300万吨MTO项目可行性研究报告 87页

'“三井化学杯”第五届大学生化工设计大赛300万吨MTO项目项目可行性研究报告常州大学E&P80 目录第一章总论11.1项目概况11.2设计依据11.3项目背景11.3.1MTO的国内外研究21.3.2MTO的工业展望41.4研究结论61.4.1项目产品及生产规模61.4.2工艺路线简介61.4.3建设周期71.4.4项目投资及资金来源71.4.5项目结论7第二章建设规模72.1规模确定72.1.1市场需求72.1.2产品描述82.1.3原料来源102.1.4建厂规模122.2产品方案12第三章MTO技术13常州大学E&P80 3.1甲醇制烯烃的基本原理133.2催化剂的研究173.2.1催化剂的发展173.2.2催化剂的使用203.2.3催化剂的再生233.3MTO工艺的优点233.4甲醇制烯烃工艺条件243.4.1反应温度243.4.2反应压力243.5甲醇制烯烃工艺流程及主要设备253.5.1MTO工艺流程253.5.2MTO主要设备30第四章C4的综合利用304.1C4馏分的利用现状304.1.1综述304.1.2工业利用途径314.1.3C4馏分的分离及化工利用334.2提高C4资源利用价值374.2.1加氢精制，作乙烯裂解原料374.2.2C4烯烃歧化制丙烯384.2.3C4烃类回炼增产乙烯、丙烯384.2.4异丁烷氧化法生产环氧丙烷，联产叔丁醇384.2.5MTBE-烷基化油联合装置39常州大学E&P80 4.3本厂C4情况404.3.1方案设计404.3.2C4裂解增产丙烯404.3.3烯烃歧化制丙烯41第五章厂址选择425.1厂区选择基本原则425.2厂址选定445.2.1概况445.2.2选址优势455.2.3政府政策475.2.4总结49第六章组织机构与系统集成方案506.1组织结构506.2机构职权516.2.1股东会516.2.2董事会516.2.3监事会526.2.4总经理526.2.5部门设置536.3管理机制556.3.1公司管理策略556.3.2公司激励策略556.4企业文化57常州大学E&P80 6.5生产班制586.6员工培训586.6.1工人、技术人员和生产管理人员来源586.6.2人员培训规划586.7系统集成方案59第七章经济效益分析617.1甲醇交易617.1.1甲醇交易简介617.1.2中国甲醇交易市场627.1.3甲醇对本厂建设的意义637.2乙烯、丙烯交易637.3经济分析647.3.1工艺装置及单元装置资产估算647.3.2成本费用估算657.3.3公用工程费667.3.4资金来源及筹措方式707.3.5盈利分析717.3.6不确定性分析76第八章社会效益分析788.1对能源紧缺的影响788.2对当地经济发展的影响798.3对推广科技进步的影响798.4对当地环境的影响79常州大学E&P80 8.4.1项目对当地环境的影响798.4.2生产过程对当地环境的影响798.5对长远发展的影响80第九章可行性研究结论与建议80常州大学E&P80 常州大学E&P80 第一章总论1.1项目概况本项目是为徐州某化工有限公司建设的一套甲醇制烯烃（MTO）工艺，年处理甲醇300万吨。鉴于我国的自然资源条件，减少烃原料化工对石油资源的过度依赖，是我国经济和社会可持续发展所面临的一项重要任务。因此发展以煤、气资源为源头的烃原料生产技术成为我国科技界的一个热点研究领域。在反应器设计时，我们参考了大连化物所的相关数据及文献，通过讨论和修改最终定稿。工艺中产生大量的废水，经处理后作为冷凝水循环使用，基本达到了零排放。在C4的利用上，我们设计了C4裂解增产乙烯和C4歧化制丙烯两套方案，各有优缺点。乙烯、丙烯产品市场需求量大，是重要的化工原料，本项目采用目前较为成熟MTO工艺技术，每年将300万吨甲醇转化为乙烯、丙烯，社会效益与经济效益显著。同时，我们将厂址选在徐州，当地政府为此提供的政策支持可为本项目的顺利开工带来诸多便利。1.2设计依据1.2010“三井化学杯”第四届大学生化工设计竞赛指导书；2.化工工程设计相关准则及规定；3.化工部规划院编制的《化工建设项目可行性研究内容和深度的规定》。1.3项目背景常州大学E&P80 乙烯和丙烯是现代化学工业的基础原料，近年来随着乙烯、丙烯下游产品应用领域的不断扩展，乙烯和丙烯的需求量也在不断增加。现有的低碳烯烃生产技术严重依赖石油资源，其中乙烯大部分来源于石脑油蒸汽裂解，丙烯大部分来自蒸汽裂解制乙烯副产，少部分来自炼油厂流化催化裂化副产，而以丙烯为目的产物的丙烷脱氢所占比例甚微。但在世界范围内对于石油而言，短期有价格上涨、供应不稳定的问题；长期有资源储藏量有限，石油价格上涨的问题。倘若能在非石油的乙烯、丙烯制取路线取得工业化进展，可以使国家不仅可以避免石油储量有限带来的“石油危机”，而且可以据此有效抑制石油及石油产品价格的快速上涨。因此世界各国开始致力于非石油路线制乙烯和丙烯等低碳烯烃的技术开发，其中以天然气或煤为原料经甲醇制取低碳烯烃的技术逐渐成为研究开发的热点。考虑到我国的能源结构为“多煤，缺油，少气”，所以开发以天然气或煤为原料取代以石油为原料制取低碳烯烃工业化应用方案意义尤为重大，这关系到我国的能源安全问题。1.3.1MTO的国内外研究美国Mobil提出一种使用ZSM-5催化剂，在列管式反应器中进行甲醇转化制烯烃的工艺流程，并于1984年进行过9个月的中试试验，试验规模为100桶/d。以碳选择性为基础，乙烯质量收率可达60%，烯烃总质量收率可达80%，大体相当于采用常规石脑油/粗柴油管式炉裂解法收率的2倍，但催化剂的寿命尚不理想。1980年德国BASF采用沸石催化剂，在德国路德维希港建立了一套消耗甲醇30t/d的中试装置。其反应温为300~450℃，压力为0.1~0.5MPa，用各种沸石做催化剂，初步试验结果是C2~C4烯烃的质量收率为50%~60%，收率低。取得突破性进展的是NorskHydro与UOP于1995年6月在挪威合作建设的一套加工粗甲醇能力为0.75t/d的MTO工艺演示装置，装置连续运转了90d常州大学E&P80 ，各系统操作正常、稳定甲醇的转化率接近100％，乙烯+丙烯的产率稳定在80%左右，而且乙烯和丙烯的纯度均在99.6%以上，可直接满足聚合级丙烯和乙烯的要求。在90d运转中催化剂经过450次反应再生循环，其性能仍然非常稳定，反应后通过取样分析，催化剂的强度也满足要求，而且可以改变操作条件可以使m(乙烯)∶m(丙烯)在0.75~1.5之间调节。自工业演示装置建立以来，HYDRO公司和UOP公司又合作进行了多项试验工作，包括进料的变化，乙烯、丙烯质量比的调整，质量稳定性，工艺放大可靠性等。试验结果表明，工艺流程完善，催化剂性能稳定，初步具备工业放大条件，有良好的工业应用前景。为了降低甲醇原料消耗，在甲醇进料量不变的情况下，增产更多的烯烃。UOP将MTO技术与道达尔的OCP进行组合，OCP是固定床的C4+催化裂解反应，反应产物主要是丙烯，这样大大提高了乙烯与丙烯的收率。P/E比例可以在更大范围内调整。国内在20世纪80年代，中科院大连化物所已开始对MTO工艺的硅铝磷酸盐分子筛的研究，国内其它科研机构石油大学、中石化石科院也进行了多年的MTO催化剂的研究，得到了与UOP接近的结果，尤其中科院大连化物所的开发与研究工作进展迅速，在1993年完成了以ZSM-5为催化剂，甲醇处理量为1t/d的固定床MTO工艺中试研究，20世纪90年代提出了由合成气制二甲醚进而制取烯烃的SDTO工艺。SDTO工艺与MTO工艺差别很小，也采用流化床的反应-再生形式，其催化剂同样可以用于MTO工艺。该工艺首先使合成气在固定床反应器中在金属-沸石双功能催化剂的作用下，一步转化制得二甲醚，然后在流化床反应器中以小孔径硅铝磷分子筛催化剂DO123将二甲醚转化为以乙烯为主的低碳烯烃。常州大学E&P80 综上所述，MTO工艺开辟了由煤炭或天然气生产基本有机化工原料的新工艺路线，是最有希望取代传统的以石脑油为原料制取烯烃的路线，也是实现煤化工向石油化工延伸发展的有效途径。1.3.2MTO的工业展望目前道达尔石化在比利时Feluy建设的10吨/天的MTO示范装置（包括OCP（烯烃裂解）单元）已于2009年建成开车。新加坡的欧洲化学公司正在尼日利亚建设1万吨甲醇/天的MTO装置（包括OCP单元），目前已完成基础设计。采用UOP／Hydro工艺的20万t／a乙烯工业装置已建设成功。目前UOP／Hydro公司已实现500kt/a乙烯装置的工业设计，并表示可对设计的500kt/a大型乙烯装置做出承诺和保证。此外，ChemStystems咨询公司还对300kt/aMTO工艺、通用乙烯生产工艺进行了技术经济分析比较，确立MTO工艺技术的可行性。2008年1月欧洲化学技术公司、新加坡Eurochem技术公司旗下的Viva公司在尼日利亚的Lekki建设330万t／a甲醇装置．下游配套建设MTO装置。采用UOP／Hydro的MTO技术和UOP烯烃裂解工艺技术(OCP)，组成MTO—OCP加工技术方案，计划2012年建成投产。Viva甲醇公司表示，尼日利亚1万t/d甲醇生产装置将是世界上最大的甲醇生产装置，甲醇用作MTO装置进料，MTO装置乙烯和丙烯设计生产能力均为40万吨/年，这是UOP/Hrdro的MTO工艺在世界上第一次大规模商业化应用。在国内，2004年大连化物所、陕西新兴煤化工科技发展有限责任公司和中国石化集团洛阳石化工程公司合作，进行DMTO成套工业技术开发，建成了世界第一套万吨级（甲醇处理量50t/d）甲醇制烯烃工业性试验装置。并在2005年l2月成功投料试车，2006年8月23日通过了国家级鉴定。经国家科技成果鉴定，认定此项目自主创新的工业化技术处于国际领先水平。常州大学E&P80 现场考核组专家认为，该工业化试验装置是具有自主知识产权的创新技术，装置运行稳定、安全可靠，技术指标先进，在日处理甲醇50t的工业化试验装置上实现了近100％甲醇转化率，低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯)选择性达90％以上。通过催化剂工业放大试验和工艺的工业性试验，取得了专用分子筛合成及催化剂制备、工业化DMTO工艺包设计基础条件、工业化装置开停工和运行控制方案等系列技术成果。2007年，大连化物所同神华集团签订60万吨/年甲醇制取低碳烯烃技术许可合同，这也是世界首套煤制烯烃技术许可合同。它主要以煤为原料，通过煤气化生产甲醇、甲醇转化制烯烃、烯烃聚合工艺路线生产聚乙烯和聚丙烯。总体工程包括180万吨/年煤基甲醇装置、60万吨/年甲醇制烯烃装置、30万吨/年聚乙烯装置、30万吨/年聚丙烯装置、24万标准立方米(氧气)/小时空分装置等。核心技术为中科院大连化学物理研究所具有完全自主知识产权的甲醇制烯烃技术。2009年1月，内蒙古包头神华煤化工有限公司600kt/a煤经甲醇制烯烃项目开工，建设内容包括1800kt甲醇装置、600kt甲醇制烯烃（MTO）装置、300kt聚乙烯装置、300kt聚丙烯装置。这是该项目是DMTO技术首次应用于百万吨级工业化装置，它标志着具有自主知识产权的DMTO技术在走向大规模产业化的道路上迈出关键一步。2009年12月26日180万吨/年煤基甲醇联合化工装置联合中交。2010年5月30日，煤气化装置第一台气化炉顺利投煤，拉开了联合化工装置投料试车的序幕。项目建设者采取逐台气化炉投料的方式，稳步推进空分装置、煤气化装置、净化装置和甲醇装置的投料试车工作，在7月3日一次成功生产出MTO级甲醇。8月8日，采用中国自主知识产权甲醇制烯烃技术的世界首套甲醇制烯烃工业装置在包头投料试车一次成功，甲醇制烯烃装置进行惰性催化剂流化试验。聚乙烯装置和聚丙烯装置挤压造粒机带料试车已产出合格聚烯烃颗粒。9月实现煤制烯烃项目“打通全流程、投料试车一次成功生产出合格聚烯烃产品”的目标。2011年1月1日常州大学E&P80 正式进入商业化运行以来，连续高负荷（装置负荷达到95%以上）安全稳定运行，各项技术指标均达到或接近设计值，产品质量合格。进入3月份后，甲醇制烯烃装置一直都在接近满负荷状态下运转。此外，据陕西省的有关报道，由正大能源化工集团、陕西煤业化工集团、陕西省投资集团合资进行的年加工300万吨甲醇及烯烃项目落户榆林，项目的前期工作已全面展开。试验装置的成功运转及下一步大型化DMTO工业装置的建设，对我国综合利用能源、拓展低碳烯烃原料的多样化具有重大的经济意义和战略意义。1.4研究结论1.4.1项目产品及生产规模本项目是为徐州禄恒能源化工有限公司建造的一套甲醇制烯烃（MTO）工艺系统，年处理甲醇300万吨，并可利用江苏省徐州市便捷的水路交通，利用海外甲醇发展烯烃项目。同时，结合市场需求、发展前景，确定确定乙烯与丙烯的产量之比。1.4.2工艺路线简介工艺路线如下图所示：采用常州大学E&P80 流化床反应器和流化床再生器，反应连续进行，催化剂不断再生，产品出反应器后，经过急冷、水洗、压缩、碱洗、干燥后，冷却为液态，进入烯烃回收工段，先后经过脱C4+塔，脱甲烷塔，C2C3分离塔，乙烯精馏塔，丙烯精馏塔，最终得到产品聚合级乙烯，聚合级丙烯。1.4.3建设周期从建设进度及建设过程中各个环节时间安排及干扰因素影响，本项目建设周期为3年。1.4.4项目投资及资金来源本项目总投资额约为1027466万元，其中从银行贷款500000万元，贷款利率为5.76%，其余由企业自有资金注入。本项目建设期按一年考虑，建设期贷款利息为2880万元，项目生产期为10年，建设投资在建设期内全部投入。1.4.5项目结论经工艺方案论证、产品市场分析、建厂地址选择及经济分析，最后得出本设计方案能耗较低，产品生产工艺流程简单，经济效益好，原料来源便捷，产品销售渠道广阔、绿色环保、市场需求量大，生产过程中“三废”排放少，符合原子经济型、绿色化学的发展道路；碳四的综合利用分析全面。总之，本项目是可行的。第二章建设规模2.1规模确定2.1.1市场需求2005-2010年，我国的乙烯的产量从755×104t/a，上升到1209×104常州大学E&P80 t/a，年均增长率为9.87%，其中2008年由于受全球金融危机的影响，较前一年产量略有下降，但产量仍高于2005年和2006年。至于2009-2010年，随着中国经济的复苏，乙烯的产量也随之增长，尤其是2010年，相比前一年增长率高达12.7%，达到了历史新高。而2005-2010年我国的乙烯当量需求量却从1861×104t/a上升到了2724×104t/a，年均增长速度为7.91%，虽然增速有些不及产量增速，但是由于巨大的需求总量，致使乙烯的年产量远低于乙烯和其下游制品的总需求，年均自给率在40%左右，因此乙烯的产量还存在一个很大的缺口。预计到2015年，我国的乙烯年产量将上升到1343×104t/a，相较于2010年，年均增长速度仅为2.12%，而与此相对应的却是乙烯的当量需求量将高达3455×104t/a，年均增速为4.86%，可以预想未来几年我国的乙烯缺口将更大。2005-2010年，由于丙烯下游产品的迅猛发展，我国的丙烯产量从796×104t/a上升到了1424×104t/a，年均增速为12.3%，超过了乙烯年均增长速度。而丙烯的当量消费量更是从1322×104t/a上升到1947×104t/a，年均增速为8.1%，由于丙烯巨大的需求量，导致丙烯的需求缺口越来越大。预计到2015年，我国的丙烯产量可以达到2204×104t/a，较2010年，年均增速为9.1%。而丙烯的需求更是高达2575×104t/a，年均增速为5.7%，虽然丙烯的产量在未来几年将得到迅速的发展，但是由于越往后总量值就越大，则必然导致丙烯的缺口总量仍然将维持在一个很大的值。由以上分析可知，我们最好可以根据市场对于乙烯和丙烯的需求而调节乙烯和丙烯的产量，以此来调节市场的平横。而MTO工艺刚好具备这种调节能力。2.1.2产品描述2.1.2.1乙烯的用途常州大学E&P80 乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸药等，还可用作水果和蔬菜的催熟剂。其中聚乙烯为其主要产品。聚乙烯用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。根据分子结构和密度的不同，聚乙烯产品主要可分为低密度聚乙烯，线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯低密度聚乙烯可以采用注塑、挤塑、吹塑等加工方法，用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、涂层和合成纸等。线性低密度聚乙烯可以通过注塑、挤出、吹塑等成型方法，用于生产薄膜、日用品、管材、电线电缆等高密度聚乙烯采用注塑、吹塑、挤塑、滚塑等成型方法，生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带，绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。2.1.2.2丙烯的用途丙烯是三大合成材料的基本原料，用量最大的用途是生产聚丙烯，此外还可制丙烯腈、异丙醇、苯酚和丙酮、丁醇和辛醇、丙烯酸及其脂类以及制环氧丙烷和丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。工程用聚丙烯纤维以改性聚丙烯为原料可以广泛的使用于地下工程防水，工业民用建筑工程的屋面、墙体、地坪、水池、地下室等，以及道路和桥梁工程中。是砂浆/混凝土工程抗裂，防渗，耐磨，保温的新型理想材料。双向拉伸聚丙烯薄膜主要用于塑料制品中的包装材料。我国双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜是PP树脂消费量最大的领域之一。改性聚丙烯PP用于汽车工业具有较强的竞争力，其耐热性可达到145℃~150℃，并能承受高温750~1000h后不老化，不龟裂。因此，常州大学E&P80 改性PP用作汽车配件具有十分广阔的开发前景。最近几年来，汽车工业在我国飞速发展，并保持着良好的增长势头，预计未来几年对于改性聚丙烯PP还有更大的需求聚丙烯还用于家电产品。近几年我国家用电器产业发展迅速，这对改性PP来说，是一个极好的商机。目前，我国一些塑料原料厂商已经开发出洗衣机专用料如PP1947系列、K7726系列等，受到了洗衣机制造厂商的欢迎。聚丙烯还用于管材，塑料管材是我国化学建材推广应用的重点产品之一。早期PP管材主要用作农用输水管，近年来采用进口PP-R料生产的输送冷、热水用的管材已经得到市场认可。2.1.3原料来源甲醇可以从天然气，煤中产生。由于世界煤储藏量远比石油和天然气多得多，因此从煤出发制合成气、甲醇，最后制低碳烯烃的是符合可持续发展需要新举措，而且满足经济规模甲醇制烯烃装置所需的大型煤气化技术、百万吨级甲醇生产技术均成熟可靠。我国的煤炭资源相对丰富，保有储量超过1万亿吨，利用丰富的煤炭替代石油是一条适合我国国情的化工产业持续发展道路，是国家能源安全的一个重大战略课题。近年来我国以煤为主的甲醇生产有着巨大的增长，据市场报道，中国已延后2200万吨的甲醇产能扩张。以天然气为原料制取甲醇在我国也是一条可行的路线，目前我国已经在25个省市自治区及海域发现天然气气田150多个，总储量约38万亿立方米，最终可探明储量9~12万亿立方米。另外我国还在积极引进周边国家的天然气资源。丰富而且低附加值的天然气资源为MTO提供了坚实的原料基础。而且天然气经由合成气制备甲醇的工艺已经相当成熟，单套生成能力为80-100万吨/年的装置已经实现工业化生产。目前包括丹麦托普索在内的多家国外公司已开发了单套装置生产能力达5000-10000t/d常州大学E&P80 的大型甲醇生产技术，这些即将工业化的技术可大幅度降低甲醇装置投资和生产成本。UOP曾经对天然气为原料经合成气、甲醇制乙烯的过程和石脑油裂解制乙烯过程进行技术经济分析比较，以50万吨/年乙烯为基准，他们的结果表明，前一种路线的投资回报率远高于后者。当然，随石油价格的波动，这两种路线的差距大小也会有所波动。2.1.3.1甲醇资源现状（1）世界甲醇资源世界甲醇生产以天然气为主要原料，生产能力总体增长较快，2005年至2008年间，世界甲醇生产能力年均增长率达14.5%，而同期甲醇需求年均增长率为6.5%。到2008年，全球甲醇生产能力已达6859万吨/年，而当年实际生产量为4126万吨，装置平均开工率为60.7%，全球甲醇供应已呈过剩状态。从世界范围看，甲醇产能主要分布在亚洲、中东和中南美地区等天然气和煤炭资源较为丰富的地区，2008年这3个地区的产能已占到全球总产能的82%，其中亚洲占45%、中东占19%、中南美地区占18%。而甲醇消费主要集中在亚洲、西欧和北美地区，这些地区的消费量占全球总消费量的80%以上。从甲醇的全球贸易来看，2008年的贸易量约为2440万吨，占当年总产量的59%，其贸易量较2005年增长约300万吨。全球甲醇的贸易流向大致是从中南美、中东及非洲流向亚洲、北美和西欧地区。（2）国内甲醇资源我国甲醇生产以煤炭为主要原料，但产能不足以满足国内的需求。从2003年至2009年我国甲醇的进口情况的列表中可以看出，在2008年前甲醇进口量总体保持在非常稳定的状态，年进口量在140万吨上下浮动。而自2008年全球性的金融危机爆发以来，由于其他地区甲醇需求萎缩，大量过剩的甲醇开始涌入我国，2009年我国甲醇的进口量创历史记录，达到529万吨。2009年6常州大学E&P80 月我国商务部发布对原产于沙特、马来西亚、印尼和新西兰的甲醇实施“反倾销立案调查”，国内甲醇进口量出现缩量整理的趋势，但预计2010全年甲醇进口量仍将保持在高位。表2.1近年来甲醇进口量年份2003200420052006200720082009进口量14013613611384143529（3）未来甲醇资源的预测目前，我国和中东地区的沙特、卡塔尔、阿曼及伊朗等国仍有大量的甲醇装置正在建设，将在今后几年内陆续投产，预计到2013年全球甲醇产能将达到11200万万吨。可以预期，未来全球甲醇的过剩状态将更加严重。2.1.4建厂规模鉴于我国的自然资源条件，减少烃原料化工对石油资源的过度依赖，是我国经济和社会可持续发展所面临的一项重要任务。因此发展以煤、气资源为源头的烃原料生产技术成为我国科技界的一个热点研究领域。烯烃市场需求很大，但国内生产不能满足内需，本厂利用MTO技术实现300wt甲醇制100wt烯烃项目。2.2产品方案本厂生产乙烯、丙烯。产品执行国标GB/T3727-1983优等品标准生产。表2.2乙烯、丙烯标准序号指标名称指标试验方法优等品一等品1丙烯的体积分数/%≥99.699.2GB/T33922烷烃的体积分数/%余量余量GB/T3392常州大学E&P80 3乙烯的含量/(ml/m3)≤50100GE/133924乙炔的含量/（ml/m3)≤25GB/T33955甲基乙炔、丙二烯的含量(L/m3)≤520GB/T33926氧的含量/(L/m3)≤510GB/T33967一氧化碳的含量/(mL/m3)≤25GB/T33948二氧化碳的含量/(mL/m3)≤510GB/T33949丁烯和丁二烯的含量/(mL/m3)≤520GB/T339210硫的含量/(mg/kg)≤15GB/T111411水的含量/(mg/kg)≤1010附录A"12甲醇的含量八mg/kg)≤10GB/T127011)该指标也可以由供需双方协调确定。2)本标准修订时，GB/T3727-1983正在修订中，待该国家标准新版本实施之日起本标准的附录A即停止执行本厂的产品主要是乙烯、丙烯，比例为1:1，具体见下表表2.3本厂产品方案产品名称本厂规格国家规定产量（万吨/年）单价（元/吨）乙烯>99.95%优等品507390丙烯>99.95%优等品5011250第三章MTO技术3.1甲醇制烯烃的基本原理常州大学E&P80 在一定条件（温度、压强和催化剂）下，甲醇蒸汽先脱水生成二甲醚，然后二甲醚与原料甲醇的平衡混合物气体脱水继续转化为以乙烯、丙烯为主的低碳烯烃；少量C2～C5的低碳烯烃由于环化、脱氢、氢转移、缩合、烷基化等反应进一步生成分子量不同的饱和烃、芳烃、C6＋烯烃及焦炭。(1)反应方程式整个反应过程可分为两个阶段：脱水阶段、裂解反应阶段l脱水阶段2CH3OH→CH3OCH3＋H2O＋Ql裂解反应阶段该反应过程主要是脱水反应产物二甲醚和少量未转化的原料甲醇进行的催化裂解反应，包括：主反应（生成烯烃）nCH3OH→CnH2n＋nH2O＋QnCH3OCH3→2CnH2n＋nH2O＋Qn＝2和3（主要），4、5和6（次要）以上各种烯烃产物均为气态。副反应（生成烷烃、芳烃、碳氧化物并结焦）（n＋1）CH3OH→CnH2n＋2＋C＋（n＋1）H2O＋Q（2n＋1）CH3OH→2CnH2n＋2＋CO＋2nH2O＋Q（3n＋1）CH3OH→3CnH2n＋2＋CO2＋(3n－1)H2O＋Qn＝1，2，3，4，5………nCH3OCH3→CnH2n-6＋3H2＋nH2O＋Qn＝6，7，8………以上产物有气态（CO、H2、H2O、CO2、CH4等烷烃、芳烃等）和固态（大分子量烃和焦炭）之分。(2)反应机理常州大学E&P80 有关反应机理研究已有专著论述，其中代表性的理论如下:l氧合内合盐机理该机理认为，甲醇脱水后得到的二甲醚与固体酸表面的质子酸作用形成二甲基氧合离子，之后又与另一个二甲醚反应生成三甲基氧合内　氧盐。接着，脱质子形成与催化剂表面相聚合的二甲基氧合内合盐物种。该物种或者经分子内的Stevens重排形成甲乙醚，或者是分子间甲基化形成乙基二甲基氧合离子。两者都通过B2消除反应生成乙烯，详见下图图3.1合内合盐机理示意图l碳烯离子机理在沸石催化剂酸、碱中心的协同作用下，甲醇经A2消除反应水得到碳烯(CH2)，然后通过碳烯聚合反应或者是碳烯插入甲醇或二甲醚分子中即可形成烯烃。l串连型机理该机理可用下式表示:2C1→C2H4+H2OC2H4+C1→C3H6常州大学E&P80 C3H6+C1→C4H8式中C1来自甲醇，并通过多步加成生成各种烯烃。l平行型机理该机理是以SAPO-34为催化剂，以甲醇进料的C13标记和来自乙醇的乙烯C12标记跟踪而提出的，其机理见下图。图3.2平行型机理示意图l其它反应机理除上述机理外，也有的认为反应为自由基机理，而二甲醚可能是一种甲基自由基源。(3)反应热效应由反应方程式和热效应数据可看出，所有主、副反应均为放热反应。由于大量放热使反应器温度剧升，导致甲醇结焦加剧，并有可能引起甲醇的分解反应发生，故及时取热并综合利用反应热显得十分必要。此外，生成有机物分子的碳数越高，产物水就越多，相应反应放出的热量也就越大。因此，必须严格控制反应温度，以限制裂解反应向纵深发展。然而，反应温度不能过低，否则主要生成二甲醚。所以，当达到生成低碳烯烃反应温度（催化剂活性温度）后，应该严格控制反应温度的失控。(4)MTO反应的化学平衡常州大学E&P80 l所有主、副反应均有水蒸汽生成根据化学热力学平衡移动原理，由于上述反应均有水蒸汽生成，特别是考虑到副反应生成水蒸汽对副反应的抑制作用，因而在反应物（即原料甲醇）中加入适量的水或在反应器中引入适量的水蒸汽，均可使化学平衡向左移动。所以，在本工艺过程中加（引）入水（汽）不但可以抑制裂解副反应，提高低碳烯烃的选择性，减少催化剂的结炭，而且可以将反应热带出系统以保持催化剂床层温度的稳定。l所有主、副反应均为分子数增加的反应从化学热力学平衡角度来考虑，对两个主反应而言，低压操作对反应有利。所以，该工艺采取低压操作，目的是使化学平衡向右移动，进而提高原料甲醇的单程转化率和低碳烯烃的质量收率。(5)MTO反应动力学动力学研究证明，MTO反应中所有主、副反应均为快速反应，因而，甲醇、二甲醚生成低碳烯烃的化学反应速率不是反应的控制步骤，而关键操作参数的控制则是应该极为关注的问题。从化学动力学角度考虑，原料甲醇蒸汽与催化剂的接触时间尽可能越短越好，这对防止深度裂解和结焦极为有利；另外，在反应器内催化剂应该有一个合适的停留时间，否则其活性和选择性难以保证。3.2催化剂的研究3.2.1催化剂的发展早期甲醇转化制烯烃的研究主要以ZSM-5等中孔分子筛作为催化剂。由于这些分子筛的孔径相对较大，得到的主要产物为丙烯及C4+烃类，常州大学E&P80 同时芳烃的含量较高。以此为基础发展了以Lurgi公司为主的甲醇制丙烯的MTP工艺。20世纪80年代初，UCC分子筛分部发现一种新型硅铝酸盐(SAPO)材料为基础的新分子筛。这类分子筛的孔径比ZSM-5分子筛更小(0.4nm左右)，用于甲醇转化制烯烃，产物中乙烯、丙烯等低碳烯烃的含量显著增加，C5+组分的含量显著减少，且几乎没有芳烃生成。其中一种命名为SAPO-34的分子筛，作为甲醇转化为乙烯和丙烯的催化剂。SAP0-34分子筛属于立方晶系，结构类似于菱沸石，具有三维交叉孔道，孔径为0.43nm。SAP0-34强择形的八元环通道可抑制芳烃的生成。另外，其孔径比ZSM-5小，孔道密度大，可利用的比表面积多，MTO反应速率较快。SAP0-34有较好的吸附性能，SAPO-34的热稳定性和水热稳定性高，其骨架的崩塌温度在1000℃；在20％的水蒸汽环境中，600℃下处理仍可保持晶体结构。1988年UCC归属UOP之后，鉴于SAPO-34催化剂在流化床反应中磨损得厉害，UOP公司开发出了在SAPO-34基础上改性的具有高抗磨性能的MTO-100催化剂。1992年，UOP和Hydro公司开发了基于MTO-100的流化床MTO工艺。MTO-100催化剂不仅耐磨损性相似于或超过其他流化床催化剂，而且可以在小型流化床装置上完成反应，再生450次以上仍然能够维持甲醇转化的高活性和乙烯、丙烯的高选择性。MTO-100催化甲醇反应时，乙烯选择性比ZSM-5提高3倍。在操作压力(0.1～0.5)MPa和反应温度(350～550)℃条件下，MTO-100催化剂对甲醇的转化率为99.8％，烯烃选择性大于90％，乙烯和丙烯质量比可在0.75～1.5调节，乙烷、丙烷、二烯烃和炔烃生成的数量少。模板剂是分子筛合成的重要物质，也是影响分子筛的性质和制备成本的主要因素。通常采用有机碱类，尤其是季铵碱类，如四丙基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵分别是合成ZSM-5和SAPO-34分子筛最优选的模板剂，但由于有机碱类的价格较高，因此长期以来改用便宜的模板剂或少用模板剂是分子筛合成方面的研究重点。常州大学E&P80 Dahl等发明了一种从固体多孔含磷铝的物质出发制备SAPO系列分子筛的方法。将含硅的活性前体、水和模板剂配制成溶液，填充于上述多孔含磷铝物质的孔中，然后在水热条件下进行结晶，得到SAPO系列分子筛。该方法的特点为:模板剂的用量较少并可以使用较便宜的胺代替传统的四乙基氢氧化铵;水的用量少，因此反应器体积小，合成效率高，产物可以通过过滤的方法回收和洗涤;液体在多孔物质的孔中，接触面积大、充分，结晶快且不用搅拌。因此得到的分子筛的粒径小，一般在0.2~1.0μm(传统方法制备的分子筛的粒径为0.5~3.0μm);硅铝比在大范围内可调，可同时得到SAPO-18~SAPO-34分子筛的混合物。如将2.0g硅源加到8.0gAlPO(磷铝非沸石分子筛)多孔物质中，然后加入14g质量分数为35%的四乙基氢氧化铵和5g水，充分混合后加入0.35gHCl溶液，在210℃时放置72h结晶，得到纯净的SAPO-34分子筛。Guth等用吗啉和HF作模板剂成功合成了SAPO-34分子筛。CaO等避开高毒性的HF，用可以在系统中释放出F-的化合物(如NH4PF6和NaPF6等)作为辅助模板剂也成功地合成了硅含量低的SAPO系列分子筛。分子筛的粒径是合成分子筛催化剂的一个重要因素，一般小粒径的分子筛由于孔道短，内扩散的行程短，有利于提高分子筛催化剂的表观活性和乙烯、丙烯的选择性。Machteld等报道了一种专门制备小粒径SAPO分子筛的方法。采用传统水热法合成分子筛:先将硅源溶于有机碱形成溶液，然后再与其他物料混合。如将硅溶胶(质量分数为40%的水溶液)先与四乙基氢氧化铵(质量分数为35%的水溶液)混合，加热到100℃保持12h形成溶液，然后再加入铝源、磷酸、二丙胺(DPA)等，在175℃晶化96h，得到的SAPO分子筛50%粒子的粒径小于700nm，只有10%粒子的粒径大于1.2μm。当不使用DPA时，同样的条件下得到的SAPO分子筛50%粒子的粒径小于50nm，只有10%粒子的粒径大于100nm。这一结果是近年来在小粒径分子筛合成方面取得的最好结果。常州大学E&P80 研究甲醇转化制烯烃的新型更有效的分子筛催化剂一直是本领域的一个探索方向。在这方面，CaO等合成了具有AEI结构的硅铝分子筛、具有CHA结构的硅铝分子筛、同时含有AEI和CHA结构的分子筛，并将其用于甲醇转化制低碳烯烃的催化剂，均取得了一定的结果。如以一种具有AEI结构、硅与铝摩尔比为532的分子筛为催化剂，当温度为540℃、氮气为稀释气、进料甲醇的质量分数为85%、空速100h-1时，乙烯、丙烯的选择性分别为26.5%和48.6%。以一种具有CHA结构、硅与铝摩尔比为350的分子筛为催化剂(反应条件同上)，乙烯和丙烯的选择性分别达到39.5%和34.6%。这些反应结果已经基本达到了SAPO-34分子筛催化剂的催化水平，而且这些分子筛是纯硅铝分子筛，克服了SAPO分子筛的一些缺点。最近Exxon公司发表的专利是在SAPO-34分子中引入碱土金属，使催化剂性能得到进一步改善。引入Sr后，乙烯和丙烯总收率高达89．5％，乙烯与丙烯比则高达2．3。国内对MTO工艺的催化剂研究开发也已进行多年，其中，中国科学院大连化学物理研究所研究的DO123催化剂取得突破性的进展，其各项性能指标与UOP公司的催化剂接近，为我国今后此领域催化剂的国产化奠定了一定的基础。经过20世纪80年代和90年代的大规模研究，催化剂体系已基本定型，SAPO分子筛催化剂对乙烯、丙烯的选择性也已经达到80％以上，甚至达到90％以上，再发展的空间已经不大。目前MTO反应性性能最好的催化剂是MTO-100。但是工业催化剂寿命一般为1～2年，最高为3年。MTO-100催化剂是UOP专有，不仅专利使用费高，而且由于催化剂可能采用四乙基氢氧化铵为导向剂，催化成本过高。3.2.2催化剂的使用常州大学E&P80 经过20世纪80年代和90年代的大规模研究，催化剂体系已基本定型，SAPO分子筛催化剂对乙烯、丙烯的选择性也已经达到80%以上，甚至达到90%以上，再发展的空间已经不大。因此如何更有效地使用分子筛催化剂是近期的一个研究热点。Janssen等报道，暴露于空气中的SAPO分子筛催化剂的催化活性会逐渐降低(甚至仅几个小时)，且超过一定时间后，这种催化活性的下降将不可逆。但催化剂的制备和贮运过程都需要一定的时间，因此生产出的催化剂需要进行有效地保护。研究发现，把制备好的催化剂浸泡在无水低碳醇(如甲醇)中会有效地防止催化剂活性的降低，使催化剂的活性保持稳定。但低碳醇中水的质量分数必须小于0.02%。进一步研究发现，用一定含量水的低碳醇也能起到相似的结果，而不必使用无水乙醇。采用不同水含量的甲醇对催化剂进行浸泡保护实验，实验结果表明，当甲醇中水的质量分数为25%左右时，可以有效地保护催化剂。在一定范围内，水含量太高或太低都不利于催化剂活性的稳定。Martens等采取用一定的物质覆盖催化剂活性中心的方法保存催化剂。这些方法包括：将分子筛合成过程中使用的模板剂留在分子筛的孔中不脱除；将模板剂部分炭化形成一层炭膜留在分子筛的孔中；将完全脱除模板剂的分子筛保存在干燥的气氛中(如无水的气体或液体中)。这些方法都可以很好地保持催化剂活性的稳定。将完全脱除模板剂的SAPO-34分子筛进行如下处理：试样1#在20℃、相对湿度为80%的空气中保存3d；试样2#在20℃、相对湿度为20%的空气中保存4d；试样3#不经过任何处理。实验结果表明，在温度450℃、甲醇质量空速25h-1的条件下反应5min，甲醇的转化率分别为：试样1#27%，试样2#0，试样3#100%而不脱除模板剂、湿滤饼形式和仅脱除一定水分的干滤饼形式保存的分子筛催化剂，自然环境下保存132d，催化活性无显著变化。另外，ExxonMobil公司在2000—2003年公开了一系列在贮运过程中保护催化剂的方法。常州大学E&P80 SAPO-34分子筛催化剂催化甲醇转化制烯烃时，一般新鲜催化剂或再生后的催化剂与反应物料接触后表现出一个诱导期，约为1h左右。在诱导期内，催化剂的催化活性较高，甲醇的转化率很高，乙烯和丙烯的选择性逐渐增加，乙烷和丙烷等烷烃的选择性逐渐减小，同时催化剂的结焦量不断增加。诱导期过后，催化剂在一定时间内保持高的催化活性(高选择性和高活性区域)，随时间的延长，催化剂的活性迅速下降。具有一定焦含量(或烃类物质含量)的分子筛催化剂表现出对乙烯和丙烯的选择性高。因此充分利用分子筛催化剂的这一特点，对分子筛催化剂进行预处理，使其在孔中先生成一定的结焦或烃类物质，然后再催化甲醇转化，是提高乙烯和丙烯选择性的一个有效方法。Xu等用低碳醛对新鲜或再生的SAPO-34分子筛催化剂进行预处理，实验结果表明，新鲜的SAPO-34分子筛催化剂用醛处理后，乙烯和丙烯的选择性显著增加，乙烯和丙烯的选择性最高可达84%左右。同时实验结果还表明，在相同条件下对SAPO-34分子筛催化剂进行预处理，醛预处理的效果优于丁烯预处理的效果。Xu等用C2～C7烯烃对SAPO-34分子筛催化剂进行预处理，也得到了较好的结果。Xu等直接用二甲醚对SAPO-34分子筛催化剂进行预处理；Vallghn等用MTO工艺中分离出的C4+组分对新鲜或再生的SAPO-34分子筛催化剂进行预处理;Brown等在用ZSM-5分子筛催化剂进行甲醇转化制烯烃时，直接用甲苯、二甲苯等分子直径小于催化剂孔径的、能够进行烷基化的芳烃作为共进料;徐腾等预先将至少一个单环芳烃植入SAPO-34分子筛的孔道中。上述这些方法都起到了类似的效果，在一定程度上提高了乙烯和丙烯的选择性。Chisholm等则采用控制SAPO-34分子筛催化剂再生速率和再生比例的方法，控制催化剂的平均结焦量，使催化剂在使用过程中始终保持一定的平均含焦量(如每个酸性位含有4~7个碳原子)，也取得了较好的结果。常州大学E&P80 关于对SAPO-34分子筛催化剂预处理的效果，另一种理论认为甲醇在分子筛上首先脱水形成碳氢物质，然后合环形成芳烃。甲醇与这种先形成的芳烃进行烷基化反应，形成甲苯和二甲苯等，并进一步形成乙基苯等较长链烷基苯，最后侧链断裂形成乙烯和丙烯等。催化剂的诱导期就是在催化剂的孔中逐渐形成芳烃的过程，因此以上预处理过程(烯烃和醛等含氧物质、直接引入芳烃、保持一定的结焦量)实际上都是在催化剂的孔道中预先形成一定的芳烃或保留一定芳烃，催化剂的状态相当于已经过了诱导期，所以乙烯和丙烯的选择性得到了提高。3.2.3催化剂的再生不管是ZSM-5还是SAPO系列分子筛催化剂，在使用一定时间后催化剂由于结焦而失活，需要进行烧焦再生，使焦性物质生成CO或CO2，这方面的技术已经比较成熟。Hermann公开了一种ZSM-5分子筛催化剂再生的方法，避免了使用蒸汽除焦而造成分子筛骨架脱铝，可以使催化剂尽可能地恢复原样。在再生过程中:先用460～500℃的氮气吹扫失活催化剂表面残余的可挥发性烃类物质，然后在氮气流动下降温到420～460℃，再通入用氮气稀释的空气，避免剧烈反应造成温度过高，然后逐渐升温到460～500℃并维持一定时间，完成烧焦，并在氮气吹扫下降至反应温度。3.3MTO工艺的优点l装置操作简便和灵活；l采用流化床和催化剂再生器设计，不断加入新鲜催化剂，使反应器内的催化剂性能保持基本稳定，从而带来了生产操作和生产质量的稳定，这是非常有利的；l催化剂具有突出的择形性能；常州大学E&P80 l可以在较宽的范围内灵活调节乙烯和丙烯的质量比0.75~1.5)市场抗风险能力强；l乙烯和丙烯的产率比较稳定(80%左右)；l工艺原料可以是粗甲醇或者AA级甲醇；l产品主要是烯烃类，不设置乙烯、丙烯分离器的情况下可得到97%纯度的轻烯烃，设置乙烯、丙烯分离设备可得到聚合级轻烯烃；l“三废”排放量较小。3.4甲醇制烯烃工艺条件3.4.1反应温度反应温度对反应中低碳烯烃的选择性、甲醇的转化率和积炭生成速率有着最显著的影响。较高的反应温度有利于产物中乙烯/丙烯值的提高。但在反应温度高于723K时，催化剂的积炭速率加速，同时产物中的烷烃含量开始变得显著，最佳的MTO反应温度在400℃左右。这可能是由于在高温下，烯烃生成反应比积炭生成反应更快的原因。此外，从机理角度出发，在较低的温度下(T≤523K)，主要发生甲醇脱水至DME的反应;而在过高的温度下(T≥723K)，氢转移等副反应开始变得显著。综上所述，本设计反应温度为450℃，3.4.2反应压力改变反应压力可以改变反应途径中烯烃生成和芳构化反应速率。对于这种串联反应，降低压力有助于降低反应的耦联度，而升高压力则有利于芳烃和积炭的生成。因此通常选择常压作为反应的最佳条件。本设计反应压力为0.127MPa。常州大学E&P80 3.5甲醇制烯烃工艺流程及主要设备3.5.1MTO工艺流程本设计采用MTO技术，规模为300万吨/年的甲醇制烯烃项目，详细MTO工艺流程如下。（1）主要操作条件在高选择性催化剂上，MTO发生两个主反应：2CH3OH→C2H4+2H2O3CH3OH→C3H6+3H2O反应温度：450℃反应压力：0.127MPa再生温度：700℃再生压力：0.12MPa催化剂：SAPO-34反应器类型：流化床反应器（2）工艺概述MTO工艺由甲醇转化烯烃单元和轻烯烃回收单元组成，在甲醇转化单元中通过流化床反应器将甲醇转化为烯烃，再进入烯烃回收单元中将轻烯烃回收，得到主产品乙烯、丙烯，副产品为丁烯、C5以上组分和燃料气。MTO工艺是将甲醇转化为轻烯烃(主要是乙烯和丙烯)的气相流化床催化工艺。MTO单元由进料汽化和产品急冷区，反应/再生区，生产辅助区几部分组成。（3）转化工艺流程说明①进料汽化和产品急冷区常州大学E&P80 进料汽化和产品急冷区由甲醇进料缓冲罐，进料换热器，进料燃烧炉，洗涤水汽提塔，急冷塔，碱洗塔和产品/水汽提塔组成。来自于甲醇储罐的甲醇经过与水换热，进入燃烧炉初步气化，气化后进入第二级换热器，然后进入第二级燃烧炉，将温度提到400度，最后用泵送入MTO反应器。反应器出口物料送入急冷塔。一级急冷塔用水直接冷却反应后物料，同时也除去反应产物中的杂质。水是MTO反应的产物之一，甲醇进料中的大部分氧转化为水，由急冷塔底抽出的废水再回流至急冷塔进行回用。急冷塔顶的气相送入二级急冷塔，进行二次急冷和水洗，急冷塔底抽出的废水也进入污水水待处理装置。两级急冷过程中被换出的热量对原料进行预热，循环的冷凝水通过一个蓄水池进行循环使用，大大减少了对水的需求量，可以说这一部分可以达到零排放。这是本设计的一处亮点。同时，当循环水中甲醇浓度达到一定含量时，进入甲醇分离塔，回收甲醇，净化循环水。产品分离器顶部的烯烃产品送入烯烃回收单元，进行压缩，精馏和净化。②流化催化反应和再生区MTO的反应器是快速流化床型的催化裂化设计。反应实际在反应器下部发生，此部分由进料分布器，催化剂流化床和出口提升器组成。反应器的上部主要是气相与催化剂的分离区。在反应器提升器出口的初级预分离之后，进入多级旋风分离器。反应温度通过中间取热器将热量带走。MTO过程中会在催化剂上形成积碳。因此，催化剂需连续再生以保持理想的活性。待生催化剂通过待生催化剂立管和提升器送到再生器。MTO的再生器是流化床，由分布器（再生器空气）、催化剂流化床和多级旋风分离器组成。催化剂的再生是放热的。焦碳燃烧产生的热量取热器中产生的蒸汽回收。除焦后的催化剂通过再生催化剂立管回到反应器。常州大学E&P80 ③再生空气和废气区再生空气区由主风机、直接燃烧空气加热器和提升风机组成。主风机提供的助燃空气经直接燃烧空气加热器后进入再生器。直接燃烧空气加热器只在开工时使用，以将再生器的温度提高到正常操作温度。提升风机为再生催化剂冷却器提供松动空气，还为待生催化剂从反应器转移到再生器提供提升空气。提升空气需要助燃空气所需的较高压力。通常认为用主风机提供松动风和提升空气的设计是不经济的。然而，如果充足的工艺空气可以被利用来满足松动风和提升风的需要，可以不用提升风机。废气区由烟气冷却器，烟气过滤器和烟囱组成。来自再生器的烟气在烟气冷却器发生高压蒸汽，回收热量。出冷却器的烟气进入烟气过滤器，出过滤器的烟气由烟囱排空。（4）轻烯烃回收工艺流程说明进入轻烯烃回收（LORP）单元的原料是来自MTO单元的气相。LORP元的目的是压缩，冷凝，分离和净化有价值的轻烯烃产品（通常指乙烯和丙烯）。LORP单元由以下几部分组成：压缩，二甲醚回收，碱洗，去氧化物，干燥，炔烃转换，精馏。①压缩区压缩区由MTO产品压缩机，级间吸入罐和级间冷却器组成。在接近周围环境温度、压力下，MTO的气体物流送入LORP单元的压缩部分。为了回收烯烃产品，首先将操作压力提高到能浓缩和通过精馏来分离的压力等级水平是非常必要的。MTO产品压缩机是多级离心压缩机。压缩机的级间流在级间冷却器和级间吸入罐中冷却和闪蒸。由水和溶解的轻烃组成的级间冷凝物计量后通过级间罐回到上一级吸入罐。②二甲醚回收区常州大学E&P80 来自于最后一级压缩机冷却器的流出物送入二甲醚汽提负荷罐。在这里液态烃和水相是同时存在的。在二甲醚汽提负荷罐中两液相从烃类气相中分离出来。二甲醚在两相态中都存在。二甲醚如返回MTO单元反应器可转化为有价值烯烃。因此将二甲醚从轻烃中回收。液态烃被泵送到二甲醚汽提塔。二甲醚从液态烃中汽提出来并回到压缩机最后一级的级间冷却器。二甲醚汽提塔的纯塔底物冷却到环境温度后送入水洗区。出二甲醚汽提负荷罐的气相去氧化物吸收塔。在氧化物吸收塔中来自于MTO单元的水用于吸收产品气相中的二甲醚。带有二甲醚的水回到MTO单元。③碱洗区MTO气相产品中的二氧化碳产物在碱洗塔中脱除。碱洗塔有三股碱液回流和一股水回流来脱除残余的碱。碱洗区包括补充碱和水的中间罐和注入泵。废碱脱气后送出界区处理。二氧化碳脱除后，MTO气相产品被冷却然后送入干燥区。④干燥区MTO的气体产物需干燥处理，为下游的低温工段做准备。干燥区由两个MTO产品干燥器和再生设备组成。干燥器用分子筛脱水。来自于LORP单元的轻质气体用于再生干燥剂。再生设备由再生加热器，再生冷却器和再生分离罐组成。脱水后，再生的气体混入燃料气系统。干燥后的反应气送入精馏区的C2C3分离塔。C2C3分离塔的塔顶气压缩后送入乙炔转换区。⑤乙炔转换区脱乙烷塔顶气中包含C2和更轻的物料。物流中的副产物乙炔被选择加氢转化为乙烯。乙炔转化是气相催化工艺。⑥精馏区精馏区由脱C4+塔，脱甲烷塔，C2C3分离塔，乙烯精馏塔、丙烯精馏塔组成。在压缩，氧化物回收，碱洗和干燥之后，MTO产品气冷却后进入脱C4+塔。脱C4+常州大学E&P80 塔顶产品是混合的产品组分，由多级压缩机加压后送入脱甲烷塔。塔底为C4+组分，C4+组分经过裂解装置，增产乙烯。脱甲烷塔从混合产品物流中脱除轻杂质（包括甲烷，氢和惰性气体）。脱甲烷塔顶物送去做燃料气。脱甲烷塔底物送入C2C3分离塔。C2C3分离塔中乙烯产品与丙烯产品离开来。分离塔顶的纯物质送入乙烯精馏塔。塔底物进入丙烯精馏塔。乙烯精馏塔中精制的聚合级乙烯从塔顶出来，输送到乙烯产品储罐。塔底物为少量废液，主要是一些液态乙烷，经收集作为燃料气，进入燃料储罐。出C2C3分离塔的物料，依次进入两个丙烯塔，丙烯精馏塔中精制的聚合级丙烯从塔顶出来，输送到丙烯产品储罐。塔底物为少量废液，主要是一些液态丙烷，经收集作为燃料气，进入燃料储罐。图3.3精馏的流程示意图本设计将脱C4+塔放在最先，是从节能降耗的角度来考虑的。在丙烯精馏阶段，由于丙烯丙烷的沸点相差很小，不易分离，如果用一座塔，要一百多米，显然不可能。因此本设计将丙烯塔分成两段，1#塔顶馏出接入2#塔釜，2#塔釜物料用泵打入1#塔顶部，2#塔操作和普通精馏塔一样。综合考虑，我们认为这套方案为最优。3.5.2MTO主要设备常州大学E&P80 本装置主要设备包括：分离设备、反应器、再生器等。本装置的设备数量较多，压力均较低，少部分设备使用温度较高。大部分设备材料为碳钢，部分使用温度较高设备，采用不锈钢材料，少部分设备带有衬里，另有少量板式换热器采用其他材料。（1）反应器反应器是本项目的关键设备，体积大，结构复杂，设计温度较高，对制造工艺要求高，其中部分内件需进口，设备外壳须采用耐热不绣钢材料06Cr18Ni10Ti，外壳可与专利商协商国内制造。属超限设备，需现场制造。（2）再生器再生器是本项目关键的设备，体积大，结构复杂，设计温度较高，其中须用耐火材料衬里，对制造工艺要求高，其中部分内件需进口，设备外壳可国内制造。属超限设备，需现场制造。（3）重要泵类、压缩机及其他机械设备本项目涉及的泵类、压缩机及其他机械设备，能国内采购的，尽量国内采购，不能国内采购的，从国外引进。第四章C4的综合利用4.1C4馏分的利用现状4.1.1综述  我国C4常州大学E&P80 馏分的利用一般分两种，即工业利用和分离化工利用。工业利用包括不经加工直接作为燃料应用的液化石油气、掺入汽油调节蒸汽压、直接作燃料气使用和经化学加工生成液体燃料等多种形式。通常用来生产高辛烷值汽油组分，其中包括烃类和非烃类燃料。烃类如烷基化汽油、齐聚叠合汽油；非烃类如叔丁醇、甲基叔丁基醚等。分离化工利用是将C4馏分中各主要组分进行分离、精制，然后用来做各种化工产品生产的原料。由于C4馏分中各组分的沸点十分相近，有些组分的相对挥发度差别极小，采用简单蒸馏方法难以有效分离；还由于C4馏分中各组分的凝点较接近，低温结晶分离能量消耗极为可观，而且这两种分离方法都难以保证分离组分的纯度，因此还要进行后续的精制处理，使得加工成本大大增加。在石油炼制和石油化工生产过程中会副产大量C4烃类，如何充分合理利用这些副产资源，进行深加工产品的开发，已经引起了人们的广泛关注。20世纪80年代以前石油炼制过程中催化裂化(FCC)副产的C4主要用于生产烷基化汽油和叠合汽油，以及作为工业锅炉和民用的燃料；石油化工蒸汽热裂解C4馏分除其中的丁二烯部分用作合成橡胶原料外，亦多作为工业和民用燃料用。自20世纪90年代后，由于分离技术的进步，C4馏分分离后作为石油化工原料的应用不断得到发展。4.1.2工业利用途径（1）烷基化汽油烷基化汽油是由异丁烷和低分子烯烃在催化下所生成的一种异构烷烃混合物，它与含有大量烯烃的催化汽油和大量芳烃的重整汽油相比，有辛烷值高、两种物质辛烷值的差值小、挥发性好，燃烧后清洁性好的特点，是各种汽油的高辛烷值的调和组分，常成为航空汽油、无铅优质汽油的必要组分。（2）叠合汽油来自催化裂化、焦化及热裂化的副产气体中的丁烯和丙烯腈非选择性叠合或选择性叠合生产一种汽油的高辛烷值调和组分，或某种特定的产品如异丁烯选择叠合生产高辛烷值汽油、二异丁烯等，目前正在研究C4、C4常州大学E&P80 烯烃叠合生产高质量的柴油及喷气燃料的可能性。（3）齐聚汽油齐聚汽油是通过单体烯烃(包括丙烯、丁烯的二聚、三聚、四聚和丙烯、丁烯的共聚或共齐聚)2-4个少数分子所起的聚合反应而生成的高辛烷值汽油组分。法国石油研究院提供的Dimersol技术在工业上得到广泛应用，它将自流化催化裂化或蒸汽裂解的丙烯和(或)丁烯进行选择性二聚或共二聚以制取高辛烷值汽油掺合组分或石油化工原料。（4）MTBEMTBE是甲醇和含有异丁烯的混合C4在大孔强酸阳离子树脂为催化剂的作用下制得，裂解C4馏分经萃取蒸馏分离丁二烯后异丁烯含量高达35%-50%，以往这一馏分除掉丁二烯后大多作为气体燃料使用，现将其中近半数含量的异丁烯转化为高辛烷值汽油组分，提高了燃料的使用价值和汽油的辛烷值。MTBE生产工艺也可以作为分离C4中异丁烯的一种新的有效方法，MTBE作为中间化工产品，在一定条件和催化剂下裂解即可得到高纯度的异丁烯。还可将C4中的异丁烯进行一般转化和深度转化，可进一步分离提纯得到高纯度的1-丁烯和2-丁烯作为化工原料。（5）叔丁醇过去叔丁醇一般在工业上都是作为某一工艺过程的中间产物出现，美国ARCO公司利用异丁烷与丙烯共氧化生产环氧丙烷的同时联产叔丁醇，叔丁醇作为与甲醇相互配合的共溶剂，在甲醇汽油中显示出其独特的优点。汽油中掺入甲醇后，为了避免油中含水出现分层，加入叔丁醇共溶剂，不但可以提高油中的允许含水量，而且有助于提高汽油的辛烷值。叔丁醇又是制高纯异丁烯的主要原料。少量的叔丁醇用作溶剂，也用于化学合成。日本今年开发了以叔丁醇二步法氧化制甲基丙烯酸的工艺，为叔丁醇的化学利用开辟了新的途径。常州大学E&P80 4.1.3C4馏分的分离及化工利用  （1）C4馏分的分离l丁二烯的分离目前工业上通常用的丁二烯萃取精馏工艺有：二甲基甲酰胺(DMF)法、乙腈(CAN)法、N-甲基吡咯烷酮法(NMP)法3种，此外还有糠醛和β-甲氧基丙腈联合作萃取剂法和用醋酸铜胺(OAA)作络合剂的方法等。前3种工艺在我国都建有生产装置。对于这些引进的技术，国内各生产厂家都曾进行过多次的技术改造。吉林石油化学工业公司引进日本JSR生产技术，用乙腈经两段萃取精馏及脱重精制后分离聚合级丁二烯，最初能耗较高，经过1986年的改造现已达到JSR公司水平。我国对引进的DMF法工艺技术也进行了多次改进。北京燕山石油化工公司合成橡胶厂自装置投产以来，对原有生产工艺进行了100多项改造，该厂通过对萃取精馏系统、C4原料蒸发器流程、第一精馏塔循环采出系统、溶剂精制系统的改造，优化工艺和加强工艺控制。国内其他几套DMF装置根据各自的特点也进行了改造和提高。大庆石油化工公司和扬子石油化工公司在二萃塔板上增加了若干个筛孔，形成浮阀－筛孔复合塔板，增加了开孔率，还将各塔的降液管底隙改为40-60mm，齐鲁石油化工公司也进行了改造，增大了塔板间距，提高二萃塔生产能力，为适应生产的发展，齐鲁石油化工公司又新建了第2套DMF法装置，并将二萃塔径设计为Ф1.6m。另外还有兰州石油化工公司利用自行设计的乙腈法，建成国内第一套丁二烯工业生产装置，但因技术落后，能耗太大，于1988年和1996年先后对该装置进行了两次全面改造，改造后丁二烯收率由94%提高到97%，产品质量提高到99.6%-99.8%，萃余C4中丁二烯含量由原来的0.8%下降到40×10-6以下，CAN含量降至1×10-6以下，循环水和蒸汽用量分别减少了57%和32%。常州大学E&P80 北京燕山石油化工公司乙腈装置在1986年也进行了技术改造，主要增加了炔烃萃取径流系统，采取了一些节能措施。l丁烯的分离我国最早的1-丁烯的分离装置是齐鲁石化公司从日本瑞翁公司引进的，规模为1.5万吨/年，经过多年的消化吸收，整套设备现已国产化。装置采用的工艺路线为：未反应C4(混合C4经除去丁二烯和异丁烯后的余液)通过共沸精馏方法在脱异丁烷塔将以丁烷、水及一些轻烃从塔顶脱除；脱异丁烷塔底的C4经丁烯-1精馏塔精密精馏，从塔顶得到纯度大于99%(质量分数)的合格1-丁烯产品。l异丁烯的分离目前，异丁烯的工业分离方法主要有硫酸萃取法、吸附分离法、树脂水合脱水法、甲基叔丁基醚(MTBE)裂解法等。甲基叔丁基醚(MTBE)裂解法和其他方法相比，具有对设备无腐蚀，对环境无污染，工业流程合理，操作条件缓和、能耗低，产品纯度高，装置规模灵活性大，可以根据市场需求生产MTBE或异丁烯的特点，自开发成功至今一直是国内外生产异丁烯最主要的方法之一。另外，我国兰州化学工业公司研究院在20世纪60年代开始研究树脂法工艺，并于1973年在上海高桥化工厂和天津石化二厂实现了工业化生产。（2）分离后的化工利用途径l丁二烯丁二烯的下游产品包括弹性体和非弹性体两大类。弹性体有丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等；非弹性体有苯乙烯-丁二烯共聚胶乳、己二腈/己二胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂及其它聚合体和其它精细化学品。常州大学E&P80 目前，国外已经开发成功和即将开发成功的丁二烯化工利用新途径包括1，4-丁二醇和四氢呋喃、丁醇和辛醇、1-辛烯、己内酰胺/己二胺、乙苯和苯乙烯、二甲基萘等。l丁烯近年来，国内外研究的热点是通过烯烃歧化或催化裂解方法，使低价值的C4烯烃转化成高附加值的丙烯和乙烯产品。烯烃歧化工艺已在多家企业实现工业化生产，C4/C4烯烃裂解制低碳烯烃国外在近期可能实现工业化。生产聚1-丁烯也是1-丁烯的重要用途之一，具有较好的发展前景。二茂基过渡金属化合物/茂催化剂催化1-丁烯聚合是近年来的研究热点。1-丁烯二聚体及三聚体的主要产物为1-辛烯和十二碳烯，近年来国内也开始进行这方面的研究，但总的来说与国外仍有一定的差距。l异丁烯异丁烯主要用于生产丁基橡胶、甲基丙烯酸甲酯、聚丁烯或聚异丁烯或生产其它精细化学品。生产不同的化学品对异丁烯的纯度有不同的要求，含量大于50%的异丁烯可以生产甲基叔丁基醚、叔丁醇、聚丁烯和二异丁烯等；含量大于90%的异丁烯可以生产甲基丙烯酸甲酯、异戊二烯等；含量大于99%的异丁烯则可以生产丁基橡胶、聚异丁烯、2，4-二叔丁基甲酚、叔丁胺、特戊酸、甲代烯丙基氯等产品。l正丁烷正丁烷可生产丁烯和丁二烯、异丁烷、顺酐、醋酸、乙醛、甲乙酮、卤化丁烷、硝基丁烷、二硫化碳以及用作制氢原料等，还可用作气溶剂和发泡剂。从发展趋势看，正丁烷及其下游产品供大于求、利润率持续降低将是今后10年全球市场的主要特点。各种基于正丁烷的深加工路线如BPAmo2co-Lurgi合作开发的Geminox工艺、Huntsman-Kvaerner和BASF-Kvaerner的氧化-酯化-加氢工艺、DuPont公司的THF(四氢呋喃)工艺等将成为全球新的发展方向。生产乙烯是正丁烷最大且最具潜力的应用途径，但受其它裂解原料成本的制约。常州大学E&P80 正丁烷氧化制顺酐近年来发展很快，国外较为典型和先进的工艺技术路线有美国Lummus公司和意大利AluSuise公司联合开发的正丁烷流化床溶剂吸收工艺、英国BP公司开发的正丁烷流化床水吸收工艺、美国SD公司开发的正丁烷固定床水吸收工艺、意大利SISAS化学公司采用的正丁烷固定床溶剂吸收工艺。 我国利用正丁烷生产顺酐的技术还很落后，仅有的3套正丁烷法生产顺酐的生产装置目前有2套已经停产或转产。正丁烷氧化制醋酸副产甲乙酮是生产醋酸的传统路线，但近年来受到甲醇羰基化生产路线的冲击，各生产厂家已纷纷改变生产路线。l异丁烷目前国外利用较多的主要是炼厂和油田副产的异丁烷，其主要用于共氧化法生产环氧丙烷、脱氢生产异丁烯、芳构化制芳烃。采用异丁烷和丙烯共氧化法可生产环氧丙烷并联产叔丁醇，其中环氧丙烷是低成本生产1，4-丁二醇的原料。由于受到原料来源和联产品叔丁醇市场的制约，近年来新建的环氧丙烷装置多采用乙苯与丙烯共氧化法。异丁烷脱氢制异丁烯是解决异丁烯短缺问题的主要竞争技术之一，包括异丁烷无氧脱氢和异丁烷催化氧化脱氢两种技术。无氧脱氢生产异丁烯，已有几种工艺实现工业化。氧化脱氢技术仍处于研究阶段，由于受到催化剂选择性的制约没有突破性的进展。由于成本和环保方面的优势，异丁烷选择氧化生产甲基丙烯酸甲酯最近受到广泛关注。ElfAtochem公司和日本住友公司的以异丁烷为原料生产甲基丙烯酸甲酯的生产工艺取得了一定的进展，但还未取得突破。异丁烷在精细化工方面应用有，气溶胶促进剂、聚乙烯发泡剂、冷冻剂等，近年来被开发用作冰箱制冷剂CFC-12和HFC-134a的替代品。以C4和C4烷烃为主要组分的液化石油气芳构化制苯、甲苯、二甲苯也是C4常州大学E&P80 烷烃化工利用的重要途径之一。目前，国外已有4种工业化的C4烃芳构化工艺，所用的原料主要为C4烃的混合物，国内研究也取得了一定的进展。4.2提高C4资源利用价值4.2.1加氢精制，作乙烯裂解原料据专家预计，我国乙烯消费量到2010年将达到13Mt以上，目前石脑油仍是我国最主要的乙烯裂解原料，随着石脑油资源日渐短缺，寻找新的乙烯裂解原料对乙烯生产是非常必要的。尤其对于炼油化工一体化企业，炼厂气资源丰富，可以尝试将催化裂化C4组分进行加氢精制，饱和其中的烯烃，将其产品作乙烯料来使用，从而达到扩充乙烯原料资源的目的。 C4馏分因含有少量的二烯烃以及硫、砷等杂质，如直接将C4馏分作为蒸汽裂解制乙烯的原料，则烯烃在裂解炉中会发生聚合、环化、缩合和结焦反应，因此必须将烯烃除去。围绕这一技术难点，中国石油大庆石化炼油厂采用NGG催化剂，对所属企业的混合C4馏分进行了一系列的试验和加氢工艺条件的考察，并取得了可喜的效果。 中国石化石油化工科学研究院(RIPP)针对贵金属催化剂中存在的硫、砷导致催化剂中毒的问题，采用非贵金属催化剂，以国内某炼厂的C4馏分为原料，进行了系统的工艺条件和催化剂活性稳定性考察。  据专家估计，如果将催化裂化C4组分加氢精制，饱和其中的烯烃，将其作乙烯原料，异丁烷含量可达到80%，裂解产品中乙烯收率低，但是丙烯收率高。4.2.2C4烯烃歧化制丙烯解决C4馏分出路的一个重要途径就是采用歧化工艺生产丙烯。通过利用C4歧化技术发展低碳烯烃，尤其是丙烯、乙烯的生产，不仅合理利用了副产C4常州大学E&P80 资源，而且也是增产丙烯、提高企业经济效益的一条重要途径。一些欧洲和亚洲石脑油裂解制乙烯的厂商，因丁烯市场低迷，联产的C4馏分销售有压力，从而研究开发了C4烯烃歧化制丙烯技术，即利用乙烯和丁烯进行歧化生成丙烯的工艺过程。该技术可以在不降低石脑油裂解苛刻度的同时消化掉C4馏分，并增产丙烯。已工业化的工艺有Phillips(Lummus)公司的OCT4歧化工艺，IFP公司的低温歧化工艺已在示范装置上运行。其它工艺主要包括BASF公司的C4歧化工艺、南非的C4歧化工艺以及将MTO与C4歧化相结合的UOP工艺等。4.2.3C4烃类回炼增产乙烯、丙烯C4烃类回炼增产乙烯和丙烯不仅可提高炼油厂的综合效益，而且还可大大缓解国内乙烯、丙烯资源严重短缺的现状。C4、C4烯烃选择性催化裂解制乙烯、丙烯是国外近期正在开发的一项增产丙烯的新工艺，其代表性的工艺有Lurgi公司开发的Propylur工艺，KBR公司开发的Superflex工艺，Mobil公司开发的烯烃相互转化工艺(MobilolefinInterconversion，简称MOI)等，这些工艺均已得到中试验证，但尚未建工业装置。 近年来，全球丙烯需求增长速率已超过乙烯，丙烯来源又依赖于乙烯裂解装置和FCC装置，因而开发增产丙烯的各种工艺技术已成为全球石油化工生产技术中的一个重要发展动向，有必要继续密切关注。 4.2.4异丁烷氧化法生产环氧丙烷，联产叔丁醇 异丁烷氧化法生产环氧丙烷，联产叔丁醇是综合利用丙烯和C4常州大学E&P80 的新途径。环氧丙烷是重要的基本有机化工原料，目前的生产技术以氯醇法和间接氧化法为主。氯醇法在美国已被禁止使用，而我国目前仍以氯醇法为主，且装置以引进为主，已不适应越来越严格的环保要求。间接法是国际上成熟的无污染环氧丙烷生产技术，且生产成本低于氯醇法，主要有异丁烷法、乙苯法和Shell法。其中异丁烷法可以联产大量的叔丁醇，美国叔丁醇的大宗产量就是来自环氧丙烷生产装置。叔丁醇可作为汽油添加剂或化工原料出售，或脱水生成高纯度异丁烯，从而扩大MTBE的原料。即使不生产MTBE，异丁烯本身就是珍贵的有机化工原料，从而形成以丙烯产业为龙头，C4利用紧随其后的化工产业链。间接法环保、安全，发展前景较好。4.2.5MTBE-烷基化油联合装置为了适应日益苛刻的环保要求，生产高标号清洁汽油是炼油业面临的新课题。已建有甲基叔丁基醚(MTBE)装置的企业可利用异丁烯资源，采用间接烷基化技术将MTBE装置改建为既能生产MTBE又能生产烷基化油的联合装置，是增产烷基化油的好方法。  据专家论证，如果将现有的MTBE装置改造为间接烷基化-MTBE两用装置，比建设单一的烷基化装置或MTBE装置，更有利于解决我国当前和今后汽油清洁化进程中出现的问题。一方面MTBE是目前以及今后数年内我国汽油中重要的高辛烷值调和组分之一，而且作为一种过渡措施，在一定时期内还需要增加其产量，利用MTBE高辛烷值的优势，解决GB17930-1999标准时出现的辛烷值不足，这个阶段正是间接烷基化技术需求和成熟的增长时期，经过这个阶段，间接烷基化工艺在技术和经济两方面都能达到与丁烷直接烷基化工艺竞争的水平；另一方面，从长远来看，MTBE及其他醚类最终会被禁止在汽油中使用，因此，随着汽油清洁化的发展，联合生产装置可以逐渐过渡到完全的间接烷基化装置。目前该改造技术还需要从国外引进。常州大学E&P80 4.3本厂C4情况本厂C4主要来自MTO催化反应过程中的副产物，处理300万吨甲醇，将产生大约5%的C4，其馏分组成的特点是丁烯(尤其是丁烯-1、丁烯-2)含量高，几乎不含丁二烯、炔烃(或者含量甚微)，还有部分丁烷组分，其中的丁烯质量分数为75%左右。本厂催化反应副产C4馏分的组成如下表。表4.1C4馏分的组成项目组成/%流量/kg·h-1沸点/℃二烯烃+炔烃0.0000186.75—丁烷0.0018675-0.5丁烯-10.010840506.3丁烯-20.0276103503.7异丁烯0.0025937.5-6.94.3.1方案设计本厂的MTO甲醇制烯烃项目处理量较大，因此副产C4烃也会有相当的产量，因此，合理利用C4资源成为本厂亟待解决的问题，对此，经过研究讨论查看相关文献，根据我们的产品组分分布，我们提出两套方案：C4烃类裂解增产丙烯；烯烃歧化制丙烯。4.3.2C4裂解增产丙烯裂解增产丙烯的流程如下图所示常州大学E&P80 图4.1基于OCP技术的C4综合利用通过裂解C4组分，我们预计将在原有基础上增产丙烯，使得乙烯和丙烯的收率接近90%，带来可观的经济效益。4.3.3烯烃歧化制丙烯烯烃歧化制丙烯技术流程见下图图4.2烯烃歧化制丙烯技术流程通过引用国外的技术设备，预计增产丙烯7%左右，带来可观收益，同时设备投入大，没有核心技术，受到一定的制约。综合考虑，本设计选择将C4裂解制丙烯产品，返回到精制流程中，以增产丙烯。具体效益分析见第七章。常州大学E&P80 第五章厂址选择5.1厂区选择基本原则(1)厂址应符合国家工业布局，城市或地区的规划要求。(2)厂址宜选在原料、燃料供应和产品销售便利的地区。(3)厂址应靠近水量充足、水质良好的水源地。(4)厂址应尽可能靠近原有交通线，即交通运输便利地区。(5)厂址地区应具有热、电的供应。(6)选址时注意节约用地，不占用或少占用良田。厂区的大小、形状和其条件应满足工艺流程合理布置的需要，并应有发展的余地。(7)选址得注意当地自然环境条件，并对工厂投产后可能造成的环境影响做出预评价。(8)厂址应避开低于洪水位或在采取措施后仍不能确保不受水淹的地段。(9)厂址附近应建立生产污水和生活污水的处理装置。(10)厂址应不妨碍或不破坏农业水利工程，就尽量避免拆迁。(11)厂址应具有满足建设工程需要的工程地质条件和水文地质条件。(12)散发有害物质的工业企业厂址，应位于城镇相邻工业企业和居住区全年最小频率风向的上风侧，且不应位于窝风地段。上述原则的指导下，根据我厂具体情况，综合各方面的要求，我们初步筛选了3个厂址方案进行比较分析。表5.1场址选择条件编号制备方法评价标准A甲醇供应常州大学E&P80 B烯烃产品销售C产业及其链条D园区配套设施E铁路运输条件F公路运输条件G劳动力充足H销售情况I地理位置J土地供应K气候条件L水文地质情况M当地环境污染源N当地政策与法规O综合成本表5.2厂址评价对比表预选厂址方案评价标准ABCDEFGHIJKLMNO洋口化学工业园区＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊南京化学工业园区＊＊＊＊＊＊＊＊＊徐州沛县经济开发区＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊宁波化学工业园区＊＊＊＊＊＊＊＊＊常州大学E&P80 注：“＊”代表符合评价标准。5.2厂址选定综合评价结果，选定徐州沛县经济开发区为本厂建厂地址。5.2.1概况沛县经济开发区成立于2001年12月，位于江苏省最北部，东邻风景秀丽的微山湖。开发区规划面积65.5平方公里，区内道路通车里程50余公里，电力、通讯、热力、燃气、供排水等设施同步配套一应俱全。建区以来，开发区坚持把不断优化软硬环境作为园区发展的重要支撑，按照“小政府、大社会”的管理体制，建立了精简、高效的办事机构，全面推行“封闭式管理、开放式运行”的管理模式；立足高起点规划，坚持高标准建设，是投资经商的理想之地。常州大学E&P80 沛县是华东地区重要的能源基地，已探明煤炭储量23.7亿吨，高品位铁矿石储量1900万吨，50公里范围内岩盐储量220亿吨。境内8对矿井，年产优质原煤1200万吨。坑口电厂4座，总装机容量60万千瓦，年发电量40亿度。电力充足，电价优惠，入区企业可享受每度最高0.1元的电价综合补贴。农林资源特色鲜明，生态肉鸭、创汇特菜、优质稻米数量充足，牛蒡、山药、浅水藕等特菜种植面积达到40万亩，林地面积50万亩，活立木蓄积量220万立方米，年养生态肉鸭1亿羽，44种农副产品被省有关部门认证为无公害农副产品，23个农产品被国家认定为绿色食品。水资源丰富，总量26亿立方米。土地存量丰富，用地成本较低。沛县人力资源充足，适龄劳动力40万人，可为化工行业提供熟练工人。5.2.2选址优势选择徐州沛县经济开发区有以下优势：（1）原料来源方便2007年中国石化规划院编制完成了煤化工区域规划详规。其煤化工标志性项目徐州禄恒能源化工有限公司年产150万吨液相甲醇及IGCC发电项目也实现重大突破。同时徐州离山东较近，2010年中国甲醇产量最大的省份为山东，产量为333.82万吨，较09年相比有一定变化，完全足以满足本厂的生产需要。（2）建厂地区自然条件徐州市位于江苏省西北部，东经116°22′~118°40′、北纬33°43′~34°58′之间。东西长约210公里，南北宽约140公里，总面积11258平方公里，占江苏省总面积的11%。域内除中部和东部存在少数丘岗外，大部皆为平原。丘陵海拨一般在00－200米左右，丘陵山地面积约占全市9.4%。丘陵山地分两大群，一群分布于市域中部，山体高低不一，其中铜山区东北的大洞山为全市最高峰，海拔361米；另一群分布于市域东部，最高点为新沂市北部的马陵山，海拔122.9米。平原总地势由西北向东南降低，平均坡度1/7000--1/8000，平原约占土地总面积的90%，海拨一般在30－50米之间。常州大学E&P80 徐州市地处古淮河的支流沂、沭、泗诸水的下游，以黄河故道为分水岭，形成北部的沂、沭、泗水系和南部的濉河、安河水系。境内河流纵横交错，湖沼、水库星罗棋布，废黄河斜穿东西，京杭大运河横贯南北，东有沂、沭诸水及骆马湖，西有复兴河、大沙河及微山湖。拥有大型水库两座，中型水库5座，小型水库84座，总库容3.31亿立方米，以及众多的桥、函、渠、闸等水利设施，初步形成具有防洪、灌溉、航运、水产等多功能的河、湖、渠、库相连的水网系统。徐州属暖温带半湿润季风气候，四季分明，夏无酷暑，冬无严寒。年气温14℃，年日照时数为2284至2495小时，日照率52%至57%，年均无霜期200至220天，年均降水量800至930毫米，雨季降水量占全年的56%。气候资源较为优越，有利于农作物生长。主要气象灾害有旱、涝、风、霜、冻、冰雹等。气候特点是：四季分明，光照充足，雨量适中，雨热同期。四季之中春、秋季短，冬、夏季长，春季天气多变，夏季高温多雨，秋季天高气爽，冬季寒潮频袭。徐州地处南北相交之处，历史上有英雄美人的传说。湖光山色，刚柔相济，自然风光兼有北方的豁然大气和南方的钟灵秀丽。这里依山带水，岗岭四合，山围着城，城环着山，山水特色十分明显。黄河故道穿城而过，大运河傍城而流。向来被誉为“北国锁钥，南国门户”，自古便为兵家必争之地，素称“五省通衢”。（3）基础设施本开发区配套设施完善，已经进驻了一些大型化工企业，完全可以满足本厂的基础设施需要。（4）供水开发区自来水管网供水。（5）供电坑口电厂4座，总装机容量60万千瓦，年发电量40亿度。厂区采取一级供电。（6）供气城市天然气管网供气。（7）污水处理常州大学E&P80 沛县经济开发区污水处理厂项目厂址位于江苏省沛县经济开发区，徐沛铁路以西、萧何路以南的煤化工产业园内，位于萧何路和徐沛河的交叉处，挖工庄河南岸。污水处理厂总建设规模4.5万m3/d，尾水以重力流排入徐沛河。（8）产业链及其链条优势沛县是华东地区重要的能源基地，已探明煤炭储量23.7亿吨，高品位铁矿石储量1900万吨，50公里范围内岩盐储量220亿吨。境内8对矿井，年产优质原煤1200万吨。开发区基础设施已达到“五通一平”标准，可提供“七通一平”条件。区内高等级道路通车里程80余公里，电力、通讯、供排水、燃气等同步配套，绿化、美化和亮化工程同步跟进，项目承载能力大幅提升。目前已汇集了无锡益多集团、大屯煤电集团、江苏大屯铝业、中国雨润集团、深圳芭田股份、青岛啤酒集团、海韬光电、香港协鑫集团、四川希望集团等150余家国内外知名企业落户开发区。5.2.3政府政策县政府对重大项目实行重点企业挂牌保护等措施，未经批准，任何单位和个人不得进行检查、评比验收等活动，不得采取查封帐户、吊销营业执照等强制性措施。（1）土地政策l固定资产投入5000万元的工业项目，每亩收取土地费用3万元。l固定资产投入5000万元－1亿元的工业项目，每亩收取土地费用2万元。l固定资产投入1亿元以上的重大工业项目，采取“一事一议”的特殊政策。（2）财政政策城市基础设施配套费、教育地方附加费。新上固定资产投资5000万常州大学E&P80 元以上的工业项目及在工业区建设标准厂房，免收城市基础设施配套费、教育地方附加费。开发综合市场15万平方米以上、专业市场10万平方米以上，行政规费全免；开发综合市场10万—15万平方米、专业市场5万—10万平方米，行政规费收取50%。酒店、宾馆建设，经有权部门认定，行政规费先征后返，三星级的返还50%，四星级以上的全部返还。环保费用。符合国家产业政策投资5000万元以上的工业项目，自投产之日起，排污费按国家标准的10%征收。建筑工程质量监督费。新上固定资产投资5000万元以上的工业项目，建筑工程质量监督费按土建工程造价的1‰以内收取。白蚁防治费。新上固定资产投资5000万元以上的工业项目，只收取药物成本费(1.76元/平方米)。免收费用。新上固定资产投资5000万元以上的工业项目，免收土地登记费、建设工程抗震设计审查费、新型墙体材料发展基金、房屋拆迁管理费、散装水泥专项基金、工程定额测定费、城市道路占用挖掘费、防雷减灾费、城市垃圾处理费、利用城建档案资料服务费、产权登记费、环境监测服务费、绿化费、治安管理费、粮食风险基金、市场物价调节基金、防洪保安基金、人民教育基金等。劳动、国税、地税、房管、交通、工商、物价、国土、技术监督、公安等部门办理审批手续的工本费由投资方负担，劳务性规费减半收取。投资企业所需的水、电、气、热、运输（可以接入铁路专用线）、通讯条件，有关部门优先安排。（3）税收优惠企业所得税l新办工业企业，固定资产投入5000万元的，自经营之日起，企业所得税地方留成部分实行“两奖三减半”，即：前2年所征企业所得税地方留成部分全额奖励给该企业，后3年减半奖励。l固定资产投入5000万元－1亿元的工业企业，自经营之日起，企业所得税地方留成部分实行"三奖四减半"。常州大学E&P80 l固定资产投入在1亿元以上的工业企业，自经营之日起，企业所得税地方留成部分实行“四奖五减半”。l投资兴建省级以上部门认定的高新技术项目，当国家规定的企业所得税“两免三减半”优惠期满后，沛县另外再给予企业所得税地方留成部分“两奖两减半”。港、澳、台及外国投资企业，注册资金超过100万美元的，享受同等优惠。个人所得税固定资产投资5000万元以上的投资人依法经营取得的利润，5年内所缴个人所得税（地方留成部分）全额奖励给纳税人。其它税费l营业税。新上固定资产投资1000万元以上的饮食服务、文化娱乐和旅游设施项目，自经营之日起，营业税地方留成部分5年内50%奖给企业。l耕地占用税。新上固定资产投资5000万元以上的工业项目占用耕地，征收的耕地占用税地方留成部分全额奖励给企业。l土地使用税。新上固定资产投资5000万元以上的工业项目，5年内土地使用税地方留成部分全额奖励给企业。l城市建设维护税。新上固定资产投资5000万元以上的工业项目，5年内城市建设维护税地方留成部分全额奖励给企业。（4）政府补贴电力充足，电价优惠，入区企业可享受每度最高0.1元的电价综合补贴。5.2.4总结常州大学E&P80 综合各个方面的考虑，选址选择沛县不仅对本厂的发展有很大的优惠帮助，还对当地的经济发展起到了一定的扶持作用，因此沛县经济开发区适合作为本厂的厂址所在地。第六章组织机构与系统集成方案6.1组织结构本公司采用股份制。公司所有权与经营权分离，实行总经理负责制。公司属于高科技特大型企业，因此组织结构以授权型、扁平化、动态性为主要特征，强化部门界限，改变传统组织结构的刚性，增加快速反应能力，以实现公司整体最优化。公司组织结构如下：图6.1公司组织结构图总工程师副经理法律顾问总经理办公室人力资源部部财务部物流部后勤部生产部安全与环保监督部技术部市场部医疗中心再生器车间流化床反应车间急冷吸收车间产品分离车间副经理常州大学E&P80 6.2机构职权6.2.1股东会（1）决定公司的经营方针和投资计划（2）选举和更换董事、监事，决定董事、监事的报酬事项（3）审议批准董事会、监事会或者监事的报告（4）审议批准公司的年度财务预算方案、决算方案（5）审议批准公司的利润分配方案和弥补亏损方案（6）对公司增加或者减少注册资本作出决议（7）对发行公司债券作出决议（8）对股东向股东以外的人转让出资作出决议（9）对公司合并、分立、变更公司形式、解散和清算等事项作出决议（10）修改公司章程6.2.2董事会（1）负责召集股东会，并向股东报告工作（2）执行股东会的决议（3）决定公司的经营计划和投资方案（4）制订公司增加或者减少注册资本以及发行公司债券的方案（5）制订公司合并、分立、变更公司形式、解散的方案（6）决定公司内部管理机构的设置（7）聘任或者解聘公司经理及其报酬事项（8）制定公司的基本管理制度（9）制订公司的年度财务预算方案、决算方案常州大学E&P80 （10）制订公司的利润分配方案和弥补亏损方案（11）公司章程规定的其他职权6.2.3监事会（1）检查公司财务（2）对董事、高级管理人员执行公司职务的行为进行监督，对违反法律、法规、公司章程或者股东会决议的董事、高级管理人员提出罢免的建议（3）当董事和高级管理人员行为损害公司的利益时，要求董事和高级管理人员予以纠正（4）提议召开临时股东会议，在董事会不履行公司法规定的召集和主持股东会会议职责（5）向股东会会议提出议案（6）依照《公司法》的规定，对董事、高级管理人员提起诉讼（7）监事有权列席董事会会议，并对董事会决议事项提出质询或者建议6.2.4总经理（1）主持公司的生产经营管理工作，组织实施董事会决议（2）组织实施公司年度经营计划和投资方案（3）拟订公司内部管理机构设置方案（4）拟订公司的基本管理制度（5）制定公司的具体规章（6）提请聘任或者解聘公司副经理、财务负责人（7）决定聘任或者解聘除应由董事会聘任或者解聘以外的负责管理人员（8）董事会授予的其他职责常州大学E&P80 6.2.5部门设置表6.1公司部门职能表部门性质发展周期名称职能生产全阶段生产部根据市场部提供的信息制订生产计划根据研发部的研发生产产品，并对产品进行质检安装、维护、检修公司的生产设备完成成品的入库、出库工作维修全阶段维修部负责原料区、生料区、全场供水设备及供气设备的预防性维护计划和计划性检修计划的编制及计划的实施组织工作，负责所管辖区域设备突发性事故的处理工作，负责所管辖区域机械设备的维修管理、故障诊断、技术改造财务全阶段财务部制定公司的财务会计制度编制公司的财务报表负责公司员工薪酬和福利的发放负责公司的财务预、决算工作为公司融资提供融资方案管理第1～5年人事部公司员工的任免、考核、工资发放第6年及由原先的人事部进一步发展完善而来，统一进行人力资源管理，人才引进，人员变更、人员培训常州大学E&P80 长远发展人力资源部技术全阶段技术支持部对公司现有的工艺流程进行完善，负责项目技术文件和资料的管理工作，结合公司的年度开发计划调节生产计划，协同维修部门对公司设备定期进行检修，负责科技开发工作。市场、采购第1～5年营销部负责原料采购，乙烯丙烯市场推广与销售、客户服务工作收集市场信息，宣传企业品牌负责建立客户关系并进行维护负责提供产品的售后服务负责营销计划的制定、实施及调整工作第6年及长远发展销售部负责乙烯丙烯销售渠道管理，客户关系维护，市场推广与扩大收集市场信息，宣传企业品牌负责建立客户关系并进行维护负责提供产品的售后服务负责营销计划的制定、实施及调整工作采购部从原先营销部门中分离出来，负责原料采集客户服务部从原先营销部门中分离出来，专门负责提供良好的技术咨询服务和售后服务从而有利于维护客户关系，进一步提升品牌价值常州大学E&P80 6.3管理机制6.3.1公司管理策略公司采取总经理负责制，总经理负责日常的工作事宜，并对董事会负责；股东会是公司的最高权力机关，用来决定公司的发展战略和基本政策；董事会由股东会选举产生，可以任免总经理，进行公司的资本运营等。其他的部门负责人掌管各自部门的工作。公司成立之初就将确立系统化和制度化的管理原则，建立“产权清晰，职责明确，分工合理”的现代企业制度，借鉴国内外成功的高科技公司的管理模式，把高效率和低成本作为工作目标，强调“信誉第一，顾客至上”，一切围绕满足顾客的需求为公司的核心业务，在公司内部从生产管理，财务核算和人事管理等方面逐步建立起完整、有机、科学的管理体系。6.3.2公司激励策略在公司成立初期，员工的报酬主要以工资、福利、奖金等方式体现；公司发展壮大后，将逐步引入期权制度和让员工持有公司股份，以吸引更多高科技人才和管理人才加盟该分厂和激发广大员工的积极性，以期共生共息，不断促进公司的发展。与同行业相比，公司除给予员工上述报酬外还有建立了一系列的奖励措施，因为公司的发展离不开每一位员工的努力。（1）我们将建立“星级员工”制度：在各个部门每月评出若干名星级员工给予额外的奖励；（2）同时，对于优秀的员工在给予物质奖励时更注重提供精神方面的嘉许和奖励；常州大学E&P80 （3）我们会将公司打造成一个温暖的“大家庭”，除了用物质、精神等奖励措施还会不断提升员工的整体素养，用人文主义关怀每一位员工；（4）不断提高员工的政治觉悟与文化素质，倡导公司内部的民主集中。除此之外，在企业经过3～5年步入正轨后，公司将采取一系列的激励措施：l按业绩付酬制取消或部分取消了固定工资，采用基本工资、公司效益分红、公司福利相结合的弹性工资制度。l设计适当的股权激励方案企业最怕留不住优秀的管理人才。由于担心职业经理人流动频繁，于是想尽办法留住这些高管，保持管理人才的稳定性。因此以人力资本为激励对象的股权激励机制越来越受到追捧，不仅是上市公司，越来越多的非上市公司也开始实行股权激励计划。由此，我公司可以借鉴这个方案，在最开始为每个职工分发一定量小额度的股权，股权不允许转卖，与公司效益挂钩，激励好的人才留在公司发展。l人与事的配置最佳匹配制人与事的配置分析最终还要看对在岗位上的员工的使用情况，这是动态衡量人与事关系的重要内容。一般来说，人员使用效果经常用态度为基础，绩效的好坏与自身能力的强弱做比较。l建设有“企业认同感”的培训机制现代企业最需要的有认同感的员工，因此，本公司将大力开展一系列的公司文化展览，通过展板告诉员工公司的建设发展史，让老员工回忆，新员工受教育的文化月活动，效仿一些公司实行“技师工资制度”，对于公司内部一些有技术而没有职务的员工凭技术获得额外的技师奖金，激励大家对公司的认同感。同时，利用公司福利为员工建设活动及运动设施，锻炼大家的身体。常州大学E&P80 l“自由化”工作方式更强调结果，而不过多地强调过程。鼓励尊重不同风格，让员工知道，只要人人都始终保持高标准，他们解决问题的方式可以八仙过海，各显其能。6.4企业文化公司以“责任、创新、发展”为企业理念，秉承创新、求实、奉献、高效的企业精神，用完善的培训、良好的企业氛围、适当的激励机制培养诚实、正直、富有团队精神的一流员工，锐意进取、实事求是，合理利用资源，致力于可持续发展。公司名称为“E&P”，其寓意是在生产乙烯丙烯，利用过剩的甲醇产能生产社会发展必要的烯烃，同时减少对石油的消耗，为中国的能源事业，奉献自己的力量。图6.2公司战略示意图常州大学E&P80 6.5生产班制年工作日：330天。生产班制：除工厂管理及后勤人员等实行一班制工作，各主要工序为连续操作，其基本工作制度为四班三运转。6.6员工培训6.6.1工人、技术人员和生产管理人员来源由于工厂的主要生产装置技术含量高，自动化程度亦高。因此主要装置的操作工、检修工应具有大专以上文化程度，应从大专和技校中招聘。技术人员，生产管理人员可以从相类似的工厂调入具有实践经验的人员，也可吸收少量的高校毕业生进行培养。技术人员，生产管理人员应具有本科以上文化程度，部分人员应有实践及专业理论知识。6.6.2人员培训规划新建工厂人员的技术水平和素质要求较高，所以在建设初期，就应对人员进行培训。培训分专业技术知识和岗位技能适应性培训。（1）专业技术知识培训可分为管理、工艺、机械、设备、电气、仪表、计算机等专业培训。培训资料可采用国内同类工厂资料和本项目的技术资料。培训地点在本工厂进行，或在高等学校委培。（2）岗位、技能适应性培训常州大学E&P80 可按管理、工艺、电气、自控、总控、调度等专业按岗位对口进行。培训人员主要为工段长、操作工人和检修工人。培训地点可在同类工厂或成套设备制造厂进行。6.7系统集成方案对于像本项目这样的大型企业，企业间的系统集成，不仅能提高企业运营效率，而且能大大节约运营成本。企业应用系统集成EAI(EnterpriseApplicationIntegration)的定义是，将不同的信息资源的数据和业务事件互相衔接起来，实现跨越应用系统边界的集成。EAI的体系结构可以将企业不同的信息资源互相衔接起来，它的目的不是替换现有不同的平台、数据库、软件、主机系统和应用系统服务器，而是将它们有效地集成在一起。设计EAI体系结构遵从集成现有的信息系统、适应计算机技术变化的要求、封装软硬件的复杂性、集成后的系统易于使用和运行效率高的原则。EAI体系结构灵活、开放、可升级。仅包含五个基本元素，如下图所示。图6.3EAI体系结构信息资源(InformationResource):煤制甲醇厂/MTO分厂/客户。潜在的信息资源非常广泛，包括:数据库、应用系统、产品信息、包软件等。常州大学E&P80 适配器(Adapter):信息资源和适配器一起组成信息中介(InformationBroker)的客户端。事件(Events):通过TCP/IP网络，在适配器和信息中介间交换自描述的结构信息。发送事件是由信息中介客户端来发布(Publish)，接收指定类型的事件是通过信息中介客户端预订(Subscribe)来实现。每个事件都是分类的，以便互相区别。事件定义和它的语义数据存储在信息中介中，并由信息中介来管理。系统通过事件将信息资源集成到EAI系统。代理(Agents):包含业务处理规则的软件组件，通过预订指定的事件类型，将业务规则和数据转换应用到该类事件上，并将处理结果作为另一类事件来发布。代理也是一种信息中介客户端。信息中介(InformationBroker):管理客户端间事件传递，是管理、维护、安全的控制中心，是事件流的中心。通过基于EAI架构的系统集成，本厂可以建立系统整合的基础，从而获得下列好处:Ø业务流程标准化、自动化、流程化:利用EAI产品的自动化能力，确保业务流程管理(BPM)得到清晰的划分，局部的变化不再对企业整体运作造成影响。同时煤制甲醇厂与MTO分厂能在产品，信息，资源上实现即时交流，提高效率。Ø集成的，基于WEB的基础设施和通用用户体验。企业可以对后台系统的数据传输进行控制，并在基于WEB的企业门户中显示这些信息。Ø降低系统实施和运作的成本。EAI架构能够更加灵活地根据战略市场转移添加或者改变业务能力，同时在现有系统中对数据集成进行有效的管理。Ø常州大学E&P80 降低对于多个系统的依赖。企业可以对那些功能和数据重复的系统进行有选择的淘汰和整合，从而降低旧有系统的人力操作成本。第七章经济效益分析7.1甲醇交易世界甲醇生产能力总体增长较快，2005年至2008年间，世界甲醇生产能力年均增长率达14.5%，远远高于同期乙烯产能3.1%的增长速度，而同期甲醇需求年均增长率为6.5%。到2008年，全球甲醇生产能力已达6859万t/a，而当年甲醇产量达到4126万t，装置平均开工率为60.7%，全球甲醇供应已呈过剩状态。7.1.1甲醇交易简介2009年全球甲醇总产能为5041万吨，集中在南美、中东、澳大利亚和中国，预计2010年产能将突破6000万吨。图7.1世界甲醇产能分布常州大学E&P80 2010年，世界甲醇生产能力达到6400万吨/年，2015年达到7200万吨/年，供应能力大于市场需求，竞争将会加剧，一些不具竞争力的小装置或原料价格较高地区的甲醇装置将关闭。图7.2世界甲醇供需能力预测图7.3国际甲醇市场价格走势图7.1.2中国甲醇交易市场常州大学E&P80 （1）市场长期供过于求2010年底，国内甲醇在建项目共有25个，合计产能861万吨，总产能预计2953.4万吨，产量预计只有1480万吨，开工率乐观估计也只能达到50%。（2）进口冲击压制价格2009年，沙特阿拉伯、伊朗、卡塔尔、阿曼占我国甲醇进口总量的64%。（3）醇醚标准出台醇醚燃料的应用一旦打开，甲醇过剩就不会这么严重图7.4国内甲醇市场价格走势7.1.3甲醇对本厂建设的意义低成本是甲醇生产企业竞争的核心也是生产企业采取的重要竞争战略是企业安身立命的关键。7.2乙烯、丙烯交易全球石化产品生产正在进一步向原料丰富的中东地区转移。2009～2015年超过1900×104t/a常州大学E&P80 的乙烯新生产能力将在中东地区投产，中东将取代北美、西欧和日本成为世界领先的石化产品(如聚丙烯、聚乙烯和乙二醇)生产地区。到2015年中东聚丙烯和聚乙烯的生产能力将分别达到990×104t/a和2260×104t/a，该地区聚丙烯生产能力占全球市场的份额将从2008年的9%提高到2015年的13%；聚乙烯生产能力占全球市场的份额将从2008年13%提高到2015年的19%。此外，中东乙二醇的生产能力将从2009年的620×104t/a增加到2014年的880×104t/a，该地区乙二醇生产能力占全球市场的份额将从28%提高到32%，其中大部分将用于出口，因为中东乙二醇生产能力已经超过北美。北美乙二醇的市场份额将从2009年的19%下降到2014年的14%。据业内人士分析，2011年全球乙烯需求有望在2010年的基础上增长约5%，总需求将达到约1.15亿吨/年；而丙烯需求将增长约5%至7350万吨/年。据称，2011-2012年全球乙烯产能有望增长约4.5%至约1.4亿吨/年。中东地区的乙烯产能将快速增长，2014年前的年均增速将达到17%；而亚洲地区次之，年均增速为5%。7.3经济分析本工艺经济效益分析应用AspenProcessEconomicAnalyzer软件进行辅助分析。7.3.1工艺装置及单元装置资产估算参照设计设备的附录，应用AspenProcessEconomicAnalyzer软件进行分析，得到以下结果。表7.1设备投资估算总表INVESTMENTCurrencyConversionRate6.25USD/U.S.DOLLAR常州大学E&P80 TotalProjectCapitalCost1,634,325,067.24USDTotalOperatingCost71,057,611.61USD/YearTotalUtilitiesCost2,918,437.62USD/YearDesiredRateofReturn20.00Percent/"Year由于该软件的默认为北美地区，货币单位为美金，因此汇率换算参照现在的人民币对美金的汇率比，设定为6.25。同时，计算中舍去通用工程、土木建设投资以及人员劳资的消耗（另算）。另外这里的USD已经换算成人民币RMB。从表中可以看出，本项目的总投资金额为10，214，531，670元，操作费用为444，110，072，25元/年，设备消耗费用5，443，243.19元/年。其他设备的估算：表7.2其他设备投资估算总表设备数量价格/元流化床反应器210,000,000再生器14,000,000干燥器2200,000储罐（大小不一）1845926872总计：60,126,872备注：储罐的价格是通过质量以及相应材料的价格估算的综上，除去工时以及原材料费用，总投资金额为10，274，658，540元7.3.2成本费用估算表7.3原材及辅助材料估算表名称年需求量/吨单位成本元/吨年度成本（元RMB）工业甲醇（96%W）3,000,0002,3507,050,000,000常州大学E&P80 催化剂350300,000105,000,000碱液（30%W）146,06764093,482,880总计7,248,482,8807.3.3公用工程费需要求算的设备维护、检修、操作以及施工等费用，已包含在EconomicAnalyzer的软件计算内。表7.4定员及工资一览表职位定员个人工资（万元/年）工资合计（万元/年）总经理15050副经理23060总工程师425100办公室主任21020职员4520人力资源部部门经理21020职员8540后勤部主管11010保卫20360维修12336餐饮503150仓库与配货20360常州大学E&P80 市场营销部部门经理21020职员8540财物部部门经理21020职员8540质保安全部主管21020质检安全化验8540技术开发部主管21020职员8540生产部部门主管11010控制中心主任188职员12560反应车间主任188负责人4624职员8540急冷水洗车间主任188负责人4624职员8540氧化物吸收车间主任188常州大学E&P80 负责人4624职员8540精馏车间主任188负责人4624职员15575产品部产品车间主任188负责人4624职员8540员工工资成本1971659计划用于支付员工工资总成本为1659万元，在此基础上提50%作为奖金激励，30%作为员工工资福利，15%为企业公关活动费，10%为员工技能培训费。因此，总工资成本为3400万元/年。l土木工程费用初步规划厂区建设费用约10亿元。l运营成本流水由AspenProcessEconomicAnalyzer软件计算得到：表7.5成本流水ITEMUNITSTW(NumberofWeeksperPeriod)Weeks/period52.00T(NumberofPeriodsforAnalysis)Period20.00DTEPC(DurationofEPCPhase)Period1.35DT(DurationofEPCPhaseandStartup)Period1.73常州大学E&P80 WORKP(WorkingCapitalPercentage)Percent/period5.00OPCHG(OperatingCharges)Percent/period25.00PLANTOVH(PlantOverhead)Percent/period50.00CAPT(TotalProjectCost)Cost1,634,325,067.24RAWT(TotalRawMaterialCost)Cost/period0.00PRODT(TotalProductSales)Cost/period0.00OPMT(TotalOperatingLaborandMaintenanceCost)Cost/period0.00UTILT(TotalUtilitiesCost)Cost/period2,918,437.62ROR(DesiredRateofReturn/InterestRate)Percent/period20.00AF(RORAnnuityFactor)5TAXR(TaxRate)Percent/period40.00IF(RORInterestFactor)1.2ECONLIFE(EconomicLifeofProject)Period10.00SALVAL(SalvageValue(PercentofInitialCapitalCost))Percent20.00DEPMETH(DepreciationMethod)StraightLineDEPMETHN(DepreciationMethodId)1ESCAP(ProjectCapitalEscalation)Percent/period5.00ESPROD(ProductsEscalation)Percent/period5.00ESRAW(RawMaterialEscalation)Percent/period3.50ESLAB(OperatingandMaintenanceLaborEscalation)Percent/period3.00ESUT(UtilitiesEscalation)Percent/period3.00常州大学E&P80 START(StartPeriodforPlantStartup)Period2.00PODE(DesiredPayoutPeriod(excludingEPCandStartupPhases))PeriodPOD(DesiredPayoutPeriod)PeriodDESRET(DesiredReturnonProjectforSalesForecasting)Percent/Period10.50END(EndPeriodforEconomicLifeofProject)Period11.00GA(GandAExpenses)Percent/Period8.00DTEP(DurationofEPPhasebeforeStartofConstruction)Period0.75OP(TotalOperatingLaborCost)Cost/period13,002,794.77MT(TotalMaintenanceCost)Cost/period1,920,254,367.3.4资金来源及筹措方式本项目总投资额约为1027466万元，其中从XX银行贷款500000万元，贷款利率为5.76%，其余由企业自有资金注入。本项目建设期按一年考虑，建设期贷款利息为2880万元，项目生产期为10年，建设投资在建设期内全部投入。银行贷款还款方式贷款总额为500000万元，贷款期限为5年，采用每年等额偿还本息的方法还款，则每年还款金额A为：常州大学E&P80 P=500000万元，i=5.76%，n=57.3.5盈利分析（1）销售收入表7.6销售收入表产品品级工业级产量(kg/h)单价元/吨总收入（万元RMB）聚合级乙烯99.90%w649117400384，652聚合级丙烯99.60%w6278611800652，517C4裂解制丙烯99.60%w48381180045，671水蒸气中压16000025032，000合计1，114，845如果C4组分全部回炼成聚合级乙烯，则估计会增产10％的聚丙烯，则增值约38465万元；如果C4组分全部回炼成聚合级丙烯，则估计会增值7％的聚丙烯，则增值约45676万元。综上所述，C4组分回炼成聚合级丙烯较优。（2）税率表表7.7税率表税种计税依据税率企业所得税高兴技术产业优惠15%营业税劳务收入15%增值税产品销售收入17%教育附加费应缴增值税、营业税3%城市维护建设应缴增值税、营业税7%常州大学E&P80 （3）盈利分析表7.8十年的亏盈表（1）序号项目第一年（建设期）第二年第三年第四年第五年1现金流入1.1销售收入011148451114845111484511148451.2回收固定资产余值000001.3回收流动资金00000小计011148451114845111484511148452现金流出2.1建设投资102746600002.2流动资金340034003400340034002.3经营成本07698047698047698047698042.4销售税金加附加02523682523682523682523682.5贷款本息偿还-5000001179251179251179251179252.6所得税00000小计530866-1025572-1025572-1025572-10255723净现金流量-53086694229942299422994229累计现金流量-530866-441593-347364-253135-158906表7.9十年的亏盈表（2）序号项目第六年第七年第八年第九年第十年常州大学E&P80 1现金流入1.1销售收入111484511148451114845111484511148451.2回收固定资产余值000001.3回收流动资金00000小计111484511148451114845111484511148452现金流出2.1建设投资000002.2流动资金340034003400340034002.3经营成本7698047698047698047698047698042.4销售税金加附加2523682523682523682523682523682.5贷款本息偿还11792500002.6所得税8361383613836138361383613小计-1109185-1009185-1009185-1009185-10091853净现金流量566089273892738927389273累计现金流量-153246-6397325300114573203846备注：单位均为万元，数字四舍五入为整数。（4）盈利能力分析①静态指标l投资利润率：投资利润率=年利润总额/总投资额*100%=33.6%>26%（化工行业标准投资利润率），故项目方案可行。（注：总投资额为固定资产总投资加建设期利息加流动资金。）常州大学E&P80 l投资利税率：投资利税率=年利税总额/总投资额*100%=42.7%>38%（化工行业标准投资利税率），故项目方案可行。l投资收益率：投资收益率=投资收益（税后）/总投资额*100%=25.6%>25%（工业化学品一般风险项目标准收益率），故项目方案可行。l投资回收期：静态投资回收期=（累计净现金流量开始出现正值的年份数）-1+（上年累计净现金流量绝对值/当年净现金流量）=7.91年。表7.10静态指标总结表静态指标投资利润率投资利税率投资损益率投资回收期本厂计算数据33.6%2.7%25.6%7.91化工行业标准26%38%25%无可行性分析可行②动态指标净现值计算：l财务内部收益率（FIRR）：FIRR=0.215大于标准内部投资收益率，故项目方案可行。注：(CI-CO)t为第t年的净现金流量。E注：i0——基准折现率，取10%；常州大学E&P80 t——年份；n——项目方案的寿命周期;表7.11净现金值表年份t（CI-CO）t（1+in）tENPV10-5308661-53086621942291.185662.7272732942291.2177875.2066143942291.33170795.6423754942291.464164359.674896556601.610513514.41468976892731.77156127813.3239687892731.948717125797.9980898892732.1435888123452.72553109892732.35794769121320.65957111056602.5937424619382.41779121156602.85311670617620.37981131256603.13842837716018.5271141356603.45227121414562.29736151456603.79749833613238.45215161556604.17724816912034.9565171656604.59497298610940.86954181756605.0544702859946.24504191856605.5599173139042.040945201956606.1159090458220.037223常州大学E&P80 NPV733NPV=733>0，方案可行。7.3.6不确定性分析(1)盈亏分析在某些情况下，企业的产品成本与产量呈线性关系，用下式表示：CT=CF+CVNS=(P-T)NQBEP=CF/[(P-T)-CV]式中：CT——年总成本；CF——年总固定成本；CV——单位产品的可变成本；N——年总产量;QBEP——盈亏平横点产量；P——单位销售收入（含税）；T——单位产品的销售税金，S——企业税后销售收入。用第8年的税率进行分析：CT=769804万元CF=46188万元S=1114845-83613-1031232万元CV=（769804-46188）/=241205.33万元/万吨P-T=（1114845-252368-83613）/3=259621.33万元/万吨在盈亏平衡时，销售收入S等于生产总成本QBEP=2.51万吨常州大学E&P80 盈亏平衡点率FBEP=2.51/3×100%=83.6%即投资回收完成后，项目减产幅度不大于83.6%，认可盈利。(2)敏感性分析对项目的敏感性分析时，我们以经营成本+税、销售收入为为分析变量，同时变动对净现值进行双因素敏感性分析。表7.12净现金流量表指标年份12~567~10销售收入0111484511148451114845经营成本+税1027466102557211091851025572净现金流量-102746694229566089273计算过程：NPV=3047004-6986600x+10033606z备注：x为经营成本，z为销售价格。对上式，令NPV=0，则有:3047004-6986600x+10033606z=0求出净现值指标可行性的临界线性方程为：z=0.70x-0.30该方程在坐标图上表示出来，如图6-2所示。如果临界线的上方区域NPV＞０，则方案可行区域，其他区域为不可行区域。常州大学E&P80 图7.5双因素敏感性分析第八章社会效益分析8.1对能源紧缺的影响在世界范围内对于石油而言，短期有价格上涨、供应不稳定的问题；长期有资源储藏量有限，从而产生“石油危机”的问题。因此世界各国开始致力于非石油路线制乙烯和丙烯等低碳烯烃的技术开发，其中以天然气或煤为原料经甲醇制取低碳烯烃的技术逐渐成为研究开发的热点。考虑到我国的能源结构为“多煤，缺油，少气”，所以研究以天然气或煤为原料取代以石油为原料制取低碳烯烃技术意义尤为重大，这关系到我国的能源安全问题。8.2对当地经济发展的影响常州大学E&P80 在沛县，工业主导地位增强。第二产业在三次产业中增幅最高、增速最快。经济总量连上台阶，产业结构明显优化。当地经济条件较好，该项目符合当地经济发展的需要和要求。可以有力的促进当地的经济发展，可以提供千余个就业机会，为该地区的平稳发展具有较大的推动作用，为构建和谐城市作出贡献。8.3对推广科技进步的影响MTO技术实现了烯烃生产实现了原料的多样化，为国家节约了能源。实现这种技术一些国家不仅能在石油突然上涨时避免产生“石油危机”，而且可以据此抑制石油及石油产品价格的快速上涨。8.4对当地环境的影响8.4.1项目对当地环境的影响随着国家、社会对环保越来越重视，清洁工艺，环境友好工艺越来越成为发展的趋势。本工艺对水电的依赖相对较大，因此我们通过工艺优化，将冷却过程使的水循环，不会过度消耗当地水资源，将用水量降到最低，同时通过能量集成分析减少耗电量。由于拟建厂位于徐州沛县经济开发区，不占用农田，产品及原料不会对当地环境产生较大影响。而且本厂冷却过程使用循环水，不会过度消耗当地水资源。8.4.2生产过程对当地环境的影响本工艺用甲醇生产烯烃，原料从经济园区甲醇厂获得原料，消耗了本地区内的甲醇，减少了甲醇的运输费用，减少成本。为了实现“零污染，零排放”的绿色化工的目标。本工艺采用MTO技术生产烯烃，仅有少量的二氧化碳产生，不会产生大量污染物。常州大学E&P80 8.5对长远发展的影响2007年我国乙烯生产能力约为966．5万t/a，中国乙烯工业将迅速发展，预计2010年乙烯产能将达1784万讹，比2006年的966．5万t/a增加817．5万t/a。据有关部门预测，2010年我因乙烯需求量将达到2500万~2600万t，生产能力将达到1400万t/a，只能满足国内需求的55%。2020年我凶乙烯需求量将达到3700万~4100万t，生产能力将达到2300万t/a，只能满足国内需求的60%左右。第九章可行性研究结论与建议该项目采用MTO技术设计，采用目前国内先进可靠的技术和设备，项目的建设可进一步提高公司在国际国内市场的竞争力，同时甲醇的转化率高，是一种清洁环保的高新技术。项目符合国家的产业政策、能源和环境保护政策。该项目产品烯烃（主要是乙烯和丙烯）是重要的工业生产原料，并且能实现国家能源替代政策，符合国家能源安全政策，有利减少国家石油供应风险。项目产品产业关联作用强，能有效解决乙烯丙烯和石油供应不足等问题。具有极大的环境效益、社会效益及经济效益。通过市场分析，技术方案论证，技术经济分析，我们得出该项目的建设是可行的、必要的。常州大学E&P80'