30000吨年聚丙烯酰胺项目可行性实施报告

1、学习参考 30000 吨/年聚丙烯酰胺项目 1 总论 1.1 项目及建设单位基本情况 1.1.1 项目基本情况 1.1.1.1 项目名称 *30000吨/年聚丙烯酰胺项目。 1.1.1.2 项目建设性质 本项目为新建项目。 资本来源：自筹资金40%贷款60%性质为民营企业，经营体制 为股份制。 1.1.1.3 项目建设地点 吉林省*化工园区 1.1.2 建设单位基本情况 1.1.2.1 建设单位名称、性质及负责人 建设单位全称：* 企业性质：民营企业 1.1.2.2 建设（主办）单位概况 *是新兴民营企业，该公司立足吉化，生产聚丙烯酰胺，面向石 油开采、水处理、纺织印染、造纸、选矿、洗煤、医药

2、、制糖、养 殖、建材、农业等行业。 *现有员工85人，其中高级工程师9人，工程师20人，拥有中 专及以上文凭的人员占总员工的 40%以上。公司固定资产现值 22660万 元，流动资产4054万元。 *按现代企业管理模式建立了完善的管理机构，按照精干高效的 原则对各生产分厂及科研开发机构进行管理，以确保企业生产经营工 作的正常进行。 1.2 编制依据及原则 1.2.1 编制依据 a） *的可行性研究报告编制委托书。 学习参考 b） *提供的基础数据资料。 c）中国石油天然气股份有限公司炼油化工建设项目可行性研究 报告编制规定 122 编制原则 a） 采用先进、合理、可靠的技术，以保证本工程实施后

3、生产运行 平稳，产品质量可靠，并能达到节能降耗的目的。 b） 合理选择设备材质，全部设备实行国产化，以减少建设投资。 c）项目实施执行国家相关的法律和规范，注重环保措施的“三同 时”，确保项目投产后符合职业安全卫生的要求，使企业在获得经济 效益的同时产生良好的社会效益。 d） 合理选择设备材质，加大国产化力度，除关键的专利设备和国 内不能制造的特殊材料引进外，其余全部国内供应。 e） 遵循国家可持续发展的战略要求， 高度重视环境保护、 劳动安 全和工业卫生，尽量减少对周边环境的影响，各种排放物必须符合国 家和当地政府的有关环保标准和规定。 1.3 研究范围及编制分工 本可行性研究报告对*300

4、00吨/年聚丙烯酰胺项目的产品市场与 价格预测、建设规模、工艺技术及设备方案、原材料供应、自动控 制、厂址方案、公用工程及辅助生产设施、节能、消防、环境保护、 职业安全卫生、投资估算、财务评价、预期目标及风险进行了分析和 研究。 本可行性研究报告的编制由中石油东北炼化工程有限公司吉林设学习参考 计院负责。单兀主项表见表1.3-1。 表 1.3-1 工程主项表 序号 主项 代码 主项名称 建设规模（104t/a） 备注 1 生产装置 3 一车间 I期工程 1.1 1100 单体聚合单元 1.2 1200 精制单兀 1.3 1300 聚合单元 1.4 1400 干燥及造粒单元 1.5 1500 包

5、装 二、三车间 II期工程 1.6 2100 单体聚合单元 1.7 2200 精制单兀 1.8 2300 聚合单元 1.9 2400 干燥单元 1.10 2500 包装 1.11 3000 原料罐及汽车装卸站台 （1个鹤位） 2 公用及辅助设施 I期工程 2.1 4000 污水池 2.2 5000 产品仓库 2.3 6000 配料车间 2.4 7000 循环水单元 3 300 m /h 2.5 9000 综合楼 包括：办公室、实验室、备件 库 2.6 9100 电控室 2.7 9200 食堂、宿舍及车库 2.8 9300 换热站 2.9 9400 添加剂和化学品储存间 2.10 9500 厂区

6、围墙 2.11 9600 厂区门卫 2.12 9700 地面火炬 50 t/h 依托吉化丙烯腈厂火炬 2.13 9800 消防水站 依托碳纤维厂 1.4 项目背景及建设理由 学习参考 1.4.1 项目背景 随着吉化丙烯腈装置的扩产，丙烯腈产量增加，为本项目的实施 提供了可靠的原料保障，本项目建成后，也是对吉化产业链起到延伸 补充作用，同时也是贯彻落实中央和国务院关于“支持东北老工业基 地改造”指示精神、拉动区域经济发展的需要。 142 项目建设理由 1.421 建设的必要性 本项目年均利润4449万元，年均税后利润3336万元。成为吉化 集团公司新的效益增长点的同时，又可以解决一部分职工的就业

7、问 题，使*迅速发展为国内大型加工型企业之一。 随着国家环保法规的 进一步严格， 聚丙烯酰胺作为全有机絮凝剂的市场十分看好，发达国 家聚丙烯酰胺在水处理领域占总用量的 80%而我国只占10%我国聚 丙烯酰胺在水处理领域的用量在几年内可以上升到 50%届时高品质聚 丙烯酰胺市场的缺口将达到几万吨。建设本项目可以提前抢占市场， 创造信誉度和知名度，因此建设本项目是必要的。 4.1 项目建设的可行性 a） 原料优势 吉化集团丙烯腈厂在2003年末，丙烯腈的生产能力达到 21.2万 吨，除供吉化集团内部使用外，还富余 5万吨/年，为本项目提供了质 优价廉的原料。 b） 公用工程优势 本项目的建设充分依

8、托工业园区的公用工程。 c） 火炬 该装置位于精细化工园区内，依托丙烯腈厂火炬处理厂内排放的 废气，达到合理共用资源，节省投资的目的。 d） 消防 *30000吨/年聚丙烯酰胺项目地处*龙潭区江北化工园区内。该厂 东隔规划洛水街为碳纤维厂规划预留用地，消防水站可依托该厂。 学习参考 e） 土地资源 本项目由化工园区提供34161平方米工业用地。 f） 运输 PAM产品可采用公路运输的方式，拟建装置毗邻吉化碳纤维厂，公 路网络完备。 g） 市场前景好 *处于东北三省的三角地带，与大庆、吉林、辽河油田距离不 远，销售工作及售后服务十分便利，可节约运输费用。东北三省有 40 多个大型污水处理厂，其

9、PAM用量在千吨以上；同时仅长江流域，合 计有1000多座污水处理厂规划改建和新建，为公司产品提供一个很好 的市场资源。东北的造纸业发达，国内几家大的造纸厂集中在东北， 将是PAM的主要用户；俄罗斯、韩国，这两个国家每年都从中国进口 PAM产品应用在其国内的石油开采、造纸、和水处理领域，可利用这个 优势将本公司产品出口。 h） 技术优势 本项目丙烯酰胺单体制备拟采用的技术是目前国内外比较成熟的 铜催化水合法技术，具有原料单耗低，在产品成本上有较大的竞争优 势。 1.5 主要研究结论 本项目拟采用的工艺技术成熟。采用该技术建成的装置投资低、 流程短。聚丙烯酰胺的产品质量指标高，阴离子 PAM分子

10、量可以稳定 在2000万2500万之间。 公用工程及辅助设施充分依托吉化精细化工基地，节省了投资。 装置区尽量利用原有厂房布置，占地少。 技术经济分析表明，本项目经济效益好，有较强的抗风险能力。 项目的主要技术经济指标，见表1.5-1。 表 1-表 1.5-1 主要技术经济指标表 序号 项目名称 规格 单位 数量 备注 学习参考 序号 项目名称 规格 单位 数量 备注 1 生产规模 P 聚丙烯酰胺 t/a 30000 2 产品方案 2.1 阳离子 PAM 离子度 10-45% t/a 2000 2.2 两性 PAM 分子量 1200 1500 万 t/a 3000 2.3 阴离子 PAM :分

11、子量 2000 万 t/a 25000 合计 30000 3 年操作时数 h 8000 4 主要原材料、用量 4.1 丙烯腈 :工业优级99.5% t/a 23400 4.2 氢氧化钠（固） 工业一级 t/a 450 4.3 Cu-Cr 催化剂 t/a 45 4.4 引发剂（尿素） t/a 600 4.5 引发剂（玉米淀粉） t/a 300 5 主要公用工程用量 5.1 新鲜水 t/a 3000 5.2 工业水 t/a 60000 5.3 电 106kWh/a 12 低压蒸汽 0.6MPa 4 10 t/a 24 6 “三废”排放量 6.1 废水 t/a 2100 6.2 废气 mi/a 18

12、0 6.3 废渣 t/a 0 7 运输量 7.1 运入量 t/a 1395 7.2 运出量 t/a 3045 8 总定员 人 182 其中管理 人员 20 人 9 总占地面积 2 m 34161 10 全厂建筑面积 2 m 19858 11 全厂综合能耗总量 GJ/a 449986.014 12 单位产品综合能耗 GJ/t 40.908 13 建设投资 104元 22783 14 年均生产成本费用 104 元 /a 26500 15 生产规模 4 10 t/a 3 16 产品方案 16.1 阳离子 PAM t/a 2000 造纸、废水 16.2 两性 PAM t/a 3000 污水处理 16.

13、3 阴离子 PAM t/a 25000 石油开采 合计 4 10 t/a 20 17 操作时间 h/a 8000 学习参考 序号 项目名称 规格 单位 数量 备注 18 项目投入总资金 104元 26524 18.1 建设投资 104元 22783 18.2 建设期利息 104元 1733 18.3 流动资金 104元 2008 19 主要效益指标 19.1 年均销售收入 104元 329.6 年 均 19.2 总成本费用 104元 29211 年 均 19.3 销售税金及附加 104元 154 年 均 19.4 利润总额 104元 4449 年 均 19.5 税后全部投资回收期 年 7.48

14、 自建设之日起 19.6 税后全部投资财务内 部收益率 % 15.01 19.7 税后全部投资财务净 现值 104元 4426 1=12% 19.8 借款偿还期 年 6.48 自建设之日起 学习参考 2市场分析与价格预测 4.1.1 市场分析 4.1.2.1 国内丙烯酰胺、聚丙烯酰胺产品用途 聚丙烯酰胺（Polyacrylamide ）简称PAM由丙烯酰胺单体聚合而 成，是一种水溶性线型高分子物质。源于分子结构上的特性， PAM具有 特殊的物理化学性质，易通过接枝或交联得到支链或网状结构的多种 改性物，广泛应用于国民经济各个行业，享有“百业助剂”之称。 PAM产品主要有3大剂型，即水溶液胶体、

15、粉状和乳液，每种剂型 中都有不同离子型产品。根据 PAM大分子链上官能基在水溶液中的离 解性质，可将其分为阴离子型、阳离子型、非离子型及两性离子型。 广泛应用于石油开采、造纸、水处理、采矿、纺织、医药等行业。 4.1.2.2 国际市场分析 2.121 市场供应现状及预测 2006年世界PAM产量77.3万吨，国外生产主要集中在美国、西欧 及日本等国家及地区。2006年世界PAM主要生产公司情况见表 2.1- 1。 表 2.1-1 2006 年世界 PAM 主要生产公司情况 （万吨/年） 国家和地区 生产公司 地址 生产能力 美国 汽巴（Ciba）公司 Suffolk ， Virginia 5.

16、4 纳尔科（Nalco）公司 Garyville 丄 ouisia na 2.0 赛特（Cytec ）公司 Mobile,Alabama 2.2 SNF Riceboro,Geogia 7.0 西欧 汽巴（Ciba）公司 Bradford,UK 6 赛特（Cytec ）公司 Bradford,UK 2.5 纳尔科（Nalco）公司 Frankfurt ， Germany 1.0 斯托豪森（Stockhausen）公司 Krefeld ， Germany 2.6 Three F Italy 2.9 日本 :荒川化学工业株式会社 2.8 播麿化成（Harima ）株式会社 1.2 星光 PMC 株

17、式会社 2.2 Dia-nitix 株式会社（包括北九 州、福冈景分社） 0.98 MT 澳科株式会社 0.7 :海茂（HymO 株式会社 3 家分社: 0.3 学习参考 三井（Sankyo）化工株式会社 0.55 第一工业制药株式会社 0.35 甲南化工株式会社 0.15 2.122 消费现状及需求预测 2006年世界PAM消费量为77.3万吨，主要集中在亚洲、北美和西 欧这三个地区，其中中国的 PAM消费位居世界第一位。预计在 2006 2011年间，世界上水溶性高分子将以3%4%年增长速度发展。由于环 境问题备受关注，及水处理行业的深入发展， PAM作为水溶性高分子其 中最重要的一个品种

18、，更是得以快速发展，预计2011年PAM的消费量 94万吨。国外PAM消费情况如下： 北美 据CEH报道，2006年美国PAM消费量15.5万吨，最主要的 应用领域是水处理， 占消费总量的 60%预计2011年美国PAM需求量 16.9万吨，20062011年需求年均增长率为1.7%，其中增长最多的是 阳离子PAM美国PAM肖费现状及预测见表2.1-2。 表 2.1-2 美国 PAM 消费现状及预测 （万吨） 项目 2003 年 2006 年 2011 年 20062011 年 年均增长率 水处理 8.7 9.2 10 1.7% 造纸 3.8 4 4.3 1.5% 采矿 1.5 1.6 1.8

19、 2.4% 其他 0.6 0.7 0.8 2.7% 合计 14.6 15.5 16.9 1.7% 2006年加拿大PAM的消费量为4.8万吨，预计2011年需求量5.3 万吨，年增长率为2%加拿大主要用于造纸、包装行业、石油工业及 采矿业，水处理领域则相对少一些。加拿大的 PAM主要依靠进口 ， 20042006年加拿大进口的数量都在 4万吨以上。2006年约有50%勺 PAM从美国进口，40%从英国进口。 西欧2006年西欧PAM的消费量为13.4万吨，最主要的应用领域 是水处理，消费量9.3万吨，占总消费量的69.4%;造纸消费量3.4万 吨，占25.4%;而在油田和采矿方面的应用则不多。

20、 2006年西欧PAM 消费情况见表2.1-3。 学习参考 表 2.1-3 2006 年西欧 PAM 肖费情况 （万吨，% 项目 消费量 比例 水处理 9.3 69.4 造纸 3.4 25.4 采矿 0.4 3.0 油田 0.2 1.5 其他 0.1 0.7 合计 13.4 100.0 日本2006 年日本PAM的总消费量8.6万吨。在日本，PAM在造 纸领域的应用主要是作为纸张增强添加剂，通过增强纸张纤维的价键 作用来提高其折叠及拉伸的强度。由于废纸回收率的提高及纸张纤维 的增长，纸张增强剂的消费量将大大提高。此外， PAM还被用于造纸保 留颜色和疏水助剂。 20世纪90年代， 阴离子PAM

21、占 60%全部用于造纸工业。 目前， 80%的 PAM是两性共聚物，被用于纸张的增强添加剂，阴离子 PAM只占 到不足10% 而且两性的PAM需求将继续增加。日本 PAM消费现状及 预测见表2.1-4。 表 2.1-4 日本 PAM 肖费情况 （万吨） 项目 2003 年 2006 年 2011 年 20062011 年 年增长率 造纸 5.5 7 7.4 1.1% 水处理 1.2 1.3 1.3 0 其他 0.3 0.3 0.3 0 合计 7 8.6 9 0.9% 2.1.3 国内市场分析预测 a) 市场供应现状及预测 我国聚丙烯酰胺的生产自1962年发展至今，生产厂家有上百家， 其中多数为

22、规模较小的乡镇企业。根据行业协会统计， 2007年我国 PAM生产能力49万吨/年，产量32.52万吨。其中，阴离子 PAM生产企 业40多家，产量27.3万吨，占全国总产量的 84%国内PAM产能学习参考 5000吨/年以上企业的产量占 79.2%。2007年国内PAM主要生产企业情 况见表2.1-5。 表 2.1-5 2007 年国内 PAM 主要生产企业情况 （万吨/年，万吨） 生产企业 生产能 力 产量 产品形式 中石油大庆炼化 11.5 9.89 中咼、咼分子量阴离子 PAM 干粉 北京恒聚化工集团 8.0 4.85 阳、阴离子 PAM 干粉、复合离子 PAM 干粉 爱森（中国）絮凝

23、剂 6.0 3.50 阳、阴离子 PAM 干粉、乳液 PAM 山东宝莫生物化工 3.2 2.39 阳、阴离子、非离子 PAM 干粉 安徽天润化工股份公司 2.0 1.83 中高分子量阴离子 PAM 干粉 安徽巨成精细化工 1.2 0.79 阳、阴离子、非离子、两性 PAM 干粉 山东万达化工有限公司 2.0 0.71 郑州正力聚合物科技公司 1.0 0.70 阳、阴离子、非离子、两性 PAM 干粉 濮阳龙泉聚合物公司 0.6 0.58 阳、阴离子、非离子 PAM 干粉 东营市诺尔化工公司 1.0 0.50 阳离子 PAM 干粉 其他厂家 12.5 6.78 合计 49 32.52 2007年国

24、内PAM各种离子型产品的产量见表2.1-6 表 2.1-6 2007 年国内 PAM 各种离子型产品的产量 （万吨，% 离子型 产量 比例 阴离子型 27.3 84 阳离子型 4.3 13 其他离子型 0.92 3 合计 32.52 100 上海天坛助剂有限公司拟在上海星火工业区建设 2万吨/年PAM项 目；大庆炼化公司已经启动 PAMT能改造项目，新增产能1万吨/年， 预计2010年PAM生产能力52万吨/年。 b) 市场消费现状及需求预测 进入二一世纪以来，我国聚丙烯酰胺市场得到迅猛发展， PAM的 表观消费量从 2000年8万吨左右，增长到 2008年的32.91万吨， 20002008

25、年消费的年均增长率为 19.3%。20062008年我国PAM表 观消费量情况见表2.1-7。 学习参考 表 2.1-7 20062008 年我国 PAMS观消费量情况 （万吨） 年份 产量 进口量 出口量 表观消费量 2006 30.03 2.62 2.75 29.9 2007 32.52 3.13 4.25 31.4 2008 35.0 3.16 5.25 32.91 聚丙烯酰胺2006年以后才作为单独项列出，最惠国进口税率是 6.5%，出口税率为0,近3年来国内PAM的出口已经超过了进口数量。 进口产品基本为阳离子 PAM高端产品，出口产品主要是阴离子 PAM产 品。20062008年我

26、国PAM进出口情况详见表2.1-7。 我国聚丙烯酰胺主要应用领域是石油开采、水处理、纸浆和造 纸、洗煤、选矿和冶金等领域。国内目前用量最大的是采油领域，用 量增长最快的是水处理领域。我国 PAM的市场容量分析与预测如下： 石油开采领域 石油开采是目前国内PAM最大的市场。PAM作为油 田化学品，主要用在钻井泥浆材料及提高采收率。目前， PAM在石油开 采如钻井、酸化、压裂、堵水、固井及二次采油、三次采油中已得到 实际应用。2008年石油产量1.89亿吨，PAM在该领域的消费量17.8 万吨，占国内PAM、消费量的54.1%。 我国大型油田包括大庆、胜利、中原、华北、辽河、大港等已进 入开采中后

27、期，采出油综合含水率日渐提高，为了稳定我国油田产 量、提高采油率，各油田工业性推广应用聚合物驱油技术，已成为石 油工业的重要战略措施。预计，2010年石油产量1.93亿吨，PAM在该 领域的需求量22万吨，占国内PAM总需求量的51.2%。 水处理领域 水处理是国内聚丙烯酰胺第二大消费领域，也是未 来发展最快的领域。我国是一个水资源相当贫乏的国家，按人均计算 是一个极端缺水的国家，另一方面水资源又受到严重的污染，节约用 水、处理污水已成为中国亟待解决的问题。我国水处理技术和水处理 剂的应用水平与国外有很大的差距。目前， PAM在水处理方面的具体应 用领域为原水、工业废水及污水处理。主要有以下几

28、种应用：在原 水处理中与活性炭等配合使用，用于生活水中悬浮颗粒的凝集、澄 清；在污水处理中用做污泥脱水；在工业废水处理中用做一种重 要的配方药剂。水处理的絮凝剂可分为无机和有机两学习参考 大类，无机絮凝 剂有硫酸铝、硫酸亚铁、碱式氯化铝等；有机絮凝剂主要有 PAM聚胺 和聚季铵盐等。有机絮凝剂效果优于无机絮凝剂。在原水处理中，用 有机絮凝剂PAM代替无机絮凝剂，即使不改造沉降池，净水能力也可 提高20%以上，所以目前许多大中城市在供水紧张或水质较差时，都采 用PAM絮凝剂作为补充。2008年我国在水处理方面消费 PAM 8.5万 吨，占国内PAM总消费量的25.8%。 随着环保意识的增强和环保

29、法规越来越严格，工业废水和城市生 活污水的处理率和处理量将有明显提高，对PAM的消费也将有较大幅 度增长。预计2010年PAM在该领域的需求量13万吨，占国内PAM总 需求量的30.2%。 造纸领域造纸行业是PAM的第三大应用领域，我国是纸张生产 和消费大国。在所有纸和纸板品种中， 80%需使用PAM PAM在高档纸 生产中应用更为普遍。PAM在造纸中目前主要用作助留剂、助滤剂、增 强剂等。2008年我国在造纸领域消费 PAM 5.1万吨，占国内PAM总消 费量的15.5%。 随着大型合资、独资造纸企业采用高速纸机的相继投产，我国造 纸助剂质量和技术水平明显的提高，同时下游用户对纸张的要求越来

30、 越高，PAM的用量亦将呈现较大的增长趋势。预计 2010年PAM在该领 域的需求量6万吨，占国内PAM总需求量的14% 其它领域 在采矿、冶金、煤炭、制糖、水泥增强剂、高吸水性 树脂等领域PAM也有一定的消费量。如：PAM可用于煤炭工业的洗煤过 程。在原煤的生产中，有一部分煤是通过处理煤泥水浮选出来的。浮 选精煤时在过滤前加 PAM,可以增加过滤速度和滤饼重量，从而提高生 产能力。煤泥水经 PAM处理后，既能回收大量煤泥，又能防止黑水污 染，并可使煤矿实现用水循环，节约用水。我国是世界上最大的煤炭 生产国和消费国，也是目前世界上仅有的 4个以煤为主要能源的国家 之一。因此能否高效、洁净地开发

31、利用丰富的煤炭资源已成为我国解 决能源接续的战略课题。 又如：选矿和冶金过程中通常使用大量的水 ，必须用一个有效的 方法从水或水溶液中分离出矿物固体。应用 PAM絮凝剂，可促使有用 的固体矿物很快下沉，从而提高分离效果及生产效率，减少尾矿流失 和降低成本，并减少环境污染。 学习参考 2008年PAM在其他领域消费1.51万吨，占国内PAM总消费量的 4.6%。预计2010年PAM在其他领域需求2万吨，占国内PAM总需求量 的4.6%。2010年我国PAM需求结构预测见表2.1-8。 表 2.1-8 2010 年我国 PAM 需求结构预测 （万吨，% 项目 2006 年 2008 年 2010

32、年 消费量 比例 消费量 比例 需求量 比例 石油开采 16.4 54.2 17.8 54.1 22 51.2 水处理 7.49 24.7 8.5 25.8 13 30.2 造纸 4.88 16.1 5.1 15.5 6 14.0 其他 1.5 5.0 1.51 4.6 2 4.6 总计 30.27 100.0 32.91 100.0 43 100.0 2.133 市场供需平衡分析 随着我国环保措施的加强和造纸业的发展，将进一步带动 PAM需 求的不断增长。目前我国PAM勺产量基本能满足国内的消费需求，自 给率较高。我国PAM产品在油田三次采油方面位居国际先进水平，但 是在整个PAM产品的系列

33、化、专业化方面与国外的差距比较明显 ，主 要表现在产品档次低、品种少、阳离子产品所占比例小、产品应用效 果差等方面。因此，每年都得进口一些高端产品来满足国内市场的需 求。 根据已知的新建、扩建计划，预计 2010年聚丙烯酰胺生产能力将 达到52万吨/年，需求量43万吨，开工率83%供需基本平衡。我国 PAM供需预测见表2.1-9。 表 2.1-9 我国 PAM 供需预测（万吨/年，万吨） 项目 2008 年 2010 年 生产能力 35 （产量） 52 需求量 32.91 43.17 供需平衡 2.09 8.83 2.2目标市场分析 2007年，我国PAM生产企业及下游消费主要分布在华东、东北

34、及 华北等地区。2007年我国PAM产量及消费区域分布见表2.2.-1。 表 2.2.-1 2007 年我国 PAM 产量及消费区域分布 （万吨，% 地区 供应状况 消费状况 产量 所占比例 消费量 所占比例 东北 12.0 34.3 10.0 30.4 华北 6.0 17.1 3.3 10.0 学习参考 华东 13.3 38.0 14.9 45.3 中南 2.2 6.3 2.5 7.6 西北 1.0 2.9 2.0 6.1 西南 0.5 1.4 0.21 0.6 合计 35.0 100 32.91 100 华东地区，2007年PAM消费量14.9万吨，占全国表观消费量的 45.3%。胜利油田

35、是我国的第二大油田，该油田已进入生产后期，主要 通过三次采油技术保证产量。同时山东省及江浙两省是我国主要造纸 地区，华东地区的纸及纸板产量占全国的 50%以上。华东地区经济发 达，尤其是石油化工及轻工业发达，主要石化企业有上海石化、齐鲁 石化、扬子石化、上海赛科及扬巴集团等，污水处理及工业废水处理 量大。 东北地区，2007年PAM消费量10万吨，占全国表观消费量的 30.4%。东北地区采油量占到全国原油产量的 32.3%。目前，该地区主 要有大庆油田及辽河油田，都已进入生产后期，主要通过三次采油技 术保证产量。同时，该地区石化工业发达，主要石化企业有大庆石 化、吉林石化、抚顺石化、辽阳石化等

36、，污水处理及工业废水处理量 大。 另外，华北、中南、西北及西南地区，消费量不大，总计占全国 表观消费量的24.3%。 根据国内PAM市场需求现状，本装置 PAM产品主要定位在油田开 米、水处理和造纸领域。产品以 PAM阴离子为主，阳离子、非离子为 辅。目标市场以吉林油田、胜利油田、大港油田、辽河油田、华北油 田及中原油田的石油开采、全国的污水处理和东北几大造纸厂为主。 421.b 价格分析 我国PAM产品与原料丙烯腈的价格密切相关，2004年丙烯腈的价 格从8800元/吨，一路走高至 14000元/吨，全年平均价 12210元/ 吨，阴离子PAM的平均价在10000元/吨；2005年丙烯腈的价

37、格围绕在 13000元/吨，阴离子 PAM价格也围绕在10600元/吨左右；2006年丙 烯腈的平均价14807元/吨，阴离子 PAM的平均价在12000元/吨； 2007年丙烯腈的价格从年初的15725元/吨， 冲高至10月19000元/ 吨， 年底回落至15200元/吨， 阴离子PAM的价格也从12000元/吨， 冲高至14000学习参考 元/吨；2008年110月丙烯腈价格在1520016500区 间运行，受金融危机影响，年底大幅回落到 7000元/吨，阴离子PAM 价格也从13000元/吨左右，回落到6500元/吨；2009年经济有所回 暖，7月丙烯腈价格已回升到9800元/吨， 阴离

38、子PAM的价格也回升到 8000元/吨。20042009年原料丙烯腈及阴离子 PAM的市场平均价见 表 2.3-1。 表 2.3-1 20042009 年原料丙烯腈及阴离子 PAM 勺市场平均价 （元/吨） 年份 丙烯腈 阴离子 PAM 2004 12210 10000 2005 13129 10600 2006 14807 12000 2007 16721 13500 2008 14363 11700 2009 （1 7 月） 8494 7500 20042008 年平均价 14246 11560 3建设规模、产品方案 423.2 建设规模 年产30000吨（干基）聚丙烯酰胺。共 3条生产线

39、，单线能力年 产10000吨（干基）聚丙烯酰胺。 423.3 产品方案 通过对AM和PAM产品进行市场分析，根据市场需要，形成如下产 品方案，见表3.2-1。 表 3.2-1 总产品方案表 名称 规模 （吨 / 年） 产品指标 应用领域 国内目标市场占有 率% 阳离子 PAM 2000 离子度 10-45% 造纸、废水 3.5 两性 PAM 3000 分子量 12001500 万 污水处理、石油开 采 5.5（按污水处理计） 阴离子 PAM 25000 分子量 2000 万 石油开采 4.4 总计 30000 学习参考 4工艺装置技术及设备方案 4.2.5 工艺技术选择 4.2.5.1 原料路

40、线确定 装置主要原料丙烯腈来自吉化集团公司丙烯腈厂， 目前， 丙烯腈 厂年销量5万吨，本装置消耗2.34万吨，其它原料均国内采购。 4.2.5.2 工艺技术路线的介绍 425.3 丙烯酰胺工艺技术路线的介绍 a）丙烯酰胺生产技术路线概况 世界上工业化生产丙烯酰胺均以丙烯腈为原料，进行催化水合。 根据催化剂种类的不同，有三种生产方法。 1） 硫酸水解法 1954年美国氰胺公司首先开发了硫酸水解法生产丙烯酰胺技术。 即在90100C下，丙烯腈与98僦酸进行水解反应，生成硫酸丙烯酰 胺。然后用氨中和反应产物，在 4050 C析出硫酸铵；经过滤分离出 副产物硫酸铵。将反应物冷却形成丙烯酰胺结晶，经分离

41、、干燥得到 结晶单体。母液循环使用，单体用重结晶蒸馏提纯精制。该法易得结 晶单体。其工艺复杂，消耗大量的硫酸和氨，设备腐蚀和环境污染严 重，生产成本高。70年代中期，铜系催化剂问世后，该法被淘汰。 2） 铜催化水合法 铜催化水合法分为固定床催化水合法和悬浮床催化水合法。固定 床催化水合法以美国道化学公司为代表，采用 Cu-Cr催化剂。该法用 N2首先吹出7 %丙烯腈溶液中的氧气，而后进入三级反应系统，丙烯腈 催化水合成丙烯酰胺，经过滤、真空蒸发、活性炭处理、离子交换获 得成品。该法具有催化剂易活化、易再生的特点，丙烯腈转化率为 99.8%99.9%，系统全封闭。悬浮床催化水合法以日本三井东压公

42、司 和三菱化成公司为代表，采用 Cu-Ni催化剂， 产品为50%丙烯酰胺溶 液。该法无离子水和丙烯酰腈以 2:1的重量比，在悬浮的 Ran eyCu催 学习参考 化剂存在下于120C、单级上流反应器中反应，停留时间为 25小时， 反应产物为含22% （wt）的丙烯酰胺和17% （wt ）的丙烯腈水溶液。经 真空蒸馏回收丙烯腈，并把丙烯酰胺溶液浓缩到 30% （wt），将此溶液 用活性炭处理除去齐聚物和共聚物后，再经离子交换，产品浓缩至 50% （wt ）即得成品。该法催化剂可连续再生、连续补充，反应稳定，但 工艺流程长、设备结构复杂。 3）微生物催化水合法 1985年，日本日东公司利用日本京都

43、大学山田研究室的成果，首 先建成了世界上第一个微生物法生产丙烯酰胺的工业装置，使丙烯酰 胺工业化生产技术更加先进。 微生物法制备丙烯酰胺方法从基本原料丙烯腈出发经微生物菌体 （酶）催化，一步反应即成丙烯酰胺。其关键是制备腈水解酶，酶活性 的高低将直接决定装置的生产规模。这种酶由杆菌、杀菌素、棒状杆 菌、微球菌素、诺卡氏菌等微生物产生，日东公司的腈水解酶是在 2530C、pH值为69、含1%葡萄糖、0.5%胨、0.3%麦芽提取物、 0.3%酵母提取物、2mg- 1/1硫酸亚铁的培养基中培育而成，培养时间 72小时。 微生物法制备丙烯酰胺生产工艺省去了丙烯腈回收工段和铜分离 工段，具有产品纯度高、

44、选择性好、转化率高 （99.9%以上）等优点。节 省投资和能源，生产成本可降低 10%总投资可降低30%被认为是当 代最经济的丙烯酰胺生产工艺。其特点是：在常温常压下反应，装置 结构设计容易，操作安全；单程转化率极高，无需分离回收未反应的 丙烯腈；酶性能使选择性极高，无副反应；失活的酶催化剂排出系统 外的量小于产品的0.1%;只需离子交换处理，使分离精制操作大为简 化；产品浓度高，无需提浓操作；整个过程简便，有利于小规模生 产。采用小菌种的反应实验条件为：反应温度 515C,pH值7 8,反应区AN浓度1%2% AN转化率99.99%, AM（丙烯酰胺）选择性 99.98%,反应器出口 AM浓

45、度约为50% 我国从1984年开始进行微生物法生产丙烯酰胺的研究工作，主要 研究单位有化工部上海生物化学工程研究中心（即上海农药研究 所）、中国科学院微生物研究所、上海交通大学、北京石油化工研究 院。微生物法生产丙烯酰胺是一项具有国际先进水学习参考 平的生产工艺，对 我国化学工业赶超世界先进水平，特别是对有机化工和精细化工的发 展将起重要作用。 b） 丙烯酰胺工艺技术比选 表4.1-2为国外化学法悬浮床连续催化水合工艺、生化法连续催 化水合工艺和国内生化法间歇催化水合工艺生产丙烯酰胺的工艺技术 特点。 表 4.1-2 丙烯酰胺生产工艺技术特点 序 号 比较项目 化学法悬浮床 连续水合工艺 生化

46、法连续 水合工艺 生化法间歇 水合工艺 -一- 技术特点 1 产品 产品质量较好，但含有铜等 金属离子，副反应较多 产品质量好，无副 产品。 产品质量好，无田 U 产品 2 催化剂 催化剂为铜系催化剂，在装 置内完成预制、回收和再生 循环，活性稳定。催化剂选 择性为 99% 第三代生物酶催化 剂寿命长，催化剂 选择性约为 100% 生物酶催化剂采用 固定化细胞形式， 催化剂选择性近 100% 3 单线最大 生产能力 1 条生产线生产能力达 5 万吨 /年 1 条生产线生产能 力达 2 万吨/年 1 条生产线生产能 力达 0.2 万吨/年 4 原料及化 学品消耗 主要原料丙烯腈的单耗较 高，对丙

47、烯腈原料质量要求 严格，化学品的种类较多， 部分化学品需要进口 丙烯腈原料的单耗 低，接近理论值， 对丙烯腈质量要求 不咼，催化剂和一一 些化学品不需要进 口 丙烯腈原料的单耗 低，接近理论值， 对丙烯腈质量要求 不高， 化学品消耗 较咼，可在国内解 决 5 公用工程 消耗 公用工程用量较低，尤其是 电耗明显低于生化法 公用工程用量较 高，尤其是电和压 缩空气的用量明显 高于化学法 公用工程用量较 高，尤其是压缩空 气和电的用量咼于 化学法 续表 4.1-2 丙烯酰胺生产工艺技术特点 序 号 比较项目 化学法悬浮床 连续水合工艺 生化法连续 水合工艺 生化法间歇 水合工艺 设备特点 采用了大型

48、悬浮床丙烯酰胺 反应器，是世界上最大的丙 烯腈水合反应器，采用了防 聚合容器，采用了催化氧化 燃烧装置处理废气 采用了多级连续型 水合反应器，实现 了生产的连续化 采用了膜分离系 统，解决了细菌细 胞的分离问题 采用常规的水合反 应器和处理设备， 反应间歇进行 采用的超滤装置处 理由酶菌催化剂引 入产品中的细菌细 胞 学习参考 环保特点 采用了催化氧化燃烧装置处 理废气 对装置排放的污水进行预处 理后，采用生化处理方法处 理 采用掩埋的方法处理废渣 高架排放废气 对装置排放的污水 进行预处理后，采 用生化处理方法处 理 采用焚烧的方法处 理废渣 高架排放废气 采用生化处理方法 处理污水 采用焚

49、烧的方法处 理废渣 C ) 推荐的丙烯酰胺工艺技术 铜催化水合法生产丙烯酰胺工艺是 *目前掌握的国内先进技术, 该技术具有选择性高、能耗低、转化率高、投资省的特点 425.4 聚丙烯酰胺工艺技术路线的介绍 4.3.2 聚丙烯酰胺生产技术路线概况 聚丙烯酰胺的生产方法主要有水溶液聚合法、乳液聚合法和辐射 聚合法。 水溶液聚合法是生产聚丙烯酰胺的传统方法，具有安全、工艺设 备简单、成本较低等优点。目前，国内外聚丙烯酰胺生产大都采用水 溶液聚合法生产。水溶液聚合法可制得聚丙烯酰胺胶体或粉状产品。 一般聚丙烯酰胺胶体采用 810%AM水溶液在引发剂作用下直接聚合制 得，聚丙烯酰胺干粉则多用 2530%

50、AM溶液进行中浓度聚合，聚合后 得到的聚丙烯酰胺胶体经造粒、捏合、干燥、粉碎后制得聚丙烯酰 胺。 乳液聚合法是指水溶性的丙烯酰胺借助表面活性剂(多采用非离子 型表面活性剂)的作用，使丙烯酰胺单体分散在油相中形成乳化体系， 在引发剂作用下进行乳液聚合，形成稳定的高分子量速溶的聚丙烯酰 胺胶乳产品，经共沸蒸馏脱水后即可得到粉状聚丙烯酰胺。聚合反应 是在分散于油相中的丙烯酰胺微粒中进行，故聚合过程中放出的热量 分散均匀，反应体系平稳，易控制，适合于制备高分子量且分子量分 布窄的聚丙烯酰胺胶乳或干粉型产品。 辐射引发（光引发）法是丙烯酰胺单体在紫外线或 R射线下引发 直接聚合得固体产品。该法工艺简单，

51、所得产品分子量分布很宽，目 前在北京恒聚化学品有限公司进行大规模生产应用。 b） 推荐的聚丙烯酰胺工艺技术 *30000吨/年聚丙烯酰胺装置的聚丙烯酰胺阴离子聚合单元采用 山东环通化学有限责任公司提供的光聚合低温引发后水解生产工艺技 术生产聚丙烯酰胺。该技术工艺简单，设备投资少。 学习参考 4.2.6 工艺概述、流程及消耗定额 421 工艺概述 4.4 装置规模和年操作时数 本项目装置规模为30000吨/年（干基）PAM年操作时间为8000 小时。 4.5.1 装置组成 装置分为四部分：单体聚合单元、精制单元、聚合单元及干燥及 造粒单元。 单体聚合单元单元由以下部分组成：丙烯腈精制、催化反应、

52、丙 烯酰胺精制系统。 精制单元单元由反应液配制、聚合、预切割及造粒、干燥和研 磨、筛分、包装工段组成。 聚合单元单元由提浓、结晶工段组成。 干燥及造粒单元由干燥、造粒及包装工段组成。 4.5.2 原料和辅助材料学习参考 本装置所需的原料、 辅助材料数量和主要原料性质 （规格） 分别 见表 4.2-1、4.2-2、4.2-3 表 4.2-1 主要原料及辅助材料数量表 序号 名称 单位 数量 来源 输送方式 1 丙烯腈 吨/年 23400 丙烯腈厂 初期汽车， 正常 生产管道 2 Cu-Cr 催化剂 吨/年 45 国内购买 汽车 3 氢氧化钠（固） 吨/年 450 国内购买 汽车 4 引发剂（尿素

53、） 吨/年 600 国内购买 汽车 5 引发剂（玉米淀粉） 吨/年 300 国内购买 汽车 表 4.2-2 丙烯腈规格 指标名称 单位 指标数值 备注 丙烯腈（AN %(wt) :工业优级99.5% 国标优等品: 水 %(wt) 0.45 丙酮 mg/L ：100 HCN mg/L 5 丙烯醛 mg/L 10 总醛 mg/L 50 铜 mg/L 0.1 铁 mg/L 0.1 过氧化氢 mg/L 0.2 pH 69 色度 5 乙腈 mg/l 150 表 4.2-3 丙烯酰胺规格表 指标名称 单位 指标数值 备注 丙烯酰胺（AM %(wt) 25 丙烯酸含量 %(wt) W 0.4 铁离子 ppm

54、 W 0.1 铜离子 ppm W 0.1 羟基丙腈 ppm W 1000 甲醇溶解性 %(wt) 99.5 电导率 s/cm W 5 色度 W 10 PH 6.5 7.0 4.2.1.4 产品及副产品 本项目主要产品产量及规格见表 4.2-4、4.2-5、4.2-6、4.2-7学习参考 产品质量执行国家标准。 表 4.2-4 主要产品产量表（吨/年） 序号 产品名称 单位 数量 备注 1 PAM 阴离子 吨/年 25000 2 PAM 阳离子 吨/年 2000 3 PAM 两性离子 吨/年 3000 表 4.2-5 聚丙烯酰胺阴离子产品规格表 指标名称 单位 指标数值 备注 外观 颗粒状干粉

55、分子量 2000 万 表观粘度 mpas 11.5 v 0.8% 水解度 %（ wt） 2330 滤过比 %（ wt） 1.5 不溶物 %（ wt） 2 溶解速度 h 2 残余单体 %（ wt） 89 颗粒 %（ wt） 3001000 万 阳离子度 % (wt) 1045 滤过比 % (wt) 1.5 不溶物 % (wt) 2 溶解速度 h 2 残余单体 % (wt) 89 颗粒 % (wt) 5001500 万 阳离子度 %（ wt） 310 水解度 %（ wt） 1015% 滤过比 %（ wt） 1.5 不溶物 %（ wt） 2 溶解速度 h 2 残余单体 %（ wt） 89 学习参考

56、颗粒 %（ wt） 99.5% t 0.78 2.925 23400 Cu-Cr 催化剂 t 0.0015 0.006 45 学习参考 氢氧化钠（固） t 0.015 0.056 450 引发剂（尿素） t 0.02 0.075 600 引发剂（玉米淀粉） t 0.01 0.038 300 注：以 30000 吨/年 PAM 产品计。 表 4.2-11 公用工程消耗定额 名 称 单位 等价值 MJ 吨产品单耗 小时耗量 年耗量 新鲜水 t 4.19 2 7.5 60000 蒸汽 0.6MPaG t 3181.96 8 30.0 240000 电 kW.h 11.84 400 1500 1200

57、0000 综合能耗 MJ/t 8337.86 注 ： 循 环 水 、 冷 冻 水 、 压 缩 空 气 、 仪 表 空 气 、 氮 气 自 制 以 电 耗 计 ； 脱 盐 水 利 用 蒸 汽 凝 液 。 8.1 工艺安装方案 8.1.1 装置布置 *位于吉林化工园区内，吉林石化丙烯腈厂、吉林石化碳纤维厂 西侧。 装置西边为成品包装和仓库，北面为原料储罐。装置区布置在中 心。 8.1.2 设备布置原则 a）满足工艺及流程的要求 设备布置应满足工艺及流程的要求。如真空、重力流、固体卸料 等，一律按管道仪表流程图的标高要求布置设备。对处理有毒、粘稠 物料的设备，宜按物料性质紧凑布置，必要时采用设隔离墙

58、等措施。 另外还应根据地形、主导风向等情况布置设备，以满足工艺要求。 b）满足环境保护、防火及其它安全生产的要求 设备、 建筑物、 构筑物等防火间距应符合现行有关规范的要求。 要注意环境保护，防止污染及噪音，还应根据危险程度的划分来考虑 布置设备。 利用电能或电动机设备的布置，应符合国家现行的爆炸和火灾 危险场所电力装置设计规定的要求。 对于风机、电控楼等的布置要考虑主导风向的影响。烟囱排除的 烟气不应吹向压缩机或电控楼。电控楼宜布置在装置全年最小频率风 向的上风向。 c ）方便操作 学习参考 设备布置应考虑能给操作者创造一个良好的操作条件，主要包 括：必要的操作通道和平台、楼梯与出入口要符合

59、规范要求、合理安 排设备间距和净空高度等。控制室的位置要合理，避开危险区，远离 振动设备，以免影响仪表的运行。 d）便于安装和维修。 8.1.1.1 设备布置规定 a） 净距、净空及有关标高 净距、净空及有关标高规定见表 4.2-12。 b） 操作平台和梯子 操作平台和梯子有关规定见表 4.2-13。 表 4.2-12 设备之间或设备与建、构筑物（或障碍物）间的净距 区域 内 容 最小净距（mr）i 电控楼至加热炉 15000 两塔之间（考虑设置干口，未考虑基础大小） 2400 塔类设备的外壁至管廊（或构筑物）的柱子 3000 管廊下或两侧 容器壁或换热器端部至管廊（或构筑物）的柱子 2000

60、 两排泵之间维修通道 3000 相邻两台泵之间（考虑基础及管道） 800 建筑物内部 两排泵之间或单排泵至墙的维修通道 2000 泵的端面或基础至墙或柱子 1000 学习参考 任意区 两个卧式换热器之间维修净距 两个换热器之间有操作时净距（考虑阀门、管道） 卧式换热器外壳（侧向）至墙或柱（通行时） 卧式换热器外壳（侧向）至墙或柱（维修时） 卧式换热器封头前面（轴向）的净距 卧式换热器法兰边周围的净距 换热器官束抽出净距（L :官束长） 两个卧式容器（平行、无操作） 两个容器之间 立式容器基础至墙 立式容器人孔至平台边（三侧面）距离 立式换热器法兰至平台边（维修净距） 压缩机周围（维修及操作）压