年产万吨高纯氯乙酸投资价值分析报告
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年产万吨高纯氯乙酸投资
价值分析报告
Last revision on 21 December 2020
江苏大和氯碱化工有限公司
3万吨/a高纯氯乙酸项目
投资价值分析报告
编制单位:江苏大和氯碱化工有限公司
编制时间:二○一一年五月
目录
3万吨/a高纯氯乙酸项目
投资价值分析报告
一、项目提出的背景
1、企业发展的需要
江苏大和氯碱化工有限公司(以下简称江苏大和)成立于2006年,位于江苏省盐城市陈家港化工集中区内,陈家港化工集中区位于东部沿海开放前沿和长江三角洲与淮海经济区的结合部,地处盐城、淮安、连云港三市交汇处。
该园区东邻黄海,水运以国家二类开放口岸陈家港为依托,水路距连云港27海里,并以苏北唯一没有建闸的入海河道、有苏北黄浦江之称的灌河与通榆运河相连,陆路紧邻沿海高速公路,距204国道仅20公里,并与306国道和宁连高速公路相通,水陆交通十分便利。
江苏大和现有30万吨/年烧碱装置和万吨/年苯胺装置。
公司生产的主要产品有液碱、液氯、高纯盐酸、次氯酸钠、氯乙酸、漂白粉、苯胺等产品。
其中离子膜烧碱年生产能力30万吨,液氯年生产能力25万吨;合成高纯盐酸年生产能力10万吨;苯胺年生产能力3万吨。
江苏大和的发展战略是:以氯碱为基础,合理配置资源,以循环经济为主线;发展高附加值的下游产品,适时发展材料化工;把公司建成高技术含量、绿色环保、具有产业特色的现代化化工企业。
高纯氯乙酸作为氯的下游产品,符合公司发展战略。
2、市场的需要
我公司现有5000万吨间隙硫磺法生产氯乙酸产能,产品纯度低(大部分是合格品和一级品),副产盐酸质量差,且工人劳动强度大,环境污染严重,原材料消耗都比较高,而国内和国际对高纯氯乙酸需求在不断的增加,因此,我公司应该充分发挥氯气原料的配套优势,通过提升技术水平,提高产品质量,在满足国内市场需求的同时,积极扩大出口,占领国际市场。
3万吨/a高纯氯乙酸项目是可行的。
3、公司内氯气平衡需要
江苏大和烧碱生产能力已达30万吨/年,按照满负荷开车,每小时产氯气吨,按年产10万吨盐酸计算每小时需要氯气吨,年产4万吨氯化石蜡每小时需要氯气吨,蓝翔每小时需要氯气1吨,正翔三氯氢硅每小时需要氯气吨,这样每小时余氯气量为吨,因此从公司氯气平衡的角度讲,本项目是可行的。
二、高纯氯乙酸市场预测
产品概述
氯乙酸又称一氯醋酸。
氯乙酸成品呈无色或淡黄色针状结晶,有刺激性臭味,易潮解,易溶于水和乙醇、氯仿、苯等大多数有机溶剂,其水溶液酸性强于醋酸,具有很强的腐蚀性,能破坏金属、橡胶和软木等。
作为基本有机化工原料,氯乙酸及其衍生物广泛应用于农药、医药、染料、日化和有机合成等领域。
在农药行业,氯乙酸主要用于生产乐果和氧化乐果等重要的杀虫剂,以及2,4-D、草甘磷、二甲四氯及丁草胺等除草剂。
作为医药生产的原料,氯乙酸主要的下游产品有咖啡因、巴比妥、肾上腺素、维生素A、氯霉素、洛那儿安眠剂、氨基乙酸和脑复康等。
在染料行
业,氯乙酸主要用于生产萘氨基乙酸、靛蓝、分散荧光黄FEL、防脆硫化黑、还原大红K、还原大红G和还原桃红3B等。
除此之外,氯乙酸还可用于羧甲基纤维素醚、2-萘乙酸、萘乙酰胺、羟基乙酸、氨三乙酸、巯基乙酸、三氯乙酸、氯乙酰胺、氯乙酰氯、丙二酰脲、乳胶稳定剂和粘结剂等许多日用化工和精细化工产品的合成。
2.1.1 国外氯乙酸生产现状与分析
2010年世界氯乙酸的总生产能力约为83万吨/年,产量约74万吨。
从生产能力分布来看,世界氯乙酸生产主要集中于西北欧、中国、印度、北美和日本。
作为基本有机化工原料之一,世界氯乙酸生产日趋集中,主要集中于德国、荷兰、法国、瑞典、美国和日本等发达国家的几家大型跨国公司,Akzo Nobel、Clariant、Dow Chemicals 等公司基本控制了全球氯乙酸生产、供应与贸易。
氯乙酸的工业化生产方法主要有三氯乙烯水解法和乙酸氯化法两种。
第一种工艺,由于原料三氯乙烯成本较高,使产品总的生产成本较高,缺乏市场竞争力。
目前世界上只有前苏联和东欧的少数几个国家仍然采用该工艺;乙酸氯化法分为连续法和间歇法二种。
目前国内厂家广泛采用的乙酸氯化法是传统的以硫磺为催化剂的间歇氯化法工艺。
该工艺产品纯度低、原材料消耗高、环境污染严重,市场竞争力很低。
目前美国、西欧和日本等发达国家和地区普遍采用的是连续氯化法或大容量间歇氯化法。
采用连续化塔式或管式反应器,大容量氯化釜,用醋酐作催化剂,其装置规模都比较大,单套设备能力在万吨以上;生产过程自动化程度高;反应料中氯乙酸含量可达95%以上,后续工艺通常采用动态熔融结晶或悬浮结晶精制技术,产品质量好,纯度可以达到99%以上,二氯乙酸含量低于%;原材料消耗较低,醋酸和氯气消耗分别比硫磺间歇氯化法低20%左右;工艺母液产出极少或没有,对环境影响很小。
2.1.2 国内市场分析
2.1.2.1 氯乙酸的消费现状与消费结构
氯乙酸是重要的有机化工原料和精细化工中间体,广泛应用于农药、医药、染料、日化和有机合成等领域。
2010年我国氯乙酸消费构见图。
我国氯乙酸消费结构图
国内氯乙酸主要用于农药、医药、石油化工、染料、日用化工等行业,2010年国内氯乙酸消费结构为农药占50%、羧甲基纤维素占18%、医药占12%、染料占9%、其他占11%。
美国氯乙酸消费结构图
2.1.3 氯乙酸市场消费需求分析与需求预测
近年来世界氯乙酸生产与消费基本保持平衡,2010年消费量约71万吨。
从整个国际市场来看,由于世界医药、农药、羧甲基纤维素、染料等精细化工行业均保持稳定增长,因此预计今后几年氯乙酸的市场需求将呈稳定增长趋势,2010-2020年全球氯乙酸需求平均年增长率在4-7%之间,2015年世界氯乙酸需求量将达到87万吨左右,到2020年,世界氯乙酸需求量将达到120万吨左右。
2010年我国氯乙酸消费量约万吨,随着今后几年我国医药、染料、化工中间体等产业的快速发展,预计2015年我国氯乙酸的需求量将达到万吨左右,到2020年,需求量将达到万吨。
2.1.7 氯乙酸的进出口现状
氯乙酸是一个小吨位化工产品,进出口贸易不活跃。
氯乙酸没有单独的进出口税则号,故无法得到详细的统计数据。
根据调查了解,目前我国基本没有氯乙酸产品的出口。
氯乙酸每年有一定的进口额,但是总量都不大。
进口的氯乙酸比国产氯乙酸稍具价格优势。
国内生产情况
我国氯乙酸生产起步较晚,直到20世纪80年代中期,随着我国石油工业的发展,钻井用助剂羧甲基纤维素用量大幅度上升,我国氯乙酸的生产才开始得到发展。
90年代初我国农药除草剂的迅猛发展,又一次刺激了我国氯乙酸工业的发展,在此间相继建设了多套氯乙酸生产装置。
1991年7月,江苏东台市有机合成化工厂采用乙酸酐作催化剂的500吨/年氯乙酸生产装置建成投产,开创了我国乙酸氯化法生产氯乙酸的先例。
1999年国内首套乙酸酐催化法大型氯乙酸生产装置在江苏无锡格林艾普化工股份有限公司建成投产,生产能力达到5000吨/年,2004年扩产到万吨/年,产品质量指标达到%%。
1999年12月,江苏泰兴市与世界最大规模的氯乙酸生产企业荷兰阿克苏诺贝尔公司签署合同,在泰兴经济开发区独资建设万吨/年氯乙酸生产装置,该项目已经于2002年6月建成投产,产品质量指标可以达到%。
这些装置投产后,极大地促进了我国氯乙酸工业的发展。
截止到2008年底,我国氯乙酸的生产厂家有60多家,总生产能力约为万吨/年,产量约为万吨/年,其中万吨级以上的生产厂家有6家,生产能力合计为万吨/年,约占总生产能力的%,江苏无锡格林艾普化工股份有限公司以及阿克苏诺贝尔氯乙酸化工(泰兴)有限公司是目前我国两家最大的氯乙酸生产厂家,生产能力分别为万吨/年,两家的生产能力合计约占我国氯乙酸总生产能力的%,其它主要的生产厂家还有河北省石家庄合成化工厂(生产能力为万吨/年)、河北省石家庄恒谊化工有限公司(生产能力为万吨/年)、山东新华制药集团东风化
工公司(生产能力为万吨/年)、江西电化有限责任公司余江化工分厂(生产能力为万吨/年)、山西运城康德利精细化工厂(生产能力为万吨/年)、杭州创高化工有限公司(生产能力为万吨/年)、重庆南川市宏原化工有限公司(生产能力为万吨/年)、广西南宁化工集团公司农药厂(生产能力为万吨/年)、江西电化责任有限公司(生产能力为万吨/年)、河北新化股份有限公司(生产能力为万吨/年)、广东江门市电化厂(生产能力为万吨/年)、河南濮阳市氯碱厂(生产能力为万吨/年)、河南开封东大化工集团有限公司(生产能力为万吨/年)、广东佛山市电化总厂(生产能力为万吨/年)、宁夏银川冀宁化工有限公司(生产能力为万吨/年)、河北保定满通精细化工有限公司(生产能力为万吨/年)、江苏常熟民丰(勤丰)化工有限公司(生产能力为万吨/年)、河南陕县天成电化有限公司(生产能力为万吨/年)、江苏北方氯碱集团有限公司(生产能力为万吨/年)、福建三农集团有限责任公司(生产能力为万吨/年)等。
近年来,我国氯乙酸的消费量不断增加。
2003年表观消费量为万吨,2003年增长到万吨,2005年进一步增加到约万吨,同比增长约%,2000-2005年表观消费量的年均增长率约为%。
2006年我国主要氯乙酸生产企业及生产能力万吨
2.1.8 价格分析
2003年-2005年我国氯乙酸产量快速增长,主要装置开工率较高,价格维持较高价位运行,许多企业扩建或者新建生产装置,整个行业生产与经营状况良好,进入2006年国内市场需求增长不快,2006年1-4月,尤其是氯乙酸消费旺季2-4月国内氯乙酸生产与市场平稳,部分地区出现市场低迷状态,整体生产与市场尚好,但是随着下游产品利润空间不断被压缩,国内氯乙酸出现了区域供过于求的局面,尤其是2006年5-8月国内氯乙酸的消费淡季,市场需求低迷,国内市场竞争日趋激烈,许多地区氯乙酸生产装置开工率降低,因为市场需求不旺,社会库存量大,夏季用电紧张等因素许多装置被迫停产,入2006年5月河北地区氯乙酸低迷,许多石家庄部分氯乙酸生产装置停产,6月份加上当地夏收农忙,下游产品开工率普遍受到影响,河北氯乙酸企业停产现象更为严重,进入9月份中旬,国内氯乙酸也迎来了销售旺季的开始。
氯乙酸价格变化主要与原料乙酸、液氯和市场需求波动有关,2009年1月国内氯乙酸稳定在6500元每吨,
业内预测,随着国内对环保进一步加强,国内硫磺间隙法生产氯乙酸面临关停的危险,随着国内农业进一步机械化,农药使用量有比较大的提高,所以未来一段时间国内氯乙酸价格走势以稳中提升为主。
三、产品方案和建设规模
产品方案:3万t/a高纯氯乙酸项目
产品质量标准
HG/T 3271-2000
四、工艺技术方案
氯乙酸主要生产方法:
三氯乙烯水解法
该方法以三氯乙烯为原料,在酸性催化剂如硫酸、硝酸等催化下与水发生水解反应生成氯乙酸。
此方法反应条件较温和,温度低于200℃,压力小于0.2MPa,产品收率在90%~95%之间,产品的纯度在98%以上,并且不含二氯乙酸。
副产物氯化氢经水吸收可得到盐酸,触媒硫酸可回收利用,基本上没有三废排出。
此生产方法目前主要为日本和欧洲各国所采用。
由于我国三氯乙烯等原料来源有限,限制了它的发展,因此我国不采用此法生产氯乙酸。
氯乙醇氧化法
此法是以氯乙醇为原料,在60℃下用60%的硝酸进行氧化得到氯乙酸,产品收率可以达到90%左右。
此法的特点是工艺简单、收率较高、产品纯度高,但由于受到原料供应的限制,目前世界上只有极少的国家采用此生产方法。
我国由于原料氯乙醇紧缺,原料的价格高于产品氯乙酸的价格,因此没有生产厂家采用该法进行生产。
4.1.3氯乙酰氯水解法
该法是在碱性条件下,氯乙酰氯发生水解反应得到氯乙酸。
该法生产工艺较为简单,但由于原料较难得,故目前很少有厂家采用。
我国的氯乙酰氯本身就是通过氯乙酸来合成的,故此法在我国没有得到4.1.4乙酸催化氯化法
乙酸催化氯化法使用乙酸为原料,用乙酰氯、乙酸酐、硫磺、赤磷、三氯化磷等为催化剂,在90~100℃下,将氯气通入乙酸中,控制氯化深度,乙酸被氯化成氯乙酸。
氯化液经过结晶和甩滤得到氯乙酸产品。
该法现今在国内外普遍应用,是目前生产氯乙酸的主要方法,美国、加拿大和我国国内都采用此法进行生产。
此生产方法的优点是原料乙酸供应充足,生产工艺简单易行,生产投资少。
不足之处在于不能很好地控制反应,所得的产物是乙酸、氯乙酸和二氯乙酸等的混合物。
乙酸催化氯化法分为间歇氯化法和连续氯化法两种工艺,在早期主要采用间歇氯化方式进行生产,生产能力小,产品质量差。
从20世纪90年代开始,许多国家的生产厂家采用了连续氯化生产工艺,生产工艺采用自动化,使生产能力大为提高。
4.1.4.1间歇氯化法
间歇氯化法以硫磺粉为催化剂,控制其用量约为乙酸质量百分数的3%,反应采用二级串联氯化,即在主反应釜后再串联一个副反应釜,用来吸收未反应的氯气,以提高原料的利用率。
主反应器在90℃下通入氯气,控制反应温度为96~100℃,副反应器的反应温度为85~90℃,当反应终点密度为1.35时即为反应的终点。
保温反应1h后加入循环母液冷却结晶,在凝固点以上1~2℃加入晶种,缓慢冷却到25℃左右,经抽滤或离心分离得到产品。
尾气氯化氢送填料吸收塔回收副产盐酸,产品纯度一般在94%~97%之间,产品收率为78%~85%。
目前该法在国外已经被淘汰,而我国的生产厂家主要采用该法进行生产。
该法生产工艺简便,操作灵活,生产投资少,但原料消耗高,生产周期长,成本高,产品的收率和纯度较低,纯度很难达到99%,三废污染严重,环保压力比较大,催化剂硫磺粉不仅污染主产品,也污染副产品盐酸,有时还造成管道设备的堵塞,生产不能正常进行,使得产品的应用范围受到一定的限制。
4.1.4.2连续氯化法
连续氯化法由于连续进料连续出料,完全可以实行自动化控制,装置生产能力大,现场环境干净,人员劳动强度小,产品质量高,没有三废产出,原料消耗低。
国外企业大都采用此种方法
连续氯化法生产机理
连续氯化法采用乙酐作均相催化代替硫磺。
一方面无硫磺污染环境,氯化氢可以很纯净,用水吸收作工业盐酸,另一方面乙酐可以与乙酸中微量水分反应这就使得设备腐蚀情况减少。
在1947年,英国对此催化剂有过报导,1949年美国专利US2595899和1971年荷兰阿克苏公司于DE2163849,以日本JP528等文献都做了报导。
与此同时孟山都公司、道儿化学品公司也都申请了专利。
连续氯化法生产工艺流程简图如下
a氯化反应器 b冷却器 c冷却器 d真空蒸发器 e冷却器 g加热器 f脱氯器 i真空蒸馏塔j冷却器
连续氯化法生产氯乙酸流程图
连续氯化法生产氯乙酸工艺简介
续氯化法是以乙酸、液氯为原料,醋酸酐为催化剂,经乙酸氯化、蒸馏、结晶、分离、干燥等过程得到氯乙酸。
乙酸、乙酸酐、氯气按一定的配比在氯化反应器于90~140℃进行反应,反应物在冷凝器内水冷,氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、乙酸及乙酸酐在此冷凝。
不凝物在次级冷凝器内低温冷凝,冷凝物主要为乙酰氯,可以返回反应器循环利用,气相是氯化氢,进一步净化后加工为浓盐酸。
氯化粗产品于真空蒸发器内加工后,蒸出粗馏液,主要组成为深度氯化产物二氯乙酸和三氯乙酸,将粗馏液打入脱氯装置,在催化剂钯的催化下催化加氢,使二氯乙酸和三氯乙酸脱氯转化为氯乙酸。
床层温度为120~125℃,在真空蒸馏塔底得到纯净的氯乙酸,塔顶馏出乙酸可以循环使用。
该法所得产品质量高,原料消耗少,且对原料氯要求不太苛刻,可以用液氯尾气或气体氯气进行生产。
采用乙酸酐作为均相催化剂代替间歇法所用催化剂硫磺和赤磷,不仅催化效率高,而且解决了硫磺的环境污染问题,另外还由于乙酸酐与乙酸中的微量水分反应,减轻了反应物对设备的腐蚀。
不足之处是反应转化率较低,增加了蒸汽消耗和电耗。
目前该方法是世界上生产氯乙酸的主要方法,美国、日本、德国、荷兰、加拿大等国的大型氯乙酸生产企业均采用该方法进行生产。
综上所述:连续氯乙酸生产中的三废可全部治理,基本无环保问题,这样也可以实行大规模工业化生产。
安全消防及职业卫生
1、工程火灾类别:氢气在空气中的爆炸极限为4~75%,冰醋酸在空气中的爆炸极限为4~17%因此本装置属甲类爆炸危险场所,电器工程按Q-3级设防。
2、界区总图布置:本装置和周围的安全间距为20米.
3、厂房:生产设备安装于三层敞式框架上,有利于泄漏的醋酸和氢气迅速扩散,不会形成爆炸性混合物。
4、氢气的安全使用:氢气输送确保在安全气速以下(<8m/s),并设水封器,放空阻火器,为防止静电的产生极聚集,法兰处应加铜片跳接。
按防雷要求界区设壁雷网、针。
并按《石油化工装置防火规范》要求设置可燃气体报警仪。
5、消防管网和工艺循环水池结合环网布置,火警时将工艺循环用水100m3/h用于消防灭火用,厂房按要求设置灭火器材。
6、加强职业卫生及劳动防护,生产区各楼层应设置快速冲洗自来水,并加装洗眼器,一旦眼睛、或身体其它部位沾上后可及时冲洗,避免被强碱性的物料烧伤。
7、易接触醋酸、氯乙酸,盐酸的操作场所应加强劳动防护,应配橡胶手套、面罩等防护用品。
处理故障应戴防毒面具直至自给式呼吸器。
主要设备
1、定型设备:
耐酸离心泵,真空泵,循环水泵,凉水塔
2、非标设备:
氯化反应器冷却器真空蒸发器加热器脱氯器真空蒸馏塔醋酸储槽,醋酐储槽,氯化氢吸收塔
五、原料、辅料、燃料及公用工程供应
1、主要原材料、公用工程消耗表
原材料及动力消耗:
六、厂址方案
新增3万吨连续氯乙酸生产装置,拟建在江苏大和老氯乙酸生产装置南面。
水、电、汽、工艺空气、氮气、污水处理及循环水等均可采用原有公用工程系统,不必新增。
七、项目实施规划
本项目技术可以通过国外技术转让。
根据国外提供的数据,本项目的建设周期拟定为12个月。
项目实施进度规划如下:
八、工厂组织和劳动定员
工厂组织按车间模式运行。
生产及有关系统采用四班三运转,需增加人员12人。
九、投资估算和资金筹措
1.说明
(1).设备费用参照类似装置设备价格和现行有关价格资料估算。
(2).安装工程费用参考类似工程指标估算,并依据现行材料价格及费用水平予以调整。
(3).建筑工程费用依据当地工程造价指标和同类工程指标估算。
2、投资估算(以30000吨/年计)
本项目投资估算范围包括:固定资产投资、技术转让费、建设期利息和流动资金等。
经估算,本项目建设投资估算值为8000万元,其中流动资金800万元。
项目投资估算表
3、资金筹措
资金筹措方案如下:按总投资8800万元的中的2900万元作为自有资金解决。
其余由5900万元贷款解决。
注:贷款利率按2011年5月利率%计。
十、财务评价
1、产品成本及费用估算
(1)、原材料费用
吨氯乙酸原材料消耗定额
(2)、工资和福利费用
氯乙酸项目年产30000吨,生产人员每吨计元,管理人员每吨计元。
(3)、制造费用
制造费用包括折旧费、水电气、维修费用、折旧。
本项目由于是属于化工相关的行业,因此,固定资产使用期限,按房屋建筑物20年、机器设备20年、电子设备3年,采用直线法计提折旧,本项目固定资产投资总额为5690万元,固定资产残值为原值的5%,故年均固定资产折旧为万元,固定资产残值为万元,维修费用按照设备投资额的3%计算。
(4)、产品价格
氯乙酸项目目前销售价格约为: 5600元/吨,
(5)、税率
流转税
流转税包括:增值税税率17%、城建税5%、教育费附加3%和地方教育费附加%等。
在本项目中,为了计算简单方便,在成本计算、利润预测和现金流量分析中采取了含税价格计算方式,经测算,本项目的流转税税率约在%左右。
所得税
所得税为:税率为25%。
其他费用
管理费用:按正常年度的主营业务收入总额的3%计算,
营业费用:按正常年度的主营业务收入总额的1%计算。
财务费用:贷款总额为5900万元,按银行贷款利息%计算,年利息总额为万元,基建期贷款利息资本化,产品投产后计入期间费用。
2、经济效益测算
(1)原材料及动力费用估算(见下表)
(2)成本费用测算
如产品成本计算表所示,本项目在实现年产30000吨的情况下,产品生产成本为3651元,总成本为万元。
在达产的情况下,在全部成本中,平均年固定成本为万元,单位变动成本为3651元/吨。
3、盈利能力测算和分析
(1)、产品收入
(2)、项目盈利
本项目实现年经营收入17658万元,实现净利润万元。
经测算氯乙酸产品毛利率为%,产品利润率为%
静态投资回收期为3年,本项目具有较好的经济效益。
十一、结论
3万t/a高纯氯乙酸项目经过市场调研,得出如下结论:1、具有良好的建厂条件
本项目拟建在陈家港化工区,化工区内配套设施齐全,享有得天独厚的地理、交通优势;公司现有规划用地,因此具有良好的建厂条件和优越的投资环境。
2、工艺技术先进,工艺线路合理。
本项目拟采用醋酸连续氯化法生产技术,该技术国内先进,产品质量稳定。
3、原料供应有保证。
本项目的原料氯气和氢气由公司自供,可大幅度降低生产成本,醋酸可以就近采购。
4、项目的经济效益良好。
综上所述,拟建的3万吨t/a高纯氯乙酸装置,采用先进生产技术,依托公司优势,投资省、效益好;原材料来源可靠;建厂条件优越,技术上可行,经济上合理。
建成后将是公司的一个经济增长点。