5000吨年丙酮合成甲基异丁基酮生产可研报告.doc

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~、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m42005劳动疋贝人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；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 1.1〜1.2万元上海溶剂厂于 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题尚末解决，至今未能正常生 产石油化工公司化肥厂采用XXX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XX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1000〜 1500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 30000〜 35000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 2CH3COCH3 CH3C(CH 3)OHCH 2COCH3催 化 脱 水 * CH3C(CH 3)OHCH 2COCH3CH 3C(CH 3)CHCOCH 3+h 2O催化加氢 CH3C(CH3)CHCOCH3k 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(CH 3)CH 2COCH3+H 2O该工艺具有流程短，投资少，转化率咼，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 —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⑴1.421.3031.351.35氢气(Nm3)674270242280冷却水⑴5791001060工艺水⑴0.417------电耗(Kwh)309145150680蒸汽⑴12.132.364.913.02. 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xxxx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 1200000Nm3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 c114干点 c117馏出体积，%954水份%<0.15酸值% （以乙酸计）<0.026不挥发物%<0.027密度kg/m3800-804（2）生产工艺流程1，以丙酮4000吨/年MIBK工业装置的简化工艺流程图见图 为原料生产MIBK的反应条件及结果：110〜1505.0 〜6.0压力 MPa空速 h-1 1.0氢 / 油(V) 400 〜700丙酮单程转化率mol % > 35MIBK 选择性 mol % > 92催化剂采用XXXXX生产的催化剂，其寿命为半年，年需求6.70m34、 工艺流程及主要控制方案说明4.1 工艺流程简述工艺流程图见图 1，主要工艺装置、设备的简要规格、数量及 材质见表 5、表 6、表 7：原料丙酮和氢气经预热到 100 c后进入装有 B621催化剂的固 定床反应器中进行反应，反应温度控制在110〜150CO反应液经冷 却后分离，气相为氢气经循环机增压后循环使用。

液相则进入分离 系统进行分离首先进入轻组分塔，塔顶为低沸物 2-甲基戊烷，集中装桶后送去焚烧；塔釜液被送入丙酮塔，从塔顶得到丙酮，其纯 度大于 99%被循环使用； 丙酮塔釜液进入脱水塔， 塔顶得到废水去 废水塔蒸馏， 回收其中的有机物后排放， 塔釜液主要含 MIBK 和重 组分，被送入产品塔， 从产品塔顶得到纯度大于 99%的 MIBK 产品， 塔釜液可作溶剂外售或送去焚烧4.2主要控制方案说明整个生产工艺中自控有两个重点，一是反应温度和压力的控 制，二是丙酮塔的操作控制合成MIBK的反应是个较强的放热反应， 而催化剂的使用温度 不得超过145C, 一般控制床温在115〜135C工艺中通过热水循 环实现床温的控制为了尽可能的消除反应器的轴向温差和保证床 温的平稳，设计时一般采用较大的循环热水量 反应床压为6.0MPa将由补充的新鲜氢气来控制，低压新氢被增压至 8.0MPa，然后减压至6.0MPa后进入反应床以维持床压在 6.0MPa,这种控制方案在 现行的MIBK工业生产装置上证明是行之有效的丙酮塔的操作控制与一般塔的控制一样，通过调节塔釜采出量 控制塔釜液位，通过调节再沸器的加热蒸汽量控制塔釜温度，通过 回流量和温度来控制塔顶组成。

从工艺要求来看，可米用III型仪表5、原、辅材料及动力消耗供应表4原、辅材料及动力消耗供应名称^规格消耗定额单位年用量来源丙酮>99.5%1350kg/t6750t外购氢气>98%25kg/t125t催化剂B6210.0013m3/t6.7m3抚研院烧碱>42%0.002kg/t10000kg外购水60t/t3000万吨本厂内电220/380V680Kwh/t340万度本厂内汽>0.8MPa13t/t65万吨本厂内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内径。