内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司40万吨/年聚氯乙烯及烧碱项目VCM转化装置技术升级改造项目

完成单位：内蒙古国立工程设计咨询有限责任公司

1、项目名称、建设地点及项目性质

项目名称：内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司40万吨/年聚氯乙烯及烧碱项目VCM转化装置及相关配套设施技术升级改造项目

建设地点：内蒙古鄂尔多斯市鄂托克旗经济开发区棋盘井工业园区鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司氯碱化工分公司40万吨/年聚氯乙烯及烧碱项目VCM转化装置区内

项目类别：基础化学原料制造（C2610）项目性质：改建立项部门：鄂托克旗发展和改革委员会项目代码：2202-150624-04-01-399797

2、建设规模及内容

建设规模：

本项目为鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司40万吨/年聚氯乙烯及烧碱项目VCM转化装置无汞触媒替代低汞触媒工业应用技术升级改造项目，即对现有40万吨/年聚氯乙烯及烧碱项目VCM转化装置（VCM产能40.40万吨/年）进行无汞触媒工业应用技术改造。

本次改造项目产品及规模不变，改造涉及扩建合成框架、庚烷/辛烷换热系统、盐酸脱析及HCl干燥系统、精馏系统、尾气变压吸附、仪表机柜间、变电所等内容。

建设内容：

（1）扩建合成框架

现有VCM装置采用低汞触媒工艺，VCM产能40.40万吨/年。转化系统在原有96台φ3200mm转化器基础上，此次新增26台φ3200mm转化器，总共122台转化器，全部采用无汞触媒工艺。

现有合成框架-1和合成框架-2占地面积均为3598㎡，本次扩建合成框架-3占地面积均为1165㎡，均为开敞式建筑。

（2）庚烷/辛烷换热系统

本次采用庚烷/辛烷作为冷剂，利用其汽化撤热；再用水冷凝汽化的庚烷/辛烷，回收反应热得到热水；然后部分热水用作本装置的精馏再沸器热源，剩余部分用于溴化锂制冷，以保持系统的热平衡（原来采用庚烷撤热，热水用于精馏再沸器和溴化锂制冷热源，热平衡情况不变）。庚烷/辛烷换热系统依托庚烷撤热厂房，仅进行冷却剂更换。

（3）框架盐酸脱析系统

原有VCM装置盐酸脱析系统处理31%wt盐酸11.7万吨/年，得到约21%wt的稀盐酸10.2万吨/年和1.5万吨/年氯化氢气体。

考虑到使用无汞触媒后，系统乙炔转化率下降，转化反应后乙炔含量升高，由原先乙炔含量＜3%，工况放宽至5%，富余的HCl也随之升高，由原先的5~8%，上涨至8~10%左右，后续水洗净化吸收产生副产盐酸增多，因此需要新增盐酸脱析装置以平衡生产。本次新建盐酸脱析系统处理31%wt盐酸11.7万吨/年，得到约21%wt的稀盐酸10.2万吨/年和1.5万吨/年氯化氢气体。

新建盐酸脱析厂房占地面积700㎡，建筑面积315㎡，为门式刚架建筑。

（4）尾气变压吸附系统

采用金催化剂后转化率降低，催化转化反应后乙炔含量较技改前有所有提升，导致尾气系统中乙炔气与氯乙烯的含量均有提升，尾气流量变大，需要更大的变压吸附装置才能回收该部分乙炔，因此，需新建一套2500立方/小时的变压吸附处理装置处理精馏尾气，回收尾气中的乙炔、氯乙烯和氢气。

本次新建变压吸附厂房占地面积291㎡，建筑面积291㎡，为门式刚架建筑。

（5）精馏系统

采用金催化剂后导致转化率降低，有更多未反应的乙炔进入精馏系统。为了保证进变压吸附气体中乙炔分压在安全范围，需降低低沸塔的操作压力，低沸塔冷凝器由循环水改为冷冻水撤热。

（6）硫酸清净工序

硫酸清净工序新增2台硫酸清净塔及其配套设备。

（7）现场机柜间系统

本项目采用中央控制室（CCR）和现场机柜间（FAR）分离设置方式，VCM转化系统的控制系统操作站设置在中央控制室，控制站及相关机柜设置在VCM装置的现场机柜间。

现场机柜间利用40万吨/年聚氯乙烯及烧碱项目的PVC装置现场机柜间实施，本项目不再扩建。采用在现有VCM装置的DCS系统、SIS系统和GDS系统新增卡件实施。

（8）变配电所

目前VCM装置变配电所配置4×2000kVA-10/0.4kV变压器，富裕量满足本次电力需求。新增设备供电由原VCM装置配电室新增配电柜来满足，不新建配电所。

项目主要建设内容如下：

3、产品方案

本项目改造内容全部位于VCM工艺装置区内，以VCM工艺装置区为本项目评价边界。

本项目以界外电石乙炔法工艺产生的乙炔气与烧碱装置联产氯化氢为原料，在本项目界内经混合，在转化器中经催化剂作用于温度130~220℃进行催化反应生成粗氯乙烯，再经净化、压缩、脱水、精馏获得高纯氯乙烯后送出界区，为生产聚氯乙烯提供合格原料。

改造前后，VCM工艺装置建设规模不改变，具体如下：

1）年产氯乙烯（VCM单体）：40.4万吨

2）年产二氯乙烷：1000吨

3）年副产品高沸物：600吨

4、主要原料及来源

1）生产原料

本项目以界外电石乙炔法工艺产生的乙炔气与烧碱装置联产氯化氢为原料，年消耗乙炔17.776万吨/年，氯化氢25.452万吨/年。由现有40万吨/年聚氯乙烯及烧碱项目乙炔发生工序和氯化氢工序提供，技改前后原料用量不变，来源可靠有保证。

2）触媒

本项目技改后全部采用无汞触媒(金系触媒)工艺。

鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司氯碱工厂已进行了四台无汞触工业装置完整周期试验，现阶段无汞触媒性能满足工业化需求。

本项目前期采用金系触媒，为1‰金系触媒，其余为活性炭，消耗定额1.265kg/tVCM。后续部分采用低成本的铜系触媒，消耗定额待定。

为了率先攻克无汞触媒工业化应用的行业难题，2019年4月22日项目承办单位和南开大学、内蒙古海驰、中国成达签署无汞触媒工业化应用平台合作备忘录。另外还与庄信万丰（上海）催化剂有限公司、西安凯立催化剂有限公司展开合作，在现有工业生产线φ3200转化器上开展金系无汞触媒工业应用试验。试验结果表明金系催化剂各项性能指标均达到工业化使用要求。

本项目金系触媒外购，废触媒送生产厂商进行回收和再生处理。后续触媒再生系统需在厂外就近建设，本次不建设。

5、项目总投资

本项目新增总投资为21908万元，其中，建设投资为19705万元，抵扣增值税2203万元，本次不新增流动资金。

本项目资金来源全部为建设单位自筹。

6、产值情况

实施无汞触媒技改后，具有显著的环保效应，可促进自治区PVC行业健康有序发展，但无汞触媒进入工业化生产时间短，暂时成本较高，即承办单位年工业增加值将会降低。

但经过时间的积累，应用经验的不断提升，后续铜系触媒的不断改进及工业生产应用，聚氯乙烯生产成本将会降低，最终取得环保效益和经济效益的双赢。

7、定员和工作制度

项目执行鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司氯碱分公司的企业管理制度和组织架构设置。归属现有VCM转化装置生产及相关管理部门。

根据石油化工装置定员规定，结合本项目的实际情况，确定本项目总定员194人，以上生产定员均可依托鄂尔多斯续建40万吨/年聚氯乙烯及烧碱项目。根据项目情况，职能部门包括QHSE、经营、财务、后勤等管理人员均依托鄂尔多斯续建40万吨/年聚氯乙烯及烧碱项目，不新增定员。

项目生产装置为24小时连续运行，为此实行四班三运转的生产班制。管理部门、技术人员、后勤、安全消防等岗位根据需要实行标准工时制或不定工时制。

8、产业政策符合性

本项目实施符合《关于汞的水俣公约》，符合国家发改委、工信部批准的《石化绿色工艺名录》（2018年版），符合2021年第25号文《限期淘汰产生严重污染环境的工业固体废物的落后生产工艺设备名录》，切实履行公约规定的义务，积极推进PVC行业的汞减排。本项目将改变氯碱企业（聚氯乙烯）VCM转化装置常年使用汞催化剂的历史，从源头消除汞催化剂在行业中的使用，逐步达到本项目消除汞对环境的污染。

本项目符合《清洁生产标准氯碱工业（聚氯乙烯）》HJ476-2009要求；通过本项目的实施，使VCM转化装置逐步向绿色化发展，符合工业和信息化部关于印发《“十四五”工业绿色发展规划》的通知》（工信部规〔2021〕178号）的要求。

根据《西部地区鼓励类产业目录(2020年本)》之（十一）内蒙古自治区类产业目录：12.无汞催化剂聚氯乙烯生产技术开发及应用。本项目对鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司40万吨/年聚氯乙烯及烧碱项目VCM转化装置无汞触媒替代低汞触媒工业应用技术升级改造，采用无汞催化剂生产聚氯乙烯，故属于《西部地区鼓励类产业目录(2020年本)》之鼓励类项目。