【正文】 介休市昌盛煤氣化有限公司 10000 噸 /年粗酚 精制加工項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 山西省化工設(shè)計(jì)院 二〇一二年四月 1 第一章 總論 項(xiàng)目介紹 項(xiàng)目名稱 ：介休市昌盛煤氣化有限公司 10000 噸 /年粗粉精制加工項(xiàng)目 主辦單位 : 介休市昌盛煤氣化有限公司 企業(yè)性質(zhì)：民營(yíng)企業(yè) 法人代表：郭惠彪 地 址：山西省介休市 項(xiàng)目 規(guī)模及 范圍 本項(xiàng)目擬以 30 萬(wàn)噸 /煤焦油加工裝置蒸餾得到的酚油以及輕油、萘油 洗滌脫酚的酚鹽等為原料，提取 粗酚 ，對(duì)其進(jìn)行精制得到酚、鄰甲酚、間甲酚、混甲酚和混合二甲酚等產(chǎn)品。 其中公司30 萬(wàn)噸 /煤焦油裝置可提供 粗酚 量 3000 噸左右， 其余 7000 噸粗酚可通過外購(gòu)的方式解決。 因此，擬定 粗酚 加工裝置規(guī)模為 10000噸 /年。 本裝置主要 包括生產(chǎn) 主 裝置 、 輔 助 生產(chǎn) 裝置和公用工程 等 第二章 概述及市場(chǎng)分析 概述及市場(chǎng)分析 粗酚 是對(duì)煤焦油蒸餾得到的含酚餾份進(jìn)行加工得到的，呈白色或無(wú)色，易潮解結(jié)晶，快狀，帶顯著氣味及尖銳灼燒味道，可溶于水，能溶于乙醇?？捎糜谏a(chǎn)合成纖維、農(nóng)藥、工程塑料和染料中 間體。主要用于提取苯酚、鄰甲酚、間對(duì)甲酚、二甲酚、 3,5二甲酚等，是 2 高級(jí)絕緣漆的溶劑，也是塑料、醫(yī)藥、防霉劑等行業(yè)的重要原料。 粗酚 組成比較復(fù)雜，含有苯酚及甲酚類，甲酚包括一甲酚、二甲酚和三甲酚；一甲酚有鄰甲酚、間甲酚和對(duì)甲酚；二甲酚有 2,3二甲酚、 2,4二甲酚、 2,5二甲酚、 2,6二甲酚、 3,4二甲酚、 3,5二甲酚，其中用量最大的是 2,6二甲酚；三甲酚主要包括 2,3,6三甲酚和 2,4,6三甲酚。由于 粗酚 組成復(fù)雜，各組份之間沸點(diǎn)非常接近，對(duì)其進(jìn)行加工分離工藝比較復(fù)雜。目前我國(guó) 粗酚 的加工量 還比較低，主要是從中分離出苯酚、間甲酚、鄰甲酚等單組份以及混合甲酚、二甲酚。 苯酚 苯酚又名名石炭酸，是重要的基本有機(jī)化工原料。主要用于生產(chǎn)酚醛樹脂、已內(nèi)酰胺、雙酚 A、已二酸、烷基酚、苯胺、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚砜等，也可作為生產(chǎn)農(nóng)藥、醫(yī)藥、有機(jī)化工中間體和精細(xì)化學(xué)品等的原料。 近兩年，我國(guó)苯酚的產(chǎn)生產(chǎn)發(fā)展較快，生產(chǎn)能力不斷提高，產(chǎn)量也不斷增加。 1995 年我國(guó)苯酚的產(chǎn)量只有 萬(wàn)噸， 20xx 年產(chǎn)量達(dá)到 萬(wàn)噸， 1995～ 20xx 年產(chǎn)量的年均增長(zhǎng)率約為 %。 20xx年產(chǎn)量為 萬(wàn)噸 ，同比增長(zhǎng)約 %，裝置開工率約為 %，20xx～ 20xx 年產(chǎn)量的年均增長(zhǎng)率約為 %。 盡管我國(guó)苯酚生產(chǎn)發(fā)展較快，但產(chǎn)量仍不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，每年都大量進(jìn)口， 1999 年進(jìn)口 萬(wàn)噸， 20xx 年進(jìn)口增長(zhǎng)到 萬(wàn)噸， 20xx 年進(jìn)口量達(dá)到 萬(wàn)噸， 20xx05 年進(jìn)口量分別為 28和 29 萬(wàn)噸。 20xx 年我國(guó)苯酚表觀消費(fèi)量為 萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)自給率 3 %。 20xx 年我國(guó)苯酚表觀消費(fèi)量為 萬(wàn)噸，比 20xx 年增長(zhǎng) %， 20xx～ 20xx 年我國(guó)苯酚表觀消費(fèi)量年 均增長(zhǎng)率約為%。根據(jù)我國(guó)雙酚 A、酚醛樹脂、水楊酸、壬基酚等生產(chǎn)發(fā)展分析，預(yù)計(jì) 20xx 年我國(guó)苯酚需求將達(dá)到 95 萬(wàn)噸 鄰甲酚 目前我國(guó)內(nèi)鄰甲酚的生產(chǎn)方法是從煤焦油中分離回收，生產(chǎn)企業(yè)有：上海焦化廠、上海寶鋼化工有限公司、南京隆燕化工有限公司、上海梅山企業(yè)發(fā)展有限公司南京化工實(shí)業(yè)分公司、馬鞍山鋼鐵股分有限公司煤焦化公司和攀枝花鋼鐵集團(tuán)煤化工公司，年產(chǎn)量在 1000～1500 噸，但質(zhì)量較差，不能滿足農(nóng)藥等有機(jī)合成的需要。湖南化工研究院雖開發(fā)了由苯酚和甲醇合成鄰甲酚的生產(chǎn)工藝，但由于副產(chǎn)品 2,6二甲酚的 市場(chǎng)銷路問題影響了該技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。雖然 2,6二甲酚重新反應(yīng)可生成鄰甲酚，但經(jīng)濟(jì)上不可行，因此我國(guó)至今沒有鄰甲酚的工業(yè)化合成裝置。 鄰甲酚用于生產(chǎn)農(nóng)藥除草劑 2 甲 4 氯、塑料加工的增塑劑、粘膠纖維的增塑劑和防腐劑等，還可用于生產(chǎn)樹脂、抗氧劑、阻聚劑等。我國(guó)二甲四氯（鈉鹽）的產(chǎn)量在 6000 噸左右，對(duì)鄰甲酚的需求在3500 噸左右。 鄰甲酚可生產(chǎn)鄰羥基苯甲醛和鄰羥基苯甲酸，鄰羥基苯甲醛可合成香料香蘭素，鄰羥基苯甲酸主要用于生產(chǎn)酸性媒介質(zhì)漂藍(lán) B（年產(chǎn)量 200 噸，需要鄰甲酚 100 噸）；由鄰甲酚和甲醛制得的酚醛樹 脂可用于電子元件，特別是計(jì)算機(jī)元件中環(huán)氧模型化合物的固化劑；鄰 4 甲酚還可生產(chǎn)抗氧劑、阻聚劑等。目前上述領(lǐng)域?qū)︵徏追拥男枨罅吭?2500 噸左右。 前我國(guó)鄰甲酚的總需求量在 6700 噸左右。由于產(chǎn)能不足需，每年都需從國(guó)外進(jìn)口。下表為我國(guó)鄰甲酚的進(jìn)出口情況： 我國(guó)二甲四氯的產(chǎn)量一直在穩(wěn)步上升，預(yù)計(jì)今年的產(chǎn)量還將有所所增加，但增幅不會(huì)太大，以鄰甲酚為原料生產(chǎn)的香料和染料也不會(huì)有太大增長(zhǎng)。但鄰甲酚在其他方面的用量會(huì)大幅上升，如用于生產(chǎn)鄰甲酚酚醛樹脂方面及合成助劑方面。預(yù)計(jì) 20xx 年我國(guó)鄰甲酚的需求量將達(dá)到 11000 噸左 右。 間甲酚 間甲酚是合成農(nóng)藥、染料、橡膠、塑料、抗氧劑、醫(yī)藥、感光材料、維生素 E 及香料等重要的精細(xì)化工中間體。 目前我國(guó)主要的間甲酚生產(chǎn)裝置在中國(guó)石油化工集團(tuán)公司燕山石化三廠，該裝置系 1978 年引進(jìn)美國(guó) UOP 公司和 HERCULES 公司開發(fā)的異丙基甲苯法生產(chǎn)間甲酚、對(duì)甲酚、丙酮及 BHT 產(chǎn)品工藝技術(shù)。根據(jù)生產(chǎn)間甲酚與生產(chǎn)苯酚工藝相似的特點(diǎn)， 1995 年雙成功地對(duì)間 5 甲酚裝置實(shí)施了改造，改造后裝置生產(chǎn)苯酚丙酮的能力可達(dá) 萬(wàn)噸，同時(shí)仍具有回收間甲酚 萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力。由于生產(chǎn)間甲酚時(shí)副產(chǎn)對(duì)甲酚，而且比較難分 離，加之苯酚丙酮市場(chǎng)一直較好，生產(chǎn)苯酚丙酮的效益大高于生產(chǎn)間甲酚，因此近年來(lái)該裝置完全用于生產(chǎn)苯酚丙酮。另外溧陽(yáng)市溶劑廠、遼寧、慶陽(yáng)等還有幾家小的間甲酚生產(chǎn)裝置，采用間甲苯按重氮化、水解技術(shù)，生產(chǎn)能力合計(jì)約為 4000 噸 /年。受間甲苯胺及該技術(shù)三廢較大的制約，估計(jì)該技術(shù)無(wú)發(fā)展前景。 多年來(lái)由于國(guó)內(nèi)間甲酚產(chǎn)量不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，因此每年需要進(jìn)口， 1998～ 20xx 年隨著間甲酚市場(chǎng)需求量的發(fā)展，進(jìn)口量逐年大幅度增長(zhǎng) ,但近兩年隨著國(guó)產(chǎn)間甲酚生產(chǎn)量的增長(zhǎng) ,進(jìn)口量有所降低。下表給出了近幾年我國(guó)間甲酚的進(jìn)口量（單位： 噸）。 間甲酚是合成維生素 E 用關(guān)鍵中間體 — 三甲基氫醌的重要原料，還可以以用于生產(chǎn)彩色膠片顯影劑、合成樹脂、粘合劑、滅癬三溴甲酚和一些新型的重要醫(yī)藥中間體。 20xx 年進(jìn)口間甲酚 5893 噸， 20xx 年進(jìn)口量增至 6372 噸，比 20xx 年增長(zhǎng) %，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)自供量不足 50%。20xx 年我國(guó)間甲酚的市場(chǎng)消費(fèi)量約為 13000 噸， 20xx 年我國(guó)生產(chǎn)合成維生素 E 需求間甲酚將達(dá)到 萬(wàn)噸，加上其他領(lǐng)域的需求量， 20xx年我國(guó)間甲間甲酚市場(chǎng)需求量將達(dá)到 萬(wàn)噸，從目前國(guó)內(nèi)間甲酚供應(yīng)量與 20xx 年需求量來(lái)看，國(guó)內(nèi)間甲酚 生產(chǎn)有發(fā)展空間。 6 對(duì)煤焦油蒸餾得到的酚油進(jìn)行加工不僅可得到多種酚類產(chǎn)品，在經(jīng)濟(jì)上獲得一定的效益，也可進(jìn)一步發(fā)展下游精細(xì)化工產(chǎn)品、拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)品附加價(jià)值。目前國(guó)內(nèi)比較成規(guī)模的煤焦油加工企業(yè)均對(duì) 粗酚進(jìn)行加工，主要是從中提取苯酚和鄰甲酚；由于間（對(duì)）甲酚的沸點(diǎn)比較接近，大多數(shù)企業(yè)未對(duì)其進(jìn)行分離，僅生產(chǎn)混合間對(duì)甲酚 目前國(guó)內(nèi)有 粗酚 加工裝置的企業(yè)主要有：鞍山鋼鐵集團(tuán)公司化工總廠、攀技花鋼鐵集團(tuán)煤化工公司、上海焦化有限公司、上海寶鋼化工有限公司、武漢鋼鐵集團(tuán)焦化有限公司、上海梅山化工公司、還有馬鋼、濟(jì)鋼、宣鋼、太 鋼、本鋼等。 第三章 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模 產(chǎn)品方案 參照國(guó)內(nèi)現(xiàn)有 粗酚 加工裝置，加工 10000 噸 粗酚 的大致產(chǎn)品方案見下表： 10000 噸 /年 粗酚 加工裝置產(chǎn)品方案 序號(hào) 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)量（ 噸 /年 ） 產(chǎn)品價(jià)格（元 /噸） 1 苯酚 2800 10000 2 鄰甲酚 1100 16000 3 間甲酚 3200 35000 4 混合甲酚 561 10000 5 二甲酚 495 16000 6 酚渣燃料油 1844 1800 合計(jì) 10000 噸 7 生產(chǎn)規(guī)模 原料粗酚單套裝置 年加工量為 10000 噸， 年操作天數(shù)為 330 天，8000 小時(shí)。 企業(yè)員工共計(jì) 150 人，其中管理人員 18 人。 第四 章 主要原料物料消耗 主要原材料需求量 本裝置所需原料這煤焦油蒸餾得到的酚油以及輕油、萘油洗滌脫酚的酚鹽，可由 30 萬(wàn)噸 /煤焦油加工裝置 （或外購(gòu)） 供應(yīng)。此外，年需焦?fàn)t氣（ CO2 含量天 15～ 20%） 5400 萬(wàn)立方米。需 10～ 15%氫氧化鈉 3600 噸（折百） 燃料及公用工程需求量 名稱及規(guī)格 單位 時(shí)耗 年耗 新鮮水 M3 萬(wàn) 循環(huán)水 M3 540 432 萬(wàn) 電 KWh 600 480 萬(wàn) 蒸汽（ ） t 7 萬(wàn) 氮?dú)猓?） Nm3 24 萬(wàn) 第五章 工藝技術(shù)方案 、餾分洗滌 由于酚類化合物帶有酚羥基，具有弱酸性，能同堿反應(yīng)生成酚鈉鹽，因而可用氫氧化鈉水溶液將酚從焦油餾分中萃取出來(lái)。工業(yè)上 粗酚 的提取都是采用 10%～ 15%的 NaOH 水溶液洗滌焦油餾分而得到 粗酚 。 8 理論上每千克 粗酚 需用 100% NaOH 千克，實(shí)際 上生產(chǎn)中性酚鈉只需 。堿洗過程中得到的中性酚鈉，游離堿小于 %，含酚20%～ 25%。 餾分洗滌工藝有間歇洗滌和連續(xù)洗滌兩種工藝。間歇洗滌采用分批在反應(yīng)器內(nèi)處理餾分，工藝操作靈活方便，洗滌次數(shù)和反應(yīng)時(shí)間可以靈活掌握，因而國(guó)內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)均采用間歇洗滌工藝。連續(xù)洗滌工藝處理量大，占地面積小，而且是采用酸堿交替洗滌，以脫除餾分中酚類和鹽類化合物，但相對(duì)間歇洗滌工藝，其酸堿耗量稍高。根據(jù)裝置 原料供應(yīng)情況和工藝技術(shù)特點(diǎn)，本方案采用間歇式洗滌工藝， 、 酚鈉溶液凈化 堿洗脫酚后得到中性酚鈉溶液， 經(jīng)酚鈉精制以洗去含量約 1～ 3%的中性油、萘和吡啶堿等雜質(zhì) 。酚鈉精制工藝有蒸吹法和輕油洗凈法，一般采用蒸吹法 。 中性酚鈉溶液依次與脫油塔底約 110℃ 的凈酚鈉和塔頂約 100℃ 的餾出物換熱到案 90℃ ，進(jìn)入第一層淋降板，經(jīng)過汽提從塔底得到凈酚鈉。塔底凈酚鈉與原料 粗酚 鈉換熱后，溫度為 70℃ ，泵入凈酚鈉槽，作為酚鈉分解的原料。經(jīng)與中性酚鈉換熱后的塔頂餾出物進(jìn)入冷凝器，冷凝液流入分離槽進(jìn)行油水分離。脫油塔需要的熱量由重沸器循環(huán)加熱塔底油供給，熱源為蒸汽。為了吹出油分離槽油水分離的效果，可將密度較小的焦油輕油加入吹出油中，并 用泵進(jìn)行由吹出油槽到油水分離槽的循環(huán)，當(dāng)分離效果較差時(shí)，還可以直接向油水分離槽加入新輕油，以改善油水分離效果。酚鈉溶液經(jīng)蒸吹凈化后，送往下一步分解工序。 9 、酚鈉分解 酚鈉鹽屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，可以通過采用比酚酸性強(qiáng)的酸將其分解，工業(yè)上一般采用硫酸分解法和二氧化碳分解法。硫酸分解法得到和產(chǎn)品不易磺化，反應(yīng)不激烈，分解完全，煙霧逸出較少，操作環(huán)境較好。但設(shè)備與管道腐蝕嚴(yán)重，且硫酸鈉廢水處理困難。二氧化碳分解法無(wú)廢液排放，堿液可循環(huán)使用，只是工藝路線較長(zhǎng)，相對(duì)于硫酸法較煩瑣。由于二氧化碳可由焦?fàn)t煙道氣或石灰窯中 獲得，也可從高爐煤氣燃燒的廢氣中獲得。為充分合理利用資源，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，本項(xiàng)目推薦采用二氧化碳分解法，分解率高（可到 95%左右），產(chǎn)生的碳酸鈉溶液可用于焦油蒸餾裝置。來(lái)自上步工序的凈酚鈉鹽進(jìn)入氣泡分解塔中與二氧化碳?xì)怏w并流接觸并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成 粗酚 和碳酸鈉。 、 粗酚 預(yù)處理 主要是脫水脫渣，其目的是為了縮短精餾時(shí)間和避免高沸點(diǎn)樹脂狀物熱聚合。 粗酚 置入脫水釜內(nèi)，在常壓下用蒸汽間接加熱脫水，脫出的酚水經(jīng)冷凝冷卻和油水分離后，繼續(xù)加熱進(jìn)行脫渣操作，直至苯酚、甲酚、二甲酚全部餾出為止。餾出的餾分作為精餾原料。 、 粗酚 精餾 精餾分常壓精餾和減壓精餾， 粗酚 精餾有間歇精餾和連續(xù)精餾。為防止 粗酚 在高溫下分解和高沸點(diǎn)酚的聚合結(jié)渣，本方案選用 粗酚 間歇減壓精餾工藝，以降低熱量消耗、防止酚聚合、提高產(chǎn)品質(zhì)量。脫水脫渣后的 粗酚 ，進(jìn)入精餾塔，進(jìn)行精餾提煉得苯酚、間甲酚、鄰甲酚和混二甲酚等產(chǎn)品 10 第六章 國(guó)內(nèi)外生產(chǎn) 技術(shù)分析對(duì)比與現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)技術(shù)分析對(duì)比 目前世界上，除了天然分離法之外，生產(chǎn)鄰甲酚的方法，主要有氣相苯酚甲基化法和鄰氯甲苯水解法；生產(chǎn)間甲酚的方法，主要有異丙基甲苯氧化法、鄰氯甲苯水解法和間甲苯胺重 氮化法。 天然分離法、異丙基甲苯氧化法生產(chǎn)甲酚的利潤(rùn)空間都不大，國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)氣相苯酚甲基化法、異丙基甲苯氧化法的技術(shù)難點(diǎn)還不一定完全解決。雖然有單位研究苯酚甲基化法和引進(jìn)異丙基甲苯