【文章內(nèi)容簡介】 化工的不斷發(fā)展，我國丙烯的產(chǎn)量早已超越千萬噸大關(guān)。中石油烏魯木齊石化公司的丙烯產(chǎn)能與產(chǎn)量在經(jīng)濟的大潮中不斷增大，逐漸出現(xiàn)丙烯產(chǎn)能產(chǎn)能過剩，逐漸影響到公司的后續(xù)發(fā)展。再者公司對于丙烯的開發(fā)利用方式單一，基本用于生產(chǎn)聚丙烯，產(chǎn)品競爭力逐漸下降，公司利益日益減小，針對以上的情況。我們團隊為中國石油新疆烏魯木齊石油化工公司設(shè)計一座年產(chǎn) 30 萬噸環(huán)氧丙烷的工藝項目。以此為新的血液解決烏魯木齊石油化工公司這對丙烯產(chǎn)能過剩的問題。本章主要由查閱相關(guān)資料為依據(jù)對項目進行了項目可行性基礎(chǔ)分析，簡單減少了項目的規(guī)模 、目標(biāo)、項目建設(shè)的背景以及項目建設(shè)的意義。再者對項目選址的優(yōu)劣分析并做出了主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。 項目概述 丙烯是源自石油、煤、天然氣的重要基礎(chǔ)有機化工原料，全球丙烯的產(chǎn)能已超 1 億噸 /年，其中約 60%用于生產(chǎn)聚丙烯，其余部分用于生產(chǎn)丙烯腈、環(huán)氧丙烷、丙烯酸、異丙苯 /苯酚 /丙酮、羰基合成醇等基本有機原料。而我國 2020 年的丙烯產(chǎn)能 1800 萬噸 /年，產(chǎn)量 1500 萬噸，其中約 75%用于生產(chǎn)聚丙烯，基于丙烯原料的有機化工產(chǎn)業(yè)明顯低于全球平均水平。隨著我國今后幾年中丙烯產(chǎn)能的快速增長，加快除聚丙烯以外的丙烯化工的 綜合發(fā)展已成為我國烯烴化工可持續(xù)發(fā)展的一項重要 課題。為此我們進行深度的市場調(diào)研，查閱大量相關(guān)信息佐證了環(huán)氧丙烷的潛力與可行。 項目名稱 230kt/a 丙烯綜合利用制 300kt/a 環(huán)氧丙烷分廠 建設(shè)可行性研究 。 項目性質(zhì) 本項目是 在 “中國石化 三井化學(xué)杯 ” 的背景下為 中國石 油 烏魯木齊石化工230kt/a丙烯綜合利用 制 環(huán)氧丙烷 *可行性報告 — 2— 公司設(shè)計的一座環(huán)氧丙烷分廠， 主要針對當(dāng)下我國 的基礎(chǔ) 化工 原料丙烯過剩 并且丙烯利用單一 。 設(shè)計建設(shè)一個年產(chǎn) 30 萬噸的環(huán)氧丙烷分廠 ， 解決總廠因丙烯產(chǎn)能過剩而帶來的負(fù)面影響，其次 提高總廠的經(jīng)濟效益， 增強 總廠丙烯 下游 產(chǎn)品的競爭力 。同時 也可以進一步打開國能環(huán)氧丙烷的市場 。 編制依據(jù) ? 2020 年 “中國石化 三井化學(xué)杯 ”第七屆全國 大學(xué)生化工設(shè)計競賽指導(dǎo)書； ? 《化工建設(shè)項目可行性研究報告內(nèi)容和深度規(guī)定》 2020 年 10 月 ? 發(fā)改投資 [2020]1325 號《建設(shè)項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)》 (第三版 )； 編制原則 （ 1）認(rèn)真貫徹執(zhí)行國家基本建設(shè)的各項方針、政策和有關(guān)規(guī)定，執(zhí)行國家及各部委頒發(fā)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。 （ 2）結(jié)合實際情況，選擇技術(shù)先進、工藝成熟、切合實際的設(shè)計方案，并采用高新技術(shù)及其它行之有效的節(jié)能措施 ，降低生產(chǎn)成本和投資，力爭達到國際先進水平。 （ 3）提高機械化和自動化水平，儀表選型切實可靠與適度先進相結(jié)合。 （ 4）設(shè)計中盡一切努力節(jié)能降耗，節(jié)約用水，提高水的重復(fù)利用率，減少一次水的用量。 （ 5）注重環(huán)境保護，設(shè)計中選用清潔生產(chǎn)工藝，確保工藝水的閉路循環(huán)，在生產(chǎn)過程中減少 “三廢 ”排放，同時采用行之有效的 “三廢 ”治理措施，貫徹執(zhí)行“三廢 ”治理、 “三同時 ”的原則。 （ 6）注重勞動安全和衛(wèi)生，設(shè)計文件應(yīng)符合國家有關(guān)勞動安全、勞動衛(wèi)生及消防等標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求。 （ 7）貫徹化工生產(chǎn)裝置布置的 “五化 ”原則，即一體化、 露天化、輕型化、大型化和國產(chǎn)化，以達到節(jié)省投資和減少占地的目的。 （ 8）做好勞動保護和工業(yè)衛(wèi)生，減輕勞動強度，保護職工身體健康。 研究范圍 2020 年 5 月，宜賓學(xué)院 “revolution”設(shè)計團隊開始進行以新疆烏魯木齊市米東公園為園區(qū)為基地工業(yè)丙烯為主要原料生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的工程設(shè)計。目前 查閱了230kt/a丙烯綜合利用 制 環(huán)氧丙烷 *可行性報告 — 3— 大量的資料進了深入的可行性分析 ， 分析 研究工作范圍包括：產(chǎn)品的市場需求、產(chǎn)品 規(guī)格 及 工藝 方案、工藝路線及設(shè)備選擇、自動化控制方案、原料輔助材料及動力供應(yīng)、建廠條件、公用工程及輔助設(shè)施、節(jié)能節(jié)水減排措施、 “三廢 ”處 理及環(huán)境保護措施、安全消防及勞動保護措施、企業(yè)組織及定員、項目實施規(guī)劃、投資估算及資金來源、產(chǎn)品成本及經(jīng)濟效益等方面進行研究。在研究的基礎(chǔ)上對項目的建設(shè)做出評價結(jié)論，為審批該項目提供決策依據(jù)。 項目背景 丙烯 利用問題 丙烯是重要的化工基礎(chǔ)原料， 截至 2020 年 10 月 31 日 ,中國丙烯總產(chǎn)能為 萬噸 /年，較 2020 年增長 77 萬噸 /年。未來 5 年，各種原料來源的丙烯產(chǎn)能均將不斷增長，到 2017 年 ,中國丙烯的產(chǎn)能將達到約 2850 萬噸 /年。預(yù)計 2020 年丙烯的當(dāng)量消費量有 望達到 2245 萬噸， 2017 年將達到 3290 萬噸，聚丙烯仍將是主要的需求增長領(lǐng)域。 2020~2017 年，中國的丙烯仍在 逐漸飽和過剩 ，但自給率逐漸提高，中國丙烯行業(yè)利潤空間將逐漸縮小 主要用于生產(chǎn)聚丙烯、丙烯腈、環(huán)氧丙烷等有機原料。據(jù)中投顧問發(fā)布的《 2020－ 2020 年中國化工行業(yè)投資分析及前景預(yù)測報告》顯示，在 2020 年以后，由于丙烯下游產(chǎn)品開發(fā)迅速，丙烯需求增幅較大而國內(nèi)供應(yīng)不足，我國丙烯年進口量驟增至 20~30 萬噸之間。丙烯的需求主要是靠聚丙烯的生產(chǎn)推動的，在 2020 年已增至世界丙烯 消費量的 62% 。在我國丙烯最大的應(yīng)用是生產(chǎn)聚丙烯，其次為丙烯腈，消費結(jié)構(gòu)為 ； 聚丙烯 71%，丙烯腈 %，丁 /辛醇 %，苯酚 /丙酮 %，環(huán)氧丙烷 %，其他 %。 由 表 11 可 知， 丙烯的下游 有機 產(chǎn)品 雖然 較多，但是丙烯 很大一 部分 都 用于聚丙烯與丙烯腈。 對于丙烯的利用比較單一，在其他下游產(chǎn)品的生產(chǎn)基本處于空白狀況。對于 環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)存 長期處于低產(chǎn)能情況 ， 隨著今年 環(huán)氧丙烷 在有機化工中逐漸加大 ， 聚丙烯與丙烯腈的逐漸飽和與利潤不斷濃縮，環(huán)氧丙烷迎來了一個春天。 230kt/a丙烯綜合利用 制 環(huán)氧丙烷 *可行性報告 — 4— 表 11 2020 年世 界化工用丙烯的消費量 項目 北美 中美和南美 西歐 中歐和東歐 非洲和中美 日本 中國 亞洲其他和大洋洲 總量 聚丙烯 丙烯腈 環(huán)氧丙烷 0 羧基醇 異丙苯 0 丙烯酸 0 — 異丙醇 — — 0 疊合化合品 — — 其他 — 總量 圖 11 20202017 年中國丙烯當(dāng)量消費組成及變化情況 230kt/a丙烯綜合利用 制 環(huán)氧丙烷 *可行性報告 — 5— 圖 12 20202020 中國丙烯進口 量及進口單價 環(huán)氧丙烷利用 情況 環(huán)氧丙烷 (簡稱 PO)是除聚丙烯和丙烯腈以外的第三大丙烯衍生物，是重要的基本有機化工原料。環(huán)氧丙烷主要用于聚醚多元醇的生產(chǎn)，其次是用于表面活性劑、碳酸丙烯酯、丙二醇醚、羥丙基甲基纖維素等精細化工產(chǎn)品，廣泛用于汽車、建筑、食品、煙草、醫(yī)藥及化妝品等行業(yè)。其最大工業(yè)用途是生產(chǎn)聚醚多元醇，進而制備聚氨酯，還可通過水合反應(yīng)制備丙二醇。 2020 年世界環(huán)氧丙烷消費量為 萬 t。 西歐 、 北美和亞洲是世界環(huán)氧丙烷主要消費地區(qū)，消費量分別占 %、 %和 %。 北美是最大的凈出口地區(qū) ， 西歐是最大的凈進口地區(qū)。 表 12 2020 年環(huán)氧丙烷況消費指南 消費項目 消費量 聚醚多元醇 % 丙二醇 % 丙二醇醚 % 其他 % 世界環(huán)氧丙烷主要用于聚醚多元醇 、 丙二醇和丙二醇醚等的生產(chǎn) 。 2020 年230kt/a丙烯綜合利用 制 環(huán)氧丙烷 *可行性報告 — 6— 用于聚醚多元醇的環(huán)氧丙烷約占總消費量的 %， 用于丙二醇生產(chǎn)的約占 %， 用于丙二醇醚的環(huán)氧丙烷約占 %。 2020 年世界各地區(qū)環(huán)氧丙烷供需狀況見 表 12。 環(huán)境問題 傳統(tǒng)的環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝氯醇法 、共 氧化法存在污染嚴(yán)重流程復(fù)雜設(shè)備投入過大等因素，例如氯醇法 清水消耗大，每生產(chǎn) 1t 環(huán)氧丙烷產(chǎn)生 4050t 含氯化物廢水和 氯化鈣，該廢水具有溫度高、 pH 值高、氯根含量高、 COD 含量高和懸浮物含量高的 “五高 ”特點，難以處理。 但是 HPPO 過氧化氫直接氧化法 工藝不僅 克服了氯醇法設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，廢液、廢渣多的缺點， 并且 三廢排放量少且易處理，對環(huán)境影響小，是國際公認(rèn)的 “綠色 ”環(huán)保生產(chǎn)技術(shù)。而 PO/SM 工藝產(chǎn)生的污水含 COD 較高，污水處理裝置投資相對也較高。我們采取 的 過氧化氫的直接氧化生成環(huán)氧丙烷的工藝雖然不是 非常 成熟工藝，但是由于該工藝環(huán)保。產(chǎn)物直接產(chǎn)生環(huán)氧丙烷和水，沒有過多過大量的副產(chǎn)物產(chǎn)出，對于環(huán)境幾乎達到了零污染。 建設(shè)規(guī)模與目標(biāo) 建設(shè)規(guī)模 烏魯木齊東有吐哈油田，南有塔里木油田，北有準(zhǔn)東油田，西有克拉瑪依油田。地下煤炭儲量在百億噸以上，可采煤層總厚度 80 米，素有 “油海上的煤城 ”之稱。湖鹽、芒硝、石膏、油頁巖、銅、錳、鐵礦也有很大儲量。擁有耕地 萬公頃、牧草場 60 萬公頃、野生草原植物 300 余種、可養(yǎng)殖水面 1604 公頃。熱力、風(fēng)力資源極為豐富，擁有我國西部最大的風(fēng)力發(fā)電廠。 以中石油烏 魯木齊石化公司、中泰化學(xué)為代表的石油化工、氯堿化工，以神華新疆能源公司為代表的煤電煤化工產(chǎn)業(yè)，以廣匯工業(yè)園為代表的機械制造業(yè)，以永昌積水、國統(tǒng)管道為代表的建材業(yè)等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)集群。 綜合考慮環(huán)氧丙烷近幾年的供需關(guān)系和現(xiàn)在已有的環(huán)氧丙烷投產(chǎn)裝置，我們選擇了 30W/a 的規(guī)模在經(jīng)濟效益和項目可行性上都是比較穩(wěn)妥的選擇，之后我們還可以根據(jù)具體的生產(chǎn)要求進行適當(dāng)?shù)男薷摹? 建設(shè) 目標(biāo) 230kt/a丙烯綜合利用 制 環(huán)氧丙烷 *可行性報告 — 7— 本項目目標(biāo)是為中國 內(nèi)陸地區(qū) 的環(huán)氧丙烷 需求 設(shè)計一套環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝的工廠， 另一方面 實現(xiàn) 總廠 丙烯合理、充分的利用，將丙烯最大限度的轉(zhuǎn)化 成 具有高市場效益的 環(huán)氧丙烷，充分利用 HPPO 反應(yīng)過程產(chǎn)生的熱量。同時將最大限度的綜合利用富余熱量，實現(xiàn)污染物的零排放；增加當(dāng)?shù)氐木蜆I(yè)率，將企業(yè)帶向科學(xué)化，現(xiàn)代化的綠色協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。 本廠建設(shè)意義 （ 1）落實黨中央西部大開發(fā)戰(zhàn)略，直接推動西部開發(fā)和經(jīng)濟發(fā)展 黨中央、國務(wù)院已提出了西部大開發(fā)戰(zhàn)略，明確指出，不失時機地實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，直接關(guān)系到擴大內(nèi)需、促進經(jīng)濟增長，關(guān)系到民族團結(jié)、社會穩(wěn)定和邊防鞏固，關(guān)系到東西部協(xié)調(diào)發(fā)展和最終實現(xiàn)共同富裕。強調(diào)要抓住機遇，不失時機地實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，把西部地區(qū)的 發(fā)展?jié)摿D(zhuǎn)換為現(xiàn)實生產(chǎn)力，把潛在市場轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實市場，把資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)換為經(jīng)濟優(yōu)勢，為國民經(jīng)濟發(fā)展提供更廣闊的空間和巨大的推動力。黨中央的決策，為西部地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展提供了契機。 （ 2）充分利丙烯資源以及提高西部反戰(zhàn)，符合國家可持續(xù)發(fā)展政策 2020 年全國原油產(chǎn)量 億噸，較 2020 年上升 %。 2020 年我國原油加工量 億噸，占原油總消費量的 %， 2020 年，石油凈進口達 億噸，作為原油處理處理之一的丙烯，相對就比較豐富。在此形勢下，采用先進可靠技術(shù)，充分合理的利用這些丙烯資源成為國內(nèi)相關(guān) 產(chǎn)業(yè)關(guān)注的熱點。煤炭作為一種能源，不僅僅只是作為燃燒，而應(yīng)該好好地利用。合理和清潔利用煤炭是全世界化工的共同目標(biāo)。所以開發(fā)新疆煤炭資源和石油的合理利用對可持續(xù)性發(fā)展有著重要的作用。 項目可行性 地理位置 230kt/a丙烯綜合利用 制 環(huán)氧丙烷 *可行性報告 — 8— 圖 13 烏魯木齊米東區(qū)地理位置與交通圖 米東區(qū)是 2020 年 8 月經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，由昌吉回族自治州原米泉市和原烏魯木齊市東山區(qū)合并成立，隸屬于烏魯木齊市。全區(qū)總面積 平方公里，轄5 鎮(zhèn) 2 鄉(xiāng)， 6 個街道辦事處， 81 個行政村， 48 個社區(qū)，區(qū)內(nèi)常住人口 30 萬人。 米東區(qū)區(qū)位優(yōu)勢明顯 、投資環(huán)境優(yōu)越，距烏魯木齊國際機場、火車南、西、北站均在 20 公里以內(nèi)。 216 國道、大黃山鐵路、石化鐵路穿境而過，吐 烏 大、烏奎高速公路交匯于此。城區(qū)道路四通八達，是首府烏魯木齊市連接北疆各地州230kt/a丙烯綜合利用 制 環(huán)氧丙烷 *可行性報告 — 9— 的交通要道。 資源優(yōu)勢 米東區(qū)自然資源豐富，境內(nèi)有豐富的煤、菱鐵礦、石灰石、石油、陶土、石英沙、芒硝等礦產(chǎn)資源，種類達 20 多種，其中已探明石灰石儲量 15 億噸、芒硝儲量 260 萬噸、煤炭儲量 18 億噸，煤質(zhì)優(yōu)良，易于開采，年產(chǎn)煤能力 950 萬噸左右，是全國 100 個重點產(chǎn)煤區(qū)（縣）之一 2020 年，根據(jù)中國 石油 的 部署，公司牢牢把握 “強化管理、提高效益 ”的工作主題，堅持 “優(yōu)化生產(chǎn)、細化管理、深化培訓(xùn)、強化三基 ”的工作方針，深入推進“為民服務(wù)創(chuàng)先爭優(yōu) ”和 “比學(xué)趕幫超 ”活動，實現(xiàn)了 “安全環(huán)保無事故、經(jīng)濟效益最大化 ”的目標(biāo)。全年加工原油 1072 萬噸，生產(chǎn)成品油 598 萬噸、乙烯 萬噸、塑料 萬噸、燒堿 46 萬噸、橡膠 萬噸、丁辛醇 萬噸、丙烯腈 萬噸、腈綸 萬噸