《5000吨年丙酮合成甲基异丁基酮(MIBK)生产装置可行性研究报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5000吨年丙酮合成甲基异丁基酮(MIBK)生产装置可行性研究报告（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5000 吨/年丙酮合成甲基异丁基酮(MIBK)生产装置可行性研究报告1 目录一、总论.2二、项目提出的背景和必要性.3三、工艺技术方案 .5四、环境保护 11五、劳动安全及工业卫生12六、劳动定员 13七、总投资估算 14八、经济效益及投入产出预测 162 一、总论甲基异丁基酮 (MIBK) 是一种用途非常广泛的中沸点溶剂，主要用作硝化纤维、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯，环氧树脂、天然及合成橡胶、油漆、涂料和脱油的溶剂、彩色胶卷的呈色剂，也用作青霉素发酵液的萃取剂及一些有机盐的分离剂。同时它也是橡胶防老剂4020 及一些有机合成的主要原料。因此适时地建设MIBK 装置，以满足市场的需要，
2、 具有良好的社会效益和经济效益。MIBK的市场前景是好的。从经济分析的结果可以看出，该项目的经济效益也较好。生产 MIBK 的技术来源于千吨级的工业装置，工艺技术是可靠的。MIBK 是一个具有很大发展潜力的产品，因此今后进一步扩产的可能性很大。该项目的主要经济技术指标如下：表 1 主要经济技术指标序号名称单位指标1 建设规模吨/年5000 2 总投资：建设投资万元1623 3 流动资金万元405 3 4 建筑面积m24200 5 劳动定员人67 6 利润万元 /年806.9 7 投资利润率% 39.79 8 内部收益率% 41.5 9 投资回收期年3.97 10 盈亏点% 36.35 11 丙
3、酮耗量吨/年5400 12 氢气耗量吨/年100 13 催化剂用量m3/年5.2 14 水量万吨 /年240 15 电万度 /年272 16 汽（ 0.8MPa）万吨 /年5.2 二、项目提出的背景和必要性2.1 项目提出的背景甲基异丁基酮 (MIBK) 是一种用途非常广泛的中沸点溶剂，主要用作硝化纤维、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯，环氧树脂、天然及合成橡胶、油漆、涂料和脱油的溶剂、彩色胶卷的呈色剂，4 也用作青霉素发酵液的萃取剂及一些有机盐的分离剂。同时它也是橡胶防老剂 4020 及一些有机合成的主要原料。全世界 MIBK 的生产能力约为25 万吨 /年，主要集中在美国、欧洲和日本。 在
4、美国， MIBK 总耗量的 63用作硝化纤维素清漆与涂料树脂的溶剂。 10用于化学品如阻氧剂的生产；10用作萃取剂、粘合剂及蜡脱油的溶剂；还有17向国外出口。MIBK是丙酮深度加工的精细化工产品之一。美国用于生产MIBK的丙酮占丙酮总产量的10左右，而日本则占20左右。其生产工艺都已由传统的三步法发展到能在固定床中连续操作的直接合成工艺。我国 MIBK 的生产才刚刚起步， 目前还不能大批量生产，仅南京和濮阳等地有少量产品出售，售价为每吨1.11.2 万元。上海溶剂厂于 1964 年建成一套 200t/aMIBK 生产装置，采用的是三步法工艺，由于生产工艺复杂，能耗高，污染严重，目前已经停产。锦
5、西炼油总厂以异丙醇为原料合成MIBK ， 转化率和选择性都较低， （单程转化率 5左右） 能耗大， 虽早在 1981 年就建成 1000 吨/年的中试装置，但由于催化剂和一些工程问题尚末解决，至今未能正常生产。石油化工公司化肥厂采用在80 年代开发的技术建成了一套 500 吨/年的以丙酮为原料合成MIBK 的中试装置。但由于由公司负责设计施工的配套系统不完善，现还不能大批量生产。目前国内MIBK 的产量有限，所需MIBK 大部份都需进口，这不但花费了大量外汇，同时也限制了MIBK 的推广应用， 致使蜡5 脱油、橡胶防老剂 4020 的合成等生产工艺的推广应用受到了限制。2.2 必要性由于我国
6、MIBK 的产量很小且价格偏高，所以许多应用领域尚末开发，国内大约80的MIBK 用作溶剂，其中以油漆溶剂为主，此外还用作油墨的溶剂。近几年磁带的磁浆溶剂用量也有所增加，如果进口的磁带生产线满负荷生产，则对MIBK 的需要量可达1500t/a。大约 15的MIBK 用作脱蜡剂， 5用作萃取剂。我国 MIBK 的应用前景非常乐观，美国涂料产量440万吨 /年，耗用 MIBK5 万吨/年。日本涂料产量220万吨/年左右，耗用MIBK2万吨 /年左右，均占涂料产量的1左右。我国涂料产量在100万吨/年左右，如果涂料的档次达到发达国家水平，则仅此一项我国 MIBK的消费量就达 1万吨/年左右。 随着我
7、国建筑业、 家俱业、 家电及汽车工业的篷勃发展，对高档油漆的需求量将不断增加，据不完全统计，我国已有数十个油漆厂开始在高档油漆的生产中使用MIBK 。此外，在磁带生产，油墨生产，石油脱蜡，环氧树脂及橡防老剂生产等领域的应用有待进一步开发。据权威部门对MIBK 的应用前景所做的分析预测， 到2000年， 涂料行业的 MIBK 消耗量将达到 10001500吨/年，磁带行业将达到5600吨/年，用做粘合剂的溶剂将达到4500吨/年，用做油墨的溶剂将达到5500吨/年，医药行业的用量将达到 5500吨 /年， 4020的用量将达到2000吨 /年，其总量将达到3000035000吨/年。所以在不远的
8、将来，我国MIBK 的消费量将急剧增加。6 三工艺技术方案1 国内外技术概况生产 MIBK 有多种方法，主要有丙酮三步法和丙酮一步法。目前一步法生产的MIBK 占总产量的 80%以上。在 70 年代以前，主要用丙酮三步法生产MIBK ，但 80 年代后建成的MIBK 生产装置均采用丙酮一步法生产工艺。1.1 丙酮三步法该方法是以丙酮为原料，经液相缩合、催化脱水和催化加氢后生成 MIBK 。整个生产工艺过程由上述三个工序组成，故称之为丙酮三步法。主要反应方程如下：液相缩合2CH3COCH3CH3C(CH3)OHCH2COCH3催化脱水CH3C(CH3)OHCH2COCH3 CH3C(CH3)CH
9、COCH3+H2O 催化加氢CH3C(CH3)CHCOCH3CH3CH(CH3)CH2COCH37 由于各步反应条件不同，所用催化剂也不一样，单程转化率低(一般约 15%)因此整个工艺流程长，能耗高，设备要求防腐，设备单位体积生产能力低，但该工艺也有其优点，既产品方案灵活，其中间产物双丙酮醇和异丙义丙酮都可作商品。1.2 丙酮一步法这是一种较先进的工艺路线。其主要特点是利用高性能的催化剂一步完成丙酮缩合、脱水和加氢等反应过程，得到目的产物MIBK 。其反应式如下：2CH3COCH3CH3CH(CH3)CH2COCH3+H2O 该工艺具有流程短，投资少，转化率高，成本较低等优点，是目前各国竟相发
10、展的工艺。从应用普遍的Veba,Taxaco一步法及本项目中采用的工艺与三步法进行原材料、动力消耗比较可以看出，一步法在经济上具有明显的优势。表 2 各种方法原材料和动力消耗对照（以每吨MIBK 计）三步法Veba 一步法Taxaco 一步法本工艺丙酮(t) 1.42 1.303 1.35 1.35 氢气(Nm3) 674 270 242 280 8 冷却水 (t) 579 100 10 60 工艺水 (t) 0.417 - - - 电耗(Kwh) 309 145 150 680 蒸汽(t) 12.13 2.36 4.9 13.0 2. 工艺路线的确定本项目采用丙酮一步法生产MIBK 。其技术
11、来源于已工业化的成套技术。因此工艺的可靠性和安全性会得到有力的保障。3、生产规模及工艺流程(1) 生产规模和产品方案：根 据 目 前 国 内 市 场 情 况 ， 确 定 本 装 置 生 产 规 模 为 年 产MIBK5000 吨，全部作为商品出售。 其产品质量指标如表3 中所示：装置年开工 7000 小时装置年需求丙酮6750 吨装置年需求氢气1200000Nm39 表 3、 MIBK 质量指标如下：序号指标名称指标分析方法1 色度(Pt-Co) 15 2 纯度wt% 99 3 沸程初馏点干点馏出体积， % 114 117 95 4 水份% 99.5% 1350 kg/t 6750t 外购氢气
12、98% 25 kg/t 125t 12 催化剂B621 0.0013 m3/t 6.7m3抚研院烧碱42% 0.002 kg/t 10000kg 外购水60 t/t 3000 万吨本厂内电220/380v 680 Kwh/t 340 万度本厂内汽0.8MPa 13 t/t 65 万吨本厂内6 主要设备选型该项目中主要设备是反应器和氢压机。反应器根据该项目工业化的经验，可采用列管式固定床。列管内径和长度可选用与目前的工业化装置一致。 这样就消除了因列管几何尺寸变化所引起的放大效应。从目前工业装置的使用情况来看，反应器的设计满足了反应工艺的要求。氢压机和氢气循环机这两台设备也都是由国内有经验的专业
13、厂家制作，从工业装置的使用情况看出其性能良好。表 5 反应器、压缩机、塔类序号设备编号名称简要规格台数材质备注13 1 R101 反应器1 1Cr18Ni9Ti 6.0Mpa 2 C101 氢压机Q=6.0m3/min 2 8.0Mpa 3 C102 循环氢压机Q=0.8m3/min 2 6.0Mpa 4 C201 轻组份塔理论板数42 1 Q235 常压5 C202 丙酮塔理论板数50 1 Q235 常压6 C203 干燥塔理论板数28 1 Q235 常压7 C204 产品塔理论板数50 1 Q235 常压8 C205 废水塔理论板数28 1 Q235 常压表 6 换热器类序号设备编号名称规
14、格及型号台数材质14 1 E101 反应物冷却器F=24m21 Q235 2 E102 轻组分塔再沸器F=48m21 Q235 3 E103 轻组分塔顶冷凝器F=60m21 Q235 4 E104 丙酮塔再沸器F=48m21 Q235 5 E105 丙酮塔顶冷凝器F=60m21 Q235 6 E106 干燥塔再沸器F=48m21 Q235 7 E107 干燥塔顶冷凝器F=48m2 1 Q235 8 E108 产品塔顶冷凝器F=16m21 Q235 9 E109 废水塔再沸器F=48m21 Q235 10 E110 废水塔顶冷F=16m21 Q235 15 凝器11 E111 凉水塔1 玻璃钢1
15、2 E112 热水冷却器F=12m21 Q235 表 7 主要容器和泵类序号编号设备名称规格及型号台数材质1 V102 氢气柜V=250m31 Q235 2 V105 氢气缓冲罐V=8m31 Q235 3 V106 新丙酮储罐V=100m31 Q235 4 V107 丙酮计量罐V=8m31 Q235 5 V108 回 收 丙 酮 储罐V=100m31 Q235 6 V109 回 收 丙 酮 计量罐V=8m31 Q235 7 V110 热水箱V=8m31 Q235 8 V111 反 应 液 分 离V=6m31 不锈钢16 器9 V113 反应液储罐V=100m31 Q235 10 V116 轻
16、组 分 包 装罐V=8m31 Q235 11 V122 重组分罐V=8m31 Q235 12 V125 成品罐V=50m31 Q235 13 V126 次品罐V=50m31 Q235 14 V130 循环水箱V=12m31 Q235 15 P101 丙酮计量泵ZJ-3200/100-II 2 16 P102 热水循环泵2 17 P103 反应液泵2 18 P104 丙 酮 塔 进 料泵2 19 P105 轻 组 分 塔 回流泵2 20 P106 干 燥 塔 进 料泵2 17 21 P107 丙 酮 塔 回 流泵2 22 P108 废 水 塔 进 料泵2 23 P109 产 品 塔 进 料泵2 24 P110 产 品
