5万吨/年环氧乙烷及系列产品项目

2008-09-01 16:03:34
华夏经纬网

1 概述

    环氧乙烷是乙烯衍生物有机化工原料中间体,它易与水、醇、氨、胺、酚、卤化氢、酸及硫醇进行开环反应。得到化工产品被大量用于中间体和精细化工产品的生产,成为各国一系列工业产品不可缺少的化工基础原料。

    本项目所产环氧乙烷除作商品供应外,余量选择有市场前景的乙醇胺、乙二醇醚、乙氧基化合物(表面活性剂),碳酸乙烯酯、1、3丙二醇等五种产品进行深加工。

2 产品用途、市场分析

2.1 乙醇胺系列产品用途、市场分析

    2.1.1 用途

    乙醇胺系列产品是环氧乙烷系列产品消耗环氧乙烷仅次于乙二醇,主要用于生产阳离子表面活性剂,哌嗪、马啉等医药中间体原料、气体净化剂、水泥添加剂、金属处理剂、纺织助剂、亚乙基胺等。

    2.1.2 市场分析

    乙醇胺系列产品全球总生产能力130万吨左右,生产布局主要集中在美国、西欧、亚太地区等,约占世界总生产能力90%,国外乙醇胺主要用于表面活性剂、除草剂 、气体净化剂、金属加工。

    预计国外市场乙醇胺系列产品年均增长保持4%左右的增长率2010年将达到160万吨左右。

    我国2004年现有乙醇胺生产企业约有11家总生产能力6.3万吨,消费最大领域为表面活性剂,约占总消费量的33%,其次是医药、聚氨脂行业分别为23%、16%,其它为28%,所以国内虽有生产能力6.3万吨,但2005年产量仅为2.015万吨,进口量6.18万吨,表观消费量8.72万吨,2006年1~7月进口量4.7万吨,自2001~2005年消费年均增长率为26.5%。国内有关部门预测2010年国内乙醇胺系列产品消费量将达到15万吨左右。

2.2 乙二醇醚系列产品用途、市场分析

    2.2.1 用途

    乙二醇醚系列产品主要包括乙二醇甲醚、丁醚、丙醚以及二乙二醇甲醚、丙醚、丁醚与醋酸反应生成乙二醇醚醋酸酯的混合溶剂,因此用途广泛,主要用于汽车工业和其它机械制造业油漆涂料优良溶剂,抗冻剂,制动液添加剂,除草剂,增塑剂的中间体等。

    2.2.2市场分析

    欧美、日本是乙二醇醚主要生产国,目前生产能力已达到180万吨,其中美国104万吨,联碳公司生产能力20万吨生产乙二醇、丙二醇、醇醚系列产品,欧州32.9万吨,日本15万吨,其特点:规模大,大部分企业乙二醇醚和丙二醇醚在用一套设备进行生产,不是单一专用,提高了企业经济效益。

    近5年来国内涂料、汽车、印刷业迅速发展,乙二醇醚消费量不断增加,目前国内生产厂家15家生产能力约7万吨,表观消费量约10万吨左右,缺口靠进口解决。乙二醇醚主要应用于涂料、有机合成等方面,预测“十一五”期间乙二醇醚消费量约有15~16万吨,专家建议采用先进技术建设万吨级装置以提高市场竞争力。

2.3 乙氧基化合物用途、市场分析

    2.3.1 用途

    乙氧基化合物是非离子表面活性剂,溶于水时不发生离解,其分子中的亲油基团与离子表面活性剂基本相同,还含有一定量的含氧的亲水基团如羟基、聚氧乙烯链,非离子表面活性剂由于不是以离子状态存在稳定性高、不易受强电解质存在的影响,也不易受酸碱的影响,并与其它表面活性剂相容性好,在固体表面上不发生强烈吸附,具有良好的洗涤、分散、发泡、润湿、增溶、抗静电、防腐蚀、杀菌和保护胶体等多种功能,广泛应用于纺织、造纸、食品、塑料、皮革、玻璃、石油、化纤、医药、农药、涂料、染料、化肥、胶片、选矿、建材、环保、化妆品消防,农业等,是国民经济发展中不可缺少的化学品。主要品种有:长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚,脂肪酸聚氧化乙烯酯、聚氧化烷基胺、聚氧乙烯烷基醇酰胺等。

    2.3.2 市场分析

    乙氧基化合物主要包括三大类:烷基醚类乙氧基化合物,环醚类乙氧基化合物、胺类乙氧基化合物等。

    聚氧乙烯醚非离子表面活性剂全球主要生产厂商有80多家,现在产量450余万吨,主要采用意大利PI公司乙氧基化技术,美国占世界总产量的35%,美国目前产量约150万吨、西欧158万吨,日本70万吨,聚氧乙烯醚非离子表面活性剂种类繁多,但主要应用的是脂肪醇和烷基酚两大类。西欧与美国分别占非离子表面活性剂产量总和的70%、60%。

    目前国内生产表面活性剂企业有600多家,产能100余万吨,主要品种有脂肪醇、聚氧乙烯醚,烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、油类乙氧化物、烷醇酰胺、环氧乙烷、环氧丙烷、聚醚、多元醇酯醚七大类产品约有几百个品种,目前国内存在的问题是:规模小,生产品种不能满足消费需要。必须建设有一定规模乙氧基化合物厂,提高市场竞争力。

2.4 碳酸乙烯酯用途、市场分析

    2.4.1 用途

    碳酸乙烯酯是绿色化学品之一,它含有羰基、乙氧基可以生产多种有机化合物,与甲醇酯交换生产碳酸二甲酯和乙二醇,这两种化学品广泛应用于医药、化工、农药、溶剂、聚酯纤维、汽油添加剂气体净化剂等,它经过水解反应直接生产乙二醇。应用于生产聚丙烯腈、聚丙烯纤维的溶剂,与硅酸钠、碳酸氢钠作土壤稳定剂、饲料添加剂、纺织整理剂等。

    2.4.2 市场分析

    碳酸乙烯酯是由环氧乙烷和二氧化碳反应生成产品,主要生产国有美国、西欧日本等国,生产规模不大,碳酸乙烯酯经水解生产乙二醇比环氧乙烷水合法生产工成本略有降低。国外碳酸乙烯酯与碳酸丙烯酯放在同一套设备中进行生产的。

    华东理工大学在90年代中期开发了碳酸乙烯酯工艺技术获得成功,积极推广应用,但到目前为止尚无具有一定规模生产企业,根据国家“十一五”发展规划建立环境友好型社会要求,将扩大碳酸乙烯酯市场消费,有必要建设万吨级碳酸乙烯酯装置。

2.5  1,3丙二醇用途及市场分析

    2.5.1 用途

    1,3丙二醇是上世纪90年代开发的新产品,是由环氧乙烷与一氧化碳、氢气合成的,1996年由壳牌化学公司采用1,3丙二醇与对苯二甲酸酯化反应再经熔融缩聚制得聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT),其性能具有PET的耐化学品性能和尼龙树脂回弹性,耐油渍、染色方便、色牢度高,不易吸湿和抗静电性能好,它将替代尼龙6和尼龙66纤维在地毯方面的应用。

    2.5.2 市场分析

    目前全球1,3丙二醇生产能力为15.2万吨,其中壳牌公司7.3万吨,迪高莎公司4.5万吨,杜邦公司3.4万吨,随着对苯二甲酸1,3丙二醇酯技术不断开发成熟必将进一步推动该树脂生产增长,壳牌公司预测2010年世界上消费将达到100万吨。

    国内1,3丙二醇消耗集中在制药、纺织、纤维、医药等行业市场前景容量大,据上海石化研究院预测近年我国消费量达到2.5~3万吨/年,长远需求超过10万吨,现在仅山东有一家企业生产1,3丙二醇,生产能力仅为1000吨,采用环氧乙烷羰化加氢工艺。

3 建设规模及原料来源

    建设规模:  环氧乙烷            5万吨/年

    (其中1.5万吨商品,3.5万吨为下列系列产品原料)

    系列产品:  乙醇胺系列产品      1.3万吨/年
            乙氧基化合物        1.35万吨/年
            碳酸乙烯酯          1万吨/年
            1,3丙二醇           1万吨/年
            乙二醇醚系列产品    1万吨/年
            合计                5.6万吨/年

    原料来源:主要原料乙烯依靠进口供应,在将来葫芦岛建成MTO法制烯烃装置中供应。

4 工艺技术方案

4.1 环氧乙烷工艺技术方案

    环氧乙烷是乙烯在银催化剂作用下与空气或纯氧进行氧化反应再经吸收、解吸、汽提、蒸馏得到的。目前国内外普遍选用纯氧氧化工艺。该工艺减少“三废”排放,提高生产效率,环氧乙烷生产工序由乙烯氧化、吸收、解吸、精馏组成,二氧化碳脱除系统由吸收、解吸工序组成。从氧化反应器排出的废气含有乙烯、二氧化碳,一部分由循环气压缩机送入乙烯进料混合,一部分进入二氧化碳吸收塔,碳酸钾为吸收剂,再经加热分解脱水,循环使用。

4.2 乙醇胺工艺技术方案

    环氧乙烷与氨反应生成乙醇胺,是唯一生产乙醇胺的工艺。在生产过程中同时生成二乙醇胺、三乙醇胺,三种同系列产品,一、二、三产物经汽提除去未反应的氨加以回收再经脱水遂次真空分馏,最终得到三个大致比例相同产品。氨和环氧乙烷按一定摩尔比混合后进入反应器,反应在一定液相中进行,反应温度通过冷却来控制,压力10MPa。

4.3 乙氧基化合物

    乙氧基化合物是环氧乙烷在高温、高压下与强碱或甲醇钠在催化剂存在下进行,环氧乙烷定量加入,温度恒定,待反应压力下降为一定时反应终了,再经冷却即得。这种工艺分为间歇式和连续式两种,间歇式又分为搅拌间歇式和循环搅拌式。

    物料循环间歇式,是把环氧乙烷加入真空反应釜中,呈雾状充满反应釜上部,然后把已脱水含催化剂脂肪醇由泵送入反应器内喷嘴以喷淋状与环氧乙烷反应,反应温度100~120℃,压力0.29~0.49MPa。应用该技术的特点:反应物料反应充分完全,速度快,生产能力大,产品质量均匀,安全性好,本工程选用物料循环间歇式。 

4.4 乙二醇醚工艺技术方案

    环氧乙烷醇解法是生产乙二醇醚的主要方法。该法又分为催化法和非催化法两种。工业上主要均相碱催化剂醇酸钠广为应用。其工艺首先把醇和粒状碱反应生成醇酸钠催化剂,与液相环氧乙烷,新鲜无水醇、循环醇混合,经预热进绝热管反应器,反应在液相150℃~200℃下进行,并控制一定压力维持液相反应条件,反应物料在达到常压下始沸点送入醇回收塔,醇回收率99.9%,塔釜液分离出二乙醇醚、三乙醇醚、回收率99.5% ,不能回收残渣进行焚烧,醇醚生产装置有很大灵活性,一套装置可通过变更原料醇生产各种相应的乙二醇醚产物。本项目选用催化法生产工艺。

4.5 碳酸乙烯酯工艺技术方案

    碳酸乙烯酯生产工艺是环氧乙烷和二氧化碳在一定压力和催化剂作用下生成的。工艺过程是将二氧化碳在8MPa压力下液化,并加热到160℃,与催化剂环氧乙烷同时送入预反应器,反应温度升到220℃,大部分环氧乙烷转化为碳酸乙烯酯。经后反应器并冷却(165℃~170℃),环氧乙烷转化率95%以上。降压至0.25MPa送入脱气塔,脱除未反应的二氧化碳、环氧乙烷。塔釜液采用多级薄膜蒸发器浓缩回收部分催化剂 ,又经精制。蒸出合格的产品。以环氧乙烷计碳酸乙烯酯收率92~95%,纯度99.5%。

4.6  1,3丙二醇工艺技术方案

    1,3丙二醇生产工艺已经工业化有三种采用丙烯醛水合加氢法、发酵法、环氧乙烷羰化加氢法。环氧乙烷羰化加氢法是将环氧乙烷与合成气在催化剂作用下制得3-羟基丙醛,再加氢制得1,3丙二醇。

5 总图、公用工程

5.1 总图

    本项目以环氧乙烷为主导产品进行深加工形成一体化产品链,主装置有环氧乙烷、乙醇胺、乙二醇醚、碳酸乙烯酯、1,3丙二醇、乙氧基化合物以及辅助设施循环水站、变电所、仓库、综合楼、贮罐区、给排水等,建设占地面积6.6万M2。

5.2 公用工程

    公用工程由项目建设所在地葫芦岛经济开发区提供。

    本项目根据各产品消耗定额汇总后公用工程消费如下表。

 

 

 

消耗量/h

消耗量/a

115

920000

KWh

0.3504

4803

蒸汽

32.5

260000

循环水

万吨

0.2807

2245

氮气

KNM3

0.447

3576

仪表空气

KNM3

0.299

2392

低温水

50

400000

燃料(天然气)

NM3

260

2000000

    公用工程消耗

    名  称 单  位 消耗量/h 消耗量/a
    水 吨 115 920000
    电 万KWh 0.3504 4803
    蒸汽 吨 32.5 260000
    循环水 万吨 0.2807 2245
    氮气 KNM3 0.447 3576
    仪表空气 KNM3 0.299 2392
    低温水 吨 50 400000
    燃料(天然气) NM3 260 2000000

6 投资估算、技术经济分析

6.1 投资估算

    本项目估算总投资56634万元,其中建设投资51000万元,建设期利息2350万元,铺底流动资金3284万元。

6.2 资金筹措

    中外投资者可选择合资或独资进行投资。按有关规定总投资的30%由出资方自筹,70%向银行申请贷款。

6.3 技术经济指标

    经济效益测算时的产品、原料、公用工程价格按现行市场价格计算。

    年销售收入:109450万元

    年总成本:  83387万元

    年销售税金及附加:6647万元

    年利润总额:19415万元

    投资利润率:30%

    投资利税率:40%

    税前内部收益率:33%

    税前财务净现值:73170万元

    税前静态投资回收期:6年

  
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