丙酮合成甲基异丁基酮(MIBK)生产装置可行性实施报告

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学习参考.目录 .2 .3 .5 11 12 131416学习参考.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

2、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学习参考.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水量万吨/年24015电万度/年27216汽（ 0.8MPa）万吨/

3、年5.2二、项目提出的背景和必要性2.1项目提出的背景学习参考.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；还有 17向国外出口。MI

4、BK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，仅和等地有少量产品出售，售价为每吨 1.1 1.2 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，但由于催化剂和一些工程问

5、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。但由于由学习参考.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 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

6、， 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

7、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学习参考.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 国外技术概况生产 MIBK 有多种方法，主要

8、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2CH 3COCH3CH3C(CH3)OHCH2COCH3催化脱水 CH3C(CH3)OHCH2COCH3CH3C(CH3)CHCOCH3+H2O学习参考.催化加氢 CH3C(CH3)CHCOCH3CH3CH(CH3)CH2COCH3由于

9、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

10、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)1.421.3031.351.35学习参考.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：根据目前国市场情况，确定本装置生产

11、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3装置年需求氢气1200000Nm学习参考.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114干点117馏出体积， %954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B6210.001336.7m3抚研院m/t烧碱42%0.002kg/t10000kg外购水60t/t3000 万吨本厂电220/380v680

12、Kwh/t340 万度本厂汽0.8MPa13t/t65 万吨本厂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有经验的专业厂家制作，从工业装置的使用情况看出其性能良好。学习参考. .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1R101反应器11Cr18N6.0Mpi9Tia2C101氢压机328.0MpQ=6.0m/mi

13、na3C102循环氢压326.0MpQ=0.8m/m机ina4C201轻组份塔理论板数1Q235常压425C202丙酮塔理论板数1Q235常压506C203干燥塔理论板数1Q235常压287C204产品塔理论板数1Q235常压508C205废水塔理论板数1Q235常压28学习参考.表 6换热器类序号设备编号名称规格及型号台数材质1E101反应物冷却21Q235F=24m器2E102轻组分塔再21Q235F=48m沸器3E103轻组分塔顶21Q235F=60m冷凝器4E104丙酮塔再沸21Q235F=48m器5E105丙酮塔顶冷21Q235F=60m凝器6E106干燥塔再沸21Q235F=48m

14、器7E107干燥塔顶冷F=48m21Q235凝器8E108产品塔顶冷21Q235F=16m凝器学习参考.9E109废水塔再沸21Q235F=48m器10E110废水塔顶冷21Q235F=16m凝器11E111凉水塔1玻璃钢12E112热水冷却器21Q235F=12m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1V102 氢气柜31Q235V=250m2V105 氢气缓冲罐31Q235V=8m3V106 新丙酮储罐31Q235V=100m4V107 丙酮计量罐31Q235V=8m5V108 回收丙酮储31Q235V=100m罐6V109 回收丙酮计31Q235V=8m学习参考.量罐7V

15、110热水箱31Q235V=8m8V111反应液分离31不锈钢V=6m器9V113反应液储罐31Q235V=100m10V116轻组分包装31Q235V=8m罐11V122重组分罐31Q235V=8m12V125成品罐31Q235V=50m13V126次品罐31Q235V=50m14V130循环水箱31Q235V=12m15P101丙酮计量泵ZJ-3200/1020-II16P102热水循环泵217P103反应液泵218P104丙酮塔进料2泵学习参考. .19P105轻组分塔回2流泵20P106干燥塔进料2泵21P107丙酮塔回流2泵22P108废水塔进料2泵23P109产品塔进料2泵24P1

16、10产品塔回流2泵25P111抽真空水泵226P114循环水泵227P115回收液输送2泵28P116废水输送泵2学习参考.四、 环境保护1 主要污染源及污染物本装置的废液来源是反应生成的副产物及反应生成的水。 反应经分离分别产生四股废液：（ 1）少量轻组分（ 2）少量重组分（ 3）废水（ 4）废催化剂。2 资源的综合利用和三废治理方案根据国家有关政策，应尽量考虑到资源的综合利用。轻组份主要是 2- 甲基戊烷和丙酮，是一种良好的溶剂，也是一种很好的燃料，可焚烧处理， 也可外售。 重组分主要是二异丁基酮和均三甲苯的混合物， 是一种较好的油墨溶剂， 可直接作为商品出售。 也可掺入重油燃烧作燃料用。

17、 废水是由合成反应本身产生的。 脱水塔产生的废水含有大量的有机物， 因此为保证环保的要求， 在工艺上专门增设一废水塔进行处理。 该废水经共沸蒸馏后， 可使塔釜废水中的有 机 物 含 量 小 于 0.1% ， COD100ppm， 达 到 国 家 排 放 标 准（ GB8978-88）的要求。废催化剂中含有贵金属可外售给冶炼厂回收。设计中对装置排水采用清污分流的原则， 以减少工业污水的排放量。在工艺设计中考虑在易挥发液体如丙酮和 MIBK等贮罐上加喷淋降温设施，以减少挥发损失，尽可能地降低因物料挥发对学习参考.环境造成的污染，这也有利于工业卫生本着节约能源和资源综合利用这个指导思想， 装置中设有

18、水的循环系统， 从而大大降低了水的消耗； 同时蒸汽冷凝水部分做反应器冷却水的补充水， 也可作冬季车间采暖热源， 使冷凝水得到了利用。通过共沸蒸馏不仅使废水达到国家排放标准， 同时也回收其中的有机物减低了原材料的消耗。本项目是一个轻污染项目，三废治理措施是合理可行的，能达到国家有关标准对三废排放的要求。五、 劳动安全及工业卫生生产所使用的原料丙酮、氢气及产品甲基异丁基甲酮(MIBK)为低闪点易燃易爆液体或气体。 因此，在工艺方案及具体设计中将采取积极可行的措施， 以控制和消除生产中的职业危害， 保证广大职工在生产过程的安全和健康。1 可能产生职业危害的物料性质1.1 丙酮 无色、透明、易燃、易挥

19、发的液体，能与水、酒精、氯仿、油类及其它一些碳氢化合物互溶， 并能溶解油脂和橡胶。 卫生容许最高浓度为 0.4mg/l 。其蒸汽与空气混合能形成爆炸性混合物。明火及高热极易引起燃烧。学习参考24%（体0.1mg/m3。.1.2甲基异丁基酮 (MIBK)无色透明液体，微溶于水，溶于酒精、苯等有机溶剂，为一级易燃品，遇高温、明火、氧化剂有引起燃烧爆炸的危险。其蒸汽与空气混合能形成爆炸性混合物。空气中最高允许浓度为1.3氢气无色无味气体，易燃烧并发生爆鸣，最易引爆浓度为积）。2、 安全卫生措施根据有并规和标准，严格规定防火、防爆区域和等级，以及装置的工业卫生等级，并据此进行各专业的设计。所有压力容器

20、上都设有安全阀， 并在反应器上设置了压力和温度报警。 对主要的温度、 液位采用自动联锁控制。 在低沸点易挥发的液体储罐上设冷却水喷淋装置。厂房采用敞开式框架结构，主装置与辅助设施、主控室分开，以尽量减少可能发生危险时的危害面。设有为该项目服务的浴室，以便职工搞好个人卫生。界区设环形消防道和消防水网。通过采取一系列合理的安全卫生措施， 能有效地避免可能发生的火灾、爆炸等危险事故的发生， 达到对车间生产安全和卫生的要求。学习参考.六、 劳动定员该项目建成后以厂的形式组织生产经营活动。 据此进行劳动定员的编制。生产制度实行四班三运转。表 8劳动定员表序号工种定员班制备注1操作工204高中文化2分析工

21、94高中文化3包装工21初中文化4预备工21高中文化5维修工111高中文化6组长54高中文化7工艺工程师21大专以上文化8管理及其它161中专以上文化9合计67学习参考.七、总投资估算(1) 投资估算容5000 吨/ 年 MIBK生产装置的投资估算是以图1 所示的 MIBK简化工艺流程为基准，并参照国MIBK工业生产装置及有关资料进行的。投资估算主要包括如下容：5000 吨/ 年 MIBK 生产装置的建设费用；分析、办公、维修等辅助生产系统建设费用；水、电、外管、总图等公用工程建设费用； 技术使用费和设计费； 建设单位管理费；生产职工培训费； 电力增容费； 工程建设投资预备费以及建设期贷款利息

22、。（2） 投资估算编制方法及说明该项目有关估算依据化工部有关规定编制。 其中工艺设备费参考同类设备报价或订货价测算； 其它设备按同类型装置所占比例估算；安装费按同类型装置所占设备购置费的比例估算； 其它费用的计取，按化工部 工程建设其它费用取费标准 中有关规定并根据现有工业装置的实际情况作了适当调整。（ 3） 投资估算1 、建设投资估算：该项目建设投资估算值为2144 万元。其中70%的资金靠贷款解决，建设期贷款利息为122 万元，计划建设期学习参考.一年。2 、流动资金估算：流动资金按正常生产年份总成本的25%计算，估计值为536 万元。3 、项目总投资估算为2680 万元，其中建设投资额2

23、144 万元，流动资金 536 万元。投资估算情况详见表9表 9建设投资估算表（单位：万元）序号项目或费用名称设备安装建筑其它费合计费费费第一部分：工程9373552841576费用814276921182一主要生产装置小8142769211821计学习参考.二甲基异丁基酮装 52161191871置1611918752三辅助生产项目小637320771计1132621分析、维修25881682公用工程小计35151供排水45353供电总图外管第二部分：其它165165费用30301建设单位管理费20202生产职工培训费55553设计费60604电力增容费一、二部分合计937355284165

24、1741学习参考.第三部分：预备281281费1601601常规预备费1211212价差预备费建设期贷款利息122122总估算9373552845682144八、经济效益及投入产出预测1、生产成本估算生产成本估算是按中石化总公司(86) 规定中国石油化工工程学习参考.项目可行性编制暂行规定编制。(1) 固定资产成率按建设投资的96计取。(2) 固定资产折旧年限15年。(3) 固定资产净残值率5。(4) 大修基金提取率3。(5) 原料及主要材料价格：均按市场价格计算。(6) 水电汽等价格：场按市场价格计算。(7) 车间管理费按下式计算：（主要原材料费辅助材料费生产工人工资折旧大修基金） 2。(8

25、) 企业管理费计取方法：按制造成本的10计取。(9) 生产工人工资及附加费：生产工人工资及附加费生产定员。(10)销售管理费计取方法：按产品销售的1.285 计取。在生产成本估算中， 生产负荷以100为基准，其结果见表10、表 11。2、销售收入估算本项目的主要产品MIBK是重要的有机溶剂，预计本项目投产时，国 MIBK的价格可在1.1 1.2 万元 / 吨之间。计算时取11000学习参考.元/ 吨作为 MIBK的评估价。 根据上述产品价格， 计算的产品销售收入为： 4400 万元。扣除产品税及成本后所得利润为：详见表12。表 10生产成本估算价值单价：元项目或费用名 单价消耗定额单价70%负荷100% 负称荷丙酮45001.35吨6075.006075.00氢气200000.025吨504.