强烈推荐年产3万吨无水酒精生产工艺车间初步设计可研报告.docx
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强烈推荐年产3万吨无水酒精生产工艺车间初步设计可研报告
海南大学材料与化工学院
可行性研究报告
项目名称：
年产3万吨无水酒精生产车间工艺初步设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
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涉密论文按学校规定处理。
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日期：
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一、总论…………………………………………………….41、项目简介…………………………………………………....42、项目提出的背景……………………………………………..4
3、项目建设必要性…………………………………………….4
二、需求预测………………………………………………..51、拟建项目产出物用途调查………………………………...52、产品现有生产能力调查............................63、市场需求及其下游需求分析........................64、酒精行业发展趋势预测……………………………………8
三、产品工艺技术方案及生产规模………………………..9
1、产品工艺技术方案…………………………………9
2、生产规模…………………………………………10
四、资源可靠性、原材料、燃料的供应及公用设施情况………………………………………………………10
1、原材料……………………………………………..10
2、动力供应…………………………………………...11
3、公共设备……………………………………………11
五、项目实施规划和安排…………………………………12
1、建厂要求…………………………………………..12
2、环境保护……………………………………………14
3、企业组织和管理方式、人力资源…………………14
4、项目建设进度安排………………………………….14
六、投资估算和资金筹措…………………………………15
1、投资估算…………………………………………….15
2、资金筹措…………………………………………….17
七、项目投资效益可行性分析……………………………18
八、风险因素分析和对策…………………………………19
1、风险因素…………………………………………….19
2、风险应对策略……………………………………….20
九、社会效益评价…………………………………………21
一十、附件……………………………………………………22
一、总论
1、项目简介
产品名称：
无水酒精
生产规模：
年产3万吨
酒精学名乙醇，结构式为CH3CH2OH，相对分子质量为46。
酒精既是食品、化工、医疗、染料、国防等工业十分重要的基础原料，又是可再生的清洁能源。
酒精生产工业化始于19世纪末，至今已有百余年历史。
酒精工业化生产有两种方法，即化学合成法和生物发酵法。
化学合成法是以乙烯为原料加水合成酒精，其杂质含量较多，应用受到限制。
生物发酵法是以淀粉为原料或糖蜜原料等通过微生物发酵产生酒精，其杂质含量较低，广泛应用于饮料、食品、香精、调味品和医药等工业。
酒精在国民经济中占用较重要的地位，随着国民经济的发展，世界石油储量的锐减、环境保护工作的加强和车用汽油醇需求量的增加，酒精的用途将更为广泛，酒精的需求量将与日俱增，酒精工业的前途将日趋灿烂。
人类一直在寻找新的能源替代物，巴西、美国、加拿大等国早已将燃料酒精的开发利用列入计划付诸实施。
无水酒精添加到汽油中，不仅可以代替部分汽油，而且可以提高汽油的辛烷值，增加汽油的抗爆性，免去了汽油中防爆剂铅化合物，减少了汽油燃烧时一氧化碳、氮氧化物和铅的污染，有利于保护环境。
因此，无水酒精的生产十分必要。
①
2、项目提出的背景
酒精工业是基础的原料工业，其产品主要用于食品、化工、军工、医药等领域。
近年来在原油价格持续高位运行的刺激下，燃料乙醇的旺盛需求推动全球酒精产量强劲增长，美国超越巴西成为第一大酒精生产国。
美国、巴西、欧盟及中国是当前全球酒精行业的主要经济体。
中国酒精工业的发展已有近百年的历史，但工业基础十分薄弱，建国后，随着国民经济的发展和白酒液态法生产法的推广，酒精工业进入崭新的发展阶段。
黑龙江、吉林、山东、安徽、河南、广西等地酒精制造业较为发达，是目前中国酒精的主要产区。
2009年中国酒主产区转移和向大型化发展的趋势将继续保持，大型和中型酒精企业在市场中已经占据主导地位。
部分落后产能将会在市场竞争中被陆续淘汰，中小型酒精生产企业将面临重组整合的严峻考验。
近年来，不少企业因环保压力无法正常生产，十一五期间国家将淘汰工艺落后、环保不达标及年产三万吨以下装置160万吨，可见环保问题已不仅仅是国家倡导的科学发展观问题，眼前更是各酒精厂家能否存在的大问题。
3、项目建设必要性
1、符合国家产业政策，并得到部分省发改委鼓励；
2、国内需求长期高涨，产量不能满足下游需要；
3、产量大,能耗低，自动化程度高，技术成熟
4、没有技术转让费用，一线生产技术由本方掌握，投资方进入本行业门槛低；
5、上游原材料市场供给充分，且价格适中。
6、热泵恒沸精馏工艺惟一的副产物是原料酒
精的水分,因此严格控制生产操作,可实现无污
染、零排放,可减轻对环境的热污染,是一种清洁
生产工艺。
二、需求预测
1、拟建项目产出物用途调查
酒精工业在国民经济中占有重要的地位，是许多化工产品的基础原料，利用酒精可以制造合成橡胶、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙二醇、丙醋酸、苯胺、乙醚、脂类、环氧乙烷、氯乙醇、二氯乙烷和乙基苯等大量化工产品，它也是生产油漆和化妆品不可缺少的有机溶剂。
在食品工业中，酒精是配制各类白酒、果酒、洋酒（俄得克、威士忌等）、药酒和生产食用醋酸以及食用香精的主要原料。
在医药工业中，酒精不仅可用于配制、提取医药制剂，也是最常用的医学消毒剂。
染料、电子、国防、航空等其他工业部门也需要大量的酒精。
酒精工业是农副产品深度加工和综合利用的一条重要途径，可提高农副产品的附加值，吸纳农业剩余劳动力，带动农业产业化的发展。
酒精工业的下脚料（酒糟）可以生产优质蛋白饲料；玉米油是对人体有益的保健食品；精馏分离的副产品—杂醇油可以用于制造香料、油漆和增塑剂，是一种常用的工业溶剂；发酵产生的二氧化碳可以回收用于食品、化工、铸造、焊接、烟草、医药、石油、消防、气象、超临界萃取等工业领域，也是农业大棚作物的优质气体肥料。
最具有发展前景的是，酒精作为一种可以再生的能源，可以直接作为汽车燃料，也可以以5~20%的比例加入汽油中而成为新的能源产品—汽油醇，而且不需添加抗暴剂四乙基铅生产无铅汽油，减少汽油燃烧的废气污染。
随着石油等不可再生能源日趋枯竭，酒精工业在世界经济的地位将越来越加重要。
2、产品现有生产能力调查
中国酒精工业的发展已有近百年的历史，解放前，我国酒精工业基础十分薄弱，只有沿海、东北、四川等地的小生产厂家。
建国后，随着国民经济的发展和白酒液态生产法的推广，酒精工业进入崭新的发展阶段。
黑龙江、吉林、山东、安徽、河南、广西等地酒精制造业较为发达，是目前中国酒精的主要产区。
到目前为止，有生产厂家100多家，生产规模年产量达20万吨年厂家2个，5万—10万吨年厂家9个，万吨以上厂家约100多个，其余为千吨及千吨以下小厂家。
目前，我国年生产酒精能力约500万吨，其中商品酒精约200万吨，自产自用酒精约300万吨。
我国酒精工业通过数十年的努力，在生产和技术上有很大提高，但是，在生产节能、综合利用、自动化等方面与国际先进水平还有一定距离。
随着经济的发展，酒精工业在我国国民经济发展中占有重要地位，酒精工业在轻工业中所占比例逐渐增大，从而为国民经济发展做出突出贡献。
发酵酒精行业的总体情况是：
酒精产量较前年略有增加，其中山东、广西、云南、新疆、天津、安徽有较大幅度增长，山西、内蒙古、江苏、江西、四川、宁夏有一定增长，而其它省市有所减少；行业销售收入增长7.29%，但销售费用增长近14.2%，销售收入利润率进一步降低，经营状况不佳，资产负债率高达93%，居酿酒行业各酒种之首。
②
3、市场需求及其下游需求分析
酒精产业环境：
4、酒精行业发展趋势预测
我国酒精生产基本上是发酵法，合成酒精只占3.5%，这一趋势在“十五”乃至更长的时间仍将维持。
根据《全国酒精行业“十五”计划和2015年规划（草案）》，“十五”期间，酒精的生产规模为300万吨（商品量为200万吨），2015年的生产规模将达到400万吨（商品为300万吨）。
调整和优化产品结构，逐步提高特优级和优级品酒精的比例。
在本世纪，将试点发展综合利用程度高的大型综合性企业，对使用玉米原料的企业，以湿法取代半湿法取脐去皮，在生产淀粉和各种糖品的同时生产酒精，以提高资源的高度有效利用和企业的综合经济效益。
调整行业生产布局和区域结构调整，改变目前生产布局不合理部分，使酒精生产与原料高产区密切结合，以利于提高酒精产品的市场竞争能力；停止在大中城市内建酒精厂。
淘汰高温蒸煮、稀醪（酒份8%以下）的发酵工艺；推广中、低温蒸煮，浓醪发酵（酒份在10%以上）和差压蒸馏等工艺，降低能耗。
“十五”期间有15%（2015年有35%—40%）的酒精生产达到国际先进水平，达到每吨优级酒精耗蒸汽小于4.2吨（蒸馏用汽小于3吨），耗电小于180KWH，耗水小于50m3；每吨DDGS耗蒸汽小于2.5吨，耗电小于180KWH。
三、产品方案及生产规模
1、产品工艺技术方案
原理
在生产无水酒精过程中,体系是作为双组分溶液来考虑。
由于形成均相恒沸物,制取无水酒精,必须添加夹带剂（如苯、环己烷、戊烷等）形成新的三元体系,该三元体系与纯组分酒精（或水）之间的沸点差较大,从而可较容易地通过精馏获得纯度很高的乙醇。
以苯为例:
苯、乙醇和水三元体系,在1atm下沸点为64.6℃,比乙醇的沸点78.3℃或乙醇——水的沸点78.15℃都要低得多。
在精馏时从塔顶馏出。
三元恒沸物的组成（摩尔分率）为:
苯0.554、乙醇0.230、水0.226,其中水对乙醇的摩尔比为0.98,比乙醇——水恒沸物的这一摩尔比0.12,要大得多。
故只要有足量的苯作为夹带剂,在精馏时水将全部集中于三元恒沸物中从塔顶馏出,而塔底产品为无水酒精。
作为夹带剂的苯在系统中循环,补充损失的苯量在正常情况下低于无水酒精产品的1%。
传统恒沸精馏生产无水酒精工艺方法传统恒沸精馏工艺是在常压下无法制取无水酒精的情况下,向酒精溶液添加夹带剂（如苯、环己烷、戊烷等）进行精馏,夹带剂与酒精溶液中的乙醇、水形成三元共沸物。
该三元共沸物与纯组分酒
精（或水）之间的沸点差较大,从而可较容易地通过精馏获得纯度很高的酒精热泵恒沸精馏生产新工艺其物流系统全封闭操作,正常生产无任何产品废物及环境污染,由于恒沸精馏（以苯为例,常压）的脱水塔上下温差只有13℃,完全符合热泵经济性要求,针对恒沸精馏法能耗大的不足,将恒沸精馏与热泵技术两种成熟的技术有机地结合起来,开发出热泵恒沸精馏生产新工艺:
将传统恒沸精馏工艺中的酒精脱水塔塔顶苯-乙醇-水三元共沸物蒸气（64·6℃）不经过冷凝,直接通过热泵压缩机加压升温到100℃,作为乙醇脱水塔塔釜再沸器热源;冷凝液靠压缩机升温时带来的压力送入高位凝液分层器,上层富苯相作为酒精脱水塔塔顶回流,下层富水相自流入夹带剂（苯）回收塔回收夹带剂;夹带剂回收塔底部乙醇和水再送入酒精回收塔。
酒精回收塔塔顶乙醇-水二元恒沸物蒸气（78℃）同样不经过冷凝,由热泵压缩机加压升温（120℃）作为酒精回收塔塔釜（103℃）再沸器热源。
冷凝液部分作为回流,其余作为原料酒精利用。
2、生产规模
根据对市场需求的分析，以及企业立足山东，面向山东市场，进一步向全国发展的战略，决定建设年产3万吨的无水酒精项目。
四、资源可靠性、原材料、燃料的供应及共用设施情况
1、原材料
（一）主要原材料
本项目主要原料为红薯，年用量为94万吨鲜红薯，主要由剑阁县供应，不足部分可由广元市其它三县三区供给。
1、剑阁县是四川省红薯的主产区。
改革开放以前，红薯是人民的主要粮食之一，改革开放以后，红薯主要用作饲料。
2006年，红薯种植面积稳定在9万亩，年鲜产量达45万吨。
实施本项目后，剑阁县种植红薯面积可推广到15万亩，年鲜产量可达60万吨，可满足本项目63.82%的供应。
2、广元是四川省农作物种植大市。
2006年，全市红薯种植面积达到30万亩，年鲜产量达到120万吨，完全能够满足本项目的供应。
（二）辅助材料
1、a-淀粉酶：
年消耗量500吨，价格9000元吨，可在四川省内各大化工市场购买。
2、糖化酶：
年消耗量500吨，价格12000元吨，可在四川省内各大化工市场购买。
3、液碱30%wt：
年消耗量1600吨，价格650元吨，可在四川省内各大化工市场购买。
4、硫酸98%wt：
年消耗量2000吨，价格6400元吨，可在四川省内各大化工市场购买。
5、尿素：
年消耗量500吨，价格1850元吨，可在四川省内各大化工市场购买。
6、磷酸二氢钾：
年消耗量40吨，价格6000元吨，可在四川省内各大化工市场购买。
7、漂白粉：
年消耗量40吨，价格2500元吨，可在四川省内各大化工市场购买。
8、青霉素：
年消耗量0.05吨，价格77000元吨，可在四川省医药公司购买。
2、动力供应
1、水。
乙醇项目建有供水站，设计能力完全能够满足项目需要。
2、汽。
乙醇项目购置安装燃煤锅炉，设计能力完全能够满足项目需要。
3、电。
乙醇项目年均用电量为2080万度，工业园区架有工业用电专线，完全能够满足项目需要。
4、煤。
乙醇项目年均用煤7万吨，剑阁县下寺镇、上寺乡有三个煤矿，年产煤18万吨，完全能够满足项目需要。
3、公共设备
公共设备表
序号
名称
型号
单位
数量
1
燃煤蒸汽锅炉
30吨h
台
3
2
空气压缩机
Ｑ＝12.5m3min
台
3
3
汽车
１６t
辆
10
4
小车
辆
6
5
成品罐
5000m3
台
4
变压器
台
1
合计
27
五、项目实施规划和安排
1、建厂要求
（1）地理环境：
良好的地形、地貌、地质、水文等。
（2）气候条件：
气候条件良好，适合生产操作，较少发生严重自然灾害。
（3）基础设施：
完善的供电供水、交通运输、通讯网络、市政建设以及生活设施。
（4）人力资源：
劳动力资源丰富而廉价，高校科研力量集中。
（5）地域选择：
尽量接近原料和目标市场，降低费用，选择低价的地皮。
（6）环境保护：
远离市中心，远离居民区，尽量减少污染的影响。
（一）建筑场地及布置方面的对策措施
1、厂区生产装置布置能满足防火间距。
与相邻工厂、设施、道路等间距也符合有关规定的要求。
2、企业应加强生产装置作业区内道路的管理，必须符合有关规定要求，并设立必要的交通标志；生产区域内要严格管制车辆进入，并应制订相应的管理制度和要求。
3、按照厂区规划办公生活区与生产区严格区分的原则，严禁在生产区设置职工宿舍等生活设施严禁生产用房、仓库、职工宿舍“三合一”的现象发生。
4、道路的管理应满足《建筑设计防火规范》的要求，不得将原料或产品堆放于道路上，必须确保消防通道畅通及消防设施的完好可靠。
5、生产现场不应使用临时线，并结合检修对不符合要求的电缆、仪表线及时进行整理及更新，电缆、仪表线等进行更新排布时，应与蒸汽管线、保温物料管线要保持一定的安全距离，采用钢制保护罩保护，定期进行维护保养。
（二）工艺及设备等方面的对策措施
1、严格生产装置各岗位工艺安全措施和安全操作规程，尤其是乙醇蒸馏过程工艺规程的执行。
2、除了能够正常开停车、正常操作外，还应熟练掌握异常操作处理及紧急事故处理的安全措施和能力。
3、工艺操作中，应正确穿戴防护用品，防止机械设备或高温介质等造成人身伤害。
4、严格控制乙醇蒸馏等过程的工艺指标，并尽可能采取具体的防范措施，防止工艺指标的失控。
5、对于生产装置设备、管道存在的缺螺栓、跨接线不规范、未按安全色涂色等工作，应结合检修进行整理、检修及更换。
6、加强生产装置设备的管理，对压力容器等特种设备应“三证”齐全。
7、加强设备日常管理，杜绝跑、冒、滴、漏，维护设备卫生，确保视镜、玻璃视管等防护齐全，因检修拆除的及时恢复。
8、生产装置的供电、供水、供汽等公用设施必须加强日常管理，确保满足正常生产和事故状态下的要求。
（三）管理方面的对策措施
1、建立了安全管理网络及制订了各级人员安全责任制。
今后应根据运行情况及时进行修订和完善。
2、切实加强对工艺操作的安全管理，确保工艺操作规程和安全操作规程的贯彻执行。
3、不断加强对全体职工职业培训、教育。
使职工具有高度的安全责任心、慎密的态度，并且要熟悉相应的业务，有熟练的操作技能。
4、加强动火、进设备、起重、电气等检修作业的安全管理。
5、加强易燃、易爆、有毒害物质储存的安全管理制度，并严格执行，对构成重大危险源的乙醇这类危险化学品的管理规定。
（四）消防
设置消防池，消防用水管网与厂区供排水管网相联，按规定距离设置消防栓，配置干粉灭火器若干。
具体消防措施见劳动安全防治措施。
（五）节能节水
酒精生产是耗能耗水较大的项目，因此节能节水工作显得尤为重要。
首先在设备选型时应结合生产规模进行确定，不能出现大马拉小车的现象，其次加强水的综合利用、重复利用工作，如蒸馏冷却水可以用于拌料，即节省能耗，也节约水源。
所有的冷却水与清洗水分开管理，冷却水可以循环使用，强化余热水的回收和利用。
高温设备和加热设备都应做好防腐和保温工作。
生产工艺选择节能性高的新工艺，如蒸煮先用低瀑蒸煮工艺，可节省能源15%以上。
综合上述条件，厂址可选在机场或者火车站附近。
2、环境保护
三废情况
废气再生产过程前期酒精蒸汽要冷凝回收，后期为脱附热空气。
过程中的污染物不能被全部冷凝的不冷凝性气体。
废渣在生产过程中，无废渣排除。
若再生不当，可导致分子筛劣化报废，报废分子筛可送水泥厂使用。
废液主要为系统冷却水，没有含醇废水排放。
3、企业组织和管理方式、人力资源
组建项目实施工作领导小组，要做好项目实施前的各项准备工作。
考察工厂是否符合项目要求，审定基建图纸，选定施工企业，订立施工合同。
制定人员培训上岗计划并实施培训。
确定工艺设备的实施方案并选定设备供应厂家，鉴定设备合同。
确定设备调试时间及投产时间。
4、项目建设进度安排
项目工程实施工期约为10个月，设备应于调试期完成制造、验收工作。
调试期约为2个月，总的项目建设期约为12个月。
六、投资估算和资金筹措
1、投资估算
根据2008年统计规定的基准低价说明，海南海口低价为以下情况：
级别
标准低价
基准日
最高年限
设定容积率
开发程度
一级
2158元㎡
2008.12.31
40
2.5
五通一平
二级
1690元㎡
2008.12.31
40
2.5
五通一平
三级
1350元㎡
2008.12.31
40
2.5
五通一平
四级
890元㎡
2008.12.31
40
2.5
五通一平
五级
655元㎡
2008.12.31
40
2.5
五通一平
将厂址建设在美兰机场或者火车站附近的四级地区。
1.初始投资：
项目名称
项目成本万元
土建工程总费用（征地绿化以及建设）
10000
基建生产厂房及其他固定投资
1500
设备投资
1200
施工管理费
50
合计
12750
2．年运营费用
项目名称
项目成本万元
原材料费
9900
动力用费
969
人员工资
64
设备检修费
10
设备折旧费
114
行政管理费用
200
合计
11257
原材料费：
本工艺生产3吨99.5%无水酒精，原料消耗95%酒精3.3—3.54吨，每吨95%乙醇3000元.总成本为9900万元。
动力费：
平均耗电量为380kwt，海南工工业用电，每度0.85元，故动力费用为969万元。
人员福利工资：
预计人员为30人，基本工资64万元.。
设备检修费：
10万元
设备折旧费：
114万元
其他费用：
包括行政管理，辅助材料200万元。
2、资金筹措
资金的筹措往往要考虑到资金的成本和风险，在综合考虑和权衡的前提下，本项目在选择资金的方面偏向于风险较小的筹资方式。
根据自身项目特点，选择股权融资作为主要筹资来源，股权融资无须还本付息、资金来源长期稳定等,有利于企业的顺利运行，风险较小。
融资对象为长期战略投资者和中期投资者，根据各投资者的风险—收益偏好和企业发展战略确定长期筹资和短期筹资的合理比例。
融资对象初定为大型具有实力的化工企业，以醋酸乙烯上游和下游企业为优。
投资者享有《公司法》规定的各项股东权利，并以其出资承担股东义务。
化工企业可以以资金入股，同时允许技术专利、设备和其他无形资产入股。
这种融资方式有四大优势。
（一）大型化工企业凭借其自身的技术优势和资源，在项目开办，固定资产建设、购置，以及人员培训方面能够节约大量成本。
（二）大型化工企业拥有的专利、技术以及生产管理方面具有的经验，对于新建企业而言是一笔巨大的无形资产。
（三）大型化工企业由于处于一条产业链的上下游，根据风险管理的观点，可以更好的承受和分担原材料以及消费市场波动的风险，灵活改变运营决策。
（四）大型化工企业在企业发展和重大战略上容易达成一致，有利于作出符合长远利益的决策。
另外，可以考虑银行借款作为一部分的筹资来源，但是银行借款风险较大，并且带有附加条件。
因此要根据银行对股权人以及项目的信用评估，考虑贷款成本和附加条件，结合企业的实际经营情况申请银行贷款。
项目投产后，对于生产活动需要的流动资金的融资需求可以通过传统的商业信用模式和供应链金融
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