年產(chǎn)1.5萬(wàn)噸碳酸二甲酯化工廠的設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙）

0摘要：通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外碳酸二甲酯生產(chǎn)工藝的現(xiàn)狀，采用尿素醇解法來(lái)生產(chǎn)碳酸二甲酯，針對(duì)目前生產(chǎn)工藝中存在的幾個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行工藝的改進(jìn)，采用Aspen 軟件對(duì)年產(chǎn) 1.5 萬(wàn)噸碳酸二甲酯生產(chǎn)工藝進(jìn)行了模擬計(jì)算，經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的生產(chǎn)工藝可使碳酸二甲酯的純度達(dá)到 99.8%，通過(guò)分析目前市場(chǎng)行情估算整個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)投資，通過(guò) Aspen 軟件對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行物料衡算，熱量衡算，設(shè)備的計(jì)算等。關(guān)鍵詞：碳酸二甲酯；尿素醇解法；生產(chǎn)工藝；Aspen 軟件；經(jīng)濟(jì)分析； Abstract: Analyse DMC production technology at home and abroad, using Urea alcoholysis to produce DMC. To improve technology to solve some promble which exist presently. Using Aspen software to simulate technology flow of DMC. After the production technololy’s ameliorate, the DMC content is reach at 99.8%. Estimate economy of the whole project through market analysis. Using Aspen software to get material balance, heat balance and equipment data etc.Keywords: DMC; Urea alcoholysis;Production technology; Aspen software; Economy analysis1目 錄1 總論 ............................................................................................................................11.1 碳酸二甲酯的性質(zhì)和用途 ................................................................................................................11.2 碳酸二甲酯的市場(chǎng)分析 ....................................................................................................................11.2.1 國(guó)外產(chǎn)能情況及需求預(yù)測(cè) ..........................................................................................................11.2.2 國(guó)內(nèi)產(chǎn)能情況及需求預(yù)測(cè) ..........................................................................................................11.2.3 廠址選擇 ......................................................................................................................................12 碳酸二甲酯生產(chǎn)工藝 ................................................................................................22.1 工藝方案的選擇 .................................................................................................................................22.2 碳酸二甲酯生產(chǎn)工藝 ........................................................................................................................22.2.1 反應(yīng)流程 .....................................................................................................................................22.2.2 反應(yīng)條件及能耗 ..........................................................................................................................32.2.3 反應(yīng)主要設(shè)備 ..............................................................................................................................32.2.4 催化劑的比較與選擇 ..................................................................................................................32.2.5 膜的要求 .....................................................................................................................................32.2.6 膜的選擇 ......................................................................................................................................43 投資與經(jīng)濟(jì)分析 ........................................................................................................63.1 總投資 .................................................................................................................................................63.1.1 總設(shè)備投資費(fèi)用計(jì)算 ..................................................................................................................63.1.2 其它固定資產(chǎn)投資 ......................................................................................................................83.1.3 固定資產(chǎn)折舊費(fèi) .........................................................................................................................83.1.4 維修費(fèi)用 .....................................................................................................................................93.1.5 原料費(fèi)用 .....................................................................................................................................93.1.6 人事費(fèi)用 .....................................................................................................................................93.1.7 能源的消耗 ................................................................................................................................113.1.8 無(wú)形資產(chǎn) ...................................................................................................................................123.1.9 總投資費(fèi)用 ...............................................................................................................................123.2 總收益估算 .......................................................................................................................................123.2.1 投資額的確定 ...........................................................................................................................123.3 資金籌措 ...........................................................................................................................................133.4 經(jīng)濟(jì)分析 ...........................................................................................................................................133.4.1 投資回收期 ................................................................................................................................133.4.2 投資凈現(xiàn)值 ...............................................................................................................................133.4.3 內(nèi)部收益率 ...............................................................................................................................134 物料衡算 ..................................................................................................................134.1 流程簡(jiǎn)述 ...........................................................................................................................................134.2 碳酸二甲酯合成及分離工段 ...........................................................................................................134.3 反應(yīng)精餾塔物料衡算 .......................................................................................................................144.4 共沸精餾塔物料衡算 .......................................................................................................................1524.5 膜分離器物料衡算 ..........................................................................................................................154.6 萃取精餾塔物料衡算 .......................................................................................................................164.7 萃取劑回收塔物料衡算 ...................................................................................................................164.8 DMC 精制塔物料衡算 .....................................................................................................................174.9 甲醇精制塔物料衡算 .......................................................................................................................184.10 總流程物料衡算 .............................................................................................................................185 熱量衡算 ..................................................................................................................205.1 HEATER1 熱量衡算 .........................................................................................................................205.2 HEATER2 熱量衡算 .........................................................................................................................205.3 CONDENSE 熱量衡算 .....................................................................................................................215.4 HEATX1 熱量衡算 ...........................................................................................................................225.5 HEATX2 熱量衡算 ...........................................................................................................................225.6 SEP1 熱量衡算 ..................................................................................................................................235.7 SEP2 熱量衡算 ..................................................................................................................................235.8 T1 熱量衡算 ......................................................................................................................................245.9 T2 熱量衡算 ......................................................................................................................................255.10 T3 熱量衡算 ....................................................................................................................................255.11 T4 熱量衡算 ....................................................................................................................................265.12 T5 熱量衡算 ....................................................................................................................................276 主要設(shè)備設(shè)計(jì)與選型 ..............................................................................................286.1 泵的選型舉例 ..................................................................................................................................286.2 換熱器的選型舉例 ..........................................................................................................................346.3 精餾塔的設(shè)計(jì)舉例 ..........................................................................................................................366.3.1 精餾塔 T1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) ..................................................................................................................366.3.2 精餾塔 T2 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) .................................................................................................................386.3.3 精餾塔 T5 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) .................................................................................................................406.2 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................436.2.1 反應(yīng)精餾塔 ...............................................................................................................................436.2.2 尿素熔融裝置 ...........................................................................................................................446.3 設(shè)備一覽表 ......................................................................................................................................457 管道特性表 ..............................................................................................................47參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................49謝　　 辭 ......................................................................................................................51附圖一：帶控制點(diǎn)工藝流程圖附圖二：反應(yīng)精餾塔裝置圖附圖三：萃取精餾塔裝置圖附圖四：尿素熔融裝置圖3附圖五：換熱器裝置圖附圖六：總廠平面圖45678年產(chǎn) 1.5 萬(wàn)噸碳酸二甲酯化工廠的設(shè)計(jì)1 總論1.1 碳酸二甲酯的性質(zhì)和用途碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate，簡(jiǎn)稱 DMC)：化學(xué)式 CH3OCOOCH3，分子量為90.08，常溫下為透明液體，略帶香味。難溶于水，但能與醇、酮、酯等任意比混溶。DMC毒性很小，對(duì)金屬基本上無(wú)腐蝕性。DMC 具有酯的通性，可與水發(fā)生水解反應(yīng)；可與含活潑氫基團(tuán)的醇、酚、胺、酯等化合物反應(yīng)；與二元醇或二元酚反應(yīng)生成聚碳酸酯。DMC 分子中含有羰基、甲基、甲氧基等基團(tuán)，具有良好的反應(yīng)性能 ［1-3］ ，可代替劇毒的光氣、硫酸二甲酯、氯甲烷等作為羰基化劑、甲基化劑和甲氧基化劑，成為開(kāi)發(fā)一系列潔凈化工工藝的新基塊。1.2 碳酸二甲酯的市場(chǎng)分析1.2.1 國(guó)外產(chǎn)能情況及需求預(yù)測(cè)國(guó)外生產(chǎn)DMC的企業(yè)大約有十幾家，其中規(guī)模較大的有意大利ENI公司 ［4-8］ 。目前世界DMC的生產(chǎn)能力約130kt/a ,年產(chǎn)量不足100kt, 主要分布在美國(guó)、法國(guó)、意大利、日本等國(guó)。國(guó)外的DMC消費(fèi)情況是50%-60%用于取代劇毒的光氣，制造聚碳酸酯、西維因、呋喃丹、苯甲醚等，20%-30% 用于制造環(huán)丙沙星等特殊用途的新產(chǎn)品，其余10%-20% 用作溶劑。1.2.2 國(guó)內(nèi)產(chǎn)能情況及需求預(yù)測(cè)我國(guó)目前 DMC 生產(chǎn)企業(yè)有 10 余家，生產(chǎn)能力均不大。近幾年來(lái)，由于 DMC 下游產(chǎn)品——聚碳酸酯、聚氨酯、涂料溶劑、汽油添加劑、高能電池電解液市場(chǎng)發(fā)展迅速，帶動(dòng)了 DMC 市場(chǎng)需求量的走高，2005 年,DMC 國(guó)際市場(chǎng)需求量約 13 萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)為 3～4 萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)外 DMC 的需求將以 10～20％的速度遞增，到 2010 年國(guó)內(nèi)需求量將達(dá) 10 萬(wàn)噸以上，國(guó)外將達(dá)到 20～30 萬(wàn)噸。1.2.3 廠址選擇本項(xiàng)目廠址選擇在山東省濰坊壽光市經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的科技工業(yè)園內(nèi)。壽光開(kāi)發(fā)區(qū)先后與美國(guó)、日本、韓國(guó)、澳大 利亞、臺(tái)灣、香港等 20 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的客商建立了穩(wěn)固的合作關(guān)系，新批進(jìn)區(qū)項(xiàng)目 75 個(gè)，項(xiàng)目投入 7.2 億元，區(qū)內(nèi)工業(yè)企業(yè) 231 家。天成食品有限公司、華源凱馬沖壓中心、富康制藥廠、墨龍集團(tuán)等先后進(jìn)區(qū)落戶。形成了以鹽化工、生物醫(yī)藥、石油機(jī)械、服裝、印染、食品加工為主體的工業(yè)體系。為鼓勵(lì)更多的客商投資，壽光經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)規(guī)劃建設(shè)了新城創(chuàng)業(yè)園、科技工業(yè)園兩大園區(qū) ［9-11］ 。92 碳酸二甲酯生產(chǎn)工藝2.1 工藝方案的選擇目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)碳酸二甲酯的方法主要有光氣甲醇法、光氣醇鈉法、甲醇酯交換法、二氧化碳直接合成法、尿素直接醇解法、尿素間接醇解法以及甲醇氧化羰基法。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外工藝的比較可知，尿素直接醇解法有如下特點(diǎn)：（1）原料廉價(jià)易得；（2）工藝簡(jiǎn)單，易于操作；（3）反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣可以回收利用，對(duì)環(huán)境友好，綠色無(wú)污染；（4）反應(yīng)過(guò)程無(wú)水生產(chǎn)，避免了甲醇-DMC-水復(fù)雜體系的分離問(wèn)題，使后續(xù)分離提純簡(jiǎn)單化，節(jié)省投資。 （5）雖然反應(yīng)第二步中 G>0，在熱力學(xué) ［12-20 ］ 上為非自發(fā)反應(yīng)，但可以通過(guò)提高溫度，增大壓強(qiáng)來(lái)提高其轉(zhuǎn)化率。由實(shí)驗(yàn)可知反應(yīng)溫度在 185℃，壓力 1.2MPa 時(shí)，尿素和甲醇在反應(yīng)精餾塔中反應(yīng)，在此條件下尿素的轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到 100%，碳酸二甲酯的選擇性大于98%，DMC 的單程收率大于 50%。2.2 碳酸二甲酯生產(chǎn)工藝2.2.1 反應(yīng)流程圖 2-1 為其流程示意圖：1-反應(yīng)精餾塔；2-共沸精餾塔；3-換熱器；4-膜分離器；5-冷凝器；6-萃取精餾塔；7- 萃取劑回收塔；8-DMC 精制塔； 9-甲醇精制塔。圖 2-1 工藝流程示意圖流程簡(jiǎn)介：在 1 號(hào)為反應(yīng)精餾塔，尿素和甲醇分別以熔融和氣相狀態(tài)從反應(yīng)精餾塔的上端和下端進(jìn)入塔內(nèi)。兩者在塔內(nèi)的固定床上逆流接觸產(chǎn)生反應(yīng)，其中未反應(yīng)的部分在塔底列管式反10應(yīng)器上繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)；反應(yīng)精餾塔可以將反應(yīng)產(chǎn)生的 DMC 精餾出去，因此可以打破反應(yīng)的平衡從而提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，增加其收率；反應(yīng)精餾塔上端為一個(gè)全凝器，在全凝器上端可采出氨氣，下端采出口采出的 DMC 和甲醇混合物經(jīng)過(guò) 2 號(hào)共沸精餾塔，塔頂采出 DMC和甲醇的共沸物，塔底采出交純的甲醇，共沸物再經(jīng)過(guò) 4 號(hào)膜分離器再次提濃，打破 DMC和甲醇的二元共沸點(diǎn)，此時(shí) DMC 的濃度可達(dá) 40%，再經(jīng)過(guò)分離車(chē)間提純。6 號(hào)為萃取精餾塔，采用鄰二甲苯為萃取劑，使用萃取精餾的方法分離甲醇和 DMC 可以大大降低其能耗。萃取精餾得到的產(chǎn)物再經(jīng)過(guò) 7 號(hào)萃取劑回收塔和 8 號(hào) DMC 精制塔最后得到含量為99.9%的 DMC 產(chǎn)品。注：具體工藝流程圖見(jiàn)附圖一。2.2.2 反應(yīng)條件及能耗催化劑:雙金屬催化劑ZnO-La 2O3，用量占尿素質(zhì)量的27%；反應(yīng)原料: 甲醇尿素15.85:1進(jìn)料；反應(yīng)條件:185℃，1.2MPa；反應(yīng)工藝:反應(yīng)精餾（采用熱耦合工藝）；分離工藝: 膜分離，常壓萃取精餾分離；尿素單耗：695.68kg/t DMC；甲醇單耗：754.56kg/t DMC；能耗: 3t水蒸氣/t DMC。2.2.3 反應(yīng)主要設(shè)備尿素醇解法生產(chǎn)碳酸二甲酯反應(yīng)精餾塔，萃取精餾塔，膜分離器，精餾塔。2.2.4 催化劑的比較與選擇通過(guò)比較與分析ZnO 2-La2O3催化劑用于乙醇脫氫法生產(chǎn)有如下特點(diǎn)：（1）ZnO 2-La2O3價(jià)格相比與有機(jī)錫便宜，并且容易與產(chǎn)品分離，分離后的ZnO 2-La2O3可以再次烘培可以重復(fù)利用；（2）催化劑不含有毒元素；（3）副產(chǎn)物少，但有氨基甲酸甲酯和氨甲酸甲酯，容易分離；（4）轉(zhuǎn)化率低于均相催化，但可以通過(guò)簡(jiǎn)單的焙燒循環(huán)使用；因此，我們選擇 ZnO2-La2O3 催化劑作為尿素醇解法的催化劑。2.2.5 膜的要求分離膜是具有優(yōu)先透過(guò)碳酸二甲酯性能的有機(jī)復(fù)合膜、有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合膜或無(wú)機(jī)膜。優(yōu)11先透酯膜和優(yōu)先透水膜都采用有機(jī)硅聚合物中聚二甲基硅氧烷（PDMS） ，可置于ZrO2/Al2O3 陶瓷支撐體上，具有較好的選擇性和通過(guò)量。2.2.6 膜的選擇由于在反應(yīng)過(guò)程中為反應(yīng)掉的甲醇與尿素形成二元共沸物，如果直接使用精餾塔來(lái)分離將大大增加其分離成本，所以我們選擇膜分離器來(lái)提濃跨過(guò)二元共沸物的共沸點(diǎn)，在用精餾塔將其提純。2.2.6.1 膜的分離原理膜是一種起分子級(jí)分離過(guò)濾作用的介質(zhì)，當(dāng)溶液或混和氣體與膜接觸時(shí)，在壓力，或電場(chǎng)作用，或溫差作用下，某些物質(zhì)可以透過(guò)膜，而另些物質(zhì)則被選擇性的攔截，從而使溶液中不同組分，或混和氣體的不同組分被分離，這種分離是分子級(jí)的分離。分離機(jī)理主要為篩分：膜表面有微孔，流體流經(jīng)膜一側(cè)的表面時(shí)，部分較小的分子隨部分溶劑穿過(guò)膜到達(dá)另一側(cè)，形成透析液，而大分子則被截留在原來(lái)的一側(cè)，形成截留液，從而達(dá)到了將大分子溶質(zhì)與小分子溶質(zhì)及溶劑分離開(kāi)的目的。2.2.6.2 優(yōu)先透酯膜－Kristal? 高分子中空纖維膜表2-1　Kristal?高分子中空纖維膜的規(guī)格名稱 規(guī)格KRISTAL﹡膜型號(hào) 600B材料 改性聚醚砜外徑/內(nèi)徑/膜壁厚度（㎜） 1.15/0.6/0.27公稱截留分子量 60，000拉伸強(qiáng)度（MPa） 3~4纖維長(zhǎng)度 2m(根據(jù)應(yīng)用而定) ﹡遞送包裝 800束大腸桿菌截留率（log） 5~6最大總氯耐受量（ppm） 500﹡（視用途而定）　﹡APHA9222B表2-2 　　Kristal?高分子中空纖維膜組件的規(guī)格名稱 規(guī)格12KRISTAL﹡膜型號(hào) 600B膜型號(hào) 600B組件　直徑×長(zhǎng)度 8 by 2m膜殼材料 PVC密封材料 凱發(fā)專利密封材料操作溫度范圍 5～40℃流動(dòng)模式 外壓式純水初始通量立方米/膜組/小時(shí)（＠1bar,30 ℃）9運(yùn)行PH范圍 2～11清洗PH范圍 2～12常用跨膜壓力TMP（bar ） 0.2～2.325℃下最大入水壓力（bar） 2.6反沖洗最大跨膜壓力TMP（bar） 2.6清洗最大跨膜壓力TMP（bar） 2.5重量（Kg） 55﹡1 米長(zhǎng)度組件可訂制2.2.6.3 甲醇、碳酸二甲酯分離膜－InoCep 陶瓷中空纖維膜InoCep 是以穩(wěn)定無(wú)機(jī)材質(zhì)為膜材質(zhì)，以最具集約化的中空纖維為組件形式，膜組件裝填密度大，密封簡(jiǎn)單，過(guò)濾精度高。具有抗酸/堿、抗溶劑、卓越的熱穩(wěn)定性、超長(zhǎng)的使用壽命、高機(jī)械強(qiáng)度、可用蒸氣殺菌、高通量、高組裝密度等特點(diǎn)。特別適合于乳化液廢水等高粘度、高含固量苛刻工業(yè)流體的分離應(yīng)用，目前已在金屬/表面處理工程，化學(xué)工程工業(yè)，食品和飲料/制糖業(yè)，廢物 /廢水處理，工業(yè)過(guò)程中的化學(xué)品回用，生物制藥 /生命科學(xué)，乳業(yè)等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。表 2-3 InoCep 陶瓷中空纖維膜組件的規(guī)格型號(hào)/規(guī)格 MM5膜表面極性 無(wú)極性有效膜面積(m 2) 513膜芯長(zhǎng)度（mm） 560膜芯直徑（mm） 260纖維數(shù)量 1800最大操作壓力(bar) 6運(yùn)行溫度（℃） －5～110適用 PH 范圍 1.5～11過(guò)濾形式 內(nèi)壓式膜殼材料 SS316進(jìn)水連接尺寸 8出水連接尺寸 1.5密封材料 硅膠圈凈重 kg 28膜內(nèi)純水流速（m/s） 0.5設(shè)計(jì)進(jìn)水流量（m 3/h） 422.2.7 流程特色碳酸二甲酯的生產(chǎn)一直存在原料劇毒，生產(chǎn)成本高，操作工藝復(fù)雜，分離困難等限制其發(fā)展的諸多問(wèn)題。本流程采用尿素和甲醇直接醇解法合成碳酸二甲酯降低原料的成本，減少投資，且生產(chǎn)過(guò)成中無(wú)水生成，降低了分離的難度；通過(guò)使用反應(yīng)精餾塔，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，布局適合尿素和甲醇合成碳酸二甲酯的生產(chǎn)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，生產(chǎn)過(guò)程安全易控，操作方便，使生產(chǎn)流程更為簡(jiǎn)捷。通過(guò)使用蒸氣滲透膜分離技術(shù)，不需要引入共沸劑。分離采用萃取精餾分離得到最優(yōu)級(jí)產(chǎn)品，分離工藝簡(jiǎn)單易控。通過(guò)使用雙金屬 ZnO-La2O3 提高轉(zhuǎn)化率和選擇性，提高原子利用率，降低生產(chǎn)成本。3 投資與經(jīng)濟(jì)分析3.1 總投資3.1.1 總設(shè)備投資費(fèi)用計(jì)算根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的需求 ［21-24］ ，可以得到所需要的所有設(shè)備主要有一下這些，將他們價(jià)格列表如下所示：表 3-1 設(shè)備投資費(fèi)用一欄表14設(shè)備名稱及技術(shù)規(guī)格型號(hào)、規(guī)格 數(shù)量 單價(jià)/萬(wàn)元 總計(jì)/萬(wàn)元共沸塔 DN1400×18000 1 27.066 27.066甲醇精餾塔 DN2000×10000 1 24.621 24.621萃取精餾塔 DN1600×25000 1 60.312 60.312萃取劑回收塔 DN1600×25000 1 23.752 23.752DMC 精餾塔 DN1000×18000 1 8.353 8.353尿素熔融器 1 30.400 30.400反應(yīng)精餾塔 DN1200×36000 1 239.807 239.807氨氣吸收塔 DN1500×18000 1 31.212 31.212JB800-125.0-1.60-4 2 5.625 11.25JB400-28.4-0.6-2 1 1.278 1.278JB1000-301.5-1.60-6 1 13.567 13.567JB900-246.4-1.00-4 2 11.088 22.176JB800-189.6-2.50-4 2 8.532 17.064JB800-138.0-0.60-1 1 6.210 6.210JB600-94.5-1.6-6 1 4.253 4.253JB500-58.3-1.6-4 1 2.623 2.623JB600-64.0-1.6-4 2 2.880 5.76JB600-109.3-1.6-2 1 4.918 4.918JB800-134.3-1.0-2 1 6.044 6.044JB400-25.3-0.6-3 1 1.138 1.138換熱器JB400-38.3-0.6-4 1 1.724 1.724ZW-26.4/30 1 11.800 11.8006M5.5-35.8/30 1 17.840 17.840壓縮機(jī)ZW-30.5/12 1 11.400 11.400甲醇儲(chǔ)罐 φ10000 球 1 113.114 113.114氨水儲(chǔ)罐 φ11000 球 1 136.818 136.818儲(chǔ)罐 φ3000×5000 2 57.004 114.00815粗甲醇儲(chǔ)罐 φ10000 球 1 113.114 113.114回流罐 φ3000×5000 6 57.004 342.024DMC 儲(chǔ)罐 φ10000 球 1 113.114 113.114IS65-40-250 4 0.392 1.568IS80-50-200 1 0.383 0.383IS200-150-315 1 1.319 1.319IS200-150-250 1 1.040 1.040IS100-80-160 1 0.640 0.640IS80-50-250 2 1.024 2.048IS50-32-125 2 0.333 0.666IS65-40-200 1 0.290 0.290IS50-32-200 1 0.205 0.205離心泵IS50-32-160 2 0.190 0.380總計(jì) 1525.299注：中低壓碳鋼以18000/t 計(jì)，高壓碳鋼以20000/t 計(jì)。3.1.2 其它固定資產(chǎn)投資表 3-2 其它固定資產(chǎn)投資表要素 成本/萬(wàn)元 要素 成本/萬(wàn)元設(shè)備安裝 686.385 車(chē)輛 170儀表 228.795 辦公設(shè)備 200儀表安裝 102.958 其他建筑 680管道 213 廠區(qū)建筑 500道路 185 行政、生活設(shè)施 280其他 250 萬(wàn)元小結(jié) 3496.138 萬(wàn)元注：設(shè)備的安裝費(fèi)為該設(shè)備的45%；控制儀表費(fèi)為15% 。3.1.3 固定資產(chǎn)折舊費(fèi)固定資產(chǎn)折舊率與服務(wù)壽命和殘值有關(guān)，服務(wù)壽命是指該資產(chǎn)能夠經(jīng)濟(jì)合理使用的時(shí)間，在估計(jì)服務(wù)壽命時(shí)間應(yīng)同時(shí)考慮到功能性折舊與實(shí)質(zhì)性折舊。一般房屋建筑物的使用16年限為 20 年，而機(jī)器設(shè)備為 15 年，運(yùn)輸其中設(shè)備包括電子設(shè)備為 5 年。殘值是指固定資產(chǎn)報(bào)廢時(shí)的殘余價(jià)值。一般，殘值=殘值率×原值，殘值率一般取 3%-5%，這里殘值率取 4%，則每年的折舊費(fèi)用為原值×（1- 殘值率）/ 折舊年限。表 3-3　折舊與攤銷(xiāo)表序號(hào) 項(xiàng)目 原值/萬(wàn)元 殘值率/%設(shè)備殘值率/萬(wàn)元折舊年限折舊（萬(wàn)元/年）1 生產(chǎn)設(shè)備 1525.299 4 61.012 15 112.6372 建筑 1180 4 47.2 20 56.643 車(chē)輛 170 4 6.8 10 16.324 辦公設(shè)備 200 4 8 15 12.85 其他 250 4 10 15 165 累計(jì)折舊 214.3983.1.4 維修費(fèi)用在生產(chǎn)過(guò)程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)故障，需要定期檢修，一般維修費(fèi)用占固定資本的3~10%，我們?nèi)?5%，故維修費(fèi)用 =5%×（1525.299+3496.138）萬(wàn)=251.072 萬(wàn)元。3.1.5 原料費(fèi)用表 3-4　原料費(fèi)用表成本項(xiàng)目 用量/噸 單價(jià)/元/噸 總價(jià)/萬(wàn)元甲醇 11653.2 2200 2563.66尿素 10436.04 1520 1586.277鄰二甲苯 28.5225 7000 19.965ZnO-La2O3 0.3915 20000 0.783合計(jì) 4170.7293.1.6 人事費(fèi)用表 3-5 部門(mén)人員和工資費(fèi)用表序號(hào) 崗位名稱 定員工資(含年終獎(jiǎng)金)/（萬(wàn)/年）1 總經(jīng)理 1 152 總經(jīng)理助理 1 12173 總工程師 1 124 副總經(jīng)理 1 10 經(jīng)理 1 65客戶服務(wù)部 職員 2 6經(jīng)理 1 66人力資源部 職員 2 6經(jīng)理 1 87 財(cái)務(wù)部職員 4 12主管 1 6保安 6 12廚師 4 128 后勤部 后勤保潔 3 6經(jīng)理 1 69 銷(xiāo)售部職員 10 25經(jīng)理 1 6 10 市場(chǎng)部職員 2 6經(jīng)理 1 611 物流部職員 2 6經(jīng)理 1 612 企宣部職員 2 6經(jīng)理 1 6工藝員 1 4合成車(chē)間 操作工 6 15工藝員 1 4提濃車(chē)間 操作工 6 15工藝員 1 4精制車(chē)間 操作工 6 1513 生產(chǎn)部公用工程人員 4 1018儲(chǔ)運(yùn)人員 8 20監(jiān)測(cè)員 4 12維修中心人員 8 20經(jīng)理 1 614 質(zhì)檢部職員 4 12經(jīng)理 1 615產(chǎn)品研發(fā)部 研發(fā)人員 8 32 16 合計(jì) 109 375表 3-6 員工福利估計(jì)表序號(hào) 類(lèi)別占技術(shù)工工資總額比例小計(jì)（萬(wàn)元）1 養(yǎng)老保險(xiǎn)金 10% 37.5002 失業(yè)保險(xiǎn)金 1.5% 5.6253 醫(yī)療保險(xiǎn)金 5% 18.7504 生育保險(xiǎn) 0.5% 1.8755 工傷保險(xiǎn) 1.5% 5.6256 住房公積金 4% 15.0007 總計(jì) 22.5% 84.3753.1.7 能源的消耗在該廠生產(chǎn)過(guò)程中，總共用到兩種能量的消耗，主要是水和電，他們的用量與價(jià)格見(jiàn)下表：表 3-7 能量的消耗項(xiàng)目 年用量 單價(jià) 總價(jià)（萬(wàn)元）生活用水 7128 噸 1.3/t 0.93循環(huán)冷卻水 63000 噸 0.2/t 1.26蒸氣 45000 噸 100/t 450電 855 萬(wàn) Kw×hr 0.6 元/kW×hr 513總計(jì) 964.5193.1.8 無(wú)形資產(chǎn)3.1.8.1 技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)該項(xiàng)目中設(shè)計(jì)涉及到的專利轉(zhuǎn)讓費(fèi)估計(jì)為 200 萬(wàn)元。3.1.8.2 土地購(gòu)置費(fèi)根據(jù)我們的廠區(qū)設(shè)計(jì)可以得到我們廠區(qū)的面積為 25200 平方米。同時(shí)又由于我們的廠址所在地的地價(jià)為 15 元/立方米，因此可知該項(xiàng)目工廠的土地購(gòu)置費(fèi)為 378 萬(wàn)元。3.1.9 總投資費(fèi)用表 3-8 總投資費(fèi)用表總投資 要素 成本/ 萬(wàn)元主要設(shè)備 1525.299固定資產(chǎn)投資其它固定資產(chǎn)投資 3496.138技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi) 200.000無(wú)形資產(chǎn)投資土地購(gòu)置費(fèi) 378.000固定資產(chǎn)折舊費(fèi) 214.398維修費(fèi)用 251.072原料費(fèi)用 4170.729人事費(fèi)用 459.375能源的消耗 964.5其他費(fèi)用“三廢”處理費(fèi) 4.500總計(jì) 11664.0113.2 總收益估算項(xiàng)目收益主要為產(chǎn)品碳酸二甲酯和副產(chǎn)品氨水。表 3-9 產(chǎn)品收益表產(chǎn)品 產(chǎn)量/噸 價(jià)格/（元/噸） 收益/萬(wàn)元碳酸二甲酯 15000 7000 10500.000氨水 34402.5 650 2236.163總計(jì) 12736.1633.2.1 投資額的確定一般化工項(xiàng)目的資金回?cái)n期為3個(gè)月，即流動(dòng)資金一般取一年成本的25%，達(dá)產(chǎn)期年成20產(chǎn)成本為7615.854萬(wàn)元，即可得到流動(dòng)資金為1903.964萬(wàn)元。表 3-10 投資額的確定項(xiàng)目 金額（萬(wàn)元）成本 7615.854固定資產(chǎn)投資 5021.437流動(dòng)資金 1903.964總投資額 6925.177注：總投資額=固定資產(chǎn)投資額+流動(dòng)資金。3.3 資金籌措本工廠的總投資約為6925萬(wàn)元，資金籌措方案為向中國(guó)工商銀行貸款3000萬(wàn)元，借款償還期為5年。剩下的3925萬(wàn)由企業(yè)自有資金注入。3.4 經(jīng)濟(jì)分析3.4.1 投資回收期Pt=5.04 年3.4.2 投資凈現(xiàn)值NPV=8429.502（萬(wàn)元）3.4.3 內(nèi)部收益率IRR= 24.54%4 物料衡算4.1 流程簡(jiǎn)述本廠主要生產(chǎn)碳酸二甲酯（1.5 萬(wàn)噸/年） ，同時(shí)副產(chǎn)氨水。由尿素和甲醇為原料，在反應(yīng)精餾塔內(nèi)反應(yīng)。從塔頂采出碳酸二甲酯和甲醇的共沸物，經(jīng)過(guò)膜分離器提濃跨過(guò)共沸點(diǎn)，產(chǎn)物通過(guò)萃取精餾塔，兩個(gè)碳酸二甲酯精餾塔，最終生產(chǎn)純度為 99.9%碳酸二甲酯。整個(gè)生產(chǎn)工藝包括碳酸二甲酯的合成以及產(chǎn)品的分離精制兩個(gè)階段。4.2 碳酸二甲酯合成及分離工段尿素和甲醇為原料，經(jīng)反應(yīng)精餾塔一步反應(yīng)直接得到碳酸二甲酯和氨氣，氨氣從反應(yīng)精餾塔塔頂餾出，產(chǎn)物依次通過(guò)共沸精餾塔、膜分離器、萃取精餾塔、在經(jīng)過(guò)碳酸二甲酯精制精餾塔，最終生產(chǎn)純度為 99.9%的 DMC。流程如圖 4-1 所示。21圖 4-1　碳酸二甲酯合成及分離工段流程模擬圖4.3 反應(yīng)精餾塔物料衡算表 4-1　反應(yīng)精餾塔物料衡算表IN OUTStream No.1 NH3 DMC-MEOHPhase VAPOR VAPOR VAPORTemperature ℃ 185 185 185Pressure atm 11.843 11.843 11.843ComponentKg/hrMass Flow Mass Flow Mass FlowUREA 1449.45 0 0H2O 0 0.2442813 0CH3OH 22978.68 42.8988205 21406.5114DMC 0 0.42529668 2126.05808NH3 0 812.290883 0.08123721鄰二甲苯 0 0 0MC 0 0 37.177171CH3NHCOOCH3 0 0 2.44281324428.13 855.8593 23572.27Total24428.13 24428.13224.4 共沸精餾塔物料衡算表 4-2　共沸精餾塔物料衡算表IN OUTStream No.3 4 9Phase VAPOR LIQUID LIQUIDTemperature ℃ 166.774 60.2854 64.2234Pressure atm 0.987 0.987 0.987Component Mass Flow Mass Flow Mass FlowUREA 0 0 0H2O 0 0 0CH3OH 28454.0202 10264.4076 18189.6126DMC 2423.96315 2423.9631 1.2161e-35NH3 0.08123721 0.08052202 0.00071519鄰二甲苯 0 0 0MC 37.177171 0.00989444 37.167277CH3NHCOOCH3 2.442813 0.08658291 2.3562301130917.68 12688.55 18229.14Total30917.68 30917.694.5 膜分離器物料衡算表 4-3　膜分離器物料衡算表IN OUTStream No.5 CIRCLE1 6 IC-GASPhase VAPOR VAPOR VAPOR-LIQUID VAPORTemperature ℃ 105 105 105 105Pressure atm 3.948 3.948 3.948 3.948Component Mass Flow Mass Flow Mass Flow Mass FlowUREA 0 0 0 0H2O 0 0 0 0CH3OH 10264.4076 7047.50881 3194.28364 22.581696723DMC 2423.9631 297.905071 2125.81564 0.24239631NH