年產2萬噸聚乙烯醇項目可行性研究報告

XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 1 目錄 1 總論 1 2 市場預測 8 3 產品方案及生產規(guī)模 11 4 工藝技術方案 13 5 原料、輔助材料及燃料的供應 25 6 建廠條件和廠址方案 27 7 公用工程和輔助設置方案 31 8 節(jié)能 5 1 9 環(huán)境保護 5 6 10 勞動保護與安全衛(wèi)生 6 3 11 消防 7 6 12 工廠組織和勞動定員 8 4 13 項目實施規(guī)劃 8 6 14 投資估算和資金酬措 8 8 15 財務評價 9 1 16 結論 9 6 附圖、附表 外購材料費及動力費測算表 1 、 總成本費用估算表 2 、 銷售收入、銷 售 稅 金 及附加估算表 3 、 利潤表 4 、 財務現(xiàn)金流量表 5 、 建、構筑物一覽表 6 、 區(qū)域位置圖 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 2 1.總 論 1.1 概述 1.1.1 項目名稱、主辦單位、企業(yè)性質及法人 項 目 名 稱 ： XX大化工 2萬噸 /年 聚乙烯醇 工程項目 主辦單位名稱： XX（香港）化工集團公司（ C hina Zenith Chemical Group Limited） 企 業(yè) 性 質 ： 外資 法 人 代 表： XX 法 定 地 址： XX 邊境經濟合作區(qū) X 1.1.2 可行性研究報告編制的依據和原則 （ 1）可行性研究報告編制依據： XX（香港）化工集團公司 與 天津市化工設 計院 簽訂 的 XX 大化工 2萬噸 /年 聚乙烯醇 工程項目 可行性研究報告 技術服務 合同 XX（香港）化工集團公司 的項 目基礎資料 XX（香港）化工集團公司 提供 的設計基礎數 據 化工建設項目可行性研究報告內容和深度的規(guī)定 化學工業(yè)部（ 1997 年 8 月）北京 本次設計甲方（ XX（香港）化工集團公司 ）未提供環(huán)境影響評價報告書或相關文件，建議甲方委托相關部門開展本項目的環(huán)境影響評價報告工作。 （ 2）可行性研究報告編制原則： 貫徹 執(zhí)行 國家 基本 建設 的方 針政 策， 使本 工程 的設 計做 到切合實際，技術先進，經 濟合理，節(jié)能 降耗，安全適 用。 嚴 格 執(zhí)行 國家 的法 律、 法規(guī) 、標 準、 規(guī)范 和當 地的 具體 規(guī)定，做好 項目 的消 防、 環(huán)境 保護 、勞 動衛(wèi) 生方 面的 設計 ，確 保安全生產，節(jié)約能源。 本項目將充分依托 XX邊境經濟合作區(qū)高載能工業(yè)園區(qū)現(xiàn)有的區(qū)內土地、生產系統(tǒng)、公用工程及生活福利設施 , 在盡可能減少投入的情況下 , 滿足本項目的建設要求，適當加快工程建設速度，盡量節(jié)省建設投資。 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 3 充分考慮業(yè)主的經濟原則 ,以最快的速 度、最低的投資、最低的操作 費用 、適 當的 自動 化程 度、 輔助 及公 用設 施社 會化 ，使該工程達到最佳的綜合 經濟效益。 貫徹 “五 化” 原則 ，即 生產 裝置 一體 化， 設備 布置 露天 化，材料 選擇輕型化，外部 協(xié)作社會化和 設備材料國產 化原則。 1.1.3 項目提出的背景、投資的必要性和經濟意義 1.1.3.1 項目主辦單位簡介 XX（香港）化工集團公司 （前 稱大慶石油化工集團有限公司） 是一家外資獨資企業(yè)，公司于 2007 年 6 月 28 日在 開曼群 島根據開曼群島 公司法注冊成立 。 公司股東在化工項目投資方面具有多年的投資背景，經營及管理經驗豐富。公司注冊成立后兩年間，先后在牡丹江注資 4 億元人民幣，投資于牡丹江制藥廠和牡丹江電廠。公司的對外投研部門經過調查研究后，將投資目標又指向了年產 2 萬噸聚乙烯醇 項目。 1.1.3.2 項目提出的背景、投資的必要性 XX 邊境經濟合作區(qū)基礎原料加工區(qū)（高載能工業(yè)園區(qū)）位于 XX 市郊 9 公里處，園區(qū)內建有利用俄羅斯電力的 220kv 雙回路輸變電工程，年供電量達到 25 億度以上。 2002 年 7 月，原國家經貿委批準 XX 市獨立開展對俄購電，發(fā)展高載能產業(yè)， 2003 年經黑龍江省經委批準辟建了該對俄購電專屬區(qū)。該園區(qū)符合本項目的生產建設基本要求。 園區(qū)內電力資源豐富，電力價格低廉，道路交通方便，公用工程和生活福利設施配套相對齊全。利用 XX邊境經濟合作區(qū)基礎原料加工區(qū)優(yōu)惠的電力資源及低廉的電價，建設年產 30 萬 噸電石生產裝置項目，具有無可比擬的生產成本優(yōu)勢，電石產品的市場競爭力及項目的經濟效益有可靠保證，并為項目產品鏈深化發(fā)展，辟建 2 萬噸 聚乙烯醇 產品項目提供了良好的基礎條件。 1.1.3.3 項目建設的有利條件 XX（香港）化工集團公司 有自主投資或聯(lián)合投資建設項目能力，經濟實力雄厚。 XX（香港）化工集團公司 具有強有力的開拓、務實、求索進取的領XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 4 導層，經營理念先進，管理經驗豐富 ； 團隊員工素質較高，并擁有大批專業(yè)技術型人才，擁有雄厚的科研開發(fā)集體 , 有一批熟悉項目實施的管理和技術人員 ,具有多年化工項目工程建設的管理經 驗，可為使本項目順利實施創(chuàng)造良好的條件。 本工程所用電量由對俄購電專屬區(qū)直供，國家電網電力可作為備用，該工程項目享受俄電專屬區(qū)竟價的最低電價，有利于降低生產成本，增強產品的市場競爭力。 XX 邊境經濟合作區(qū)基礎原料加工區(qū)公用工程及生活福利設施配套齊全，可滿足本工程項目的需要，不需新建。 項目可享受國家“振興東北老工業(yè)基地”稅收方面的優(yōu)惠政策。 本項目年產 聚乙烯醇 2 萬噸， 目標市場主要是東北地區(qū)，聚乙烯醇項目投產以后，我 公司 是東北地區(qū)唯一一家聚乙烯醇生產企業(yè)。東北地區(qū)的造紙、紡織業(yè)都很發(fā)達，特別是國家振興老東北 工業(yè)基地的計劃使東北地區(qū)的基礎設施建設數量有很大提高，為涂料和粘合劑提供了廣闊的市場，聚乙烯醇的需求量也有很大提高 ， 因此聚乙烯醇在東北有非常廣闊的市場前景。 1.1.3.4 項目建設的社會效益和經濟效益 在 XX邊境經濟合作區(qū)基礎原料加工園區(qū)建設 2 萬噸 聚乙烯醇 生產裝置 ,不僅可以降低生產成本，完成公司內部產品加工鏈條建設，使 XX（香港）化工集團公司 獲得良好的經濟效益 ,同時可帶動 XX市地方經濟發(fā)展 ,促進地方工業(yè)進步，為 XX 市創(chuàng)造可觀的再就業(yè)機會 ,帶動當地第三產業(yè)的發(fā)展，具有較好的社會效益。 項目投產后每年可獲銷售收 入 3.1 億元，年均利稅總額 13131 萬元，年均銷售稅金附加 300 萬元。投資利潤率 83.54 %，投資利稅率 97.74 %，內部收益率 79.72 %， 投資回收期 2.36 年。 1.1.3.5 研究范圍 本報告研究范圍包括： 醋酸乙烯 聚合 系統(tǒng)，聚醋酸乙烯 醇解 系統(tǒng) ，甲醇 與 醋酸 回收 系統(tǒng)。以及配套的公用工程系統(tǒng)，包括供電、循環(huán)水、空壓制氮 等設施。 1.1.4 研究過程 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 5 本報告首先圍繞 聚乙烯醇 產品的產業(yè)發(fā)展狀況和國內外市場需求，表明擬建 聚乙烯醇生產 廠要嚴格遵循國家最新的產業(yè)政策進行建設，論述所建 聚乙烯醇生產 廠是符合國家 的產業(yè)政策的。在論證工藝生產技術、裝備水平的先進性、可靠性和經濟合理性的同時，對 聚乙烯醇產品的方案、原材料供應渠道，主要設備的 選型，以及其它建廠條件、環(huán)保、消防、勞動安全衛(wèi)生和節(jié)能措施進行方案的比較，并對項目進行投資估算，技術經濟及社會效益評價等各方面進行綜合論證。 1.2 研究結論 （ 1）、 XX（香港）化工集團公司 投資在 XX 邊境經濟合作區(qū)高載能工業(yè)園區(qū)建設 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 裝置，完全按照國家發(fā)改委要求開展設計和工程項 目建設，符合公司長遠發(fā)展目標要求，有力的解決了公司 產品深加工布局需求，項目方向正確，符合國 家政策層面要求，對 XX 地方經濟發(fā)展有積極意義。 （ 2）、項目具有極其優(yōu)良的電力供應保障和電力價格優(yōu)勢，投產后產品成本在國內處于極具競爭的優(yōu)勢地位，項目有持續(xù)發(fā)展的旺盛生命力。 （ 3）、所選廠址基礎設施基本完備，交通運輸方便簡便，運力有充分保證。 （ 4）、所選擇的生產工藝技術系從國外引進并經國內多年消化吸收，工藝技術成熟可靠，生產設備先進，自動化水平處于國際領先地位，產品質量有充分保證。 （ 5）、“三廢”等排出物解決方案先進合理，廢氣全部回收利用，沒有污水廢渣排放，完全達到國家相關的清潔生產要求。 （ 6）、項 目生產所需原料供應保障良好，原料供應運輸半徑合理，不對產品成本產生消極影響。 （ 7）、項目可以充分享受國家給予的振興東北老工業(yè)基地優(yōu)惠政策和 XX 市地方政府推出的相關招商引資優(yōu)惠政策，并可進一步促進XX市地方經濟發(fā)展，具有良好的社會效益和經濟效益。 經本項目組詳細論證，項目是可行的 。 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 6 1.3 主要經濟技術指標 表 序號 項目名稱 單位 數量 備注 一 生產規(guī)模 萬 t/a 2 二 產品方案 1 標準 聚乙烯醇 萬 t/a 2 2 醋酸 回收量 萬 t/a 2.6 三 年工作日 天 333 8000 小時 四 主要原材料用量 1 電石 萬 t/a 3.7 2 醋酸 萬 t/a 0.23 3 甲醇 萬 t/a 0.12 五 公用動力用量 1 新鮮水 m3/h 3000 最大用水量 m3/h 循環(huán)水 m3/h 7000 2 供電 設備容量 KW 180000 計算負荷 MKW 200 年耗電量 Kw/h 9.75 108 3 供氣 最大用氣量 NM3/ h 3500 平均用氣量 NM3/ h 3200 六 “三廢”排 放量 1 廢水 m3/d 循環(huán)利用 2 廢氣 m3/h 回收 3 廢渣 t/h 無 七 運輸量 t/a 9.79 萬噸 1 運入量 t/a 4.09 萬噸 2 運出量 t/a 5.7 萬噸 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 7 八 裝置定員 人 270 1 管理人員 人 50 2 生產工人 人 220 九 項目總占地面積 萬 M2 17.39 1 廠區(qū)占地面積 萬 M2 14.52 2 生產裝置占地面積 萬 M2 2.6974 3 輔助設施占地面積 萬 M2 2.3165 4 道路及硬質地面面積 萬 M2 4.9781 5 綠化占地面積 萬 M2 4.428 十 項目建筑面積 萬 M2 6.7373 十一 工程項目總投資 萬元 15000 1 固定資產投資 萬元 11000 2 流動資金 萬元 3000 3 工程其它費用 萬元 1000 十二 年銷售收入 萬元 30769.23 十三 成本和費用 萬元 年均總成本費用 萬元 17938.24 十四 年均利潤總額 萬元 13130.71 十五 年均銷售稅金 萬元 299.72 十六 財務評價指標 1 投資利潤率 % 83.54 2 投資利稅率 % 97.74 3 資本凈利潤率 4 投資回收期 年 2.36 5 全員勞動生產率 t /人 .年 75 6 全投資財務內部收益率 稅前 % 79.72 稅后 % 78.69 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 8 7 全投資財務凈現(xiàn)值 i=12 稅前 萬元 46542.84 稅后 萬元 42002.67 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 9 2.市場預測 2.1 產品名稱及用途 產品名稱：聚乙烯醇， 英文名稱： Polyvinyl alcohol， 英文縮寫為PVA， 分 子式 (C2H4O)n，市售聚乙烯醇 n 值在 500 5000 之間，對應分子量范圍大約在 20000 200000。 產品用途：聚乙烯醇 是 由 聚醋酸乙烯酯醇解 而成， 是一種用途相當廣泛的水溶性高分子聚合物 。 聚乙烯醇產品系白色固體，外型分絮狀、顆粒狀、粉狀三種；無毒無味、無污染，可在 80-90 水中溶解。其水溶液有很好的粘接性和成膜性；能耐油類、潤滑劑和烴類等大多數有機溶劑；具有長鏈多元醇酯化、醚化、縮醛化等化學性質。 聚乙烯醇主要 應用在 紡織行業(yè)經紗漿料、織物整理劑、維尼綸纖維原料；建筑裝潢行業(yè) 107 膠、內外墻涂料、 粘合劑；化工行業(yè)用作聚合乳化劑、分散劑及聚乙烯醇縮甲醛、縮乙醛、縮丁醛樹脂；造紙行業(yè)用作紙品粘合劑；農業(yè)方面用于土壤改良劑、農藥粘附增效劑和聚乙烯醇薄膜；還可用于日用化妝品及高頻淬火劑等方面。 2.2 市場調研 國內聚乙烯醇行業(yè)生產和使用情況 1965 年我國自行設計安裝的年產 1000 噸聚乙烯醇生產裝置在吉林省四平市建成投產。同年，北京從日本引進的年產 1 萬噸聚乙烯醇成套裝置也建成投產。 而后翻版建設了貴州有機化工及 9 個萬噸級維綸廠的配套 聚乙烯醇 裝置，使中國的 聚乙烯醇 工業(yè)進入發(fā)展時期。到 1976年，其生產 能力已達到 105 kt/a。為了開發(fā) 聚乙烯醇 生產的不同原料路線，提高工程技術水平，在 1973 年 10 月和 1974 年 1 月又先后引進了3.3 萬噸 /年石油乙烯法和 4.5 萬噸 /年天然氣乙炔法生產 聚乙烯醇 的裝置，分別于 1977 年 4 月和 1980 年 7 月在上海石油化工總廠和四川維尼綸廠投產，使中國 聚乙烯醇 進入全面發(fā)展階段。 經過多年努力，我國現(xiàn)已建成包括電石乙炔、天然氣乙炔和石油乙烯 3 種原料路線的 13 套聚乙烯醇生產裝置 。近年來，通過對原有的設備進行了改造和擴建，國內聚乙烯醇總生產能力已達 574kt/a， 生產工藝也由單一的高堿皂 化法發(fā)展XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 10 為高、低堿皂化法并舉，產品由單純的維綸化纖原料發(fā)展為廣泛應用于涂料、紡織漿料、膠粘劑、建材等 20 多個行業(yè)的基礎原料。 2006 年國內聚乙烯醇產量 50萬噸 左右 ， 比上年增長約 10%。具體數據見表 2.2-1。 表 2.2-1 國內 聚乙烯醇 生產廠家與生產能力 kt/a 企業(yè)名稱 工藝路線 生產能力 2005 年 產量 2006 年 產量 安徽皖維高新材料公司 電石乙炔法 100 78.4 78.9 山西三維集團股份公司 電石乙炔法 70 64.1 69.6 中石化四川維尼綸廠 天然氣乙炔法 60 61.5 60.2 中石化上海石化 石油乙烯法 46 45.8 45.4 湖南湘維有限公司 電石乙炔法 45 42.1 42.0 福建紡織化纖集團公司 電石乙炔法 35 32.6 31.3 江西化纖化工有限公司 電石乙炔法 35 30.9 34.6 貴州水晶化工集團 電石乙炔法 30 27.8 27.2 云南云維股份有限公司 電石乙炔法 30 26.1 26.4 廣西廣維化工有限公司 電石乙炔法 35 25.6 29.6 蘭州維尼綸廠 電石乙炔法 25 19.7 20.6 北京有機化工廠 石油乙烯法 35 19.4 22.8 石家莊化工化纖公司 電石乙炔法 8 10.6 10.0 合計 574 484.6 498.6 國家近年啟動的開發(fā)中西部、興建基礎設施和培育建筑與房地產產業(yè)的一系列重大戰(zhàn)略舉措將有力推動 聚乙烯醇 產業(yè)應用的進一步拓展。在我國經濟保持較快發(fā)展的大背景下，聚乙烯醇的需求將會穩(wěn)步增長，專家預計 “ 十一五 ” 期間我國聚乙烯醇市場年均需求增長率在 9%以上。 隨著國民經濟的發(fā)展，國內 聚乙烯醇 用途的進一步拓寬， 聚乙烯醇及其下游產品的需求量逐年上升，供需矛盾日益增大，目前國內幾乎所有的聚乙烯醇生產廠 家都在擴大生產，以滿足國內需求，減少進口量。據海關統(tǒng)計近年聚乙烯醇生產消費情況見表 2.2-2。 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 11 表 2.2-2 我國 聚乙烯醇 歷年供需情況 萬噸 序號 年份 進口量 出口量 表觀消費量 1 1995 1.1 22.5 2 1996 0.8 24.4 3 1997 1.6 23.0 4 1998 1.09 2.74 24.13 5 1999 1.98 2.74 30.90 6 2000 1.95 3.04 31.49 7 2001 2.62 2.52 35.12 8 2002 3.74 2.31 39.83 9 2003 3.31 2.49 43.98 10 2004 3.28 2.71 46.17 從上表可以看出 ,近幾年聚乙烯醇的進口量急劇攀升 ,國內聚乙烯醇的生產無法滿足蓬勃發(fā)展的下游產品的需求。 另外，隨著國際石油價格的持續(xù)上漲，美國、日本等國外同類公司生產聚乙烯醇產品因完全依賴于石油，其生產成本急劇上升，而我國大多采用電石乙炔法，受油價的影響較小，成本優(yōu)勢凸現(xiàn)，增強了產品的市場競爭力。 近幾年我國開發(fā)了一系列新產品，由單一品種發(fā)展到幾十個規(guī)格型號，大大拓展了其應用領域，而聚乙 烯醇所具有的無毒無害的優(yōu)異性能，完全符合環(huán)保產品要求，因而具有良好的發(fā)展前景。 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 12 3.產品方案及生產規(guī)模 3.1 生產規(guī)模 （ 1）、生產規(guī)模：年產標準 聚乙烯醇 2 萬噸。 （ 2）、年操作天數： 333 天（ 8000 小時） （ 3）、 主要設備設置： 2 臺醇解機 單臺額定產量： 1 萬噸 /年 單臺最大產量： 1.6 萬噸 /年 最大總產量： 3.2 萬噸 /年 （ 4）、 產品質量標準： GB/T7351-1997 3.2 產品方案的選擇 3.2.1 產品方案 本項目 主要產品為聚乙烯醇，年產量 2 萬噸， 是以醋酸乙烯為單體，偶氮二異丁腈作引發(fā)劑，采 用溶液聚合的方法制得聚醋酸乙烯酯中間體，聚醋酸乙烯酯在堿性催化劑存在條件下醇解而制得各種牌號的 聚乙烯醇 。 3.2.2主要產品的質量標準 聚乙烯醇產品質量：執(zhí)行 GB/T7351-1997 標準。 技術要求 項目 高堿醇解 低堿醇解 優(yōu)級品 合格品 優(yōu)級品 合格品 1、揮發(fā)分， % 8.0 8.0 9.0 9.0 2、氫氧化鈉， % 0.20 0.30 0.20 0.30 3、乙酸鈉， % 6.8 7.0 4、純度， % 85.0 84.7 90.0 88.4 5、透明度 ， % 90.0 90.0 90.0 90.0 6、著色度， % 86.0 84.0 88.0 86.0 7、膨潤度， % 175 175 130 130 8、平均聚合度 1700 1680 1700 1680 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 13 表 3-1： 工程設計規(guī)模 單位：萬噸 /年 序號 產品方案 設計能力 設備規(guī)模 土建規(guī)模 備注 1 聚合裝置 2.0 2.0 2.0 2 回收裝置 2.0 2.0 2.0 3 醇解裝置 2 2x1.0 2 4 空分裝置 0.32 萬Nm3/h 空氣 0.32 萬Nm3/h 空氣 0.32 萬Nm3/h 空氣 5 新鮮水場 3000m3/h 3000m3/h 3000m3/h 6 循環(huán)水場 7000m3/h 7000m3/h 7000m3/h 7 熱力 系統(tǒng) 2x75t/h 鍋爐 2x75t/h 鍋 爐 2x75t/h 鍋爐 8 冷凍站 350 萬大卡 350 萬大卡 350 萬大卡 9 電氣 16 萬度 /h 16 萬度 /h 16 萬度 /h 注： 以上 工程設計規(guī)模 是 按 2 萬噸 /年 聚乙烯醇工程 提出 的 ，總圖規(guī)劃時 還 需 考慮預留 出 后 期 擴建 工程 用地 。 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 14 4.工藝技術方案 4.1 工藝技術 方案的 選擇 聚乙烯醇 生產 工藝 分三個工段 ：醋酸乙烯聚合、聚醋酸乙烯 醇解、甲醇 與 醋酸 回收。 目前國內 生產聚乙烯醇 有三種 原料路線 ：電石 乙炔法 、天然氣乙炔 、 和乙烯法 。 在聚乙烯醇生產中，原料費用要占 70%左右，由于乙烯的價 格比乙炔便宜的多，所以乙烯法有更大的經濟優(yōu)越性，美國和日本的 聚乙烯醇 生產裝置已經全部采用乙烯法。乙烯法已經成為最主要的 聚乙烯醇 生產方法，約占世界 聚乙烯醇 生產能力的 88%。 但是 在電石或天然氣乙炔資源豐富廉價的國家和地區(qū)，乙炔法還是有相當 大的競爭力，特別是目前，國際原油價格居高不下，電石化工生產的 聚乙烯醇 價格具有較大優(yōu)勢。 目前，我國聚乙烯醇生產仍以電石乙炔法為主，全國 13家生產裝置中，采用電石乙炔路線的有 11 家，采用天然氣乙炔路線的 1 家，采用乙烯路線的有 2 家。按實際生產能力區(qū)分電石乙炔法約占總能力的 70%。 在聚乙烯醇生產過程中有濕法和干法兩種堿法醇解工藝，也就是人們常說的高堿法和低堿法。 濕法醇解工藝就是在原料聚醋酸乙烯甲醇溶液中含有 1-2的水，催化劑堿也配制成水溶液，堿摩爾比大。高堿法的優(yōu)點是醇解速度較快，設備生產能力高，缺點是副反 應多，生成的醋酸鈉多，需要回收設備，聚乙烯醇產品中醋酸鈉含量較多，造成聚乙烯醇純度偏低，灰分偏高，影響產品的內在質量。 70 年代初，日本電器化學公司開發(fā)成功低堿醇解法即干法醇解，并率先用來生產聚乙烯醇。干法醇解，就是聚醋酸乙烯甲醇溶液含水率小于 1，幾乎是在無水的情況下進行醇解，堿摩爾比小。低堿法的突出優(yōu)點是，采用低堿摩爾比，氫氧化鈉耗量僅為高堿法的十分之一，副反應少，副產醋酸鈉也相應較少， 簡化了醋酸鈉回收系統(tǒng)， 缺點是醇解速度慢，聚乙烯醇產品中的醋酸鈉因結構致密而不易洗去。低堿醇解法 因 工藝簡單、消耗較低、產品適用性強， 目前已經成為生產聚乙烯醇的主要方法。 本項目采用電石乙炔法生產 醋酸乙烯，再制得 聚乙烯醇 ， 聚乙烯醇采用先進的低堿法生產工藝 。 該工藝路線成熟，同時借鑒國內開發(fā)的成XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 15 熟技術 、 成功改造經驗 及 專利技術。 4.2 工藝技術特點 本項目采用電石乙炔法生產 醋酸乙烯，然后以 醋酸乙烯為單體，偶氮二異丁腈作引發(fā)劑，采用溶液聚合的方法制得聚醋酸乙烯酯中間體，聚醋酸乙烯酯在堿性催化劑存在條件下醇解而制得各種牌號的 聚乙烯醇。 聚乙烯醇采用先進的低堿法生產工藝 ，該 工藝路線 具備 成熟可靠、原料易得 、 催化劑便宜等 諸多優(yōu)點 。 4.3 主要 化學反應式 主反應 nCH2=CH ( CH2 CH ) n 醋酸乙烯 聚醋酸乙烯 ( CH2 CH ) n nCH3OH ( CH2 CH ) n nCH3COOCH3 聚醋酸乙烯 甲醇 聚乙烯醇 醋酸甲酯 ( CH2 CH ) n nNaOH ( CH2 CH ) n nCH3COONa 聚醋酸乙烯 氫氧化鈉 聚乙烯醇 醋酸鈉 副反應 CH3COOCH3 NaOH CH3COONa CH3OH 醋酸甲酯 氫氧化鈉 醋酸鈉 甲醇 CH3COOCH3 H2O CH3COOH CH3OH 醋酸甲酯 水 醋酸 甲醇 CH3COOH NaOH CH3COONa H2O 醋酸 氫氧化鈉 醋酸鈉 水 4.4 工藝流程 和消耗定額 4.1.1 工藝流程 聚乙烯醇 裝置包括 聚合工段、醇解工段、回收工段 等部分，流程圖OCOCH3 OCOCH3 OCOCH3 OH OCOCH3 OH XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 16 見附圖。 4.4.1.1 聚合工段 系統(tǒng)工藝流程簡述： 采用溶液部分連續(xù)聚合的方法， 以醋酸乙烯為單體，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑， 采用甲醇 為溶劑的聚合方法而獲得聚醋酸乙烯 。 A 配制 偶氮二異丁腈引發(fā)劑溶液。 B 精醋酸乙烯、甲醇及引發(fā)劑溶液進入預熱器混合預熱，預熱后的混合液，在第一聚合釜、第二聚合釜連續(xù)部分 聚合。 C 聚醋酸乙烯的分離： 從第二聚合釜出來的聚合液去聚合一塔，利用精餾原理，將未聚合的醋酸乙烯同聚醋酸乙烯分離。聚醋酸乙烯經溶解機調整濃度后送往醇解工段。 D 從聚合一塔中出來的醋酸乙烯中含有甲醇，利用萃取精餾的原理，在聚合二塔中將醋酸乙烯與甲醇分離。醋酸乙烯去精餾工段進行提純。甲醇溶液去聚合三塔，利用精餾原理，將甲醇和水分離，以供聚合繼續(xù)使用。 工作制度：采用三班工作制，每班工作 8 小時，年工作日為 333天。 4.4.1.2 醇解工段 系統(tǒng)工藝流程簡述： 聚醋酸乙烯的 甲醇 溶液，在堿（一般采用 氫氧化鈉 ） 的作用下，發(fā)生反應 獲得聚乙烯醇 。 A 配制堿液。 B 將聚合工段來的聚醋酸乙烯、甲醇溶液在預熱器中預熱到 45左右，與堿液在混合機中進行混合，在醇解機中完成醇解反應，生成聚乙烯醇。 C 從醇解機出來的塊狀物料，進入第一粉碎機和第二粉碎機進行粉碎，然后進入壓榨機，將醇解液與聚乙烯醇固體分離，液體作為回收工段原液進行回收。 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 17 D 從壓榨 機 出來的聚乙烯醇，用第三粉碎機進一步粉碎，然后進入干燥機，在一定的真空度下，將固體中含有的甲醇、醋酸甲酯和水份蒸出。干燥好的白色聚乙烯醇，從干燥機經第一輸送機現(xiàn)場包裝入庫。 主 要生產設備的選定 醇解機采用帶式輸送機（耐高溫膠帶），安全、可靠。 醇解機 能力核算（兩套） 設計能力： 2 30 噸 /日 60 噸 /日 實際年產量可保證 60 334 20040 噸 大于 20000 噸。 工作制度：采用三班工作制，每班工作 8 小時，年工作日為 333天。 4.4.1.3 回收工段 系統(tǒng)工藝流程簡述： 將醇解廢液中 98%以上的甲醇和醋酸甲酯（轉化為醋酸和甲醇）加以回收。 A 醋酸甲酯采用水解法，以陽離子交換樹脂為觸媒，分解成甲醇和醋酸。 B 醋酸采用醋酸異丙酯為攜帶劑，用共沸蒸餾的方法，將水與醋酸分離，得 到精醋酸。 工作制度：采用三班工作制，每班工作 8 小時，年工作日為 333天。 4.4.2 原材料、動力消耗定額及消耗量 表 4-1：原材料 及 動力消耗表（以每噸標準 聚乙烯醇 計） 序 號 名 稱 規(guī)格 或純度 單 位 消耗 定額 消 耗 量 備 注 每小時 每 年 1 電石 優(yōu)等品 或 一級品 t 1.85 4.625 37000 2 醋酸 99% t 0.115 0.288 2304 4 甲醇 99.3% t 0.062 0.155 1240 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 18 5 燒堿 100% t 0.01 0.025 200 6 醋酸異丙酯 96% t 0.004 0.01 80 7 電 KWh 64000 160000 1.28 109 8 新鮮水 0.35MPa t 135 337.5 2700000 9 循環(huán)水 t 2300 5750 46000000 10 氮氣 0.5MPa Nm3 90 225 1800000 11 儀表風 0.5MPa Nm3 450 1125 9000000 12 壓縮空氣 0.40.6MPa Nm3 630 1575 12600000 4.5 自動化控制系統(tǒng) 該裝置是一個連續(xù)生產并具有爆炸危險的化工裝置。因此為了保證生產能正常、平穩(wěn)、安全地運行，根據當前國內外的生產經驗可實現(xiàn)控制室集中控制，裝置中設有近百套自動調節(jié)系統(tǒng)，閥門和泵實現(xiàn)自動聯(lián)鎖控制。 裝置采用 DCS 控制系統(tǒng)監(jiān)視工藝生產 ,以滿足工藝生產對儀表控制的要求。 4.5.1 系統(tǒng)工藝特點 1) 控制系統(tǒng)結構 本套設備在 聚乙烯醇 生產控制室內可進行集中控制，比較重要的 工藝 參數均在室內打印、記錄、顯示、累計，自動控制和遙控，還設置有聲光信號報警等保護設施。 在 DCS 操作站上可完成對整個生產流 程的監(jiān)測，畫面顯示有工藝流程圖、設備分組畫面、報警畫面、趨勢畫面、單（多）參數控制畫面，主要參數棒狀圖，報表功能，電氣參數實時監(jiān)測及歸檔。 DCS 控制系統(tǒng)可通過特定的通訊協(xié)議，完成與電氣微機綜合保護自動化系統(tǒng)的通訊，接受一次電流、二次電流、一次電壓、有功功率、無功功率等參數 系統(tǒng)在廠房的各個層面設置有工業(yè)電視監(jiān)控點。 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 19 本套系統(tǒng)在充分考慮系統(tǒng)的生產工藝特點及 DCS 控制系統(tǒng)的硬件、軟件發(fā)展趨勢的前提下、遵照系統(tǒng)工作可靠、設備穩(wěn)定實用、技術先進的原則，采用了控制系統(tǒng)計算機 電氣傳動 自動化儀表三合一電控系統(tǒng)的設計 方案。整套控制網絡結構采用了兩層網絡結構即計算機之間采用了上層的工業(yè)以太網結構（ DCS 與上位機之間的連接），和 PLC 與電氣傳動裝置之間采用了下層的 Profibus 現(xiàn)場總線網結構 (DCS 主站與 PLC分站之間 )。 2) 三層網絡 整套系統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用了基礎自動化級（ L1 級）加傳動控制級（ L0級），從而實現(xiàn)了生產的控制、操作、管理一體化。并預留了第三層網絡生產管理級（ L3 級）的工業(yè)以太網的接口， 為以后建立生產管理系統(tǒng)留下的必要的接口。 3) 基礎自動化級 一級自動化控制系統(tǒng)是生產過程的基本自動化控制層，其主要 任務是： 實現(xiàn)各系統(tǒng)主體設備的程序控制、時序控制、位置控制； 實現(xiàn)各種現(xiàn)場數據和信號的采集； 實現(xiàn)各種信號聯(lián)鎖和保護； 實現(xiàn)各種驅動控制； 故障報警及打?。?各操作站完成對生產過程中的實時操作和監(jiān)控，并能使操作者在任何時候都可快速做出控制決定； 各控制站完成生產過程中的各種功能，一體化的控制器集成了順序邏輯過程，傳動和運動控制功能； 完成各控制站、監(jiān)控、 I/O 站、傳動運動控制的通訊； 完成自診斷，故障排除及系統(tǒng)服務功能； 一級自動化系統(tǒng)宗旨是根據生產工藝需要，利用軟件的編程在不同的控制站和操作監(jiān)控站上靈活地 分配控制任務來完成各種生產和工藝功能，同時提供與其它相關系統(tǒng)和元件標準的通訊和接口。 4) 操作員工作站功能 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 20 操作員工作站是一級自動化系統(tǒng)控制層的操作監(jiān)控系統(tǒng)，它通過顯示器、鍵盤、打印機構組成系統(tǒng)的人機界面，使操作者實時、在線的了解實際的工作狀況，包括下一步的操作的指導、幫助以及歷史事件的記錄。通過這些信息，操作者可隨時進行控制，并根據過去發(fā)生事情的記錄和檢查來準備下一步的生產。 一般情況下，生產的一級基礎自動化由控制系統(tǒng)自身的協(xié)調和優(yōu)化下運行，從而提高自動化進程，但是，操作者在任何時候，都可以通過在操作員 工作站上的操作來取代過程控制系統(tǒng)，從而完成單一的、多個的、以至全部的功能，此時，二級過程計算機將接受來自一級基礎自動化系統(tǒng)傳來的所有數據。 采用了這種結構的系統(tǒng)具有以下特點： 整套系統(tǒng)集中了多種機電設備的速度控制、位置控制及順序控制的控制回路。 快速控制 系統(tǒng)滿足“高速控制、高速通訊”的要求，系統(tǒng)的控制周期在 50ms，最快控制速度可達 1ms，為滿足同步裝置的工作要求，系統(tǒng)區(qū)域內的各控制器間的相互傳遞信息的通訊速度可達 1ms 的數據更新速率。 系統(tǒng)結構開放 計算機系統(tǒng)結構開放，有利于系統(tǒng)今后的擴充和升級。 采用高性能 PLC 控制器 CPU 為西門子 S7-200，最快控制周期可小于 1ms，適用于分布式生產過程的快速系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)元件為當今流行 CPU 指標，硬件集成化程度高，工業(yè)級產品，適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。 具有良好的編程環(huán)境 編程軟件用于實現(xiàn)對 PLC 的編程和組態(tài)，具有強大的編程能力和清晰、明了、簡單的操作界面。 電氣系統(tǒng)接地電阻不大于 4 歐姆，計算機系統(tǒng)需單獨接地，接地電阻不大于 1 歐姆。 4.5.2 系統(tǒng)設備構成 1) 控制臺柜 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 21 主要由操作臺、傳動控制柜、電源柜、 PLC 柜、輔助控制柜等組成。 操作臺配有側隙數顯表、 設備操作按鈕、控制電源、真空開關的合 /分閘及上位機系統(tǒng)。 電源柜用于安裝系統(tǒng)控制回路中的空氣斷路器、穩(wěn)壓電源等。 PLC 柜用于安裝設備控制系統(tǒng)的 PLC； 傳動控制柜用于安裝系統(tǒng)的整流變壓器、全數字可控硅裝置等設備。 輔助控制柜用于安裝系統(tǒng)的輔助設備的控制回路元件。 2) 機旁控制箱 /按鈕盒 a、操作箱 ： 在操作平臺上設置有現(xiàn)場操作箱，主要用于在操作平臺上控制設備啟動、停止。面板上安裝有相應的控制按鈕和信號燈。 b、按鈕盒： 在現(xiàn)場還設有廢料收集系統(tǒng)設備的啟動、停止，面板上安裝有操作控制按鈕和信號燈。 c、接 線盒： 為方便現(xiàn)場檢測元件所接電纜的鋪設，在現(xiàn)場還設有就近接線盒。 3) DCS 操作站 DCS 操作站主要對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，通過網絡總線采集系統(tǒng)各部分各種模擬量、開關量信號，采集的數據經計算機處理后，在顯示器上實時顯示各種工況畫面、參數、曲線，故障報警并可生成和打印生產報表及其它信息。 DCS 操作站與 PLC 組成計算機網絡，可實現(xiàn) DCS 與 PLC 之間、操作站與操作站之間的數據通訊。操作站可對設備進行操作和控制，將采集到的數據經過計算機內程序處理后發(fā)出相關指令，并在顯示器上實時顯示各種運行參數、曲線、數據、 設備運行工況、故障報警等。報警分為提示性報警及保護性報警等不同級別，并可生成和打印生產報表及其他信息，并預留與過程級計算機的通訊接口。 4) 操作方式 本套系統(tǒng)的操作方式為三種方式：機旁控制方式、集中手動控制方XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 22 式、集中自動控制方式。 機旁控制方式是指通過操作安裝在設備附近的按鈕盒上按鈕達到每個單獨系統(tǒng)設備自己獨立工作或停止的操作方式，這種操作方式應用于設備調試、設備發(fā)生故障檢修及系統(tǒng)的日常檢修時，為非正常日常操作方式。 集中手動操作方式是指通過 PLC 系統(tǒng)，通過操作安裝于操作室內的操作臺或柜面的元件達到讓遠程 設備根據一定的連鎖條件運行或停止的操作方式，這種操作方式為當整個系統(tǒng)內的某個設備發(fā)生故障但不影響系統(tǒng)中主要設備的情況下的系統(tǒng)操作方式，為正常日常操作方式。 集中自動操作方式是指系統(tǒng)根據設定的板材的性質按照已經規(guī)定好的程序（連鎖條件）自動、固定的執(zhí)行系統(tǒng)設備運行或停止的操作方式，在這種操作方式下，操作人員只要求進行系統(tǒng)設備的監(jiān)測和控制參數的設定。這種操作方式為正常的系統(tǒng)操作方式。 5) 報警 系統(tǒng)的報警系統(tǒng)是指系統(tǒng)檢測信號的信號報警。當系統(tǒng)發(fā)出報警時，中控室內監(jiān)控 DCS 將自動將報警信息記錄在報警檔案中，當特定 的回路報警或現(xiàn)場緊急報警開關被按下時，安裝于室外的警鈴將發(fā)出報警，并可根據電鈴的報警不同的鈴聲頻率以提醒現(xiàn)場人員注意，操作人員并可由操作臺上的報警解除按鈕解除報警。 6) 幾點說明 設備設計、制造標準及防護標準。 所有電氣設備設計、制造符合國家標準、 IEC 標準。 室內電控柜、臺箱防護等級為 IP42。 室外電氣檢測元件和電控箱防護等級為 IP54。 4.3.5 自控裝備的供電供氣。 控制室供電源為一類供電，電壓為 220V AC， 50Hz， 總耗電量約為 30KW。 儀 表 氣 源 在 工 程 中 統(tǒng) 一 設 置 空 壓 制 氮 站 提 供 ， 廠 儀 表 氣 總 量 約33N m3/min，出口壓力應保證 0.6Mpa 以上，常壓露點為 -30，含油量低于 15ppm，含塵量少于 1 mg/m3。儀表供氣應是連續(xù)的，當氣源壓縮機出XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 23 現(xiàn)故障時， 30m3 儀表空氣儲罐應維持主要關鍵崗位 15 分鐘以上的儀表供氣。 4.6 裝置主要 物料平衡圖 電石 37000 t/a 聚乙烯醇 20000 t/a 醋酸 2304 t/a 電石渣 37000 t/a 新鮮水 2700000 t/a 廢水 52216 t/a 甲醇 1240 t/a 燒堿 200 t/a 4.7 裝置 主要設備表 序號 設 備 名 稱 規(guī) 格 型 號 數量 備 注 一、生產車間 1 第一 聚合釜 1 套 2 第二 聚合釜 3 聚合第一精餾塔 1 套 4 聚合第二精餾塔 1 套 5 聚合第三精餾塔 1 套 6 濃堿配制槽 2 套 7 樹脂貯槽 8 個 8 混合 機 2 套 9 醇解機 2 套 10 第一粉碎機 2 套 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 24 11 第二粉碎機 2 套 12 壓榨輸送機 2 套 13 壓榨機 2 套 14 第三 粉碎機 2 套 15 干燥機 2 套 16 回收第一精餾塔 1 套 17 回收第二精餾塔 1 套 18 回收第三精餾塔 1 套 19 回收第四精餾塔 1 套 20 回收第五精餾塔 1 套 21 回收第六精餾塔 1 套 22 回收第七精餾塔 1 套 23 回收第八精餾塔 1 套 24 水分離器 1 套 25 分解塔 1 套 二、輔助生產車間 1 鍋爐 75t/h 2 臺 2 冷凍機組 制冷量： 680KW 5 臺 3 鹽水泵 2 臺 4 清水泵 5 臺 5 消防水 1 臺 6 冷卻塔 2500m3/h 3 座 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 25 7 循環(huán)水泵 8 臺 8 熱水泵 4 臺 9 旁濾設備 2 套 10 空壓機及制氮設備 3 套 11 空氣及氮氣儀表風儲罐 0.8MPa 3 臺 三、供電 1 35KV 真空斷路器 數量待定 2 無功補償器 數量待定 3 動力變壓器 數量待定 4 高低壓配電屏 數量待定 四、自 動控制 1 操作臺 3 面 2 油壓控制屏 3 面 3 自動控制系統(tǒng) 3 套 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 26 5.原料、輔助材料及燃料的供應 5 1 原料及輔助材料的供應 5 1 1 主要原料及輔助材料 主要原料及輔助材料包括 電石 、 醋酸、甲醇 等。品種、規(guī)格見表 5.1。 表 5.1 主要原料及輔助材料的品種、規(guī)格表 序號 原料品種 技術規(guī)格 備注 1 電石 CaC270 80%（重量） 粒度： 8 50mm 粒度合格率 85% 2 醋酸 外觀 ：無色 透明液體 醋酸純度 99.0% 甲酸含量 0.05% 3 甲醇 外觀 ：無色透明液體 甲醇純度 99.3% 餾分 95% 5 1 2 主要原料及輔助材料的消耗量 主要原料及輔助材料的年消耗量見表 5.2 表 5.2 主要原料及輔助材料的年消耗量表（ 2 萬噸 /年） 序號 原料品種 單耗（噸 /噸） 小時消耗量 （噸 /小時） 年消耗量（萬噸） 1 2 3 電石 醋酸 甲醇 1.85 0.115 0.062 4.625 0.288 0.155 3.7 0.23 0.13 5 1 3 主要原料及輔助材料的來源 聚乙烯醇 分廠 所需主要原料為 電石 、 醋酸 ， 電石 來源自 本廠電石分廠 ， 該電石分 廠年產電石 30 萬噸，完全可滿足電石的需求； 大慶石化分公司、大慶精細化工總廠和吉化公司現(xiàn)有年產 10 萬噸、 20 萬噸和 20萬噸的醋酸裝置 ,江蘇索普現(xiàn)有年產 45 萬噸的醋酸裝置，可以滿足本工程醋酸的需求。 XX 化工集團 公司年產 2 萬噸 /年 聚乙烯醇 項目 27 5 2 燃料及動力的供應 燃料及動力的年消耗量及輸送方式見表 5-3。 表 5-3 燃料及動力的供應表 序號 項目及規(guī)格 單位 單耗 小時消耗量 年消耗量 來源 輸送方式 1 2 3 4 5 6 7 8 一次水 循環(huán)水 用 電 量 蒸汽 儀表空氣 工藝空氣 氮氣 無煙煤 噸 噸 Kwh 噸 Nm3 Nm3 Nm3 噸 1200 2800 64000 80 800 1280 240 0.32 3000 7000 160000 200 2000 3200