乙烯需求量不断上升,2018年中国醋酸乙烯表观需求量约为206.2万吨,进口量为24.38万吨。近几年中国醋酸乙烯表观需求量走势如下图所示：图2.3 2009-2018年中国醋酸乙烯供需平衡图综上，未来几年，由于醋酸乙烯下游产品的不断扩展，加之原料来源丰富且价格适中，生产装置不断改进，醋酸乙烯市场前景广阔，经济效益明显，项目建设有很大意义。第三章 建设规模和产品方案3.1 符合性分析3.1.1 产业政策符合性分析国家发改委2019年发布的产业结构调整指导目录（2019年本）（征求意见稿），本项目以乙烯和醋酸为原料生产醋酸乙烯未列入产业结构调整指导目录（2019年本）（征求意见稿）中的限制类或淘汰类。本项目年产20万吨醋酸乙烯，符合相关政策。3.1.2 行业准入符合性分析2016年4月，中国石油和化学工业联合会发布了石油和化学工业“十三五”发展指南，指出要围绕原料优化、节能降耗等领域实施技术改造，提高企业整体发展水平和经济效益；围绕产品质量档次提升加快技术升级，基础化工产品从工业级向电子级、医药级、食品级方向发展；加快制修订清洁生产技术推行方案和清洁生产评价指标体系，开展清洁生产技术改造和清洁生产审核；开展水污染防治工作，实施清洁化改造，加大难降解废水治理力度，从源头上解决污水治理难题。走多元化综合利用的道路，推动固废资源规模化、高值化利用。另外提出了“十三五”期间我国石化行业发展的主要方向：调结构去产能，创新驱动，绿色低碳发展。结构性产能过剩仍然是我国石化行业发展的突出问题。去产能，调结构，向高端化、精细化方向发展是我国化工行业提质上档、健康发展的必然选择。本项目以山东齐鲁石化提供原料乙烯，生产高端化工产品醋酸乙烯的原料路线，本着节约能源、清洁绿色发展原则，符合“十三五”期间石化行业的发展方向。3.1.3 所在地区发展规划符合性分析本项目建于齐鲁化学工业园区。齐鲁化学工业区位于淄博市临淄区，是山东省政府与中国石化集团的重要合作项目，是国家正式批准设立的国内第三家专业化工园区，总体规划面积42平方公里，分为炼油化工区、乙烯联合化工区、精细化工区、塑料加工区、核心区等5个功能园区。齐鲁化学工业园区规划总面积61.51平方公里，其中齐鲁产业园规划面积46.75平方公里，金山产业园规划面积14.76平方公里。齐鲁化学工业区总体发展规划期为2017年-2025年，坚持“优化布局、转型升级、提质增效、绿色循环发展”的原则定位产业，重点发展石油化工、精细化工、塑料加工及高端装备制造产业，着力打造优势产业链条，努力实现基础化工向中高端化工转型升级。本项目以乙烯和醋酸为原料，生产醋酸乙烯，本着节约能源、绿色发展的原则，较之电石PVC产品，醋酸乙烯又是高端化工产品，本项目符合该地区及园区发展规划。3.2 建设规模的比选本项目装置主要由醋酸乙烯合成工段、预分离工段、CO2吸收解吸工段和醋酸乙烯精制工段构成。根据国家相关政策、经济规模的需要，原料、公用工程的供应能力和市场需求情况，确定本项目规模为年产20万吨醋酸乙烯，副产乙醛。表3-1 项目建设规模比较生产规模10万吨醋酸乙烯20万吨醋酸乙烯30万吨醋酸乙烯占地面积（万m2）4.55.06.25技术成熟度只需单套反应器设备，技术稳定性良好只需单套反应器设备，技术稳定性良好需两套反应器设备，技术待提高原料来源总厂原料充足总厂原料充足存在总厂原料供给不足情况产品规格10万吨HAc20万吨HAc30万吨HAc产品市场可完全消费可完全消费市场接近饱和可行性规模过小规模合适，具有充足可行性规模稍大，可行性有待考察上述本项目三种规模的对比可以看出，年产20万吨醋酸乙烯项目原料来源充足，投资适中，市场需求符合，产品方案合理，且技术稳定性有保障。因此本项目建设规模为年产20万吨醋酸乙烯。3.3 建设规模本项目依托山东齐鲁石化提供原料乙烯，采用乙烯气相法合成醋酸乙烯，项目副产乙醛，工艺技术成熟，产品质量好，催化剂活性高，并且市场前景广阔，经济效益显著。本项目建设规模年产为20万吨醋酸乙烯。本项目建设规模见表3-2。表3-2 建设规模序号项目单位规模1建设规模104t/a202项目投资亿元2.63项目用地m2500003.4 产品方案3.4.1 主要产品本项目利用山东齐鲁石化提供的原料乙烯生产醋酸乙烯，年产量为20万吨。本项目副产品为乙醛。本项目产品方案见表3-3。表3-3 产品方案序号产品单位产量备注1醋酸乙烯104t/a20主产品2乙醛104t/a0.5副产品3.4.2 产品技术规格本项目主产品为醋酸乙烯，副产品为乙醛。工业用醋酸乙烯满足SH/T 1628.1-2014工业用乙酸乙烯标准，其要求如表3-4所示：表3-4 工业用醋酸乙烯技术要求（SH/T1628.1-2014）项目指标优等品一等品合格品外观无色透明，无机械杂质密度（20）/（g/cm3）0.9300.9340.9300.9340.9290.935色度（铂-钴）/号51015蒸发残液/（mg/kg）50100200酸度（以乙酸计）/（mg/kg）40100200醛含量（以乙醛计）/（mg/kg）200300500水分/（mg/kg）4006001000纯度w99.899.699.4表3-5 工业用乙醛技术要求（HG/T 5149）项目指标优等品一等品合格品外观无色液体色度，Hazen单位（铂-钴）/号10乙醛，w/99.599.299.0乙醇，w/0.100.150.20酸（以乙酸计）/ w/0.050.100.15水/ w/0.100.150.20不挥发度，w/0.10本项目产品醋酸乙烯和乙醛均可达到优等品规格。第四章 工艺技术路线本项目设计为山东齐鲁石化分厂，依托山东齐鲁石化提供原料乙烯，采用乙烯气相法合成醋酸乙烯，副产乙醛，项目计划年产20万吨醋酸乙烯。工艺技术成熟，产品质量好，催化剂活性高，并且市场前景广阔，经济效益显著。4.1 醋酸乙烯生产工艺方案论证目前工业生产醋酸乙烯主要采用的技术是乙炔气相法和乙烯气相法，乙烯比乙炔相对价廉，因此世界上乙烯法占主要地位。乙烯法流程较短，而乙炔法流程较长，工艺过程较为复杂，与乙烯法相比，电石乙炔法最大的缺点是存在环保问题和能耗问题，因此该法在欧美国家已经逐渐被淘汰。4.1.1 不同工艺方案投资比较不同工艺的生产醋酸乙烯方案投资比较结果如表4-1所示。表4-1 生产醋酸乙烯工艺方案投资比较装置生产能力：20.4万吨每年 （单位：美元/吨，乙炔价格/乙烯价格=1.5:1）乙烯气相法乙炔气相法界区外投资96.267.9界区内投资36.133.2总固定资产132.3101.1运行资金17.417.7总原料成本453578.8公用工程2648.5可变生产成本479.0627.3直接现金成本25.015.96分摊现金成本25.017.27总现金生产成本529.0660.53非现金分摊成本（折旧）106.077.4净生产成本635737.93上面表格显示，装置投资（包括界区内和界区外），乙烯法高约30%；总原料成本，乙炔法高约25%；醋酸乙烯产品的生产成本，乙炔法高15%左右。总体来说，乙烯气相法投资较乙炔气相法高，但净生产成本乙烯气相法明显比乙炔气相法低。4.1.2 不同工艺方案技术指标比较对于不同醋酸乙烯生产方案，从消耗、转化率、能耗等技术指标进行比较。表4-2 生产醋酸乙烯方案比较生产工艺乙烯气相法电石乙炔法天然气乙炔法反应方式固定床气相流化床气相固定床气相反应温度/150-200170-210170-210反应压力/MPa0.49-0.98常压常压空速/（L/h）2040-2100110-150200-270摩尔比C2H4:O2:HAc=9:1.5:4HAc:C2H2=1:2.5-3.5HAc:C2H2=1:3-4催化剂金、钯贵有金属Zn(Ac)2/活性炭Zn(Ac)2/活性炭催化剂寿命720-900天150-180天300-400天HAc单程转化率15-20%30-45%50-60%空时收率6-81.0-1.32.0-2.5主要优点工艺技术成熟，副产物少，设备腐蚀性小，催化剂活性高，产品质量好， 技术成熟，单台设备产能大，催化剂易得热能利用好，催化剂价廉、易得，主要缺点催化剂贵重电石渣污染严重，三废处理成本高，能耗大乙炔成本高通过分析数据可得以下结论：1消耗电石乙炔法原料主要是电石资源，电石法制乙炔、乙炔和醋酸合成制醋酸乙烯。天然气乙炔法中，天然气部分氧化法制乙炔，乙炔和醋酸反应制醋酸乙烯。在电石及天然气资源丰富的地区，乙炔气相法工艺的使用较普遍。总体而言对原料来说消耗不大，但公用工程消耗较大，经济效益较差，且电石乙炔法对环境污染严重。乙烯气相法是使乙烯、氧气和醋酸蒸汽在钯（Pd）、金（Au）或铂（Pt）/SiO2（或Al2O3）贵金属负载型催化剂的作用下，在100-200、0.6-1.1MPa条件下发生气相氧化而合成醋酸乙烯。原料消耗虽然比乙炔法稍高，但乙烯成本相较乙炔低，催化剂活性高，产品质量好，在我国经济效益显著。2转化率天然气乙炔法的单程转化率（以醋酸计）为50-60%，电石乙炔法的为30-40%，而乙烯法仅有15-20%左右，相比较而言，乙炔法单程转化率比乙烯法高。但空时收率乙烯法比乙炔法高，且乙烯法的收率和选择性也有所保障。3能耗电石乙炔法中，反应条件为常压、170-210，反应条件温和，但是由于电石渣及废气、粉尘污染严重，后续处理三废能耗大。天然气乙炔法中，反应条件和电石乙炔法相差不大，但工艺投资大，技术难度大，所以能耗并不低，且乙炔原料成本较高。乙烯气相法中，反应条件为0.49-0.98MPa、140-180，流程较短，工艺技术成熟，副反应较少，相对来说，经济效益良好。4本质环保电石乙炔法最大的缺点就是产生大量的电石废渣，电石废渣处理问题一直有待更好地解决方案。除此以外，还会产生电石炉尾气和粉尘，对周围的大气环境以及土壤和水资源带来了长久的危害，不符合当前绿色化工的发展理念。天然气乙炔法生产醋酸乙烯，生产流程较为复杂，生产过程产生的废渣废气废水较少，对环境污染较少，所以本质环保。乙烯气相法在生产过程中不会产生含酸性等污染物，生产过程中也不会产生大量的废气废渣，对环境不会产生很大的危害性，整个生产过程原子利用率高，所以本质环保。5本质安全电石乙炔法和天然气乙炔法反应条件为常压，反应温度也不高，生产条件温和，但电石遇水或湿气能迅速产生高度易燃的乙炔气体，在空气中达到一定的浓度时，可发生爆炸性危害；而乙炔本身就是无色无味的有毒气体，极易燃烧爆炸。所一本质安全一般。乙烯气相法制醋酸乙烯，反应温度为150-200，压力为0.49-0.98MPa，操作条件较为严苛，在生产过程中操作控制得当，操作较为安全。6流程繁简乙烯气相法流程短，工艺较为简单并且技术成熟，而乙炔法流程较长，工艺过程较为复杂。我国石油乙烯工艺高速发展，而且乙烯法制醋酸乙烯工艺技术成熟，原料来源丰富且价格适中。不同醋酸乙烯制取方案比较结果如表4-3所示。表4-3 不同工艺技术方案转化率、能耗等技术指标比较工艺技术消耗转化率能耗本质环保本质安全流程繁简天然气乙炔法较高高较高对环境污染小一般流程较长，工艺较为复杂电石乙炔法高高高产生大量电石渣、对环境污染大一般流程长，工艺较为复杂乙烯气相法较高较低低设备腐蚀性小，对环境污染小安全流程短，工艺简单乙烯气相法与天然气乙炔法和电石乙炔法相比，副反应比较少，分离过程比较简单，反应过程中不涉及强酸等其他有污染的废物，符合绿色化工中无污染的要求。且能耗低，对设备腐蚀性小，对环境污染小。工艺流程简单，得到的醋酸乙烯纯度可达到工业级要求。故本项目采用乙烯气相法生产醋酸乙烯。4.2.1不同工艺技术方案比选乙烯气相法又分为Bayer法和USI法，表4-4 乙烯气相法主要工艺条件和技术指标乙烯气相Bayer法反应温度140-180单程转化率以氧气计60-70%反应压力0.49-0.98MPa以醋酸计20%空速2000h-1以乙烯计10%原料气含氮量（不以凝气计）7%（体积）原料配比：乙烯：氧气：醋酸=9:1:4选择性（以乙烯计）90-94%空时产率（以催化剂）8t/m3.d乙烯气相USI法反应温度125-145空速20-300h-1反应压力0.15-0.25MPa醋酸乙烯收率以乙烯计95%原料配比：乙烯：氧气：醋酸=9:1.5:4选择性（以乙烯计）91%空时产率（以催化剂）3-4 t/m3.dUSI技术与Bayer技术无论是工艺原理，还是操作过程都非常相似，只是USI技术工艺条件较为温和，但产品的时空收率较低，仅为Bayer技术的60%，单台反应器生产能力小，不宜进行大规模生产，Bayer技术的时空收率较高，易于实现大规模的生产，经济优越性更为明显，故目前已有的以乙烯为原料路线的醋酸乙烯装置绝大多数采用Bayer技术。根据以上指标，对乙烯气相法进行综合评定，如表4-5所示。表4-5 醋酸乙烯合成工艺的综合评定工艺技术乙烯Bayer法乙烯USI法技术设备满足程度优良工艺流程复杂程度简单简单环境保护良良产业政策优良综合评定技术可行技术有待改进通过乙烯Bayer法和USI法比较，乙烯气相Bayer法技术比USI法成熟，流程简单，污染小，环境亲和力强；虽催化剂成本较高，但设备投资方面有所降低，并且在产品纯度和收率上都有所保证，最终选择乙烯气相Bayer法。4.2 工艺方案简介4.2.1 主要原料以及辅助材料本项目原料乙烯来源为山东齐鲁石化，其他原料外购。主要原料和辅助材料如表4-6所示。表4-6 原料、辅助材料、催化剂消耗量及来源项目名称单位消耗量来源运输方式原料乙烯104t/a7.8总厂供给管道运输醋酸104t/a14.8全部外购公路运输氧气104t/a5.9空压站管道运输辅助材料阻聚剂（对苯醌）t/a20全部外购公路运输吸收剂（乙醇胺）t/a773.4全部外购公路运输催化剂钯金催化剂kg/a1148.3全部外购公路运输醋酸钾（助催化剂）kg/a1000全部外购公路运输二氧化硅（载体）kg/a21818全部外购公路运输4.2.2 主要原料及辅助原料来源分析本项目主要原料乙烯由山东齐鲁石化总厂供给，齐鲁石化拥有80万吨/年乙烯项目，通过管道输送至本厂生产区。醋酸、气体、阻聚剂、吸收剂和催化剂等辅助运料通过外购获得，由公路运输至本厂区。本厂利用空气中的氧气进行主反应，年需用量为5.9万吨，来自空压站，通过管道运输。醋酸（99.8%）由淄博彦硕经贸有限公司购入，通过公路运输至本厂。其他原料：对苯醌由淄博泰立泽化工有限公司购入，通过公路运输至本厂；乙醇胺由金悦隆化工科技有限公司购入，通过公路运输至本厂；钯金催化剂、助催化剂及载体由山东希瓦化工有限公司定制购入。4.2.3 公用工程本项目公用工程包括常温冷却水、低温冷却剂、高压蒸汽、中压蒸汽、电等，相关性质以及需求量如表4-7所示。表4-7 公用工程一览表序号名称入口温度（）出口温度（）年消耗量使用方式来源1冷却剂-25-2012.44万吨/年连续本厂公用工程站2冷却水2025673.2万吨/年连续来自水站3高压蒸汽25024912.2万吨/年连续总厂公用工程站4中压蒸汽17517438.0万吨/年连续总厂公用工程站5电-3000万度/年连续园区供电6工艺软水7200吨/年连续园区软水车间7仪表空气3.5104Nm3连续空压站4.3.4 主要公用工程供应分析本厂生产过程需要用到冷却水、冷冻剂、中低压蒸汽、电、仪表空气等不同类型的公用工程。本项目涉及到的公用工程皆为常用公用工程，消耗均为连续使用，其中园区内的公用工程皆可由总厂提供；总厂的公用动力站可以为本厂供应高压、中压、低压等各类型的标准蒸汽、电力等公用工程；园区的公用水站可以为本厂提供循环冷却水；空压站可以为本厂提供仪表空气。冷剂由分厂冷冻站自行提供。本项目的所有公用工程总厂及园区都能提供，满足相关需求。（1）水的来源园区设有水厂，该水厂目前的供水能力是21万吨/日，园区规划在此基础上扩建，最终达到40万吨/日，能满足日常生产需求。（2）电的来源化工区内现有发电能力60万千瓦、33万千瓦和1.2万千瓦的热电厂三处，总供电能力94.2万千瓦。化工区外供电源电压等级确定为110Kv,供电电源有三个，即：辛店电厂110kV系统、齐鲁石化公司热电厂110kV系统及当地规划的临淄220kV区域变电站110kV系统。满足用电需求。（3）蒸汽来源本厂采用蒸汽作为主要的加热介质。蒸汽可用于设备换热，也可用于生活区、医院、职工宿舍等辅助设施。蒸汽的产生和供应是由蒸汽系统控制。蒸汽循环系统主要由锅炉、过热器、冷凝器、水泵、用汽装置、疏水器、减压阀等单元构成。蒸汽循环系统来自总厂公用工程站，能够额外满足分厂需求。（4）冷剂来源本厂采用冷剂作为主要的冷却介质。冷剂的产生和供应是由分厂公用工程站的制冷系统供应。4.3.5 工艺流程简述本项目为山东齐鲁石化分厂年产20万吨醋酸乙烯项目，副产乙醛。装置由醋酸乙烯合成工段、预分离工段、CO2吸收解吸工段、醋酸乙烯精制工段组成。采用乙烯气相法制醋酸乙烯，反应方程式如下：CH3COOH+CH2=CH2+12O2CH3COOHCH=CH2+H20（主反应）CH2=CH2+2O22CO2+2H2O（副反应1）CH2=CH2+12O2CH3CHO（副反应2）图4-1工艺流程图（1）醋酸乙烯合成工段本设计是在Bayer法合成醋酸乙烯工艺的基础上所设计出来的。在醋酸乙烯合成工段中，本工艺乙烯的单程转化率只有10.57%，大量未反应的乙烯必须循环使用。新鲜的乙烯和新鲜乙酸送入乙酸蒸发罐，在蒸发器内的填料上，乙烯与乙酸逆流接触，饱和乙酸气体由蒸发器顶部引出，温度加热至140。乙烯和乙酸的混合气体从蒸发器顶部出来后，气体送入氧气混合器与氧气和二氧化碳混合，使混合物中氧气占5%，二氧化碳占28%。来自洗涤塔及CO2吸收塔的压缩循环气和新鲜的乙烯混合体和循环后，与反应器出口的高温反应气换热，再加热至160后送入醋酸乙烯列管式固定床反应器反应，乙烯、氧气和乙酸混合气在Pd-Au-KAc/SiO2催化剂表面进行反应转化成醋酸乙烯。（2）预分离工段反应后的气体从经冷凝后送入气液分离器分离，气液分离器顶部气体送入洗涤塔，用循环醋酸和水洗涤吸收，将可凝反应产物醋酸乙烯及未转化的醋酸酸转入液相，塔顶排出不凝气体。不凝气体经过分流后大部分循环回反应器，小部分送入CO2吸收解吸工段吸收CO2。气液分离器底部的液体和洗涤塔的塔底液体混合，由于气液分离和吸收操作中均有部分气体溶解于液体中，故将液体送入汽提塔，将乙烯、二氧化碳和氧气等气体汽提，经压缩后循环回洗涤塔再次吸收。汽提塔塔底将得到醋酸、醋酸乙烯、水和少量乙醛的混合液，送入醋酸乙烯精制工段进行分离精制。（3）CO2吸收解吸工段洗涤塔塔顶气体经分流后，一部分送入CO2吸收塔，用一乙醇胺（MEA）溶液吸收二氧化碳。吸收塔塔顶排出的气体主要是乙烯，循环回反应器。塔底吸收液经以CO2解析塔塔顶气体为热源的管壳式换热器换热后送入CO2解吸塔解吸CO2，在减压、升温的条件下，使二氧化碳从塔顶脱出；塔底MEA吸收液经补加新鲜MEA水溶液后，循环回CO2吸收塔，实现MEA的循环利用。（4）醋酸乙烯精制工段汽提塔塔底排出的液相物料，先送入醋酸回收塔，塔底得到高纯度醋酸，大部分醋酸循环返回洗涤塔洗涤吸收CO2，剩余部分醋酸送去醋酸储罐，实现醋酸的循环利用。塔顶气体经冷凝后送入液液分相器分相，上层为有机相（主要为VAc），下层为水相。上层醋酸乙烯有机相送入醋酸乙烯精制塔共沸精馏，塔顶主要是醋酸乙烯和水的共沸物，循环送入液液分相器再次分相，塔底得到高纯度的醋酸乙烯产品，加入阻聚剂对苯醌后经泵送入醋酸乙烯储罐。下层水相送入乙醛精制塔，塔顶馏出物为高纯度的副产品乙醛，塔釜液废水经废气废水联合站处理，处理得到的液体COD不超过80mg/mL，可直接进入循环水系统。第五章 厂址选择5.1 建厂条件齐鲁石化坐落于山东省淄博市临淄区，占地面积24.8平方公里，是一家集石油化工、盐化工、煤化工、天然气化工为一体的特大型炼油、化工、化肥、化纤联合企业。齐鲁化学工业区位于淄博市临淄区，是山东省政府与中国石化集团的重要合作项目，是国家正式批准设立的国内第三家专业化工园区，总体规划面积42平方公里，分为炼油化工区、乙烯联合化工区、精细化工区、塑料加工区、核心区等5个功能园区。齐鲁化学工业园区全面与国际接轨，引入世界级大型化工区的“一体化”开发理念：产业产品一体化、公用辅助一体化、物流运输一体化、环境保护一体化、管理服务一体化。 5.2 厂址概况本项目建设场地位于山东省淄博市临淄区齐鲁化学工业园区。由总厂山东齐鲁石化提供原料乙烯。各项配套设施比较完善，大部分公用工程已经建设完成，少部分公用工程需要新建或扩建。装置建设于工业园区内，原料与公用工程运输管路短，损耗小。园区周围有齐鲁石化热电厂、华能电厂、临淄热电厂等，可满足园区用电、用汽需求。齐鲁石化公司的供水厂、污水处理厂、污水排污管线以及氯气、氢气、氮气、氧气、二氧化碳等各种气体均有生产，可以为进区企业配套供应。5.3 地理位置项目建设区域大致坐标：北纬363751东经1180627，装置占地面积约5万平方米，位于鲁中丘陵北缘，淄博市东部，处于山东省铁路、公路交会点和重要的交通枢纽城市。本项目建设场地如图5-1所示。图5-1 项目建设地点5.4 自然条件山东淄博属暖温带湿润季风气候。1月均温-3-1,8月(最热月)均温约25,极端最高温约38。10以上活动积温为3004100。年降水量650850毫米,半岛南侧在800毫米以上;西北侧滨海平原约600毫米年降水量约60%集中于夏季,且强度大,常出现暴雨。降水年均相对变率约20%年均相对湿度在70%以上半岛东侧南部沿海47月多海雾,年均雾日3050天。淄博市风玫瑰图如图5-2所示。图5-2 风玫瑰图本项目所在的园区，工业基础雄厚，原材料充足，所属地区的自然条件适合化工行业发展。 5.5 社会经济条件齐鲁化工园区享受国家级化工区的优惠政策。新建工业企业，固定资产投资超过1000万元的，从实现第一笔销售收入起，2年内按企业实际上缴所得税地方留成部分的全部、第三至第五年度按50%给予企业资金扶持；对进区企业，各项行政事业性收费给予减免或优惠，对工业项目免收人防异地建设费、工程交易费、综合开发费等费用；土地出让期可按国家规定的最高期限进行办理，对技术含量高、投资额大的项目，土地价格等相关事宜实行一事一议。5.6 交通运输淄博是山东省铁路、公路交会点和重要的交通枢纽城市。临淄区位于鲁中丘陵北缘，居淄博市东部。坐标约为北纬363751，东经1180627。东临青州市，北与广饶县、博兴县接壤，西与张店区、桓台县相邻，南与淄川区、青州市连接，地理适中，交通发达，是沟通中原地区和山东半岛的咽喉要道。区内辖9处乡镇、5处街道，469个行政村(居)，面积668平方公里，占全市总面积的11.2%。齐鲁化工区位于淄博市临淄区与张店区之间，地理位置优越、交通便利。铁路东西有胶济线贯通；南有辛泰线与京沪线相接，淄八线连接市区南部；北有淄东线直达胜利油田。公路济青高速公路横贯东西，滨博高速公路连通南北，309国道与205国道在此相交，15条公路干线通往全省及全国各地。海空港距离青岛空港和海港260公里，距离济南空港80公里。第六章 总厂集成6.1 总述本项目为山东齐鲁石化新建分厂年产20万吨醋酸乙烯项目，项目建设地点位于山东省齐鲁化学工业园区空地，在物料与能量上都可以实现与其他子系统或集团内分公司的集成，从而使能源动力系统既利用合理又实现低污染排放，使化工产品的生产过程变得低能耗与低成本，从而实现了多领域功能需求和能源资源高增值的目标。6.2 集成依据历来化工厂的能源动力部分与生产部分为相互独立。传统动力部分的核心为热力循环，它旨在提高热转功效率以及热能的综合利用，但至今很多措施多还局限于物理能范畴，对常规系统存在的弊病没有质的改进。而传统化工生产过程关心的则是原料的组分与比例，其关键是通过组分调整，将原料中有效成份最大程度地转化为化工产品，来提高产品产率，但相应的未反应气不断再循环等措施却伴随着相对能耗率的不断升高。总之，分产系统往往片面地追求某个目标的思路，使得它无法克服由此带来的能耗高、化学能损失大以及环境污染严重等问题。因此，系统整合思想理应受到重视，一些国际组织和国家将联产系统作为化工技术的战略选择，并依靠它来实现能源系统近零排放。化工动力多联产系统是通过对热工过程和化工过程集成优化整合，达到更合理的物质与能量综合梯级转换利用，从而形成一体化的能源资源利用系统，以实