年產(chǎn)3萬噸GTE環(huán)氧氯丙烷項目商業(yè)計劃書

1、前言環(huán)氧氯丙烷（epichlorohydrin）又名表氯醇，1-氯-2、3-環(huán)氧丙烷，氯甲代氧丙環(huán)。簡稱ech。分子式c3h5clo。外觀為無色、易燃、揮發(fā)性液體，具有與氯仿相似的刺激性氣味。環(huán)氧氯丙烷分子結(jié)構(gòu)中具有不對稱碳原子，一般以含有等量右旋和左旋結(jié)構(gòu)的外消旋化合物的形式存在。能與乙醇、乙醚、氯仿、三氧乙烯、四氯化碳混溶。微溶于水，能與多種有機溶劑混溶，并可與多種有機液體形成共沸物。  環(huán)氧氯丙烷是有機化工領域重要的原料及中間體，除了大量應用在環(huán)氧樹脂制造中之外，在合成甘油、氯醇橡膠、阻燃不飽和樹脂、離子交換樹脂、環(huán)氧活性稀釋劑、水質(zhì)凝聚劑、木材防腐劑、紙基增強劑、電鍍液等制備

2、過程中也需要使用。 環(huán)氧氯丙烷是1854年由berthelot以鹽酸處理粗甘油然后再用液堿水解時首先發(fā)現(xiàn)的。1856年他與luca等又自甘油與三氧化磷的反應產(chǎn)品中分離得到這一化合物。reboul由二氯丙醇以苛性堿水解直接合成環(huán)氧氯丙烷后，1948年美國殼牌公司建成第一座合成甘油生產(chǎn)工廠，環(huán)氧氯丙烷作為殼牌法合成甘油過程的中間體，開始大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。 20世紀60年代后，由于環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)發(fā)展需要，開始以氯丙烯為原料經(jīng)二氯丙醇皂化的方法作為主要產(chǎn)品在美國、日本、中國、歐洲相繼建造了生產(chǎn)裝置。目前，國內(nèi)環(huán)氧氯丙烷的生產(chǎn)能力有60多萬噸/年，其中大部分是以丙烯為原料的。甘油法除揚農(nóng)集團6萬

3、噸/年外，其余小規(guī)模的間歇法小廠的總產(chǎn)能不足萬噸，國外也未見上規(guī)模的甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的報道。另外，由于所用甘油來自生物柴油的副產(chǎn)，和傳統(tǒng)的丙烯高溫氯化法及乙酸丙烯酯法比，具有技術(shù)可靠、產(chǎn)品質(zhì)量好、技術(shù)經(jīng)濟指標好、產(chǎn)品競爭力強、安全性強、環(huán)境友好。是一個值得投資的項目。1 工藝描述1.1 總論該工廠旨在使用寧波和盛自有革新技術(shù)ech-ef來生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷，工廠規(guī)模為3萬噸/年。傳統(tǒng)的ech工藝由殼牌發(fā)展的，當時是作為合成甘油的中間體。最早商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)ech是于1948年在美國實現(xiàn)的。該工藝利用丙烯和氯氣作為原材料，到現(xiàn)在也是世界上生產(chǎn)ech的主流工藝。該工藝包括三個主要反應步驟： 在高溫下

4、丙烯氯化，生成氯丙烯。 氯醇化步驟，氯丙烯和次氯酸反應，于水相中生成二氯丙醇。 皂化反應，在反應塔內(nèi)，二氯丙醇在堿性條件下（氫氧化鈣或氫氧化鈉）通過造化反應生成ech。世界范圍內(nèi)生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷，目前超過90還是采用傳統(tǒng)工藝，但該工藝有以下缺點： 非常高的氯氣消耗。 反應的總收率低，并伴有大量的有機副產(chǎn)。 能量消耗大。 產(chǎn)生大量的廢水。 投資大。傳統(tǒng)ech工藝不能認為是環(huán)境友好的由于政府的支持和國際油價的上升，目前生物柴油工業(yè)繁榮發(fā)展，由此帶來大量的低價甘油。目前傳統(tǒng)工藝原料的高價，及甘油的低價，由此可見利用ech合成甘油已不再經(jīng)濟，相反建議由甘油作為原料，通過甘油二氯丙醇作為中間體來生產(chǎn)ech

5、。甘油生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的新工藝（gte）僅包含如下兩個反應步驟： 甘油二氯丙醇化反應，由甘油和干氯化氫反應生成二氯丙醇。 皂化反應，在反應塔內(nèi)生成ech，這與傳統(tǒng)工藝相似。由甘油和氯化氫在乙酸催化下生成二氯丙醇，該制備最早于19世紀中期首次報道。在二戰(zhàn)前，由甘油合成二氯丙醇的研究不斷發(fā)展，并且不斷有論文和專利發(fā)表。后來由于甘油在那時相對ech很貴，所以由甘油生產(chǎn)ech的工藝已不再經(jīng)濟了，并在半個世紀的時間內(nèi)不再研究?，F(xiàn)在，隨著市場狀況的顛倒，植物油生產(chǎn)生物柴油的生產(chǎn)不斷擴大，世界范圍內(nèi)對合成二氯丙醇的老工藝開始認為有利潤了。兩個世界領先的ech生產(chǎn)商，美國的dow和歐洲的solvay，盡管甘油合

6、成二氯丙醇的化學機理大家都知道了超過一個世紀了，然而它們還是發(fā)展了自己的gte工藝。寧波和盛，在該領域進行研究并進行工藝改進，稱它ech-ef(環(huán)氧氯丙烷環(huán)境友好)，一些初步特征在該建議書中已描述。寧波和盛的ech-ef工藝的主要優(yōu)點正是上述的傳統(tǒng)ech工藝缺點的補充，具體如下： 不消耗昂貴的原料（丙烯和氯氣） 反應收率高，有機副產(chǎn)非常少 公用工程消耗低，特別是電耗（不需丙烯壓縮機） 廢水量少 工廠投資低 安全性強該工廠將包括寧波和盛提供的工藝單元：氯醇化單元，甘油和氯化氫反應生成二氯丙醇皂化單元，二氯丙醇與石灰乳反應生成ech初品提純單元，在該單元生產(chǎn)高純度ech1.2工藝特征寧波和盛技術(shù)e

7、ch-ef原理在下文中闡述。1.2.1 單元1 氯醇化單元 基本原理液體甘油和氣態(tài)氯化氫在80140溫度和低壓力條件下，由催化劑催化，生成二氯丙醇，反應式如下：ch2oh-choh-ch2oh + 2hcl ch2cl-choh-ch2cl +2h2o反應中1,2和1,3二氯丙醇都有生成，但后者占絕對優(yōu)勢。該反應由兩步組成，第一步由1摩爾hcl合成得到甘油單氯醇，第二步是甘油單氯醇與另1摩爾hcl反應。反應放熱計算值為16.9kcal/mole。 反應收率反應除了中間產(chǎn)品（甘油單氯醇）存在外，反應產(chǎn)物包括聚甘油氯醇和有機酸催化劑與甘油的酯類。僅有非常少量的1,2,3-三氯丙烷（甘油三氯醇）生成

8、。寧波和盛工藝轉(zhuǎn)化率非常高，二氯丙醇的選擇性也非常好。由于一些未反應的甘油和單氯醇得以循環(huán)利用，反應的總收率大于95。 反應變量對氯醇化反應主要的影響變量是溫度和壓力。溫度的提高將大大加快二氯丙醇的生成。然而建議反應溫度在120下，以減少聚甘油氯醇的生成和限制由于鹽酸而引起的腐蝕。反應壓力有著間接的積極影響：在高的壓力下操作有利于在液相中氯化氫的吸收，由此對反應動力學有利。催化劑是第三個參數(shù)：由于催化劑的存在，可以大大加快反應速度，即使催化劑濃度適當?shù)牟▌?，對整個反應的收率沒有重大影響。寧波和盛公司的甘油氯醇化工藝由反應器、反應塔、分離器、換熱器等常規(guī)設備優(yōu)化組成；通過催化劑、工藝條件的配合，

9、強化各反應過程的各階段的控制功能，以使在反應速度、反應收率和原料消耗（甘油和氯化氫）等方面獲得最佳的搭配。2 單元2 皂化反應在皂化反應單元，二氯丙醇通過皂化反應，轉(zhuǎn)化成環(huán)氧氯丙烷。皂化反應（皂化反應） 基本原理二氯丙醇在堿性環(huán)境下通過下列反應生成環(huán)氧氯丙烷：ch2oh-chcl-ch2cl+oh-ch2cl- choch2+h2o+ cl-ch2cl-choh -ch2cl+oh-ch2cl- choch2+h2o+ cl-轉(zhuǎn)化速度很快，1，3異構(gòu)體比2，3異構(gòu)體轉(zhuǎn)化速度稍微快些。提高反應溫度、增加堿度和降低二氯丙醇的濃度對該反應轉(zhuǎn)化速度有利。 反應收率上述反應（1）和（2）的皂化收率被副反

10、應的存在而限制。副反應主要是環(huán)氧氯丙烷在堿性環(huán)境下繼續(xù)反應的結(jié)果。水可以與環(huán)氧氯丙烷反應生成甘油單氯醇。甘油單氯醇非常容易水解成縮水甘油，然后生產(chǎn)甘油。縮水甘油也能由環(huán)氧氯丙烷直接水解形成。在堿性環(huán)境下，環(huán)氧氯丙烷直接縮合能生成聚乙二醇。一些氯醚由二氯丙醇和環(huán)氧氯丙烷合成。這里必須說明的是反應最主要的副產(chǎn)甘油是被認為不可回收的損失。如果試圖從水中回收將付出很大的成本。既然所有副反應都發(fā)生在液相，增加總體收率最好的方法就是盡快將生成的環(huán)氧氯丙烷汽提出來。這可以通過與堿混合，將粗二氯丙醇在蒸餾塔中通過與逆流蒸汽皂化反應而獲得。環(huán)氧氯丙烷快速隨蒸汽從反應環(huán)境中移去。在工廠操作中ca(oh)2(石灰漿

11、)被用做堿液，因為其有低廉的價格，水中有限的溶解度使其保持高效的幾乎持續(xù)供應oh-的能力。在使用石灰漿時，必須注意的是石灰漿物理指標也能影響收率。石灰漿要有相對高的表面活性面積，這通過精確地混合和就在使用前將粉碎的石灰和水在控制的溫度環(huán)境下。1.3工藝流程描述從界外來的甘油和催化劑混合，然后混合物通過泵送入氯醇化單元，在該單位中和氯化氫反應，在分離組件分出水、二氯丙醇去皂化單元；為了防止雜質(zhì)積累，其中一個分離組件分離出高沸物，排出系統(tǒng)。氯化氫通過反應，極少量尾氣去皂化中和并回收二氯丙醇。進入皂化單元的二氯丙醇和石灰漿（或氫氧化鈉）通過混合器進入皂化塔，反應產(chǎn)物由蒸汽帶到氣相，經(jīng)反應精餾過程生產(chǎn)

12、出粗環(huán)氧氯丙烷。粗環(huán)氧氯丙烷進入精制單元，通過多塔蒸餾生產(chǎn)出99.6%以上的環(huán)氧氯丙烷。皂化廢水經(jīng)預處理制氯化鈣（氯化鈉）以石灰漿做皂化劑的工藝流程框圖組合氯化系統(tǒng)甘油和催化劑氯化氫去氯化氫系統(tǒng)酸性水二氯丙醇尾氣有機廢液出售或利用20%石灰乳環(huán)氧氯丙烷提純粗環(huán)氯輕組分、重組分環(huán)氧氯丙烷產(chǎn)品去氯化氫廢水預處理無水氯化鈣其它氯化鈣回收甘油廢水去生化池1.4工藝流程簡圖2 設備列表略3設計基礎3.1產(chǎn)能及調(diào)節(jié)工廠設計能力： 30000噸/年操作彈性： 50 to 110%（1）工廠運轉(zhuǎn)： 8000小時/年工廠將被設計成單條生產(chǎn)線。3.2原料及化學品指標序號名稱規(guī)格備注1甘油95%工業(yè)級不含鹽2氯化氫

13、95%3催化劑工業(yè)級4熟石灰ca(oh)295%3.3產(chǎn)品及副產(chǎn)品3.3.1 ech- 指標物理狀態(tài) 液態(tài)密度（20/20） 1.182-1.183色度（astm d-1209/hazen） 小于10ph 5-7折射率（25） 1.4355-1.4365純度 最小99.9%相應環(huán)氧值 92.5-94.53.3.2 氯化鈣符合 hg/t 2327-2004 工業(yè)氯化鈣標準3.4公用設施指標3.4.1 工藝水- 指標（1）ph 7-8cl <100 ppmss 50 mg/lt 硬度 15 mg/lt（以碳酸鈣計）- 界區(qū)條件壓力（op./設計） 3.0/（1） barg溫度（op./設計）

14、 環(huán)境溫度/（1）3.4.2 冷卻水-類型 循環(huán)水- 指標（1）污垢系數(shù) 0.0006m2/kcal氯化物 不超過100ppm- 界區(qū)條件供應壓力（op./設計） 4.0/（1） barg回收壓力（op./設計） 2.0/（1） barg供應溫度（op./設計） 最高32/（1）供應溫度（op./設計） 最高40/（2）3.4.3 冷凍水-類型 循環(huán)水- 指標（1）污垢系數(shù) 0.0003m2/kcal氯化物 不超過100ppm- 界區(qū)條件供應壓力（op./設計） 4.0/（1） barg回收壓力（op./設計） 2.0/（1） barg供應溫度（op./設計） 最高7（1） 供應溫度（op./

15、設計） 最高10（1）3.4.4 lps- 界區(qū)條件壓力（op./設計） 5.0（1）/（1）kg/cm2g溫度（op./設計） 飽和的/（1）3.4.5 mps- 界區(qū)條件壓力（op./設計） 8.0（1）/（1）kg/cm2g溫度（op./設計） 飽和的/（1）3.4.6 電力- 界區(qū)條件電壓 mv 10 kv lv 380和220v頻率 50 hz相數(shù) 33.4.7 儀表空氣- 指標露點 常壓下-40質(zhì)量 無油和灰塵- 界區(qū)條件壓力（op./設計） 6.0/（1）barg溫度（op./設計） 環(huán)境溫度/（1）3.4.8 工廠空氣- 指標質(zhì)量 無油和灰塵- 界區(qū)條件壓力（op./設計） &

16、gt;6.0/（1）barg溫度（op./設計） 環(huán)境溫度/（1）3.4.9 氮氣- 指標純度 最小99.9% vol氧氣 <200 ppm vol露點 常壓下-40質(zhì)量 無油和灰塵- 界區(qū)條件壓力（op./設計） 6.0/（1）barg3.5 消耗3.5.1 原料消耗每噸ech生產(chǎn)所消耗原料的預期平均值（甘油 （100%） 1100 kg氯化氫 （100%） 1000 kg石灰乳以ca(oh)2計 600 kg催化劑 8 kg3.5.2 公用設施消耗每噸ech生產(chǎn)估計所消耗的公用設施情況電能kwh 184蒸汽 ton 3冷卻水m3 400冷凍水m3 100工藝水m3 1.5儀表氣m3

17、30氮氣nm3 203.6排放物3.6.1 廢氣本項目廢氣主要為環(huán)氧氯丙烷貯存所產(chǎn)生揮發(fā)廢氣、真空蒸餾過程真空泵尾氣、氫氧化鈣裝卸、加料過程粉塵。通過治理達標。3.6.2 廢水廢水水量、水質(zhì)一覽表編號廢水名稱水量(m3/d)水質(zhì)(mg/l)排放規(guī)律治理措施及排放去向phcodcrnh3-n1工藝廢水30069500/連續(xù)統(tǒng)一進入污水處理站處理2沖洗廢水5.069300/間斷3生活污水126940035間斷4初期雨水0.3692005小計317.34956循環(huán)冷卻水排污120連續(xù)直接外排至雨水管網(wǎng)9合計437.33.6.3 廢渣廢渣產(chǎn)生量與處置方式編號產(chǎn)生源固廢名稱主要成份產(chǎn)生量(t/a)排放規(guī)

18、律處置方式與去向1氯醇化單元廢液二氯丙醇、一氯甘油、甘油縮合物、有機酸催化劑500間歇出售2污水處理污泥24間歇送處置3活性炭吸附裝置廢活性炭含環(huán)氧氯丙烷等有機物10間歇4生活生活垃圾/24間歇環(huán)衛(wèi)清運合計584 工廠管理及員工需求工廠生產(chǎn)定員80人，不包括其它人員。5 裝置面積情況占地面積 60m×80m主裝置投資 8000萬元其它裝置投資 4000萬元6 經(jīng)濟分析表1 原材料和公用工程消耗指標序號名稱單位折百單耗實物規(guī)格實物單耗年消耗(萬噸)1原料及化學品1.1甘油t1.1095%1.1583.4741.2氯化氫t0.99599.5%1.003.001.3消石灰t0.6092%0

19、.651.951.4催化劑t0.0080.0242公用工程2.1新鮮水t5152.2電kwh3109302.3蒸汽t4.0122.4氮氣nm320602.5儀表空氣nm335105表2 生產(chǎn)成本估算表序號項目單位數(shù)量單價(元/噸)年成本(萬元)增值稅含稅無稅含稅無稅(萬元)1原材料16530.0 14128.2 2401.8 1.1甘油(95%)萬噸3.47435002991.5 12159.0 10392.3 1766.7 1.2氯化氫萬噸31000854.7 3000.0 2564.1 435.9 1.3消石灰(92%)萬噸1.95580495.7 1131.0 966.7 164.3 1

20、.4催化劑萬噸0.024100008547.0 240.0 205.1 34.9 2動力4046.9 3548.9 498.0 2.1新鮮水萬噸54.33.821.5 19.0 2.5 2.2電萬kwh9300.560.48520.8 446.4 74.4 2.3蒸汽萬噸12285251.0853420.0 3013.0 407.0 2.4氮氣萬nm3601.2172.0 60.0 12.0 2.5儀表空氣萬nm31050.120.112.6 10.5 2.1 3廢液處置噸6603500231.0 231.0 4工資福利人605000050000300.0 300.0 5制造費用1728.0

21、1697.0 31.0 5.1折舊1200.0 1200.0 5.2維修428.0 397.0 31.0 5.3其他100.0 100.0 6生產(chǎn)成本22835.9 19905.1 2930.8 表3 總成本費用估算表序號項目年成本費用(萬元)含稅無稅1生產(chǎn)成本22835.9 19905.1 2平均財務費用4003管理費用5243.1管理人員費用803.2其他管理費用3213.3攤銷費用1234銷售管理費用8405總成本費用25123.9 22193.1 表4 銷售收入及銷售稅金表序號項目單位數(shù)量銷售單價(元/噸)年價值(萬元)增值稅(萬元)含稅無稅含稅無稅1收入45000.0 38461.5 1.1ech萬噸315000.0 12820.5 45000.0 38461.5 6538.5 1.2氯化鈣未計2應納稅4040.6 2.1應納增值稅3607.7 2.2附加稅432.9 表5 損益估算表序號項目年損益(萬元)1銷售收入(含稅)45000.0 2應納稅金4040.6 3總成本費用25123.9 4利潤總額(不含廢水回收)15835.5 表6 按以上評價過方法，改變環(huán)氧氯丙烷價格的損益估算表環(huán)氧氯丙烷價格（元)1500014000120001100