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平煤蓝天化工30万吨/年天然气甲醇装置联产10万吨双氧水项目
可行性研究报告
一、概述
1.1项目名称、起止时间、承担单位与协作单位技术力量概况； 1.1.1项目概况；
项目名称：平煤蓝天化工30万吨/年天然气甲醇装置联产10万吨双氧水项目 主办单位：平煤蓝天化工股份有限公司中原甲醇厂 企业性质：有限责任公司 法人代表：李毛
1.1.2建设单位概况及技术力量概况
平煤蓝天化工股份有限公司是于2007年7月由平煤集团和蓝天集团合资组建的股份制企业，是河南省最大的煤炭企业和豫中南最大的化工企业实现了强强联合。公司总资产达26亿元，平煤集团和蓝天集团分别各占51%和49%股份，公司总部位于河南腹地、交通便利的驻马店市前进路北段。
目前公司注册资本6亿元，总资产近40亿元，下属中原甲醇厂、遂平化工厂、光山化工厂、信阳中油公司、武汉储运公司、联合运输公司6个分、子公司，在册职工3100多人，是集化工产品醇醚研发、生产、销售、储存及运输为一体的专业化企业。作为河南省政府规划建设的豫南煤化工基地之一和全国重要的甲醇生产、醇醚燃料试验与应用试点企业，目前公司甲醇年产能80万吨，二甲醚产能20万吨，碳铵产能40万吨，年实现销售收入20多亿元，利税2亿元，先后荣获“信用AAA等级企业”和“首批河南省信用建设示范单位”称号，荣获2008中国化工企业500强第143位。
中原甲醇厂是以国家西部大开发战略为契机，依托“西气东输”豫南支线工程兴建的国内首座现代化大型甲醇企业，隶属于平煤蓝天化工股份有限公司。30万吨甲醇项目于2001年11月25日由国家发展计划委员会以计产业[2001]2500号文批复立项；2003年01月13日，国家环境保护总局以环审[2003]8号文批复由中国环境科学院编制的项目环境影响报告书；2003年10月9日，国家发展和改革委员会以发改工业[2003]1433号文件批复了项目可行性研究报告。项目于2003年10月28日开工建设，2005年11月建成投产，项目设计能力30万吨/年，生产能力40万吨/年。
中原甲醇厂占地面积129亩，投资7.5亿元，全厂职工287人，其中大专以上文凭人员122人，初级职称人员31人、中级职称以上人员15人。
2、简述项目的现状、研究的目的、意义及国内外技术概况。1.2.1项目的现状及国内外技术概况。
双氧水又称过氧化氢，是一种重要的无机化工产品，在纺织、造纸、化工、轻工、医药、电子、食品、环保等领域应用广泛。工业级过氧化氧在常温下能缓慢分解，当温度升高或紫外线照射时，分解速度加快，遇到灰尘、重金属离子或碱性物质时，发生剧烈分解，放出大量氧和热，严重时会发生爆炸。过氧化氢具有较强的氧化能力，可与各类还原性物质发生反应，且制备无机过氧化物、有机过氧化物的原料。由于其优良的氧化性能，双氧水在碱性条件下能破坏有机色素分子中的共轭体系而消色，因此被广泛地用作纺织、造纸等行业的漂白剂。目前我国双氧水产品分工业级、试剂级、医药级和电子级，浓度有27.5%, 35%,50%.70%等多种规格。
双氧水的工业生产方法主要有电解法和蒽醌法两种。20世纪90年代前，国内双氧水生产企业大多采用电解法，该法电流效率高、工艺流程短、产品质量高，但由于电耗较大，生产成本高，不适合大规模工业化生产，已逐渐被淘汰。此外，国内也在研究采用氧阳极还原法生产双氧水，该法利用水和空气作为原料，具有成本低、投资少、污染小等特点，但目前该法仍未实现工业化生产。我国的双氧水产品有工业级、试剂级、食品级、医药级和电子级等几种，浓度有27.5％、30％、35％、50％、70％等多种规格。目前国内大多数企业采用的蒽醌法与电解法相比，具有工艺技术先进、生产规模大、自动化程度高、成本和能耗低、三废易于治理等特点。蒽醌法分为镍催化剂法和钯催化剂法，前者使用镍催化剂悬浮床氢化器，后者使用钯催化剂固定床氢化器。钯催化剂法工艺流程短、氢化设备简单、催化剂寿命长、运行安全可靠、操作方便，比镍催化剂法具有更强的竞争力。此外，国内也有对采用氧阴极还原法生产双氧水技术进行研究的报道。此法利用低压空气中的氧在电解池的阴极进行两电子还原反应制双氧水。它利用取之不尽的空气和水为原料一步获得碱性双氧水，简化了生产流程，用于纺织、造纸行业的现场漂白，具有成本低、投资少、污染少、的特点，但目前该法仍未实现工业化。
我国双氧水产业集中度过低，目前生产企业共有50余家，装置70余套，单套装置平均年产能为1．2万吨。国内不少大化肥企业，如四川川化集团有限责任公司、河南中原大化集团有限责任公司、河北沧州大化股份有限公司、湖南中石化巴陵分公司、贵州赤天化集团有限责任公司等，均利用自身化肥生产的资源和产品优势，建有双氧水生产装置。
2000年以来，随着几套新建大型双氧水装置问世，装置大型化逐渐成为工程建设的主流，2005年建成的装置产能达到14万吨，其中大型装置占80％。目前装置规模年产量接近或超过3万吨的生产企业有13家，合计产能47.6万吨，占总产能58％。广东中成化工股份有限公司(含收购并控股的湖南智成化工公司)、江苏天鸿化工有限公司、山东东营华泰化工集团、河北新乐新化股份有限公司等4家公司合计产能占总产能的30％。其中江苏天鸿化工有限公司双氧水年综合生产能力达到25万吨(以27.5％计)，是华东地区最大的双氧水生产基地之一。上海阿科玛双氧水有限公司是我国唯一一家以西方先进技术设计生产的双氧水生产企业。该公司2006年3月23日宣布，计划将其双氧水年产能力扩大l倍，从3.8万吨／年增加到7.7万吨／年。新扩产项目能生产70％以上浓度的食品级或电子级等专业等级的双氧水，将于今年建成投产。同时，该公司还正在筹备下一轮扩产，一旦实现将达到10万吨／年以上。此外，安徽阜南县化工总厂在现有双氧水生产能力3.5万吨／年的基础上，拟扩建为6万吨／年生产装置。河北廊坊市大田化工有限公司投资2500万美元，计划建设2万吨／年双氧水装置。
2003年“非典”疫情的发生，使国内掀起了双氧水项目上马热潮，新增项目的单套产能大都在10万吨左右。到2005年，仅两年的时间里，双氧水产能就由2003年的55.8万吨猛增至83.5万吨，增幅49.64％。但由于产品销售不畅，企业亏损，一些新上马的企业不能正常生产，有的企业一年仅生产3、4个月，有的甚至刚建成不到一年就准备拍卖设备。同时，一些筹建与扩建项目纷纷下马，其中石家庄、焦作、临泉三家企业累计产能24万吨的项目中途就夭折了，这使双氧水市场饱和状况得到缓解。目前我国双氧水的产能、产量及消费量均跃居世界第一，产能超过一直雄居全球榜首的美国近1倍。
双氧水投资主体将继续朝着多元化方向发展，随着外资、合资、民营资本的大规模入驻，民营资本将逐渐占据主导地位。历经几轮行业内部的结构调整，在华东、华北及华南三大市场，将有几个行业巨头浮出水面，这些企业具有相对完善和一定特色的产品链，并同时占据较大的市场份额，将成为国内区域市场强有力的竞争者。未来几年，双氧水产业将进入一个稳步发展的成熟阶段，产量仍会有一定程度的增长，但增幅较前几年相对减缓。在高速增长期之后，必将经过一个由分散到集中、优胜劣汰的产业整合阶段，最终形成几个企业巨头垄断国内双氧水市场的局面。双氧水产业在经过大规模整合和结构调整之后，生产装置布局、产品结构、消费市场及投资主体等都将发生很大的变化。而当前的首要任务是抓住国际市场扒遇，乘机做大做强，使我国尽快进入世界双氧水生产强国之列。1.2.2研究的目的、意义
双氧水生产原料主要为氢气，目前双氧水主要原料氢气来自煤制氢装置，制氢成本高，而我公司30万吨/年天然气甲醇装置联产10万吨双氧水项目的研究目的是利用装置富氢驰放气为原料生产双氧水，制氢成本低，具有市场绝对优势。
随着能源价格的不断上涨，煤炭作为原料的制氢成本不断上涨，而我公司30万吨/年甲醇装置通过天然气一段蒸汽转化工艺制取的甲醇合成气氢碳比在3.0左右，远高于合成甲醇所需的2.05—2.1的要求，目前由遂平化工厂为我厂提供二氧化碳，该厂现有两套10万吨/年煤制甲醇装置和一套6万吨/年合成氨装置，均采用固定床间歇制气造气炉，工艺技术落后，不符合国家产业发展要求，日后必将被淘汰，在不补碳的情况下，我厂氢气将大量过剩，成本也将大幅升高，所以为富余氢气找到合理的出路就显得尤为重要。
二、研究的关键技术与方案
2.1项目主要研发内容及预期达到的技术经济指标；
本项目拟在原甲醇生产装置的基础上进行联产双氧水改造，原甲醇装置采用天然气做原料通过一段转化生产甲醇合成气，合成气中氢碳比在3.0左右，远超过合成甲醇要求的最佳氢碳比2.05—2.10，产生大量的富氢驰放气，装置原设计有平煤蓝天化工股份有限公司遂平化工厂为我厂供应二氧化碳，弥补我厂氢多碳少的缺陷，但是遂平化工厂的二氧化碳供应量一直未能满足我厂生产需要。致使我厂氢多碳少的局面一直未能扭转。本项目拟在原装置的基础上进行改造，利用原装置驰放气膜分离系统提供氢气作为原料生产双氧水。使中原甲醇厂产品向多元化发展，同时也可以根据两种产品利润变化情况调整生产负荷，增强企业抗风险能力。
经济效益分析 双氧水经济效益分析 年销售收入：900元/T×100000=9000万元，年平均总成本费用：600元×100000=6000万元 年平均利税总额：9000-6000=3000万元 其中：⑴年增税收3000×17%=510万元 ⑵年创利润3000-510=2490万元 投资利税率：3000÷15000=20% 所得税前投资回收期：15000÷3000=5年（不含建设期）
四、总投资：15000万人民币
五、资金来源：自筹、合资、合作、借贷
2.2项目研究的关键技术、技术方案、技术路线
本装置采用固定床钯触媒蒽醌法双氧水生产工艺，该工艺具有流程简单、产品质量稳定、无污染。
蒽醌法生产双氧水是以2－乙基蒽醌和四氢2－乙基蒽醌为载体（总有效蒽醌含量为130－140g/l），重芳烃和磷酸三辛酯为混合溶剂（体积比为C9:TOP=75:25），配制成工作液。该工作液与氢气一同进入装有钯触煤床内，在0.27－0.30Mpa（G）压力和40－70℃下进行氢化反应，得到相应的氢蒽醌溶液（称氢化液）。氢化液在氧化塔0.22－0.3Mpa(G)压力和45－55℃条件下用空气进行氧化，氢化液中的蒽醌还原成原来的蒽醌，同时生成双氧水。由于双氧水在水和工作液中的溶解度不同，用纯水萃取含有双氧水的工作液（称氧化液）得到27.5％的双氧水水溶液（称萃取液），该萃取液经重芳烃净化除去可溶性有机物杂质即得到成品，被萃取后的氧化液称为萃余液，萃余液先经萃余液分离器分离掉大部分水份，再经碳酸钾溶液进行干燥除掉水份、分解双氧水和中和氧化过程中的酸，干燥后的工作液经沉降、分离，除去夹带的碳酸钾溶液，再经后处理白土床使工作液再生并除去碳酸钾和副产物，使之再生成为新鲜工作液循环使用。在氢化过程中，部分2－乙基蒽醌转化为四氢2－乙基氢蒽醌，经氧化后得到四氢2－乙基蒽醌，可反复被氢化、氧化成双氧水，一定量的四氢2－乙基蒽醌的存在，将有利于提高氢化反应速度和抑制其它副产物的生成。
2.3项目技术路线、方案的科学性、合理性、先进性、可行性分析评价。本项目拟以甲醇装置驰放气为原料，采用钯触媒蒽醌法，本工艺主要包括以下几部分：膜分离、氢化、氧化、萃取、净化、后处理和配制工序，此工艺线路生产双氧水有以下优点：
（1）钯触媒蒽醌法固定床结构明显优于镍触媒悬浮釜结构。镍触媒蒽醌法悬浮釜内有转速较高、结构复杂的搅拌器，轴密封易泄漏，检修工作量大、难度大。另外悬浮釜内有近百根外包滤布的过滤袖筒，以防镍触媒外泄，从而达到因、液相分离的目的。在运转中还常出现固定床袖筒滤布表面有触媒，而造成氢化液出料不畅等问题。钯触媒蒽醌法氢化工序的设备是塔内固定填装柱状或球状钯触媒，结构简单，固、液相容易分离，操作方便。
（2）与镍触媒蒽醌法相比，钯触媒蒽醌法生产装置宜于大型化。目前，镍触媒蒽醌法通用的悬浮釜，单台最大生产能力为7500t（27.5%计），对于大规模生产装置而言，若用此法生产过氧化氢想达到生产能力，只能采用多台组合，这不但给工艺操作和控制分析工作带来极大不便，更使设备造价和动力消耗增高，势必造成本高、能耗高，以至降低企业效益，而钯触媒蒽醌法用的固定床塔式结构，单台生产能力一般不受限制，可满足大型装置生产需求，而且生产规模越大，其成本越低。
（3）在触媒选择下，钯触媒使用性能优于镍触媒。钯触媒在空气中不象镍触媒那样容易自燃，安全性能好，镍触媒需保持在溶剂或工作液中，否则遇空气容易自燃，造成不安全隐患。与之相比，钯触媒的安全性能要好得多。虽然钯触媒单价较镍触媒高，但使用寿命长，当其活性下降后，可多次再生、活化，继续使用。再生无效时，还可回收废触媒残钯，可进一步降低触媒费用，达到减本增效目的。
（4）项目采用原装置驰放气膜分离装置提供氢气，不需另建制气装置，节约了项目建设成本。
该项目在原生产装置的基础上，新增部分双氧水生产装置，实现了甲醇与双氧水联产，充分利用原生产装置资源，两套装置可以实现互补，较单纯的双氧水生产装置具有绝对的成本优势，对企业来说，产品的多元化也提高了企业抗风险能力。
三、项目实施的措施、条件 3.1项目实施的保障措施； 3.2项目研究设备条件、产业技术基础条件，包括试验场地、测试手段。
四、市场需求情况分析及经济、社会和环境效益预测 4.1、国内外市场推广应用前景和市场需求情况分析预测； 4.1.1 双氧水主要应用领域
纺织工业纺织工业中双氧水主要用于织物漂白，还原染料染色时显色，织物脱浆，如高档纯棉织物、无麻织物、针织品及毛巾、床单、皮毛及工艺品的 漂白。
造纸工业双氧水用于造纸行业可分为纸浆漂白和废纸脱墨处理。用于纸浆漂白时，主要用于机械浆(磨木浆)的漂白;用于处理废纸时，能使油墨颗粒与纸张纤维分离，并最终使回收纸浆获得满意的白度，这是今后双氧水花造纸工业中最有前途 的应用领域。
化学工业在化学工业方面，双氧水广泛用于制取环氧化合物，有机过氧化物和无机过氧酸及其盐，氧化有机含氮，有机和无机含硫化合物，还用于催化聚合反应等等。
环境治理双氧水不仅在使用时不产生污染物，而且可以直接用来有效地处理工业三废，特别是废水处理，几乎可处理各种有毒废水(包括除毒、去味、脱色)，不产生二次污染。双氧水可以用来脱除废气中的NO，三氧化硫、硫醇、醛类等，也可用来处理含硫或硫化物，含酚、含氰废水，双氧水还可用来消除地下水及土壤被有机物污染。
电子工业电子工业中，可用双氧水与其他化学品配制成腐蚀液和作清洗剂，另外，不少仪器仪表、机电、日行车零件等行业的电镀加工要用双氧水处 理电镀液。
食品工业双氧水在食品工业中可用于软包装纸的消毒、罐头厂的消毒剂、奶和奶制品杀菌、面包发酵、食品纤维的脱色等。
其他工业双氧水可用于医药合成中盐酸VB、地塞米松、强的松的制备，3%以下的双氧水稀溶液还可用作医药上的杀菌剂。此外，还可用于建材业中轻质泡沫材料发泡剂的制备，用于机械,化工设备金属表面的净化，管道清洗等等。4.1.2 国内双氧水的消费及应用前景 双氧水在化工上应用也很广泛，可用来合成许多无机、有机过氧化物产品，在我国双氧水的消费构成中占相当比例，据统计，其用且约占其总耗用量的23%。目前我国有不少企业用双氧水生产过硼酸钠、过碳酸钠、过氧化钙、环氧植物油以及一些有机过氧化物等产品。一些发展中化工产品如邻苯二酚等的合成、烷基磺酸钠的漂白也需要不少数量的双氧水。但目前过氧化物、环氧化物和其他化学品合成产量不大，而且尚未全面展开,随着国内有机过氧化物需求的增加以及无机过氧化物的生产，化工行业对过氧化氧的消费将有一定的增长。比如用双氧水制取的过碳酸钠，是无磷洗涤剂中的理想成分，使用后所排放的废水对环境没有不利影响，对洗涤剂中有芳香味的有机添加剂无破坏作用。因此过碳酸钠特别适于制备低磷或无磷洗涤剂。随着国家对太湖、淮河、滇池、漓江等流域的污染治理的关注及人们对含磷洗涤助剂造成江河湖泊污染认识的加强，无磷（低磷）洗涤剂产品将会得到大力推广，这将为过碳酸钠的发展带来新的契机，从而促使双氧水使用量有所增加。
在我国环保领域，双氧水的应用基本上属于空白，而国内工业污染非常严重，开发研究双氧水在环保中的应用已势在必行。近年来有一些企业用双氧水处理生产中的废水，效果不错，也不断有用双氧水处理各类工业废水的研究和报道。随着我国经济的不断发展，国人环保意识不断增强，对双氧水的认识也在不断加深，一旦双氧水售价降到一定程度，将会激发双氧水在废水处理上的应用。可以预计，环保业将是双氧水行业最具开发价值的消费市场。
在饮用水消毒上，城市用水的漂白一直采用传统的“氯漂”，而据WHO报道，自来水厂采用传统的“氯漂”，氯与水中的有机物如腐植酸等反应生成三卤甲烷、四氯化碳等新的更为强烈的有机污染物，使自来水的致癌致突变性比天然水更为强烈。水体污染越严重，则所加的氯越多，对人造成的危害也越大。作为最清洁的漂白剂和消毒剂，双氧水花城市用水的漂白与消毒具有其他很多消毒剂所无法比拟的优点。随着人类对传统 “氯漂”饮用水带来的危害认识加强，双氧水在城市用水上的应用将会得到极大地推动。此外，随着我国信息通讯事业、电子高科技产业、食品包装行业和环境产业的发展，人民生活水平提高，双氧水在这些领域中的应用也将得以推广和普及。
总的来说，目前我国双氧水的应用范围还很狭窄，双氧水的生产与发达国家相比还很落后。然而由于双氧水用途广泛，因此其潜在的应用市场极富魅力，随着我国双氧水消费领域的不断发展，其消费且将有较大的增长。国内双氧水生产企业要开发双氧水的应用市场，扩大市场份额，就必须不断推进技术进步，扩大双氧水生产装置的规模，降低生产成本和销售价格，为双氧水在各行业的广泛使用和在更多行业的推广应用打下良好 的基础。
4.2项目完成后的预期经济、社会和环境效益。
项目建成达产后，可实现销售收入10000万元，年平均利税总额0=3000万元 其中：⑴年增税收3000×17%=510万元 ⑵年创利润3000-510=2490万元。
双氧水在环保产品，污水治理等方面具有和大的市场潜力，随着社会对环保的重视和民众环保、健康意识的增强和双氧水使用成本的降低，其对一些危害较大产品的替代量将日益增大，在环境保护方面应用规模也将进一步扩大，因此它所带来的社会和环境效益将是巨大的。
五、经费概算和资金筹措 5.1项目经费概算；
项目科研费用为1000万元，配套设备费为10000万元，工程及材料费为4000万元，项目总费用为150000万元。
5.2项目资金筹措方案，包括配套资金落实情况；
本项目估计投资15000万元，企业自筹资金4500万元，使用银行贷款10500万元，为降低投资成本和投资风险可采取合作、合资等形式。5.3项目经费使用计划。
六、实施进度计划
目前该项目已基本完成可行性分析，计划2011.01完成项目初步设计，2011.01-2011.03项目土建开工，2011.03-2011.12项目竣工，2011.12项目投产。
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