1、可行性报告可行性报告第一章 总论1.1项目概况目前乙二醇的工业生产方法主要是由乙烯经过银催化剂上的气相氧化生成环氧乙烷，再进行液相非催化水合制得乙二醇产品。该工艺路线完全依赖于不可再生的石油资源，随着近年来国民经济的长足发展，我国石油消费一直呈上涨趋势。面临世界石油资源的日渐短缺，开辟新的乙二醇生产工艺路线成为研究热点。本项目采用煤制乙二醇路线，即以煤代替石油乙烯生产乙二醇，CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇。1.2调研依据1.3项目背景1.3.1能源问题我国石油资源的总量大，可是人均占有量却远远达不到世界的平均水平。我国石油的消费增长速度很快，国内石油的产量根本不能满足人们对石
2、油的需求，我国也没有大量的石油储备资源，所以我国国内市场的需求不能满足，石油依靠进口的数量越来越多。我国原油进口量和净进口量从2000年的7013万吨和近6000万吨分别增长到2005年的12682万吨和11875万吨，原油进口量、净进口量分别增加了80.8%、98.9%，年均增长率分别为12.6%和14.7%；而原油的年均增长率仅为2.2%。石油对外依存度由29.6%上升到42.9%。这样来看，我国石油资源的供需矛盾会越来越大，而且对进口的石油也会越来越多，这种依存度很高，几乎能够达到国际上承认的50%的石油安全警戒线。我国石油安全风险会越来越大，与此同时，我国国内石油化工产业的发展也会有一
3、定的风险。1.3.2乙二醇产业现状分析了近年来国内外乙二醇的生产消费现状及发展前景。截止到2010年10月底，全世界乙二醇的总生产能力达到2565.3万吨，预计2014年将达到约3100.0万吨。我国乙二醇的总生产能力为364.8万吨，预计2014年将达到约550.0万吨。2009年，全世界乙二醇的总消费量达到约1797.2万吨，预计2014年消费量将达到约2250.0万吨。我国乙二醇的消费量约为777.14万吨，预计2014年消费量将达到约约1100.0-1150.0万吨，产不足需，仍需要大量进口。未来中东地区乙二醇工业的快速发展，将大大影响世界未来的供应格局。我国除了扩大生产能力外，应该加
4、大乙二醇新应用领域的开发力度，逐渐改变用途单一的局面，以化解市场风险，促进我国乙二醇产业健康有序发展。1.3.3煤化工前景煤炭是我国能源安全的基石。煤炭工业是我国重要的基础产业，我国的煤炭产量已是世界第一位，是煤炭生产大国，现在我国煤炭工业已具备了设计、施工、装备及管理千万吨露天煤矿和大中型矿井的能力。现代化综采设备、综掘设备和大型高效露天剥、采、运、支成套设备在大中型煤矿大量使用。鉴于我国“多煤、贫油、少气（天然气）”的特点，在今后一段相当长的时间内，能源结构仍然以煤炭为主，煤炭在一次能源消耗中占70%左右。2004年煤炭占我国一次能源生产的70%以上，在我国能源结构上占主要地位，有举足轻重
5、的作用。1.3.4能源市场分析较多的依赖进口使我国石油供给在一定程度上受制于人。因为我国进口的石油有一半左右来自中东，而美国通过控股或参股的方式对这些地区加以控制，有时甚至不惜动用武力以达到控制中国油气供应的中亚源头的目的。此外，我国进口石油的海上运输同样受制于人，中石油、中石化等石油公司的油运业务大部分是由外国航运公司所承运，因此一旦遇到不可抗拒的风险，我国石油能源的供给将会变得非常被动。煤炭长期以来一直是我国的第一大能源，不论是在能源的生产还是消费领域，煤炭始终占据70以上的比重。根据有关权威部门论证，最近几年煤炭在我国能源构成中的比重为65左右，即使是到了本世纪中叶，这一比例仍旧会达到5
6、0以上。可见，在相当长的一段时间里，煤炭都是我们经济发展所依靠的基础能源，煤炭工业会越来越显现出无以替代的战略地位。1.4国内外有关研究项目1.4.1国内技术煤制乙二醇技术是国家“八五”、“九五”重点科技攻关项目。中科院福建物构所自1982年起经过多年前期研究，获得了一系列具有完全自主知识产权的小试技术和模试技术；江苏丹化集团技术团队拥有化工新技术产业化的长期积淀，曾在国内首创“碳化法制碳酸氢铵”、“羰基化合成醋酐”和“变压吸附分离CO”等多项化工新工艺。2005年起，由上海盛宇企业投资有限公司投资约1.8亿元，与中科院福建物构所、丹化集团、上海金煤化工新技术有限公司等强强联手启动了“CO气相
7、催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇”的产业化试验，经过3年多的艰苦努力，在国家发改委、科技部、中科院、福建省、上海市和江苏省政府的大力支持下，相继在丹化集团建成年产300吨中试和1万吨工业化试验两套装置，在多项关键技术领域取得突破，2007年12月万吨装置顺利开车打通全流程，经过一年多的实际运行检验，并经专家组鉴定，证明全球首套“万吨级煤制乙二醇”技术已完全取得成功。1.4.2国外技术目前国内外大型EG生产都采用直接水合即加压水合法1的工艺路线,生产技术基本上由英荷壳牌（Shell）、美国Halcon-SD及美国联合碳化物（UCC）三家公司垄断。三家公司专利技术的主要区别在催化剂、反应和
8、吸收工艺以及一些技术细节上。各公司的工艺技术和流程基本相同,通常是将水与EO按照物质的量比为20-25：1的比例混合,在管式反应器中于190200、1.0-2.5MPa下反应,EO全部转化为混合醇,生成的EG水溶液含量大约在10%（质量分数）左右,然后经过多效蒸发器脱水提浓和减压精馏分离得到EG及副产物DEG(二乙二醇）和TEG(三乙二醇）等。1.5本厂建设意义煤制乙二醇技术的应用标志着我国领先于世界实现了全套“煤制乙二醇”技术路线和工业化应用，是一项拥有完全自主知识产权的世界首创技术。用石油乙烯路线每生产一吨乙二醇约耗2.5吨石油。全世界用石油乙烯生产的2000多万吨乙二醇，若都以煤为原料进
9、行生产，那么，节省下来的石油相当于新开发一个年产5000万吨石油的大庆油田。该技术的推广应用将有效缓解我国乙二醇产品供需矛盾，对国家的能源和化工产业产生重要积极影响，具有重要的科学意义、突出的技术创新性和显著的社会经济效益。第二章 建设规模2.1 设计原则建设规模的原则要根据厂区的特点而定，具体说来有以下几个方面：1）国家、地区、部分、行业的经济发展计划：考虑到经济发展计划的要求，才能保证国民经济有合理的结构，才能与国家、地区、行业的经济协调发展，取得良好的效益。2）煤的价格：乙二醇的量是由草酸酯的量所决定的，草酸酯的量是由草酸酯分厂的生产能力所决定的，草酸酯的量则是由co生产能力决定的，co
10、的量则是由原料煤的价格所决定的，因此煤的价格对产品的产量至关重要。 3）市场的需求量：市场的需求量是产品生产的主要依据，产品滞销带来的后果要远比其他一切影响大得多。4）产品所处的生命周期阶段序号发展阶段增长趋势和特征成本利润1投入期增长率不稳定，新产品刚投产，开始进入市场成本很高0前期亏损随着产量增大而上升成本缓慢上升10%，大量进入市场，开始有微利市场成本开始下降03成熟期增长率04衰退期增长率急剧下降，产品开始陈旧化，处于被淘汰状态，赢利下降，甚至出现亏本成本升高0/0表2.1 产品生命周期阶段及其特征处在成长期的产品，需求在增长，可以考虑投资建厂或对原生产厂进行技术改进，以求降低生产成本
11、、增加利润和提高产品的竞争能力，如果效益可观还可以扩大生产能力。5）其他原料情况：除了草酸酯为原料之一外，还需要有其他的化工原料进行辅助生产，所以其他原料的来源和价格对产品的生产也有着一定的影响。来源广泛、价格便宜，可以考虑使用较大的规模。6）资金来源：化工厂的初期建设需要大量的资金注入，因此生产规模要以能和各种渠道提供的资金数量相适应而又不影响总的经济效益为原则来确定。7）其他因素：土地条件、政策支持、人力资源、设备条件等其他相关因素都会对生产规模产生或多或少的影响，需要综合考虑。2.2规模确定2.2.1成本经济确定中科院福建结构所经过近30年的不懈努力，开发成功合成气制乙二醇的和性技术，并
12、先后进行了300t级和万t级的合成工艺试验，20万t/a示范装置已于2009年12月开车，装置稳定运行后，将为褐煤为原料生产乙二醇的大型工业装置作出验证。在万级试验装置中，踩哟个工业级CO、NO、H2、O2和甲醇为原料，稳定运行1000以上。试验装置实质是指合成气合成乙二醇，考核的主要内容是乙二醇合成工艺，还不能称之为煤制乙二醇的全部流程，其消耗指标见表（表中数据不包括催化剂成本）表万t级合成气制乙二醇装置生产物料及公用工程消耗指标元/t表中的消耗定额比较高，加上甲醇与亚硝酸甲酯的消耗，这样高的消耗定额是不足以作为设计指标的。因此，这个数据只能是试验的数据，不是将来大规模工业化的数据。由表可以
13、看出，甲醇原料以2000元吨计，乙二醇成本为2887元吨，加上催化剂，总成本将在4000元吨左右。实际上以自有煤炭为原料经过甲醇生产乙二醇，甲醇成本远远低于2000元吨，因此大规模工业化煤制乙二醇价格将低于4000元吨。国内市场乙二醇价格基本在4000元吨以上运行，2008年最高价达到126000元吨，随着即溶危机的爆发，最低跌至3400元吨，2009年随着经济的复苏乙二醇价格逐步走高，平稳上涨至7000元吨左右。因此，从经济角度看，煤制乙二醇具备竞争力。2.2.2产品经济分析近年来，随着我国聚酯工业的快速发展，我国乙二醇的消费量不断增加。1990年我国乙二醇的表观消费量只有31.55万吨，1
14、995年增加到65.68万吨，1990-1995年表观消费量的年均增长率为15.8%。2000年我国乙二醇的表观消费量达到195.71万吨，1995-2000年表观消费量的年均增长率高达24.4%。2002年表观消费量突破300万吨，达301.99万吨，成为超过美国的世界第一大乙二醇消费国家；2003年表观消费量进一步增加到346.2万吨，而国内自给率约为28.0%，1998-2003年表观消费量的年均增长率约为26.9%。目前，我国乙二醇产品主要用于生产聚酯、防冻液等。2003年的消费结构为83.8%用于生产聚酯产品，16.2%用于生产防冻液和其他产品。2007-2015年，我国聚酯的消费增
15、长速度将有所放缓，年均增长率约为5.6%，预计到2015年，聚酯的消费量将达到约1900万吨，届时对乙二醇的需求量将达到约637万吨。加上在防冻剂以及其他方面的消费量，预计到2007年我国乙二醇的消费量将达约460万吨，2015年消费量将达到约700万吨。这表明，目前我国乙二醇仍处于严重供不应求的局面，即使现有装置开足马力生产，也远远不能满足今后对乙二醇的强劲需求，每年仍需要花费大量的外汇进口乙二醇产品，因此，乙二醇在我国开发前景广阔。2.2.3产量规模具体的产量规模仍需依托总厂的草酸酯分厂产量规模而定，本厂项目暂定生产能力为36万t/a. 2.3 下游产品市场及销售2.3.1概述2.3.1.
16、1乙二醇（EG）乙二醇（ethylene glycol）又名“甘醇”、“1,2-亚乙基二醇”，简称EG。化学式为(CH2OH)2，是最简单的二元醇。乙二醇是无色无臭、有甜味液体，对动物有毒性，人类致死剂量约为1.6 g/kg。乙二醇能与水、丙酮互溶，但在醚类中溶解度较小。用作溶剂、防冻剂以及合成涤纶的原料。乙二醇的高聚物聚乙二醇（PEG）是一种相转移催化剂，也用于细胞融合；其硝酸酯是一种炸药。2.3.1.2甲醇（Methanol，dried,CH4O）具有饱和一元醇的通性，由于只有一个碳原子，因此有其特有的反应。例如： 与氯化钙形成结晶状物质CaCl24CH3OH，与氧化钡形成BaO2CH3O
17、H的分子化合物并溶解于甲醇中；类似的化合物有MgCl26CH3OH、CuSO42CH3OH、CH3OKCH3OH、AlCl34CH3OH、AlCl36CH3OH、AlCl310CH3OH等； 与其他醇不同，由于-CH2OH基与氢结合，氧化时生成的甲酸进一步氧化为CO2； 甲醇与氯、溴不易发生反应，但易与其水溶液作用，最初生成二氯甲醚(CH2Cl)2O，因水的作用转变成HCHO与HCl； 与碱、石灰一起加热，产生氢气并生成甲酸钠；CH3OH+NaOHHCOONa+2H2； 与锌粉一起蒸馏，发生分解，生成CO和H2O。2.3.1.3碳酸二甲酯（DMC）碳酸二甲酯(dimethyl carbonat
18、e，DMC)，是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料，它是一种重要的有机合成中间体，分子结构中含有羰基、甲基和甲氧基等官能团，具有多种反应性能，在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点。由于碳酸二甲酯毒性较小，是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。 2.3.1.4亚硝酸甲酯（methyl nitrite）亚硝酸甲酯，英文名称： methyl nitrite 分 子 式： CH3O-NO无色气体。熔点-17。沸点-12。密度d150.991g/cm3。易水解释放出亚硝酸。其蒸气能与空气形成爆炸性混合物。受阳光照射或受热均易分解，有发生爆炸的危险。由甲醇与亚硝酸钠在硫酸存在下反应而
19、得。用于有机合成中血管舒张剂等药物及炸药的制备。2.3.2市场分析2.3.2.1乙二醇主要用于制聚酯涤纶，聚酯树脂、吸湿剂，增塑剂，表面活性剂,合成纤维、化妆品和炸药，并用作染料、油墨等的溶剂、配制发动机的抗冻剂，气体脱水剂，制造树脂、也可用于玻璃纸、纤维、皮革、粘合剂的湿润剂。可生产合成树脂PET，纤维级PET即涤纶纤维，瓶片级PET用于制作矿泉水瓶等。还可生产醇酸树脂、乙二醛等，也用作防冻剂。除用作汽车用防冻剂外，还用于工业冷量的输送，一般称呼为载冷剂，同时，也可以与水一样用作冷凝剂。乙二醇甲醚系列产品是性能优良的高级有机溶剂，作为印刷油墨、工业用清洗剂、涂料（硝基纤维漆、清漆、瓷漆）、覆
20、铜板、印染等的溶剂和稀释剂；可以作生产农药中间体、医药中间体以及合成制动液等化工产品的原料；作为电解电容器的电解质、制革化纤染剂等。用作纺织助剂，合成液体染料、以及化肥和炼油生产中的脱硫剂的原料等。乙二醇在用做载冷剂时应该注意：1.其冰点随着乙二醇在水溶液中的浓度变化而变化，浓度在60%以下时，水溶液中乙二醇浓度升高冰点降低，但浓度超过60%后，随着乙二醇浓度的升高，其冰点呈上升趋势，粘度也会随着浓度的升高而升高。当浓度达到99.9%时，其冰点上升至-13.2，这就是浓缩型防冻液（防冻液母液）为什么不能直接使用的一条重要原因，必须引起使用者的注意。2.乙二醇含有羟基，长期在80摄氏度90摄氏度
21、下工作，乙二醇会先被氧化成乙醇酸，再被氧化成草酸，,即乙二酸(草酸),含有2个羧基。草酸及其副产物会先影响中枢神经系统，接着是心脏，而后影响肾脏。如无适当治疗，摄取过量乙二醇会导致死亡。乙二醇乙二酸，对设备造成腐蚀而使之渗漏。因此，在配制的防冻液中，还必须有防腐剂，以防止对钢铁、铝的腐蚀和水垢的生成。2008年，全球乙二醇生产能力为2148万吨/年，产量为1808万吨，平均开工率为84.2%。世界乙二醇生产能力主要集中在亚洲（不包括中东，下同）、北美和中东地区，2008年这三个地区乙二醇生产能力分别占世界总产能的40.2%、24.1%和21.9%。2008年，世界居前15位的乙二醇企业生产能力
22、合计约1498万吨/年，占世界乙二醇总产能的69.8%。全球最大的乙二醇生产商是DowChemical公司，生产能力为258.9万吨/年，占世界乙二醇总产能12.1%。2008年世界生产能力增加主要来自台塑集团及伊朗石油公司，分别增加60万吨/年和20万吨/年。2009-2013年期间，世界乙二醇新增生产能力主要来自中东及亚洲地区，其中沙特、伊朗和科威特将分别新增乙二醇生产能力270万吨/年、70万吨/年和60万吨/年；亚洲地区印度、新加坡、韩国和泰国将分别新增102万吨/年、65万吨/年和17.5万吨/年乙二醇产能。未来全球新增乙二醇以大规模生产装置为主，尤其是中东地区以廉价的天然气为主要原
23、料，生产成本较低，在国际市场具有较强的竞争力，由于该地区乙二醇主要流向亚洲和西欧，对国际乙二醇市场影响较大，可能使得一些缺乏竞争力的小装置逐步关停。2009-2013年，全球乙二醇产能变化情况如下表：2009-2013年世界乙二醇新建和改扩建项目计划（单位：万吨/年）预计到2015年世界乙二醇生产能力有望达到3300万吨/年，年均增长率为6%。预计2020年全球产能将达到3700万吨/年，年均增长率为2.2%。20032008年，世界乙二醇消费量从1445万吨上升到1808万吨，年均增长率为4.6%。2008年，全球乙二醇生产能力为2148万吨/年，产量为1808万吨，消费量1808万吨。世界
24、乙二醇消费区域主要集中在亚洲、北美和西欧，而生产主要集中在亚洲、北美和中东。目前，中东是乙二醇最大的出口地区，2008年出口量为397万吨，约占其总产量的92.5%，占全球出口总量的40.9%，净出口量达376万吨。2008年亚洲、北美和西欧是乙二醇净进口地区，净进口量分别为484万吨、122万吨和19万吨。2008年世界乙二醇供求平衡如下表：2008年，全球乙二醇消费约1808万吨，主要用于生产聚酯1541万吨，约占总消费量的85.2%；其次用于生产防冻剂148万吨，约占总消费量的8.2%，其它用途为119万吨，约占总消费量的6.6%。从各地区乙二醇消费结构看，世界各地的乙二醇消费情况迥异，
25、亚洲乙二醇绝大多数用于生产聚酯，占总消费量的92.7%，北美乙二醇用于聚酯的消费比例为70.5%，生产防冻剂占14.7%；西欧地区乙二醇消费与北美类似，生产聚酯约占63.6%、生产防冻剂约占17.8%。近年，随着纺织产业向亚洲转移，北美和西欧地区用于聚酯生产的乙二醇呈小幅下降态势，而防冻剂及其他用途的所占比例有所提高。从消费结构看，未来世界乙二醇的消费热点主要还是来自聚酯领域的表现。预计到2015年，用于生产PET的乙二醇占总消费量的86.7%，较2008年提高约1.5个百分点，生产防冻液占7.6%，其他用途约5.7%。2008年世界乙二醇消费结构及2015年需求预测情况如下表：北美和西欧发达
26、国家，由于下游聚酯的发展较缓及生产成本较高等因素，今后这两个地区乙二醇需求量将小幅增加，但生产能力将出现小幅萎缩的趋势。世界乙二醇需求增长主要来自亚洲地区。预计未来几年，世界乙二醇需求量将以年均4.8%的速率增长，到2015年总需求量将达到2510万吨；2020年世界乙二醇需求量将达到3000万吨，年均增长率为3.6%。从总体上看，全球产能已经出现了过剩的态势。而中东地区乙二醇原料价格低廉，生产成本较低，在国际市场具有较强的竞争力，该地区乙二醇产品将大量流向亚洲和西欧地区。2.3.2.2甲醇1.基本有机原料之一。主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种有机产 品。也是农药（杀虫剂
27、、杀螨剂）、医药（磺胺类、合霉素等）的原料，合成对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一。还是重要的溶剂，亦可掺入汽油作替代燃料使用。20世纪80年代以来，甲醇用于生产汽油辛烷值添加剂甲基叔丁基醚、甲醇汽油、甲醇燃料，以及甲醇蛋白等产品，促进了甲醇生产的发展和市场需要。2.用作涂料、清漆、虫胶、油墨、胶黏剂、染料、生物碱、醋酸纤维素、硝酸纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛等的溶剂。也是制造农药、医药、塑料、合成纤维及有机化工产品如甲醛、甲胺、氯甲烷、硫酸二甲酯等的原料。其他用作汽车防冻液、金属表面清洗剂和酒精变性剂等。3.甲醇用作清洗去油剂，MOS级主要用于分立器件，中、大规模集
28、成电路，BV-级主要用于超大规模集成电路工艺技术。4.用作分析试剂，如作溶剂、甲基化试剂、色谱分析试剂。还用于有机合成。5.用于电子工业， 常用作清洗去油剂。6. 通常甲醇是一种比乙醇更好的溶剂，可以溶解许多无机盐。7.主要用于制甲醛、香精、染料、医药、火药、防冻剂、溶剂等。2.3.2.3碳酸二甲酯碳酸二甲酯（DMC）是迅速发展起来的环境调和型绿色化工产品，它是可用于替代毒性较大的光气、氯甲烷、氯甲酸甲酯等物质的有机化工基本原料，对于环境保护具有重要意义。另外，它在制取高性能树脂、溶剂、染料中间体、药物、增香剂、食品防腐剂等领域内的应用越来越广泛，所以碳酸二甲酯被认为是有机合成的新基石，具有广
29、阔的发展前景。表2给出了对于DMC在西欧、美国和日本在1998年和1999年生产量和未来6年需求量的预测结果。表2 DMC的需求量预测 kt（千吨）年份19981999200020012002200320042005美国2221213141516PC（聚碳酸酯）0001010111112其他22223344西欧344950969697128PC（聚碳酸酯）004545909090120其他34456678日本5791214222325PC（聚碳酸酯）00000777其他5791214151618至1999年，DMC的主要生产厂家和生产能力分别为：法国SNPE Chemicals在Dows La
30、Porte，Texas complex建立了10 kt/a的工厂，意大利EniChem在Sesto San Giovanni，Italy也建立了10 kt/a的工厂，法国SNPE在Toulouse，France以及德国BASF在Ludwigshafen，Germany分别建立了年产几千吨的工厂，日本Ube Industries在Ube，Japan建立了4.5 kt/a的工厂，并计划在未来几年将其生产规模扩大到30 kt/a。国外DMC的生产能力已经超过了35 kt/a，其中西欧占45.1%，美国占19.7%，日本占5.21%6。我国DMC的生产厂家原有20多家，但都存在规模小、开工率不足的情况
31、，近两年这一状况有所改善：2001年湖北兴发化工集团利华化工有限公司投产了4 kt/a DMC项目，安徽铜陵有色金泰精细化工厂将其1 kt/a DMC装置扩建到了3 kt/a，2002年5月河北新朝阳化工股份公司投资1 500万元在河北省万全县建成投产了5 kt/a的DMC装置，至此，我国DMC的年生产能力超过了10 kt/a。安徽铜陵和河北新朝阳均有计划在近两年内将DMC生产规模分别扩大到12 kt/a和10 kt/a。据称，目前国内DMC的需求量已经达到了数万吨，仅医药行业生产环丙沙星就年需DMC至少8 kt以上。根据国内生产厂家市场分析，2000年国际市场上DMC的需求量已经达到了60 kt，将来DMC的年需求量约为150200 kt，因此DMC具有极大的市场潜力。在DMC的诸多用途中，聚碳酸酯（PC）是其消耗量最大的领域，例如采用非光气的酯交换工艺，生产1 t的PC需要消耗0.35 t DMC
