年产3万吨1-4-丁二醇项目可行性研究报告.doc

年产3万吨1,4-丁二醇项目

可行性研究报告

目 录

第一章 总 论 1
1.1 概述 1
1.2 可行性研究报告的编制依据、原则、范围 1
1.3 项目背景 2
1.4 研究结论 4
1.5 主要技术经济指标表 4
第二章 市场需求预测 7
2.1 1，4-丁二醇概况 7
2.2 世界主要国家和地区1，4丁二醇的生产和消费情况 8
2.3 中国1，4丁二醇生产和消费情况 10
2.4 1，4-丁二醇进出口数量统计如下： 15
2.5 产品市场价格 15
第三章 产品方案及生产规模 16
3.1 装置规模 16
3.2 产品品种及规格 16
第四章 工艺技术方案 17
4.1 甲醛装置 17
4.2 乙炔装置 24
4.3 氢气（H2） 27
4.4 1,4-丁二醇（BDO） 28
4.5 自控技术方案 41
第五章 原材料、辅助材料及公用工程供应 42
5.1 主要原材料、辅助材料规格 42
5.2 主要原材料、辅助材料及公用工程供应来源 43
5.3 公用工程供应情况 44
第六章 建厂条件和厂址方案 45
6.1 厂址的地理位置及地质概况 45
6.2 当地气象条件 45
6.3 交通运输条件 48
6.4 厂址方案 48
第七章 环境保护 49
7.1 项目建设和生产对环境的影响 49
7.2 环境保护措施方案 51
第八章 节能 52
8.1 节能工作的重要性 52
8.2 项目能耗指标 52
8.3 节能措施 53
第九章 劳动保护与安全卫生 55
9.1 设计原则 55
9.2 设计依据 55
9.3 公司现有安全生产概况 55
9.4 生产过程中主要危害因素分析 56
9.5 设计中采用的安全防范措施 57
9.6 安全卫生机构 59
第十章 消 防 60
10.1 设计依据 60
10.2 设计采用的消防标准及规范 60
10.3 火灾危险性分析 60
10.4 设计中预防火灾措施 60
10.5 消防措施 61
第十一章 工厂组织和劳动定员及人员培训 63
11.1 工厂体制及组织机构 63
11.2 生产班制和定员 63
11.3 人员来源和培训 63
第十二章 项目实施计划 65
12.1 实施概况 65
12.2 实施进度计划 65
第十三章 投资估算与资金筹措 66
13.1 总投资估算 66
13.2资金筹措 67
第十四章 财务评价 68
14.1成本费用估算 68
14.2财务评价 68
14.1 基础数据 69
14.2 财务分析 70
14.3 评价小结 71

第一章 总 论
1.1概述
1.1.1项目名称、主办单位及法人
项目名称：年产3万吨1,4-丁二醇（BDO）项目
主办单位：####宜化化工股份有限公司
法人代表：################
建设地点：####宜昌猇亭区
编制单位：五环科技股份有限公司
1.2可行性研究报告的编制依据、原则、范围
1.2.1编制依据
1）原化工部1997年8月颁布的《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》（修订本）。
2）当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录。
3）####宜化化工股份有限责任公司提供的基础资料。
1.2.2编制原则
1）结合####宜化化工股份有限公司的实际情况，新建3万吨/年BDO生产装置。
2）本报告在编制过程中按照国家、行业和地区的发展规划，以及国家的产业政策、技术政策的要求，对本项目的建设条件、技术路线、经济效益、工程建设、生产管理以及对环境的影响等各个方面作了分析对比，力求全面地、客观地反映实际情况。
3）采用先进生产技术并注重生产技术的适用性。本项目生产装置及配套公用工程、辅助设施，都充分注意技术的先进性。技术的先进性不但体现在工艺流程、技术装备和控制水平上，而且同样体现在环境保护和工业卫生等各个方面。本项目采用已国产化的改良炔醛法工艺，该工艺先进成熟、副产品少、既节能又无环境污染。
4）以经济效益为中心。经济效益是企业生存的命脉。因此，本报告编制过程中要特别注意充分利用电力资源优势、水路运输优势，合理布局、节省投资、选用先进适用可靠的技术，降低消耗定额和减少定员以提高企业的经济效益。同时合理安排建设工期，做到工期合理有序，做到少投资，早见效益。
5）严格贯彻国家对环保、消防、劳动安全等规范的要求。严格控制“三废”排放，落实“三废”处理措施，以保证达到国家和地方有关环境保护标准，并做到“三同步”，即环保效益、生产效益和经济效益同步增长。
1.2.3可行性研究报告的范围
本可行性研究的范围包括：项目提出背景、产品市场预测、产品方案、生产规模、工艺技术方案、主要原料、辅助材料、燃料的供应、公用工程和节能降耗措施、环境保护、劳动安全、工厂组织和定员、项目实施规划、投资估算、财务和经济评价及可行性研究的结论。
1.3项目背景
1.3.1企业概况
####宜化化工股份有限公司是全国520家重点企业之一，其前身系始建于1978年的宜昌地区化工厂。是全国大型合成氨生产企业之一，也是全球最大的季戊四醇生产厂家，综合实力居全国氮肥行业前列。
####宜化化工股份有限公司坚持以产品多元化为发展道路，产品涵盖化肥、精细化工、热电、盐化工4大领域。2005年公司生产规模为：合成氨45万吨/年、尿素60万吨/年、季戊四醇6万吨/年、聚氯乙烯12万吨/年、离子膜烧碱12万吨/年、盐酸4万吨/年、液氯6万吨/年。截至2005年末，公司总资产36亿元，在册员工2828人，其中各类专业技术人员568人。
1.3.2项目建设的必要性、有利条件和意义
3万吨/年BDO项目采用以电石为原料的工艺路线。宜化集团下属子公司####楚星化工有限公司目前可年产20万吨电石，已外供15万吨-16万吨/年，仍富余约4万吨。BDO项目可利用这部分电石(3万吨/年BDO装置需约4万吨/年的电石)，解决了以紧缺性资源石油或天然气为原料的BDO成本高、电石长期靠长距离外运的难题，可稳定BDO生产，降低BDO生产成本，提高竞争力，创造良好的经济效益。同时也为解决当地就业、促进地方经济发展做出积极贡献。
建设年产3万吨BDO项目有利于调整公司产品结构，使产品向精细化转变，实现多种经营，提高企业竞争能力和抗风险能力；并有利于降低主导产品的生产成本，为企业创造更可观的经济效益，促进####股份化工有限公司的进一步发展，因而建设该项目的意义很大。
1.4研究结论
（1）####宜化化工股份有限公司年产3万吨BDO项目的建设充分依托公司现有条件，调整公司精细化工产品结构，有利于进一步提高企业的经济效益和抗风险能力。
（2）该项目的工艺技术先进、可靠，只有个别设备需进口，其余设备均可从国内采购。
（3）本项目在正常生产情况下产生的废气、废水、废渣的量很少，通过治理达到国家规定标准后排放。
本报告研究结果表明，3 万吨/年1,4-丁二醇项目采用成熟的工艺技术，能耗达到国内先进水平，项目具有投资省、建设速度快、效益好的特点。产品成本低、运输方便、市场前景好。本项目妥善考虑了1,4-丁二醇生产对环境的影响，减少三废排放量，又考虑了适当的三废治理办法，项目有较好的经济效益和社会效益，项目是可行的。
1.5主要技术经济指标表
表1-1 主要技术经济指标
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
1,4-丁二醇装置规模
t/a
30000

2
产品及副产品

（1）
产品商品量
t/a
30000

（2）
年操作时间
h
7200

3
主要原材料用量

（1）
电石
t/a
34200

（2）
37%甲醛
t/a
60000

（3）
氢气
t/a
1800

4
公用工程消耗量

（1）
循环水
m3/h
3000

（2）
新鲜水
t/h
75
54万吨/年
（3）
电
kWh/h
2000
1440万度/年
（4）
蒸汽
t/h
35.4
25.5万吨/年
5
三废排放量

（1）
废气
kg/h
10909.8

（2）
废水
m3/h
28

（3）
废液
kg/h
356
废液含63%有机物，可焚烧处理
（4）
废渣
t/a
44127
电石渣可用于生产水泥
6
运输量

（1）
运入量
吨
34200

（2）
运出量
吨
74127

7
全厂定员
人
120

8
厂区占地面积
亩
200

9
总投资
万元
68773

（1）
建设投资
万元
59656

（2）
建设期利息
万元
5344

（3）
铺底流动资金
万元
1132

10
年销售收入
万元
60000

11
年总成本
万元
34210

12
年均税前利润
万元
25790

第二章 市场需求预测
2.1 1，4-丁二醇概况
2.1.1 1，4丁二醇的基本概况：
简  称：BDO
别  名：1,4—二羟基丁烷
英文名：1,4-putylene  glycol ；1,4-butanediol；1,4-dilhydroxybutane
结构式：HOCH2CH2CH2CH2OH
分子式：C4H10O2
2.1.2 1，4丁二醇的产品性质
1，4丁二醇为无色油状液体，可燃。溶于甲醇、乙醇、丙酮，微溶于乙醚，沸点235℃。熔点20.1℃，闪点（开口）121℃，相对密度（d 4-20）1.0171，点燃温度370℃；折射率1.446。
2.1.3 1，4丁二醇的产品用途
（1）1,4丁二醇是一种重要的有机化工和精细化工原料，是生产聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)工程塑料和PBT纤维的基本原料；PBT塑料是最有发展前途的五大工程塑料之一。
（2）1,4丁二醇是生产四氢呋喃的主要原料，四氢呋喃是重要的有机溶剂，聚合后得到的聚四亚甲基乙二醇醚(PTMEG)是生产高弹性氨纶(莱卡纤维)的基本原料。氨纶主要用于生产高级运动服、游泳衣等高弹性针织品。
（3）1,4-丁二醇的下游产品γ-丁内酯是生产2-吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮产品的原料,由此而衍生出乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮等一系列高附加值产品，广泛用于农药、医药和化妆品等领域。
（4）1,4丁二醇是生产聚氨酯人造革、聚氨酯弹性体和聚氨酯鞋底胶的重要原料。聚氨酯弹性体广泛用于牛筋鞋底、汽车实心轮胎、磨擦传动皮带等。
2.1.4 1，4丁二醇的包装及贮运
采用200升钢桶充氮密封包装，以火车或汽车槽车充氮密封贮运。此外，在密封包装和不遇热条件下贮存时间不受限制，自然条件下，不爆炸、不自燃、但具可燃性。
山西三维以槽车汽运为主，小部分采用铁桶小包装。据四川天华销售公司李经理介绍，该公司产品部分采用船运至沿江市场。若我公司采用船运方式，则较四川天华有距离和时间上的优势。
2.2 世界主要国家和地区1，4丁二醇的生产和消费情况
2.2.1世界1，4丁二醇主要生产厂商情况
公司名称
2001年产能kt/a
2006年产能kt/a
原料路线
国家或
地区
产地
DuPont
110
110
乙炔
美国
TX
BASF
136
136
乙炔
美国
LA
ISP
35
0
乙炔
美国
TX
Lyondell
51
51
环氧丙烷
美国
TX
SISAS
100
100
顺酐
比利时
Feluy
BASF
190
190
乙炔
德国
Luduigsha
ISP
90
100
乙炔
德国
Marl
Idemitsu-BASF
25
25
乙炔
日本
千叶
三菱化学
50
100
丁二烯
日本
Yokkaichi
Tonen
30
30
顺酐
日本
Kawasaki
BP
63
63
正丁烷
美国
OH
BP
0
163
正丁烷
美国
TX
SISAS
100
100
顺酐
比利时

Lyondell
0
120
环氧丙烷

荷兰
台湾水泥
30
30
顺酐
中国台湾

BASF
50
50
丁二烯
韩国
蔚山
BASF-Malaysia
0
100
顺酐
马来西亚

南亚
40
40
丁二烯
中国台湾

台湾Dairen
30
70
丙烯醇
中国台湾

沙特
50

顺酐
沙特

合计
1，020
1，650

从上表可以看出，今后五年里世界1，4丁二醇将继续有大的发展，其生产能力将从2001年的102万吨增长到2006年的165万吨，年均增长率高达10%。

2.2.2世界主要地区和国家1，4丁二醇的消费情况
单位：kt

美国
西欧
日本
THF
165
59
48
PBT
74
55
32
GBL
70
30
--
PU
17
31
11
其他
12
15

合计
338
190
91
2.3 中国1，4丁二醇生产和消费情况
2.3.1国内生产装置和生产能力
生产厂家
生产能力（万吨）
备注
山西三维集团股份有限公司
7.5

山东佳泰石油化工有限公司
3.0

山东胜利油田石油化工有限公司
2.0
四氢呋喃2kt/a
四川天华股份有限公司
2.5

上海吴淞化工厂
2.0
1995年扩建
沈阳东北制药厂
0.5

荆门化工厂
0.3

山东鲁南化工厂
2.0

四川南充化工厂
0.3

合计
20.2

2.3.2 未来中国大陆BDO在建和拟建项目统计分析如下表：
公司名称
生产规模
投产时间
生产方法
山西三维股份有限公司
7.50
2008年第一季度
Davy顺酐法
云维集团
2.50
2008年
炔醛法
新疆美克集团公司
6
2008年第二季度
ISP炔醛法
中国蓝星总公司
5.5
2008年
Davy顺酐法
中国大庆油田
6.5
2009年
正丁烷/顺酐法
陕西煤业化工集团
6
2008年-2009年
Reppe法
福建湄洲湾氯碱厂
3
2009年
Invista炔醛法
总产能
37

以上项目若按期投产2009年将增加37万吨的生产能力，总产能可达到57万吨左右。
2.3.3国内BDO主要生产厂家概况
2.3.3.1山西三维集团股份有限公司
该公司系国家大型一类高科技化工企业和山西省36户优势企业之一。连续五年进入全国化工企业500强，其前身山西维尼纶厂始建于1970年，1996年改制，1997年6月山西三维A股在深交所上市，公司拥有洪洞和太原高新技术园区两个生产基地，占地1500余亩，在册员工3600人，资产总值44亿元。该公司在消化吸收美国先进技术的基础上，开发建设的年产2.5万吨1，4-丁二醇项目，于2001年投入运行后，经过几年的生产实践、扩产改造，已形成了一整套具有自主知识产权的生产工艺技术，产能已达3万吨。2006年公司第二套1，4-丁二醇生产装置建成投产。至此，该公司1，4-丁二醇生产能力已达7.5万吨。
2.3.3.2 山东佳泰石油化工有限公司
该公司采用现代高新技术，充分利用胜利油田的产品资源优势，以开发和生产高附加值的精细化工产品为主，年产顺丁烯二酸酐(顺酐)15000吨、1,4-丁二醇20000吨、四氢呋喃2000吨、γ-丁内酯5000吨。产品均符合国际标准，其各项性能指标优于国内同类产品，并通过ISO9001：2000国际质量体系认证。
2.3.3.3山东胜利油田石油化工有限责任公司
山东胜利油田石油化工有限责任公司拥有东营胜化精细化工有限公司和山东东港精细化工有限公司两个合资公司，总资产约6.5亿元人民币。本公司拥有一批高素质的专业技术人才，引进和吸收国内外的先进技术，建成国内最大的顺丁烯二酸酐(顺酐)和1,4-丁二醇两套生产装置，其中顺酐装置选用了美国鲁姆斯(LUMMUS)公司和意大利阿鲁休斯(ALUSUISSE)公司联合开发的阿尔玛(ALMA)工艺技术，规模为15,000吨/年；1,4-丁二醇装置引了英国克瓦纳公司(KVAERNER) MARK II 工艺技术，规模为1,4-丁二醇10,000吨/年。四氢呋喃2,000吨/年。其产品均符合国际标准要求。我国1，4丁二醇的消费主要集中在PBT、PU、THF、BGL等方面。2000年消耗1，4丁二醇约为4万吨，其中PBT约消费1.5万吨，占37%；PU约6000吨，占15%；THF7500吨，占19%；GBL6000吨，占15%。到2005年1，4丁二醇的消费量达7.5万吨左右。
2.3.4 1995-2005年我国1，4丁二醇消费情况
应用领域
1995年
1996年
1997年
2000年
2005年
增长率%
PBT
5500
6937
9819
15000
35000
18.5 %
PU
2000
2300
3000
6000
11000
12.9%
THF
4100
5000
5400
7500
12000
9.8 %
GBL
4200
5000
5200
6000
7600
4.8 %
其它
4100
4300
5000
5500
9400
11.3 %
合计
19900
23537
28419
40000
75000
13.4 %
2.3.5我国1，4丁二醇主要应用领域的消费情况
2.3.5.1聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）
PBT是我国目前1，4丁二醇的最大的消费领域。九十年代以来随着我国电子、电器工业的发展，PBT得到大量应用，几乎50%的PBT用于这方面。近几年PBT在汽车部件上的应用也有了较大发展，占PBT总消费量的10%-15%。随着我国汽车业的发展和零配件的国产化，预计其消费量还将进一步增长。当前我国PBT的主要生产厂有仪征化纤工程塑料厂、岳阳化工总厂、北京泛威公司、南通合成材料厂等九家生产厂，总能力约4.5万吨/年。目前国内PBT的主要原料1，4丁二醇基本依赖进口，因此其生产成本受国际市场影响较大。国产PBT由于受进口PBT的竞争开工率不足，只有50%左右。预计到2005年PBT的生产能力将达到7-8万吨，需消费1,4丁二醇约3.5万吨左右。
2.3.5.2聚氨酯（PU）
在PU方面1，4丁二醇主要用于合成革、鞋底料及弹性体等。改革开放以来我国先后引进和合资建设了50多条生产线，主要有烟台合成革厂、华大化学、中山新兴聚氨酯制品有限公司、三明元发树脂有限公司等。2000年我国PU制品的产量已到80万吨左右，消费1，4丁二醇约6000吨。根据国内PU 的发展趋势，预计到2005年国内PU制品将达到120-130万吨，将消费1，4丁二醇约1.1万吨。
γ丁内酯（GBL），目前我国GBL的生产厂家有20家左右，生产能力约6000吨/年。主要生产厂有南京金龙化工厂、江苏泰兴延龄精细化工厂、濮阳市运丰化工厂、常州曙光化工厂、上海十五制药厂、成都宗庆化工厂、山东新泰化肥厂等。
我国GBL主要用于生产N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）、2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮（NVP）、聚乙烯基-2-吡咯烷酮（PVP）等，其中N-甲基-2-吡咯烷酮占GBL总耗量的50%左右。目前国内GBL生产有多种原料路线，估计2000年国内生产GBL约耗用1，4丁二醇6000吨，2005年预计需1，4丁二醇7500吨左右。
2.3.5.3 四氢呋喃（THF）
目前国内THF主要用于医药和PTMEG的生产，但国内现有生产能力仅5000吨左右，每年需进口THF约5000吨。国内THF的主要生产企业有上海吴淞化工厂、东北制药厂、江苏扬州化工厂、上海宝山四方化工厂、浙江仙居化肥厂，以及齐齐哈尔市前进化工厂等。目前我国THF的主要下游产品PTMEG国内还无工业化生产装置，国内的氨纶生产厂全都使用进口产品。我国主要的氨纶生产厂有烟台氨纶厂、连云港氨纶厂、广东鹤山氨纶厂、上海DUPONT合资厂等，生产能力合计约7000吨，由于氨纶具有良好的性能，目前在很多织物中加入3-5%的氨纶可大大改善其穿着性能，预计今后几年我国氨纶会有较大的增长，2005年生产能力将达到1.2万吨。估计2000年国内生产THF消费1，4丁二醇约7500吨，到2005年将达到1.2万吨左右。成为仅次于PBT的第二大用户。
2.4 1，4-丁二醇进出口数量统计如下：
时间
2005年
2006年
2007年1-11月
进口量（吨）
137265
124291
164239
出口量（吨）
6984
7949
9214
2.5产品市场价格
除我国采用乙炔为原料以外，国外大多以石油为原料生产BDO，成本居高不下（13000元/吨以上），销价一直处于高位。2007年以来，BDO市场均价在22000元/吨以上，目前价格26000元/吨。
第三章 产品方案及生产规模

3.1装置规模
（1）装置规模： 3万1,4-丁二醇（BDO）吨装置
（2）年操作时间：7200小时
3.2产品品种及规格
指标名称
丁二醇纯度
色度
水分
羰基值
1，4-丁二醇
≥99.5%
≤10APHA
≤0.03
≤0.1mg KOH/g

第四章 工艺技术方案

4.1 甲醛装置
4.1.1 工艺技术方案选择
4.1.1.1 原料路线确定的原则
现在工业化生产装置以甲醇为原料生产甲醛，历史上曾采用过的以天然气为原料直接氧化制甲醛和以二甲醚为原料制甲醛的方法已基本淘汰。
4.1.1.2 国内外工艺技术概况
4.1.1.2.1国外技术水平
经过多年的发展，目前世界上甲醛工艺技术路线主要是甲醇气相氧化脱氢法，有两种基本的催化工艺，即银催化剂催化工艺和金属氧化物催化工艺，统称为银法和铁钼法。其中银催化剂又分为浮石银和电解银两种。
（1）银法
银法有两种不同的流程，一种是带有甲醇蒸馏回收流程，称为甲醇循环工艺，另一种是不带甲醇蒸馏回收流程，称为非甲醇循环工艺。
a. 甲醇循环工艺
甲醇循环工艺是甲醇不完全转化法，是在较低的温度下（500℃） 使甲醇不完全转化，一般甲醇转化率只有55%，由于温度低，副反应少，没有转化的甲醇采用蒸馏过程脱出并循环使用。通过调节加入吸收塔顶部的水量来控制甲醛产品的浓度，使甲醛产品的浓度可达到52%-55%。甲醇含量可以在蒸馏过程中调节，甲醇含量可以达到1%左右。产品甲醛中甲酸含量0.01%-0.02%。蒸馏回收的甲醇返回系统作原料。甲醇循环工艺的缺点是有甲醇蒸馏回收系统，流程长，能耗高。
b. 非甲醇循环工艺
非甲醇循环工艺是甲醇完全转化法，需在650℃-700℃高温下进行甲醇氧化脱氢反应，没有甲醇蒸馏回收系统，甲醛产品浓度多为37%。甲醇含量为3-5%，甲酸含量为0.01%-0.02%。该法由于没有甲醇蒸馏回收系统，与甲醇循环工艺相比投资较省、能耗低，缺点是甲醛产品浓度低、甲醇含量较高。
（2）铁钼法
铁钼法是在空气过量的条件下使甲醇转化生产甲醛，反应温度低，约250-400℃，甲醇转化率为92-94%，不需设甲醇蒸馏回收系统。铁钼法的优点是生产低醇含量的高浓度甲醛，且甲醇原料单耗低，同时副产蒸汽；产品甲醛的浓度能够灵活变化，可以生产37-57%的甲醛产品。可以直接生产制造树脂的尿醛浓缩液（UFC）。铁钼法催化剂转化率选择性高，对有害物质不太敏感，因此催化剂的寿命比银法催化剂长。铁钼法的缺点是与银法相比设备比较大，投资略高。
铁钼法近几年来发展较快，该法适应要求低醇含量、高浓度甲醛的下游产品，国外新建甲醛装置中采用铁钼法的生产装置已逐步占主导地位。瑞典Perstorp、意大利Eurotecnica、德国Joserf Meissner 等公司采用该法工艺生产甲醛。
4.1.1.2.2 国内技术水平
目前，国内工业甲醛一般采用银法生产，经过了四十多年的发展，在生产规模及技术上都有了很大的进展。近几年已有几套采用引进技术的生产装置采用铁钼法。
4.1.1.3 工艺技术方案的比较和选择理由
根据技术概况说明，现对铁钼催化剂法和银催化剂法的技术进行比较，见表4-1 。
表4-1 　银法与铁钼法生产工艺部分参数对比
比较指标
铁钼法工艺
银法工艺
反应器形式
管式固定床
固定床
反应温度（℃）
340～380
620～720
甲醇单耗（甲醛以37%计）
420～435 kg/t
450～480 kg/t
催化剂寿命（月）
10～18
3～6
电耗（kw.h/吨甲醛）
73
57.5
甲醛收率（%）
93
82～86
甲醛浓度（%）
37～55
≥37
产品中醇含量（%）
0. 5～1.5
1.5～5 或更高
产品中酸含量
100～300PPM
100～200PPM
原料气中甲醇含量
＜10%在爆炸下限操作
＜35% 在爆炸上限操作
副产蒸汽
0.75～0.79t/t
＜0.2t/t
催化剂失活原因
Mo 升华
Ag晶体颗粒烧结长大,Fe、S 杂质中毒
对毒物敏感程度
不敏感
敏感
装置规模
180吨、225吨、360吨/天装置技术均比较成熟。
国内5万吨/年装置技术比较成熟，高于5万吨装置少。
装置投资比例
4
1
国产化程度
180吨、225吨/天装置可以选择主要设备由国内指定厂家生产，以降低成本。催化剂需进口。
100%国产
装置设备的寿命
50年左右
6～10年
本项目的建设主要为下游产品（1,4-丁二醇）配套，因此甲醛装置的产品规格必须符合下游产品的技术要求。1,4-丁二醇装置要求原料甲醛浓度为55(wt)%，甲醛中甲醇含量≤1.5%(wt)，为此，本项目的工艺技术方案应以生产高浓度、低甲醇含量产品为原则。
项目选择铁钼法，引进国外先进工艺技术。在以甲醇空气氧化铁钼催化剂法生产甲醛的诸多专利商中，其工艺路线、消耗定额等大致相同。鉴于瑞典Perstorp 公司在中国的业绩，本报告暂按引进瑞典Perstorp 公司的专利技术考虑，待经过与有关专利商进行技术交流及合同谈判后确定。
4.1.1.4引进技术和进口设备
本项目考虑引进国外专利技术和成套设备及仪表。
专利商：瑞典Perstorp 公司
引进范围：许可证；基础工程设计及详细设计
可能引进的其他专利商有：意大利Eurotecnica，德国Josef Meissner，Segibo 等公司。
4.1.2 工艺流程和消耗定额
4.1.2.1 工艺流程简述
（1）生产过程原理
主反应：CH3OH+1/2O2 CH2O+H2O ＋159 kJ/mol
该反应是放热反应，副反应极少，生产微量的二甲醚。
（2）工艺流程简述
原料甲醇在甲醇蒸发器中与循环气（部分尾气和空气混合气）混合，经与反应气进行热交换后，气化的甲醇/空气混合气进入反应器。
反应器类似于管壳式换热器，管中充满催化剂，管壳为联苯基导热油（HTF）。混合气经过管束时，在催化剂的作用下反应生成甲醛，同时产生大量的反应热。这些反应热由管壳中处于沸腾状态的导热油带出。混合气沿管束运行时，温度首先上升，达到最高点，大部分甲醇反应后，温度又逐渐降低。管束中的温度最高点称为“热点”是控制方案中的一个重要参数。反应器的出口气体在甲醇汽化器中冷却后进入吸收工段。吸收工段由两个吸收塔组成。第一吸收塔是填料塔，第二吸收塔是板式塔。反应气首先进入第一吸收塔，与来自第二吸收塔的液体逆流接触，在塔底生成甲醛产品。甲醛的浓度可以在产品出料管线上自动调配。塔顶气体进入第二吸收塔的底部，经由工艺水吸收后，塔底液体作为第一吸收塔的吸收液，塔顶气体一部分作为循环气经风机进行循环，返回到系统中；其余气体成为尾气，经排放控制系统（ECS，即催化焚烧系统）处理后放空至大气。该系统可以降低气体中的有害成分，以达到排放的环境要求。在ECS 系统中吸收塔的尾气首先与处理过的排放气换热，然后与ECS 反应器中的贵金属催化剂接触，进行净化处理。处理后的尾气达到排放标准，与吸收塔的尾气换热后，经烟囱排入大气。
4.1.2.1 主要原材料、公用工程消耗定额及年消耗量
甲醛装置原材料、公用工程消耗定额及年消耗量见表4-2。
表4-2 主要原材料、公用工程消耗定额及年消耗量
(生产1 吨37wt%甲醛计)
名称
规格
单位
消耗
年消耗
备注
一 主要原料

甲醇
99.85％
t
0.44
26400

铁钼催化剂
KH44
Kg
0.057
3400

ECS催化剂
PPt47
Kg
一次装填250kg

3－5年
导热油
THELMINOL VP-1
t
一次装填20t

二公用工程

电
380V
Kwh
70
42万

一次水

m3
0.406
2.44万

循环水
△t＝10℃
m3
43.75
263万

氮气
低压
Nm3
2.2
13.2万

仪表空气

Nm3
1.8
10.8万

低压蒸汽

t
0.085
5040

副产中压蒸汽

t
-0.65
3.9万

脱盐水

t
1.4
8.4万

冷冻水

t
1.25
7.5万

4.1.3 主要设备选择
本项目引进国外专利技术及成套设备，以甲醇为原料，与空气中的氧气通过含有钼催化剂的固定床反应器进行氧化反应，生成气体甲醛，经过二级吸收塔吸收后得到浓度约55%（wt）的甲醛溶液。
本装置共有设备35台，其中反应器2台，塔类2台，容器换热器类12 台，机泵15 台。现将主要设备列于下表4-3。
表4-3 甲醛主要设备一览表
序号
设备名称
单位
数量
材料
1
甲醛反应器
台
1
不锈钢
2
第一吸收塔
台
1
不锈钢
3
第二吸收塔
台
1
不锈钢
4
甲醇蒸发器
台
1
不锈钢
5
催化焚烧反应器
台
1
不锈钢
6
导热油系统
台
1
碳钢
7
高压鼓风机
台
2
不锈钢
4.2 乙炔装置
4.2.1 工艺技术方案选择
工业上用电石生产乙炔有干法和湿法两种生产工艺技术。干法与湿法相比，干式乙炔发生器可使用各种大小电石，包括粉状的。水与电石的比率仅约为1.13～1.35:1，排出的电石渣――氢氧化钙含水约5%。具有耗水量小和无污水排放的优点，在国内已经开始推广，目前被国家列为示范性新技术。以前，为了大规模的生产乙炔作为化工原料，一般采用湿式乙炔发生器，这种发生器是连续的、电石投入式的。湿法工艺操作简单，工艺技术成熟，安全可靠，在国内被广泛采用。干法乙炔与湿法乙炔工艺对比如下表4-3。
表4-3 干法乙炔与湿法乙炔工艺对比表
对比内容
干法乙炔
湿法乙炔
乙炔收率
＞98.5％
96％
乙炔纯度
99％
99％
电石渣含水量
4－12％
90％
电石渣处理人工
无
30人
电石渣处理设备
无
投资1000万元
渣浆处理设备
无
770kw
污水排放
无
－
电石渣用途
采用干法水泥直接使用
用回转窑烘干，53元/吨
加料
连续，无乙炔排出
断续，需置换，有乙炔排出
排渣
连续
断续
故障
立即停止反应
反应不可控
4.2.2 工艺流程和消耗定额
4.2.2.1 工艺流程简述
干法乙炔发生是用略多于理论量的水以雾态喷在电石粉上，使之水解，产生的电石渣为含水量4％～10％干粉末，粗乙炔含水量为75％ ，反应温度气相为90-100℃ ，固相为100～110℃ ，水与电石的比例约为(1～1．8)：1，反应热由水汽化带走，经由非接触式换热器传给循环水(没有溶解损失)，电石的粒径小于5mm，水解率大于99.5％ ，乙炔收率大于98．5％。乙炔发生器中主要反应如下。
CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca (OH)2
粗乙炔气经冷却清洗，除去里面的S、P后，乙炔气体经过冷却器除去气相中过饱和水分，纯度为99.8%以上的精乙炔气体送至1,4-丁二醇合成工序。
4.2.2.2 消耗定额
（1）主要原料消耗
主要原料消耗定额见表4-4。
表4-4 主要原料消耗定额(吨乙炔产品)
序号
项目名称
单位
消耗
1
电石
T
3.31
2
32％烧碱
Kg
27.5
（2）公用工程消耗定额
公用工程消耗定额见表4-5。

表4-5 公用工程消耗定额(吨乙炔产品)
序号
项目名称
单位
消耗定额
1
一次水
t
13.8
2
循环水
t
86.2
2
电
kwh
206.9
3
仪表空气
Nm3
1.72
4
氮气
Nm3
10.3
5
冷冻水
t
27.6
4.2.3 主要工艺设备
乙炔生产装置主要工艺设备见表4-6。
表4-6 乙炔装置主要设备表
序号
设备名称
型号及规格
1
水冷却器
φ800×3000 F=93m2
2
乙炔冷却器
φ1400×4595 F=210m2
3
干法乙炔发生器系统

4
文丘里反应器
φ340×1471
5
水洗塔
φ1400×14525
6
冷却塔
φ1200×14400
7
1#清净塔
φ1200×14310
8
2#清净塔
φ1200×14310
9
中和塔
φ1200×14193
10
料仓
5000×5000×11400 V=100m3
11
废次氯酸钠储槽
φ2000×5604 V=16.5m3
12
水分离器
φ1600×4063 V＝6.42
13
乙炔气柜
V=1035m3 Dg15000/15900×14400
14
气水分离器
φ1200×3081 V=2.77m3
15
浓次氯酸钠储槽
φ2000×2810 V=6.91m3
16
次氯酸钠储槽
φ2400×3475 V=12.6m3
17
浓次氯酸钠高位槽
φ1400×2516 V=3.84m3
18
次氯酸钠高位槽
φ1400×2516 V=3.84m3
19
浓碱槽
φ2000×2810 V=7.08m3
4.3 氢气（H2）
提氢工艺主要有三种，即膜提氢、PSA提氢和深冷法提氢，由于深冷法投资大，操作难不便采用。
膜提氢工艺只实用于没有或只有微量CO2存在的气体中提氢（如合成弛放气），还需采用二级膜提氢。该法投资少，进气量10000Nm3/h装置投资约