1、年产15万吨丁二烯装置项目可行性研究分析报告 范县工业和信息化局 年产15万吨丁二烯装置 项目建议书项目承办单位：范县工业和信息化局 项目编制时间： 第1章 总 论1.1项目概况 1.1.1项目名称：年产15万吨丁二烯生产装置及配套设施1.1.2项目建设单位：范县工业和信息化局1.1.3项目建设地点：范县产业集聚区1.1.4产品方案及规模：根据工艺技术以及考虑装置经济规模，本项目生产规模确定为15万吨/年。年操作时间8000小时。本项目产品为丁二烯，年产量为15万吨，主要供应下游配套装置。1.1.5产品概述：丁二烯通常是指1,3-丁二烯，是重要的有机化工原料。丁二烯作为一种共轭烯烃，可以发生多
2、种反应，如自聚或与其它化合物共聚制成合成橡胶（SR）和合成树脂。丁二烯主要用于生产丁苯橡胶（SBR）、顺丁橡胶（BR）、丁腈橡胶（NBR）、苯乙烯类热塑性弹性体（SBCs）等合成橡胶，以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂（ABS）等合成树脂。此外，还用于生产丁苯胶乳、己二腈和己二胺等。1.1.6 工艺技术： 本项目原料为醚后碳四，因此在进入脱氢反应系统之前需进行丁烯提浓，提浓后的碳四即可进入丁烯氧化脱氢制丁二烯装置。丁烯氧化脱氢制丁二烯装置由脱氢反应系统、压缩机系统、油吸收解吸系统和丁二烯抽提系统四个单元构成。 脱氢及水冷系统丁烯、空气、水蒸气按一定比例混合后去一段反应器反应，然后再配入丁烯、空气去
3、二段反应器反应。经二段反应后的生成气经过前换热，废热锅炉回收热量，再经淬冷后去后换热器进一步回收热量，然后去水冷洗酸塔洗去有机酸并进一步降温后去生成气压缩机。后换热器副产9570循环热水可送锅炉利用或用空冷器降温后循环使用。 生成器压缩机系统该系统将生成气 由 0.12Mpa （绝）经离心式压缩机提至1.01.5Mpa（绝）。加压后的生成气去油吸收解吸系统处理。 油吸收解吸系统加压后的生成气在吸收塔中被塔顶加入的贫油吸收，尾气送往锅炉焚烧。塔底富油送往解吸塔解吸，解析塔侧线采出粗丁二烯经冷凝后送罐区，塔顶全回流塔底贫油部分循环使用，部分送往再生塔再生。 丁二烯抽提系统油吸收解吸后的粗丁二烯及新
4、鲜乙腈经过萃取精馏经水洗脱水塔后，除去组丁二烯的碳四及炔烃，生产出合格的丁二烯产品。乙腈经过乙腈回收塔后循环使用。 1.1.7主要原材料及公用工程消耗主要原材料序号名称及规格单位消耗定额年用量（万单位）1C4t3.125*46.88丁烯t1.25*18.752B-02催化剂kg10.61590 t3乙腈kg10.61590 t备注：*以原料丁烯浓度为40的基础上测算得出。公用工程消耗序号名称及规格单位消耗定额时耗年用量(万单位)1循环冷却水t426.06 7988.6 6390.92新鲜水t3.43 64.3 51.453脱氧水t0.28 5.3 4.24冷冻盐水-5t63.89 1197.9
5、 958.355电kWh640.00 12000.0 960060.3MPa蒸汽t8.46 158.6 126.971.1MPa蒸汽t0.63 11.8 9.4580.04MPa蒸汽t0.18 3.4 2.79回收凝液（0.2MPa）t-9.26 -173.625-138.910压缩空气Nm334.29642.9 514.3 11氮气Nm36.86128.6 102.9 1.1.8装置占地及定员装置占地16000平方米，装置定员100人。1.2投资规模 15万吨/年丁烯氧化脱氢制丁二烯项目装置建设投资60000万元，总投资76687万元。1.3建设期限本次项目建设期从2015年1月至2016年
6、12月，工程建设工期为24个月。1.4编制依据1. 中华人民共和国国民经济和社会发展“十二五”规划纲要；2. 国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）；3. 河南省产业“十二五”发展规划；4. 河南省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要；5. 国家战略性新兴产业“十二五”发展规划；6. 国家产业结构调整指导目录（2011年本）；7. 建设项目经济评价方法与参数及使用手册（第三版）；8. 工业可行性研究编制手册；9. 现代财务会计；10. 工业投资项目评价与决策；11. 项目公司提供的发展规划、有关资料及相关数据；12. 国家公布的相关设备及施工标准。1.5主要经济技术指标项目主
7、要经济指标表序号指标名称单位指标指数备 注1项目总投资万元76687.00 1.1建设投资万元69018.30 1.2建设期利息万元1.3流动资金万元达产年份其中：铺底流动资金万元7668.70 2营业收入万元112500.00 运营期内年均值3营业税金及附加万元337.71 运营期内年均值4总成本费用万元92134.96 运营期内年均值4.1可变成本万元83131.22 运营期内年均值4.2固定成本万元9003.74 运营期内年均值5利润总额万元17213.06 运营期内年均值6所得税万元4303.27 运营期内年均值7税后利润万元14197.4运营期内年均值8投资利税率%22.45%运营期
8、内年均值9财务内部收益率%28.44%所得税前10财务内部收益率%20.54%所得税后11财务净现值(ic=12%)万元47555.26 所得税前12财务净现值(ic=12%)万元24022.86 所得税后13投资回收期 (含建设期)年4.53 所得税前14投资回收期 (含建设期)年5.47 所得税后15盈亏平衡点%35.48 运营期内年均值1.6 结 论根据市场供需分析，预计未来国内丁二烯仍存在一定的供需缺口，市场前景较好。项目符合国家产业政策，产品能够满足合成橡胶、ABS弹性体等产业发展的需求，缓解国内供需矛盾。本项目产品主要作为下游产业链的原料，只有部分作为商品量外售，目标市场主要确定为
9、华东地区的合成树脂及热塑性弹性体等领域。目前世界上丁二烯生产仍以乙烯裂解C4抽提生产为主，随着乙烯原料轻质化发展以及丁二烯下游需求快速增长，导致丁二烯价格高涨，丁烯氧化脱氢制丁二烯技术才重新获得了发展机遇。未来该技术的最大竞争对手仍然是乙烯裂解C4抽提生产工艺，该技术路线生产丁二烯存在一定的成本风险。主要原料液化气的稳定供应也是本项目所面对的较大风险之一，按照40丁烯含量估算，本项目约需消耗液化气47万吨/年，建议企业做好原料保障工作。此外，丁烯氧化脱氢制丁二烯生产过程中将产生大量废水，废水处理及相关环保措施也是需要企业重点关注的问题。第二章 项目建设的背景和必要性 2.1项目提出的背景 丁二
10、烯是合成橡胶、合成树脂的重要单体，主要用于合成顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶及ABS 树脂等。丁二烯也是多种涂料和有机化工原料。 目前生产方式：有碳四馏分分离和合成法（包括丁烷脱氢、丁烯脱氢、丁烯氧化脱氢等）两种。目前除美国外，世界各国丁二烯几乎全部直接来自烃类裂解制乙烯时的副产碳四馏分 （又可写为C4 馏分）。美国丁二烯的来源，大约一半来自丁烷、丁烯脱氢，一半直接来自裂解 C4 馏分。 近年来，随着乙烯工业的不断发展，世界丁二烯的生产能力不断增加。2000年，全世界丁二烯的总生产能力只有960.0万吨/年，2002年增加到1000.3万吨/年，2004年增加到1021.1万吨，2005年达到1
11、140.3万吨/年，比2004年增长约11.67%。根据CMAI公司统计，2005年全世界丁二烯的总产量为943.3万吨，装置开工率为82.7%。20022007年，世界丁二烯保持了较稳定的发展态势，生产能力由2002年的1000.3万吨/年增加到2007年的1180.2万吨/年，产量相应由828.7万吨增长到1012.3万吨。北美和西欧地区是世界丁二烯的主要供应地区，这二个地区的生产能力和产量合计分别达到1012.1万吨/年和882.6万吨，分别约占世界总生产能力和总产量的85.8%和87.2%。其中英荷(皇家)壳牌集团公司是目前世界上最大的丁二烯生产企业，2007年生产能力达到97.8万吨
12、/年，约占世界丁二烯总生产能力的8.29%；其次是美国德州石化公司，生产能力为91.0万吨/年，约占总生产能力的7.71%；中国石油化工集团公司是世界上第三人丁二烯生产企业，生产能力为89.8万吨/年，约占总生产能力的7.61%。目前，全世界丁二烯生产能力的90%左右采用裂解C4混合物抽提工艺，其余采用正丁烷、正丁烯或乙醇脱氢工艺。预计今后几年，由于世界乙烯工业的发展以及合成橡胶以及ABS树脂等需求的增长，将有多套丁二烯新建装置投产，预计到2012年世界丁二烯的总生产能力将达到约1350万吨/年左右，产能增长主要集中在中东和亚洲地区。其中亚洲地区的中国大陆、印度、韩国、伊朗、新加坡和马来西亚等
13、地均有一定数量的丁二烯新建或扩建装置投产。美国析迈（CMAI）公司称，未来5年全球丁二烯市场需求有望以年均3.5%的速度增长，亚洲的年均增速将超过5%，中国和印度的增速更高，将超过10%。 丁二烯的制取，在我国也经历了酒精接触分解、丁烯氧化脱氢和蒸汽裂解制乙烯联产碳四抽提分离等三个发展时期。酒精法由于工艺落后，80年代初即已淘汰；丁烯氧化脱氢法也由于受原料制约，多数已改产。 目前我国丁二烯的生产主要是从乙烯副产C4馏分中抽提丁二烯，也有采用丁烯氧化脱氢法的装置在运行。我国从乙烯副产C4馏分中抽提丁二烯主要有乙腈法、DMF法和NMP法，乙腈法由我国兰化公司研究开发，DMF和NMP法均为引进技术。
14、1995年以前引进的丁二烯抽提技术均为日本瑞翁公司的DMF法，1995年后又引进了德国BASF的NMP技术。1990年，我国丁二烯的生产能力达到31.6万吨/年，产量达到25.8万吨/年。我国丁二烯主要来源于蒸汽裂解生产乙烯的副产物碳四馏分。2003年有19套丁二烯装置，均采用碳四馏分抽提法生产，总年产能力为98.7万吨，2003年实际产量85.8万吨，主要集中在中国石化所属企业。2003年我国丁二烯的产量为85.8万吨，比2002年增长16.6%，但我国丁二烯的生产能力和产量不能满足国内实际生产的需求，因而每年都得大量进口。随着我国现有乙烯企业技术改造和中外合资大型乙烯装置的逐步建设，我国丁
15、二烯的生产能力在今后几年将得到较大的发展。上海石化公司40万吨/年乙烯于2002年4月改造成70万吨/年以后，增产丁二烯4.9万吨/年；扬子石化公司65万吨/年乙烯改造工程完成后，使丁二烯的总生产能力达到20万吨/年；南京扬巴一体化60万吨/年乙烯石化联合装置将于2005年建成，增加丁二烯产能9.0万吨/年；BP与中石化、上海石化合资的赛科石化公司90万吨/年乙烯石化联合装置将与2005年投产，增加丁二烯产能13.5万吨/年；壳牌和中海油在南海合资的80万吨/年乙烯石化联合装置于2006年建成投产，增加丁二烯生产能力12.0万吨/年。2005年我国丁二烯的生产能力约116万吨/年，产量约99.
16、5万吨。2006年茂名100万吨/年乙烯改扩建工程新建装置4套，改造装置4套，新装置在原有丁二烯抽提装置东侧扩建，产能由5万吨/年改造到15万吨/年。近两年，随着中国石化齐鲁石油化工公司、吉林石油化工公司、兰州石油化工公司、茂名石油化工公司等装置的改扩建，以及上海赛科石油化工有限责任公司、惠州中海壳牌石油化工公司和蓝星天津石化分公司3套新建生产装置的建成投产，生产能力增加很快。2007年我国丁二烯的生产能力达到161.4万吨/年。随着我国丁二烯生产能力的不断增加，产量也不断增加。2003年产量为85.8万吨，2006年由于新建几套装置的建成投产，产量进一步增加到115.3万吨，比2005年增长
17、约15.78%，2007年产量约为136.0万吨，同比增长约17.95%。 20022007年产量的年均增长率约为13.07%。目前我国丁二烯的产量不能满足国内的需求，每年都需大量进口。本项目前景广阔，因此，本项目是十分可行的。第三章 市场预测 3.1 市场需求预测一、 国外市场分析2010年，世界丁二烯产能达到1291.6万吨/年，产量达到1046.8万吨，装置平均开工率81.0%。预计2015年世界丁二烯产能将达到1470万吨/年左右，2020年产能将达到1640万吨/年左右。2010年世界丁二烯消费量1057.1万吨，世界丁二烯消费和贸易主要集中在亚洲、北美和西欧地区；中东、西欧和中南美
18、是净出口地区，而亚洲、北美及其它是净进口地区。丁二烯主要用于生产SBR、BR、SBCS、NBR、CR等合成橡胶；其次用于生产ABS树脂。2010年世界丁二烯消费构成及2015年需求预测见下表：2010年世界丁二烯消费构成及2015年需求预测（单位：万吨）消费领域2010年2015年20102015年间年均需求增长率（%）消费量比例（%）需求量比例（%）SBR397.737.6465.836.23.2BR283.926.9329.725.63.0SBCS78.97.592.27.23.2NBR48.14.655.04.32.7CR24.32.327.62.12.6ABS119.511.3140.
19、710.93.3其它104.79.9177.013.711.1合计1057.1100.01288.0100.04.0根据丁二烯下游合成橡胶及ABS生产分析，预计2015年世界丁二烯需求量将达到1288万吨左右，20102015年间年均需求增长率4.0%；2020年需求量将达到1472万吨左右，20152020年间年均需求增长率2.7%。其需求结构仍以合成橡胶为主，生产和消费主要集中在亚洲、北美和西欧等国家和地区，美国、西欧和日本等发达国家市场相对成熟，需求增长趋于缓慢。根据上述市场供需分析，预计世界丁二烯产能、产量及需求将有所增长，但需求增长大于产能增速，以致2015年装置开工率将提高到88%
20、。2010年世界丁二烯供需平衡及预测见下表：2010年世界丁二烯供需平衡及预测（单位：万吨/年，万吨）项目实际预测对应年段的年均增长率（%）2010年2015年2020年20102015年20152020年产能1291.61470.01640.02.62.2产量1046.81288.01472.04.22.7需求1057.11288.01472.04.02.7开工率（%）81.087.689.8-二、 国内市场分析2011年，国内丁二烯产能约260万吨/年，产量达到215万吨，进口量18.3万吨，出口量7.5万吨，表观消费量达到225.8万吨。2011年国内丁二烯生产企业主要为乙烯生产企业，最
21、大的是中石油吉林石化公司。2011年国内丁二烯主要生产企业的生产情况见下表：2011年国内丁二烯主要生产企业的生产情况（单位：万吨/年）序号企业名称产能备注1中石油吉林石化公司23ACN法2中石化扬子石化公司21DMF法3中沙天津石化公司204中石油独山子石化分公司185中石化公司16.46中石化镇海炼化公司167中海壳牌石化公司15.58中石化茂名石化公司159中石化燕山石化公司13.510中石油兰州石化分公司13.511其它88合计259.9目前我国绝大部分丁二烯生产采用从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中抽提生产工艺，淄博齐翔腾达化工股份有限公司10万吨/年丁二烯装置是目前我国唯一一套采用
22、C4馏分脱氢生产工艺（丁烯氧化脱氢技术）的装置。国内新建丁二烯项目较多，主要新增产能仍主要来自乙烯装置裂解C4抽提。同时，伴随着中东、北美地区乙烯原料的轻质化，裂解C4增长有限，资源日趋紧张导致丁二烯原料价格上涨，丁烯氧化脱氢技术又迎来了新的发展机遇，未来我国也将有部分新建丁二烯装置采用丁烯氧化脱氢技术。国内丁二烯在建和拟建项目（单位：万吨/年）序号企业名称新增产能备注1扬巴石化公司132012年投产2中石油抚顺石化公司122012年投产3中石油四川石化公司152012年投产4中石油大庆石化公司82012年投产5中石化武汉石化公司122013年投产6中石化-KPC镇江石化公司107中海油惠州石
23、化公司108中石化镇海炼化公司109中化泉州石化公司1510中科合资广东湛江炼油化工一体化项目15.211万达集团15丁烯氧化脱氢法，于2012年2月开工，预计20132014年投产12中石化巴陵石化10丁烯氧化脱氢法，预计20132014年投产13中石油锦州石化10丁烯氧化脱氢法，预计2013年底投产合计155.2除表中所列的项目外，还有山东华懋新材料有限公司、山东创源化工有限公司等也计划上马丁烯脱氢制丁二烯项目。预计到2015年，国内丁烯氧化脱氢制丁二烯装置将达到10套，若项目实施顺利，产品市场较好，届时产能将达到约90万吨/年。再加上扩建的乙烯裂解丁二烯抽提装置，到2015年，国内丁二烯
24、产能将达到450万吨/年左右，2020年产能将达到500万吨/年左右。从20世纪90年代初国内丁二烯几乎全部用于生产合成橡胶，现消费构成己发生了较大的变化，逐渐扩大到生产合成树脂、热塑性弹性体、丁苯胶乳及其它有机化工品。2011年国内丁二烯消费量达到225.8万吨。其主要用于SBR、BR、SBCS、NBR等合成橡胶；其次用于ABS树脂。2011年国内丁二烯消费构成及2015年需求预测见下表：2011年国内丁二烯消费构成及2015年需求预测（单位：万吨）消费领域2011年2015年20112015年间消费量比例（%）需求量比例（%）年均需求增长率（%）SBR65.9 29.293.8289.2
25、BR66.4 29.4103.5 30.911.7 SBCS31.4 13.944.2 13.28.9 NBR6.3 2.810.1 312.3 ABS37.5 16.663.3 18.914.0 其它18.3 8.120.162.4 合计225.810033510010.4 综上分析，根据丁二烯下游SBR、BR、SBCS、NBR等生产发展预测，预计2015年国内丁二烯需求量将达到335万吨左右，20112015年间年均需求增长率10.4%；2020年需求量将达到440万吨左右，20152020年间年均需求增长率5.6%。SBR、BR、SBS和ABS仍是丁二烯最主要的需求领域，而丁二烯在ABS
26、领域是需求增长最快的领域，拉动丁二烯需求的快速增长。随着丁二烯下游市场合成橡胶、ABS树脂等快速发展，未来丁二烯市场仍将保持较快增长。同时伴随着乙烯原料的轻质化，裂解C4增长有限，资源日趋紧张导致丁二烯原料价格上涨，丁烯氧化脱氢技术又迎来了新的发展机遇。2011年国内丁二烯供需平衡及预测见下表：2011年国内丁二烯供需平衡及预测（单位：万吨/年，万吨）项目实际预测对应年段的年均增长率（%）2011年2015年2020年20112015年20152020年产能2603604508.5 4.6 产量215324427.510.8 5.7 需求225.833544010.4 5.6 平衡-10.8-
27、11-12.5-注：1、供需平衡产量-需求量，“-”号表示供需缺口；2、2015年和2020年装置平均开工率分别按90%和95%计。3.2 产品价格分析(一) 国外产品价格分析国际原油价格和市场供需是影响丁二烯产品价格的主要因素；受国际原油价格的影响，丁二烯产品价格大幅度的波动，2008年丁二烯价格达到历史高点；受国际金融危机的影响，2009年丁二烯价格跌至谷底；2010年，随着世界经济的逐步复苏，丁二烯价格逐步回升。2009年美国丁二烯市场价格在511美元/吨，西欧丁二烯市场价格666美元/吨，日本丁二烯市场价格533美元/吨。(二) 国内产品价格分析2011年国内丁二烯价格跌宕起伏，在13
28、50030000元/吨之间大幅度的波动。20002011年国内丁二烯市场价格见下表：20002011年国内丁二烯市场价格（单位：元/吨）年份市场价格年份市场价格2000年42002006年125672001年36002007年108042002年46912008年174132003年67612009年94762004年98112010年155132005年123702011年1350030000预计未来我国丁二烯将保持在15000元/吨的价格水平，本项目静态经济测算暂按15000元/吨价格计。第四章 工艺流程 4.1工艺原理 丁烯和氧气先后通过一段、二段反应器，在B-02催化剂作用下反应生成丁二烯，冷凝后的汽液两相分离后，液相进入水冷洗酸塔与其釜液混合，气相进入水冷洗酸塔底部。生成气在塔中充分冷却除去大量水分并洗去酸、酮和部分醛类后，从塔顶出来去压缩工段。提压后的生成气进入油吸收塔底部，生成气经吸收油吸收后，排放至火炬。塔底出来的富
