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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16一、 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，具有良好的社会效
2、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50002总投资：建设投资万元16233 流动资金万元4054建筑面积m242005劳动定员人676利润万元/年806.97投资利润率%39.798内部收益率%41.59投资回收期年3.9710盈亏点%36.3511丙酮耗量吨/年540012氢气耗量吨/年10013催化剂用量m3/年5.214水
3、量万吨/年24015电万度/年27216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，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
4、；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
5、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
6、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
7、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。所以在不远的将来，我国MIBK的消费量将急剧增加。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MI
8、BK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 2CH3COCH3 CH3C(CH3)OHCH2COCH3催化脱水CH3C(CH3)OHCH2COCH3 CH3C(CH3)CHCOCH3+H2O催化加氢 CH3C(CH3)CHCOCH3 CH3CH(CH3)CH2COCH3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
9、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：2CH3COCH3 CH3CH(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)1.421.30
10、31.351.35氢气(Nm3)674270242280冷却水(t)5791001060工艺水(t)0.417-电耗(Kwh)309145150680蒸汽(t)12.132.364.913.02. 工艺路线的确定 本项目采用丙酮一步法生产MIBK。其技术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Nm3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)152纯度 wt%993沸程初馏点 干点 馏出体积，%114117954水份%0.15酸值%（以乙酸计）0.026不挥发物 %99.5%1350kg/t6750t外购氢气98%25kg/t125t催化剂
