N甲基吡咯烷酮项目可行性研究报告Word格式.docx
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①****市****化工有限公司利用国内先进成熟工艺技术生产N—甲基砒硌烷酮产品,适应发展精细化工,满足市场需求,符合国家产业发展政策。
②拟建生产装置在国内有成熟技术,技术来源可靠,可以建设规模化生产装置。
③本工程建成投产以后,工艺生产装置“三废”排放较少,生活及生产装置设备泄漏、洗刷产生的废水通过妥善有效治理,可达标排放,对环境影响较小,预计对环境造成污染的总量增加较少。
④****市****化工有限公司与有关科研单位、大专院校联合,对国内现有装置进行了部分改进,使得工艺更加合理,成本进一步降低。
⑤本工程投产后,正常年新增销售收入12000万元,正常年新增利润1225万元,投资利润率47.7%,财务内部收益率(税后)36.4%,投资回收期(税后)3.30年(包括建设期1年),经济效益较好。
综上所述,该项目的实施,符合国家产业政策,产品市场竞争力强,主要原料来源方便有保障。
采用的工艺技术先进、成熟、可靠,并能充分利用公司的人力、物力和场地,具有良好的经济效益和社会效益,因此,该项目是可行的。
主要技术经济指标表
序号
项目
单位
数量
备注
一
生产规模
1
N-甲基砒硌烷酮
吨
500
二
年操作日
天
三
主要原材料
1、4—丁二醇
5000
2
甲胺(40%)
4250
3
催化剂
10
4
氮气
Nm3
1500
5
氢气
NM3
1000
四
公用动力消耗
用电量
Kwh
2080000
用汽量
t/a
16450
一次水
8000
循环水
250000
五
三废排放量
废气
2000
废水
3306
废渣
1080
六
总运输量(新赠)
14260
运入量
9260
运出量
七
定员
人
45
其中工人
公顷
40
八
占地面积
M2
1.5
九
建筑面积
万元
4500
十
工程总投资
2500.00
固定资产投资
1800.00
其中
(1)建设投资
(2)固定资产投资方向调节税
(3)建设期利息
流动资金
700.00
十一
报批项目总投资
2010.00
十二
正常平均年销售收入
12000.00
十三
正常年生产总成本
9626.00
十四
正常年利润总额
1225.00
十五
正常年增值税及附加
546.00
十六
财务评价指标
投资利润率(平均)
47.7%
投资利税率(平均)
71.2%
投资回收期(税后)
年
3.3
财务内部收益率(税后)
36.4%
(包括建设期1年)
财务净现值(i=12%)(税后)
10222
2、产品市场预测
2.1N一甲基砒硌烷酮应用及国内市场分析预测
2.1.1N一甲基砒硌烷酮的理化特性及机理功能:
N一甲基砒硌烷酮(二甲氧基甲烷、N一甲基砒硌烷酮二甲醇),简称:
NMP,分子式:
C5H9NO,NMP为稍有氨气味的液体,与水以任何比例混溶,几乎与所有溶剂完全混合,沸点204℃,闪点95℃。
NMP是一种极性的非质子传递溶剂。
具有毒性小、沸点高、溶解力出众。
选择性强和稳定性好的优点。
广泛用于芳烃萃取、乙炔、烯烃、二烯烃的纯化,也用于聚合物的溶剂及聚合反应的介质,如工程塑料及芳纶纤维。
另外还可用在农药、医药和清洁剂等方面。
2.1.1.1物理特性:
N一甲基吡咯烷酮分子式:
C5H9NO;
结构式:
分子量:
99.134;
熔点:
124-126℃;
比重:
1.028熔点:
-24℃;
沸点:
202℃;
闪点:
96℃;
折光率:
1.465—1.470。
外观:
为稍有氨气味的液体。
2.1.1.2溶解性能:
N一甲基吡咯烷酮与水以任何比例混溶,几乎与所有溶剂完全混合与醇、醚、丙酮等混溶。
2.1.2N一甲基砒硌烷酮应用及国内市场分析预测
N一甲基吡咯烷酮(NMP)是一种极性很强的具有优良清洗性能的高级溶剂,对聚酰亚胺树脂的溶解性非常好,并且是无毒无害的化工原料,广泛应用于石油化工、农药、医药、电子材料等领域。
近年来随着国内大型乙烯装置的投建,特种工程塑料的开发、润滑油精制、锂电池等改用NMP作为溶剂,NMP应用更加广泛,可应用于聚合反应的溶剂(如聚酰亚胺、聚酰胺、聚脲烷等)、合成纤维的纺丝溶剂、功能性树脂加工、成膜的溶剂、碳氢化合物高选择性溶剂(如乙炔,丁二醇等),乙炔提浓、合成气脱硫、润滑油精制、烯烃萃取剂、难溶工程塑料聚合时的溶剂,农用除草剂、绝缘材料、集成电路制作、PVC尾气回收、清洗剂、染料助剂、分散剂等。
该项目符合国家产业政策,符合范县经济发展规划,属于范县规划发展的重点行业。
目前,国内N一甲基吡咯烷酮主要生产厂家有:
江苏扬中南扬化工厂有限公司1000t/a、安徽海丰化工有限公司500t/a、山东东胜星润化工集团公司300t/a、****金龙化工厂3000t/a、迈奇化工4000t/a等。
国外吡咯烷酮系列产品的生产主要集中在美国的GAF、ISP、德国的BASF、日本的三菱化成等。
目前国内总生产能力近10000t/a,不能满足国内市场需求。
每年进口8000多吨,市场潜力巨大。
随着我国经济的高速发展,其产品缺口会更大。
因此,应用国内成熟工艺技术建设年产5000吨N一甲基砒硌烷酮生产装置,市场前景十分广阔。
3.产品方案和生产规模
3.1产品方案
生产规模:
年产5000吨N一甲基砒硌烷酮。
3.1.1N一甲基砒硌烷酮规格:
工业产品符合企业标准GMQY001-2006,产品质量指标如下:
产品外观:
外观无色透明液体,产品其它各项指标见表3.1。
表3.1产品质量标准
指标
试剂级
电子级
工业级
普通级
纯度%
≥99.9
≥99.8
≥99.5
色度HHazen
≤15
≤20
≤25
≤30
密度g/ml
1.032-1.035
水份%
≤0.01
≤0.02
≤0.05
≤0.1
3.2生产规模
该工程拟定生产规模为:
年产N一甲基砒硌烷酮5000吨。
3.2.1生产规模分析
本项目产品属于环保型溶剂,符合国家产业政策。
NMP是一种极性的非质子传递溶剂,具有毒性小,沸点高,溶解能力出众,选择性强和稳定性好的优点。
广泛用于芳烃萃取;
乙炔、烯烃、二烯烃的纯化。
也用于聚合物的溶剂及聚合反应的介质。
如聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯硫醚等工程塑料及芳纶纤维。
另外还用于绝缘材料、农药、颜料及清洁剂等方面。
目前国内对N一甲基砒硌烷酮的总需求量的为3万吨/年,并曾逐年递增趋势。
国内现有的N一甲基砒硌烷酮生产线满足不了国内需求。
N一甲基砒硌烷酮国内有潜在的巨大市场,具有很好的市场前景。
因此,该项目确定的生产规模是可行的。
4.工艺技术方案
4.1N一甲基吡咯烷酮工艺技术概述
4.1.1y一丁内酯(GBL)工艺技术路线
(1)1,4一丁二醇脱氢法
第二世界大战期间,德国的BASF公司首先研究开发成功1,4一丁二醇脱氢制取GBI。
工艺,并于1946年实现了工业化生产。
稍后,美国GAF公司开发了类似技术,于1955年前后也建成了工业生产装置。
此法历史悠久,技术成熟,是目前世界生产GBL的主要办法。
最近,1,4一丁二醇脱氢法又分为气相脱氢法和液相脱氢法,两者转化率、选择性差不多,转化率均在98%以上,选择性均在98%以上,反应压力为常压,但是液相脱氢法用电量记较少,反应温度较低。
(2)顺酐直接加氢法
1971年日本三菱化成公司研究开发成功顺酐高压加氢制取GBI。
技术,1989年比利时UCB公司公布了以顺酐为原料选择性还原生产GBI的专利技术,UCB的工艺参数为:
反应温度235℃,压力9.6MPa,转化率95%,选择性95%,反应压力高。
(3)联产GBL,的DavyMcKee工艺
顺酐酯化加氢是英国Davy公司和联合碳化物公司开发的较为先进的1,4一丁二醇生产工艺。
该工艺由顺酐与乙醇酯化加氢,酯化加氢反应产物中除1,4一丁二醇外,还付产THF和GBL等,但是装置投资规模大。
4.1.2N一甲基吡咯烷酮工艺技术路线
GBL与甲胺水溶液反应生产N一甲基吡咯烷酮的唯一技术路线。
4.2.工艺技术方案选择
4.2.1.Y一丁内酯(GBL)工艺技术路线的选择
由于国内外GBL的生产有三种路线:
一是1,4一丁二醇脱氢法,二是顺酐直接加氢法,三是联产GBL的DavyMcKee工艺,产量1,4一丁二醇脱氢法占主导地位。
采用何种原料路线,主要取决于装置投资及产品成本。
三种原料路线各有优点,顺酐加氢生产GBL技术,工艺技术路线复杂,设备材质要求高,装置投资规模大,但是原料费用低,产品质量差。
1,4一丁二醇脱氢生产GBL技术,反应产物单一,流程简单,设备材质全部为碳钢,装置投资费用低,产品质量高,尤其适合没有氢气来源的场合。
根据国内原辅材料供应现状本装置拟采用1,4一丁二醇液相脱氢生产GBL技术,该技术转化、选择性均在98%以上,产品质量高,产品单耗低,液相脱氢法用电量较少,反应温度较低,达到了国际先进水平。
4.2.2.N一甲基吡咯烷酮工艺技术路线
本装置拟采用高效丝网波纹填料蒸馏技术,加热釜替代立式重沸器分离效果显著。
4.3工艺流程和消耗定额
4.3.1流程简述
原料1,4一丁二醇由计量泵送入加热器进行加热至170℃进入列管式反应器产生粗产品及氢气,反应产物经冷却器进入反应物贮罐。
氢气进入缓冲罐,经水封灌送高处放空。
反应产物分离采用两塔流程。
反应产物首先由泵送入换热器,预热后进脱氢组分塔,塔底再沸器加热,塔顶脱除四氢呋喃、正丁醇、水。
塔底产物进入釜液罐、由泵送入换热器,预热后进Y一丁内酯塔,塔顶分出Y一丁内酯,进入Y一丁内酯储罐,塔底物料送釜液罐,塔底物料根据情况重新反应或送导热油炉焚烧。
本反应是吸热反应,为保证床层温度均匀,反应器壳程采用导热油加热。
然后Y一丁内酯、甲胺、甲胺一水分别由进料计量泵送往静态混合器进行混合,然后进管式反应器进行胺化反应,反应物料用导热油加热和取热,反应产物冷却后进定压罐,反应压力由氮压机补氮维持,最后反应产物进贮罐。
反应产物分离采用四塔流程。
反应产物由泵输往进料换热器换热后,进脱甲胺塔,塔顶连续蒸出甲胺水溶液,返回反应系统;
塔底产物与进料换热后进贮罐,塔底产物由泵送往脱水塔,塔顶连续蒸出水,塔底产物为脱去大部分水的粗NMP,其与进料换热后进入贮罐。
贮罐中粗NMP由泵输往塔釜进行间歇精馏,分别蒸出水、中间馏份后,得纯度为99.8%以上的粗产品进入贮罐,可装桶出售或进入高纯产品塔进一步精馏,蒸出符合市场需求的系列高纯产品NMP,产品进入贮罐装桶出售。
其生产工艺流程方框图如下:
4.3.2N一甲基砒硌烷酮消耗定额
该项目5000吨/年N一甲基砒硌烷酮生产装置采用国内成熟的1,4一丁二醇脱氢胺化工艺技术,其主要物料消耗如下:
表4—1:
原材料、动力技术要求来源及消耗
原材料名称
技术要求
单耗
年耗
来源
1,4—丁二醇
外购
甲胺
(40%)
0.85
专用催化剂
0.002
0.3
0.2
6
补充水
自来水
1.6
本公司
7
50
2450000
8
蒸汽
0.2Mpa,0.6Mpa
3.29
9
电
380V,220V
KWH
416
4.4主要设备选择
4.4.1N—甲基砒硌烷酮主要设备选择
(1)设备制造要求
由于N—甲基砒硌烷酮是是以1,4一丁二醇为原料,为防止设备腐蚀,该生产装置主要设备的材质选用碳钢内衬搪瓷为主要材质。
(2)主要设备造型
(I)脱氢反应器(固定床)
根据工艺要求,该工程采用2个采用普通碳钢
(1)1400×
5000的塔式反应器,内有56根
(1)89套管,操作压力为0.2MPa,操作温度120一140℃。
(II)胺化反应器
给据工艺要求,经计算胺化反应器采用塔式反应器1台,设备型号为:
内管
(1)76×
7×
54000,材质为1Crl8Ni9Ti;
外管Φ133×
4.5×
54000,材质为20R。
操作压力为0.1MPa,温度100—120℃.
4.4.25000吨/吨N-甲基砒硌烷酮生产装置主要设备一览表
设备名称
规格
材质
数量台
(套)
脱氢反应器
φ1400X5000的塔式反应器,内有56根φ89套管
内管材质为1Cr18Ni9Ti;
外管:
材质为20R
搅拌为机械密封
胺化反应器
φ76X7X54000,材质为1Cr18Ni9Ti;
外管φ133X4.5
X54000
GBL进料计量泵
JM
1Cr18Ni9Ti
甲胺进料计量泵
甲胺-水进料计量泵
输送泵
500WM-40(或CGB-50)
补亚压缩机
隔膜式G2V-5/200
蒸甲胺塔
φ450X5X9400
内装CY丝网波纹填料5m3
Q235
脱水塔
φ500X5X11730
内装CY丝网波纹填料7m3
产品塔
φ800X6X10500
内装CY丝网波纹填料8m3
11
高纯产品塔
φ800X6X15266
内装CY丝网波纹填料10m3
换热面积70m2
12
重沸器
16-40m2
换热面积150m2
13
换热器
14
真空泵
水蒸汽联合机组
15
电加热器
DYJ72-52
16
甲胺计量罐
20m2(φ1200X1600X1600)
17
二次甲胺罐
30m2(φ2000X6000)
18
甲胺储罐
150m2(φ2000X6000)
19
丁二醇储罐
20
Y-丁内酯储罐
21
产品储罐
30m2卧式
22
导热油炉
200万大卡
5.原材料、辅助材料及燃料的供应
5.1主要原材料的来源
本项目所用的主要原料1,4一丁二醇、甲胺附近地市均有生产厂家,其他辅助原料国内均有生产,规格、品种和数量均能满足装置生产需要。
来源可靠,货源充足,实现了主要原料的就近供应。
6.建厂条件和厂址方案
6.1自然条件和社会经济条件
6.1.1气象条件:
①气温:
历年平均气温13.4℃
历年最高气温42.2℃
历年最低气温-20.7℃
②湿度:
年平均相对湿度70%
③风向:
年主导风向为南风,次主导风向为西南风和北风,年平均风速3.3m/s,年最大风速24.0m/s。
④雪:
最大积雪厚度约为22cm
⑤冻土厚度:
平均冻土厚度20.6cm
最大冻土厚度41.0cm
⑥降水:
年平均降水量621.1mm
日最大降水量276.9mm
6.1.2社会经济条件:
(1)良好的投资环境
****市位于河南省东北部,是冀、鲁、豫三省的交界处,现辖五县二区,总面积4188平方公里,总人352.6万人,中原油田所在地。
****市是中国的历史文化名城,是五帝之一舜帝的故里,也是五帝之一颛顼皇帝的遗都,诗经所描写桑间濮上的诗篇不少。
现在****市是国家级卫生城市、国家园林城市、国家文明城市。
****市为了发展经济,又出台了许多利于企业投资发展的政策,因而,****市具有良好的投资环境。
(2)丰富的原材料资源
企业所用的原材料由附近地市生产厂家供应,原料来源方便、货源充足,这也给在****市兴建本项目创造了得天独厚的条件。
(3)便利的交通条件
****市为平原城市,公路交通十分便利,市内濮鹤高速西连京珠、东接济青与全国高速公路网相通;
京九铁路经由本市,东西向的汤濮铁路又可把京广、京九两大动脉连在一起,因而,产品及原料的运输条件十分便利。
仅从以上三方面论,就可以知道,在****市建设本项目是完全可行的。
6.2厂址方案
****市****化工有限公司建设该项目选址在范县王楼乡,****市****密度板制品有限公司厂区西侧,该厂南侧紧邻省道郑吴一级公路,交通便利,工程占地15100m。
本项目1万吨/年N一甲基砒硌烷酮,在充分利用当地原料优势和范县县政府优惠条件的基础上,拟建厂址选在范县王楼乡工业区内,由****市****化工有限公司为主承办。
7.公用工程和辅助设施方案
7.1总图运输
7.1.1总平面布置
7.1.1.1设计基础条件
(1)、****市****化工有限公司全厂总平面布置见附图。
(2)、气象条件
见建厂条件。
7.1.1.2平面布置原则
总平面布置必须符合国家有关防火、防爆、安全卫生等规范要求。
总平面布置必须大力贯彻“五化”原则,尽量节约用地。
生产区总平面布置时,应在满足生产工艺流程的前提下,将整个厂区合理分区,做到工艺流程线路短捷、道路通畅、各界区功能明确,便于管理。
由于本工程是在范县王楼乡内进行建设,总图布置时必须充分考虑范县王楼乡的现有情况,在满足工艺生产要求的前提下,尽可能做到新建部分和原****市****密度板制品有限公司厂区整体规划有机结合,融为一体。
新建道路应与原厂区道路相连组成统一的厂内道路网。
7.1.1.3总平面布置方案
根据工厂的现有情况,将本次工程的生产界区设于原厂区高密度板生产装置西部,甲醛生产装置北部,可利用区域约22.7亩。
根据生产流程,将本工程的生产界区以南北主干道为界分成东西两个部分,东部自南向北设置成品仓库、生产装置区、导热油炉房、循环水池(兼作消防)。
界区的西部自南向北分别为:
生产辅助车间化验室及车间办公室、预留场地、原料及中间产品罐区。
装置区内平面布置按工艺流程顺序,尽量缩短工艺管线距离的原则布置,并留有一定的安全间距,按有关国家规范要求设计。
详见《****市****化工有限公司年产5000吨N一甲基砒硌烷酮项目工程总平面布置图》。
7.1.2工厂运输
7.1.2.1厂内运输
本装置区设正对装置区东大门的东西主干道一条,东端与****市****密度板制品
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