年产4万吨顺酐可行性研究报告_代项目建议书

铜化集团有机化工公司年产4万吨顺酐项目建议书第一章总论111概述112可行性研究编制的依据及原则113建设单位概况和项目提出的背景及意义114可行性研究的工作范围315可行性研究的主要过程316研究结论317主要经济技术指标4第二章市场预测521国内外市场情况分析与预测522产品价格分析12第三章产品方案及生产规模1231产品方案1232生产规模12第四章工艺技术方案选择1341工艺技术方案选择1342工艺流程和消耗定额1843自动控制和分析化验1944工艺设备选择21第五章原、辅材料及动力供应2251原料供应2252辅助材料及公用工程供应23第六章建厂条件及厂址方案2561建厂条件2562厂址方案26第七章公用工程和辅助设施方案2671总图运输2672给排水2773供电及电讯2774采暖通风2775维修2776分析化验2877土建28第八章节能2881能耗指标及分析2882节能措施29第九章环境保护2991本项目执行的环境质量标准及污染物排放标准2992本项目执行的环境质量标准及污染物排放标准2993绿化3194环保管理机构3195清洁生产3196环保投资31第十章劳动保护和安全卫生32101劳动保护与安全卫生32102消防39第十一章工厂组织和劳动定员42111工厂体制及组织结构42112生产制度和定员42113人员来源和培训43第十二章项目实施规划43121建设周期规划43122项目实施进度规划43第十三章投资估算及资金筹措44131投资估算44132资金筹措44第十四章财务评价45141成本费用估算45142财务评价45143财务评价结论47第一章总论11概述项目名称铜陵化学工业集团有机化工有限责任公司4万吨/年顺酐工程主办单位铜陵化学工业集团有机化工有限责任公司企业性质有限责任公司法人代表钱叶明12可行性研究编制的依据及原则121原化工部一九九七化计发1997426号化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定（修订本）。122铜陵化工集团有机化工有限责任公司提供有关建设项目的基础资料。123编制原则1）、结合企业现有实际情况，在新建装置主要工艺技术及工程的技术方案选择上，即考虑先进性，又确保技术的可靠性，并进行各方面技术经济比较，所选方案力求达到先进、可靠、合理、经济。2）、坚持资源综合利用，节能降耗，技术优化设计原则将降低产品能耗作为项目每个环节考虑的首要问题。3）、环境保护方面要按国家规定和标准设计，坚持生产项目与环保项目“同时设计、同时施工、同时开车”的原则，采取各种有效措施减少或消除污染，符合环保要求。13建设单位概况和项目提出的背景及意义131建设单位概况铜陵化工集团有机化工有限责任公司是以生产苯酐、橡胶防老剂、染料中间体等产品的中型精细化工企业，成立于1983年6月，建厂二十多年来，依靠科技进步，积极增品种、上规模，生产经营迅速发展。目前，产品已由建厂初期单一的500吨/年萘法苯酐，发展到拥有70000吨/年邻法苯酐，1000吨/年的周位酸，350吨/年劳伦酸，700吨/年苯基周位酸，1000吨/年4010NA，500吨/年4020等生产装置和水、电、汽、制冷、空压等公用配套设施。50000万吨/年苯酐投产后将年产量将达到120000吨/年。主要产品苯酐、周位酸、劳伦酸和苯基周位酸均为安徽省名牌产品。其中，周位酸、劳伦酸、和苯基周位酸为国内外之最大，市场占有率达60以上，产品销往欧美及东南亚等国家和地区。铜陵化工集团有机化工有限责任公司现有技术人员65人，占在岗职工总数171，其中高级职称4人，中级职称21人。132项目提出的背景及意义顺丁烯二酸酐是重要的基本有机原料，也是世界上仅次于醋酐和苯酐的第三大有机酸酐，它主要用于生产不饱和树脂、富马酸、润滑油添加剂、农用化学品、耐热苯乙烯树脂等近百种下游精细化工有机中间体和专用化学品。近年来，顺酐酯化低压加氢制1，4丁二醇和顺酐加氢制四氢呋喃技术的开发成功，使顺酐成为生产高附加值产品1，4丁二醇，四氢呋喃和R丁内酯的原料，应用领域有了进一步的拓宽。目前，国内有二十多家企业生产顺酐，预测2008年国内总生产能力将达到40万吨，生产量将达25万吨。而我省没有一家企业生产（原有安庆一家年产1500吨的生产企业由于工艺技术落后，规模太小而被市场淘汰，不再生产）。根据国内市场预测，到2010年前，市场需求仍将以每年67的速度增长。为加快铜陵化工集团有机化工有机有限公司发展，落实公司“十二五”发展规划，提高公司经营效益，经过严密调查研究，决定利用公司苯酐生产技术与顺酐生产技术相似的技术优势及良好的市场信誉，新上一套年产40000吨顺酐生产装置。铜化集团有机化工有限责任公司提前落实好顺酐销售渠道，与许多顺酐用户建立了密切关系。本项目的建成，不会对市场造成冲击。新建40000吨/年顺酐工程，对有机公司的经济发展具有重要的意义，项目建成投产后，将年增销售收入万元，利税万元，其中利润万元。项目总投资万元。项目报批总投资万元，其中建设投资万元，建设投资利息万元，流动资金万元，其中垫底流动资金万元。综上所述，我们认为在铜化集团有机公司建设4万吨/年苯酐装置，项目投资要远远低于引进技术及装置的投资，建设速度快，这样，将会大大提高企业经济效益和社会效益，为企业进一步发展将带来新的生机。14可行性研究的工作范围论证40000吨/年顺酐生产项目的重要性和必要性，并综合评价其经济效益、社会效益、和环境效益。在对市场需求预测、建设规模、产品方案、工艺流程、主要设备选型、原材料供应、工程技术方案和项目实施进度等评价的基础上，对该项目进行技术经济评价，分析该项目采用技术的先进性和可靠性以及经济的真实性和可行性，以得到客观的评价结果，为有关部门及投资方的决策提供科学依据。15可行性研究的主要过程本报告分析了当前国内外顺酐的市场情况，提出了建设顺酐项目的合理依据。工艺选择方面，对目前国内、国外的成熟技术和正在开发的先进技术进行了综合评价，结合当地的资源优势和投资规模，选择了合理匹配的工艺路线。投资估算方面，重要装置均按最新报价和现有装置投资比价后确定。建设安装费按照当地的现行价格标准确定。并进行了投资估算和财物评价，力求经济效益、社会效益和环境效益三统一，在此基础上得出了可行性研究结论。16研究结论1、本项目为顺酐生产装置建设项目，装置污染少，产品满足市场需求，符合国家产业政策。2、建设装置采用计算机监控，部分冷凝回收液酐等先进技术，使产品质量得到提高，成本进一步降低。3、本项目固定投资万元，内部收益率4250税前。经济效益、社会效益显著，应变能力较强，项目可行。希望尽快实施，早见效益。17主要经济技术指标本装置主要经济技术指标如下序号名称单位数量备注一生产规模T/A40000二年操作时时7200三主要原材料用量1苯T/A480002二甲苯T/A4003催化剂T/A84熔盐T/A85包装袋万个160四动力消耗副产蒸汽1除盐水万T/A202循环水万M3/A3303蒸汽万T/A184电万KWH3000五运输量T/A884401运入量T/A484402运出量T/A40000六定员人26生产工人人20管理人员人6七占地面积M24000建筑面积M21600新建八工程总投资万元1建筑投资万元2建设期利息万元3流动资金万元九年销售收入万元平均十年总成本万元平均十一投资回收期（含建设期）年税后十二财物内部收益率税后十三盈亏平衡点第二章市场预测21国内外市场情况分析与预测211产品现有品种、型号、质量标准情况和用途顺丁烯二酸酐MA简称顺酐，又名马来酸酐、失水苹果酸酐。分子量9806，系白色斜方形针状晶体，熔点528，沸点202，相对密度1314。顺酐溶于水得失水苹果酸，溶于醇成为酯，微溶于四氟化碳和粗汽油，易升华，闪点103。顺酐的粉尘和蒸气均易燃易爆，对人有刺激，而且会烧伤人的皮肤。催化氧化苯的生成气经水吸收后，得产物顺酸水溶液，顺酸水溶液经精制得最终产品顺酐，同时产生少量反酸。反酸、顺酸和顺酐的物理性质见下表顺酐物理性质性质反酸顺酸顺酐溶点（）28713013055285沸点（）1657升华138分解202比重（在20/20，固体）165315901480克分子体积7981生成热（千卡/克分子）19341889511243生成自由能（千卡/克分子）156714940燃烧热（千卡/克分子）319013245633329氢化热（千卡/克分子）31153661固体比热029液体比热040气化热（千卡/克分子）131熔化热（千卡/克分子）3262溶解热（千卡/克分子）444水解热（千卡/克分子）833中和热（千卡/克分子）3022晶体结构单斜晶系斜方晶系中华人民共和国国家顺酐标准指标名称优等品一级合格品含量以顺酐计995990985熔融色度，号，2550100凝固点，524520515灰份，PPM，5050铁含量（以FE计），PPM，5顺酐是一种重要的有机化工原料，是目前世界上仅次于苯酐和醋酐的第三大有机酸酐，其下有产品有着广泛的开发和应用前景。顺酐主要用于生产不饱和聚酯树脂、醇酸树脂，用于农药、医药、涂料、油墨、润滑油添加剂、造纸化学品、纺织品整理剂、食品添加剂以及表面活性剂等领域。此外，以顺酐为原料还可以生产1，4丁二醇BOD、丁内酯GBL、四氢呋喃THF、马来酸、富马酸和四氢酸酐等一系列用途广泛的精细化工产品，开发利用前景十分广阔。212产品国内外供需情况现状和主要消费去向2121产品国内外供需情况现状据美国SRI咨询公司统计，到2004年全世界顺酐的总生产能力已经达到约1760万吨/年，主要生产国家和地区是美国、亚洲、西欧、等地区。近年来世界主要顺酐生产地区的生产能力（WT/年）地区年份北美中南美欧洲亚洲199426530290324199631039241393199828839409500200026839568200329041476710200428938494864从上表来看，亚洲是世界上顺酐生产能力发展最快的地区，也是目前世界上顺酐生产能力最大的地区，现已占世界生产能力的50。2002年我国共有30家顺酐生产厂，总生产能力达到288万吨/年，其中万吨级以上生产企业有13家，合计生产能力为227万吨/年，占总生产能力的79；万吨级以下生产企业有17家，合计生产能力为61万吨/年，占总生产能力的21。我国主要顺酐生产厂家见下表。生产能力万吨/年序号厂家苯法正丁烷法产量万吨/年1天津中和45362太原侨友28233山西太明27174吐哈石油25常州曙光151786胜利石化15流化床7上海华亭13108淄博齐峰12089苏州合成1211810开封油脂1211辽宁盘锦105112江西前卫080713浙江富阳050514郑州实验04502515抚顺化塑04015近几年我国顺酐的产量年份产量万吨产能出口消费增长20009966911120011427981484327200217405717922200320824819562004240114200527840264200636863589200752865902122产品的主要消费去向及构成近年来，世界对顺酐的需求量稳步增长，19982001年需求量的年均增长率约为3。2001年全世界对顺酐的需求量约为1089万吨，2002年需求量约为1170万吨，消费主要集中在美国、西欧和日本等工业发达国家和地区，其中西欧的消费量约占世界总消费量的339，美国约占203，日本约占85，其他国家和地区约占373。消费结构为不饱和聚酯树脂UPR对顺酐的需求量约占总需求量的41，1，4丁二醇约占14，润滑油添加剂约占5，富马酸约占6，共聚物约占8，醇酸树脂约占2，烯基琥珀酸酐约占3，四氢呋喃约占7，苹果酸约占2，农用化学品约占1，其他方面约占11。近年来，由于1，4丁二醇和四氢呋喃生产对顺酐需求量的不断增长，世界对顺酐的需求量将稳步增长，预计今后几年世界对顺酐的需求量将以年均约6070的速度增加，到2006年对顺酐的总需求量将达到约1500万吨。近年各国顺酐的消费现状及预测美国西欧日本中国国家消费名称20022006200220062002200620022005消耗总量万吨2372652397452969217926不饱和树酯占58660223353212422609615558苹果酸占333091513富马酸占191897651411630农用化学品占1110203021112烯基琥珀酸占1052823润滑油添加剂占10190525231115共聚物占82803四氢呋喃占139162醇酸树脂占3533食品添加剂占8187塑料改性占8187表面活性剂占30435酰亚胺占50652纸张上浆剂占303261,4丁二醇占214221112211酒石酸占4535涂料占7858其它占636159695252260910188顺酐需求预测表序号消费构成2005万吨2010万吨增长率1不饱和树酯117189100621,4丁二醇366010753涂料0710744润滑油添加剂030458445农用化学品020254566其它121772合计177283984213顺酐国内外市场分析及预测2131国内市场近年，我国顺酐消费保持了快速增长，从年的万增长到年的万，年均消费增长率高达，远远高于同期的年均增长率（见表）我国10年来顺酐消费统计年份消费量/万吨GDP增长率消费增长率199228139199334131214199440128176199550892501996609820019976588831998817924619991067030920001118047200114773329200218380242我国顺酐消费始终以不饱和聚酯树脂为主，如近年不饱和聚酯消耗顺酐均在以上（见表）。近年我国不饱和聚酯树脂产量年份产量消费顺酐量占总消费量比例/19972040621998224454199932646020003570632001521047020025811663我国不饱和聚酯树脂的加工形式主要以手工涂层为主，约占不饱和聚酯树脂总量的，缠绕约占，、用树脂约占，挤拉树脂约占。近年来，国内不饱和聚酯树脂市场呈逐年递增趋势。我国不饱和聚酯树脂玻璃钢增强制品主要应用领域冷却塔、玻璃钢门窗、活动房屋、卫生洁具、贮水箱、波形瓦、塑料门窗、下水系统用品、化工防腐及管道设备、车辆部件、船艇、风力发电、娱乐设备及运动器材等。我国不饱和聚酯树脂在非增强制品领域应用发展十分迅速，特别是在华南与东南沿海地区。在非增强用树脂的五大板块中产量涨幅依次为工艺品、人造石、纽扣、涂料、原子灰。近几年人造石用树脂增长显著，主要由于我国建筑行业的快速发展；此外原子灰的市场前景十分看好，主要原因是国内汽车行业的高速发展。我国汽车工业和房地产住宅行业的飞快发展，大大刺激了其相关材料的发展，不饱和聚酯树脂就是其中之一。此外国内不饱和聚酯树脂的加工工艺也相应改善，手糊法正逐步被较为先进的加工工艺所代替，人造大理石加工也由过去胶衣饰面、平面浇铸发展到直接用间苯或乙烯基树脂与填料混合制块切片抛光所代替。因此，近期我国不饱和聚酯仍将是顺酐消费增长的主要驱动因素。2132国外市场近年来，世界对顺酐的需求量稳步增长，19982001年需求量的年均增长率约为3。2001年全世界对顺酐的需求量约为1089万吨，2002年需求量约为1170万吨，消费主要集中在美国、西欧和日本等工业发达国家和地区，其中西欧的消费量约占世界总消费量的339，美国约占203，日本约占85，其他国家和地区约占373。据咨询公司预测，未来世界顺酐需求将以年速度增长。该公司分析认为，美国和欧洲顺酐行业毛利仍将继续保持在较合理水平，供需平衡相对稳定，未来几年新增产能较少。亚洲由于产能过剩致使价格下挫，毛利大幅缩水。美国顺酐价格相对稳定，开工率维持在左右。据了解，世界范围近期将不会有大量新增生产装置投产，唯一新增产能为年将投产的沙特阿拉伯海湾化学工业集团的朱拜勒万吨年装置。巴斯夫在美国的新建装置计划时间尚未确定。此外，巴斯夫计划于年把位于比利时的万吨年顺酐装置扩能至万吨年。综上所述,顺酐市场目前仍前景看好,还有开发潜力,是一个有发展前途的产品。22产品价格分析顺丁烯酸近年的市场价格在950013000元/吨左右波动。根据市场可行性研究采用的顺酐销售价为12000元/吨。纯苯近期内价格为7600元/吨。第三章产品方案及生产规模31产品方案拟建装置用于生产顺丁烯二酸酐，该装置以苯为原料，以VMOP碳化硅为催化剂，在固定床反应器中与空气接触进行氧化反应后生成顺酐气体，再经水吸收，恒沸脱水，减压蒸馏得产品顺丁烯二酸酐。32生产规模根据国内顺酐市场现有情况并结合企业现有资金实力、原材料供应情况等因素，新建顺丁烯二酸酐生产规模确定为40000吨/年，装置年运行7200小时。顺酐产品质量达到国标GB367692合格品标准。顺酐质量标准指标名称优等品一级合格品含量以顺酐计995990985熔融色度，号，2550100凝固点，524520515灰份，PPM，5050铁含量（以FE计），PPM，5第四章工艺技术方案选择41工艺技术方案选择411原料路线的选择工业上生产顺酐主要有苯氧化法、正丁烷氧化法。国内顺酐生产装置主要采用苯氧化法，该法技术成熟可靠。正丁烷法生产技术在国内尚不成熟，该法原料质量要求高而且难以获得，国内采用此法的两套装置因上述原因至今不能正常生产。因此本工程采用苯氧化法工艺生产顺酐。苯氧化法的主要原料苯来源充足，除石油炼制工业提供的石油苯外，还有大量的焦油苯。412国内外技术现状目前，工业上顺酐的生产工艺路线按原料可分为苯氧化法、正丁烷法氧化法、C4烯烃法和苯酐副产法4种，其中苯氧化法应用最为广泛，但由于苯资源有限，C4烯烃和正丁烷为原料生产顺酐的技术应运而生，尤其是富产天然气和油田伴生气的国家，拥有大量的正丁烷资源，因此近年来正丁烷氧化法生产顺酐的技术发展迅速，已经在顺酐生产中占主导地位，其生产能力约占世界顺酐总生产能力的80。413技术方案比较1苯氧化法苯蒸气和空气或氧气在以V2O5MNO3等为活性组分，AL2O3为载体的催化剂上发生气相氧化反应生成顺酐。苯氧化法是生产顺酐的传统生产方法，工艺技术成熟可靠，主要技术有美国SD法、ALUSUISLEUCB法和日本触媒化学法等，其中以SD法应用最为普及，ALUSUISLEUCB法原料苯的消耗量最低，是较为先进的生产方法。2烯烃法该法是以混合C4馏分中的有效成分正丁烯、丁二烯等为原料，和空气或氧气，在V2O5P2O5系催化剂作用下经气相氧化反应生成顺酐，其中正丁烯在反应过程中先脱氢生成丁二烯，再氧化生成顺酐。在反应过程中，除生成主产物外，还副产生成一氧化碳、二氧化碳和水以及少量的乙醛、乙酸、丙烯醛和呋喃等。德国BASF公司和拜尔公司开发了以混合C4馏分为原料的固定床氧化工艺。日本三菱化成公司开发了以含丁二烯的C4馏分为原料的流化床氧化制顺酐工艺。由于脱氢属于吸热反应，而且副产物较多，因此，混合C4烯烃氧化制顺酐发展前途不太乐观。3苯酐副产法在由邻二甲苯生产苯酐时，可以副产得到一定数量的顺酐产品，其产量约为苯酐产量的5。在苯酐生产中，反应尾气经洗涤塔除去有机物后排放到大气中，洗涤液为顺酐和少量的苯甲酸、苯二甲酸等杂质，经浓缩精制和加热脱水后得到顺酐产品。4正丁烷氧化法正丁烷氧化工艺是以正丁烷为原料，在V2O5P2O5系催化剂作用下发生气相氧化反应生成顺酐。该工艺自1974年由美国孟山都等公司实现工业化以来，由于原料价廉、对环境污染小以及欧美等国家正丁烷资源丰富等原因而得到迅速的发展，代表了顺酐生产工艺的发展趋势。目前国外以正丁烷为原料生产顺酐的比较典型和先进的工艺技术路线有美国LUMMUS公司和意大利ALUSUISLE公司联合开发的正丁烷流化床溶剂吸收工艺，即ALMA工艺；英国BP公司开发的正丁烷流化床水吸收工艺，即BP工艺；美国SD公司开发的正丁烷固定床水吸收工艺，即SD工艺；意大利SISAS化学公司采用的正丁烷固定床溶剂吸收工艺，即CONSERPAN吨OCHIM工艺。在固定床工艺中，由于正丁烷氧化选择性和反应速率均比苯法低，正丁烷空气混合物中正丁烷浓度可高达1618摩尔分数，顺酐收率按正丁烷计约为50，故对于同样规模的生产装置需求较大的反应器和压缩机；采用流化床反应器可使正丁烷在空气中的浓度提高到34摩尔分数。流化床反应器传热效果好，且投资较少，但流化床用的催化剂磨损较多，对大型顺酐生产装置20K吨年以上，如能获得价廉且供应有保障的正丁烷原料，宜选用流化床反应器。与传统苯法相比，正丁烷氧化法具有原料价廉、污染小等优点。正丁烷法每吨顺酐产品消耗1L12吨正丁烷，而苯法每吨顺酐产品消耗1113吨苯。而且正丁烷法生产顺酐理论产量为1169，苯法为11256，因此正丁烷的顺酐理论产量比苯法高许多。随着技术的不断发展，正丁烷作原料其单耗将比苯法低得多，正丁烷不仅消耗少，而且与苯法相比，其毒性也小，同时正丁烷法生产顺酐对环境污染小，随着全球环保压力越来越大，正丁烷法在满足环保要求以及发展前景方面比苯法更具有生命力。正因为如此，目前全球顺酐生产能力约80采用正丁烷路线，而且还有不断增加的趋势。414生产技术进展目前，国外顺酐生产技术由以苯法为主向正丁烷氧化法为主转变，没有其他新的生产路线出现，技术进展主要体现在现有装置的工艺改进和提高催化剂性能两个方面。顺酐产品成本50左右是原料费用，已工业化的顺酐生产技术都是以控制最大收率来确定工艺条件。目前，三菱化学英国BOC公司、SISASCONSER公司等分别开发了回收尾气中未反应的正丁烷，将其重新送回反应器中参与反应，以减少正丁烷消耗量的催化剂和生产工艺。日本三菱化学公司和英国BOC公司共同开发成功一种不含金属氧化物复合物的新型催化剂命名为ZM5。通过对氧和丁烷混合实行严格控制与这种催化剂结合，可以实现原料气的循环，提高顺酐的转化率和选择性，降低装置的能耗，提高最终产率，生产成本比传统制造方法降低约30，且燃烧的尾气减少了1530。该工艺既适用于流化床也适用于固定床。SISASCONSER公司开发出溶剂回收工艺和未反应丁烷循环技术。该工艺溶剂消耗低，溶剂回收率可以达到99，污染小，操作费用低，未反应正丁烷可以循环使用，每吨顺酐正丁烷的消耗量可以减少20，燃烧尾气量减少50，适合流化床生产工艺。目前该方法已经在比利时的生产装置上使用，结果良好。BP阿莫科公司开发的新型顺酐催化剂中不含卤素，不仅省略了脱污染工序，减少了烃类废物的产生，而且提高了转化率，催化剂使用寿命高达7年。英国利物浦大学和法国催化剂研究所合作开发出一种改性的磷酸钒催化剂，该催化剂用在正丁烷固定床反应器中，比表面积超过40M2G，可使顺酐的产量翻番，并且由于选择性高，使碳的氧化物含量降低15左右，因而极具发展潜力。415我国的顺酐合成技术发展现状我国在顺酐合成技术的研究开发方面也取得了很大的进展，特别是在大型苯法固定床列管式反应器的制造技术方面，长期影响固定床反应器性能的几个关键问题如反应器流道设计、固定床列管式反应器的制造性能均取得实质性突破。目前我国已经能够设计制造万吨级苯法固定床列管式反应器，且使用性能良好，这就为更大规模和更高要求顺酐反应器的国产化提供了极好的条件。我国对苯法制顺酐的催化剂研制方面也取得了很大进展。北京化工研究院开发的BC11B高效环状催化剂具有运行负荷高、导热性能好、床层阻力低、热点温度低、热点分布均衡、可在高负荷下使用等特点，有效克服了床层阻力大、操作热点温度较高等缺点，明显提高了顺酐装置的生产能力和经济效益。天津天环精细化工研究所开发的TIZ2催化剂性能已经达到国外同类产品先进水平，在床高29M左右，空速20002500H1、盐温345375、苯浓度不大于55GM3条件下，苯转化率在985以上，顺酐收率在95以上，选择性在80左右，而价格不及进口催化剂的一半。该研究所在2001年还研制成功吨H3B苯氧化制顺酐新型催化剂，该催化剂在合理的钒钼比例基础上，添加了两种以上的助催化剂，载体仍使用环状绿碳化硅，以保持其阻力及导热性好的特点。在盐温340352、热点温度420445、苯浓度4553GM3、空速16002200H1的工业实验条件下，苯转化率为985995，顺酐产品收率达到9093。目前该催化剂已经成功地运用于天津中和化工厂、石家庄化工二厂等多套工业生产装置上。在正丁烷氧化法固定床生产顺酐催化剂的研制方面，北京化工研究院和天津大学也开展了一些工作，并取得了一定的进展。416生产工艺的确定1由于本公司主产苯酐，可以副产顺酐约为苯酐产量的5。2考虑到苯氢法在我国发展比较成熟，国内各生产厂家大都采用此法，有相关的成功经验可以借鉴，所以我公司拟建项目采用苯氧化法，以苯为原料与空气混合，在催化剂作用下，在反应器中进行氧化反应，一部分冷凝回收粗顺酐，另一部分由水洗成酸水，经二甲苯恒沸脱水，精制成精顺酐。（1）氧化床型国外苯催化氧化制顺酐所用的反应器都是固定床。苯固定床工艺路线已有六十余年的生产历史，其中具有代表性的是HALCONSD公司开发的苯固定法（SD法），利用该法建立的生产装置约占顺酐生产能力的30。苯固定床技术成熟可靠，工业上顺酐收率高达90以上。目前国内苯氧化生产顺酐大都采用固定床工艺，故本项目采用固定床氧化床型。（2）催化剂的选择苯法工艺是国内目前最为普遍的顺酐生产方法，目前该工艺主要致力于催化剂的改进，如优良载体和活性组分负载方法的改进。国内开发的苯固定催化剂接近先进水平，主要指标与国外的差距不大，而价格则比国外低得多，来源方便。北京化工研究院开发的催化剂运行负荷高而且使用性能部分已达到国外催化剂水平，因此本项目推荐使用北京化工研究院生产的催化剂。（3）顺酐回收顺酐回收主要有四种方法I）水吸收法将反应生成的顺酐用水吸收成顺酐水，顺酐水溶液经恒沸脱水得粗酐。II）部分冷凝法反应生成的顺酐在其凝固点和露点以上的适当温度下，通过冷凝分离装置，将5060的顺酐捕集出来，余者以水吸收成顺酐，再经恒沸脱水得精酐。该法美国SD公司开发，是目前各国最广泛采用的方法。III）冷凝热熔法将反应生成气降至30，使80的顺酐在冷凝器中呈固态析出，然后加热至6080，使其熔化后回收。余下的20用水吸收成顺酸，经恒沸脱水或异构化制成顺酐或反酸。这是西德鲁尔化学公司发展的方法。由于该法只能回收80，而且空气需预先干燥，在经济上不优越，故此法很少采用。IV）溶剂吸收法反应器中的顺酐，用沸点高、粘度低、化学稳定性好，同水亲和力弱的有机溶剂（例如环烷酸酯）全部吸收，然后通过气提精馏得精酐。该法最近由意大利FATALITAL公司开发。这种非水回收工艺，节省了蒸发脱水的大量消耗，避免生成顺酸和异构化反应，提高了顺酐的回收率并降低设备投资。比吸收法工艺的生产费用低17，是目前国外推崇的发展方法，但至今国内尚无该项目技术。各种方法对比见下表顺酐回收方法比较回收率工艺方法国外国内能耗（千卡/公斤酐）副产物优缺点水吸收恒沸脱水95969214001600无能耗大部分冷凝恒沸脱水969795968001000无能耗低冷凝热熔809012001400反酸流程长，能耗大有机溶剂吸收无流程短、能耗低、收率高冷风冷凝708010001200反酸收率低各种方法进行综合对比可以看出，部分冷凝法较好，能耗低。因此，我们认为以苯为原料生产顺酐，采用部分冷凝恒沸脱水回收工艺为宜。粗酐精制采用间歇法。将脱水精制集于一体，由一台设备完成。我国精馏收率与国外差距不大，最多低23，只是产品指标的热稳定性相差较大，尚需考虑提高精馏塔板数或在精馏前后对物料或成品进行物理化学处理，固定杂质，防止进一步分解。综上所述，从各方面的分析来看，确定拟建项目采用以苯为原料，固定床部分冷凝沸脱水精制一体的生产工艺，建立规模为吨/年的顺酐生产装置。42工艺流程和消耗定额421工艺流程拟建装置拟采用苯固定床催化氧化、部分冷凝回收液体顺酐、二甲苯恒沸脱水、减压精馏一体的流程。实践证明，该流程工艺先进合理，自动化程度高，安全可靠，产品的单耗和能耗低，质量达优级品。下面将分步对流程进行描述。氧化部分主要包括固定床反应器，部分冷凝回收液体顺酐和水吸收三部分组成，与主工艺相匹配的附属部分有原料供应系统、熔盐循环系统、蒸汽产生系统。具体过程叙述如下氧化所需的空气由离心式风机供给。原料苯来自厂区苯库，通过屏蔽泵打入苯汽化器，苯蒸汽通过计量，经调节计量并过热后与空气混合，进入氧化反应器。反应器为列管式，内装催化剂。反应放出热量靠轴流泵将热载体熔盐循环带出，无离子水脱氧后，由多级泵将水通过前后冷却器预热后进入高汽包，高压汽包保持一定液位，与联通的熔盐换热器产生24MPA蒸汽，以保持反应温度恒定，蒸汽通过高压汽包进入中压汽包，供后工段使用。由前后冷却器出来的反应气进次冷器，次冷器由54以上的温水循环冷却，50以上的液体顺酐在分离器中回收粗顺酐槽，分离器出来的反应气进入吸收塔，上段为谈酸水吸收不循环回流，下段为浓酸水循环吸收，浓酸水入酸水槽供后工段作用，塔顶排出放空尾气高空排放。后处理部分后工段主要包括恒沸脱水，减压蒸馏和产品成型及相匹配的真空系统。二甲苯从中间槽通过泵打入恒沸精馏釜中，当釜温142以上，塔温100左右，浓酸水在塔中部（16块板）进入塔内，与由釜底上升的二甲苯蒸汽逆向接触，形成共沸物，共沸蒸汽经冷凝后在分层器分层，上层为二甲苯作塔全回流，下层水分离出来回谈酸水作吸收液，顺酐流入恒沸精馏釜中。恒沸过程终止后，真空抽入部分冷回收的粗顺酐至恒沸釜中，经减压蒸馏，先蒸出二甲苯入二甲苯中间槽，然后除去低沸点杂质，割头料进入粗酐槽，蒸出的成品顺酐进入顺酐成品率槽。成品顺酐通过滚筒刮片成型机，形成片状顺酐，用塑料编造袋包装。真空系统用蒸汽喷射泵，蒸汽冷凝，减少污染，使二甲苯和顺酐都能得到回收。422消耗定额1消耗定额工艺消耗定额见下表序号名称规格单位数量备注一原材料1苯YB28975T/T122二甲苯T/T0013催化剂KG/T04二公用工程1软化水T/T0012循环水T/T1683蒸汽T/T146副产蒸汽4电KWH/T8005熔盐KG/T0843自动控制和分析化验431自动控制本生产装置自动控制系统，本着先进、可靠、实用、维护简单、安全的原则。压力、流量、液位等现场一次仪表，选用引进的或合资的仪表，中央控制室选用计算机控制系统，具有对现场工艺过程进行实时监控、调节、记录、显示、报警和打印报表、显示历史曲线的功能。432分析实验4321原料和副产物分析方法（1）色谱法原料气的分析在于测定苯浓度，从而计算出苯的转化率和顺酐收率。甲基硅酮柱可满足上述要求。反应生成气中，除了未反应的原料气和产品顺酐外，还有微量的醛类、酮类等氧化物，利用新戊四腈性能，比较好地将上述化合物分离。产品顺酐及其它低分子脂肪酸的分析，是通过分析吸收酸水得到的。以涂渍磷酸的有机担体固定相，利用色谱法可以满意的得到乙酸、丙酸和顺酸的色谱图原料气、反应生成气和酸水利用色谱法分析的操作条件。列表如下原料气、反应生成气和酸水分析操作条件色谱法分析项目固定液单体柱温（）柱长（M）内径（MM）载气监定器汽化器甲基硅苯原料酮6201100053不锈钢N2氢火焰离子化150反应生成气（分析醛酮）新戊四腈6034不锈钢N2氢火焰离子化100酸水磷酸GDX10316034不锈钢N2氢火焰离子化100（2）奥氏法反应生成气中的CO、CO2和O2含量通过奥氏法进行定量分析。（3）化学法为了计算顺酐收率，进而考察生产消耗定额，所以，在生产中，必须定时测定酸水浓度，通常采用比重法测定。通过比重比浓度的关系，可以粗略的得出酸水中的顺酸量。但要准确的计算水中的顺酸量，需采用酸碱滴定的化学方法测定。对同样酸水，分别用色谱法和化学法测定顺酸，其结果列于下表。色谱法和化学法酸水测定结果色谱法（顺酸克分子/升）化学法（顺酸克分子/升）002880031100308003160031900326002870028900287002800034700340002160020500182001814322产品顺酐各项指标测定方法产品顺酐各项指标测定方法，按国家标准GB367692所颁布的方法检验。44工艺设备选择441主要设备选型本工程装置设备设计在满足工艺要求的前提下，选用高效、节能、运转可靠的设备。氧化反应器是合成反应的关键设备，固定床反应器内有许多根列管，温度最高达400，熔盐浸透性很强，因此反应器的焊接要求较高，在设计和制作过程中应特别注意。442主要工艺设备本装置主要工艺设备见表。序号设备名称及规格一定型设备名称型号及规格材质数量1离心风机组合件12蒸汽泵组合件13多级泵组合件24屏蔽泵组合件25液下泵组合件16轴流泵组合件17成型泵组合件28离心水泵组合件29不锈钢泵组合件210耐腐蚀泵组合件811色谱仪112脱氧器1二非定型设备1苯槽12开工炉13氧化器14熔盐中间槽15熔盐箱16前冷器17苯汽化器18吸收塔316L19温水冷却器110部冷器111熔盐换热器112蒸汽包113粗酐槽114顺酐分离器115总酸槽316L116脱水精制槽316L117脱水精制塔316118精酐槽119冷凝器120二甲苯槽121再沸器316122缓冲槽1第五章原、辅材料及动力供应51原料供应511主要原料的品种、规格、年需用量及运输条件本装置的主要原料为纯苯，苯规格如下苯质量符合YB28975标准比重0876088沸程796805噻吩含量100PPM苯的年需用量、来源及运输条件见表苯的年需用量、来源及运输条件表序号名称年需要量来源运输条件1苯48000吨外购公路船运512原料资源的来源、生产规模等情况从国内资源情况分析，我国苯年产量在200万吨以上，根据有关部门预测，我国苯年增长率4，本项目拟采用省内的马钢公司苯为原料，价格及运输成本较低。513原料来源的可靠性根据国内纯苯生产情况，公司已经与马钢焦化等签有供货意向书，本工程所需苯原料的供应是可靠的。52辅助材料及公用工程供应本装置所需辅助材料主要是催化剂第一次开车的12吨（周期三年），催化剂外购，通过火或汽车运输到厂。521主要辅助材料的品种、规格、年需用量及来源（1）催化剂催化剂型号SC56BL/B催化剂形状规则中空圆柱环每管催化剂装填高度33米每管催化剂空气负荷210G/HR每管催化剂原料负荷3800G/HR进口压力06BAR最低压力03BAR活性温度350360使用寿命三年（2）熔盐（KNO355，NANO245）比重360182KG/I熔点142146主要辅助材料需用量及来源序号名称需要量来源备注1催化剂40T/A外购三年需求量12T2熔盐80T/A外购开车一次性101T3编织袋40万个/年外购522公用工程及动力供应（1）电10KV50HZ3相4线380KV50HZ3相4线电压波动范围5频率波动范围2供电负荷级别二级（2）冷却水供水压力04兆帕（G）回水温度40供水压力02兆帕（G）供水温度30污垢系数00006M2HKWH/KCAL浓缩倍数K25（3）脱盐水电导率（25）02US/CM氧含量002毫克/升总铁002毫克/升SIO2002毫克/升KMNO43毫克/升油001毫克/升CAMG0005毫克/升总铜0003毫克/升压力04兆帕（G）温度2030注脱盐水用于废热锅炉（4）仪表空气压力07兆帕（G）温度常温露点40油尘无第六章建厂条件及厂址方案61建厂条件611工厂概况有机公司位于铜陵市西南面，东距市中心约3公里，西临长江，与其相邻的有铜陵市焦化厂、铜化集团铜管山化工公司、安纳达钛白粉有限公司等单位。全厂占地面积191亩，其中生产地169亩，生活区占地22亩。厂区地面积标高23441米。厂区离余家村火车站约2公里，铁路专用线由焦化厂延伸入厂，公路通往市区各干道，交通十分便利。全厂现有职工人，其中在岗人，现有五个生产车间和两个辅助车间。动力车间负责全厂水、电、汽、冷冻及空压的供应，机修车间负责全厂各生产车间大、中修和备品备件制作。612公用工程概况（1）给排水供水系统现有250供水管，供水能力为250M3/H,另有600吨贮水池。目前最高峰用水量180M3/H,本项目用水量为50M3/H。供水可保证。排水系统并入总排水系统。（2）供电现有2000KVA变压器二台，目前只用到一半。本项目新增装机容量1318KWA，不需要增容。（3）供汽由本公司生产苯酐副产的蒸汽提供。（4）交通厂区现有专用铁路线60米，集团公司有专用码头，大宗运输可通过铁路运输和水运。公路运输承担零星任务。613气象及水文地质条件（1）极端最高温度402（2）极端最低温度119（3）夏季最热月平均气温355（4）冬季最冷月平均气温9（5）夏季主导风向西南（6）冬季主导风向东北（7）最大风速224M/S（8）最大积雪厚度314MM（9）年平均降水量14045MM（10）基本地震裂度VI度62厂址方案方案一顺酐装置拟建于公司机修车间与现30000吨/年苯酐生产装置的刮片房之间的空地上。方案二拟建在公司原10000吨/年苯酐生产装置的操作室与原泵房间的空地上，与10000吨/年苯酐生产装置平行。此方案可能需将10000吨/年苯酐生产装置的操作室移动一下。方案三拟建在公司正在扩建的5万吨/年苯酐生产装置的刮片房旁边的空地上。第七章公用工程和辅助设施方案71总图运输711总平面布置原则合理利用现有场地，在满足现行规范和生产工艺前提下，充分利用现有生产设施和厂房。712平面布置本工程主要由苯储槽、顺酐装置、废渣槽、废酸泵和洗锅水槽组成。本工程占地M2平面布置详见总平面布置图713工厂运输顺酐生产装置建成后，新增运输量有运入苯二甲苯催化剂熔盐运出顺酐其它714绿化本工程实施期间由于工程建设的需要，对原有绿化可能有所破坏，工程实施完毕后应恢复原有绿化。72给排水721给水生产水包括工艺用水，循环补充水及生活用水，总计，其中生产用水为，循环补充水，生活用水。722排水工程排水系统实行“清、浊”分流，即各生产工段、各生活间的生活废水和雨水，由排水管汇集排入城市排水管网。工业用水实行闭路循环，不断更新，内部消耗，不予外排。采取一定措施后，本工艺无污水外排。考虑事故和不可预见因素，需要临时排水，故设一座缓冲水池，贮存污水定期处理。73供电及电讯公司现有2000KVA变压器二台，目前只用到一半。本项目新增装机容量1318KWA，因此公司目前的装机容量完全能满足本项目的用电要求74采暖通风在各生产车间、辅助车间厂房及泵房，在有有害气体或粉尘散发的岗位区域，设轴流通风机强制通风。根据当地气象条件，分析室和仪表控制室及配电室也考虑设置通风设施。75维修751机修机修的任务是负责全厂机械设备及管道的小修和日产维护，并承担部分机械备料，生产消耗监护任务。本项目一般机械任务依托公司机修车间。对于设备的大中修、大型复杂加工铸件、较大的锻件、铆焊件等较大型机修任务，则由外部协作解决。752电修及仪表修理电修任务负责变压器的小修，380V以下电动机和低压电器设备的中小修。对变压器的大中修、低压电动机和电气设备的修理可以依托公司电修车间和委托厂外修理。76分析化验分析化验室负责进厂的原辅材料及出厂的质量分析、检验，并负责锅炉用水的水质分析、检验。本项目分析化验可依托公司原化验室。77土建本工程场地设防震级为7级。故本工程的主要高大建筑物均采用钢筋结构。装置建、构筑物设计应严格遵照建筑设计放火规范和工业企业设计卫生标准等有关规范的要求，力求安全实用，美观大方，经济合理。装置的火灾危险性分类为装置区为甲类，主装置区内建筑物的耐火等级应为一级或二级。第八章节能81能耗指标及分析投入物的加工转化过程京即能量转化过程，除目的产物和副产物外，也伴有加工损失，能耗的动力为水、电、蒸汽等。单位产品综合能耗为吨标煤。82节能措施本项目采用苯氧化法生产顺酐，可以简化工艺流程，降低能耗；苯氧化反应热副产蒸汽供顺酐装置加热、精馏使用；本项目在选用电机方面选用节能型产品。具体措施如下（A）循环水泵房管道装设缓闭阀门，该阀门阻力小，可节省能量。（B）工艺设备及其它设备在选型上按节能与低噪音的原则选型。使用能量低的工艺设备，设计中精确计算，选型准确，且尽可能的设置节能设施。（C）各生产设备与物料有关的阀门，采用耐腐蚀高质量的阀门，工艺流程密闭化，以减少跑、冒、滴、漏。通过上述措施不但节约能量，减少加工损失，而且也改善了操作环境。第九章环境保护91本项目执行的环境质量标准及污染物排放标准911环境质量标准（1）地表执行地表水循环质量标准（GHZBL1999）III类标准；（2）空气执行环境空气质量标准（GB30951996）二级标准；（3）噪声执行城市区域环境噪声标准（GB30961993）III类标准；912污染物标准（1）污水综合排放试验标准（GB89781996）一级标准；（2）大气污染物综合排放标准（GB162971996）二级标准；（3）工业企业噪声控制设计规范（GBJ8785）；（4）工业企业厂界噪声标准（GB123481990）III类标准；92本项目执行的环境质量标准及污染物排放标准921废气顺酐车间有两部分废气需要排放。（1）吸收塔后的放空尾气尾气中主要含有N2、O2和450C饱和水蒸气、反应生成的少量CO2和微量的副产物CO以及未反应的苯。1万吨/年顺酐放空尾气中有害气体组成、排放量采用45米高的排气筒,高空达标排放。故拟建顺酐装置考虑采用加高排气筒以达到排放标准。（2）二甲苯无组织排放采用真空蒸汽泵，将二甲苯冷水中，分层回收二甲苯。分层器大气口、储槽的呼吸口用活性炭吸附，可使二甲苯无组织排放浓度12MG/M3，满足（GB162971996）二级标准。921废水废水主要来自精制终止时的洗锅水。洗锅水内主要含有反酸，其次是焦油态的高聚物，还有少量的顺酸。反酸同顺酸一样，是合成树酯等方面的基本有机化工原料。目前，国内大多数生产厂将洗锅水放入静止池中，待反酸沉淀后，予以回收，并做为产品出售。因为反酸在水中的溶解度很小，所以，反酸经回收，仅少量反酸在水中，采用蒸发回收稀酸水，将反酸以固体渣析出，废水工艺内部回用，不外排。923废渣废渣来自精制塔排放出的塔釜液。大约精馏二釜需排放一次塔釜液。塔釜液中主要含有焦油态的高聚物、反酸才焦质。高聚物的量随着氧化和精馏条件而变化。苯浓度高、反应温度低、接触时间短则高聚物的生成量大；精馏真空低、釜温高、精馏时间长则高聚物生成量也大。由精制塔放出残液，待固化后，全部送入锅炉房中与煤掺合焚烧。组成含量（G/M3）排放量（KG/HR）CO218442顺酐004161苯0092384924噪声本工程噪声主要来源为机泵等转动设备产生的噪音，拟采取的控制措施如下在工艺设计中