甘油法年产3万吨环氧氯丙烷项目申请立项可行性研究报告Word下载.docx
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6安全性强
该工厂将包括宁波和盛提供的工艺单元：
氯醇化单元，甘油和氯化氢反应生成二氯丙醇
皂化单元，二氯丙醇与石灰乳反应生成ECH初品
提纯单元，在该单元生产高纯度ECH
1.2工艺特征
宁波和盛技术ECH-EF原理在下文中阐述。
1.2.1单元1–氯醇化单元
①基本原理
液体甘油和气态氯化氢在80～140℃温度和低压力条件下，由催化剂催化，生成二氯丙醇，反应式如下：
：
CH2OH-CHOH-CH2OH+2HCl→CH2Cl-CHOH-CH2Cl+2H2O
反应中1,2和1,3二氯丙醇都有生成，但后者占绝对优势。
该反应由两步组成，第一步由1摩尔HCl合成得到甘油单氯醇，第二步是甘油单氯醇与另1摩尔HCl反应。
反应放热计算值为16.9Kcal/mole。
②反应收率
反应除了中间产品（甘油单氯醇）存在外，反应产物包括聚甘油氯醇和有机酸催化剂与甘油的酯类。
仅有非常少量的1,2,3-三氯丙烷（甘油三氯醇）生成。
宁波和盛工艺转化率非常高，二氯丙醇的选择性也非常好。
由于一些未反应的甘油和单氯醇得以循环利用，反应的总收率大于95％。
③反应变量
对氯醇化反应主要的影响变量是温度和压力。
温度的提高将大大加快二氯丙醇的生成。
然而建议反应温度在120℃下，以减少聚甘油氯醇的生成和限制由于盐酸而引起的腐蚀。
反应压力有着间接的积极影响：
在高的压力下操作有利于在液相中氯化氢的吸收，由此对反应动力学有利。
催化剂是第三个参数：
由于催化剂的存在，可以大大加快反应速度，即使催化剂浓度适当的波动，对整个反应的收率没有重大影响。
宁波和盛公司的甘油氯醇化工艺由反应器、反应塔、分离器、换热器等常规设备优化组成；
通过催化剂、工艺条件的配合，强化各反应过程的各阶段的控制功能，以使在反应速度、反应收率和原料消耗（甘油和氯化氢）等方面获得最佳的搭配。
2单元2–皂化反应
在皂化反应单元，二氯丙醇通过皂化反应，转化成环氧氯丙烷。
皂化反应（皂化反应）
二氯丙醇在碱性环境下通过下列反应生成环氧氯丙烷：
CH2OH-CHCl-CH2Cl+OH-→CH2Cl-CHOCH2+H2O+Cl-
CH2Cl-CHOH-CH2Cl+OH-→CH2Cl-CHOCH2+H2O+Cl-
转化速度很快，1，3异构体比2，3异构体转化速度稍微快些。
提高反应温度、增加碱度和降低二氯丙醇的浓度对该反应转化速度有利。
上述反应
（1）和
（2）的皂化收率被副反应的存在而限制。
副反应主要是环氧氯丙烷在碱性环境下继续反应的结果。
水可以与环氧氯丙烷反应生成甘油单氯醇。
甘油单氯醇非常容易水解成缩水甘油，然后生产甘油。
缩水甘油也能由环氧氯丙烷直接水解形成。
在碱性环境下，环氧氯丙烷直接缩合能生成聚乙二醇。
一些氯醚由二氯丙醇和环氧氯丙烷合成。
这里必须说明的是反应最主要的副产甘油是被认为不可回收的损失。
如果试图从水中回收将付出很大的成本。
既然所有副反应都发生在液相，增加总体收率最好的方法就是尽快将生成的环氧氯丙烷汽提出来。
这可以通过与碱混合，将粗二氯丙醇在蒸馏塔中通过与逆流蒸汽皂化反应而获得。
环氧氯丙烷快速随蒸汽从反应环境中移去。
在工厂操作中Ca（OH）2（石灰浆）被用做碱液，因为其有低廉的价格，水中有限的溶解度使其保持高效的几乎持续供应OH-的能力。
在使用石灰浆时，必须注意的是石灰浆物理指标也能影响收率。
石灰浆要有相对高的表面活性面积，这通过精确地混合和就在使用前将粉碎的石灰和水在控制的温度环境下。
1.3工艺流程描述
从界外来的甘油和催化剂混合，然后混合物通过泵送入氯醇化单元，在该单位中和氯化氢反应，在分离组件分出水、二氯丙醇去皂化单元；
为了防止杂质积累，其中一个分离组件分离出高沸物，排出系统。
氯化氢通过反应，极少量尾气去皂化中和并回收二氯丙醇。
进入皂化单元的二氯丙醇和石灰浆（或氢氧化钠）通过混合器进入皂化塔，反应产物由蒸汽带到气相，经反应精馏过程生产出粗环氧氯丙烷。
粗环氧氯丙烷进入精制单元，通过多塔蒸馏生产出99.6%以上的环氧氯丙烷。
皂化废水经预处理制氯化钙（氯化钠）
以石灰浆做皂化剂的工艺流程框图
1.4工艺流程简图
2设备列表
略
3设计基础
3.1产能及调节
工厂设计能力：
30000吨/年
操作弹性：
50to110%
（1）
工厂运转：
8000小时/年
工厂将被设计成单条生产线。
3.2原料及化学品指标
序号
名称
规格
备注
1
甘油
≥95%工业级
不含盐
2
氯化氢
≥95%
3
催化剂
工业级
4
熟石灰
Ca（OH）2≥95%
3.3产品及副产品
3.3.1ECH
-指标
物理状态液态
密度（20/20℃）1.182-1.183
色度（ASTMD-1209/Hazen）小于10
PH5-7
折射率（25℃）1.4355-1.4365
纯度最小99.9%
相应环氧值92.5-94.5
3.3.2氯化钙
符合HG/T2327-2004工业氯化钙标准
3.4公用设施指标
3.4.1工艺水
-指标
（1）
PH7-8
Cl<
100ppm
SS50mg/lt
硬度15mg/lt（以碳酸钙计）
-界区条件
压力（op./设计）3.0/
（1）barg
温度（op./设计）环境温度/
（1）℃
3.4.2冷却水
-类型循环水
污垢系数0.0006m2℃/Kcal
氯化物不超过100ppm
供应压力（op./设计）4.0/
（1）barg
回收压力（op./设计）2.0/
（1）barg
供应温度（op./设计）最高32/
（1）℃
供应温度（op./设计）最高40/
（2）℃
3.4.3冷冻水
污垢系数0.0003m2℃/Kcal
供应温度（op./设计）最高7℃
（1）
供应温度（op./设计）最高10℃
（1）
3.4.4LPS
压力（op./设计）5.0
（1）/
（1）kg/cm2g
温度（op./设计）饱和的/
（1）℃
3.4.5MPS
压力（op./设计）8.0
（1）/
（1）kg/cm2g
3.4.6电力
电压MV10kV
LV380和220V
频率50Hz
相数3
3.4.7仪表空气
露点常压下-40℃
质量无油和灰尘
压力（op./设计）6.0/
（1）barg
3.4.8工厂空气
压力（op./设计）>
6.0/
（1）barg
3.4.9氮气
纯度最小99.9%vol
氧气<
200ppmvol
3.5消耗
3.5.1原料消耗
每吨ECH生产所消耗原料的预期平均值（
甘油（100%）1100Kg
氯化氢（100%）1000Kg
石灰乳[以Ca（OH）2计]600Kg
催化剂8Kg
3.5.2公用设施消耗
每吨ECH生产估计所消耗的公用设施情况
电能KWH184
蒸汽Ton3
冷却水m3400
冷冻水m3100
工艺水m31.5
仪表气m330
氮气Nm320
3.6排放物
3.6.1废气
本项目废气主要为环氧氯丙烷贮存所产生挥发废气、真空蒸馏过程真空泵尾气、氢氧化钙装卸、加料过程粉尘。
通过治理达标。
3.6.2废水
废水水量、水质一览表
编号
废水名称
水量
（m3/d）
水质（mg/L）
排放
规律
治理措施及排放去向
pH
CODcr
NH3-N
工艺废水
300
6～9
500
/
连续
统一进入污水处理站处理
冲洗废水
5.0
间断
生活污水
12
400
35
初期雨水
0.3
200
5
小计
317.3
495
6
循环冷却水排污
120
直接外排至雨水管网
9
合计
437.3
3.6.3废渣
废渣产生量与处置方式
产生源
固废名称
主要成份
产生量
（t/a）
处置方式与去向
氯醇化单元
废液
二氯丙醇、一氯甘油、甘油缩合物、有机酸催化剂
间歇
出售
污水处理
污泥
24
送处置
活性炭吸附装置
废活性炭
含环氧氯丙烷等有机物
10
生活
生活垃圾
环卫清运
58
4工厂管理及员工需求
工厂生产定员80人，不包括其它人员。
5装置面积情况
占地面积60m×
80m
主装置投资8000万元
其它装置投资4000万元
6经济分析
表1原材料和公用工程消耗指标
单位
折百单耗
实物规格
实物单耗
年消耗（万吨）
原料及化学品
1.1
t
1.10
95%
1.158
3.474
1.2
0.995
99.5%
1.00
3.00
1.3
消石灰
0.60
92%
0.65
1.95
1.4
0.008
0.024
公用工程
2.1
新鲜水
15
2.2
电
kwh
310
930
2.3
蒸汽
4.0
2.4
氮气
Nm3
20
60
2.5
仪表空气
105
表2生产成本估算表
项目
数量
单价（元/吨）
年成本（万元）
增值税
含税
无税
（万元）
原材料
16530.0
14128.2
2401.8
甘油（95%）
万吨
3500
2991.5
12159.0
10392.3
1766.7
1000
854.7
3000.0
2564.1
435.9
消石灰（92%）
580
495.7
1131.0
966.7
164.3
10000
8547.0
240.0
205.1
34.9
动力
4046.9
3548.9
498.0
4.3
3.8
21.5
19.0
2.5
万kwh
0.56
0.48
520.8
446.4
74.4
285
251.085
3420.0
3013.0
407.0
万Nm3
72.0
60.0
12.0
0.12
0.1
12.6
10.5
2.1
废液处置
吨
660
231.0
工资福利
人
50000
300.0
制造费用
1728.0
1697.0
31.0
5.1
折旧
1200.0
5.2
维修
428.0
397.0
5.3
其他
100.0
生产成本
22835.9
19905.1
2930.8
表3总成本费用估算表
年成本费用（万元）
平均财务费用
管理费用
524
3.1
管理人员费用
80
3.2
其他管理费用
321
3.3
摊销费用
123
销售管理费用
840
总成本费用
25123.9
22193.1
表4销售收入及销售税金表
销售单价（元/吨）
年价值（万元）
增值税（万元）
收入
45000.0
38461.5
ECH
15000.0
12820.5
6538.5
氯化钙
未计
应纳税
4040.6
应纳增值税
3607.7
附加税
432.9
表5损益估算表
年损益（万元）
销售收入（含税）
应纳税金
利润总额（不含废水回收）
15835.5
表6按以上评价过方法，改变环氧氯丙烷价格的损益估算表
环氧氯丙烷价格（元）
15000
14000
12000
11000
9000
销售收入（万元）
42000.0
36000.0
33000.0
30000.0
27000.0
应纳税金（万元）
3552.4
2576.0
2087.8
1599.6
1111.4
利润总额（万元）
13323.7
8300.1
5788.3
3276.5
764.7
2废水预处理评估
由于皂化废液含约10%的氯化钙，用来生产无水氯化钙，具有氯化钠含量少（和纯碱蒸氨废水比）的优点，采用先多效蒸发生产50～55%的氯化钙液，再用特定工艺提纯分离。
用流化床生产无水氯化钙。
价格1600元/吨。
经济估算如下：
表7废水预处理和废水处理效益测算
2058
1794
264
390
218
187
31
4.7
251
1340
1180
160
煤
5000
855
427
73
生化处理
11.4
22.8
水排污费
100
2392.2
2128.2
产品出售
无水氯化钙
2.6
1600
1368
4160
3555
605
估算效益=4160-2392.2-（416-264）×
1.12=1386 万元
7结论
通过以上讨论和评估，认为甘油法生产环氧氯丙烷除了产品质量好、产品竞争力强、安全性强、环境友好外。
技术经济指标很好、具有很强的抗市场风险能力。
装置的主要排放物皂化废水，能生产副产氯化钙，实现以废养废。
综上所述，本项目是一个值得投资的项目。
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