环己酮装置预可研报告

目录1总论11编制项目可行性研究报告的依据和原则12项目背景、经营体制类别、投资意义13项目的范围14研究结果2市场分析和价格预测21产品市场分析和价格预测212国内外市场需求和价格的历史及现状22原料供求及价格预测23辅助材料、燃料的供应3生产规模、总工艺流程及产品方案31生产规模32总工艺流程33产品方案34全厂自控水平4工艺装置41工艺技术选择42环己酮装置工艺流程43自控水平44主要设备的选择45消耗指标46装置界区内的公用工程设施47装置“三废”排放5建厂地区条件和厂址选择51建厂条件511厂址地理位置6总图运输、储运、土建、厂内外管网61总图运输62储运63土建64厂区外管7公用工程71给排水72供电、电信73供热、供风74脱盐水站75采暖通风及空气调节8辅助生产设施81消防设施82维修设施83仓库84中心化验室85火炬9能耗分析及节能措施91概述92能耗构成分析93工艺装置节能措施10环境保护101编制依据102设计采用的环境质量标准和排放标准103建设地区环境现状104建设项目主要污染物状况及治理105环境保护工程所需投资和定员106环境影响评价分析11劳动保护与安全卫生111设计依据112工程概述113建筑和场地布置114生产过程中职业危险、危害因素的分析115设计中采用的主要安全和劳动保护措施116预期效果评价117劳动安全卫生机构设置及人员配备情况12企业组织及定员121企业经营体制122企业管理体制123装置定员124人员来源和培训13企业管理设施和生活福利设施131企业管理设施132生活福利设施14项目实施规划141建设周期的规划142实施进度规划15投资估算和资金筹措151投资估算152资金筹措153资金运筹计划16生产成本费用估算161成本费用估算依据162成本费用估算及分析17财务评价171财务评价的依据和说明18不确定性分析181盈亏平衡分析182敏感性分析19综合评价191综合评价192研究报告结论1总论11编制项目可行性研究报告的依据和原则111编制可行性研究报告的依据常州东昊化工有限公司提供的60KT/A环已酮工程可行性研究报告设计委托书。常州东昊化工有限公司提供的有关开展可行性研究的设计条件。中国石油化工总公司石油化工项目可行性研究报告编制规定1997年版。南化集团设计院编制的60KT/A环已酮装置工艺包。112编制可行性研究报告的指导思想和原则采用国内成熟先进的工艺技术和设备，尽量消化吸收国外引进装置的先进技术，并力求稳妥、先进、可靠。自动控制采用先进的集散型控制系统（DCS）以减轻操作强度，并确保生产安全。本项目原材料和中间产品及大量的易燃、易爆的气体和液体，同时还有腐蚀性的物质，装置建设必须安全可靠，装置布置合理，并严格执行国家防火规范。根据原材料的供应情况及产品的市场需求，确定合理的建设规模。在设计中严格贯彻执行国家环境保护和工业安全卫生的有关规定，采取积极有效措施减少“三废”排放量，对装置排放的废气、废渣、废水经过处理后，达标排放。节约能源、节约动力，做到充分利用装置内的余热。充分依托常州东昊化工有限公司原料以及公用工程、维修、消防力量，做到少投放，多产出，以提高经济效益。12项目背景、经营体制类别、投资意义121项目背景常州东昊化工有限公司是成立于2003年3月的中外合资经营企业，注册资本1000万美元，总投资3,500万美元，折合人民币约2526亿元。公司的主营业务是苯乙烯单体及其相关联产品、副产品的生产和销售，该项目包括在国家鼓励外商投资产业目录之内外商投资产业指导目录（七）。常州东昊化工有限公司采用中国石油化工股份有限公司上海化工研究所提供的苯与乙烯气相烷基化制乙苯技术，技术成熟可靠，流程合理先进，技术指标达到国际先进水平。常州东昊化工苯乙烯厂位于江苏省常州市新北区滨江化工园区，占地面积185亩，厂房及办公用房建筑面积共20,000平方米。生产区主要设备为乙苯生产装置1套，苯乙烯生产装置1套，800立方米中间罐4座，260立方米中间罐7座。罐区计1,500立方米拱顶罐4座，3,000立方米拱顶罐6座，7,000立方米深冷乙烯罐1座，1,500立方米低温乙烯球罐3座。最大库容量计苯12,000吨，乙烯9,000吨，苯乙烯12,000吨。公司采用苯与乙烯气相烷基化技术和乙苯脱氢制苯乙烯技术，苯乙烯最大年产量达219万吨，产值约合人民币20亿。为了公司进一步发展，公司请有关专家对国内外可能扩展的领域进行了反复调查研究，经过多次、多领域考察论证，一致认为化工领域较有前途。为此公司做出决定，进一步延伸苯乙烯产业链，充分利用现有的氢气资源及其它基础条件，以最少的投产得到最大的经济效益。根据投资省见效快的原则，并充分考虑市场情况，拟确定新建6万吨/年环已酮装置。122经营体制本装置为常州东昊化工有限公司下属的一个生产厂。122经营体制类别常州东昊化工有限公司，是中外合资企业，实行董事会领导下的总经理负责制。新建环己酮装置隶属于常州东昊化工有限公司，属厂级编制。123投资意义本项目投资的意义在于充分利用常州东昊化工有限公司现有的原料及公用工程。常州东昊化工有限公司具备建设环己酮装置良好的建厂条件，仅需要政府帮助解决土地和蒸汽供应等问题即可。环己酮所需的主要原料苯通过原有采购渠道可得到充分供应。常州东昊化工有限公司仅需投入装置部分投资以及很少的配套工程便可建设6万吨/年环己酮装置，生产市场上急需的化工及精细化工原料环己酮。做到少投入、多产出，这样既充分利用了企业现有的资源，又可以得到良好的经济效益。本项目采用国内较先进的工艺流程，消耗定额低，环己酮生产成本也低，在市场上具有一定的竞争力。本项目具有较好的经济效益，项目的新建对产品结构的调整极为重要。13项目的范围1本项目可行性研究的范围包括60KT/A环己酮装置的市场预测、生产规模和生产工艺流程选择；技术和设备的先进性、适用性、可靠性；财务上的盈利性、合法性；消防和环境上的可行性；对本项目建设上的可行性进行比较论证，为项目法人和领导机关提供决策依据。2项目范围见主项表11表11主项表主要生产装置主项号主项名称100苯加氢200环己烷氧化（含烷塔）300环己酮精制400环己醇脱氢辅助装置及公用工程主项号主项名称500脱盐水站600废碱处理700装桶及桶库800罐区900火炬1000装置变配电1100综合楼（包括中央控制室等）1200污水处理站1300消防站1400高压氮贮存14研究结果141项目的概况常州东昊化工有限公司建设6万吨/年环己酮装置可以利用常州东昊化工有限公司的原料供应及公用工程配套的优势，节约投资具有良好的经济效益，厂址选择在常州市新北区滨江开发区内。环己酮生产采用苯气相加氢、环己烷无催化剂空气氧化工艺技术先进，原材料消耗、公用工程消耗在国内处于领先地位。142环己酮装置主要技术经济指标表（见附表12）143结论常州东昊化工有限公司建设6万吨/年环己酮工程，充分利用现有的资源，其产品环己酮主要为国内和国际市场紧缺原料。环己酮生产采用苯气相加氢、环己烷无催化剂空气氧化工艺，工艺路线先进成熟可靠，控制手段达到国内的先进水平。技术协作条件好。采用的工艺流程中，尽量采取回收措施，减少三废排放量，同时对装置排放的废气、废液、废碱通过焚烧，废水送污水处理站，使其达到国家排放标准，不会对周围环境造成影响。144存在的主要问题和建议希望政府帮助解决建设用地和蒸汽供应问题。附表126万吨/年环己酮装置主要技术经济指标表序号项目名称单位数量备注一生产规模1环己酮KT/A60二产品方案环己酮KT/A60三年操作时小时8000四主要原材料、燃料用量苯KT/A588（100）氢气NM3/A57107（985）烧碱T/A30000（30）五公用工程消耗量1水工业水T/H5475循环水T/H52952供电年耗电量KW15971073供汽平均用汽量T/H4749其中30MPA，4587T/A06MPA，162T/H4副产蒸汽T/H5152T/H08MPA六三废排放量处理前1废水M3/H53最大68M3/H2废气NM3/H203103废碱液M3/H45最大70M3/H七运输量KT/A17561运入量KT/A9002序号项目名称单位数量备注2运出量KT/A856八装置定员人108其中生产工人人99管理人员人9九总占地面积公顷54十单位产品综合能耗KG标油/T65612十一工程项目投资1本项目建设总投资万元25100建设投资万元21740资本金占筹措资额50固定资产投资方向调节税万元0建设期利息万元7962本项目筹资额万元十二年销售收入万元78786正常年份（含税）十三成本和费用年平均总成本万元56892十四年平均利润总额万元7666十五年平均销售税金及附加万元3356十六财务评价指标1年平均投资利润率29422投资回收期所得税后年576含建设期2市场分析和价格预测21产品市场分析和价格预测211国内外生产能力与产品的历史及现状国外生产能力与产量的历史及现状据有关资料报道1998年全世界环己酮的生产能力约为3000KT/A，目前世界环己酮生产能力约3200KT/A。预计2005年生产能力达3500KT/A，2010年将达3900KT/A。主要增长点在亚洲，亚洲的平均增长率约4。国内生产能力与产量的历史及现状1958年我国建成在锦西第一套千吨级环己酮装置（配有己内酰胺装置），七十年代分别在江苏南京、山西太原、湖南岳阳、浙江衢化建了四套千吨级的环己酮生产装置（配有己内酰胺装置），八十年代，我国从国外引进了两套5万/年己内酰胺装置，环己酮装置是己内酰胺装置的一个工艺单元。随着我国国民经济的发展以及环己酮应用领域的不断扩展，山西太原、湖南岳阳、浙江衢化这些原来生产己酰胺的厂家纷纷改产环己酮，由于环己酮生产装置产品销路及经济效益较好，这些生产厂在原有生产能力的基础上进行了改造以扩大生产能力，并且山东天源化学工业有限公司建设了5000吨/年的环己酮装置。目前我国有7套环己酮生产装置。岳阳石油化工总厂化工二厂年产能力30000吨/年环己酮、衢化锦纶厂10000吨/年环己酮、太原化工厂7000吨/年环己酮、锦西化工厂5000吨/年环己酮、东方化工公司54万吨/年环己酮、鹰山石化公司63万吨/年环己酮，山东天源化学工业有限公司5000吨/年环己酮，总计170500吨。东方、鹰山的环己酮装置是己内酰胺装置的一个工艺单元，生产能力都较大，环己酮作为生产己内酰胺的中间产品，目前基本上没有外销。岳阳石油化工总厂锦纶厂的环己酮除作为生产己内酰胺的中间产品外，还向社会提供一定数量的商品环己酮，部分出口台湾、南韩。太原化工厂、锦西化工厂、山东天源化学工业有限公司的环己酮产品全部销向社会。我国环己酮生产能力如表21。表21我国环己酮生产能力现状厂名生产能力吨/年备注岳化石化总厂化工二厂30000正在改造为40KT/A规模鹰山化工厂63000有己内酰胺装置南京东方公司54000有己内酰胺装置锦西化工厂5000太原化工厂7000衢化集团锦纶厂10000有己内酰胺装置山东天原化学工业有限公司5000合计174000目前，由于环己酮市场前景看好，厂家纷纷增加环己酮产量，鹰山和东方已将环己酮产量从45KT/A分别提高到63KT/A和54KT/A，岳化在原有环己酮扩建到30KT/A的基础上，拟进一步扩产到80KT/A。巨化正在建设一套30000吨/年环己酮装置。拟建中的环己酮装置除本项目外，还有四川10KT/A环己酮装置和洛阳石化10KT/A环己酮装置和岳化60KT/A环己酮装置，2005年我国环己酮生产能力将达280KT/A。212国内外市场需求和价格的历史及现状2121国内外市场需求环己酮的主要用途是生产己内酰胺。除供应生产己内酰胺外，其余环己酮直接进入市场。进入市场的环己酮有时是以KA油（环己酮与环己醇混合物）的形式销售的。它们主要用于橡胶助剂、油墨、涂料等部门。美国环己酮商品量约15万吨，除己内酰胺以外的最大用途是生产己内酯，己内酯与异氰酸酯反应，生成聚氨酯中的柔性链段，用于生产机件零件及涂料、油漆。己内酯还用于生产油墨、胶粘剂以及热塑性聚氨酯。环己酮的另一较大用途是生产环己胺，N乙基环己胺用于生产除草剂草灭特（RONEET）及橡胶促进剂；N甲基二环己胺用作聚氨酯泡沫塑料催化剂，用作特种溶剂或头孢霉素合成中的保护基因。环己酮还用作在聚酯薄膜表面涂布磁性介质的载体溶剂、聚氯乙烯胶泥的配方组份、除草剂的溶剂成份；聚氨酯涂料、印刷油墨及胶粘剂的组份。环己酮大部分用于己内酰胺生产，为己内酰胺生产的中间产品，通常由己内酰胺厂生产，自产自用。目前世界己内酰胺需求约3000KT/A，约需环己酮2700KT/A以上。预计2005年和2010年世界己内酰胺需求量将分别达到4000KT/A和4400KT/A，分别需环己酮3500KT/A和3900KT/A。我国环己酮也主要用于己内酰胺生产，我国环己酮的消费构成为己内酰胺60，涂料工业135，橡胶助剂75，其它19。据统计目前国内己内酰胺以外的总需求量为65000吨/年，分别用于皮革、制鞋、防老剂、油墨、制药、农药、树指、感光材料等。预测2000年我国己内酰胺生产需环己酮大约117KT/A，其它领域需环己酮大约65000吨/年，总共需环己酮大约182KT/A。而目前环己酮产量约1705万吨/年，仍有缺口。需进口一定量作为补充。由于国内东方公司及鹰山石化两套己内酰胺拟改造至12万吨/年，环己酮在这以后几年需求量猛增，预计2005年国内需环己酮294万吨。近几年环己酮进口统计见表22。表22近几年环己酮进口统计（万吨）年份1995年1996年1997年1998年1999年2000（预计）进口量172113303159532121525002852122国内外产品价格前几年，环己酮的行情经历了几次大起大落，一次是88、89年，价格从4000元/吨涨到1100012000元/吨，另一次是95年内，价格从8000元/吨涨到16000元/吨。我国环己酮市场行情经历了大起大落的过程，1995年初，环己酮出厂价为9500元/吨，3月份涨至12500元/吨，5月份高达16000元/吨，半年之内上涨70左右。主要原因为95年上半年国产资源不足，市场供不应求，加之国际市场价格上涨，进口成本提高，造成进口数量减少，因而价格一涨再涨。95年下半年之后，环己酮产量逐渐增加，国际市场行情回落，进口数量增加，加之国内整个化工市场行情回落，市场价格步步走低。95年8月，环己酮出厂价格为14300元/吨，96年6月再跌至12000元/吨，进入97年跌至10000元/吨以下，11月份以后，行情有所回稳，98年8月，广州为10600元/吨，南京、上海和宁波均为1010012000元/吨，据分析，环己酮行情上涨，主要是厂家生产不正常，供货困难，进入上海的资源大减，以致供求由宽松转趋紧张。1999年上半年由于石油价格的走低，环己酮生产的主要原料苯价格跌到2000元/吨左右，环己酮的价格也相应下跌，到1999年底，由于国际市场上石油价格的上涨，苯价回升，环己酮价格又开始逐步回升。近年国内环己酮的价格见表23，桶装环己酮价格见表24，国际市场环己酮价格见表25。表23国内环己酮市场平均价格参考表规格一级单位元/吨年份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月1998年1045010250960095509900103001030010160958784501999年9081912184938581821379407815775376807966812383832000年83558269884287859096968810379表24桶装环己酮市场价格表（表内价格为含税的中准市场价）单位元/吨年份年初1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月比年初1997年104001040010100106001020010200108001090010900109001090010700105000961998年105001050010500105001050010300102001010010100100009800980095009521999年95009000870085008100790078007800900089002000年870087008900930096501050012000表25国际市场环己酮价格美元/吨国别规格价格时间价格单位折人民币美国工业级，槽装07319992000美元/磅13293元人民币/吨日本高沸点溶剂用，大宗，铁路货车装。1601701999日元/公斤1248013260元/人民币/吨台湾381999台币元/公斤9770元人民币/吨印度665219991219993卢比/公斤213目标市场分析和价格预测2131目标市场分析本项目产品环己酮主要的用户是国内己内酰胺生产厂和其它市场上的用户，由于国内市场环己酮还是有缺口，环己酮每年进口约2万吨，从环己酮的应用领域来说，环己酮除了主要用于制备己内酰胺和己二酸的主要中间体外，环己酮还用于精细化工领域如医药、油漆、皮革化学品、橡胶、染料及农用工业。最近几年我国精细化工发展很快，精细化工率从1995年的32，2000年增加到4045，环己酮的应用领域在不断扩大。目前我国环己酮的大部分用户分布在华东地区，并主要集中在江苏、浙江、上海的医药、油漆、皮革化学品、橡胶、染料等精细化工生产企业，故6万吨/年环己酮可以在华东地区及周边地区的市场上销售。2132价格预测1997年以来，由于受东南亚经济危机影响，石油及其下游产品持续下滑，国际环己酮市场价格走低，一度降低到700美元/吨以下。国内环己酮市场价格受国际市场影响，也有所波动，但由于国内市场需求强劲，价格波动较小，1995年至1999年初，环己酮价格在115008000元/吨之间。1999年上半年，由于环己酮的主要下游产品己内酰胺受国外市场影响以及国外公司在国内倾销和走私等原因，己内酰胺价格出现滑波，由1400015000元/吨跌至9500元/吨。国内己内酰胺厂家被迫压产，致使其上游产品环己酮供需失衡，环己酮价格跌至最低点约7000元/吨。1999年下半年和2000年初，随着原油价格的猛升，带动石油产品价格上扬，环己酮的原料苯上升至3500元/吨左右，以及己内酰胺的增产拖动国内供需趋于平衡，环己酮价格回升，目前价位维持在900010000元/吨左右。预计近期环己酮国内市场价不会有太大波动，这是因为随着东南亚和世界经济的复苏，国际市场需求旺盛，加上原油价格上涨，使环己酮制造成本增加，拖动其市场价格上扬；另一方面国内厂家为满足国内外市场的需求，增加了环己酮的产量，抑制了环己酮价位上升幅度。22原料供求及价格预测221原料市场供求和价格的历史及现状环己酮生产主要原料为苯。苯是化学工业的基本原料。我国苯的表观消费见表26近年来我国苯的表观消费量。表26近年来我国苯的表观消费量年份生产能力万吨/年产量T进口量T出口量T表观消费量T19901046563222632335930611991120744917278259497192461992128819011184033715787136199312858482503272481238033991994130589199655143100894410199514010346318112034327108142319961600611068002119342427127630019971714613589005482952025136170019981781361000772652743614108601999188164900051700951001605600我国的苯大部分仍是石油苯，约占苯产量的80，大部分分布在石化和石油天然气两大集团的大企业。约占20的纯苯为焦化苯，分布在冶金系统各企业。从表26可见，1995年以前我国苯自给有余，出口大于进口，1995年以后，由于国内需求的增加，苯产量的增产率小于消费量的增长率，出口量减少，进口量大幅度增加。目前由于纯苯生产厂的开工率由1994年的6835提高到1999年的877，使苯产量增长较快，苯的产销以及进出口量大致平衡。苯的消费结构主要是用于生产苯酚、己内酰胺、尼龙66、烷基苯、顺酐和聚苯乙烯。其中聚苯乙烯用苯量增加较快。由于大部分苯为石油苯，苯的价格主要取决于原油价格。同时也受市场供需平衡的影响。1997年以来受亚洲经济危机和国内需求疲软的影响，加之国内石化企业扩建，使苯产量猛增，苯的供需增长失衡，使苯价持续走低，从1998年1月市场价3200元/吨左右跌至1998年6月2600元/吨。至1999年4月跌至2300元/吨。1999年下半年以来，由于原油价格回升和国内需求好转以及出口增多等因素影响，苯价走出低谷，至1999年11月回升到3240元/吨。2000年初由于受产油国限产影响，原油价格猛升至35美元/桶。致使石油化工下游产品价格上涨，国内苯价也升至3500元/吨。自2000年3月份以来，苯价趋于稳定在3850元/吨左右。由于国内纯苯供需基本平衡，预计近期苯价波动幅度不会太大。近期国内纯苯价格见表27。表27近期国内苯价格月份1999119992199931999419995199961999719998价格（元）24332471251022882424236324802575月份1999919991019991119991220001200022000320004价格（元）27582800324033423450352039923700月份200052000620007价格（元）382937603908本项目耗用的主要外购原材料价格是参考近几年来国际市场价（欧美市场例西北欧、美国和远东市场例韩国、台湾、东南亚、日本）和国内市场价（国内市场年平均价），并按稳妥原则取定。2001年2006年度PLATTS月平均价格2001PLATTS2004PLATTS苯FOB韩国苯FOB韩国1367156250234025300032813552504281464500529056743862686775637220710145082348120188925491128131024310107400112011197438122111274950年均价266年均价824002002PLATTS2005PLATTS苯FOB韩国苯FOB韩国1230184722532973334031123432749535327573363666785737078598389876293909832103751071911370116371242512673年均价347年均价8252003PLATTS2006PLATTS苯FOB韩国苯FOB韩国1528001752253188276234718837064349384744532650585063825069597403137939847450893594275098181043500108831149563均价83481252667前五年均价59047年均价446前二年均价8299氢气氢气是环己酮生产的另一种主要原料。由于氢气贮存运输等原因，一般用氢企业均自产自用，其价格取决于制造成本。本项目氢气将由东昊化工的苯乙烯厂供应，其供应量和价格受原油影响的风险较小。222原料来源及供应状况本工程所需的原料苯由市场采购，原材料来源见表29。表29原材料来源表序号物料来源数量规格1苯市场58800吨/年（折100苯）纯苯2氢气苯乙烯厂57107NM3/年985223产品价格确定的原则为使项目在经济上具有较强的抗风险能力，本项目在财务分析中原料和产品不使用十年平均价格，而原料采用国际市场现行价格，即原料苯按较高的前两年均价830美元/吨（合人民币6557元/吨不含税，FOB韩国），国内环己酮价格按近二年国内市场价格11223元/吨（不含税）。2006年前45周环己酮价格序号价格序号价格序号价格1116002113200411360021170022133003213800311800231370043140004120002413600441450051250025135004515100612560261340071340027131008135002813000913500291310010135003012800111280031128001212700321290013122003313100141200034138001511900351420016124003614300171280037139001812800381370019130003913200201310040134502006年前45周环己酮平均价格13131元/吨23辅助材料、燃料的供应231主要辅助材料来源见表210表210主要辅助材料来源表序号物料来源数量规格备注1加氢催化剂外购825吨/次PTAL2O3寿命5年2醋酸钴外购36吨/年3烧碱外购30000吨/年304脱氢催化剂外购120吨/年CUZN寿命1年5包装桶外购60000只100KG/只6氧化锌催化剂外购6吨/次ZNO寿命10年232燃料来源见表211表211燃料来源表序号物料来源数量T/A规格备注1燃料气港华燃气1560000NM3/A天然气3生产规模、总工艺流程及产品方案31生产规模生产规模6万吨/年环己酮。年操作时8000小时32总工艺流程本工程利用市场的苯、东昊苯乙烯厂的氢气为原料生产环己酮。化学反应式为生产流程框图为以苯为起始原料，在铂催化剂存在下和氢气进行气相加氢反应生成环己烷，环己烷用空气氧化生成环己基过氧化氢，然后在较低温度及碱性介质中，用醋酸钴作分解催化剂通过静态混合器及强制循环把环己基过氧化氢分解为环己醇和环己酮。生成的环己醇和环己酮混合物，通过精馏分离获得环己酮产品。分离出的环己醇则用铜锌催化剂脱氢制得环己酮。采用热油为脱氢加热介质。33产品方案331环己酮产品环己酮满足如下规格并符合相应国家标准（GB1066989）的一等品要求。项目指标（一等品）试验方法色度（HAZEN）15GB3143密度09460947GB4473沸程，在0、1013KPA下馏程范围，153157GB7534馏出95ML时的间隔温度，10水分，010GB6283酸度（以乙酸计）001GB1066989折光率ND14491451GB6488产品环己酮应同时满足国际知名公司（例如DSM）公司生产己内酰胺的要求。环己酮998（WT）环己醇01（WT）水01（WT）不挥发物002（WT）链烷酮50MG/KG醛50MG/KG酸值10MAEQ/KG脂值10MAEQ/KG色度10APHA产品环己酮为液态。年产环己酮60000吨332副产品1粉状碳酸钠产量8000吨/年，质量指标符合GB21092具体规格如下总碱量（以NA2CO3计）98氯化钠（以NACL计）120铁含量001水不溶物015钙镁总含量（以MG计）030水不溶物含量015烧失量13堆密度G/ML09白色结晶粉末2碳酸钠水溶液产量17600吨/年。碳酸钠含量20COD100水8034全厂自控水平环己酮装置采用集散型控制系统（DCS）对整个生产过程进行监视、操作、报警、联锁和控制，同时对关键的电气设备进行远距离控制。为保证装置及安全生产，所有现场仪表均选择符合安装地点的危险区域等级划分的防爆仪表，并在危险区域内设置可燃气体报警传感器，此信号送至DCS系统进行监视和报警。4工艺装置41工艺技术选择411环己酮生产工艺以苯为原料生产环己酮主要有环己烷法和苯酚法。苯酚法是以苯与丙烯反应生成异丙苯，异丙苯氧化得苯酚并副产丙酮，苯酚经加氢制得环己醇，环己醇脱氢制得环己酮。该工艺需要原料丙烯，且副产品丙酮有较大的市场。美国ALLIED公司以该工艺生产环己酮已有30余年的历史。随着环己烷氧化技术的进步，世界大多数环己酮生产厂采用环己烷法。该工艺方法是以苯为原料，经加氢生成环己烷，环己烷氧化生成环己酮和环己醇，环己醇脱氢生成环己酮。该工艺方法原料单一，生产技术成熟，原材料消耗及能耗低，为世界大多数环己酮生产的主要工艺方法。我国环己酮生产起步于六十年代初，是与己内酰胺同步发展起来的。最初用苯酚为原料，由于苯酚来源有限，价高量少，很快就改为以苯为原料，并且随着环己烷氧化技术的进步而迅速推广。装置规模也由最初的1000吨扩大到3000吨、5000吨、10000吨、30000吨。八十年代末期，我国随己内酰胺引进了两套44万吨/年环己酮装置，随着对引进技术的消化吸收，我国环己酮生产技术不断进步，已经接近或达到世界先进水平。412工艺技术方案的选择4121环己酮装置生产工艺环己酮生产装置流程框图环己酮的生产工艺过程如下1）苯加氢制环己烷苯加氢方法分气相加氢法和液相加氢法两种。气相加氢法是在固定床内以镍或铂为催化剂，气相的苯与氢气在压力下通过催化剂床层进行反应生成环己烷。气相加氢是工业上广泛采用的方法。液相加氢法是苯在反应器中于适当温度和压力下呈液相状态，以镍铝粉为催化剂，催化剂在液相中保持稳定的悬浮状态，苯与氢气进行加氢反应生成环己烷。苯液相加氢制环己烷工艺的优点一是可以减少局部过热，反应温度较均匀，副产物少，产品质量较好。二是催化剂的活性高，生产强度大。其缺点是催化剂的寿命短，消耗量大，运行周期短，需经常更换，操作麻烦，而且需用泵进行循环，动力消耗大。悬浮的催化剂容易堵塞管道和阀门。近年来采用新型金属络合物液体催化剂（如辽化经研究开发已使用可溶性液体催化剂），可以避免使用悬浮催化剂的缺点。液相加氢法适用于生产规模大的装置，据资料介绍，当产品规模10万吨/年时，可节省投资。表41苯加氢的各种工艺技术比较DSM技术（东方公司引进）国内技术IFP技术（辽化引进）BASF技术反应温度，200400130180180200200反应压力，MPA32102725催化剂及寿命PTAL2O35年NIAL2O32年NIPS2，36月可溶性催化剂，连续消耗转化率，999995100（催化剂活性高时）100技术特征1固定床气相加氢工艺固定床气相加氢工艺液相加氢工艺液相加氢工艺2反应热用热油移去，副产09MPA蒸汽。反应热用水移去，副产低压蒸汽反应热用水移去，副产低压蒸汽。反应热用水移去，副产低压蒸汽。3为防止催化剂结块，原料苯经衡沸蒸馏脱水至100PPMM催化剂在气体鼓泡和液体用泵循环的联合作用下呈悬浮状态，产品烷经稳定塔除去轻组分。4反应温度控制在不高420，以免发生烷的异构化反应。反应温度严格控制在不高于260，以免发生副反应，并损坏催化剂。随着催化剂活性降低，补加新催化剂，当催化剂达一定量后，则停车更换催化剂。原料苯经衡沸蒸馏脱水至100PPM，产品烷经蒸馏精制。两种苯加氢工艺，各有其优缺点，各国根据技术掌握的情况和产品规模的大小，选取合适的工艺。苯气相加氢法目前采用的催化剂有铂催化剂和镍催化剂两种，两种加氢工艺均为工业装置广泛采用。其优缺点的比较见表42表42两种不同催化剂苯气相加氢工艺比较序号项目铂催化剂镍催化剂备注1反应温度2004001301802反应压力MPA32103转化率9999954液体空速161806085催化剂寿命年510246催化剂来源进口或国内研制本公司催化剂产品7产品环己烷质量含苯20PPM含苯200PPM8操作维护反应温度范围较宽，不易因过热损坏催化剂。反应温度范围较窄，易超温损坏催化剂。9装置投资万元其中工艺设备费催化剂费17534545984742511109522131414PT法NI法相差642523853328510生产成本万元/年22803602336132PT法NI法相差55772铂催化加氢法的优点是转化率高，空速大，催化剂使用寿命长。但催化剂价格昂贵，须进口，装置投资大。镍催化加氢法的优点是装置投资较少，催化剂较便宜能自供。考虑到铂催化加氢法的生产成本较低，115年即可回收多出的投资，效益明显，因此推荐本项目采用铂催化加氢工艺。2）环己烷氧化硼酸触媒氧化法以硼酸为催化剂，环己烷在悬浮的偏硼酸存在下，用空气氧化制取环己醇和环己酮，醇酮的收率较高。环己烷的单程转化率可提高到10，所得产品中环己醇和环己酮得比例为101。但也存在缺点，一是需要增加硼酸脱水成偏硼酸的过程和硼酸催化剂的回收过程，从而增加了公用工程的消耗，二是由于氧化混合物中环己醇的比例大，因此环己醇脱氢的设备投资和操作费用也较大。该方法在工业生产中还存在硼酸容易堵塞设备的问题，因而影响了它的发展。金属触媒氧化法由环己烷氧化成环己醇和环己酮，以往主要采用可溶性钴金属盐类为催化剂，在氧化反应器中通入空气或贫氧进行氧化，生成的环己醇和环己酮混合物中，环己醇与环己酮的比例约为161，产品环己酮的收率也较低。无催化氧化法环己烷在没有催化剂存在的情况下，加入少量环己酮作引发剂，用空气进行氧化，控制氧化到生成环己基过氧化氢阶段，然后在无氧气氛下用醋酸钴催化剂使环己基过氧化氢分解成环己醇和环己酮。这个方法条件较缓和，氧化收率可达80左右。生成的环己醇和环己酮的混合物中，环己醇和环己酮的比例约为071，故减少了环己醇脱氢设备的负荷。国内外采用的无催化氧化工艺见表43表43国内外环己烷无催化氧化工艺序号项目南化东方、巴陵鹰山辽化化工四厂杜邦（新加坡）公司岳化、巨化1技术来源引进DSM技术引进法隆波利技术杜邦公司技术国内技术2生产能力44160吨/年环己酮45000吨/年KA油100000吨/年KA油30000吨/年环己酮3反应温度1651691831651751601654反应压力MPA122013105115催化剂无焦磷酸钠涂壁无HEDP酯催化剂6反应器型式搅拌式反应釜以循环反应塔鼓泡式反应塔内循环反应釜7反应器台数五釜串联四塔串联三塔串联五釜串联8氧化剂空气氧化14的贫氧空气空气氧化空气氧化9转化率354433510氧化选择性9194899211分解工艺和设备搅拌釜均相催化分解涡轮混合器无外循环静态混合器加外循环12消耗指标10071020KG974KG苯/TKA油936KG苯/TKA油1032KG苯/TKA油苯/T酮3）环己醇脱氢环己醇脱氢制环己酮的工业装置均采用固定床列管式反应器，管内装填脱氢催化剂。所用的催化剂则各不相同，通常采用的有锌钙催化剂、锌铁催化剂、氧化锌催化剂、铜镁催化剂和铜锌催化剂等几种。铜锌催化剂的优点是反应空速大，脱氢的规模相同时，催化剂的用量较少，脱氢反应器的尺寸也较小，另外温度比较低，因此可节省反应所需热量。脱氢反应是吸热反应，需有外部供给热量反应才能顺利进行。用于供热的热载体有烟道气、熔盐和矿物油等，用烟道气加热的方法存在热效率低，能耗高，催化剂床层轴向受热不均匀易局部过热等缺点。采用熔盐和矿物油作热载体，在热的利用率和加热反应物料的均匀性能等方面都较好，操作也较简便。综合上述情况，我们对各种工艺技术进行了分析比较，权衡利弊得失，并根据我们掌握的技术和操作经验，选择如下成熟、先进、适用的工艺技术方案以苯为起始原料，在铂催化剂存在下苯蒸汽和氢气在固定床进行气相加氢反应生成环己烷，环己烷经空气无催化氧化生成环己基过氧化氢，并加入HEDP酯催化剂，以抑制深度氧化，并提高过氧化物的浓度。然后在较低温度及碱性介质中用醋酸钴作分解催化剂，于最佳操作条件下进行分解，生成的环己醇和环己酮混合物，通过精馏分离获得环己酮产品。环己醇则用铜锌催化剂脱氢制得环己酮。采用热油为脱氢加热介质。4122主要操作条件苯加氢反应反应温度200400反应压力32MPA环己烷氧化反应反应温度165反应压力12MPA分解反应反应温度60100反应压力10MPA脱氢反应反应温度225300反应压力常压环己烷精馏塔操作条件塔顶温度塔底温度塔顶压力MPA第一烷塔14414605第二烷塔12212503第三烷塔82140011各精馏塔的操作条件塔顶温度塔底温度塔顶压力MPA轻塔115150526酮塔70110592醇塔871655924123工艺技术特点1）苯加氢采用固定床反应气相加氢，工艺成熟，操作控制容易，转化率高。采用以AL2O3为载体的铂催化剂，空速大，使用寿命长，产品质量好。2）环己烷氧化环己烷氧化采用先进的无催化空气氧化和钴催化剂存在下的环己基过氧化氢分解工艺。并采取最佳操作条件，提高分解收率，氧化产品中酮的收率高，从而可减轻环己醇脱氢的负荷。氧化尾气采用直接热交换回收环己烷，以节省能量。3）皂化采用两次皂化，在分解反应器加入碱性无机液，一方面控制相比，一方面中和反应过程产生的酸；分离环己烷后的氧化液再在皂化反应器中进一步皂化，使氧化反应副产的酸和酯皂化更彻底，有利于提高醇酮质量。4）环己酮精制烷精馏采用三效蒸馏流程，有利于节省能源，减少蒸汽消耗量。5）环己醇脱氢脱氢催化剂采用CUZN催化剂，脱氢效率高，有利于降低操作费用。脱氢采用导热油为热媒，加热均匀，操作控制容易。42环己酮装置工艺流程421苯加氢原料苯经恒沸蒸馏脱除水份后，经换热器预热，再送至汽化器中与氢气一起在130下蒸发。氢气由新鲜氢、循环氢和脱氢工序产生的氢气三部分混合而成。蒸发所需的热量由反应器冷却系统的循环热油供给。从苯蒸发器出来的苯氢混合气由反应器顶部进入并进行反应。反应器为列管式，内装填以氧化铝为载体的铂催化剂。反应热用热油移去，反应温度最高不得超过420。反应器出口温度不得超过250，反应压力为32MPA。加氢反应将在后反应器中进行完全。从后反应器出来的反应物料，经冷凝冷却后在分离器中进行气液分离。气相经除沫器后大部分进循环压缩机循环使用，少部分经深冷器和吸附器回收微量环己烷后，送脱氢工序作燃料。液相环己烷则送入中间贮槽中。422环己烷氧化1氧化系统环己烷在氧化反应器R0210AE中反应生成环己基过氧化氢。在分解器R0202A、R0202B、R0202C中，环己基过氧化氢催化分解生成预期的产物环己酮和环己醇。氧化和分解过程中产生的酸也在分解器中被中和。氧化反应器和分解器是串联布置。从进料加热器E0202出来的环己烷约170，进入氧化反应器R0201，依次通过五串联反应器后，再进入分解器R0202A，进入E0202A前，氧化液经换热器E0203A、B、C，冷却器E0304冷却到60。氧化器中蒸发的环己烷在冷凝系统与补充环己烷和循环环己烷组成的冷烷液进行直接接触换热而冷凝。来自空压机C0201的压缩空气送至串联的每个氧化反应器中，通气方式要保证良好的气液接触。通入的空气量由流量计控制。主要由环己烷和氮气组成的氧化尾气送往冷凝系统。氧化反应的温度为165，压力为12MPA，为了获得合理的氧化收率，环己烷的转化率控制为35MOL。通入氧化器中的空气量，必须保证氧化尾气中含氧为12VOL。环己基过氧化氢是在分解器中进行选择性分解，从而获得环己酮、环己醇的高收率。分解反应的催化剂采用醋酸钴，钴在水相中的浓度为1PPM。2冷凝系统冷凝系统由环己烷冷却器E0201，冷却洗涤塔T0201，烷水分离器V0201，直接热交换塔T0202和氧化进料预热器E0202组成。温度约为68的冷烷来自烷蒸馏回流槽V0304由泵P0305送至冷却洗涤塔T0201，从直接热交换塔T0202米的含环己烷气体和水汽在冷却洗涤塔中与冷烷接触而冷凝下来。液体环己烷和水汇于塔底并用泵P0201送到烷水分离器V0201，塔顶含饱和环己烷的氮气去吸收塔T0205回收环己烷。在分离器V0201中分离成环己烷（上层）和酸水（下层）两相，上层环己烷送入直接换热塔T0202塔顶，水层送废水汽提塔T0203以回收溶解的醇、酮和环己烷。温度约为120的热循环环己烷由烷蒸馏工序送至直接换热塔T0202塔顶，氧化反应器出来的含环己烷和水汽的尾气进入塔底，部分环己烷气体在塔内与冷烷接触而冷凝成液体。塔底环己烷由泵P0202经进料预热器E0202送入氧化反应器。3吸收及废碱液分离系统吸收系统由吸收塔T0205，循环泵P0210，吸收塔进料冷却器E0203和吸收塔循环冷却器E0210组成。从冷却洗涤器T0201来的尾气进入吸收塔T0205底部，环己烷精馏工序来的惰性气体经压缩机C0301压缩后液进入吸收塔底部。在吸收塔的下部填料层，上升的尾气与醇酮吸收液接触，该醇酮吸收液是由泵P0210经循环冷却器E0210打循环。来自脱氢工序的醇酮液由泵P0320经进料冷却器E0209送至吸收塔T0205顶部，在塔的底部与经过下部填料层的循环醇酮混合物相混合。溶有环己烷的醇酮液一部分打循环，多余的送皂化混合器V0208。吸收塔的顶温控制为10左右，压力控制为12MPA，尾气经压力控制阀排出吸收塔并送入排气筒或火炬中高空排放。废碱液分离系统有分离器V0203、V0204、V0205组成。由分解器R0202C来的物料进入分离器V0203、V0204、V0205，分离出的水相部分循环回分解器以便在分解器中建立起适当的相比，其余的水相去废碱蒸发器E0207回收溶解的醇、酮和环己烷。分离出的有机相经换热后进入环己烷蒸馏工序闪蒸器V0301。4皂化和萃取第三烷精馏塔T0303的底液由泵P0303送入皂化器V0207，同时加入氢氧化钠溶液和水（水由水封槽V0312送来），搅拌混合，然后油水混合物溢流到混合器V0208，皂化温度为95100，压力为常压。环己烷由泵P0208自分离器V0209送入混合器V0208，由泵P0207将混合器的物料送至萃取塔T0204，其中一部分循环回混合器以便环己烷和醇、酮彻底混合。在萃取塔T0204底部，物料分成两相，上层为有机相，下层为水相。有机相在塔的上部用来自水封槽V0312的水洗涤除去其中的盐和碱后进入干燥塔T0304。水相中加入新鲜碱液后送至分解器供分解中和用。5废碱液蒸发和废水处理废碱蒸发系统由蒸发器E0207，废碱分离器V0206和废碱泵P0206组成。该系统的作用是蒸发从分离器V0203、V0204和V0205来的水相回收溶解的醇、酮和环己烷，提高废碱中有机盐的浓度，以便送废碱处理。废水处理系统由水封槽V0312，泵P0317，废水汽提塔T0203，再沸器E0206和冷却器E0205组成。水封槽汇集了各种含有有机物的水。送入汽提塔的水来自水封槽V0312，烷水分离器V0210及回流槽V0304，用中压蒸汽加热再沸器E0206以汽提回收水中的环己烷、环己醇和环己酮。汽提后的废水送去生化处理。423环己酮精制1环己烷精馏环己烷氧化反应是在低转化率条件下进行的，未反应的环己烷占进料量的95（WT）左右，这部分环己烷需经精馏回收循环使用。为了节约能源，减少蒸汽的消耗量，采用三效精馏流程。精馏系统由下述设备组成，闪蒸罐V0301，第一环己烷精馏塔T0301，第二环己烷精馏塔T0302，第三环己烷精馏塔T0303，环己烷冷凝液槽V0302和V0303，回流槽V0304尾气压缩机C0301及其他辅助设施。第一环己烷精馏塔的塔顶馏出物在烷二塔再沸器E0302冷凝后自流入烷二塔冷凝液槽V0302，由此槽将环己烷液体送到烷三塔冷凝液槽V0303，第二环己烷塔的塔顶馏出物在烷三塔再沸器冷凝后自流入冷凝液槽V0303。冷