年产3万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目可行性研究报告

年产3万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 历年夏季(6月~8月)平均气压 100.37kPa 降水量 历年年平均降水量 737.10mm 历年年最大降水量 1000.70mm 历年月最大降水量 450.90mm 历年日最大降水量 156.90mm 历年1小时最大降水量 77.10mm 历年5~10分钟最大降水量 20.10mm 降雪量 历年最大积雪深度 33.0cm 历年最大雪荷载 323.4Pa 设计基本雪压 0.4kN/m2 冻土 历年平均冻土深度 95.3cm 历年最大冻土深度 126.0cm 423地质条件 拟建厂址位于太子河南岸的冲积平原和微倾斜平原地带,标高在 31.5米至42.3米之间,场地大部较平坦,区内地下水位属上层、滞 水,水量很少,枯水季节上层滞水可自行消散,地下水对混凝土无侵 蚀作用,场地内有大小不等冲沟呈不同方向穿过场地,大部分经常干 枯无水,雨季有暂时性流水,区域内现已形成大型排水系统。 场区内无大的不良工程地质现象和特殊软弱底层,工程地质和水 文地质条件较好,无大的断裂带通过场地,整个场地地质构造是稳定 的,根据资料综合分析,场地是适宜建设大型石油化工企业的。 厂址区的地震基本烈度为7度

年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 12 历年夏季(6 月～8 月)平均气压 100.37kPa 降水量 历年年平均降水量 737.10mm 历年年最大降水量 1000.70mm 历年月最大降水量 450.90mm 历年日最大降水量 156.90mm 历年 1 小时最大降水量 77.10mm 历年 5～10 分钟最大降水量 20.10mm 降雪量 历年最大积雪深度 33.0cm 历年最大雪荷载 323.4Pa 设计基本雪压 0.4kN/m2 冻土 历年平均冻土深度 95.3cm 历年最大冻土深度 126.0cm 4.2.3 地质条件 拟建厂址位于太子河南岸的冲积平原和微倾斜平原地带，标高在 31.5 米至 42.3 米之间，场地大部较平坦，区内地下水位属上层、滞 水，水量很少，枯水季节上层滞水可自行消散，地下水对混凝土无侵 蚀作用，场地内有大小不等冲沟呈不同方向穿过场地，大部分经常干 枯无水，雨季有暂时性流水，区域内现已形成大型排水系统。 场区内无大的不良工程地质现象和特殊软弱底层，工程地质和水 文地质条件较好，无大的断裂带通过场地，整个场地地质构造是稳定 的，根据资料综合分析，场地是适宜建设大型石油化工企业的。 厂址区的地震基本烈度为 7 度

年产3万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 4.2.4交通运输条件 辽阳市位于沈大铁路和沈大髙速公路一侧,距沈阳桃仙国际机 场45公里,鞍山民航机场30公里,距大连港350公里,营口鲅鱼圈 港140公里,为工业的发展提供了陆运、海运和空运的便利条件。 13

年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 13 4.2.4 交通运输条件 辽阳市位于沈大铁路和沈大高速公路一侧，距沈阳桃仙国际机 场 45 公里，鞍山民航机场 30 公里，距大连港 350 公里，营口鲅鱼圈 港 140 公里，为工业的发展提供了陆运、海运和空运的便利条件

年产3万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 5工艺技术及设备方案 51工艺技术方案 5.1.1工艺技术选择 5.1.1.1国内外工艺技术简介 本项目产品属环氧乙烷衍生精细化工新材料,经乙氧基化反应 后,再做相应的处理获得产品。由于反应过程方法不同,形成不同的 工艺方法,基本工艺有传统间歇釜式工艺、管式连续工艺、 Press喷 雾式工艺、Buss回路工艺等四种简介如下 (1)传统间歇釜式工艺 目前,国内外年产万吨以下的中、小厂大都采用该传统工艺。该 工艺技术成熟、设备简单、投资少,既可用于乙氧基化反应,又可用 于酯化、磺化等。但反应速率低、生产周期长、生产能力小。由于设 备落后,易引起环氧乙烷的爆炸、污染和中毒等事故。此外,产物的 聚氧乙烯链长较短、分子量较小、副产物较多。针对以上缺点,国内 外做了大量的技术改进,如德国的Huls公司、BASF公司、日本的竹 本公司和国内的一些科研单位,采用计算机智能控制,或引入外循环 强化传递反应热的先进技术,或者在釜式外循环冷却的基础上,在釜 内引入雾化喷头以强化传质的先进设计与技术,使传统间歇釜式生产 工艺获得了新的生命力 (2)管式连续工艺 物料在管式反应器中的流动更接近于理想活塞流,接触时间相同 但停留时间短、反应速度快。由于管子细长、散热好,避免反应器局 部过热,故此工艺可获得链长分布较窄,色泽好,副产物少的产品。 缺点是环氧乙烷的加成量不能太大,难以生产出聚氧乙烯链较长的产 品,且不适应多品种小批量产品的生产。因此,此工艺仍在进行技术

年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 14 5 工艺技术及设备方案 5.1 工艺技术方案 5.1.1 工艺技术选择 5.1.1.1 国内外工艺技术简介 本项目产品属环氧乙烷衍生精细化工新材料，经乙氧基化反应 后，再做相应的处理获得产品。由于反应过程方法不同，形成不同的 工艺方法，基本工艺有传统间歇釜式工艺、管式连续工艺、Press 喷 雾式工艺、Buss 回路工艺等四种简介如下： （1）传统间歇釜式工艺 目前，国内外年产万吨以下的中、小厂大都采用该传统工艺。该 工艺技术成熟、设备简单、投资少，既可用于乙氧基化反应，又可用 于酯化、磺化等。但反应速率低、生产周期长、生产能力小。由于设 备落后，易引起环氧乙烷的爆炸、污染和中毒等事故。此外，产物的 聚氧乙烯链长较短、分子量较小、副产物较多。针对以上缺点，国内 外做了大量的技术改进，如德国的 Huls 公司、BASF 公司、日本的竹 本公司和国内的一些科研单位，采用计算机智能控制，或引入外循环 强化传递反应热的先进技术，或者在釜式外循环冷却的基础上，在釜 内引入雾化喷头以强化传质的先进设计与技术，使传统间歇釜式生产 工艺获得了新的生命力。 （2）管式连续工艺 物料在管式反应器中的流动更接近于理想活塞流，接触时间相同 但停留时间短、反应速度快。由于管子细长、散热好，避免反应器局 部过热，故此工艺可获得链长分布较窄，色泽好，副产物少的产品。 缺点是环氧乙烷的加成量不能太大，难以生产出聚氧乙烯链较长的产 品，且不适应多品种小批量产品的生产。因此，此工艺仍在进行技术

年产3万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 改进,尚未形成工业化生产。 (3) Press喷雾式工艺 1962年,意大利 Press industria co.推出了全新的乙氧基化 新工艺,它完全改变了传统的传质过程,即不是将气相E0分散到液 相起始剂中,而是将液相物料喷雾分散到与惰气混合的气相中,极大 地増加了液相物料与气相E0的接触表面,使更多的起始剂有着与EO 基本相同的反应几率和速率,最终导致链长分布变窄、反应速率加快 (约为传统工艺的四倍以上),大幅度缩短了生产周期,提高了产品质 量。由于在 Press工艺中,不仅气相中EO浓度较低,液相中E0浓 度也小于0.5%,因此副反应很少发生,反应温度也易控制,再加上 Press反应器中无任何转动部件,可防止气相EO的泄漏及静电产生, 解决了E0易爆的危险,安全性高。八十年代初推出了第二代汽液接 触式乙氧基化双体反应器,即 Press第二代技术。随后发展的第三 代 Press工艺技术中,采用了计算机程控,其数据库中贮存有多种产 品配方和分析数据。因此,对产品适应性极强,聚氧乙烯链的E0加 成数可达到50以上。 Press工艺还配有一套EO排放装置,保证正 常排放的尾气中E0浓度小于30ppm/m,避免大气污染。由于 Press 工艺的创新设计、安全可靠和高产率,已为美、英、法、日、俄、中 等国家引进采用。 (4)回路新技术 八十年代末,瑞士Buss公司开发出Buss回路乙氧基化最新工 艺,并于1988年在德国建成了第一套工业化装置。接着ICI德国工 厂、新加坡 Shell、意大利石化公司、印度NCLL公司和中国东方罗 地亚公司也先后建成了Buss乙氧基化反应装置。Buss工艺设计独特, 其核心是不同于 Press工艺雾化器的能向下喷射液体的气流反应混

年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 15 改进，尚未形成工业化生产。 （3）Press 喷雾式工艺 1962 年，意大利 Press Industria Co. 推出了全新的乙氧基化 新工艺，它完全改变了传统的传质过程，即不是将气相 EO 分散到液 相起始剂中，而是将液相物料喷雾分散到与惰气混合的气相中，极大 地增加了液相物料与气相 EO 的接触表面，使更多的起始剂有着与 EO 基本相同的反应几率和速率，最终导致链长分布变窄、反应速率加快 (约为传统工艺的四倍以上)，大幅度缩短了生产周期，提高了产品质 量。由于在 Press 工艺中，不仅气相中 EO 浓度较低，液相中 EO 浓 度也小于 0.5%，因此副反应很少发生，反应温度也易控制，再加上 Press 反应器中无任何转动部件，可防止气相 EO 的泄漏及静电产生， 解决了 EO 易爆的危险，安全性高。八十年代初推出了第二代汽液接 触式乙氧基化双体反应器，即 Press 第二代技术。随后发展的第三 代 Press 工艺技术中，采用了计算机程控，其数据库中贮存有多种产 品配方和分析数据。因此，对产品适应性极强，聚氧乙烯链的 EO 加 成数可达到 50 以上。Press 工艺还配有一套 EO 排放装置，保证正 常排放的尾气中 EO 浓度小于 30ppm/m3，避免大气污染。由于 Press 工艺的创新设计、安全可靠和高产率，已为美、英、法、日、俄、中 等国家引进采用。 （4）回路新技术 八十年代末，瑞士 Buss 公司开发出 Buss 回路乙氧基化最新工 艺，并于 1988 年在德国建成了第一套工业化装置。接着 ICI 德国工 厂、新加坡 Shell、意大利石化公司、印度 NOCIL 公司和中国东方罗 地亚公司也先后建成了 Buss 乙氧基化反应装置。Buss 工艺设计独特， 其核心是不同于 Press 工艺雾化器的能向下喷射液体的气流反应混

年产3万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 合器,它能有效地限定和控制气一液接触区域,使反应在短时间内快 速完成,具有更强的生产能力。在安全性方面,BuSs工艺对整个反 应器采用抗突发压力和多重连锁控制系统设计,即使发生爆炸,反应 器也不会炸开,同时在整个反应回路中都采用高浓度的N保护(N2浓 度大于60%),消除了爆炸的隐患。由于缩短了反应时间,反应热能 被外换热器迅速带走,温度控制精确,抑制了副反应发生,产品色泽 极佳,聚氧乙烯链长分布窄、分子量高,游离E0含量小于lpm,副 产物含量低,生产重现性好。此外无废气排放,废水无毒,且排放量 很低。 5.1.1.2工艺技术的选择 本项目采用的是奥克股份在充分消化吸收国外工艺技术基础上 创新发展的外循环喷雾乙氧基化工艺技术。 奧克股份从事乙氧基化工艺研究和生产20年,对乙氧基化生产 和催化剂具有丰富的经验,奥克独有的ZD系列催化剂更是弥补了国 内关于聚乙二醇乙氧基化窄分布技术和聚乙二醇无法聚合成分子量 10000以上的空白,近期奥克股份通过6年的时间在充分消化吸收国 外工艺技术基础上,创新发展的外循环喷雾乙氧基化工艺技术更是将 国外引进的技术完全国产化且设计更优于引进技术。脂肪酸酯烷氧基 化催化剂及其制备方法,专利号ZI200410098837.0;脂肪酸酯烷氧 基化方法及其专用设备,专利号ZI20041009886.6。 本外循环喷雾乙氧基化工艺技术具备的四大特点: (1)利用反应热代替蒸汽作为前处理脱水的热源,剩余的部分用 于装置控制楼及综合楼的采暖热源,大约节能30%~40%。 (2)和Buss工艺对比,本装置操作压力低、安全可靠性高;增 长比大,可以一次性生产较高分子量的产品,减少中间体的生产过程。 16

年产 3 万吨环氧乙烷衍生精细化工新材料扩建项目 可行性研究报告 16 合器，它能有效地限定和控制气—液接触区域，使反应在短时间内快 速完成，具有更强的生产能力。在安全性方面，Buss 工艺对整个反 应器采用抗突发压力和多重连锁控制系统设计，即使发生爆炸，反应 器也不会炸开，同时在整个反应回路中都采用高浓度的 N2 保护（N2 浓 度大于 60%），消除了爆炸的隐患。由于缩短了反应时间，反应热能 被外换热器迅速带走，温度控制精确，抑制了副反应发生，产品色泽 极佳，聚氧乙烯链长分布窄、分子量高，游离 EO 含量小于 1ppm，副 产物含量低，生产重现性好。此外无废气排放，废水无毒，且排放量 很低。 5.1.1.2 工艺技术的选择 本项目采用的是奥克股份在充分消化吸收国外工艺技术基础上， 创新发展的外循环喷雾乙氧基化工艺技术。 奥克股份从事乙氧基化工艺研究和生产 20 年，对乙氧基化生产 和催化剂具有丰富的经验，奥克独有的 ZD 系列催化剂更是弥补了国 内关于聚乙二醇乙氧基化窄分布技术和聚乙二醇无法聚合成分子量 10000 以上的空白，近期奥克股份通过 6 年的时间在充分消化吸收国 外工艺技术基础上，创新发展的外循环喷雾乙氧基化工艺技术更是将 国外引进的技术完全国产化且设计更优于引进技术。脂肪酸酯烷氧基 化催化剂及其制备方法，专利号 ZI200410098837.0；脂肪酸酯烷氧 基化方法及其专用设备，专利号 ZI200410098836.6。 本外循环喷雾乙氧基化工艺技术具备的四大特点： （1）利用反应热代替蒸汽作为前处理脱水的热源，剩余的部分用 于装置控制楼及综合楼的采暖热源，大约节能 30%～40%。 （2）和 Buss 工艺对比，本装置操作压力低、安全可靠性高；增 长比大，可以一次性生产较高分子量的产品，减少中间体的生产过程