γ丁内酯项目可行性研究报告(循环经济项目申报)（可编辑）

1、-丁内酯项目可行性研究报告(循环经济项目申报) -丁内酯项目的可行性分析11项目可性行研究的简要综合结论1本项目生产的丁内酯2-吡咯烷酮N-甲基-2-吡咯烷酮乙烯基吡咯烷酮及聚乙烯基吡咯烷酮等系列产品是发展我国精细化工医药化工及有机化工的重要原料和溶剂长期供不应求大部分依赖国外进口产品附加值高市场容量大前景好适销对路符合我国化工发展的产业政策2-吡咯烷酮和乙烯基吡咯烷酮既可作为生产聚乙烯基吡咯烷的原料也可作为产品出售2本项目的建成投产将成为西南地区最大的丁内酯2-吡咯烷酮N-甲基-2-吡咯烷酮乙烯基吡咯烷酮及聚乙烯基吡咯烷酮等系列产品生产基地对拓展14丁二醇下游产品和调整地区产品结构均有重大意

2、义天华公司不但有建设资金技术力量和管理水平方面的明显优势而且拥有得天独厚的大型14丁二醇生产装置的原料优势因此本项目在天华股份建设在总体布局上是合理的3由于本项目属新世纪工程拟采用世界上先进成熟适用的工艺技术和设备以及较高的自动控制水平从而确保本项目技术起点高生产成本低能耗低产品质量优劳动生产率高经济效益好环境污染小本项目建成后将成为我国同类装置中最先进最具市场竞争力的装置所选工艺路线消耗指标合理经工业装置的验证技术上是可靠的在建设条件上本项目拟建在四川天华股份已征地范围内可对天华公司的技术力量取水净水供电外线总变电讯供热系统空压站循环水站化水站中央化验室环监站消防站气防站医院机电仪修理计量站

3、运输系统排水等设施进行依托可节约建设投资本项目采用了美国FRONTECH公司提供的成熟先进的工艺技术装置规模经济对进一步完善企业产品结构推动企业和地区的技术进步提高企业的知名度和增强企业在国内外市场的竞争能力均有重要的现实意义4本项目利用公司东侧的预留及新征地上建设不但其主要原料14丁二醇及乙炔供应方便管线短捷而且其公用工程辅助生产设施行政设施及生活福利设施等依托条件及运输通讯安装检修协作条件均十分优越可保证水电汽天然气和氮气工厂空气仪表空气等的供应5由于新装置的技术先进三废排放量少对环境的污染可降低到最小程度本项目建成投产后对大气环境和水体质量影响甚微完全能满足国家和地方有关环保标准的要求6

4、本项目可行性研究对本项目的消防安全和职业卫生进行了认真研究采取了切实可行的措施可满足国家有关法规和规范的要求7从财务分析可以看出本项目建成投产后企业年平均销售收入达49375万元年平均销售税金及附加为3616万元年平均利润总额为12150万元财务内部收益率税前可达3113税后可达2411从敏感性分析可以看出本项目具有较强的抗风险能力项目财务评价指标较好从财务分析看项目是可行的8本项目的建设对出口创汇增加地方财政收入对调整西南地区化工行业的产品结构促进我国有机化工行业的技术进步对带动当地运输业和其它相关产业的发展等各方面都有积极意义因此建设本项目有较好的社会效益表1-1 主要技术经济指标表序号项

5、目名称单位数量备注一生产规模1N-甲基-2-吡咯烷酮ta30002丁内酯ta1000032-吡咯烷酮ta60004乙烯基吡咯烷酮ta60005聚乙烯基吡咯烷酮ta6000二产品方案1N-甲基-2-吡咯烷酮ta27412丁内酯ta0中间产品32-吡咯烷酮ta3904乙烯基吡咯烷酮ta0中间产品5聚乙烯基吡咯烷酮PVP其中ta6000K-15ta1500K-30ta1500K-90ta1500PVPPta12657年操作日丁内酯等装置天300333三主要原材料辅助材料用量LIANG量114丁二醇ta111672液氨ta14773一甲胺ta8224乙炔ta17645氢氧化钾ta5106丙烷工业标准t

6、a1087催化剂及化学品万元年18包装费万元年1五公用动力消耗量1工业水最大用水量m3h72平均用水量m3h62循环水最大用水量m3h794平均用水量m3h6613供电运行容量kW1100年耗电量万kWh913684供汽中压蒸汽用汽量25MPth49低压蒸汽用汽量04MPth1125脱盐水万吨68六三废排放量1废水th122废气Nm3h783废渣ta362七运输量1运入量ta161402运出量ta8896八定员人801其中生产工人人702管理人员人10九总占地面积m2164078十全厂建筑面积m2十一工程项目总资金万元40887其中外汇万美元12481固定资产投资万元22158其中外汇万美元9

7、40 1 固定资产投资方向 调节税万元0 2 建设期利息万元1436 其中外汇万美元02流动资金万元5795其中外汇万美元0其中铺底流动资金万元1738十四项目总投资万元36830其中外汇万美元1248十五年均销售收入万元46289十六成本和费用1年均总成本费用万元30411十七年均利润总额万元12261十八年均销售税金万元3616十九财务评价指标1投资利润率30732投资利税率39793投资回收期年513含建设期4全投资财务内部收益率2468319所得税后 税前和税后 3190所得税前5全投资财务净现值万元18640所得税后税前和税后万元34541所得税前Ic 1212 在公司实施循环经济方

8、案中的作用四川天华股份作为2005年国家发改委确定的第一批循环经济试点单位四川西部化工城合江化工园区的主导企业根据循环经济的原则编制了十一五循环经济实施方案而年产10万吨-丁内酯及其系列产品则是整个循环经济方案中充分利用公司现有产品通过延长产业链来实施循环经济的重要项目之一其产业链情况请见-丁内酯产业链示意图-丁内酯及其系列产品项目是由-丁内酯GBL2-吡咯烷酮2-PY乙烯基吡咯烷酮NVP聚乙烯基吡咯烷酮PVP交联聚乙烯基吡咯烷酮PVPP聚维酮碘PVPI等产品呈链式生产线进行生产每一链条上的产品均可作为商品出售同时又可以作下一生产链的原料到最终产品时可以得到售价在150000万吨左右的交联聚乙

9、烯基吡咯烷酮PVPP该产品目前的进口价近200000元吨产品价值得到大幅提升该项目的主要经济及能耗指标如下项目年产10万吨-丁内酯及其系列产品项目产值万元年46289能耗吨标煤吨产品18万元产值能耗吨标煤039水耗吨吨产品43万元产值水耗吨093万元产值废气排放量Nm369733万元产值废水排放量 吨 296通过-丁内酯及其系列产品项目的实施天华公司的万元产值能源消耗与水资源的消耗量将有明显的下降以实际成果实现循环经济的目标预计能耗水耗等情况见下表 项目公司目前状况-丁内酯项目实施后的状况降低幅度备注能耗吨标煤吨产品13147 116由于产业链的延长使单位产品能耗有所上升万元产值能耗吨标煤31

10、222295水耗吨吨产品288206285万元产值水耗吨3515237326万元产值废气排放量 万Nm3 万元产值废水排放量吨该项目的建设将延长14-丁二醇的产品链大幅提高产品的附加值提高资源的利用率污染物排放量大幅减少该项目于2008年建成投产后将使公司循环经济指标大幅改善天华公司万元产值能耗由200com煤降幅为605水耗由2003年的10903吨万元降至4785吨万元降幅为561大气污染物SO2排放量由2003年的0599kg万元降至020kg万元降幅为666水污染物CODcr由2003年的2489kg万元降至1108kg万元降幅为555 因此-丁内酯系列产品的建设对天华公司起着关键的作

11、用2 市场分析和价格预测21 产品用途-丁内酯 GBL 是一种重要的精细化工中间体往下发展可以生产2-吡咯烷酮2-PYN-甲基-2-吡咯烷酮NMP乙烯基吡咯烷酮VP及聚乙烯基吡咯烷酮PVPcom -丁内酯丁内酯又名4-羟基丁酸内酯简称GBL或-BL是一种重要的有机化工原料和精细化工中间体也是一种性能良好的高沸点溶剂主要用于以下几个方面在石油化工方面丁内酯可用作吸收炔烃的溶剂芳烃的萃取剂不溶于水的醇类和环状醚的萃取剂润滑油添加剂液状烃的增粘剂和胶凝剂及辛烷值的促进剂丁内酯与氨反应可生成2-吡咯烷酮与一甲胺反应生成N-甲基2-吡咯烷酮在医药方面丁内酯可用作麻醉剂及镇静药治疗癫病脑出血和高血压用作维

12、生素原料叶绿素的中间体X射线造影剂用于合成抗菌素新药环丙沙星和干扰素等在纤维方面丁内酯可用作丙烯腈纤维的纺丝溶剂和凝固剂纤维素酯羊毛尼龙丙烯腈纤维的染色助剂尼龙纤维的抗静电剂在树脂方面丁内酯可用作聚丙烯腈聚氯乙烯聚苯乙烯的溶剂聚氟乙烯树脂的分散剂纤维素酯的溶剂聚酯聚酰胺聚氨酯泡沫的原料聚酯染色改性剂树脂特殊增塑剂合成树脂的抗氧剂环氧树脂的稀释剂和固化剂在农业上丁内酯可用作杀虫剂的中间体和除草剂等此外丁内酯还可用作染料及颜料中间体偶合剂粮食作物家畜生长促进剂香料助剂电池和电容器电解液硅酸钠水溶液的凝胶化控制剂涂料除去剂等com 2-吡咯烷酮2-吡咯烷酮又称a-吡咯烷酮和丁内酰胺简称2-PY无色晶

13、体25以下或淡黄色液体25以上冰点25沸点2450熔点246闪点开杯1294相对密度1107 25 折射率148625蒸汽压1333Pa122易溶于水乙醇乙醚用于有机合成如1-乙烯基-2-吡咯烷酮等也用作溶剂等由-丁内酯和无水氨在高温高压下作用而制的2-吡咯烷酮为无色的高沸点极性溶剂能溶解多种有机化合物是有机物的中间体也是重要的医药中间体主要用作合成树脂农药多元醇油墨碘的溶剂也可用作丙烯酸类及丙烯酸-苯乙烯类树脂的增塑剂芳香族化合物的萃取剂煤油松香脂肪酸的脱色乙烯基吡咯烷酮聚乙烯吡咯烷酮4-氨基丁酸及其衍生物的制备原料等可在催化剂的引发下开环合成聚丁内酰胺即尼龙4医药上用作黄体酮强筋松脑复康的

14、中间体合成维生素B12维生素K等这方面应用增长迅速com N-甲基-2-吡咯烷酮N-甲基-2-吡咯烷酮简称NMP是一种有氨味的无色透明液体是一种极性的非质子传递溶剂具有毒性小沸点高溶解能力出众选择性强和稳定性好的优点广泛石油化工高分子农药电池等领域主要用途如下用于芳烃萃取乙炔烯烃二烯烃的纯化可用于聚合物的溶剂及聚合反应的介质如聚酰亚胺聚苯硫醚等工程塑料及芳纶纤维塑料表面处理溶剂粘结和脱漆等绝缘材料农药颜料及清洁剂等方面电池LCD半导体等电子行业汽车与工业清洗剂com 乙烯基吡咯烷酮乙烯基吡咯烷酮又称N-乙烯基吡咯烷酮N-乙烯基-2-吡咯烷酮简称VP无色液体沸点214215相对密度为10425熔

15、点135易溶于水醇醚及其它有机溶剂易水解易聚合成聚乙烯基吡咯烷酮由2-吡咯烷酮和乙炔在高压下作用而制得保存时要加入01的碱从而防止水解和自聚乙烯基吡咯烷酮可聚合成聚乙烯基吡咯烷酮医药上用做增溶剂解毒剂粘合剂药液稳定剂等化妆品上用做定型喷发膏目前 VP的用途一是作单体使用二是作聚合物或共聚物使用后者的使用量较大 1 单体的用途NVP单体可用作紫外线和电子束固化的聚合物体系的反应稀释剂该体系用于油墨涂料和胶粘剂特别是近年来因为制造玻璃光导纤维时速度高达每分钟拉丝1000米所以表面树脂涂料需要毫秒级的短时间紫外线固化NVP作为相应的反应性稀释剂是不可缺少的此外还可用于墙壁地板等内装修的紫外线固化涂料

16、 2 聚合物共聚物的用途NVP的大部分用途是用作制造聚乙烯基吡咯烷酮 PVP 的原料单体不仅有线型均聚物而且还有与醋酸乙烯或丙烯酸类单体的共聚物特殊交联的聚合物com 聚乙烯基吡咯烷酮 聚乙烯吡咯烷酮简称PVP是性能优异用途广泛的一类高分子精细化学品它不仅具有优异的溶解性低毒性成膜性化学稳定性粘接能力络合能力与保护胶作用还可与许多有机无机化合物结合因而PVP面世至今一直被广泛地应用于医药化妆品食品酿造涂料印染感光材料等领域 1 日用化学工业PVP及乙烯基吡咯烷酮醋酸乙烯酯的共聚树脂CPA树脂在日用化工尤其是化妆品中有着广泛的用途用它配制的发胶摩丝发乳能在头发上形成一层透明光亮富有弹性的涂膜使头

17、发梳理性能优良不沾灰尘由于PVP具有形成水闭塞性膜和润湿作用以及其分子结构又跟蛋白结构类似因此PVP与皮肤发须有良好的亲和性大大改善了皮肤用化妆品的感觉和功效使其获得了广泛用途 2 医药工业从70年代起PVP被广泛用于医药行业PVP在药物及药物制剂中作为片剂颗粒剂的助溶剂延效剂胶囊剂填充剂崩解剂眼药中的添加剂难溶药物的共沉淀剂等国外约有近百种药物使用PVP作辅料它特别适用于那些水敏热敏溶解度小毒性和刺激性大分散剂不稳定的药物80年代以来PVP开始在我国的药物中得到应用发达国家PVP在医药中的应用占其消费总量的2030PVP-I是世界医药界首选的含碘杀菌剂美国日本德国等已用PVP-I取代沿用已久

18、的碘酒及其它碘制剂广泛应用于临床食品工业和家庭消毒用品PVP作为口服药的赋形剂其优点是贮存稳定期长药物进入胃部后药物中的有效成分缓慢地释放出来使得人体内能有较长时间维持药物的有效浓度而提高药效且降低药物的副作用 3 酿造和饮料工业PVP在酿造饮料工业中可作为啤酒果酒果汁的澄清剂和稳定剂啤酒果酒等饮料中由于含有多种酚类物质易产生浑浊变色PVP能与这些物质生成络合物而沉淀从而除去多酚物质达到澄清稳定作用经PVP处理后的啤酒其货架寿命长达一年之久且风味和泡沫稳定性均不改变 4 颜料涂料工业 由于PVP具有良好的成膜性溶于水且成膜透明而不影响本色并能提高颜料的光泽和分散性常被用作有机颜料的表面包覆剂经

19、PVP包覆的有机颜料可用于防护性或装饰性涂料中如真漆清漆油漆水溶性分散体系乳胶体系印刷墨水纺织着色和塑料上色等PVP是非触变性的能防止絮凝故在许多涂料配方中起胶体保护作用采用低分子量PVP可以使油墨墨水具有良好的分散稳定性在喷印或书写时具有流畅的重复喷射书写性能PVP对炭黑酞青颜料钛白粉等也都具有优异的分散作用 5 纺织印染工业由于PVP分子中的内酰胺结构与染料中的有机官能团如羟基胺基羧基之间相结合使之具有很强的亲和力特别是与直接还原硫化染料结合力较强有时这种结合力往往超过染料与纤维的结合力故PVP有液体纤维之称PVP的这种性质可以改进许多疏水性合成纤维的可染性用接枝共聚法表面接枝法与其它合成

20、树脂混合的抽丝法湿纺纤维浸渍法或涂敷法等将PVP引入合成纤维使合成纤维可以均匀地染色并可提高染色牢度还能改进合成纤维的吸湿性防皱性定型性易洗性甚至漂白后的强度和耐日晒能力都有所提高在织物整理过程中PVP可用于上胶当用作纺织品涂料印花增稠剂时可与海藻酸钠羧甲基纤维素及醋酸纤维同时使用效果更佳在洗涤用品中加入PVP尤其对合成纤维织物的抗污垢再沉积性能比羧甲基纤维素要好无论是民用洗涤或工业上印洒后的洗净PVP可有效地防止转色或白底沾污现象的发生 6 造纸工业PVP用作改进湿强度增溶染料和分散染料在废纸脱墨打浆和着色时均是重要助剂用作纸涂层时能提高纸张的光泽性及可印刷性和抗油脂性特别是喷印用纸表面涂有

21、含PVP的透明涂层会使喷印墨水在纸上快速干燥这种透明层具有良好的吸墨水性不溶于水有较好的凝固性并因透明而高速成象特别适用于多色彩的墨水喷印 7 其他PVP在高分子乳液聚合悬浮聚合过程中可用作增稠剂分散稳定剂粒径调节剂以改善树脂的性能PVP及其共聚物是制造特殊用途的热熔胶的主要组份之一也是玻璃玻璃纤维金属和塑料的特种粘结剂在压敏胶中具有较高的超始强度粘度和硬度PVP也可用于重氮和卤化银乳液蚀刻涂层印刷底板等PVP共聚物可代替明胶制感光乳剂同时在底片显影和定影时作银的保护性胶体PVP还可用作彩色显象管涂屏的光致抗蚀剂的原料阴极射线管石墨涂层的分散剂等在农牧业中PVP在种子选种培育水产养殖饲料添加剂

22、等方面也有许多独特的应用另外PVP在高技术领域同样大有作为在分离膜医用高分子材料光固树脂光固涂料光导纤维激光视盘减阻涂料等高技术领域有着广泛的应用22 国内外市场概况com 国外市场概况 1 -丁内酯2002年全球丁内酯总产能超过26万ta产量约为22万t目前全球总产能超过28万ta产量约为23万ta规模超过1万吨年的仅有几套丁内酯的生产国主要是美国英国德国比利时和日本西班牙等美国的主要生产厂家有GAFBASFARCO化学International Specialty products和Quakerorats公司等西欧主要由德国BASF比利时UCB公司英国ICI公司生产日本丁内酯的主要生产厂家

23、有三菱化成北海道有机化工出光石油化工和日本四氢呋喃公司德国BASF和美国GAF公司是世界上最大的丁内酯生产公司生产能力分别为4万吨年和3万吨年国外丁内酯主要用作溶剂以及生产吡咯烷酮系列产品的原料还用来生产多种高附加值的精细化学品a 美国美国丁内酯的主要消费领域为生产吡咯烷酮系列产品以1994年为例年产量为140万吨生产吡咯烷酮系产品就消费丁内酯12万吨以上其他方面仅为1万多吨在吡咯烷酮领域中N甲基吡咯烷酮的需求量最大约占46增长也最快19891994年的年均增长率为10带动了丁内酯需求的迅速增长由于丁内酯在农用化学品电子化学品显影液和电解质溶液需求量增长以及N-甲基吡咯烷酮在电线电缆聚合物溶剂

24、金属处理及电子工业用清洗剂CFCs代用品方面需求量上升BASF公司于1995年将其在美国的一套丁内酯装置生产能力由15万吨扩大到3万吨年一套N-甲基吡咯烷酮装置生产能力由1万吨年扩大到25万吨以增强与美国GAF公司的竞争能力美国丁内酯的消费构成如表22-1表22-1 美国丁内酯的消费构成序号消费领域美国1聚乙烯基吡咯烷酮562N-甲基吡咯烷酮403其它4总 计100b 西欧西欧1996年生产能力近5万吨年其中德国BASF 3万吨年比利时UCB公司15万吨年英国ICI公司也有数千吨的能力1996年Dupont公司在西班牙开始建年产1 万吨的装置西欧丁内酯消费量以及消费构成见表22-2表22-2

25、西欧丁内酯的消费构成序号应用领域消费构成 1N-甲基吡咯烷酮4522-吡咯烷酮2103除草剂2184制药工业565铸造粘合剂326其他32合 计1000c 日本日本丁内酯1996年的生产能力在10万吨以上日本国内丁内酯能力及产量有限装置规模较小每年都有少量进口主要从BASF和GAF两家公司进口日本的丁内酯主要用于生产N-甲基吡咯烷酮并作为电解质溶液预计2005年全球GBL总产能将达到30万ta产量达到25万t国内丁内酯的生产和开发较晚工艺技术比较落后但近年来一些研究单位和生产厂家对丁内酯的生产研究和开发应用十分活跃 目前浙江台州盛联化工公司是国内最大的丁内酯生产商其生产能力为12万吨年2004

26、年我国丁内酯总生产能力为45万吨年由于原料供应原因实际生产量估计只有266万吨年随着国内石油化工行业及其相关工业的迅速发展丁内酯的需求日益增加其需求量每年以6的速度增长由于国内产不足需近年来一直依靠进口弥补国内供需缺口其中丁内酯的下游产品N-甲基-2-吡咯烷酮的生产以及市场前景看好目前其消费约占丁内酯消费总量的40该产品已广泛应用于润滑油精制乙炔提浓丁二烯和芳烃抽提工业清洗剂医药合成等领域这将带动丁内酯的生产得到相应的发展此外丁内酯在农业染料香料纺织等行业中的广泛应用也将使其消费量呈逐年快速增长的趋势据统计20022004我国丁内酯的表观消费年增长率33随着该产品的需求领域不断开拓必将进一步带

27、动丁内酯的生产丁内酯在国内一直属紧俏产品价格很坚挺该产品由于每年都需从国外进口因此国内市场价格受国际市场影响大本项目引进FRONTECH的先进技术生产的丁内酯规格达到国际标准 2 2-吡咯烷酮与N-甲基吡咯烷酮世界上第一套NMP生产装置是BASF公司于1946年成立的1955年GAF公司的NMP也投入工业生产1971年日本三菱化成也相继建立了-丁内酯及生产装置1989年世界NMP的生产能力为6765万吨1995年世界NMP的生产能力达到10万吨年目前世界NMP的生产能力达到14万吨年主要生产公司有美国的GAF和BASF-Wayndotte公司德国的BASF日本三菱化成和北海道有机化学公司等我国

28、NMP以前仅有东北制药厂四川天然气化工研究所少量生产自用大部分依靠进口满足需求随着顺酐深加工研究工作的进展原化学工业部北京化工研究院开发成功丁内酯和甲胺合成工艺在山东新泰市化工总厂建成100吨年中式装置1994年又建成300吨年规模的连续法生产装置采用管式反应器丁内酯转化率100NMP选择性为9095另外在江苏泰兴南沙工业公司安徽合肥市江淮化肥厂和黑龙江安庆县纤维板厂在建生产装置规模均为300吨年我国N-甲基吡咯烷酮的开发生产较晚在产品的应用研究方面与国外相比也存在着较大差距近年来随着我国GBL生产的扩大N-甲基吡咯烷酮的开发和应用研究也进入了一个新的发展阶段2002年我国N-甲基吡咯烷酮产量

29、约为15万t主要用作润滑油精炼反应溶剂乙炔提浓和丁二烯异戊二烯的回收溶剂对GBL的需求约为18万t随着我国涂料油漆工业的发展N-甲基吡咯烷酮需求将不断增长年均增长率在2左右 从近几年市场价格来看2-PY的原料产品顺酐丁二醇和-丁内酯价格在1999年达到最低后开始逐渐回升主要原因是99年时的石油价格跌到低谷后价格开始逐渐回升带动石化产品价格上涨由于-丁内酯主要原料的价格上涨自然导致-丁内酯的价格随着上涨从常理上看用-丁内酯做原料的2-PY应该价格随着上涨实际上2-PY 价格不变主要原因是国内做-丁内酯的主要方法还是顺酐加氢法由于顺酐做溶剂的取代产品很多如果涨得太高其使用量就会受到限制而2-PY价

30、格保持稳定主要还是作为商品的市场需求量太小受原料市场价格影响不太大预测顺酐价格的后市上涨空间不大国内采用顺酐法的-丁内酯和2-PY生产企业生产成本不会有大幅增加如果不存在供应或需求增长速度大大超过预期或石油价格大幅涨落预测2-PY基本保持原有价格水平变化不会太大 3 乙烯基吡咯烷酮乙烯基吡咯烷酮的均聚物最初由德国Reppe于1930年合成国外生产和销售PVP系列产品的厂商主要是德国巴斯夫公司的 Luviskole工业用 Koridone医药用和美国GAF公司的 PVP系列产品国外公司生产PVP产品主要品种牌号及结构类型详见表22-3表22-3 国外公司PVP产品主要品种牌号及结构类型结构类型品

31、种规格商品牌号适用领域和作用BASF公司ISP公司NVP均聚物PVP K-15K-30K-90LuviskolKoridonePVP Plasdone化妆品增稠剂润滑剂粘合剂医药分散剂粘合剂醋酸乙烯酯共聚物PVP VA-37VA-55VA-64VA-73Luviskol-VAPVPVA-S化妆品成膜剂纸张胶粘剂油墨增稠剂或胶体保护剂表面涂料粘合剂NVP和季胺盐类共聚物PVPQLuviquat-PQGafquat化妆品成膜剂调理剂NVP交联聚合物PVPPDivergenPolyclar-AT啤酒及饮料稳定剂NVP和布碘络合物PVP-1医用或工业用杀菌消毒剂据资料报导世界上VP装置主要用于聚合生产

32、PVP故资料基本均以报导PVP为主现从两者之间的联系来分析VP的工业化生产比较复杂过去全世界仅有德国BASF公司和美国ISP公司生产两公司VP的单体和聚合物产量占全球总量的80以上1997年PVP的世界总生产能力为约4万吨产量约2万吨BASF在德国和美国ISP在美国肯塔基州德州和欧洲各有一套PVP单体生产装置单套装置能力为5000-10000吨年两家的生产能力大致相等全世界大约共计有68套生产装置我国的乙烯基吡咯烷酮与国外一样主要是用来生产聚乙烯基吡咯烷酮 4 聚乙烯基吡咯烷酮PVP产品国内尚未制定质量标准国外PVP产品的主要品种牌号及结构类型见表22-4表22-4 PVP产品主要品种牌号及结

33、构类型品种规格商品牌号结构型式适用领域和作用BASF公司ISP公司PVP K-15LuviskolPVP化妆品增稠剂润滑K-30VP均聚物剂粘合剂医药分K-90KolidonePlasdone散剂粘合剂PVP VA-37化妆品成膜剂纸张VA-55Luviskol-VAPVPVA-SVP和醋酸乙烯脱粘剂油墨增稠剂VA-64酯共聚物胶体保护剂表面涂料粘合剂VA-73PVPQLuviquat-GafquatNVP和季胺盐类化妆品成膜剂调理剂PQ11共聚物PVPPDivergenPolyclar ATVP交联聚合物啤酒及饮料稳定剂PVP-IVP和碘络合物医用或工业用杀菌消毒剂国外对PVP的研究和生产已

34、有50多年的历史主要生产商为美国ISP公司和德国BASF公司美国有四个生产厂家ISP公司BASF公司Hichson Danchem公司和That cher公司西欧只有BASF公司一家日本有ISP和BASF公司的合资企业根据世界-丁内酯的消费量换算可知世界PVP的产量1995年约为28万吨1999年约为535万吨预计到2008年将增加到约18万吨美国西欧等发达国家的PVP主要用于日用化工和医药工业以及纺织造纸食品等行业随着近年来PVP产品应用领域的日益扩大国际PVP市场将会有新的突破我国PVP的生产和应用起步较晚在产品的生产开发和应用研究方面与国外相比存在较大差距河南玉源公司与浙江省化工研究院于

35、1987年承担了国家七五重点科技攻关项目将浙江省化工研究院的PVP合成小试成果转中试并于1987年筹建博爱县开源精细化工厂成功开发以-丁内酯乙醇胺为原料合成PVP的生产线并不断开发新产品扩大生产规模90年建成了我国第一个PVP系列生产厂产品填补了国内空白年生产能力为205吨胜利油田精工集团浙江省化工研究院中国浦发上海浦发企业发展合资在上海浦东新区组建上海胜浦新材料建设1300吨年生产能力8个品种20种规格的PVP生产装置成为我国最大的PVP系列产品的专业生产开发销售厂家此外清华永昌精细化工厂PVP生产能力约为100吨年近年来我国PVP的生产开发和应用研究取得了进展国内生产厂家逐渐增加产品质量提

36、高品种和数量不断增多成为世界上少数几个PVP生产国特别是随着国内顺酐常压气相加氢和14-丁二醇脱氢环化生产-丁内酯的开发成功及推广应用使-丁内酯的产量逐年增加确保了PVP生产的原料由于PVP在各个工业领域内的应用能显著改善产品性能提高产品质量因而受到广泛的重视目前我国PVP的年消费量约为2000吨每年还需从国外进口大量PVP产品以弥补国内供需缺口我国PVP消费领域与国外基本相同但消费构成不尽一致我国PVP主要用于医药食品加工和日用化工等行业其消费情况如下在医药行业我国PVP主要用作聚维酮碘PVP-I2或PVP-I消毒剂应用PVP-I是PVP和碘的络合物具有低毒高效缓释等特性对细菌病毒霉菌以及孢

37、子都有较强的杀灭作用又克服了碘溶解度低不稳定易产生过敏反应具有刺激性等缺点广泛用于外科手术预防术后感染以及烫伤溃疡口腔炎阴道炎等疾病的治疗我国于1987年正式投放市场1990年该产品正式收入90中国药典十多年来得到迅速推广另外PVP与纤维素衍生物丙烯酸类并列为当今三大主要医药合成辅料已广泛用于医药的粘结剂共沉淀剂助溶剂分散稳定剂包衣剂缓释剂眼药助剂胶囊助流剂等在食品加工中我国PVP主要作为啤酒的澄清剂通过在生产过程中加入微量的PVP可改进啤酒等的澄清度防止发生混浊并可以稳定色泽改善口味增长贮存期通常用量为820克100L在日用化工中我国在90年代初开发出含PVP的发胶产品洗发产品美容产品等已得

38、到广泛应用随着人民生活水平的提高对中高档洗发护发美容等产品的需求加大PVP在日用化工方面的需求将会增长较快其他PVP在聚合物中作分散剂稳定剂乳化剂增稠剂流平剂广泛用于涂料颜料油墨高分子合成及加工洗涤剂胶粘剂感光材料纺织印染采油泥浆酸化压裂造纸农药等目前我国的年消费量约6000吨由于生产能力不足每年需从国外进口大量的PVP随着国家经济的迅速发展和科技水平的不断提高以及新的应用领域的不断开拓PVP在国内的需求量将持续增长预计到2008年我国PVP的年需求是将达1200015000吨左右本项目各产品PVP的价格既考虑到市场的竞争能力又要兼顾到本企业的经济效益各产品工业级按115万元吨医药级按20万元

39、吨的综合售价作技术经济评价23 产品价格分析及确定目前国内PVP与NMP的产量不能满足国内需求每年需从国外进口大量产品来弥补市场缺口国内市场上PVP与NMP的价格一直保持坚挺NMP的价格为28万元吨PVPP平均价格为78万元吨本报告技术经济分析中NMP的价格按25万元吨PVPP平均价格按72万元吨3 产品方案和生产规模31 产品方案及年操作时间com产能力及商品量本项目包括-丁内酯 GBL 2-吡咯烷酮2-PYN-甲基2-吡咯烷酮NMP乙烯基吡咯烷酮VP及聚乙烯基吡咯烷酮PVP五套工艺装置各装置生产能力及产品量见表31-1表31-1 本项目各装置生产能力及产品量序号装置名称装置生产能力吨年产品

40、量吨年备注1-丁内酯 GBL 100000全部作为2-PY装置和NMP装置的原料22-吡咯烷酮2-PY6000390除为VP装置提供原料外有少量作为产品3N-甲基2-吡咯烷酮NMP30002741全部作为产品4乙烯基吡咯烷酮VP60000全部作为PVPP装置的原料5聚乙烯基吡咯烷酮PVPK-151500吨年K-301500吨年K-901500吨年PVPP1500吨年K-151500吨年K-301500吨年K-901500吨年PVPP1265吨年com 装置年操作时间本项目各装置年操作时间为7200小时com间产品的规格com -丁内酯质量指标 表33-2 -丁内酯质量指标序号名 称指 标1状态

41、清净液体2含量以-丁内酯计9953THF014水份H2O015相对密度112611366折光率143414417色度APHA40com 2-吡咯烷酮质量指标 表33-3 2-吡咯烷酮质量指标序号名 称指 标1状态透明液体2色度APHA1003纯度9904水份H2O03com 乙烯基吡咯烷酮表33-4 乙烯基吡咯烷酮质量指标序号名 称指 标1色度APHA302纯度9943水份H2O014活性22-405聚合物含量ppm1062-吡咯烷酮015com PVP 聚乙烯基吡咯烷酮 表33-5 聚乙烯基吡咯烷酮质量指标规格K-15K-30K-90K值1319263490100含量950950950色度A

42、PHA808060VP含量0500101水份505050PH5水溶液373737状态粉状粉状粉状表32-6 PVPP质量指标项 目指 标备 注外观近于白色流动粉末PH值10-110水份50重金属ppm10氮气110-128灰分04乙烯基吡咯烷酮010水溶性物质05酸己二醇溶解物10com N-甲基-2-吡咯烷酮NMP表32-7 N-甲基-2-吡咯烷酮质量指标项 目指 标备 注纯度9980色度APHA40水份ppm400-丁内酯 GBL ppm3004 工艺技术方案41 工艺技术方案的选择com -丁内酯装置-丁内酯是重要的有机化工原料和医用中间体主要用于生产2-吡咯烷酮N-甲基吡咯烷酮N-乙烯

43、基吡咯烷酮聚乙烯基吡咯烷酮等有机产品及脑复康等药品-丁内酯是一种高沸点溶剂溶解性能强电性能好稳定性高可用作聚合物的溶剂及染料和印刷溶剂等目前在电子行业中作显影剂发展势头较好物性数据分子量869熔点-42沸点203204206相对密度11251128折光率14341闪点98性状易挥发的无色油状液体有香味能与水和乙醇相混溶能溶于甲醇丙酮乙醚和苯能随水蒸汽挥发在热碱溶液中分解依企业标准一般试剂含量大于98-丁内酯的生产原料有14-丁二醇顺酐等相对应的生产工艺有14丁二醇脱氢法顺酐加氢法等14-丁二醇脱氢工艺是第二次世界大战期间德国IGfarben Industrie AG开发成功的并于1946年实现

44、工业化生产该法历史悠久是当前世界上生产-丁内酯的主要方法在工业生产中有气相脱氢法和液相脱氢法但由于液相脱氢法中催化剂难以再生及使用寿命短等原因逐步被气相脱氢工艺取代用于合成-丁内酯的催化剂很多目前GBL生产中脱氢催化剂大多使用铜系催化剂这类催化剂成本较低寿命较长适合大规模工业生产使用比较典型的气相脱氢工艺一般用浮石作载体用碳酸钠和硅酸铜为催化剂寿命为两年目前德国的BASF公司和美国的GAF公司均采用此工艺技术生产-丁内酯顺酐加氢制-丁内酯的工艺有BASF公司的二步加氢法北海道有机化工公司开发的顺酐常加氢法以及三菱化成开发的顺酐高压加氢法UCB公司于1989年公布以顺酐为原料选择性还原生产GBL

45、的专利技术近几年来由于丁烷大型流化床和移动床氧化技术的采用以顺酐生产GBL越来越具有竞争力UCB工艺采用以SiO2为载体的NiPd催化剂催化剂比表面积为100800m2g反应温度235反应压力96x105Pa在该催化剂和工艺条件下顺酐很快转化成GBL且能防止GBL进一步加氢生成THF因而GBL收率很高由于产物有酸生成因而反应器和精馏塔需用不锈钢制造与传统14丁二醇脱氢法相比其内部结构的材料可以在较高的压力下进行但同时要增加设备投资目前国内尚无成熟的万吨级工业化技术本项目考虑从美国FRONTECH公司引进-丁内酯生产工艺4 12 2-吡咯烷酮装置2-吡咯烷酮作为高效选择性溶剂主要用于回收有机原料

46、润滑油精制萃取剂聚合物及聚合反应的溶剂等物性数据无色结晶熔点246沸点245相对密度1116254折光率14870性状能与水醇醚氯仿苯乙酸乙酯和二硫化碳混溶难溶于石油醚生产2-吡咯烷酮的方法最早由4-氨基丁醛脱水制得另外还有以丁二腈的水解氧化及顺丁烯或丁二酸氨溶液的氧化等合成现在世界上主要采用-丁内酯为原料经氨化缩合而得运用该方法生产的主要有美国的GAF公司杜邦公司和德国的BASF公司另一种是以顺酐为原料经一步加氢氨化而得本装置采用-丁内酯为原料制2-吡咯烷酮从美国FRONTECH公司引进生产技术com 乙烯基吡咯烷酮装置乙烯基吡咯烷酮又称乙烯基-2-吡咯烷酮主要用于聚乙烯基吡咯烷酮的制备物性

47、数据分子量11116沸点92951467kPa相对密度1045折射率1511性状无色液体低温成固体能与水乙醇乙醚和乙酸乙酯等相混溶与其它乙烯化合物易共聚一般试剂含量约97本世纪三十年代德国BASF公司美国ISP公司首先采用乙炔法生产乙烯基吡咯烷酮VP已有成熟的工艺技术现在国内也有采用非乙炔法生产乙烯基吡咯烷酮的工艺但还没有工业化本装置拟引进美国FRONTECH公司的乙炔法工艺生产乙烯基吡咯烷酮继而生产聚乙烯基吡咯烷酮com 聚乙烯基吡咯烷酮装置聚乙烯基吡咯烷酮物性数据熔点165分解折光率123129白色或微黄色粉末或无定型半透明颗粒在空气中易吸潮能溶于乙醇和氯仿几乎不溶于乙醚溶于水中成胶状溶液

48、聚乙烯基吡咯烷酮由乙烯基吡咯烷酮均聚反应而得加入不同的催化剂或调整加入催化剂的数量或速度生产不同牌号的PVP产品本装置拟采用美国FRONTECH公司的工艺生产聚乙烯基吡咯烷酮主要牌号有k15k30k90PVPPcom N-甲基2吡咯烷酮装置 N-甲基2吡咯烷酮的生产技术技术与2吡咯烷酮的生产技术基本相同区别在于前者所用的原料为一甲胺后者使用的是液氨本装置用其它四套装置一样采用美国FRONTECH公司的生产工艺42 工艺流程简述com 工艺流程简述1 -丁内酯装置14-丁二醇 BDO 经汽化后进入固定床反应器以浮石铜作催化剂14丁二醇在反应器内发生气相脱氢反应该反应是一个吸热反应以Paracym

49、enePCY对甲基异丙基苯蒸汽作加热介质反应产物经冷凝器冷却后进入汽液分离罐分离出的气体为氢气和少量的COCO2其中的COCO2通过甲烷化反应器转化为甲烷然后进入H2提纯装置提纯后的氢气送至BDO装置气液分离罐分离出的液体进入轻组分蒸馏塔进行真空蒸馏轻组份从塔顶采出塔釜液进入产品精馏塔该塔也为真空精馏-丁内酯产品从塔顶采出送入产品贮槽塔釜有机残液送至残液贮槽最后送至界外焚烧2 2-吡咯烷酮装置2-吡咯烷酮采用-丁内酯GBL作原料氨化而得GBL与氨混合一般氨过量经泵进入缓冲槽再经预热后进入反应器在一定的温度和压力下GBL和氨发生缩合反应反应器为管式反应器浸入DOWTHERM热载体中用电加热器加热

50、或冷却DOWTHERM来控制反应温度反应分为两个步骤首先GBL与过量的氨在液相反应GBL开环后生成羰基丁酰胺氨基化反应是一个放热反应然后羰基丁酰胺脱水环化生成2-吡咯烷酮该反应是一个吸热反应反应生成物经气化后进入闪蒸槽槽底残液进焚烧装置闪蒸物进入脱氨塔负压脱氨和水脱除的氨和水液态进入汽提塔汽提塔底液送至废水处理装置脱氨塔底产物进入产品精馏塔真空精馏产品从塔顶采出冷却后进入产品贮槽塔釜残液返回前面的闪蒸槽3 乙烯基吡咯烷酮装置2-吡咯烷酮溶液和氢氧化钾溶液泵入催化剂预制罐由此生成的含催化剂吡咯酸钾溶液进入乙烯基化反应器顶部乙炔气从反应器底部喷射进入乙烯基化反应器基本原理类似于换热器反应器内有一组

51、管子冷却水从管内流过反应物及反应生成物在管子外面通过控制管内排出的水蒸汽量控制反应温度根据所需达至的产率可采用13个乙烯基化反应器从乙烯基化反应器底部出来的混合物连续送至脱气塔脱气塔顶部气体与乙烯基化反应器中未反应的乙炔被引入缓冲罐在缓冲罐中与界外来的乙炔气混合后经压缩循环至乙烯基化反应器脱气塔底部液体冷却后送至粗VP贮槽从粗VP贮槽来的粗VP经气化后送至闪蒸槽闪蒸槽下部液体送至汽提塔汽提塔底残余液送至残余物贮槽该残余物送焚烧处理闪蒸槽顶部气体与汽提塔顶部的汽提气一起送至轻组份蒸馏塔真空蒸馏轻组份从塔顶采出送至焚烧处理轻组份釜液送至精馏塔真空精馏产品从塔顶采出进入产品贮槽塔底液进入2-PY回收

52、槽后送至催化剂预制罐重复利用4 聚乙烯基吡咯烷酮装置PVP K-15PVP K-30是以乙烯基吡咯烷酮在釜中发生的均聚反应反应为放热反应PVP K-90聚合过程与PVP K-15PVP K-30聚合流程相似只是催化剂不同首先水与一定量的VP加入到反应器中用蒸汽将反应器加热将催化剂与助剂一并加入到反应器中开启水冷却系统因为反应为放热反应一旦单体残留量低于规定的水平反应产物就泵入过滤器以清除胶状物和外来的颗粒过滤后干燥干燥后的PVP 被鼓入一净化室经旋风分离后筛分包装聚乙烯基吡咯烷酮PVP产品经桶装称计量装桶后由人工转运至10m×10m的塑木复合托盘上再由两台能力为1500kg的平衡重式蓄电池防爆叉车转运到成品仓库储存5 N-甲基2吡咯烷酮装置本装置工艺流程与2吡咯烷酮装置的工艺流程基本相同二者的区别在于本装置使用的原料是一甲胺2吡咯烷酮装置使用的原料是液氨43 消耗定额com 原材料消耗定额 表43-1 -丁内酯系列产品消耗定额名称规格单位消耗定额一原 料14丁二醇工业标准吨吨GBL11167液氨工业标准吨吨2-PY02461乙炔工业标准吨吨VP0294一甲胺工业标准吨吨NMP030二助剂及催化剂氢氧化钾45溶液吨吨VP0085氨水28溶液吨吨k15k30K-