化工设计竞赛附录6-《中国制造2025》专栏

e福林神华

ED国祜隼

CHINASHENHUA

2019“东华科技-恒逸石化杯”

第卜三届全国大学生化工设计竞赛

年产11.5万吨醋酸乙烯项目

附录6《中国制造2025》专项

一路向烯图窿

指厚老自不：祷租金何^余已籍兵

困陈成员：胡祷李蓼演刿俊傣吕自巾^绵豪

目录

第一章《中国制造2025》概述...............................1

1.1指导思想.......................................................1

1.2基本原则......................................................2

1.3战略目标......................................................2

第二章陕西榆林市2015及2020年指标......................4

2.1陕西榆林市现状及发展目标......................................4

第三章《中国制造2025》指标落实情况......................6

3.1节能减排技术应用..............................................6

3.1.1资源合理利用..............................................6

3.1.2能量合理利用.............................................6

3.1.3严格限制碳排放...........................................6

3.1.4全面推行清洁生产.........................................6

3.2绿色发展指标落实情况..........................................7

3.2.1指标选取..................................................7

3.2.2本项目绿色发展指标实际值.................................7

3.3绿色发展2020指标对照表...................................9

第四章落实《中国制造2025》具体措施.....................11

4.1提高国家制造业创新能力.......................................11

4.2推动信息化与工业化深度融合...................................11

4.2.1推进制造过程智能化.......................................11

4.2.2聚焦化工安全生产.........................................11

4.2.3智能算法在制造领域的应用................................11

4.3加强质量品牌建设.............................................12

4.3.1提高企业产品质量........................................12

4.3.2树立中国制造品牌良好形象................................12

4.4全面推行绿色制造.............................................12

4.4.1加快制造业绿色改造升级..................................12

4.4.2推进资源高效循环利用....................................13

4.5深入推进制造业结构调整.......................................13

451稳步化解产能过剩矛盾.....................................13

4.5.2优化制造业发展布局.......................................13

第五章总结................................................14

5.1技术可行性....................................................14

5.2经济可行性...................................................14

5.3与经济社会和谐发展...........................................14

5.4总结..........................................................15

第一章《中国制造2025》概述

1.1指导思想

全面贯彻党的十八大和十八届二中、三中、四中全会精神，坚持走中国特色

新型工业化道路，以促进制造业创新发展为主题，以提质增效为中心，以加快新

一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，以满足经

济社会发展和国防建设对重大技术装备的需求为目标，强化工业基础能力，提高

综合集成水平，完善多层次多类型人才培养体系，促进产业转型升级，培育有中

国特色的制造文化，实现制造业由大变强的历史跨越。基本方针是：

①创新驱动。坚持把创新摆在制造业发展全局的核心位置，完善有利于创新

的制度环境，推动跨领域跨行业协同创新，突破一批重点领域关键共性技术，促

进制造业数字化网络化智能化，走创新驱动的发展道路。

②质量为先。坚持把质量作为建设制造强国的生命线，强化企业质量主体责

任，加强质量技术攻关、自主品牌培育。建设法规标准体系、质量监管体系、先

进质量文化，营造诚信经营的市场环境，走以质取胜的发展道路。

③绿色发展。坚持把可持续发展作为建设制造强国的重要着力点，加强节能

环保技术、工艺、装备推广应用，全面推行清洁生产。发展循环经济，提高资源

回收利用效率，构建绿色制造体系，走生态文明的发展道路。

④结构优化。坚持把结构调整作为建设制造强国的关键环节，大力发展先进

制造业，改造提升传统产业，推动生产型制造向服务型制造转变。优化产业空间

布局，培育一批具有核心竞争力的产业集群和企业群体，走提质增效的发展道路。

⑤人才为本。坚持把人才作为建设制造强国的根本，建立健全科学合理的选

人、用人、育人机制，加快培养制造业发展急需的专业技术人才、经营管理人才、

技能人才。营造大众创业、万众创新的氛围，建设一支素质优良、结构合理的制

造业人才队伍，走人才引领的发展道路。

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一州旬苗

L2基本原则

市场主导，政府引导。全面深化改革，充分发挥市场在资源配置中的决定性

作用，强化企业主体地位，激发企业活力和创造力。积极转变政府职能，加强战

略研究和规划引导，完善相关支持政策，为企业发展创造良好环境。

立足当前，着眼长远。针对制约制造业发展的瓶颈和薄弱环节，加快转型升

级和提质增效，切实提高制造业的核心竞争力和可持续发展能力。准确把握新一

轮科技革命和产业变革趋势，加强战略谋划和前瞻部署，扎扎实实打基础，在未

来竞争中占据制高点。

整体推进，重点突破。坚持制造业发展全国一盘棋和分类指导相结合，统筹

规划，合理布局，明确创新发展方向，促进军民融合深度发展，加快推动制造业

整体水平提升。围绕经济社会发展和国家安全重大需求，整合资源，突出重点，

实施若干重大工程，实现率先突破。

自主发展，开放合作。在关系国计民生和产业安全的基础性、战略性、全局

性领域，着力掌握关键核心技术，完善产业链条，形成自主发展能力。继续扩大

开放，积极利用全球资源和市场，加强产业全球布局和国际交流合作，形成新的

比较优势，提升制造业开放发展水平。

1.3战略目标

立足国情，立足现实，力争通过“三步走”实现制造强国的战略目标。

第一步：力争用十年时间，迈入制造强国行列。

到2020年，基本实现工业化，制造业大国地位进一步巩固，制造业信息化

水平大幅提升。掌握一批重点领域关键核心技术，优势领域竞争力进一步增强，

产品质量有较大提高。制造业数字化、网络化、智能化取得明显进展。重点行业

单位工业增加值能耗、物耗及污染物排放明显下降。

到2025年，制造业整体素质大幅提升，创新能力显著增强，全员劳动生产

率明显提高，两化（工业化和信息化）融合迈上新台阶。重点行业单位工业增加

值能耗、物耗及污染物排放达到世界先进水平。形成一批具有较强国际竞争力的

跨国公司和产业集群，在全球产业分工和价值链中的地位明显提升。

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第二步：到2035年，我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平。创

新能力大幅提升，重点领域发展取得重大突破，整体竞争力明显增强，优势行业

形成全球创新引领能力，全面实现工业化。

第三步：新中国成立一百年时，制造业大国地位更加巩固，综合实力进入世

界制造强国前列。制造业主要领域具有创新引领能力和明显竞争优势，建成全球

领先的技术体系和产业体系。

以下是2020年和2025年制造业主要指标（由于本项目主要与绿色发展相关,

因而只列出绿色发展的目标内容）：

表1-12020年和2025年制造业主要指标（绿色发展）

r类别指标2013年2015年2020年2025年

规模以上单位工业增比2015年比2015年

--

加值能耗下降幅度下降18%下降34%

单位工业增加值二氧比2015年比2015年

--

化碳排放量下降幅度下降22%下降40%

绿色发展

单位工业增加值用水比2015年比2015年

--

量下降幅度下降23%下降40%

工业固体废物综合利

62657379

用率（%）

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第二章陕西榆林市2015及2020年指标

2.1陕西榆林市现状及发展目标

2018年9月15日，甲醇燃料技术装备创新中心正式落户榆林，该中心将成

为榆林首个“中国制造2025”创新中心。这一项目建设具有榆林特色的甲醇燃料

技术装备产业研发集群，培育榆林战略性新兴产业的核心制造力量。而甲醇正是

本项目醋酸乙烯合成原料中醋酸和乙烯的来源，分别来自低压皴基合成装置和

MTO装置。

《陕西省“十三五”工业经济发展规划》对化工产业集群的要求如下：重点

布局在榆林、延安、咸阳以及渭南等地，围绕“三个转化”战略部署。着力推进

煤炭深度转化，延长产业链，提高附加值。做大做强现代煤化工产业，鼓励发展

化学制品加工和精细化工产业，培育壮大三大合戌材料及下游产业。重点在煤炭

深度转化领域寻求突破，扩大煤制油、煤制天然气、煤制甲醇、煤制烯芳烧规模,

加快推进煤炭开采及加工设备、化工设备制造等相关产业发展与聚集，重点发展

榆神煤化工园区、榆横煤化工园区等。

同时《陕西省“十三五”工业经济发展规划》要求，到2020年，重点行业单

位工业增加值能耗、物耗及污染物排放控制在国家标准范围之内。规模以上单位

工业增加值能耗较2015年下降18%,单位工业增加值用水量较2015年下降23%,

单位工业增加值二氧化碳排放量较2015年下降22%,工业固体废弃物综合利用

率达到73%。

综合文件要求，具体指标及2015年现状值如表2-1所示。

表2“陕西地区工业制造2015年现状及2020年目标

指标2015年现状值2020年目标值

万元生产总值能耗（吨标准煤）0.950.67

单位工业增加值能耗（吨标准煤/万元）1.1280.924

万元生产总值CO2排放强度，%—比2015下降22%

化学需氧量（万吨）52.744.0

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氨氮排放总量（万吨）5.815.0

单位工业增加值用水量，nP60.248.5

工业固体废弃物综合利用率，%65%>73%

能源消耗总量（万吨标准煤）976113900

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一冷旬可

第三章《中国制造2025》指标落实情况

3.1节能减排技术应用

3.1.1资源合理利用

根据醋酸乙烯合成反应动力学可知乙烯气相法单程转化率较低。因此我们对

本项目的醋酸及乙烯等原料进行循环使用，以减少不必要的浪费。本项目产生的

固体废物主要为废弃催化剂、分子筛膜及生活垃圾。废弃催化剂和膜材料更换下

来后立即装入密闭容器妥善保存，送回厂家进行回收处理；生活垃圾由城市统一

运行的废品站、垃圾站进行处理。成功实现资源的合理利用。

3.1.2能量合理利用

在分离与再循环系统中使用热泵技术进行热量的合理利用，在换热网络中使

用夹点技术对换热网络进行优化，而公用工程部分则利用有机朗肯循环对能量进

行利用。

3.1.3严格限制碳排放

通过对反应条件的优化，减少副反应的产生，进而减少CO2从源头的生成

量。同时设置废气氧化车间，对碳进行集中捕集，每年可减少5千吨的二氧化碳

排放，实现了经济效益和环境效益的双赢。

3.1.4全面推行清洁生产

相对比于我国使用较多的电石乙焕法生产醋酸乙烯酯的工艺，本项目采用的

气相乙烯法无需预处理，其反应副产物种类较少，生产过程中更不会产生大量的

废渣以及有毒有害物质。同时利用新型催化剂，显著提高了反应转化率与选择性。

从绿色生产角度看来，气相乙烯法是大势所趋。

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3.2绿色发展指标落实情况

3.2.1指标选取

结合《中国制造2025》绿色发展2020指标及《陕西省“十三五”工业经济

发展规划》等国家和地区发展规划，本项目取指标为各项目最高标准，具体结果

如下所示：

1.规模以上单位二业增加值能耗：在2015年为1.128吨标准煤/万元，按照

《中国制造2025》指标，下降幅度应为18%,2020年应达到指标为0.924吨标

准煤/万元。

2.CO2排放量下降幅度：《中国制造2025》规定2020年碳排放下降幅度应

为22%,《“十三五”化工示范项目和资源利用目标》文件规定碳排放为5.23

吨CO2/吨，2020年应为4.08吨CCh/吨。

3.单位工业增加值用水量下降幅度：陕西省2015年单位工业增加值用水量

为60.2m3,按照《中国制造2025》要求下降幅度为23%,值为46.35nP。

4.工业固体废物综合利用率：《中国制造2025》绿色发展2020指标规定工

业固体废物利用率需达到73%,《陕西省“十三五”工业经济发展规划》要求固

体废物利用率达到73%,故本项目取73%。

3.2.2本项目绿色发展指标实际值

3.2.2.1规模以上单位工业增加值能耗

以能耗项目冷却水为例计算：

通过公用工程计算可得可知年消耗量为73.5万吨，同时经过查找资料得到

冷却水的折煤系数为().lkgce/kg。此项目为年产11.5万醋酸乙烯酯，每吨醇酸乙

烯酯可售卖625()元，故一年可得销售总额为6250元/吨X11.5万=71875万元。

因此冷却水的万元产值能耗为73.5xl04/71875=10.23t,万元产值折煤能耗为

10.23tx0.1kgce/kg=1.02kgceo

其余数据用相同的方式处理，并整理于表3-1：万元产值综合能耗。总能耗

通过将各项能耗相加即可得到为7.74kgceo

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表3-1万元产值综合能耗

序年耗量万元产值

项目单位万元产值折煤系数

号/104折煤能耗

1电千瓦时291.340.53O.lkgce/kW-h4.05

2高压蒸汽t/a85.011.830.1071kgce/kg1.27

3中压蒸汽t/a40.45.620.097Ikgce/kg0.55

4低压蒸汽t/a7.21.000.0929kgce/kg0.09

5冷却水t/a73.510.230.1kgce/kg1.02

6乙烯t/a1.50.211.1kgce/kg0.23

7丙烯t/a3.80.530.9kgce/kg0.48

8导热油t/a0.020.031.5kgce/kg0.05

总计（能耗）7.74

3.222工业固体废物综合利用率（％）

本项目所产生的工业固体废物主要为废催化剂及循环冷却水中的盐分脱盐

后产生的固体盐。

固体催化剂发回原厂回收，化学品均为桶装和袋装，桶装包装可发回原厂回

收，袋装废品需送至有资质厂家回收处理，总量为4.45吨，根据厂家提供的数

据，回收率可达90%。

盐总量为15吨，废液脱盐主要通过反渗透、纳滤及蒸发结晶等方法。不同

方式对盐的回收率有疔差异，在95-98%不等。

按盐回收率最低时计算，工业固体废物综合利用率可达93.9%。

3.2.23单位工业增加值二氧化碳排放量下降幅度

二氧化碳下降主要包括以下两个部分：

（1）直接二氧化碳排放量下降：通过废气第化工段后产生的二氧化碳，经

膜分离装置后可作为高纯产品销售，有效减少年二氧化碳排放5千吨。

（2）间接二氧化碳排放量下降：通过我厂从三个层面（分离及再循环系统

——热泵技术及双效精储技术，换热网络一一夹点技术，公用工程一一有机朗肯

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循环技术），将减少的能耗折算为标煤，再折算为二氧化碳（已知一吨标煤燃烧

产生2.62吨二氧化碳）。折算出每年减少的二氧化碳排放为12536.5吨。

因此，本项目的二氧化碳排放量下降幅度为：12536.5+5000=22.90%

71580.6+5000

3.2.2.4单位工业增加值用水量下降幅度

本工艺主要从以下四个方面进行用水量的控制：

（1）循环冷却水系统中的冷却塔采用闭式冷却塔。在工业上大多数采用的

是开式塔进行冷却水的处理。以20000nr7h规模，冷却要求为40-30℃,浓缩倍

数4,按全年8000h的装置为例，开式塔年总补水量为2508300m）而闭式塔仅

为128000011?,可有效减少49%的循环冷却水用量。

（2）对装置进行换热网络改造，增加流股间换热，进而减少冷公用工程（主

要为冷却水）的用量。通过对换热网络的改造，本设计中的冷公用工程用量由原

本的890000m，减少至目前的735000n?,有效减少了17.4%的冷却水用量。

（3）通过员工大会、宣传栏公告等多种方式对厂区内员工进行“绿色环保,

节约用水”教育，提倡一水多用。按照《城市居民用水量标准》中的统计，映西

省人日均用水量为85-140L,此处取平均水平112L为我厂员工日均用水量。按

照宣传后可减少10%用水量计，共125位员工，年员工总用水量可减少511m3。

（4）改变灌溉方式，减少绿化用水。从原有的粗放漫灌变为滴灌，可减少

75%的灌溉用水。对于一般园区及企业草坪，每平方米草坪年用水量为0.3n?,

已知我厂面积为62400^3,绿化覆盖率为15%,因此绿化总面积为9360m3.因

此可算得采用滴灌后我厂绿化用水每年可减少2106m二

以下是本厂节水一览表：

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表3・2本厂节水一览表

改造前/n?改造后/nP下降幅度/%

循环冷却水2508300128000049

冷公用工程89000073500017.4

员工生活用水5110459910

绿化用水280870275

总用量3406218202030140.7

3.3绿色发展2020指标对照表

综合前述，得到本项目各指标落实情况对照如表3-3所示。

表3・3绿色发展指标对照表

类别指标2013年2215年2020年本项目

规模以上单位工业增比2015年比2015年

--

加值能耗下降幅度下降18%下降21%

单位工业增加值二氧比2015年比2015年

--

化碳排放量下降幅度下降22%下降22.9%

绿色发展

单位工业增加值用水比2015年比2015年

--

量下降幅度下降23%下降40.7%

工业固体废物综合利

62657393.9

用率（％）

由表3-3可知，本项目各指标均达到《中国制造2025》中所列2020年标准

具有一定的价格优势和区位优势以及良好的市场前景。可极大地提高石油化工的

资源化利用0木项目将秉承“发展企业、贡献国家、服务社会、造福员工”的企业

宗旨。本项目的建设进过严格的经济计算和论证，保证了经济效益的可靠性，让

项目得以顺利进行。

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第四章落实《中国制造2025》具体措施

4.1提高国家制造业创新能力

近年来MTO项目大量开工，原料丰富，为提高煤化工产业链深度和附加值,

本厂聚焦创新技术，走创新驱动发展道路。为生产出优等品（wt%>99.8）的醋

酸乙烯，生产流程采生气相乙烯法工艺。

4.2推动信息化与工业化深度融合

421推进制造过程智能化

本项目使用DCS集散控制系统，实时检测生产过程，控制生产过程各生产

参数，保证工厂的正常运转。综合利用神华榆林总厂基础设施，基于神华榆林总

厂技术实施现代工厂控制、管理方案。引进工业控制系统，推进工程化和产业化。

422聚焦化工安全生产

聚焦近期石化、煤化工厂爆炸频发的问题，本厂致力于从源头控制爆炸故的

发生，对工艺流程进行了HAZOP分析，针对分析结果进行工艺流程改进及添加

控制仪表等。对于罐区进行ALOHA分析，对可能发生的安全事故进行及时规避。

同时本厂配置有紧急停车系统，在系统故障或电源故障情况下，该系统将使关键

设备或生产装置处于安全状态下。

4.2.3智能算法在制造领域的应用

本厂利用商业计算软件GAMS进行了排产调度算法的创新，更加合理的设

置仓库及物流路线，面对不同的订单，可以给出最优的结果，符合《中国制造

2025》的要求。

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4.3加强质量品牌建设

4.3.1提高企业产品质量

本注重产品质量，生产过程严格遵循标准化工业化生产流程，力求产品质量

达到市场规范标准。同时本厂致力于创新技术的研发以其对产品质检阶段的检

验，保证本厂出厂产品符合市场要求。通过分析化验，本厂生产醋酸乙烯酯符合

工业优等品标准（wt>99.8%）,具有良好的市场。

4.3.2树立中国制造品牌良好形象

绿皮书中提及，要围绕研发创新、生产制造、质量管理和营销服务全过程，

提升内在素质，夯实品牌发展基础，打造一批特色鲜明、竞争力强、市场信誉好

的产业集群区域品牌，加速我国品牌价值评价国际化进程。

本厂旨在打破当今社会对化工企业高污染高排放的既定印象，围绕大宗基础

化学品优化原料结构、提高产品质量、降低消耗排放，采用新技术、新工艺、新

设备对现有产品进行升级改造，成立一个有影响力的绿色化工品牌。

4.4全面推行绿色制造

目前我国企业仍面临着资源能源利用效率低，环境污染问题较为突出的问

题。绿皮书提及，到2025年，重点行业单位工业增加值能耗、物耗及污染物排

放应达到世界先进水平。本项目使用了高效的反应分离集成技术，通过创新分离

序列及使用热泵技术、带填料多级闪蒸等技术减少了过程能量使用。

由第三章绿色发展2020指标对照表可知，本项目所有指标均达到了《中国

制造2025》绿色发展2020年指标。

4.4.1加快制造业绿色改造升级

本项目为醋酸乙烯绿色生产新建项目，针对现阶段醋酸乙烯生产工艺、装置

存在的问题进行改进，达到降耗、减排的目标。现阶段乙烯法和乙烘法两类醋酸

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乙烯生产技术各有优劣，目前国内以乙焕法为主，但乙焕法使用的原料多为电石

乙焕，存在生产污染严重的问题，随着环保压力的增大及《中国制造2025》提

出了更高要求，乙烯法生产工艺由于污染较少，产品质量相对于乙块法的质量高,

逐渐受到重视，故本项目采用气相乙烯法。

4.4.2推进资源高效循环利用

由于气相乙烯法存在单程转化率不高的情