新建年產XX萬噸XX異丙醇項目可行性研究報告（此文檔為 word格式，下載后您可任意修改編輯）年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告目錄第一章總論............................................................................................................-1-1.1項目概述.............................................................................................................................-1-1.1.1項目名稱、地址、企業性質及承辦單位..............................................................-1-1.1.2編制依據..................................................................................................................-1-1.1.3編制原則..................................................................................................................-1-1.1.4項目意義..................................................................................................................-2-1.2調研依據............................................................................................................................-2-1.3項目背景............................................................................................................................-2-1.4可行性研究結論................................................................................................................-3-第二章市場分析....................................................................................................-3-2.1原料丙烯............................................................................................................................-3-2.1.1丙烯的基本性質.......................................................................................................-3-2.1.2丙烯的用途...............................................................................................................-4-2.1.3丙烯制異丙醇的前景..............................................................................................-4-2.2異丙醇的性質與用途........................................................................................................-4-2.2.1異丙醇的性質..........................................................................................................-4-2.2.2異丙醇的用途..........................................................................................................-5-2.3異丙醇的市場分析............................................................................................................-5-2.3.1異丙醇的國際發展現狀...........................................................................................-5-2.3.2異丙醇的國內發展現狀...........................................................................................-6-第三章工藝技術方案............................................................................................-8-3.1概述....................................................................................................................................-8-3.2工藝選擇...........................................................................................................................-8-3.2.1氣相直接水合法.......................................................................................................-8-3.2.2液相直接水合法.......................................................................................................-8-3.2.3氣-液混相直接水合法.............................................................................................-9-3.2.4丙烯直接水合法生產工藝分析比較.......................................................................-9-3.3工藝介紹.........................................................................................................................-10-3.3.1催化劑介紹.............................................................................................................-10-3.4工藝流程設計............................................................................................................-11-3.5工藝流程圖................................................................................................................-11-第四章物料衡算..................................................................................................-12-4.1概論.................................................................................................................................-12--2-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告4.2衡算方法.........................................................................................................................-12-4.3全廠物料衡算..................................................................................................................-13-4.3.1反應段物料衡算....................................................................................................-13-4.3.2產品分離段物料衡算............................................................................................-14-第五章設備選型及典型設備設計......................................................................-15-5.1反應器設計......................................................................................................................-15-5.1.1概述........................................................................................................................-15-5.1.2結構形式................................................................................................................-15-5.1.3流化床反應器設計..................................................................................................-16-5.1.4反應器結構設計.......................................................................................................-16-5.2精餾塔的設計..................................................................................................................-17-5.2.1塔類型的選型...........................................................................................................-17-5.2.2塔設計說明書.........................................................................................................-19-第六章建廠條件和廠址選擇..............................................................................-21-6.1廠區概況.........................................................................................................................-21-6.2園區發展優勢..................................................................................................................-22-6.2.1交通便捷.................................................................................................................-22-6.2.2氣候條件.................................................................................................................-22-6.2.3投資環境.................................................................................................................-23-6.2.4工業基礎.................................................................................................................-23-6.2.5招商政策...................................................................................................................-23-6.3項目前景..........................................................................................................................-23-6.4總結.................................................................................................................................-24-第七章投資估算與資金籌措..............................................................................-24-7.1投資估算及投資明細.................................................-24-7.1.1編輯說明......................................................-24-7.1.2各項投資估算..................................................-25-7.1.3總投資估算....................................................-29-7.2成本的估算.........................................................-29-7.2.1總成本構成及明細..............................................-30-7.2.2總成本費用估算................................................-35-7.2.3總投資額計算..................................................-36-7.2.4資金籌集......................................................-36-第八章財務評價及社會效益評價................................-36-8.1財務評價的依據和說明...............................................-36-8.2主要計算報表.......................................................-37-8.2.1產品銷售表....................................................-37-8.2.2稅金估算......................................................-37-8.2.3損益表........................................................-38-8.2.4現金流量表....................................................-39-8.3財務盈利能力分析...................................................-40--3-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告8.3.1靜態指標......................................................-40-8.3.2動態指標......................................................-40-8.4不確定性分析.......................................................-42-8.4.1概述..........................................................-42-8.4.2盈虧平衡分析..................................................-42-8.4.3敏感性分析....................................................-44-8.5社會效益評價.......................................................-44-8.5.1對當地經濟發展的影響..........................................-44-8.5.2對當地資源及環境的影響........................................-44--4-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告第一章 總論1.1項目概述 項目名稱、地址、企業性質及承辦單位項目名稱：新建年產 XX萬噸XX異丙醇項目地 址：XX省XX的XX化工業園項目性質：新建項目承辦單位：XX化工有限公司 編制依據XXXX指導書；化工部規劃院編制的《化工建設項目可行性研究內容和深度的規定》；3.《當前國家重點鼓勵發展的產業、產品和技術目錄》 ；4.《中華人民共和國環境保護法》；5.《中華人民共和國安全生產法》。 編制原則認真貫徹國家有關方針、政策，努力實現化工行業“十二五”技術發展規劃要求；合理選擇工藝路線，盡可能采用國內外較先進的技術、裝備，把工廠建設成為國內技術一流、工藝領先、現代化信息管理的化工企業；新建工廠要充分考慮利用當地現有的資源。總平面圖布置上充分考慮生產要求，盡量減少投資和占地面積；-1-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告認真貫徹國家對環境保護、勞動保護的要求，使污染物排放達到國家標準，并搞好安全、消防、節能等工作。 項目意義異丙醇的用途廣泛，是工農業生產的重要原料和助劑。我國卻需大量進口，國內很多廠家并沒有掌握生產方法，無法連續生產．即使是已形成規模的生產裝置也還存在許多諸如能耗高、轉化率低等問題。為促進國內工業化生產，解決存在的技術問題，有必要對異丙醇裝置的設計和生產進行深入研究。1.2調研依據《化工建設項目可行性研究報告內容和深度規定》 2005年XX月1.3項目背景異丙醇是重要的溶劑和有機合成原料。可直接作為溶劑，可以單獨使用，也可以與其他溶劑混合。作為溶劑，用于汽車拋光涂料、塑料彩印油墨的最好稀釋劑、膠片工業用洗滌劑和干燥劑、電等電子工業。也可作為涂料、油漆、化妝品的懸浮液或分散液、脫膜劑、塑料和樹脂用的加工溶劑，顏料生產的分散劑、印染工業的固定劑，玻璃和透明塑料的防霧劑。作為有機合成原料，用于合成丙酮、甲基異丁基酮、異丙胺、醋酸異丙酯、異丙膦、異丙醚、異丙基氯化物、百里酚、麝香草酚、IPA的脂肪酸脂、三異丙脂、三異丙醇鋁等。作為原料和溶劑，用于醫藥、農藥等行業，生產氯霉素、涂抹劑、殺菌劑、除草劑、天然產物的萃取劑等。異丙酵主要生產工藝有丙烯直接水合法、丙烯硫酸氧化法和丙酮加氫法三種，前二種工藝均以丙烯為原料。較老的方法采用煉廠級丙烯利用硫酸催化間接脫水生成異丙基硫酸鹽，再用蒸汽水解生成硫酸和 IPA，粗IPA用蒸餾提純。較-2-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告新的路線采用化學級(90％-99％)丙烯直接水合，避免使用硫酸。近年來，異丙醇的需求量呈上升趨勢，國內的生產裝囂已遠遠達不到需求量的增長。異丙醇的進口量已達XX．3萬噸(2003年)。國內外許多專家學者都積極地進行合成異丙醇研究。在國外美國、同本等國家對合成異丙醇研究較多，在國內有錦州石化公司、清華大學等單位都丌展了這方面的工作，相信近期內簡單經濟的合成異丙醇工藝將得到全面開發。1.4可行性研究結論（1）本項目利用XX市豐富的丙烯，采用的工藝技術先進可靠，符合國家的能源安全政策和產業政策，環保效益優異。（2）本項目原料、燃料供應有可靠的保證，用水供應有保證，交通運輸方便，建廠條件優越。（3）本項目投資收益良好，高于目前社會資金平均投資回報率。第二章 市場分析2.1原料丙烯 丙烯的基本性質丙烯（Propylene）常溫下為無色、無臭、稍帶有甜味的易燃氣體。不溶于水，溶于有機溶劑，是一種屬低毒類物質。丙烯是三大合成材料的基本原料， 主要用于生產丙烯腈、異丙烯、丙酮和環氧丙烷等。表2-1丙烯的物理性質相對分子相對密度相對蒸汽密度熔點沸點爆炸極量（水=1）（空氣=1）引燃溫度限%(V/V)42.080.51.48-191.2℃-47.4℃455℃2%～11%-3-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告 丙烯的用途丙烯是三大合成材料的基本原料， 用量最大的用途是生產聚丙烯， 此外還可制丙烯腈、異丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂類以及制環氧丙烷和丙二醇、環氧氯丙烷和合成甘油等。 丙烯制異丙醇的前景異丙醇是世界上較早生產的石油化工產品之一。 是一種用途廣泛的重要有機化工原料。主要用作溶劑、合成化學中間體 ,在日用化學品及醫藥中均有應用 ,另外,異丙醇還廣泛用作石油燃料的添加劑 ,應用在汽車和航空燃料等方面。目前異丙醇已是丙烯系列中的大噸位產品之一 ,隨著煉油廠催化能力的提高 ,丙烯資源越來越豐富,這為開發利用丙烯資源生產異丙醇等化工產品提供了有利條件。2.2異丙醇的性質與用途 異丙醇的性質異丙醇，有機化合物，別名二甲基甲醇、 2-丙醇，行業中也作 IPA。它是正丙醇的同分異構體。無色透明液體，有似乙醇和丙酮混合物的氣體。 溶于水、醇、醚、苯、氯仿等多數有機溶劑。 異丙醇是重要的化工產品和原料。主要用于制藥、化妝品、塑料、香料、涂料等。表2-2 異丙醇的物理性質相對分子量沸點熔點相對蒸汽密度相對密度爆炸上限（空氣=1）（水=1）4782.4-87.92.10.78637.99-4-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告 異丙醇的用途1．作為有機原料和溶劑有著廣泛用途。作為化工原料，可生產丙酮、過氧化氫、甲基異丁基酮、二異丁基酮、異丙胺、異丙醚、異丙醇醚、異丙基氯化物，以及脂肪酸異丙酯和氯代脂肪酸異丙酯等。在精細化工方面，可用于生產硝酸異丙酯，黃原酸異丙酯、亞磷酸三異丙酯、三異丙醇鋁以及醫藥和農藥等。作為溶劑，可用于生產涂料、油墨、萃取劑、氣溶膠劑等。還可用作防凍劑、清潔劑、調和汽油的添加劑、顏料生產的分散劑、印染工業的固定劑、玻璃和透明塑料的防霧劑等。用作膠黏劑的稀釋劑，還用于防凍劑、脫水劑等。2．測定鋇、鈣、銅、鎂、鎳、鉀、鈉、鍶、亞硝酸、鈷等的試劑。色譜分析標準物。作為化工原料，可生產丙酮、過氧化氫、甲基異丁基酮、二異丁基酮、異丙胺、異丙醚、異丙醇醚、異丙基氯化物，以及脂肪酸異丙酯和氯代脂肪酸異丙酯等。在精細化工方面，可用于生產硝酸異丙酯，黃原酸異丙酯、亞磷酸三異丙酯、三異丙醇鋁以及醫藥和農藥等。作為溶劑，可用于生產涂料、油墨、萃取劑、氣溶膠劑等。還可用作防凍劑、清潔劑、調和汽油的添加劑、顏料生產的分散劑、印染工業的固定劑、玻璃和透明塑料的防霧劑等.3．用作油井水基壓裂液的消泡劑，空氣形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與氧化劑能發生強烈反應。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇火源引著回燃。若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。2.3異丙醇的市場分析 異丙醇的國際發展現狀2005年,世界異丙醇的總消費量為 177.7萬t,其中北美、西歐和亞洲地區是最主要的三個消費地區,消費量合計達到 162.3萬t,約占世界異丙醇總消費量的91.33%,其中北美地區的消費量為 55.1萬t,約占世界總消費量的 31.01%;西-5-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告歐地區的消費量為 48.2萬t,約占總消費量的 27.12%;亞洲地區的消費量為 59.0萬t,約占總消費量的33.20%。產品主要用于溶劑和化學中間體,其中溶劑對異丙醇的消費量約占總消費量的55.66%,化學中間體(包括異丙胺、MIBK、MIBC、DIBK、醋酸異丙酯等 )約占 16.77%,家用、化妝品以及個人防護用品等約占7.09%,丙酮約占7.03%,醫藥約占4.16%,其他方面約占9.29%。世界各主要地區異丙醇的消費結構有所不同。 北美地區直接用作溶劑的異丙醇約占總消費量的 56.08%,用作化學中間體的約占 25.59%;西歐地區直接用作溶劑的異丙醇約占總消費量的 39.42%,用作化學中間體的約占 24.27%;亞洲地區直接用作溶劑的異丙醇約占總消費量的 67.80%,用作化學中間體的約占6.78%。預計2005—20XX年,世界異丙醇的需求量將以年均約 2.3%的速度增長,20XX年總需求量將達到約 199.5萬t,其中中東歐地區需求量的年均增長率最大,為4.5%;其次是亞洲地區,需求量的年均增長率將達到約3.8%。世界主要地區異丙醇的消費結構以及需求預測情況見表表2-3 世界各地區異丙醇的消費現狀及預測國家和地區2005年20XX年2005-20XX年消費量消費量/萬t所占比例%消費量/萬t所占比例%的年均增長率/%北美55.131.0158.929.521.3中南美8.14.568.64.311.2西歐48.227.1252.026.071.5中東歐3.72.084.62.314.5亞洲59.033.2071.235.693.8其他3.62.034.22.XX3.1合計77.7XX0．00199.5XX0.002.3 異丙醇的國內發展現狀目前,我國異丙醇主要用作油墨、涂料和制藥工業過程中的溶劑或萃取劑 ,其消費量約占異丙醇總消費量的 60%。在涂料中,異丙醇主要用在如硝化纖維素清漆中作惰性溶劑以減少貯存和運輸過程中的可燃性等 ;在制藥方面,主要用作抗生素、維生素萃取劑和藥品膠囊清洗劑等 ;在油墨中,主要用作水基涂料的助-6-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告劑和稀釋劑。醇溶油墨能夠解決甲苯類油墨對健康所產生的危害以及溶劑殘留影響包裝食品質量等問題,近年來醇溶油墨已經發展成為一種趨勢。目前,我國已經成為世界第二大涂料生產國家,而且近幾年來,我國涂料工業合資合作和結構調整的步伐明顯加快,涂料向高檔化方向發展,國外許多大型涂料生產商紛紛在我國投資建設高檔涂料生產裝置,加上交通、汽車和建筑等行業快速發展的拉動,我國涂料行業對異丙醇的需求呈現較快的增長勢頭。在油墨方面,2004年我國油墨的總產量為23.8萬t,2006年增長到34.8萬t,年均增長率達到20.9%。隨著國內包裝品、廣告、出版等行業迅速發展,對油墨等的需求也大幅度增加,相應對異丙醇的需求量也將不斷增加;我國制藥行業是我國傳統的精細化工領域,隨著世界經濟的一體化,出口形勢看好。由此可見,在今后幾年,我國異丙醇在溶劑方面的應用仍將大發展,預計到20XX年對異丙醇的需求量將達到約20.0萬t。近年來,我國異丙醇的消費一直保持高速增長勢頭。1997年我國異丙醇的表觀消費量只有9.61萬t,2002年增加到14.31萬t,1997—2002年表觀消費量的年均增長率為8.29%。2004年我國異丙醇的表觀消費量為18.68萬t,2006年增加到20.96萬t,比2005年增長約5.70%,2001—2006年的表觀消費量的年均增長率約為9.26%。我國異丙醇的供需情況見表所示。表2-4我國異丙醇的供需情況年份產量/萬t進口量/萬t出口量/萬t表觀消費量/萬t表觀消費量比上年增長/%20006.XX5.460.3011.264.2620016.76.870.1113.4619.5420026.97.610.2014.316.3120038.17XX.330.0918.4128.6520048.20XX.730.2518.681.4720059.XX11.190.4619.836.16200611.509.580.1220.965.70-7-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告第三章 工藝技術方案3.1概述目前，工業上異丙醇的生產方法主要是丙烯水合法， 可分為丙烯間接水合法和丙烯直接水合法兩種。丙烯間接水合法因“三廢”污染、設備腐蝕嚴重和生產成本高等問題，20世紀80年代后該法被逐漸淘汰。丙烯直接水合法，它是丙烯在催化劑存在下直接發生水合反應生成異丙醇。 由使用的催化劑不同分為三種方法，即氣相直接水合法、液相直接水合法、氣液混相直接水合法。3.2 工藝選擇 氣相直接水合法氣相直接水合法是目前世界上生產異丙醇的主要方法之一，氣相直接水合使用磷酸/硅藻土為催化劑，在反應溫度180～260℃，壓力2.0～2.5MPa，n（丙烯）:n（水）=1:0.7條件下進行直接反應，生成粗異丙醇溶液，再入共沸塔分離提濃。丙烯單程轉化率為5%～7%，異丙醇選擇性為XX。優點：該法與間接水合法相比，選擇性好，副產物少，丙烯總轉化率達97%，生成異丙醇的選擇性高達XX。反應條件緩和，反應壓力低，流程簡單，投資少，同時對設備腐蝕、環境問題較丙烯間接水合法有了很大的改善。缺點：該法為防止磷酸溶出，需要把水轉為氣態，采用了對平衡不利的高溫低壓反應條件，使丙烯單程轉化率低，大量未反應的丙烯需循環使用，耗能量大；為了減少副產物的生產量，需用高濃度丙烯（≥99%）做原料；同時磷酸不斷流失，生產上需補加磷酸。 液相直接水合法該法使用活性、選擇性良好的鎢系雜多酸催化劑， 催化劑溶于來自精制工序-8-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告的循環工藝水中，在反應溫度240～280℃，壓力20.0MPa條件下，n（丙烯）:n（水）=1:27，進行接觸反應，生成異丙醇水溶液，再入共沸塔分離提濃。優點：催化劑活性高，丙烯和雜多酸陰離子能形成活性絡合物，與傳統的丙烯間接水合法相比，在相同的氫離子濃度的情況下，反應速度增大數倍，產品選擇性好，改進了催化劑的流失問題，催化劑較穩定、可循環使用、壽命長、無公害。缺點：該法水烯比大，導致粗產品中含大量水，蒸餾熱量消耗量大，反應壓力過高，設備投資高。 氣-液混相直接水合法該法采用強酸性陽離子交換樹脂催化劑， 要求丙烯純度在 92%以上、反應溫度135～160℃、壓力6.0～8.0MPa條件下、n（丙烯）:n（水）=1:15。由于反應采用了中壓、低溫的有利于化學平衡的工藝條件，故能得到較高的丙烯轉化率，丙烯的單程轉化率70%左右，異丙醇選擇性大于96%。優點：無需高純度丙烯及大量未反應的丙烯循環。反應條件相對緩和，溫度、壓力以及水烯比適中，丙烯轉化率高，能耗低。缺點：樹脂催化劑不耐高溫，溫度不能超過175℃，且樹脂催化劑存在流失問題，壽命較短。 丙烯直接水合法生產工藝分析比較對于丙烯直接水合反應過程，在低溫、高壓的條件下，丙烯的平衡轉化率高。然而，溫度較低時反應速率太慢；提高反應溫度，雖可以加快反應速度，但會對反應帶來不利影響：①丙烯轉化率低；②異丙醇選擇性降低。提高壓力，可以提高丙烯轉化率，原因是只有溶解于水中的丙烯才能在催化劑表面起反應，壓力增高會增加丙烯在水中的溶解度，但壓力過高會增加設備投資和操作費用。因此，在上述已經工業化的丙烯直接水合生產技術中，以氣液混相法生產技術反應條件緩和、丙烯轉化率高，異丙醇時空產率高等優點受到人們的廣泛注意和使用。-9-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告3.3 工藝介紹通過對三種丙烯直接水合生產工藝的各自特點進行對比分析， 可以看出無論是從收率、生產成本、裝置投資，還是從安全操作、環保的角度看，氣液混相法更為理想。所以本次我們所采用的工藝就是氣液相直接水合法。 該工藝具有如下優點：（1）采用新型催化劑，提高了低碳烯烴的選擇性。（2）生產過程能耗低，充分利用能量，進行循環利用，經濟效益顯著。（ 3）對三廢進行綜合處理，采用新型處理方式，污染大大降低，對環境友好。 催化劑介紹催化研究表明，不同類型的沸石上丙烯水合反應的性能有很大的差別，目前研究所用的沸石包括：β、L、超穩Y、絲光、ZSM-5、ZSM一20、ZSM-35、ZSM-50等，其中對β沸石的研究比較集中。對丙烯水合動力學研究表明，β沸石催化劑的反應活性在0．1MPa、140℃與0．3MPa、160℃時達到最大，但在更高反應溫度以上，由于平衡轉化率下降而活性降低，反應溫度在140℃以下時，異丙醇有高選擇性，但隨溫度上升而單調下降。在丙烯水合反應中，沸石分子篩的水吸附量越小，活性越高，即越是采用疏水性催化劑，對烯烴水合反應越有利。其原因是由于在疏水性沸石催化劑中抑制了水的凝結，而對酸中心吸附烯烴分子的影響變小，或者說疏水性沸石避免了吸附水所造成的酸強度下降。以改性β沸石為基礎，選用適當的調變方法，合理調整其酸量和酸強度，通過離子交換制成含金屬離子的改性β沸石丙烯水合催化劑。在反應溫度140～160℃、壓力8．0MPa、n(水)：n(丙烯)=20：1、丙烯液態空速大的條件下，丙烯單程轉化率≥50％、異丙醇選擇性≥98％，產品時空產率達到600kg異丙醇／t催化劑·h，高于目前國內外各種工藝的技術水平。該催化劑還通過了2000h水熱穩定性試驗、再生性能優良，并配套開發出中壓丙烯水合全流程工藝。水合反應在滴流床反應器內進行，整個工藝過程采用了分段進料、無氧水技術、催化劑活化和新開工工藝等多項專利技術。DICP中壓丙烯水合工藝技術環境友好、無三廢排放、產品質量優良。有學者指出對催化劑進行預處理可以提高活性，利用極性含氧脂肪族碳水化合物，最好是水合反應的產物醇或者醚，浸漬β沸石催化-10-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告劑，可以提高催化劑的催化活性。3.4 工藝流程設計本工藝生產烯烴可分為如下單元：反應段、產品分離段。3.5 工藝流程圖圖3-1 氣-液混相直接水合法制異丙醇工藝流程圖原料丙烯通過壓縮機壓縮并換熱達到120℃，8MP，將工業用水通過壓縮機并換熱達到94℃，8MP，然后將丙烯蒸汽與工業用水進入反應器與催化劑充分接觸，在反應器內充分反應。反應產物混合后反應后經過換熱器進入脫丙烯塔，將反應后混合物中的丙烯全部脫去，丙烯重新加熱壓縮進入反應器。混合物進入干燥塔脫去混合物中的大部分水，水也可以進行回收利用。剩下的混合物進行間歇精餾脫去混合物中的正丙醇，正丙醇可以回收用作燃料。最后兩個精餾塔是共沸精餾，第三種組分是乙二醇，使它們共沸從第一個塔的塔頂脫去異丙醚和少部分的水。最后的一個塔是乙二醇回收塔，回收混合液中的乙二醇重新進行共沸精餾。最終得到XX的異丙醇。-11-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告第四章 物料衡算4.1 概論物料衡算是推導描述物質運動規律數學模型的直接而簡便的方法。所謂物料衡算是指在質量守恒基礎上，對任一過程單元按單位時間內，體系所含物料總質量必等于進入體系的總質量減去從體系流出的總質量所進行的運算。簡言之，即質量守恒原理在一個過程單元中的應用。物料衡算可得到一組代數方程或微分方程。對于體系內任一點的參數完全不隨時間而變化，且只含一個因變量的連續穩定過程，所得代數方程就是該過程的數學模型。物料衡算可對一個工廠生產的全過程，一個工序或一臺裝置做出。對于現有生產過程。物料衡算提供表示生產運作正常與否、問題所在和改進途徑的參考數據；對于新建裝置和生產過程，則可為設備設計、過程優化、過程控制和經濟評估等提供必要數據。4.2 衡算方法物料衡算是根據質量守恒定律，利用某進出化工過程中某些已知物流的流量和組成，通過建立有關物料的平衡式和約束式，求出其他未知物流的流量和組成的過程。系統中物料衡算一般表達式為：系統中的積累＝輸入－輸出＋生成－消耗式中，生成或消耗項是由于化學反應而生成或消耗的量；積累量可以是正值，也可以是負值，當系統中積累量不為零時稱為非穩定狀態過程；積累量為零時，稱為穩定狀態過程。穩定狀態過程時，可以簡化為：輸入＝輸出－生成＋消耗對無化學反應的穩定過程，又可表示為：輸入＝輸出-12-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告4.3全廠物料衡算我公司異丙醇工藝，其工藝流程分為反應段、產品分離段。以下計算使用ASPENPLUS處理原始數據。 反應段物料衡算表4-1反應器物料衡算數據項物料H2O-1H2O-2C3H6-1C3H6-2C3H6-MIX-1MIX-23MassFlowkg/hrPROPY-01WATERISOPR-011-PRO-01

0023000230001XX401XX401XX40820008200000076929769290000016423.316423.30000000328.47328.47DIISO-0100000279.23279.23ETHYL-010000000MassFracPROPY-01001.001.001.000.XX50.XX5WATER1.001.000000.73270.7327ISOPR-01000000.15640.15641-PRO-01000000.00310.0031DIISO-01000000.00270.0027ETHYL-010000000-13-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告TotalFlow4551.69546.57546.57262.354551.6922kmol/hrTotalFlow8200023000230001XX4082000kg/hrTotalFlow1375.58576.973722.121695.71375.58883l/minTemperature9425120XX025CPressure88888MPa

4814.05 4814.051.05E+5 1.05E+52337.82 2144.03XX088 產品分離段物料衡算表4-2分離精餾塔物料衡算數據項物料H2O-3C3H7O-1C3H7O-2C6H14OMIX-3MIX-4MIX-5MIX-6MassFlowkg/hrPROPY-0100000000WATER76882.328.46629.327917.5217692946.8546.8529.33151581ISOPR-010016423.3016423.16423.16423.316423.030331-PRO-010000328.47328.4700DIISO-01000279.23279.23279.23279.23030ETHYL-010000000500MassFracPROPY-0100000000WATER1.0000.001780.0590.81870.00270.002790.001743ISOPR-0101.000.998200.17480.96160.98050.9691-PRO-0100000.00340.019009DIISO-010000.94090.00290.0160.01707-14-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告ETHYL-0100000000.029TotalFlow4267.65.46569274.9123.70544551.6284.08278.61282.97kmol/hr0368569TotalFlow76882.328.46616452.6296.7593960.17077.16749.3916952.kg/hotalFlow1395.97.48753405.9057.70531797.8406.74399.28399.34l/min95731264TemperatureXX0.00XX0.00116.728116.72XX0XX0XX0XX0.08C484Pressure88888888MPa第五章 設備選型及典型設備設計5.1反應器設計 概述流化床反應器是一種利用氣體或液體通過顆粒狀固體層而使固體顆粒處于懸浮運動狀態，并進行氣固相反應過程或液固相反應過程的反應器。在用于氣固系統時，又稱沸騰床反應器。流化床反應器在現代工業中的早期應用為 20世紀 20年代出現的粉煤氣化的溫克勒爐；但現代流化反應技術的開拓，是以 40年代石油催化裂化為代表的。目前，流化床反應器已在化工、石油、冶金、核工業等部門得到廣泛應用。 結構形式流化床反應器的結構有兩種形式：①有固體物料連續進料和出料裝置，用于固相加工過程或催化劑迅速失活的流體相加工過程。例如催化裂化過程，催化劑在幾分鐘內即顯著失活，須用上述裝置不斷予以分離后進行再生。②無固體物料連續進料和出料裝置，用于固體顆粒性狀在相當長時間（如半年或一年）內，不發生明顯變化的反應過程。-15-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告流化床反應器設計操作工藝參數反應溫度為： 150℃反應壓力為： 8MPa丙烯操作空速為： 1～5h-1改性β沸石催化劑粒徑范圍為：30～140μm丙烯原料中水含量為 8%，丙烯處理量 23000kg/h反應器結構設計已知丙烯以 576.97L/min 的流速通入，其空速 WHSV=0.25h-1。（1）根據本項目設計產量為XX萬噸每年，甲醇的進料流量：V=26.93m3/h；反應器的有效體積VR=m3=XX7.72m3，假設反應器的有效體積為實際體積的75%，則反應器的實際體積V0=m3=143.63m3。反應器直徑、高度和封頭的確定設反應器的直徑為 D，反應器高度 H，則長徑比 r=H/D，其值一般為1-3，綜合考慮單位體積內的傳質面積、反應停留時間、加工難度以及設備費用等因素，選定 r=3。對于氣體參加的反應可獲得較大的傳熱面積，停留時間可以保證，設備費用也在允許范圍之內。H=rD=3D；V=(π/4)D2H；由V0=143.63m3帶入以上兩式可得 D=5.764m，經圓整后，查閱相關標準 HG21607-96，并考慮本反應器內部有旋風分離器、催化劑快速分離裝置、 多孔網板等結構， 取D=6000mm；H=3×D=18000mm。查閱相關行業標準 HG21607-96，查得封頭的公稱直徑為 6000mm，選用淺碟型封頭 TH，厚度為 25mm，封頭上方安有安全閥。-16-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告反應器的實際體積為 V=(π/4)D2H=π/4×62×18m3=508.94m3。催化劑的用量已知丙烯 0.1mL/min 的流量時催化劑的用量為 XXg，同理，按比例放大當丙烯的體積流量為 V=26.93m3/h，催化劑的質量：82.53 5m=6×10 5×10 t=13.75t反應器材料反應器選用的材料為碳素鋼Q235-B5.2精餾塔的設計塔類型的選型最常見的塔設備為板式塔和填料塔兩大類。 如何從中選取一個合適的類型有很多方面需要考慮，很難簡單的進行判斷。考慮操作性能和成本費用，兩種塔可以進行如表所示：表5-1填料塔和板式塔的比較項目塔型板式塔填料塔塔徑一般推薦使用塔徑大于適宜于大小塔徑的塔，800mm的大塔但對大塔要解決液體再分布的問題壓力降壓力降一般比填料塔大壓力降小，較適于要求壓力降小的場合空塔氣速空塔氣速大空塔氣速較大塔效率效率較穩定，分離效率較高，塔徑Φ1.5m以下效率大塔板效率比小塔有所提高高，塔徑增大，效率常會下降液氣比適應范圍較大對液體噴淋量有一定要求持液量較大較小材質要求一般用金屬材料制作可用非金屬耐腐蝕材料造價直徑大時一般比填料塔造價低Φ800mm以下，一般比板式塔便宜，直徑增大，造價顯著增加-17-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告重量 較輕 較重安裝維修 較容易 較困難類型選擇時需要考慮多方面的因素，如物料性質、操作條件、塔設備的性能，以及塔的制造、安裝、運轉和維修等。對于真空精餾和常壓精餾，通常填料塔塔效率優于板式塔，應優先考慮選用填料塔，其原因在于填料充分利用了塔內空間，提供的傳質面積很大，使得汽液兩相能夠充分接觸傳質。而對于加壓精餾，若沒有特殊情況，一般不采用填料塔。這是因為填料塔的投資大，耐波動能力差。具體來講，應著重考慮以下幾個方面：與物性有關的因素易起泡的物系，如處理量不大時，以選用填料塔為宜。因為填料能使泡沫破裂，在板式塔中則易引起液泛。具有腐蝕性的介質，可選用填料塔。如必須用板式塔，宜選用結構簡單、造價便宜的篩板塔盤、穿流式塔盤或舌形塔盤，以便及時更換。具有熱敏性的物料須減壓操作，以防過熱引起分解或聚合，故應選用壓力降較小的塔型。粘性較大的物系，可以選用大尺寸填料。板式塔的傳質效率太差。含有懸浮物的物料，應選擇液流通道大的塔型，以板式塔為宜。操作過程中有熱效應的系統，用板式塔為宜。操作條件有關的因素若氣相傳質阻力大，宜采用填料塔。大的液體負荷，可選用填料塔。液氣比波動的適應性，板式塔優于填料塔。-18-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告操作彈性，板式塔較填料塔大，其中以浮閥塔最大，泡罩塔次之。其他因素對于多數情況，塔徑大于800mm地，宜用板式塔，小于800mm時，則可用填料塔。但也有例外，鮑爾環及某些新型填料在大塔中的使用效果可優于板式塔。一般填料塔比板式塔重。填料塔用于吸收和解吸過程，可以達到很好的傳質效果，它具有通量大、阻力小、傳質效率高等性能。因此實際過程中，吸收、解吸和氣體洗滌過程絕大多數都使用填料塔。廠實際情況的選擇反應器的分離過程要求高，塔板數較多，生產較為穩定，負荷變化大，對操作彈性的要求高。綜合考慮塔板的效率、分離效果和設備的成本、維修等，我們優先選擇板式塔，板式塔塔板類型選擇浮閥板，具體特點如表所示：表5-2浮閥塔特點塔板處理操作壓降結構成本優點缺點名稱能力彈性效率浮閥板1.2-1.31.590.8簡單0.7-0.9效率高、浮閥操作范圍寬易脫落 塔設計說明書 精餾塔13；精餾塔的有效體積R3，（1）MIX-2的進料流量：V=164.7404m/hV=658.9615m假設精餾塔的有效體積為實際體積的 75%，則精餾塔的實際體積 V0=878.6154m3。精餾塔直徑、高度和封頭的確定設精餾塔的直徑為 D，精餾塔高度H，則長徑比r=H/D，其值一般為1-3，綜合考慮單位體積內的傳質面積、精餾停留時間、加工難度以及設備費用等因素，選定r=3。對于氣體參加的反應可獲得較大的傳熱面積，停留時間可以保證，設-19-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告備費用也在允許范圍之內。2 3H=rD=3D；V=(π/4)DH；由V0=878.61536m帶入以上兩式可得 D=12.7449m，經圓整后，查閱相關標準 HG21607-96，取D=13000mm；H=3×D=26000mm。查閱相關行業標準HG21607-96，查得封頭的公稱直徑為6000mm，選用淺碟型封頭TH，厚度為25mm，風頭上方安有安全閥。精餾塔的實際體積為V=(π/4)D2233H=π/4×13×26m=3451.0476m。 精餾塔21）MIX-3的進料流量：V=162.7825m3/h；精餾塔的有效體積VR=651.1301m3，假設精餾塔的有效體積為實際體積的 75%，則精餾塔的實際體積V0=868.1734m3。精餾塔直徑、高度和封頭的確定設精餾塔的直徑為D，精餾塔高度H，則長徑比r=H/D，其值一般為1-3，綜合考慮單位體積內的傳質面積、精餾停留時間、加工難度以及設備費用等因素，選定r=3。對于氣體參加的反應可獲得較大的傳熱面積，停留時間可以保證，設備費用也在允許范圍之內。23帶入以上兩式可得D=12.694m，H=rD=3D；V=(π/4)DH；由V0=868.1734m經圓整后，查閱相關標準 HG21607-96，取D=7000mm；H=3×D=2XX00mm。查閱相關行業標準HG21607-96，查得封頭的公稱直徑為7000mm，選用淺碟型封頭TH，厚度為25mm，封頭上方安有安全閥。精餾塔的實際體積為2233。V=(π/4)DH=π/47××21m=808.1766m同理可以求得剩余精餾塔的塔高、塔徑、實際體積，如下表所示：表5-3 反應器、換熱器及各精餾塔的塔高、塔徑、實際體積表反應器精餾塔1精餾塔2精餾塔3精餾塔4精餾塔5塔徑mm6000130007000700070009000塔高mX002XX002XX0018000實際體積m3508.943451.0476808.1766808.1766808.17661717.6698-20-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告第六章 建廠條件和廠址選擇6.1 廠區概況市位于XX中部魯中山地與魯北平原的交接地帶，區位優勢獨特，南連泰山，北靠黃河，東臨濰坊，西接泉城濟南。XX是XX省重要的交通樞紐城市，鐵路貫通，公路縱橫，交通方便，是國務院批準的XX半島經濟開放區城市。XX歷史悠久，文化燦爛，齊文化是中華文化的重要組成部分，XX還是齊文化的發祥地。XX是中華民族古老文明的一處發祥地，經歷了北辛文化，大汶口文化，龍山文化三個階段。西周建立后，姜尚封齊，開創"泱泱大風"的齊國文化。地區作為齊國的政治、經濟、文化中心長達數百年，被譽為"海內名都"，至西漢前期仍"鉅于長安"。圖6-1XX 地圖-21-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告6.2園區發展優勢 交通便捷市交通便捷。膠濟鐵路橫貫東西，淄東鐵路、張博鐵路縱貫南北，中南部有鐵路密集的張博鐵路網、辛泰鐵路、南通泰安，與京滬鐵路相連，205國道、國道、濟青高速公路和濟青高速南線同濱萊高速公路在這里交匯，其中濱萊高速南接京滬鐵路，往北直通天津、北京。市中心距濟南國際機場約70公里，距青島港和青島國際機場約 2XX公里。 在“十二五”期間，XX市將啟動建設城市軌道交通，積極論證規劃支線機場，以公路、鐵路干線建設為載體，加快構建綜合交通體系，優化完善市域 “二縱四橫一支”鐵路網，進一步完善市域 “一環六縱十橫”干線公路網；改造提升 XX火車站，新建張店高速客運站、臨淄客運站和XX北客運站，改建XX公路聯運站，逐步構建中心城區與次中心城區、次中心城區與中心鎮之間兩個“半小時交通圈”。 氣候條件XX市地處暖溫帶大陸性季風氣候區，干燥度1.05-1.32，屬半濕潤氣候。受季風影響，氣候變化具有明顯的季節性。冬季盛行偏北風，雨雪稀少，寒冷干燥；春季氣溫回升快，少雨多風，干旱發生頻繁；夏季高溫高濕，降水集中；秋季降水銳減，秋高氣爽。從氣候的年變化規律來看，雨熱同季，對農業生產較為有利，但異常氣候年份的頻繁出現和多發的農業氣象災害，是農業生產的制約因素。XX南北狹長，地形多變。復雜的地形地貌導致氣候的地域分布不均。在 XX省農業氣候區劃中，南部屬魯中農業氣候區，北部屬魯北農業氣候區，南部降水較多，氣候較為涼爽；中部氣溫偏高，降水較少；北部氣溫較低，光照充足，降水較少。南部山區易發生干旱和局地山洪災害，北部易發生大范圍洪澇災害，中部是小麥干熱風的多發地區。南部山區復雜的地形造就了許多獨特的小氣候條件，對山區特色農業的發展比較有利。-22-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告 投資環境資源豐富，已發現礦產53種。鋁釩土、耐火粘土、化工石灰巖、陶瓷土、煤、鐵等儲量大、品位高，均為XX的主要產地。北部有豐富有石油和天然氣資源。水資源比較豐富，南部山區是沂河發源地，北部黃河流經境內，每年水資源可利用量14.11億立方米。 工業基礎化學工業區位于XX省XX市臨淄區。臨淄是國家歷史文化名城，是古東方文化的發祥中心，世界足球的起源地。自3XX0年前姜太公封齊立國，臨淄作為齊國都城長達800余年，被譽為“海內名都”。現在，臨淄作為新興工業基地，經濟發達，區域綜合經濟實力位居XX省第二。化學工業區是XX省政府和中國石化集團的重要合作項目，是中國石化集團直接參與開發的國內大型化工園區之一，是繼上海、南京化工區之后，國家正式批復的第三家大型專業化工園區。招商政策為營造良好的投資創業環境，充分發揮工業集中區的功能和作用，鼓勵和引導工業企業向集中區集中，推進全市“工業強市”戰略進程，特制定本優惠政策。6.3項目前景化學工業區具有鮮明的產業特色，以石油化工、氯堿化工、煤化工的“三化”有機結合、協調發展為主線，依托XX石化公司的原料優勢，重點發展塑料加工和精細化工產業及相關配套和深加工產品，形成上下游產品一體化的產業鏈。-23-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告6.4總結化學工業區具有地理位置優越，交通運輸方便，產業及其鏈條完整，扶持政策優厚，環保治理完善，人力資源充足等優勢。園區積極借鑒、吸取國內外化工園區開發建設的經驗和教訓，強調資源節約、再利用、再循環技術及其它環保技術的應用和推廣，注重區內外產品代謝鏈條。第七章 投資估算與資金籌措7.1 投資估算及投資明細本工程為年產 XX萬噸烯烴 IPA項目。建設項目總投資包括固定資產投資、建設期貸款利息、固定資產投資方向調節稅和流動資金。其中固定資產投資包括工程費用（設備購置費、建筑安裝工程費）、工程建設其他費用和總預備費（基本預備費和價差預備費）。 編輯說明1、建設投資估算依據國家石化局（1999）第195號文《化工建設項目可行性研究投資估算編制辦法》和其他有關規定，按固定資產、無形資產、遞延資產、預備費進行編制；2、無形資產投資按《編制辦法》有關規定并結合當地及本項目具體情況進行估算；3、建筑、安裝工程費參照有關裝置估算結算資料及歷年價格指數估列；4、國內設備及材料費根據市場價格資料估列；5、土地使用費：在 XXXX 化工業園區內，土地使用費為 150元/平方米；-24-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告 各項投資估算7.1.2.1項目總投資及其構成表7-1總投資項目表序號項目名稱主要內容1固定資產投資工程費用、預備費用、其他費用1.1工程費用主要設備、控制儀表、電氣裝置、附屬裝置及管道、土建工程1.2其他費用遞延資產、無形資產1.3預備費用基本預備費、漲價預備費2固定資產投資方向調暫停征收節稅建設期貸款利息4 流動資金 工程費用1、公用設備1）304不銹鋼設備：36000元/t2）中低壓（≤4MPa）碳鋼設備：1XX00元/t3）高壓碳鋼設備價格：15000元/t4）低壓蒸汽(0.8MPa)：150元/t5）中壓蒸汽（4MPa）：250元/t6）電：0.6元/kWhr7）工藝軟水：8元/t8）冷卻水：0.2元/t（9）污水處理費：0.5元/t-25-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告估算原則：以設備和備品備件的采購費用為準，其他為其百分比。⑴設備的安裝費為設備采購費的 15%；⑵控制儀表費用為15%⑶電氣工程費用為XX%⑷附屬裝置及管道費用為 15%⑸建筑和構筑物為20%⑹場地建設費：為XX%表7-2工程費用表（單位：萬元）序號項目名稱費用1工程費用112311.1設備費用8639.241.1.1壓縮機1365.751.1.2儲罐4523.441.1.3泵77.441.1.4塔1203.571.1.5換熱器XX3.791.1.6反應器865.251.1.7其他設備5001.2控制儀表1295.881.3電氣工程863.921.4附屬裝置及管道1295.881.5設備安裝費1295.882.1場地建設費1295.882.5其他150合計12676.88其中根據設備選型后估算設備價格如下：表7-3 壓縮機的費用（不含配件和安裝費）序號位號型號流量m3/h單價萬元總價萬元//1CXX1BCL608+3BCL529機組20883412672CXX2LW-22-8-A12949.2571365.753CXX3DW-24/1.01-122495.741.75-26-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告表7-4 儲罐的費用（不含配件和安裝費）序號名稱規格（mm）重量/t數量單價/萬元總價/萬元1原料丙烯φ23700×15XX3135.66541953.582催化劑φ9900球罐17.745163.884523.44.3異丙醇φ26800球罐232.03532505.98表7-5 泵的費用（不含配件和安裝費）序號位號規格型號數量功率/Kw單價/萬元總價/萬元1PXX1SJAXX×12(P)×18M-2151.97A2PXX2300-HW-7-S230.653PXX3300-HW-7-S230.654PXX4CZ32-160241.655PXX5CZ32-160241.656PXX62XZ-1522.20.44577.447PXX72XZ-1522.20.4458PXX8250S392150.799PXX9150SXX027.51.78XXP1XX150SXX027.51.7811P111150S5025.51.2612P112CZ32-160240.65注：上表選型中未選公用工程泵，估算費用為50萬元，故總計為77.44萬元。表7-6塔設備的費用（不含配件和安裝費）序號位號類型塔徑（m）塔高（m）價格/萬元總價/萬元7T301脫丙烯塔1326305.428T302脫水塔721223.139T303間歇精餾塔721223.131203.57XXT304共沸塔721223.1311T305乙二醇吸收塔918/198.76-27-年產XX萬噸XX異丙醇項目-可行性研究報告表7-7 換熱器的費用（不含配件和安裝費）序號位號用途型號單價/萬元總價/萬元1EXX1丙烯預熱BES600-3.5-70.03-6/25-2XX.612EXX2水預熱BES900-3.5-229.9-6/25-234.693EXX3脫丙烯塔再沸BES500-3.5-58.44-4.5/25-18.81器4EXX4脫丙烯塔冷凝BES325-3.5-6.4-3.0/25-21.44器5EXX5脫水塔再沸器BJM400-0.5-20.6-3/25-10.766EXX6脫水塔冷凝器BES800-1.0-187.46-6/25-26.907EXX7間歇精餾塔再BES500-3.5-55.4-4.5/25-12.79XX3.79沸器8EXX8間歇精餾塔冷BJM400-0.5-60.4-4.5/25-13.03凝器9EXX9共沸塔再沸器BES600-0.5-90.4-6/25-211.05XXE1XX共沸塔冷凝器GCH700-0.5-141.2-6/25-25.2711E111乙二醇吸收塔FA600-0.5-113.9-6/25-213