【正文】 1 項(xiàng)目名稱： 4萬噸 /年甲乙酮裝置 項(xiàng)目設(shè)計(jì) 建設(shè)單位： 中煤集團(tuán) 設(shè)計(jì)單位：衢州學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院 企業(yè)性質(zhì)： 股份制企業(yè) 建設(shè)地點(diǎn) ：山西省原平市循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園區(qū) 20xx年 7月 20日編制 2 項(xiàng)目緒論 項(xiàng)目概覽 本項(xiàng)目為中煤能源 集團(tuán)有限公司擴(kuò)建 年產(chǎn) 6萬噸丁烯制丁酮生產(chǎn)裝置，建廠于山西 原平 市 煤化工循環(huán)經(jīng)濟(jì) 工業(yè)園區(qū) ,項(xiàng)目以煤基混合碳四為初始原料和 萃取劑進(jìn)行萃取精餾， m(N甲酰嗎啉 )/m(MEK)為 1:1.。進(jìn)入丁烯水合法單元操作，用低溫導(dǎo)熱油將脫鹽水合正丁烯加熱至 145℃，水合反應(yīng)在離子交換樹脂催化劑作用下進(jìn)行，生成的仲丁醇由水合塔頂排出，未反應(yīng)的除鹽水返回水處理裝置處理后循環(huán)使用。導(dǎo)入仲丁醇粗制單元操作后仲丁醇中的仲丁醚，叔丁醇和水在共沸塔中形成三元共 3 沸，從塔頂排出。從共沸塔塔釜排出的物料進(jìn)入精制塔，將重質(zhì)物除去后，從精制塔塔頂可 獲得純度不低于 99%的仲丁醇。 ， 氣相脫氫采用氧化鋅或鋅銅合金為催化劑 , 將仲丁醇加熱氣化 , 在反應(yīng)溫度 355—375℃ 、反應(yīng)壓力 下 , 于脫氫反應(yīng)器中進(jìn)行脫氫反應(yīng) , 反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷凝分離得到甲乙酮。 鑒于石油、天然氣、煤等的化石類自然資源的有限性日漸突出，對(duì)以上述資源為原料的初加工烴產(chǎn)物進(jìn)行深度利用，已成為烴化工行業(yè)提高資源利用率和綜合經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展所面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)。其中混合 C4烴類的綜合利用技術(shù)則是我國烴化工科技界的一個(gè)研發(fā)熱點(diǎn)。由于現(xiàn)在國際國內(nèi)原油市場(chǎng)震蕩不安，以石油及其下游產(chǎn) 品為原料的產(chǎn)品就會(huì)受到牽制，為了緩解市場(chǎng)需求，可以利用煤基 C4 作為一些具有市場(chǎng)前景產(chǎn)品的生產(chǎn)原料，并對(duì)其進(jìn)行生產(chǎn)那些所需產(chǎn)品。 設(shè)計(jì)根據(jù) 及原則 本組編制的可行性報(bào)告 化工工程設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定 國家建設(shè)、建筑、環(huán)保等相關(guān)政策 ,以生產(chǎn)安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性為前提，嚴(yán)格遵照相關(guān)章程和規(guī)定。 廠區(qū)平面布置以安全合理、環(huán)境優(yōu)美為目標(biāo)，滿足相關(guān)安全規(guī)定和細(xì)則，并充分考慮擴(kuò)建的可能性。 合理安排熱集成，盡可能降低能耗。 4 項(xiàng)目意義 及相關(guān)指標(biāo) 該項(xiàng)目的成功投產(chǎn)將在 原平 市煤化工循環(huán)經(jīng)濟(jì) 工業(yè) 園區(qū) 形成以 混合煤基 C4為核心的 上下游制造加工產(chǎn)業(yè)鏈，從而拓展以煤炭為基礎(chǔ)原料的“煤基多聯(lián)產(chǎn)”業(yè)務(wù)，帶動(dòng) 原平 市乃至整個(gè) 山西 省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在未來幾年下游產(chǎn)能擴(kuò)張的強(qiáng)大需求面前我們將適時(shí)擴(kuò)產(chǎn)，力足國內(nèi)，穩(wěn)步挺進(jìn)國際市場(chǎng)。 甲乙酮 (甲乙酮 )是一種優(yōu)良的溶劑，是精細(xì)化工的重要原料。其主要應(yīng)用于涂料生產(chǎn)中的溶劑，潤(rùn)滑油脫蠟，磁帶清洗，涂料剝離劑，抗結(jié)皮劑和油墨生產(chǎn) 等領(lǐng)域。目前全世界甲乙酮年生產(chǎn)能力為 120 萬噸左右，雖然我國甲乙酮最近幾年的 發(fā)展速度比較快，但產(chǎn)量仍不能滿足國內(nèi)需求。隨著我國化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，國民 經(jīng)濟(jì)對(duì)甲乙酮的需求矛盾將日益突出。 4 萬噸 /年甲乙酮裝置工程設(shè)計(jì)范圍及單項(xiàng)工程見表 11。 4 萬噸 /年甲乙酮裝置主要單項(xiàng)工程一覽表 11 5 序號(hào) 主項(xiàng)名稱 規(guī)模 備注 一 生產(chǎn)裝置 1 甲乙酮裝置 丁烯水合單元、仲丁醇精制單元、工藝水處理設(shè)施、蒸汽凝液回收系統(tǒng)等甲乙酮合成與精制 二 輔助設(shè)施 1 消防系統(tǒng)及地下管網(wǎng) 包括排污水管網(wǎng) 2 變配電室 3 現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間 4 總圖 包括廠 區(qū)地平、道路、綠化、雨排等 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 4 萬噸 /年甲乙酮裝置的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表 12。 6 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 規(guī) 格 單位 數(shù)量 備注 1 生產(chǎn)規(guī)模 甲乙酮 ≥ wt％ 噸 /年 40000 2 產(chǎn)品方案 2.1 產(chǎn)品：甲乙酮 甲乙酮 ≥ wt％ 104 噸 /年 4 全部為商品 2.2 副產(chǎn)品：粗仲丁醚 104 噸 /年 7 全部為商品 2.3 副產(chǎn)品：粗叔丁醇 104 噸 /年 2 全部為商品 2.4 副產(chǎn)品 ：重組份 104 噸 /年 4 全部為商品 7 2.5 副產(chǎn)品：氫氣 氫氣 ≥ 98 wt％ 104 噸 /年 2 全部為商品 3 年操作時(shí)間 小時(shí) 8000 4 主要原材料用量 4.1 丁烯 丁烯 ≥ 98 wt％ 104 噸 /年 4 4.2 NaOH 溶液 30wt％ NaOH 溶液 噸 /年 30 4.3 鹽酸溶液 噸 /年 10 5 主要公用工程用量 5 供水 8 .1 5.1.1 循環(huán)冷卻水 t=33℃ ＝ 10℃ 噸 /小時(shí) 2420 5.1.2 新鮮水 噸 /小時(shí) 5 5.1.3 消防水 噸 /小時(shí) 1080 5.2 年耗電量 千瓦小時(shí)/年 8 9 項(xiàng)目可行性分析 通過可行性研究論證后，從經(jīng)濟(jì)利益角度上，本項(xiàng)目?jī)?nèi)部收益率為 45%。但是，其前提是能夠 保證國家相關(guān)優(yōu)惠政策及時(shí)到位、充足的原料供應(yīng)、產(chǎn)品的銷售價(jià)格和足夠的市場(chǎng)（包括出口）以及相關(guān)工業(yè)項(xiàng)目能夠得到共同開發(fā)。其中，原料供應(yīng)充足、國家各項(xiàng)優(yōu)惠政策及時(shí)到位是盈 利的主要控制因素。 項(xiàng)目審核 經(jīng)過可行性分析本項(xiàng)目從產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局、發(fā)展重點(diǎn)、原料來源、水資源平衡、運(yùn)輸安全、環(huán)境保護(hù)、項(xiàng)目管理和風(fēng)險(xiǎn)防范等方面，基本符合國家跟化工行業(yè)相關(guān)的規(guī)范和要求 。 5.3 供汽 5.3.1 中壓蒸汽 噸 /小時(shí) 10 產(chǎn)品及原料方案 產(chǎn)品方案：主產(chǎn)品甲乙酮，質(zhì)量分?jǐn)?shù)純度大于等于 %，烷烴類雜質(zhì)小于等于 % 原料方案： 煤基混合碳四中丁烯，質(zhì)量分?jǐn)?shù) %。 危險(xiǎn)品一覽表 主要危險(xiǎn)品一覽表 危險(xiǎn)品 熔點(diǎn)℃ 沸點(diǎn)℃ 閃點(diǎn)℃ 爆炸極限 %（ V/V） 下限上限 毒性 危險(xiǎn)標(biāo)記 甲乙酮 9 — 低毒類 7 仲丁醇 24 — — 7 叔丁醇 11 —— 8 微毒類 — 氫氣 — 4—— 75 無毒類 — 11 辛酮 — 173 —174 — — — — 己烷 —— — 易燃具有刺激性 正丁烯 80 ——10 — — 異丁烯 77 —— 慢性毒性 — 2丁烯 139 73 —— 慢性毒性 — 丁二烯 — — 慢性毒性 — 丙烷 104 —— — 易燃?xì)怏w 丙烯 108 — — 易燃?xì)怏w 12 丙炔 — —— 慢性毒性 易燃具有刺激性 第 一 章 市場(chǎng)預(yù)測(cè) 產(chǎn)品供需預(yù)測(cè) 一 、產(chǎn)品概況 甲乙酮（甲乙酮） 甲乙酮 (Methyl Ethyl Ketone，簡(jiǎn)稱甲乙酮 )又名甲基乙基甲酮、 2丁 13 酮，是 一種性能優(yōu)良，用途廣泛的有機(jī)溶劑，具有優(yōu)異的溶解性和干燥特性，其溶解能 力與丙酮相當(dāng)，且具有沸點(diǎn)較高、蒸汽壓較低的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)各種天然樹脂、纖維素 酯類、合成樹脂等具有良好的溶解性能。甲乙酮可與多種烴類溶劑互溶并對(duì)其固 含量和粘度不產(chǎn)生影響，在涂料、膠帶、膠粘劑、合成革、油墨、磁帶等工業(yè)部 門具有廣泛的用途。此外，甲乙酮也是一種重要的精細(xì)化工原料，可用于生產(chǎn)過 氧化甲乙酮、與甲醛縮合得到甲 基烯丙基酮、與丙酮縮合生成甲基戊基酮、與羥 胺縮合生成甲乙酮肟、氧化生成丁二酮、與檸檬醛反應(yīng)可制得甲基假紫羅蘭酮， 進(jìn)一步環(huán)化生成甲基紫羅蘭酮等化工產(chǎn)品，廣泛用作香料、催化劑、涂料的抗脫 皮劑、抗氧劑以及阻蝕劑等。 二、供需分析預(yù)測(cè) 甲乙酮 甲乙酮自 20 世紀(jì) 60 年代實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以來，其產(chǎn)量以年均 5％ 10％的速 度遞增。 20xx 年世界甲乙酮（甲乙酮）生產(chǎn)能力為 萬噸 /年。當(dāng)時(shí)，甲乙酮 的生產(chǎn)與消費(fèi)主要集中在美國、西歐、日本等工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)。按公 司能力持有量統(tǒng)計(jì)，埃 克森美孚化學(xué)公司占 20%、丸善石化公司占 12%、沙索公司 （南非）占 9%、臺(tái)灣合成化學(xué) 14 公司占 7%、東燃化學(xué)公司占 7%、殼牌化學(xué)公司占 6%、其他公司占 37%。 20xx 年全球主要甲乙酮生產(chǎn)能力為 134 萬噸 /年。其中日本 丸善石化公司的 17 萬噸 /年裝置是目前世界上最大的甲乙酮生產(chǎn)裝置。美國是當(dāng) 時(shí)世界上甲乙酮最大的生產(chǎn)國和消費(fèi)國，其消費(fèi)結(jié)構(gòu)為涂料占 58%，粘合劑占 11%、磁帶占 4%、化工中間體占 7%、潤(rùn)滑油脫蠟占 %、印刷油墨占 8%、其他占 10%。我國甲乙酮主要消費(fèi)在 涂料和粘合劑等多個(gè)領(lǐng)域，此外在潤(rùn)滑油脫蠟、磁 帶、油墨、合成革以及化工產(chǎn)品的生產(chǎn)方面也有一定的消費(fèi)量。我國甲乙酮的生 產(chǎn)開始于 20 世紀(jì) 60 年代， 20xx 年，我國甲乙酮的總生產(chǎn)能力約為 萬噸，約占世界甲乙酮總生產(chǎn)能力的 %。到 20xx 年，中國甲乙酮產(chǎn)能約為 萬噸。 隨著生產(chǎn)能力的增加，我國甲乙酮的產(chǎn)量也在不斷增加。 1995 年我國甲乙酮的產(chǎn) 量只有 萬噸， 20xx 年增加到約 萬噸， 20xx 年我國甲乙酮產(chǎn)量約為 12萬 噸 ， 20xx 年 我 國 甲 乙 酮 的 產(chǎn) 量 已 經(jīng) 達(dá) 到 了 27 萬 噸 。 20xx 年以來，由于供應(yīng)吃緊，亞洲甲乙酮 (甲乙酮 )現(xiàn)貨價(jià)格持續(xù)上漲。東南亞價(jià) 格由 2 月中旬的 10501100 美元 /噸上漲至 1200 美元 /噸，東北亞價(jià)格達(dá) 1300 美 15 元 /噸左右。原料 C4 價(jià)格持續(xù)上漲，使生產(chǎn)商很難提高開工率，因而預(yù)計(jì)未來亞 洲甲乙酮市場(chǎng)供應(yīng)偏緊的局面仍將繼續(xù)。由于美國經(jīng)濟(jì)逐漸恢復(fù)，市場(chǎng)需求增 加，甲乙酮進(jìn)口量大增，而且大部分來自歐洲；由于歐洲出口的產(chǎn)品絕大部分進(jìn) 入了美國市場(chǎng)，進(jìn)而造成亞洲市場(chǎng)供應(yīng) 更加緊張。此外，亞洲最大的甲乙酮生產(chǎn) 商 —— 丸善石化決定于 5 月初至 6 月初對(duì)位于日本千葉的 17 萬噸 /年甲乙酮裝置 進(jìn)行計(jì)劃?rùn)z修，該裝置是目前世界上最大的甲乙酮生產(chǎn)裝置。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前年全 球甲乙酮產(chǎn)能約為 萬噸 /年，而實(shí)際需求約為 120 萬噸 /年。20xx20xx 年世 界甲乙酮需求年增長(zhǎng)率僅為 %，預(yù)計(jì)到 20xx 年將達(dá)到 150 萬噸。中國將繼續(xù)引 領(lǐng)世界甲乙酮需求增長(zhǎng)，而不包括日本在內(nèi)的亞洲其他地區(qū)需求年增長(zhǎng)率約為 3%。我國目前已經(jīng)成為全球最大的甲乙酮消費(fèi)市場(chǎng)，甲乙 酮最大的兩個(gè)下游消費(fèi) 領(lǐng)域涂料行業(yè)和膠粘劑行業(yè)快速發(fā)展，甲乙酮消費(fèi)增長(zhǎng)一直保持較高的速度，遠(yuǎn) 遠(yuǎn)高于國外甲乙酮的增長(zhǎng)速度，未來幾年需求增速將保持 5%10%。我國經(jīng)濟(jì)持續(xù) 高速增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程逐步加快，加大了建筑、房地產(chǎn)、汽車、油墨、交通、制 鞋、包裝、印刷、玻璃鋼等行業(yè)的發(fā)展空間，加速推動(dòng)了其上游涂料、膠粘劑、 潤(rùn)滑油脫蠟等行業(yè)對(duì)甲乙酮市場(chǎng)持續(xù)旺盛的需求。由于甲乙酮用途廣泛，連續(xù)多 年來市場(chǎng)保持著兩位數(shù)的增長(zhǎng)。 20xx20xx 年平均年增長(zhǎng)率達(dá)到 14％， 16 未來發(fā)展 空間仍然很大，預(yù)計(jì)到 20xx 年將 超過 40 萬噸 /年 。 20xx年世界甲乙酮的主要生產(chǎn)廠家見表 11 生產(chǎn)廠家 生產(chǎn)能力（萬噸 /年） 生產(chǎn)工藝 17 美國?？松梨诨瘜W(xué)公