3万吨甘油法环氧氯丙烷项目建议书
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3万吨/年甘油法环氧氯丙烷(ECH)工程项目建议书
一、原料供应与产品市场
甘油法环氧氯丙烷工艺过程的主要原料是甘油、HCl和石灰(或烧碱)。
甘油的主要来源是西欧(60~70万吨/年)、南美(50~60万吨/年)、东南亚(25~30万吨/年)、美国(40~50万吨/年,国内消费)、中国(约10万吨/年)。
环氧氯丙烷生产情况:全世界ECH总产能约200万吨/年,基本上是丙烯法,其中约10万吨/年来自甘油法。
目前国内ECH产能达到75万吨/年,基本上是丙烯法。主要厂家为山东海力(32万吨)、江苏扬农(9万吨,甘油法)、天津化工(6万吨)、齐鲁石化(3.5万吨)、山东鑫岳(6万吨)、巴陵石化(3.4万吨)、山东中海精化(4万吨)、山东华祥(3.5万吨)、河北珈奥(1万吨,甘油法)。(主要在山东)环氧氯丙烷主要(约90%)用于生产环氧树脂。生产一吨环氧树脂消耗0.4吨ECH。
国内年ECH消费量60万吨左右。主要用户在江苏、安徽、广东、辽宁、上海、河北,尤其是江苏。主要环氧树脂生产商:南亚(昆山)有限公司(35万吨树脂/年)、江苏三木集团(泰州) (30万吨树脂/年)、蓝星新材料无锡树脂厂、南通星辰合成材料有限公司、国都化工(昆山)有限公司、江苏昆宝集团、中石化巴陵分公司、江苏扬农锦湖化工有限公司、建滔(江苏)有限公司、广州宏昌电子材料有限公司、建滔(番禺南沙)石化有限公司、大连齐化化工有限公司、安徽恒远化工有限公司、黄山市善孚化工有限公司、廊坊诺尔信化工有限公司。
二、常州大学技术特征
常州大学2005年开始进行技术开发,经过催化剂(catalyst)研制、工艺(process)优化、材料(materials of construction)考察,形成技术特色:(1)创新的工艺(CN200710019466)(2009-7-8授权):管式连续氯化反应工艺(continuous tubular chlorination process),及相关专利技术(CN201110105190、CN201210060543、CN201210052714、CN201210028470)。
设备利用率高,操作可靠、易控制。
(2)新的催化剂体系:复合催化剂(composite catalysts)。反应速率高,副反应少。甘油总转化率(total conversion)99.5%,二氯醇选择性(selectivity for dichlorohydrin)97%。
(3)反应时间短(4~6小时)、产品收率(yield of product)高:甘油氯化合成二氯醇(DCH)收率93~95%,二氯醇皂化( DCH saponification)合成ECH收率94~95%。
(4)该反应技术分别在直径Ф25mm*40m管式反应器(tubular reactor)连续反应18天,以及在直径Ф250mm管式反应器(对应ECH产能5000吨/年)进行模型试验,以考察过程放大工艺参数,取得很好结果。
2011年10月,已在河北建设万吨级工业示范装置,其产品质量超过国家优级品标准。
三、原料消耗
生产1吨ECH消耗:
1.15吨甘油(95%), 0.9吨HCl; 石灰0.5~0.7吨(或32%烧碱1.6吨); 催化剂及助剂25公斤(400元)。
四、公用工程消耗
生产1吨ECH消耗:
电约250度; 蒸汽(8kg/cm2) 4.5吨;循环冷冻水:75吨;循环冷却水:200吨;仪表气与系统置换气:150 m3 N2
装置占地30~50亩。
五、成本与投资及投资回收期
每吨ECH工厂成本在9500元左右,ECH全年价格在12000~17000元/吨,平均价约14000~15000元/吨。每吨ECH毛利税约3000~4000元/吨。
3万吨ECH/年的装置投资在0.6~0.7亿元左右。
投资回收期8~12个月。
六、三废情况与处理方案
对于3万吨ECH/年装置三废处理方案:
1. 系统盐酸循环解吸过程排放1~2%稀盐酸约8000吨/年,可经处理后回用,也可进废水处理系统;
2. 氯化物分离过程副产焦油3000吨/年(其组成是:0.6~0.8%HCl、24~25%催化剂聚合体、3~5%二氯甘油、25~30%一氯甘油、40~45%多聚甘油)。焦油用皂化液沉降得到的石灰渣(含60%氢氧化钙)中和后,可外加工成水泥生产助剂;
3. 采用皂化反应新技术。皂化过程同时回收晶体盐,母液进入多效蒸发系统进一步回收盐。残液约1吨/吨ECH,(含:25~30%NaCl、6~8%NaOH、3~5%甘油及其它有机物),经过高温气流干燥除去水分和有机物。