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年產(chǎn)6萬噸乙烯法特種聚乙烯醇樹脂升級改造項目可行性研究報告
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2022-10-21

1、聚乙烯醇產(chǎn)品用途

聚乙烯醇簡稱聚乙烯醇，也稱 PVOH，具有多元醇的典型化學(xué)性質(zhì)，能進(jìn)行酯化、醚 化及縮醛化等反應(yīng)。有較好的化學(xué)穩(wěn)定性及良好的絕緣性、成膜性、氣體阻隔性。

除此之外，聚乙烯醇還具有水溶性、水溶液的貯存穩(wěn)定性、粘結(jié)性、界面化學(xué)性質(zhì)、抗溶劑性、熱穩(wěn)定性等獨特的性能。 聚乙烯醇用途廣泛，尤其是新品種開發(fā)應(yīng)用涉及面廣。其主要用途是生產(chǎn)維綸、紡織漿料、涂料、粘合劑、紙張增強(qiáng)劑及涂層、產(chǎn)業(yè)聚合助劑等。

下游產(chǎn)品包括維綸、涂 料、粘合劑、纖維漿料、紙張?zhí)幚韯?、乳化劑、分散劑、薄膜、醫(yī)療材料、建筑和汽車 改性材料，應(yīng)用領(lǐng)域涉及紡織、食品、醫(yī)藥、建筑、木材加工、造紙、印刷、化妝品、 農(nóng)業(yè)、冶金、石油開采等行業(yè)。

2、聚乙烯醇市場需求現(xiàn)狀及預(yù)測

近年來，世界聚乙烯醇的消費(fèi)量穩(wěn)步增長，2016 年總需求量為 134.9 萬噸，2018 年 增加到 139.2 萬噸。預(yù)計 2019-2022 年，世界聚乙烯醇的消費(fèi)量將以年均約 1.5%的速 度增長，到 2022 年總消費(fèi)量將達(dá)到約 147 萬噸。其中消費(fèi)增長速度最快的是亞太地區(qū)， 消費(fèi)量的年均增長率將達(dá)到約 2.2%。

我國聚乙烯醇主要用于聚合助劑、織物漿料和粘合劑等域。2019 年我國聚乙烯醇的 消費(fèi)階結(jié)構(gòu)為:聚合助劑對聚乙烯醇的需求量約占總消費(fèi)量的 37.0％，織物漿料約占 20.0％，建筑涂料約占 6.0％，維輪纖維約占 13.0％，造紙漿料和涂約占 8.0％，粘合 劑約占 11.0％，其他方面約占 5.0%。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高支高密高檔紡織品內(nèi)需與出口增加，高檔造紙業(yè)、石油開 采業(yè)發(fā)展速度加快，汽車工業(yè)更是蓬勃發(fā)展，汽車、建筑用安全玻璃需求快速上升，這 些行業(yè)對聚乙烯醇新產(chǎn)品的開發(fā)提供了廣闊的發(fā)展空間，PVA 在汽車、建筑用安全玻璃、 PVB 薄膜、可生物降解 PVA 薄膜及醫(yī)藥領(lǐng)域等方面將有較好的發(fā)展前景。

聚乙烯醇纖維因其良好的性能，可以在水泥行業(yè)替代對健康有危害的石棉，且強(qiáng)度提高 2.5 倍，目前 國際上已大面積禁用石棉制品，但我國還處于初始階段，各企業(yè)可大力推動聚乙烯醇纖 維在水泥中的使用，促進(jìn)聚乙烯醇的消費(fèi)。國內(nèi)大量基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為粘合劑市場提供了 發(fā)展機(jī)遇;紡織行業(yè)層虧轉(zhuǎn)強(qiáng)，為聚乙烯醇打開了漿料市場空間;而電子、造紙、醫(yī)藥、精細(xì)化工行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，進(jìn)一步推動了聚乙烯醇需求的上升。

3、項目概述

本項目為 6 萬噸/年乙烯法特種聚乙烯醇樹脂升級改造項目，項目選址在合肥巢湖 化工園區(qū)，園區(qū)內(nèi)現(xiàn)有聚乙烯醇生產(chǎn)裝置在 2006年取得安徽省經(jīng)信廳備案（皖經(jīng)資源 函【2006】564 號），產(chǎn)能為 9.2 萬噸聚乙烯醇/年，本項目采用先進(jìn)的技術(shù)和裝備對現(xiàn)有的聚乙烯醇生產(chǎn)線進(jìn)行升級改造，全面提高聚乙烯醇生產(chǎn)線的技術(shù)裝備、能效環(huán)保、 本質(zhì)安全、產(chǎn)品品質(zhì)等水平，實現(xiàn)皖維高新材料股份有限公司本部現(xiàn)有聚乙烯醇生產(chǎn)技 術(shù)的更新迭代和聚乙烯醇產(chǎn)品高端化發(fā)展。

項目工程報批總投資 130259.41 萬元，其中建設(shè)投資 116097.42 萬元，建 設(shè)期利息 5831.61 萬元，鋪底流動資金 8330.38 萬元。

項目名稱、主辦單位名稱及法人代表。

項目名稱： 6 萬噸/年乙烯法特種聚乙烯醇樹脂升級改造項目。

主辦單位： 安徽皖維高新材料股份有限公司。

項目建設(shè)地點：安徽皖維高新材料股份有限公司現(xiàn)有廠區(qū)內(nèi)。

4、投資的必要性和經(jīng)濟(jì)意義

（1）符合我國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展規(guī)劃

據(jù)統(tǒng)計全球聚乙烯醇（PVA）生產(chǎn)主要集中在中國、日本、美國等少數(shù)幾個國家和 地區(qū)，總裝置產(chǎn)能約 185 萬噸，2020 年實際產(chǎn)量 135 萬噸左右，其中亞太地區(qū)是主要 生產(chǎn)地區(qū)，占世界總產(chǎn)量 85%以上。2020 年我國聚乙烯醇總產(chǎn)能 99.6 萬噸（不含臺灣 地區(qū)），實際產(chǎn)量為約 81 萬噸，是世界上最大的聚乙烯醇生產(chǎn)國。

全球除中國外的聚乙烯醇具有代表性的企業(yè)主要有：日本可樂麗株式會社、日本積水化學(xué)工業(yè)株式會社、 日本合成化學(xué)工業(yè)株式會社、日本尤尼吉卡（JVP）、美國杜邦公司等，絕大部分采用 乙烯法，然而我國 PVA 生產(chǎn)裝置主要采用生產(chǎn)工藝相對落后的電石乙炔法，生產(chǎn)成本 相對較高，對環(huán)境有一定的污染，主要用于生產(chǎn)常規(guī)產(chǎn)品，高端、多用途特種 PVA 仍 然依靠進(jìn)口，制約我國液晶顯示、汽車擋風(fēng)玻璃等行業(yè)發(fā)展。以《中國制造 2025》和 《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》為行動綱領(lǐng)，其中具體提出：著力改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)， 加快培育化工新材料，突破一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵核心技術(shù)，建設(shè)一批具有國際 競爭力的大型企業(yè)。

本項目的實施為我國聚乙烯醇行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展起到積極推動和示范 作用，生產(chǎn)的產(chǎn)品高端配套合肥主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)（液晶顯示產(chǎn)業(yè)鏈上游原料聚乙烯醇），帶動 周邊地區(qū)各項相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)皖江地區(qū)總體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時也促進(jìn)國家中部崛 起戰(zhàn)略和安徽省東向戰(zhàn)略的實施，符合我國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展規(guī)劃。

（2）符合國家及省市的產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)進(jìn)步要求

該項目符合《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄（2016 版）》“3 新材料產(chǎn) 業(yè)，3.1 新型功能材料，3.17 新型膜材料：功能高分子膜材料”。符合國家發(fā)改委第 29 號令發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019 年本）》“鼓勵類：二十八、信息產(chǎn)業(yè)，27、 薄膜場效應(yīng)晶體管 LCD（TFT-LCD）、有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）、電子紙顯示、激光 顯示、3D 顯示等新型平板顯示器件、液晶面板產(chǎn)業(yè)用玻璃基板、電子及信息產(chǎn)業(yè)用蓋 板玻璃等關(guān)鍵部件及關(guān)鍵材料（聚乙烯醇）?！保?

合肥市加快推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，根據(jù)《2020 年合肥市兩會政府工作報告》，2020 年合肥市需要著重發(fā)展的八個方向，其中把加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級放在優(yōu)先發(fā)展的地位。符 合《合肥市主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)配套新材料和服務(wù)指導(dǎo)目錄》第 I 類，用于制造偏光片、彩色濾光片的相關(guān)化學(xué)品（聚乙烯醇等）。

本項目建設(shè)符合國家、地方產(chǎn)業(yè)政策，符合相關(guān)環(huán)保政策，符合園區(qū)產(chǎn)業(yè)定位、園 區(qū)規(guī)劃及規(guī)劃環(huán)評、“三線一單”等要求。

（3）符合皖維集團(tuán)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃與布局

根據(jù)皖維集團(tuán)“十四五”發(fā)展指導(dǎo)思想和發(fā)展目標(biāo)，堅持圍繞主業(yè)發(fā)展的總思路，重 點推進(jìn)三大產(chǎn)業(yè)基地、四大產(chǎn)業(yè)集中區(qū)、五大產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展，高起點、高標(biāo)準(zhǔn)謀劃 高技術(shù)含量、高投資回報的好項目、大項目，不斷提升企業(yè)的抗風(fēng)險能力和盈利能力。 皖維本部高新材料產(chǎn)業(yè)基地主要發(fā)展新型化工產(chǎn)業(yè)和高端新材料產(chǎn)業(yè)。

一是通過對 高端 PVA 樹脂、VAE 乳液等產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，壯大企業(yè)優(yōu)勢化工產(chǎn)業(yè)規(guī)模；二是 配套建設(shè)乙烯法醋酸乙烯裝置，進(jìn)一步提升對上游原料的掌控力；三是持續(xù)增加 PVA 光學(xué)薄膜及偏光片、PVB 樹脂及膠片、可再分散性膠粉產(chǎn)品等“卡脖子”材料的技術(shù)開發(fā) 投入，積極推進(jìn)成果轉(zhuǎn)化，不斷提升高端新材料產(chǎn)業(yè)的占比；四是對生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)流 程進(jìn)行數(shù)字化、智能化改造，提升兩化融合發(fā)展水平。

本項目以乙烯法聚乙烯醇生產(chǎn)技術(shù)，替代皖維集團(tuán)原有的“電石-乙炔”法聚乙烯 醇技術(shù)路線，符合皖維集團(tuán)“十四五”產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，可實現(xiàn)皖維圍繞 PVA 產(chǎn)業(yè)增連補(bǔ)鏈 強(qiáng)鏈發(fā)展。

5、醋酸乙烯裝置技術(shù)方案

醋酸乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法歷史上有過乙炔液相法、乙醛醋酐合成法、乙烯液相法 等。目前世界上醋酸乙烯工業(yè)化生產(chǎn)的主要工藝路線有乙烯法、乙炔法和甲醇與合成氣 生產(chǎn)醋酸乙烯的 Halcon 法。

乙炔法在二十世紀(jì)六十年代以前是醋酸乙烯的主要生產(chǎn)方法。該法包括電石乙炔法 和天然氣乙炔法，前者由于污染大、成本高、在國外已屬于逐步被淘汰的技術(shù)。但目前 我國乙炔法仍占重要地位。 Halcon 法是美國 Halcon 公司在 20 世界 80 年代開發(fā)的以煤為原料制取醋酸乙烯的 工藝。

項目工藝流程簡述

工藝過程大致如下：首先以煤為原料制合成氣，合成氣羰基合成甲醇，甲醇與合 成氣羰基合成醋酸，醋酸與甲醇酯化得到醋酸甲酯。醋酸甲酯通過羰基化反應(yīng)生成亞乙 基二乙酸酯（EDA），再經(jīng)熱裂解生成醋酸乙烯和醋酸。該法不用乙烯和醋酸作原料，實現(xiàn)了以煤為單一原料生產(chǎn)醋酸乙烯。

Halcon 法生產(chǎn)成本較高，故至今尚未實現(xiàn)工業(yè)化 生產(chǎn)。 乙烯法的蓬勃發(fā)展始于二十世紀(jì)七十年代。隨著全球石油化工的發(fā)展，乙烯變得價 廉易得，由此乙烯法占據(jù)了醋酸乙烯生產(chǎn)的主導(dǎo)地位。目前，乙烯法裝置的生產(chǎn)能力占 總能力的 77.48%。美國醋酸乙烯生產(chǎn)二十世紀(jì)七十年代初已完成了由乙炔法向乙烯法的 轉(zhuǎn)換，日本的乙烯法約占 76%。

乙烯法又分為液相法和氣相法，液相法因催化劑系統(tǒng) （PdCl2）對設(shè)備的腐蝕性太大，已基本被淘汰。 我國聚乙烯醇的市場價格主要與原料醋酸乙烯酸、電石、進(jìn)口價格等有關(guān)。近幾年， 我國乙烯醇的市場價格整體呈現(xiàn)先下降，然后逐新上漲，此后又下降的發(fā)展態(tài)勢。同時 新發(fā)展理念及碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)表明，高能耗的電石法將是限制發(fā)展，且成本上升。

目前醋酸乙烯的成本電石法比乙烯法高 1500 元/噸左右。將來，從國家的新發(fā)展理念出 發(fā)和內(nèi)蒙古能源雙控形勢來看，未來電石的價格一定會居高不下；同時從 2019 年開始， 中國乙烯進(jìn)入投產(chǎn)集中期，2020-2025 年間較多的百萬噸乙烯將進(jìn)入市場，隨著國內(nèi)產(chǎn) 量的不斷增加，國內(nèi)乙烯貿(mào)易流通量將呈現(xiàn)增長態(tài)勢，未來對進(jìn)口的依賴度將有所降低。 因此后期我國乙烯市場緩解乙烯需求企業(yè)采購壓力，未來乙烯的價格不會大幅上揚(yáng)。

隨著市場對 PVA 品質(zhì)及品種的需求越來越高，以及目前乙烯法醋酸乙烯裝置具有明顯成本 優(yōu)勢，乙烯法 PVA 將逐步取代的電石法 PVA 生產(chǎn)技術(shù)。 由于目前乙烯法在國際上占據(jù)醋酸乙烯生產(chǎn)的主導(dǎo)地位，生產(chǎn)成本較低，醋酸乙烯 產(chǎn)品質(zhì)量好，是國內(nèi)醋酸乙烯生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，所以本裝置采用乙烯法生產(chǎn)醋酸乙烯的 工藝路線。

乙烯氣相法生產(chǎn)醋酸乙烯的國外主要專利商有德國Bayer、美國USI、BP Amoco Leap、 美國 Celanese 、LyondellBasell 的 Vacido 技術(shù)和美國 KBR SDK VAM 技術(shù)。

（1）德國 Bayer

技術(shù) 二十世紀(jì)六十年代末期，德國 Bayer-Hoechst 公司開發(fā)成功了乙烯氣相法的醋酸乙 烯工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。Bayer 技術(shù)采用 Pd-Au/Si02作催化劑，醋酸鉀作助催化劑，乙烯、 醋酸與 O2 混合物以一定的進(jìn)料比例進(jìn)入列管式固定床反應(yīng)器進(jìn)行氧乙?；磻?yīng)合成醋 酸乙烯。該技術(shù)的工藝過程由原料混合與氧乙?；磻?yīng)、反應(yīng)氣分離及醋酸乙烯精制等 單元組成。該法的乙烯氧乙酰化反應(yīng)起始溫度較低，約 140℃。

隨著反應(yīng)時間的推移， 催化劑活性逐漸下降，因此需提高溫度以維持活性，最終反應(yīng)溫度為 180℃。隨著反應(yīng) 時間的延長，CO2生成量增加，其它副產(chǎn)物則下降。在整個反應(yīng)期間，大約有 4％～10％的乙烯轉(zhuǎn)化成 CO2。 Bayer 技術(shù)的時空收率較高，易于實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性更為明顯，故目 前已有的以乙烯為原料路線的醋酸乙烯裝置絕大多數(shù)采用 Bayer 技術(shù)。

（2）美國 USI 技術(shù)

二十世紀(jì)六十年代末期，美國 USI 公司也開發(fā)成功了乙烯氣相法的醋酸乙烯工業(yè)化 生產(chǎn)技術(shù)。USI 技術(shù)與 Bayer 技術(shù)無論是工藝原理還是操作過程都非常相似，只是其工 藝條件較為溫和，溫度為 125～140℃，壓力為 0.15~0.25MPa。催化劑以 Pd-Pt 為主， 載體為耐酸的α-Al2O3，壽命 2~3 年。該技術(shù)產(chǎn)品的時空收率較低，僅為德國 Bayer 技 術(shù)的 60％，單臺反應(yīng)器生產(chǎn)能力小，不宜進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。

（3）BP Amoco 公司的 Leap

技術(shù) 二十世紀(jì)九十年代初，BP 開始致力于乙烯氣相法的醋酸乙烯技術(shù)的研究，并開發(fā)成 功了先進(jìn)的流化床制醋酸乙烯的 Leap 工藝，并采用此項技術(shù)于 2001 年在英格蘭北部 Hull 建成了一套 25 萬噸/年的工業(yè)化裝置。

該工藝采用新設(shè)計的流化床反應(yīng)器系統(tǒng)和催 化劑，使裝置投資費(fèi)用降低約 30％。該工藝在 152℃、0.9MPa 的條件下反應(yīng)，乙烯、氧 氣和醋酸的單程轉(zhuǎn)化率分別為 8.3%、30.3%和 41.25%。以乙烯計，醋酸乙烯總收率為 96.6%。催化劑組成為 Pd/M/A，其中 M 代表 Ba、Au、Cd、Mn、Fe、Co、Ce、U 和它們的 混合物。

A 代表堿金屬(K 最好)和它的混合物，適用的載體和粘結(jié)劑材料主要有二氧化 硅、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦和它們的混合物。 與固定床工藝比較，采用流化床工藝生產(chǎn)醋酸乙烯的優(yōu)點在于：催化劑在反應(yīng)器中 連續(xù)和均勻地混合，可明顯改進(jìn)助催化劑的均勻添加，并使助催化劑的濃度不變；流化 床的操作可連續(xù)移除失活催化劑，并更換新催化劑；流化床在等溫環(huán)境下操作，使催化 劑由于過熱而引起的失活減少到最低限度。另外由于改善了反應(yīng)過程的傳熱，從而提高 了醋酸乙烯的產(chǎn)率，也提高了單臺反應(yīng)器的生產(chǎn)能力，延長了催化劑壽命。

而且由于采 用流化床反應(yīng)器，可以減少或除去反應(yīng)器所需的大量冷卻管/盤管，也便于采用較小的 反應(yīng)器，還可以除去固定床工藝所需的液體蒸餾塔及氣體預(yù)熱交換器等，使裝置投資減 少 30％。

（4）美國 Celanese 工藝

美國 Celanese 固定床乙烯工藝，又稱 VAntage 工藝，雖然也采用固定床技術(shù)，但 由于在催化劑方面做了重要改進(jìn)，再加上對尾氣中的乙烯采用了一種新的回收技術(shù)，所 以醋酸乙烯收率明顯高于其它固定床裝置。Vantage 工藝采用 Pd/Au 催化劑，以檸檬酸鉀等為還原劑，硅膠為載體，同時又在 Pd/Au 的催化劑中加入了其它乙烯稀土元素，從而提高了催化劑的選擇性和活性。

目前 Celanese 公司已對其在全球的醋酸乙烯裝置采 用 VAntage 工藝進(jìn)行改造，其中新加坡的 19 萬噸/年裝置采用該工藝后生產(chǎn)能力已提升 到 21 萬噸/年，即在不增加任何投資的情況下生產(chǎn)能力便可增加 22%。2008 年，Celanese 公司在南京建設(shè)了 30 萬噸/年的醋酸乙烯裝置。

（5）LyondellBasell 公司的 Vacido 技術(shù)

LyondellBasell 公司的 Vacido 技術(shù)采用固定床管式反應(yīng)器，催化劑為 Au-Pd/Al2O3。 該催化劑乙烯選擇性 92%，醋酸選擇性 99%，壽命 3 年，廢催化劑貴金屬回收率約為 92%。 1966 年，Millenium 公司采用該技術(shù)，在美國德克薩斯州拉波特建設(shè)了 13.6 萬噸/年的 醋酸乙烯裝置，后來又經(jīng)過裝置改造、擴(kuò)建、工藝流程創(chuàng)新及催化劑升級等使該工廠規(guī) 模達(dá)到 38.6 萬噸/年。該工廠目前有三條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線有兩臺反應(yīng)器并聯(lián)。此技 術(shù)目前在南美和日本各轉(zhuǎn)讓了一套。

（6）美國 KBR SDK VAM 技術(shù)

美國 KBR SDK VAM 技術(shù)經(jīng)過商業(yè)驗證已有 40 余年，專利催化劑由 SDK 開發(fā)，并一 直在不斷改進(jìn)催化劑性能和工藝。利用該技術(shù)，SDK 公司于 1978 年在日本大分市建設(shè)了 規(guī)模為 17.5 萬噸/年醋酸乙烯裝置。

編制：邵明

責(zé)任編輯：陸民

來源：皖維高新  東華工程 思瀚產(chǎn)業(yè)研究院

可行性研究報告、商業(yè)計劃書、項目申請書、設(shè)計規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、建筑設(shè)計、風(fēng)險評估報告、市場調(diào)研專項報告、行業(yè)研究報告、境外投資計劃書、項目建議書等。

第一章 總論 ...........1

第二章 市場預(yù)測分析.......11

第三章 產(chǎn)品方案及規(guī)模.........24

第四章 工藝技術(shù)方案.....27

第五章 原材料、輔助材料、燃料和動力供應(yīng)....51

第六章 建廠條件和廠址選擇.....53

第七章 總圖運(yùn)輸、土建、全廠內(nèi)外管網(wǎng)....57

第八章 公用工程及輔助設(shè)施.....62

第九章 節(jié) 能 .....86

第十章 節(jié) 水 .....95

第十一章 消 防.....98

第十二章 環(huán)境保護(hù)....102

第十三章 職業(yè)衛(wèi)生....118

第十四章 安全 ......124

第十五章 抗 震 .....147

第十六章 組織機(jī)構(gòu)與人力資源配置...162

第十七章 項目實施計劃...164

第十八章 投資估算.....168

第十九章 資金籌措...170

第二十章 財務(wù)分析......171

第二十一章 風(fēng)險分析....176

第二十二章 研究結(jié)論和建議.....181