年产5000吨N-甲基吡咯烷酮项目可行性研究报告-精品.doc
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年产5000吨N-甲基吡咯烷酮项目
可行性研究报告
NJ20195-6
建设单位：
****市****化工有限公司
编制单位：
****市化学工业研究设计院
证书等级：
乙级
证书编号：
101213SY
二OO六年四月
编制单位：
****市化学工业研究设计院
院长：
梅冬生
总工程师：
余正凤
设计所所长：
余正凤
编制人员：
孙凯藜支源杨淑芳申汉勇
徐火斤王沪陈中范德顺
林克明余正凤
目录
1、总论………………………………………………………………1
2、产品市场预测……………………………………………………5
3、产品方案及生产规模……………………………………………9
4、工艺技术方案……………………………………………………11
5、原材料、辅助材料及燃料的供应………………………………18
6、建厂条件和厂址方案……………………………………………19
7、公用工程和辅助设施方案………………………………………21
8、环境保护…………………………………………………………31
9、安全、消防与劳动卫生…………………………………………34
10、工厂组织和劳动定员…………………………………………49
11、项目实施规划…………………………………………………5l
12、投资估算和资金筹措…………………………………………52
13、财务、经济评价………………………………………………56
14、结论……………………………………………………………60
附表：
1、单位产品成本、效益分析表
2、建设投资估算表
3、流动资金估算表
4、资金使用计划和资金筹措表
5、固定资产折旧估算表
6、无形及递延资产摊销估算表
7、总成本费用估算表
8、产品销售收入与增值税及附加估算表
9、现金流量表
10、损益表
附图：
1、厂区平面布置图
2、年产5000吨N一甲基砒硌烷酮生产工艺流程图
5
1.总论
1.1、概述
1.1.1建设单位：
****市****化工有限公司
法定地址：
****市范县王楼乡
1.1.2企业负责人：
****
1.1.3项目名称：
5000t／aN一甲基吡咯烷酮项目。
1.1.4可行性研究报告编制单位：
****市化学工业研究设计院。
1.1.5可行性研究报告编制依据。
（1）《化工建设项目可行性研究报告主要内容和深度规定》原化学工业部（1997）。
（2）《化工建设项目经济评价与参数》原化学工业部。
（3）《建设项目经济评价与参数》原国家计委。
1.1.6可行性研究报告编制原则
1.1.6.1认真贯彻《国务院办公厅关于加强基础设施工程质量管理的通知》确保工程质量。
1.1.6.2科学、全面、客观地对项目建设条件、技术方案、建设投资技术经济及环境保护等各个方面进行探讨、分析与评价。
1.1.6.3根据建设规模、生产原料、产品质量及环保要求采用与之相适应的新工艺技术及设备，力争生产过程中节能降耗，提高企业经济效益。
1.1.6.4依托社会力量，利用其公用工程设施和技术力量，尽可能地降低工程建设投资，并降低产品生产过程中的能耗。
1.1.6.5注重环境保护、劳动安全和工业卫生，“三废”治理要做到同时设计、同时施工同时投产，并考虑环境的综合治理。
加强‘‘三废”排放的控制与治理，加强对劳动安全和工业卫生的投入，满足国家对环境保护、劳动安全和工业卫生的要求。
1.1.6.6贯彻国家工程建设有关标准、规范，精心设计。
l.1.7企业概况
****市****化工有限公司是以****市****密度板制品有限公司为投资主体成立的股份制有限公司，成立于2006年9月，是一家私营股份制企业，该公司依托****市****密度板制品有限公司拟将5000t／aN一甲基吡咯烷酮项目建设于该厂西侧，占地面积15100平方米，生产装置职工定员45人。
该公司5000t／aN一甲基吡咯烷酮建设项目已在****市发展改革委员会备案，办理了范县工商行政管理局颁发的营业执照，完成并上报批复了《环境影响报告书》，取得了中华人民共和国《建设用地规划许可证》及《土地租赁协议书》。
****市****化工有限公司位于河南省****市范县王楼乡。
****市是一个新兴的石油化工城市，该公司位于****市辖区范县王楼乡，****市已被确立为河南省石化基地。
****市委、市政府非常重视工业发展，确立了“全党抓经济、重点抓工业”、“工业立市、工业兴市、工业强市"的战略指导思想，依托中原油田，大力发展石油化工和轻纺工业。
****的工业经济发展已具备了较好的基础。
该公司经过认真市场调研和技术考察，并充分利用国家鼓励民营企业发展政策的良好机遇及公司现有的技术优势、市场优势和周边资源的优势。
以国内充足的1、4一丁二醇和甲胺等基础化工产品为原料。
采用国内先进成熟技术，建设年产5000吨N一甲基砒硌烷酮系列产品生产装置。
该项目建成投产后，年可生产N—甲基砒硌烷酮5000吨，满足国内对该产品的需求，部分产品还可出口。
1.1.9研究范围
主要生产装置：
年生产N.甲基砒硌烷酮5000吨化工生产装置。
公用工程及辅助工程：
对****市****密度板制品有限公司原生产装置公用工程及辅助工程的现有能力进行核算，不足部分进行填平补齐扩大改造。
1.1.10研究的主要过程
对产品市场及价格进行分析预测，确定生产规模并合理选择工艺技术方案。
在对现有公用工程装置能力核算的基础上进行扩大改造。
分析工程对周边环境的影响及应采取的环保措施、安全卫生措施及消防措施。
拟定项目实施规划，做出投资估算并进行财务经济评价。
1.2研究结论
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
500
三
主要原材料
1
1、4—丁二醇
吨
5000
2
甲胺（40%）
吨
4250
3
催化剂
吨
10
4
氮气
Nm3
1500
5
氢气
NM3
1000
四
公用动力消耗
1
用电量
Kwh
2080000
2
用汽量
t/a
16450
3
一次水
t/a
8000
4
循环水
t/a
250000
五
三废排放量
t/a
1
废气
t/a
2000
2
废水
t/a
3306
3
废渣
t/a
1080
六
总运输量（新赠）
t/a
14260
1
运入量
t/a
9260
2
运出量
t/a
5000
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
万元
2500.00
1
固定资产投资
万元
1800.00
其中
（1）建设投资
万元
1800.00
（2）固定资产投资方向调节税
万元
0
（3）建设期利息
万元
0
2
流动资金
万元
700.00
十一
报批项目总投资
万元
2010.00
十二
正常平均年销售收入
万元
12000.00
十三
正常年生产总成本
万元
9626.00
十四
正常年利润总额
万元
1225.00
十五
正常年增值税及附加
万元
546.00
十六
财务评价指标
1
投资利润率（平均）
47.7%
2
投资利税率（平均）
71.2%
3
投资回收期（税后）
年
3.3
4
财务内部收益率（税后）
36.4%
（包括建设期1年）
5
财务净现值（i=12%）（税后）
万元
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
≥99.9
≥99.8
≥99.5
色度HHazen
≤15
≤20
≤25
≤30
密度g/ml
1.032-1.035
1.032-1.035
1.032-1.035
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
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。
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
序号
原材料名称
技术要求
单位
单耗
年耗
来源
1
1，4—丁二醇
吨
1
5000
外购
2
甲胺
（40%）
吨
0.85
4250
外购
3
专用催化剂
吨
0.002
10
外购
4
氮气
Nm3
0.3
1500
外购
5
氢气
NM3
0.2
1000
6
补充水
自来水
吨
1.6
8000
本公司
7
循环水
50
2450000
8
蒸汽
0.2Mpa,0.6Mpa
吨
3.29
16450
本公司
9
电
380V,220V
KWH
416
2080000
本公司
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
序号
设备名称
规格
材质
数量台
（套）
备注
1
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
2
搅拌为机械密封
2
胺化反应器
φ76X7X54000，材质为1Cr18Ni9Ti；外管φ133X4.5
X54000
内管材质为1Cr18Ni9Ti；外管：
材质为20R
1
搅拌为机械密封
3
GBL进料计量泵
JM
1Cr18Ni9Ti
2
4
甲胺进料计量泵
JM
1Cr18Ni9Ti
2
5
甲胺-水进料计量泵
JM
1Cr18Ni9Ti
7
6
输送泵
500WM-40（或CGB-50）
1Cr18Ni9Ti
2
7
补亚压缩机
隔膜式G2V-5/200
1Cr18Ni9Ti
1
8
蒸甲胺塔
φ450X5X9400
内装CY丝网波纹填料5m3
Q235
1
9
脱水塔
φ500X5X11730
内装CY丝网波纹填料7m3
Q235
1
10
产品塔
φ800X6X10500
内装CY丝网波纹填料8m3
1Cr18Ni9Ti
1
11
高纯产品塔
φ800X6X15266
内装CY丝网波纹填料10m3
1Cr18Ni9Ti
1
换热面积70m2
12
重沸器
16-40m2
Q235
4
换热面积150m2
13
换热器
16-40m2
Q235
7
14
真空泵
水蒸汽联合机组
Q235
2
15
电加热器
DYJ72-52
Q235
2
16
甲胺计量罐
20m2（φ1200X1600X1600）
Q235
1
17
二次甲胺罐
30m2（φ2000X6000）
Q235
1
18
甲胺储罐
150m2（φ2000X6000）
Q235
1
19
丁二醇储罐
150m2（φ2000X6000）
Q235
1
20
Y-丁内酯储罐
150m2（φ2000X6000）
Q235
1
21
产品储罐
30m2卧式
Q235
1
22
导热油炉
200万大卡
1
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
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