丙烯制丙烯酸项目的可行性报告材料

2013“三井化学杯”第七届大学生化工设计竞赛可行性报告实用标准文案创梦团队精彩文档实用标准文案“中国石化--三井化学杯”第七届大学生化工设计竞赛年产十一万吨丙烯酸项目项目可行性报告

参赛学校：北京石油化工学院参赛队伍：创梦团队队长：王文康队员：黄熠韦巍陈亚琦王肖彦指导老师：熊杰明杨索和2013年7月精彩文档目录TOC\o"1-4"\h\u7867第一章总论 5310751.1设计依据、原则及标准 510961.1.1设计依据 5134901.1.2设计原则 528371.1.3设计标准 5551.2项目概述 5272341.2.1建设意义 5306821.2.2项目名称 6126631.2.3项目性质 6196471.2.4项目简介 661391.2.5项目规模 7160581.3研究的范围和过程 7210111.3.1研究范围 7241841.3.2研究过程 836911.4项目背景 8178861.4.1丙烯酸综述 8137181.4.2丙烯酸行业产业链分析 88296上游原材料价格受聚丙烯影响 932110下游需求广泛，传统领域与新兴领域共同驱动未来 9275461.5丙烯酸工业生产概况 10144161.5.1国外工业生产概况 10224491.5.2国内工业生产现状 11182871.5.3丙烯酸生产工艺技术的发展前景 12131221.6存在的风险和建议 1242451.6.1存在的风险 12246781.6.2建议 1269181.7项目结论 132205第二章产品市场分析 14216032.1物质性质 14114212.1.1丙烯酸的概述 14178552.1.2丙烯酸的物理性质 14224242.1.3丙烯酸的化学性质及用途 145802.2产品市场分析 16147902.2.1丙烯酸发展历程 1692452.2.2中国丙烯酸行业市场现状分析及预测 1619512行业现状 1644702.2.3中国丙烯酸产品产量分析及预测 1728731丙烯酸产业总体产能规模 1721214丙烯酸生产区域分布2010年丙烯酸行业产量2010年丙烯酸行业消费情况 1984722.2.4中国丙烯酸市场需求分析及预测 201409中国丙烯酸需求特点 204222主要地域分布 20327142.2.5中国丙烯酸价格趋势分析 215708中国丙烯酸价格趋势情况 219734影响丙烯酸价格因素分析 21153052011-2016年中国丙烯酸价格走势预测 22121902.2.6国外市场的丙烯酸 2226864亚洲地区主要国家市场概况 238693第三章资源可靠性分析 2575943.1原料丙烯 25300013.1.1物理性质 2545683.2.2化学性质 2622093.2.3原料市场分析 26232243.3主要产品 27110233.3.1产品营销 2726728营销理念 2724238质量保证 271177品牌提升 2732146价格优势 27937多层次营销 2819153网上营销 289150售后服务 2976133.4燃料供应及供应设施情况 2912700第四章工业技术及工艺流程方案 30327274.1丙烯酸生产工艺技术 3023814.1.1氰乙醇法 3070164.1.2Reppe法 30309274.1.3烯酮法 3020254.1.4丙烯腈水解法 30320954.1.5丙烯氧化法 31109094.2丙烯酸生产原理 32225734.2.1催化剂 3321774丙烯氧化制丙烯醛催化剂 337532丙烯醛氧化制丙烯酸催化剂 33225954.2.3拟采用的生产工艺 3414618主要原料及其规格 3415089工艺流程图 3529177工艺流程简述 3518368工艺特点 3613797第五章厂址的选择 38273275.1厂址选择基本原则 3895415.2概况 3896355.3地理位置及厂区概况 4189985.4厂区政策支持 42172705.5原料及市场 4366385.6自然条件 43108765.7基础设施及投资环境 4420065第六章与企业的系统集成方案 46280836.1分厂与总厂的物料集成 4629826.2分厂与总厂的能量集成 46100526.3与企业的资源共享方案 46308396.3.1人力资源 47193036.3.2公用工程 479964第七章工厂组织和劳动定员 48244637.1工厂体制及组织机构 48152317.2生产班制和劳动定员估算 4881557.2.1生产班制 48115697.2.2劳动定员 48115477.3人员来源 50286827.4人员培训 5028649第八章公用工程和主要设施方案 5192748.1供电 514258.2供水及排水 51306348.2.1供水 51129088.2.2排水 5153178.3供热 51151158.4通信 5142778.4.1对外通讯 51258458.4.2厂区内部通讯 5272798.5安全设施 52321278.5.1通风设施 5259588.5.2防雷设施 52227208.5.3火灾报警系统 52222298.6环境绿化 5321078.7应急措施 53224058.7.1泄漏应急处理 53194308.7.2实验防护措施 53250828.7.3急救措施 5314409第九章投资估算和资金筹措 55218009.1生产先期投资 5589159.1.1参照标准及说明 554899.1.2主要设备及价格 55116699.1.3基础建设投资 58113229.1.4递延资产 59220119.1.5预备费用 59101399.1.6固定资产投资计算 59179899.2资金来源 60284439.3建设期总投资 60265699.4生产后期投资 61243469.4.1原料及公共消耗 6196739.4.2人力投资 61304249.4.3折旧及摊销费用 63268559.4.4维修费用 64125949.4.5银行利息 64210859.4.6总费用计算 64164869.5经济分析 656659.5.1产品成本估计 6578979.5.2税金估计 6599909.5.3损益表 6689049.5.4现金流量表 67201819.6不确定分析 6761769.6.1概述 6745009.6.2盈亏平衡分析 6811305第十章社会效益 692938410.1对社会经济的影响 69672610.2对节能的影响 691393410.3对环保的影响 692354610.4对远景发展的影响 70

第一章总论1.1设计依据、原则及标准1.1.1设计依据(1)第七届“中国石化-三井化学杯”大学生化工设计大赛邀请赛参赛指导书；(2)化工部关于经营化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定；(3)化工部关于经营化工建设项目初步设计说明书内容和深度的规定；(4)《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国劳动安全法》等相关规定。1.1.2设计原则(1)认真贯彻执行国家基本建设的各项方针，政策及有关规定，执行国家及各个部委颁发的现行标准和规范。(2)从化学工程的角度充分利用丙烯，生产具有较高的经济价值和符合发展观念的化工产品，降低减排的成本。(3)大力推广技术创新，采用新型工艺，解决以往的出现的问题。(4)设计中尽可能的努力节能降耗，提高水的利用率，节约成本。(5)设计中采用环保路线，减少三废排放，考虑环保的综合治理，并且做到同时设计，同时施工，同时投产。1.1.3设计标准本可行性分析报告按照化工部2005年修订版《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》及有关专业的国家标准和行业标准编制。1.2项目概述1.2.1建设意义丙烯酸是重要的有机化工原料，大部分用于生产丙烯酸酯(如丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯及辛酯等)，少量用于生产高吸水性树脂、助洗涤剂和水处理剂等。丙烯酸及其酯系列产品可广泛应用于涂料、化纤、纺织、皮革、塑料、粘和剂、石油开采等各个领域。随着经济的飞速发展，丙烯酸需求量逐年增长，我国丙烯酸行业面临良好的发展机遇与技术挑战。目前全球以丙烯氧化制丙烯酸为首要技术，几乎占据了所有的生产量，选择最优的氧化工艺技术，从而扩大生产能力、节省设备投资迫在眉睫。基于此，本项目采用丙烯气相两步氧化法制备丙烯酸的生产技术，借鉴国内外的先进经验，选择高效能催化剂，以此建一11万吨/年丙烯酸分厂，使生产产品的综合性能在原有基础上明显提高，生产效率进一步提升，工艺、控制更加优化，生产成本明显下降。1.2.2项目名称年生产11万吨丙烯酸项目。1.2.3项目性质本项目的目标是为某一烃化工企业设计一座以丙烯为原料生产丙烯酸的分厂。要求从化学工程的角度，使用最合适的合成丙烯酸工艺，提高产品的回收率，更好的综合利用丙烯原料，为总厂提供丰厚的利润收益，同时需要考虑尽可能减少对自然环境的污染以及对污染的治理措施。1.2.4项目简介在广东茂名石化工业园区内新建一年产11万吨丙烯酸的分厂，原料丙烯主要来自广东茂名石化工业园炼油厂的催化裂化装置和丙烷脱氢技术，经汽化器预热气化后的丙烯与经水蒸气增湿后的空气以一定配比混合后进入第一反应器，在催化剂作用下发生部分氧化反应生成丙烯醛。第一反应器生成的气体经过气体冷却器换热冷却后被送入第二反应器，在催化剂作用下，丙烯醛进一步氧化为丙烯酸，反应放出的热量采用熔盐在管间强制循环移出。第二反应器出口气体送入吸收塔，用水溶液吸收，吸收后尾气部分返回反应器进料系统循环使用，其余尾气送废气催化焚烧装置。吸收塔底部流出的丙烯酸水溶液送分离工段进行分离精制。催化剂催化剂丙烯空气精馏塔吸收塔第二氧化反应器冷却器第一氧化反应器预热器汽化器共沸塔图1-1工艺流程简图1.2.5项目规模综合考虑国家政策规定，总厂一期建设规模，对丙烯的合理利用，形成规模效益降低成本，由丙烯酸的市场需求、建设现状、发展趋势等确定本厂生产规模，选择年产11万吨丙烯酸作为本项目的生产规模，考虑分厂后期建设及发展规划和市场需求，调整丙烯酸总产量从而有较强的市场灵活性。1.3研究的范围和过程1.3.1研究范围2013年5月，北京石油化工学院“创梦”设计团队开始进行以广东茂名石化生产的丙烯为主要原料生产丙烯酸的工程设计。目前已进行了较为深入的可行性研究，研究工作范围包括：产品的市场需求、产品规模及方案、工艺路线及设备选择、自动化控制方案、原料辅助材料及动力供应、建厂条件、公用工程及辅助设施、节能减排措施、“三废”处理及环境保护措施、安全消防及劳动保护措施、企业组织及定员、项目实施规划、投资估算及资金来源、产品成本及经济效益等方面进行研究。在研究的基础上对项目的建设做出评价结论，为审批该项目提供决策依据。因此，选择生产丙烯酸既能产生高效益，也符合环保要求。建设丙烯酸分厂是可行的且必须的，其对我国各方面有着重要作用。1.3.2研究过程“创梦”团队通过全面搜集相关资料，在此基础上对拟建项目进行深入的分析研究，综合考虑国家技术规定、项目的市场需求、生产规模、工艺路线、设备设计选型、厂址选择、车间布置、财务评价和经济分析等内容，对设计项目的建设生产和经营进行设计规划和不确定性分析，发现问题，提出项目建设的建议，生成客观的研究报告。1.4项目背景近年来，丙烯酸的需求量逐年增大，预计2008年到2015年全球丙烯酸需求增长率将达到4%以上，亚洲(尤其是中国)将成为丙烯酸需求增长的主要地区，年均增长率将达8%～10%。我国丙烯酸行业面临着良好的发展机遇。因此加快丙烯酸的发展已成为我国烯烃化工可持续发展的一项重要课题。1.4.1丙烯酸综述丙烯酸(简称AA)是一类用途广泛的有机中间体，其不饱和双键易发生自聚、或与其他不饱和烃发生多聚形成具有多种功能的高分子材料。它们广泛应用于涂料、化纤、纺织、粘合剂、造纸、皮革等领域，还应用于石油开采、油品添加剂、塑料和橡胶的改性等方面。20世纪20年代末，化学家OttoRohm从2-氯乙醇制羟基丙腈转而生产丙烯酸，完成了对丙烯酸工业化生产工艺的研究。1939年，德国化学家Reppe发明了以乙炔、一氧化碳和水为原料，用羰基镍为催化剂合成出丙烯酸。1969年，美国联碳公司从英国BP公司引进丙烯直接氧化经丙烯醛生产丙烯酸技术，并建立工业化生产装置。经过多年不断改进，尤其是对丙烯氧化催化剂的改进，该法已成为制造丙烯酸的主导生产方法。1.4.2丙烯酸行业产业链分析丙烯酸是一种重要的基础有机原料，主要用于生产丙烯酸酯，以及高吸水性树脂（SAP）、特种丙烯酸酯、水处理剂、助洗剂等产品。丙烯酸是生产丙烯酸酯产品的主要原材料，丙烯酸酯企业通常会配套建设丙烯酸生产装置；而丙烯酸行业企业一般也会向下游丙烯酸酯产业进行拓展。因此，丙烯酸及酯产业通常实行一体化。图1-2丙烯酸产业链情况上游原材料价格受聚丙烯影响世界丙烯酸生产工艺主要为丙烯两步氧化法，主要原料为丙烯。而丙烯酸酯由丙烯酸与醇类化学品经酯化反应制备。国内丙烯酸酯的主要品种为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸甲酯，相应的醇类原材料为正丁醇、乙醇和甲醇。正丁醇的主要生产方法是丙烯羰基合成法，乙醇也可以由乙烯经水合法制得，而丙烯与乙烯均源自石化行业。因此，丙烯酸及酯生产成本受原油价格影响显著。丙烯主要用于生产聚丙烯，约占需求的60%左右，其他的应用领域主要有氧化乙醇（9%）、丙烯腈（9%）以及环氧丙烷（7%），而用于丙烯酸的丙烯所占比例约为4%。因此，丙烯酸行业对丙烯的价格影响较小，影响丙烯价格的主要因素来自聚丙烯。丙烯酸酯的主要品种丙烯酸丁酯的主要原材料之一正丁醇主要用于生产醋酸丁酯，因此，丙烯酸丁酯对正丁醇价格影响较小，影响正丁醇价格的主要因素是醋酸丁醇。下游需求广泛，传统领域与新兴领域共同驱动未来丙烯酸主要有两种产品开发途径应用于国民经济的各个领域：以丙烯酸为原料生产丙烯酸酯，经过聚合反应形成聚合物广泛应用于涂料、化纤、粘胶剂、纺织助剂等领域。以丙烯酸及酯的主要下游行业涂料和纺织用高分子乳液为例，2005年以来产量复合增长率分别达到27.57%和21.87%。由于聚丙烯酸及酯可以降解，属于政策鼓励的环保产品，与传统产品相比具有卫生、环保优势，预计未来需求还将持续增长。为了便于分析，我们将上述丙烯酸及酯产业链称为传统细分产业链。以丙烯酸为原料经提纯制取高纯丙烯酸，主要用于高吸水性树脂SAP的生产，而SAP又主要用于生产纸尿布和妇女卫生巾等卫生制品，占SAP需求量的90%以上。2005年以来，我国SAP的表观消费量年均复合增长率达到23.15%。除传统的卫生用品领域外，世界各国正在不断开发SAP的新品种、新功能，进一步拓展应用领域，主要有电缆包覆材料、食品包装材料、农林土壤保湿和废液固化处理等。下游领域的延伸将使SAP的消费量继续保持快速增长。为了便于分析，我们将上述丙烯酸、高纯丙烯酸及SAP产业链称为新兴细分产业链。综上分析，丙烯酸及酯产品成本受原油价格影响显著，但是下游需求应用领域分散，减少了受某一行业大幅萎缩导致需求大幅降低的风险。1.5丙烯酸工业生产概况20世纪90年代，丙烯酸系单体面临一个扩展的热潮，随着聚丙烯酸型超吸收剂和家用洗涤剂增量剂的开发和普及，在世界上形成了一个投资兴建丙烯酸及酯单体装置的热潮。由于其品种繁多、用途广泛、产品附加值高等优点，现在已形成了独立的丙烯酸化工体系。1.5.1国外工业生产概况目前，世界上的丙烯酸生产装置已有93%以上采用丙烯二步氧化法。在吸收、开发和推广丙烯气相氧化方面，日本是世界上做出最大贡献的国家，尤其是日本触媒化学公司和日本三菱化学公司，他们所采用的方法比较先进，更有竞争力，因此目前国外新建丙烯酸装置大多引进它们的技术，世界上大约80%的丙烯酸生产装置采用了日本的技术。沿用其它生产方法较为有名的公司，仅有BASF在德国的一套由一氧化碳乙炔路线的改良Reppe法装置。世界上丙烯酸的生产主要集中在美国、西欧和日本。就总的生产能力来讲，BASF、Rohm&Hass、Celanese和日本触媒化学公司四大生产商就占66%。BASF以丙烯酸的生产规模和产量位居世界丙烯酸工业首位，在欧洲丙烯酸生产能力达42万吨/年。在东南亚，BASF与马来西亚的Petronas合作建设的一套16万吨/年丙烯酸装置已于2000年投产。在欧洲，Rohm&Hass公司与德国StockhausenGmbH组成全球性的丙烯酸产品伙伴关系，2006年其丙烯酸的生产能力可达33万吨/年。Celanese是世界上第三大丙烯酸的生产者，在美国德克萨斯州的ClearLake有27.2万吨/年丙烯酸装置，并于2001年在此地增加丙烯酸能力8万吨/年。日本触媒化学公司的丙烯酸最大的装置是在日本姬路有22万吨/年丙烯酸。在印度尼西亚与Tripolyta合资建设的一套6万吨/年的丙烯酸装置已于1999年投产。在美国德克萨斯州的BayPort与法国ElfAtochem公司合资建设的一套12万吨/年丙烯酸装置在2001年投产，其丙烯酸及其酯的生产能力达到53.5万吨/年。1.5.2国内工业生产现状我国丙烯酸的工业化生产起步于20世纪50年代，上海珊瑚化工厂对氯乙醇和丙烯腈水解法生产丙烯酸工艺进行了研究。60年代初，丙烯腈水解法几乎成为国内唯一的生产方法，规模小、品种少，兰州化学公司建成第一套500吨/年丙烯氧化法的恒产丙烯酸的中试装置，当时全国产量最多的年份也仅为3500吨，品种仅限于丙烯酸和丙烯酸甲酯。我国大规模生产丙烯酸始于20世纪70年代末期，1978年，北京东方化工厂首次从日本触媒化学公司引进全套以丙烯二步氧化法工艺生产丙烯酸的装置，1984年建成投产丙烯酸2.05万吨/年。20世纪90年代初以来，国内丙烯酸供需缺口逐年增大，中国丙烯酸市场的巨大潜力和良好发展前景，提高了国内外投资者建设丙烯酸项目的积极性。1992年，吉林石化从日本三菱化学公司引进生产技术，建成投产设计能力2.72万吨/年；1994年，上海华谊丙烯酸有限公司亦从日本三菱化学公司引进全套装置，其设计能力为3万吨/年。随后，北京东方化工厂又扩大规模，陆续引进第二、三套丙烯酸及酯类装置，使我国的丙烯酸生产有了长足的发展。2000年以来，丙烯酸行业发展更加迅速。上海华谊丙烯酸厂在引进技术消化吸收的基础上，与自主开发丙烯选择氧化催化剂的兰州石化研究院合作，建成3万吨/年的丙烯酸项目。2004年，南京BASF-扬子石化合资丙烯酸项目投产，生产能力为16万吨/年。由日本三菱化学公司转让丙烯酸技术，为沈阳石蜡化工公司建设的8万吨/年丙烯酸装置，也于2006年底建成。浙江卫星企业集团的后期丙烯酸装置和兰州石化的8万吨/年丙烯酸装置也陆续投产。从长远看，中国将成为丙烯酸需求增长的主要地区，中国丙烯酸产品仍有较大发展空间。1.5.3丙烯酸生产工艺技术的发展前景目前，国内丙烯酸生产企业的工艺技术大多从日本引进，投资额较高。采用国内技术、设备和催化剂，将会大幅降低投资和生产成本，提高产品竞争力。在丙烯酸工艺技术的改进过程中，因为催化剂费用占了生产成本的相当比例，提高选择性和转化率，延长催化剂寿命成为研究的关键。当前形势下，我国丙烯酸行业应加快丙烯酸生产工艺及催化剂的国产化，形成自主知识产权，将有利于丙烯酸行业的健康发展。1.6存在的风险和建议1.6.1存在的风险(1)技术及工程风险：项目生产技术国外较为成熟，但国内还处于初级阶段项目技术风险较大。本工程由于厂址选择较好，因此工程风险较小。(2)涨价风险：建设过程中，国内基本处于发展时期，设备、材料的价格看涨趋势较大，涨价幅度在不同的阶段变化很大，企业应加快建设步伐。另外，原材料价格上涨的势头也较大，企业应不断地改进生产工艺，减少原材料消耗。(3)财务风险：从单因素敏感性分析结果看，本项目有一定的市场风险，主要体现在产品售价的可能下降和原材料的可能涨价上。但由于目前产品有价格上涨势头，本项目产品降价的可能性不大。而原材料上涨的可能性存在，因此改进生产工艺，降低生产成本是必需的。1.6.2建议根据上述风险分析，建议企业：(1)在建设过程中要尽量降低投资，缩短建设期，尽快建成投产，使产品早日大规模进入市场。(2)加大国内外市场开发力度，增加产品销售量，提高装置生产负荷，降低固定成本。(3)企业应积极开展产品开发工作，增加产品剂型，扩大防治对象和使用范围。1.7项目结论通过市场分析、技术方案和厂址论证、技术经济分析，初步得到结论如下：（1)在全国范围内丙烯产量增加的形势下，由丙烯制得丙烯酸有广阔的市场和较强的竞争力。（2)所选厂址合理，来自总厂的原料供应可靠，公用工程利用总厂原有资源，节能减排。（3)经技术经济分析，项目经济效益好，本项目具有一定抗风险能力。（4)本项目可提供一定工作岗位，解决一部分当地就业问题，拉动当地相关产业发展。项目无移民安置问题，不占农田和耕地。无拆迁和补偿问题，社会风险小。第二章产品市场分析2.1物质性质2.1.1丙烯酸的概述丙烯酸是化学式为C3H4O2的有机化合物，是最简单的不饱和羧酸，由一个乙烯基和一个羧基组成。纯的丙烯酸是无色澄清液体，带有特征的刺激性气味。它可与水、醇、醚和氯仿互溶，是由从炼油厂得到的丙烯制备的。2.1.2丙烯酸的物理性质表2-1丙烯酸主要物理性质中文名称丙烯酸闪点50℃英文名称Acrylicacid溶解性与水混溶，可混溶于乙醇、乙醚英文名称2propenoicacid稳定性稳定分子式C3H4O2外观与性状无色液体，有刺激性气味分子量72.06相对密度1.05熔点14℃燃烧热1366.9KJ/mol2.1.3丙烯酸的化学性质及用途丙烯易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。若遇高热，可发生聚合反应，放出大量热量而引起容器破裂和爆炸事故。遇热、光、水分、过氧化物及铁质易自聚而引起爆炸丙烯酸及其系列产品，主要是其酯类，近年得到迅速发展。如像乙烯、丙烯、氯乙烯、丙烯腈等那样，发展成为重要的高分子化学工业的原料。丙烯酸及其酯类作为高分子化合物的单体。这些树脂的应用遍及涂料，塑料、纺织、皮革、造纸、建材，以及包装材料等众多部门。丙烯酸及其酯类可供有机合成和高分子合成，而绝大多数是用于后者，并且更多地是与其他单体，如乙酸乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等进行共聚，制得各种性能的合成树酯、功能高分子材料和各种助剂等。主要应用领域如下表：表2-2丙烯酸的应用领域应用领域备注信息经纱上浆料由丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯腈、聚丙烯酸铵等原料配制的经纱上浆料，比聚乙烯醇上浆料容量退浆，节省淀粉。胶粘剂用丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯等共聚乳胶，可作静电植绒、植毛的胶粘剂，其坚牢性和手感好水稠化剂用丙稀酸和丙烯酸乙酯共聚物制成高分子量的粉末。可作稠化剂，用于油田，每吨产品可增产500t原油，对老井采油效果较好。铜版纸涂饰剂用丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、苯乙烯等四元共聚乳胶作铜版纸涂料，保色不泛黄，印刷性能好，不粘辊，比丁苯胶乳好可节省干酷素。聚丙烯酸盐类利用丙烯酸可生产各种聚丙烯酸盐类产品(如铵盐、钠盐、钾盐、铝盐、镍盐等)。用作凝集剂、水质处理剂、分散剂、增稠剂、食品保鲜剂耐酸碱干燥剂，软化剂等各种高分子助剂。2.2产品市场分析2.2.1丙烯酸发展历程表2-3丙烯酸行业的发展历程所处年代备注信息20世纪30年代实现工业化生产，其生产方法经历了氰乙醇法、羰基合成法、烯酮法、丙烯腈水解法和丙烯氧化法。20世纪60年代丙烯酸的生产起初采用丙烯腈水解法，规模小、品种少。20世纪70年代1978年，北京东方首次从日本触媒引进丙烯两步氧化技术及成套设备，建成了我国第一套万吨级的丙烯酸生产装置，并于1984年正式投产。20世纪80年代后行业内新建和扩建的丙烯酸装置均采用丙烯两步氧化法，比例约占95%以上20世纪90年代国内丙烯酸供求缺口逐年增大。1992年和1994年，吉林石化与上海华谊先后引进日本三菱的成套丙烯酸生产装置。21世纪2005年前，国内丙烯酸生产商仍只有北京东方、吉林石化和上海华谊3家国有企业。我国丙烯酸生产装置均采用丙烯两步氧化法。2005年至2008年期间，我国丙烯酸行业保持快速发展，年均增长率分别达到21.43%和15.68%，2009年以后开始放缓。我国万吨级以上的丙烯酸生产企业由原来3家发展到11家，2011年6月底年产能分别达118万吨和140.50万吨，占全球的比重已经由2005年的13.89%和20.96%上升至22.39%和28.81%。2.2.2中国丙烯酸行业市场现状分析及预测行业现状从生产方面来看，国内丙烯酸行业的产量保持了一定的增长，2008年，国内丙烯酸的产量为76.16万吨，到2010年，其产量为102.86万吨，同比增长了23.05%。生产的提升得益于近年国内技术水平以及产能和利用率的提高以及市场需求的增长。在需求方面，国内丙烯酸行业的需求也保持了一定的增长，2010年，国内市场对丙烯酸产品的消费量达到了102.39万吨，同比增长了17.7%。在市场格局方面，目前，我国丙烯酸及酯行业已经形成较为稳定的以国有企业为主体、外资和民营参与的市场竞争格局。生产与消费主要集中在华东地区。发展趋势总体而言，在国内行业自主创新能力不足的环境下，随着行业产能的增加，若下游行业需求的增长不能消化增加的产能，则未来行业毛利率将缓慢下降，但拥有较强自主研发能力的企业更有机会保持持续盈利能力。国内丙烯酸及酯行业发展的有利条件是国内需求持续保持旺盛、出口前景看好，并有国家产业政策的支持，预计行业利润水平将在较长一段时期内保持稳定。2.2.3中国丙烯酸产品产量分析及预测丙烯酸产业总体产能规模2009年国内仅上海华谊增加了一套丙烯酸及酯装置，2010年没有新建装置投产。丙烯酸及酯表观消费量的持续增长使得行业出现供求紧张、价格不断攀升的局面，再加上2009年和2010年国外发生多起装置停产事故，国际市场需求向国内转移，因此2011年开始国内将陆续有新建装置上马。预计到2013年底，我国丙烯酸及酯行业的新增产能如下：表2-4丙烯酸行业新增产能情况序号企业名称新增丙烯酸产能（单位：万吨/每年）新增丙烯酸脂产能（单位：万吨/每年）统计时间1卫星石化602012年底2江苏裕廊3202012年底、2013年3江苏三木642012年底国内除上述企业外，中海油惠州公司、山东开泰、宁波台塑、扬子巴斯夫和烟台万华集团也宣布了装置新建计划。2012年之前，国外主要生产商中韩国LG化学预计有一套新增丙烯酸装置，主要自用于生产高吸水性树脂（SAP），德国巴斯夫、法国阿科玛、沙特达曼7公司、沙特丙烯酸单体公司也宣布了新增产能的投资计划，但距离投产则至少在2013年之后。因此，随着国内新一轮新建装置的陆续投产，我国丙烯酸及酯行业产能占全球产能的比重将进一步上升。丙烯酸生产区域分布我国丙烯酸及酯行业起步晚，受技术、原材料、资金、管理等因素的影响，行业企业数量较少，产品产量和价格比较透明。截至2011年6月底，全国共有丙烯酸生产商11家、丙烯酸酯生产商13家，合计产能118万吨/年和140.50万吨/年。其中，前五大生产商的产能约占全国总产能的71%和69%，行业集中度高。我国丙烯酸及酯行业的区域性特征明显，华东地区集中了全国75%以上的丙烯酸产能和72%以上的丙烯酸酯产能，而华南和华中地区则没有相关生产企业。目前国内丙烯酸的生产企业主要有江苏裕廊、上海华谊、宁波台塑、扬子-巴斯夫、卫星石化、沈阳蜡化、兰州石化、北京东方、山东正和、吉林石化分公司、山东开泰等。2008-2010年丙烯酸行业产量总体看，2008年到2011年间国内丙烯酸行业的整体供给能力保持了增长的态势。2008年，国内丙烯酸行业的产量为76.16万吨，到2010年，则增长到102.86万吨，同比增长23.05%。图2-12008-2011年1-9月丙烯酸产量情况2008-2010年丙烯酸行业消费情况2008年，国内丙烯酸行业的消费量为77.05万吨，到2010年，则增长到102.39万吨，同比增长17.7%。2011年前三季度，国内丙烯酸行业的消费量达到89.34万吨。图2-22008-2011年1-9月丙烯酸消费量情况2.2.4中国丙烯酸市场需求分析及预测中国丙烯酸需求特点我国丙烯酸的消费可以分为三个阶段。2000年之前，国内消费、进口量很少，属于自给自足阶段；2001年~2004年期间，消费量开始上升，但受国内产能和产量的限制，新增需求主要依赖进口；2005年以后，产量和消费量均大幅提高，2010年表观消费量分别达到102.39万吨。在下游需求方面，丙烯酸主要有两种产品开发途径应用于国民经济的各个领域：以丙烯酸为原料生产丙烯酸酯，经过聚合反应形成聚合物广泛应用于涂料、化纤、粘胶剂、纺织助剂等领域。由于聚丙烯酸及酯可以降解，属于政策鼓励的环保产品，与传统产品相比具有卫生、环保优势，预计未来需求还将持续增长。为了便于分析，我们将上述丙烯酸及酯产业链称为传统细分产业链。以丙烯酸为原料经提纯制取高纯丙烯酸，主要用于高吸水性树脂SAP的生产，而SAP又主要用于生产纸尿布和妇女卫生巾等卫生制品，占SAP需求量的90%以上。除传统的卫生用品领域外，世界各国正在不断开发SAP的新品种、新功能，进一步拓展应用领域，下游领域的延伸将使SAP的消费量保持快速增长。主要地域分布目前，国内丙烯酸产品的需求主要集中在华东地区，形成目前区域格局的主要原因是，我国纺织服装、涂料、胶粘剂等丙烯酸及酯的主要下游行业在华东地区比较集中。表2-5主要省份丙烯酸消费量情况省份消费量（单位/万吨）上海市11.00江苏省13.16浙江省8.05山东省14.16湖南省6.47广东省22.042.2.5中国丙烯酸价格趋势分析中国丙烯酸价格趋势情况总体看，国内丙烯酸的价格在2009年到2010年间保持了上涨的态势，这源于国内市场需求的增长以及原材料、运输等因素的推动作用。图2-3丙烯酸价格走势情况影响丙烯酸价格因素分析1、需求因素。需求因素是影响丙烯酸行业发展的重要因素。近年来，国内涂料以及化工行业保持了快速的发展，这在一定程度上带动了市场对丙烯酸产品的需求增长，从而拉动了丙烯酸行业的发展，对丙烯酸产品的价格起到一定的支撑作用。2、原材料成本因素。近年来，受到国内经济快速发展的影响，一些基础产品的价格出现了一定的走高，如原料、人力、运输等，这对丙烯酸的生产成本产生一定的影响，从而给丙烯酸市场的价格带来一定的影响。3、其他方面的如政策、宏观环境等因素，对丙烯酸行业的发展也会产生一定的影响。丙烯酸行业的发展与政策、经济环境密不可分，良好的环境将为丙烯酸行业的发展奠定良好的基础，对丙烯酸产品的价格稳定起到一定的作用。2011-2016年中国丙烯酸价格走势预测综合看，2008年到2011年间国内丙烯酸行业保持了稳定的发展，其市场价格也保持相对稳定。未来几年影响丙烯酸产品市场价格走势的因素主要是供需以及原材料。在供需方面，近年国内丙烯酸行业产能将逐渐的增多与释放将促进国内丙烯酸行业的供给能力提升，对价格起到一定的压制作用，而需求的增长将在一定程度上抑制价格的下跌。而在原料方面，近年丙烯酸行业的上游原料如石油等产品的价格在近年波动加大，给丙烯酸产品的价格带来一定的不确定性。总体看，未来几年国内丙烯酸市场的价格将保持相对稳定。2.2.6国外市场的丙烯酸全球丙烯酸及酯行业产能近年保持平稳增长，产量自2008年开始存在一定的波动。2008年产量下降主要是受金融危机的影响，随着全球经济回暖，2009年产量开始恢复性增长。2009~2010年期间，法国阿科玛、陶氏化学等国际主要生产商发生装置停产事故，使得2010年丙烯酸酯的产能和产量从2009年的490.50万吨和455.20万吨下降到447.65万吨和432.90万吨。2010年全球丙烯酸及酯行业的开工率分别达到88.29%和96.72%，基本保持满负荷运行，但受行业产能制约，市场产品仍供不应求，产品价格持续保持高位。2009年，全球丙烯酸及酯产量和消费量排名前三位的国家/地区是美国、中国和西欧，我国行业综合规模居世界第二位。各主要国家/地区丙烯酸及酯的产量和消费量基本保持平衡，国际贸易量较少。截至2011年6月底，全球前五大丙烯酸及酯生产商均位于美国、西欧或日本，我国有3家企业进入前十大生产商行列，分别是江苏裕廊、上海华谊和浙江卫星石化股份有限公司。全球前十大丙烯酸及酯生产商的产能分别约占全球总产能的87%和79.31%，前五大生产商的产能占比约为71.34%和61.17%。表2-6全球前十大丙烯酸及酯生产商排名生产企业粗丙烯酸丙烯酸酯1巴斯夫114.00109.602陶氏化学109.4077.203阿科玛64.6044.004日本触媒58.0025.505台塑工业30.0042.006江苏裕廊21.0024.007上海华谊（注）21.0021.008LG化学19.5016.859三菱化学11.0011.6010卫星石化10.0015.00亚洲地区主要国家市场概况2010年受下游市场需求强劲增长的驱动，亚洲甲基丙烯酸甲酯市场价格上涨。甲基丙烯酸甲酯的供应不能满足市场强劲的需求，这给价格进一步上扬提供了动力。2011年，产品价格持续上涨。在亚洲丙烯酸市场上，日本与中国是供给与需求大国，生产企业较多，产能最高。表2-7亚洲地区丙烯酸主要国家生产企国家公司日本日出石化公司三菱株式会社日本触媒韩国LG化学公司马拉西亚巴斯夫公司新加坡新加坡丙烯酸公司中国上海华谊丙烯酸有限公司第三章资源可靠性分析3.1原料丙烯丙烯是最早被采用的石油化工原料，也是生产石油化工产品的重要烯烃之一，它是除乙烯之外最重要的烯烃。在所有石油化工原料中丙烯产量的增长最快，丙烯一方面广泛用于制取烷基化合物和叠合汽油以提高汽油辛烷值，另一方面大量用于制取石油化工产品，如聚丙烯、环氧丙烷、异丙醇、丙烯腈和异丙基苯等。3.1.1.物理性质丙烯，其结构式为CH3-CH=CH2，分子式C3H6，分子量42.081。丙烯在常压下是一种无色气体，比空气略重，有轻微芳香味。丙烯的主要物理性质见于下表：表3-1丙烯物理性质一览表中文名称丙烯英文名称Propylene、propene、methylethylene别名甲基乙烯CAS号115—07—1分子式C3H6外观与形状无色、有烃类气味的气体相对分子质量42.09危险性类别第2类易燃气体熔点(℃)-185沸点（℃）-48相对密度0.5(水=1)相对蒸汽密度1.5(空气=1)饱和蒸汽压1158(KPa)临界压力(MPa)4.62闪点(℃)-108引燃温度(℃)460爆炸下限(%)2.4爆炸上限(%)10.3稳定性稳定健康危害本品为单纯窒息剂及轻度麻醉剂溶解性微溶于水，溶于乙醇、乙醚主要用途用于制丙烯腈、环氧丙烷、丙酮等3.2.2化学性质由于丙烯分子中含有双键，因此丙烯的化学性质非常活泼。其主要的化学反应包括聚合反应、烃化（烷基化）反应、水和反应、氧化反应、氛化反应、氨氧化反应和羰基化反应等。3.2.3原料市场分析2010年国内丙烯产量为1380万吨，正在投建的丙烷脱氢装置能够大幅增加我国的丙烯产量。图3-12010年国内丙烯产量分布图国内丙烯来源状况看，目前国内丙烯主要来自炼油装置，来自炼油的丙烯约占52%。从未来发展状况看，乙烯发展将快于炼油装置，因此未来国内丙烯将主要来自于乙烯装置。尽管国内的丙烯供应增长十分迅速，其下游衍生物配套装置能力增长也很快，但下游衍生物供应仍不能满足国内相关行业的需求，因此，生产丙烯的下游衍生物可满足相关行业的需求。3.3主要产品产品名称产品规格产量丙烯酸优级品GB/T17529.1-199811万吨/年表3-2产品规格3.3.1产品营销营销理念环保、节能、务实、创新、改革是本厂的口号，当代化工厂不只是要能生产出符合大众消费的产品，更要将可持续发展的概念融入到生产管理以及产品销售中。符合国家的各项规定，特别是在环保、节能方面要特别符合国家及行业标准。建设一个环保节能型的化工厂，产品达到各项指标。质量保证一个企业要在市场竞争中立于不败之地，优良的产品品质是非常重要的，因此在产品的生产过程中要按照既定的生产方案进行，并且分析化验人员要严格执行分析化验标准，以确保本厂出厂产品符合规范。只有产品质量过硬，其发展才会更加的稳定。因此，要特别保证其质量，符合标准。品牌提升品牌提升策略，就是把品牌的宣传推介与企业的建设同步，以形成一种长期稳定而协调发展的具有战略性的工作。通过战略性的推进，改善和提高品牌的各项要素，如品牌的功能、品牌的创新点、品牌的优势、品牌与同类产品的不同之处等，通过各种形式的宣传，提高品牌知名度和美誉度。提升品牌战略，既要求量，同时更要求质。求量，即不断地提高品牌的宣传力度；求质，即不断地提高品牌的美誉度。价格优势针对原料来源，产品销售市场，交通运输条件等影响因素，选择合理的厂址是降低生产成本的一个很重要方面；调整工艺参数，合理优化工艺流程是实现厂区节能降耗的关键所在；考虑到设备的使用安全和使用年限问题，在允许范围内制定合理的生产产量，是决定企业一年获益多少的先决条件；在保证获利的情况下，根据市场行情制定适当的产品价格，在保质保量的情况下，打好价格战，这是本厂在竞争中的优势，以尽量低的成本，获得更大的回报。多层次营销多层次营销是一种超过三层佣金支付方式的销售结构，越来越受到各国的重视。从理论上讲它是最能调动人积极性的销售模式。多层次营销的魅力在于通过层层努力，使企业的队伍越来越强大，这支队伍，就是企业的宝贵资产，只要组织管理好这支队伍，企业一定获益颇丰。网上营销互联网不受时空的限制，可以轻松地完成跨地域性的营销，节约销售渠道的大量人力、物力投入。通过公司自建的网站销售平台，顾客可以从容、全面地介绍公司和产品，让客户更为直观地进行比对，有利于突出企业的优势。在互联网上日益深化的商业化过程中，域名作为企业组织的标识作用日显突出，虽然目前还不能从中获取商业利润，但越来越多企业纷纷注册上网。域名的商业作用和识别功能已引起注重战略发展企业的重视，所以本厂将在网上注册公司的网站，虽然在专业化工网站进行注册可以吸引行业内的客户，但它的影响力和覆盖面都是有限的。百度推广是一种按效果付费的网络推广方式，用少量的投入就可以给企业带来大量的潜在客户，有效提升企业销售额和品牌知名度。它按照给企业带来的潜在客户的访问数量计费，企业可以灵活控制网络推广投入，获得最大回报。因此本厂还需借助百度推广平台来推广产品。除此之外，考虑到本厂产品的海外营销，我们还需借助B2B电子商务平台。目前国内比较出名的是连续五年被评为全球最大B2B网站的阿里巴巴，故本厂借助阿里巴巴网上贸易平台，将进一步扩大产品市场，并与国际市场接轨，更好地完成产品销售。售后服务在市场激烈竞争的今天，随着消费者维权意识的提高和消费观念的变化，消费者在选购产品时，不仅注意到产品实体本身，在同类产品的质量和性能相似的情况下，更加重视产品的售后服务。因此，企业在提供价廉物美的产品的同时，向消费者提供完善的售后服务，已成为现代企业市场竞争的新焦点。客户在使用化工产品过程中受他们生产工艺、设备装置、技术水平的不同会出现不同的问题，本厂会派出工程技术人员帮助客户查找和解决问题，这也是本厂树立企业良好形象，发展客户关系的好机会。3.4燃料供应及供应设施情况燃料主要是中低压蒸汽，主要用于热公用工程供热、采暖等。本项目全厂用电均由热电站自供，工业用水及生活用水来源于化工园区的供水管网及附近河流，热电站锅炉产生的蒸汽供全厂工艺蒸汽、动力蒸汽及电力需要。第四章工业技术及工艺流程方案4.1丙烯酸生产工艺技术丙烯酸在20世纪30年代实现工业化生产，其生产方法经历了氰乙醇法、雷普(Reppe)法、烯酮法、丙烯腈水解法和丙烯氧化法。4.1.1氰乙醇法氰乙醇法是最早工业化生丙烯酸及其酯的方法。德国和美国分别在1927年和1931年用此方法建成了工业化装置。由于反应过程会生成各种聚合物，因此丙烯酸收率较低，仅为60~70%，且氰化物剧毒，严重污染环境，故采用此法的生产装置早在50年代就已关闭。4.1.2Reppe法20世纪30年代，德国的WalterReppe博士发现利用自己发明的Reppe反应可以直接从乙炔生产丙烯酸和丙烯酸酯类。在60年代以前，用Reppe法或改良Reppe法生产丙烯酸及其酯的工艺曾占统治地位，随着石油化工技术的开发和环境保护要求的加强，到1976年改良Reppe法的装置已全部停产。4.1.3烯酮法以乙酸或丙酮为原料，磷酸三乙酯为催化剂，在700℃时裂解生成乙烯酮，然后与无水甲醛在AlCl3或BF3催化剂存在下，在25℃进行气相反应生成β-丙内酯，再与热的磷酸接触异构化生成丙烯酸。乙烯酮法产品纯度高，收率也高，副产物和未反应的物料能循环使用，适用于连续生产，但原料乙酸或丙酮价格高且β-丙内酯为致癌物质。4.1.4丙烯腈水解法这是法国Societed’Ugine和美国Sohio开发的工业制备方法。该法工艺简单，反应条件温和，设备投资不大，可同时生产丙烯酸胺。缺点是污染严重，副产大量低价值的硫酸铵。该流程至今只有日本旭化成和英国联合胶体仍有运行，墨西哥的塞拉纳斯装置已于1993年停产。4.1.5丙烯氧化法20世纪60年代末，随着石油化工的高速发展，丙烯价格日趋便宜，由于高度活泼、高度选择性和长使用寿命的催化剂的开发，使得丙烯直接氧化制丙烯酸的工业化方法为工业界所接受。丙烯氧化法起初分为一步法和两步法，但分两步进行更有助于通过优化催化剂的组成和反应条件而提高催化剂的选择性。所谓丙烯两步氧化法是在复合金属氧化物催化剂存在下，经空气氧化先生成丙烯醛，再进一步催化氧化成丙烯酸。丙烯酸的工业生产方法主要为丙烯两步氧化法。工业生产中应用的技术主要有：美国索亥俄(Sohio)技术、日本触媒技术、日本三菱油化技术、日本化药技术、德国BASF技术。（1）美国索亥俄(Sohio)技术60年代末70年代初在美国和日本具有一定的市场。Sohio技术的特点是丙烯氧化采用两台反应器串联操作，吸收塔顶出来的废气不循环；废气中未反应的丙烯不回收；催化剂寿命为2年。（2）日本触媒化学(NSKK)技术日本触媒公司是世界上首先实现工业二步法生产丙烯酸的厂家。其催化剂为中空圆柱状，其形状增加了几何外表面，转化率得到提高的同时，也提高了生成物自催化剂微孔中扩散出来的路径，减少了深度氧化，因而提高了产物的单程收率及选择性，同时降低了热点，减少了床层阻力，使催化剂的寿命得以延长。其工艺特点是在Mo-Bi系催化剂中加入了元素Co，从而提高了丙烯醛的选择性和单程收率；采用废气催化焚烧炉，不需消耗燃料气。（3）日本三菱油化(MPCL)技术日本三菱石油化学公司公司对其原来的工艺和催化剂不断研究和改进，改进后的催化剂可适应比日本触媒公司二段催化剂更低的反应温度，活性高、选择性高、寿命也长。其工艺特点是以高浓度丙烯为原料，丙烯酸单程收率高于87%，未反应的丙烯或丙烯醛不循环使用。两台串联的固定床反应器中分别采用Mo-Bi系、Mo-V系氧化物为催化剂，寿命均为6年。（4）日本化药技术采用的催化剂为涂裹型催化剂，形状规则，利于装填，机械强度较好，目的产物选择性好。缺点是反应热点温度较高，如果飞温容易烧坏催化剂。丙烯氧化制丙烯醛采用Mo、Bi、Ni、Co、Fe系催化剂，丙烯醛氧化制丙烯酸采用Mo、V、Cu、Sb系催化剂。反应器均为固定床列管式反应器。主要应用在上海华谊、江苏裕廊和兰州石化等部分装置上。（5）德国巴斯夫(BASF)技术巴斯夫的丙烯酸生产装置是目前世界上单系列装置中规模最大的，其技术也是采用固定床二步氧化法。丙烯氧化用Mo-Bi系或Mo-Co系催化剂，丙烯醛的单程收率为80%左右；丙烯醛进一步催化氧化用Mo、W、V、Fe系催化剂，丙烯酸单程收率高于90%。其技术特点为：丙烯氧化反应气不用水吸收，而是用一种高沸点有机溶剂作为吸收剂；丙烯氧化反应循环气体中不用水蒸汽，而是用氮气，可减少废水的生成。4.2丙烯酸生产原理丙烯直接氧化生产丙烯酸有一步法和两步法之分。一步法具有反应装置简单、工艺流程短、只需一种催化剂、投资少等优点，但存在几个突出缺点：①一步法是在一个反应器内进行两个氧化反应，强制一种催化剂去适应两个不同反应的要求，影响了催化作用的有效发挥，丙烯酸收率低；②把两个反应合并为一步进行，反应热效应大。要降低反应放热量，只能通过降低丙烯的浓度来实现，因此生产能力低；③催化剂寿命短，导致经济上不合理。鉴于以上原因，目前工业上主要采用两步法生产，即第一步丙烯氧化生成丙烯醛，第二步丙烯醛氧化生成丙烯酸。丙烯两步氧化制丙烯酸的主反应可用下列两式表示：4.2.1催化剂丙烯选择氧化制丙烯醛催化剂主要是Mo-Bi系催化剂，丙烯醛氧化制丙烯酸催化剂主要是Mo-V系催化剂。丙烯氧化制丙烯酸工艺的技术核心是高性能催化剂。早期丙烯氧化制丙烯醛的催化剂采用氧化亚铜，丙烯转化率仅为15%，之后被Mo系催化剂取代。目前丙烯两步氧化法使用的催化剂大部分是复合金属氧化物催化剂。一段丙烯氧化为丙烯醛的催化剂主要为含有Mo和Bi等元素的复合氧化物催化剂;二段丙烯醛氧化为丙烯酸的催化剂主要为含有Mo和V等元素的复合氧化物催化剂。丙烯氧化制丙烯醛催化剂丙烯醛是制取丙烯酸的中间体。能够促进丙烯氧化制丙烯醛反应的催化剂主要是Mo-Bi的复合氧化物。丙烯在Mo-Bi系催化剂上氧化制丙烯醛的反应机理主要是丙烯与Mo-Bi系催化剂接触形成P键，然后丙烯上的甲基氢吸引Bi原子上的氧形成羟基，丙烯上的甲基碳吸引Mo原子上的氧形成丙烯醛;被还原的Mo-Bi系催化剂与氧气发生氧化反应生成水，Mo-Bi系催化剂恢复活性。该类催化剂的制备几乎都采用水热法，即将含有各种金属元素的氧化物或其盐类溶解，经混合、干燥、成型、煅烧等工艺过程而制得。目前对于该类催化剂的研究多集中于添加各种助剂以提高催化剂的活性、热稳定性和寿命等。丙烯醛氧化制丙烯酸催化剂丙烯醛氧化制丙烯酸使用的催化剂大多以Mo和V为主要组分。文献报道了尝试把一种固体酸加入到Mo-V-W-Cu催化剂中。固体酸的制备步骤是:在硝酸氧锆的溶液中加入氨水得到氢氧化锆，再将干燥的氢氧化锆加入到硫酸溶液中搅拌、分离，在空气中煅烧，从而得到SO4/ZnO2过酸粉。再将这种过酸粉与制备好的含多种催化剂活性组分的干粉混合并成型，制得催化剂。在U形管反应器中评价所制备催化剂的活性，在反应温度220℃下，丙烯醛的转化率为99.0%，丙烯酸的收率为94.3%，丙烯酸的选择性为95.3%。研究者还通过载体的改性来提高催化剂的活性，并考察了添加不同组分的硅铝球载体对Mo-V-W-Cu-Sb催化剂活性的影响。向载体中分别添加Mg，Al，Si，Ca，Ba，K，Fe，实验结果表明，添加K和Fe对提高催化剂活性的作用不明显，而添加Mg，AlSi有利于提高催化剂的活性，丙烯醛的转化率为99.2%，丙烯酸的收率为95.2%。丙烯氧化制丙烯酸技术从1950年开始研究开发，至今已经历了半个多世纪的发展历程。丙烯氧化制丙烯酸工艺已成功应用了几十年，工艺技术成熟，经济性良好，是丙烯酸工业的主导工艺。丙烯氧化制丙烯酸的催化剂经历了不断改进和性能不断提高的过程。今后该类催化剂的研究重点应放在提高选择性和转化率、延长催化剂使用寿命、降低丙烯单耗等方面。对催化剂性能微小的改进，即可对大规模工业生产带来巨大的经济效益。同时进一步促进国内丙烯氧化制丙烯酸技术以及催化剂的开发和应用，对于推动我国丙烯酸工业的进一步发展具有重要的意义。反应属强放热反应，有效地移除反应热是反应过程的突出问题。除主反应外，还有大量副反应，其副产物有CO和CO2等深度氧化物以及乙醛、醋酸、丙酮。因而，提高反应选择性和目标产物收率非常重要，要达到这一目的，必须在反应过程中使用高活性、高选择性催化剂。由于生产丙烯酸分步进行，所以每步反应所用催化剂也不同。第一步反应为丙烯氧化为丙烯醛，所用催化剂大多为Mo-Bi-Fe-Co系，再加入少量其他元素，以钼酸盐的形式表现出催化活性。第二步反应为丙烯醛氧化为丙烯酸，目前采用的催化剂均为Mo-V-Cu系，通常需要添加助催化剂。4.2.3拟采用的生产工艺丙烯直接氧化法是生产丙烯酸的最新方法，由于原料丙烯价廉易得，反应催化剂的活性和选择性高，目前该法在丙烯酸生产中占有主要地位。因此本工艺拟采用丙烯两步氧化法。主要原料及其规格丙烯：＞95%，主要来自炼油厂的催化裂化装置和丙烷脱氢技术使用纯度过低的丙烯，产物杂质含量不免增加，如果其中丙烷的含量较多，对于废气处理采取催化焚烧方法的装置来说会出现一些困难。如果含硫、炔烃较多，则会加重催化剂床层的结碳现象或对催化剂造成损害。一般控制丙烯中丙烷含量低于4%，硫及其化合物含量低于150ppm，炔烃含量低于50ppm。催化剂：第一步氧化（丙烯氧化为丙烯醛）选用固态钼-铋系催化剂Mo12Bi1.0Fe1W2Co4Si1.35K0.06；第二步氧化（丙烯醛氧化为丙烯酸）选用固态钼-钒系催化剂Mo12V4.0W1.0Cu2.2Sb0.5熔盐：（55%KNO3+45%NaNO2）工艺流程图氧化过程一般采用两台反应器串联，从第一台反应器出来的丙烯醛、未反应的丙烯以及副产物可以不经处理直接供给第二反应器。丙烯氧化生产丙烯酸拟常用列管式反应器，管内装填催化剂，管间采用熔盐循环移除反应热。其氧化工序工艺流程图如下所示。图4-1PFD图工艺流程简述经汽化器预热气化后的丙烯（纯度95%以上）与经水蒸气增湿后的空气以一定配比混合后进入第一反应器，并在反应器上部利用反应放出的热量将其预热后进入氧化钼-铋催化剂层，在催化剂作用下发生部分氧化反应生成丙烯醛，控制反应温度340~380℃。为使反应温度均匀，采用熔盐在反应管间强制循环移除反应热，并通过熔盐废热锅炉产生蒸汽，以回收余热。第一反应器生成的气体（含丙烯醛、少量丙烯酸以及副反应生成的一氧化碳和二氧化碳等）经过气体冷却器换热冷却后被送入第二反应器，在氧化钼-钒催化剂作用下，丙烯醛进一步氧化为丙烯酸，反应温度控制在220~260℃。反应放出的热量采用熔盐在管间强制循环移出。第二反应器出口气体送入吸收塔，用工艺水逆流吸收，吸收后尾气中含有少量未反应的丙烯、丙烯醛、乙醛等有机物和不溶性气体，约50%返回反应器进料系统循环使用，其余尾气送废气催化焚烧装置。吸收塔底部流出的丙烯酸水溶液约含丙烯酸50%~60%（质量分数），送分离工段进行分离精制。从吸收塔塔釜出来的粗丙烯酸水溶液被送至共沸精馏塔与按比例加入的甲苯进行共沸脱水，共沸塔顶部出料经冷凝后送至油水分离器，分离后的油相循环回共沸塔，水相部