【正文】 由于生產(chǎn)中接觸腐蝕性物料，以及產(chǎn)品潔凈的要求，因此采用不銹鋼設(shè)備較多，材質(zhì)以 SS304 為主，個(gè)別條件苛刻情況下為 SS316。 湖北宜化化工股份有限公司年產(chǎn) 3 萬(wàn)噸 BDO 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 五 環(huán) 科 技 股 份 有 限 公 司 41 經(jīng)比較，國(guó)外幾家公司都有先進(jìn)、成熟的生產(chǎn)工藝，有不同規(guī)模的生產(chǎn)裝置和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。 催化劑 出料不帶走催化劑， 壽命一年以上，連續(xù)生產(chǎn)中不需補(bǔ)充。但這些工藝尚處于開(kāi)發(fā)階段，僅在百?lài)嵓?jí)裝置上進(jìn)行試生產(chǎn)，尚未建成大型生產(chǎn)裝置。 Davy 工藝目前又稱(chēng) DPT(Davy Process Technology)工藝。 （ 4）順酐法 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，隨著正丁烷氧化制順酐技術(shù)的發(fā)展，順酐的生產(chǎn)成本有所降低，因此以順酐為原料生產(chǎn) BDO 的工藝路線日益受到重視。第一步由 乙炔和甲醛在由 4 個(gè)淤漿床反應(yīng)器相串聯(lián)成的合成反應(yīng)器中，采用改良的銅催化劑，在 70－ 90℃和 － 條件下反應(yīng)生成丁炔二醇。反應(yīng)物經(jīng)過(guò)濾、離心分離，將催化劑送回反應(yīng)器循環(huán)使用，含丁炔二醇濾液送提純塔， 脫掉丙炔醇后得 35％的丁炔二醇水溶液。 表 43 干法乙炔與濕法乙炔工藝對(duì)比表 對(duì)比內(nèi)容 干法乙炔 濕法乙炔 乙炔收率 ＞ ％ 96％ 乙炔純度 99％ 99％ 電石渣含水量 4－ 12％ 90％ 電石渣處理人工 無(wú) 30 人 電石渣處理設(shè)備 無(wú) 投資 1000萬(wàn)元 渣漿處理設(shè)備 無(wú) 770kw 污水排放 無(wú) － 電石渣用途 采用干法水泥直接使用 用回轉(zhuǎn)窯烘干， 53元 /噸 加料 連續(xù)，無(wú)乙炔排出 斷續(xù)，需置換，有乙炔排出 排渣 連續(xù) 斷續(xù) 故障 立即停止反應(yīng) 反應(yīng)不可控 湖北宜化化工股份有限公司年產(chǎn) 3 萬(wàn)噸 BDO 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 五 環(huán) 科 技 股 份 有 限 公 司 28 工藝流程和消耗定額 工藝流程簡(jiǎn)述 干法乙炔發(fā)生是用略多于理論量的水以霧態(tài)噴在電石粉上，使之水解，產(chǎn)生的電石渣為含水量 4％～ 10％干粉末，粗乙炔含水量為75％ ，反應(yīng)溫度氣相為 90100℃ ，固相為 100～ 110℃ ，水與電石的比例約為 (1～ 1． 8)： 1，反應(yīng)熱由水汽化帶走，經(jīng)由非接觸式換熱器傳給循環(huán)水 (沒(méi)有溶解損失 )，電石的粒徑小于 5mm，水解率大于％ ，乙炔收率大于 98． 5％。甲醛的濃度可以在產(chǎn)品出料管線上自動(dòng)調(diào)配。 項(xiàng)目選擇鐵鉬法，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)工藝技術(shù)。 （ 2）鐵鉬法 鐵鉬法是在空氣過(guò)量的條件下使甲醇轉(zhuǎn)化生產(chǎn)甲醛，反 應(yīng)溫度低，約 250400℃，甲醇轉(zhuǎn)化率為 9294%，不需設(shè)甲醇蒸餾回收系統(tǒng)。成為僅次于 PBT 的第二大用戶(hù)。目前國(guó)內(nèi) PBT 的主要原料 1， 4 丁二醇基本依賴(lài)進(jìn)口 ，因此其生產(chǎn)成本受?chē)?guó)際市場(chǎng)影響較大。 20xx年公司第湖北宜化化工股份有限公司年產(chǎn) 3 萬(wàn)噸 BDO 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 五 環(huán) 科 技 股 份 有 限 公 司 15 二套 1， 4丁二醇生產(chǎn)裝置建成投產(chǎn)。 1， 4 丁二醇的產(chǎn)品用途 （ 1） 1,4丁二醇是一種重要的有機(jī)化工和精細(xì)化工原料，是生產(chǎn)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯 (PBT)工程塑料和 PBT 纖維的基本原料； PBT塑料是最有發(fā)展前途的五大工程塑料之一。 20xx年公司生產(chǎn)規(guī)模為：合成氨 45 萬(wàn)噸 /年、尿素 60 萬(wàn)噸 /年、季戊四醇 6 萬(wàn)噸 /年、聚氯乙烯 12 萬(wàn)噸 /年、離子膜燒堿 12 萬(wàn)噸 /年、鹽酸 4萬(wàn)噸 /年、液氯 6 萬(wàn)噸 /年。 編制原則 1）結(jié)合 宜化化工股份有限公司的實(shí)際情況，新建 3萬(wàn)噸 /年 BDO 生產(chǎn)裝置。同時(shí)合理安排建設(shè)工期，做 到工期合理有序，做到少投資，早見(jiàn)效益。 （ 3）本項(xiàng)目在正常生產(chǎn)情況下產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣的量很少，通過(guò)治理達(dá)到國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后排放。據(jù)四川天華銷(xiāo)售公司李經(jīng)理介紹，該公司產(chǎn)品部分采用船運(yùn)至沿江市場(chǎng)。 20xx年消耗 1，4 丁二醇約為 4 萬(wàn)噸，其中 PBT約消費(fèi) 萬(wàn)噸，占 37%； PU 約 6000噸，占 15%； THF7500 噸，占 19%； GBL6000 噸，占 15%。 我國(guó) GBL 主要用于生產(chǎn) N甲基 2吡咯烷酮（ NMP）、 2吡咯烷酮、 N乙烯基 2吡咯烷酮（ NVP）、聚乙烯基 2吡咯烷酮（ PVP）等，其中 N甲基 2吡咯烷酮占 GBL總耗量的 50%左右。甲醇含量可以在蒸餾過(guò)程中調(diào)節(jié)，甲醇含量可以達(dá) 到 1%左右。 工藝技術(shù)方案的比較和選擇理由 根據(jù)技術(shù)概況說(shuō)明，現(xiàn)對(duì)鐵鉬催化劑法和銀催化劑法的技術(shù)進(jìn)行比較，見(jiàn)表 41 。這些反應(yīng)熱由管殼中處于沸騰狀態(tài)的導(dǎo)熱油帶出。 表 43 甲醛 主要設(shè)備一覽表 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 單位 數(shù)量 材料 1 甲醛反應(yīng)器 臺(tái) 1 不銹鋼 2 第一吸收塔 臺(tái) 1 不銹鋼 3 第二吸收塔 臺(tái) 1 不銹鋼 4 甲醇蒸發(fā)器 臺(tái) 1 不銹鋼 5 催化焚燒反應(yīng)器 臺(tái) 1 不銹鋼 6 導(dǎo)熱油系統(tǒng) 臺(tái) 1 碳鋼 7 高壓鼓風(fēng)機(jī) 臺(tái) 2 不銹鋼 湖北宜化化工股份有限公司年產(chǎn) 3 萬(wàn)噸 BDO 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 五 環(huán) 科 技 股 份 有 限 公 司 27 乙炔裝置 工藝技術(shù)方案選擇 工業(yè)上用電石生產(chǎn)乙炔有干法和濕法兩種生產(chǎn)工藝技術(shù)。現(xiàn)有合成氨裝置中只有股份加上 813才能滿足弛放氣量的要求。 b. 改良 Reppe 法 改良的 Reppe 法生產(chǎn)工藝 通常采用淤漿床或懸浮床工藝。不足之處是生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)，投資大，水蒸汽消耗高，只有在合理的規(guī)模情況下才具有競(jìng)爭(zhēng)力。采用該工藝生成的中間產(chǎn)品順酐氣體用水吸收制成順酐水溶液，再將此溶 液經(jīng)液相加氫生成 BDO。 東北制藥總廠采用 常壓炔醛法淤漿床工藝合成丁炔二醇，其工藝相似于 GAF 工藝，該廠采用 6 臺(tái)串聯(lián)反應(yīng)器間歇操作，催化劑經(jīng)冷卻、過(guò)濾、活化后循環(huán)使用。 帶攪拌的槽式反應(yīng)器，通過(guò)內(nèi)冷蛇管散熱。 第一段 ～ ， 第二段 14～ 21。該水溶液再經(jīng)離子交換單元用特殊的離子交換樹(shù)脂除去丁炔二醇溶液中的所有離子，作為加氫的原料 。 變送器采用二線制。 工藝流程及消耗定額 工藝流程簡(jiǎn)述 新鮮和循環(huán)乙炔氣由反應(yīng)器下部，新鮮和循環(huán)的甲醛水溶液由反應(yīng)器上部通入四個(gè)串聯(lián)帶攪拌的釜式反應(yīng)器中，催化劑呈漿液狀態(tài)，在溫度 90～ 100℃ 、 乙炔分壓 ～ 下進(jìn)行炔化反應(yīng)。 兩段加氫均為高壓固定床反應(yīng)器。下面對(duì)改良法的幾種工藝進(jìn)行對(duì)比 。 1995 年，上海吳湖北宜化化工股份有限公司年產(chǎn) 3 萬(wàn)噸 BDO 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 五 環(huán) 科 技 股 份 有 限 公 司 38 凇化工廠在原有基礎(chǔ)上利用炔 醛法技術(shù)建成國(guó)內(nèi)當(dāng)時(shí)規(guī)模最大的 BDO 生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)能力為 20xx 噸 /年。由 BP 化學(xué)公司和德國(guó)魯奇公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的 BP/魯奇 Geminox 新工藝也屬于順酐直接加氫法。同時(shí)，半水解產(chǎn)物 1， 2乙酰氧基 4羥基丁烷脫乙酸環(huán)化生成 THF，乙醇可循環(huán)使用。由于傳統(tǒng) Reppe 法存在上述諸多缺點(diǎn)，許多化學(xué)工作者對(duì) Reppe 法進(jìn)行了大量改進(jìn)，形成了改良的 Reppe 法生產(chǎn)工藝。 膜提氫工藝只實(shí)用于沒(méi)有或只有微 量 CO2 存在的氣體中提氫（如合成弛放氣），還需采用二級(jí)膜提氫。 本裝置共有設(shè)備 35臺(tái)，其中反應(yīng)器 2臺(tái)，塔類(lèi) 2臺(tái)，容器換熱器類(lèi) 12 臺(tái)，機(jī)泵 15 臺(tái)。 反應(yīng)器類(lèi)似于管殼式換熱器，管中充滿催化劑，管殼為聯(lián)苯基導(dǎo)熱油（ HTF）。 國(guó)內(nèi)技術(shù)水平 湖北宜化化工股份有限公司年產(chǎn) 3 萬(wàn)噸 BDO 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 五 環(huán) 科 技 股 份 有 限 公 司 22 目前，國(guó)內(nèi)工業(yè)甲醛一般采用銀法生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)了四十多年的發(fā)展，在生產(chǎn)規(guī)模及技術(shù)上都有了很大的進(jìn)展。 a. 甲醇循環(huán)工藝 甲醇循環(huán)工藝是甲醇不完全轉(zhuǎn)化法，是在較低的溫度下（ 500℃） 使甲醇不完全轉(zhuǎn)化，一般甲醇轉(zhuǎn)化率只有 55%，由于溫度低，副反應(yīng)少，沒(méi)有轉(zhuǎn)化的甲醇采用蒸餾過(guò)程脫出并循環(huán)使用。 γ 丁內(nèi)酯（ GBL），目前我國(guó) GBL 的生產(chǎn)廠家有 20 家左右，生產(chǎn)能力約 6000 噸 /年。其產(chǎn)品均符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，在密封包裝和不遇熱條件下貯存時(shí)間不受限制，自然條件下，不爆炸、不自燃、但具可燃性。 湖北宜化化工股份有限公司年產(chǎn) 3 萬(wàn)噸 BDO 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 五 環(huán) 科 技 股 份 有 限 公 司 7 研究結(jié)論 （ 1） 宜化化工股份有限公司年產(chǎn) 3萬(wàn)噸 BDO項(xiàng)目的建設(shè)充分依托公司現(xiàn)有條件，調(diào)整公司精細(xì)化工產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，有利于進(jìn)一步提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)生存的命脈。 湖北宜化化工股份有限公司年產(chǎn) 3 萬(wàn)噸 BDO 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 五 環(huán) 科 技 股 份 有 限 公 司 5 3）采 用先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)并注重生產(chǎn)技術(shù)的適用性。 項(xiàng)目建設(shè)的必要性、有利條件和意義 3 萬(wàn)噸 /年 BDO項(xiàng)目采用以電石為原料的工藝路線。氨綸主要用于生產(chǎn)高級(jí)運(yùn)動(dòng)服、游泳衣等高彈性針織品。 山東佳泰石油化工有限公司 該公司采用現(xiàn)代高新技術(shù)，充分利用勝利油田的產(chǎn)品資源優(yōu)勢(shì)，以開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)高附加值的精細(xì)化工產(chǎn)品為主，年產(chǎn)順丁烯二酸酐 (順酐 )15000噸、 1,4丁二醇 20xx0噸、四氫呋喃 20xx噸、 γ 丁內(nèi)酯5000 噸。預(yù)計(jì)到 20xx年P(guān)BT的生產(chǎn)能力將達(dá)到 78萬(wàn)噸，需消費(fèi) 1,4丁二醇約 。 20xx年以來(lái)， BDO 市場(chǎng)均價(jià)在 220xx元 /噸 以上 ，目前價(jià)格 26000元 /噸?？梢灾苯由a(chǎn)制造樹(shù)脂的尿醛濃縮液（ UFC）。鑒于瑞典 Perstorp 公司在中國(guó)的業(yè)績(jī)，本報(bào)告暫按引進(jìn)瑞典Perstorp 公司的專(zhuān)利技術(shù)考慮，待經(jīng)過(guò)與有關(guān)專(zhuān)利商進(jìn)行技術(shù)交流及合同談判后確定。該系統(tǒng)可以降低氣體中的有害成分，以達(dá)到排放的環(huán)境要求。 CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca (OH)2 粗乙 炔氣經(jīng)冷卻清洗，除去里面的 S、 P后，乙炔氣體經(jīng)過(guò)冷卻器除去氣相中過(guò)飽和水分，純度為 %以上的精乙炔氣體送至 1,4丁二醇合成工序。其反應(yīng)過(guò)程如下： 炔化： HC≡ CH 十 2CH2O HOCH2C≡ CCH2OH 加氫： HOCH2C≡ CCH2OH + 2H2 HOCH2CH2CH2CH2OH 國(guó)外 BDO 技術(shù)的特點(diǎn) 國(guó)外工業(yè)化生產(chǎn) BDO 已有六、七十年的歷史，在這半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展歷史中，不同原料、不同工藝的 BDO 工業(yè)生產(chǎn)方法相繼出現(xiàn)，目前 國(guó)外主要 BDO 的生產(chǎn)工藝有： Reppe 法，順酐法，烯丙醇法和丁二烯法，現(xiàn)分述如下： （ 1） Reppe 法 湖北宜化化工股份有限公司年產(chǎn) 3 萬(wàn)噸 BDO 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 五 環(huán) 科 技 股 份 有 限 公 司 32 Reppe 法又稱(chēng)炔醛法，是生產(chǎn) BDO 的傳統(tǒng)方法。第二步是丁炔二醇首先在淤漿床內(nèi)、在 60－ 70℃和 2－ 條件下，采用改良的 ，加氫生成丁烯二醇和BDO，然后在填充反應(yīng)器中，在 120－ 150℃條件下以 Ni 為催化劑，丁烯二醇加氫轉(zhuǎn)化成 BDO。 a. 順酐直接加氫法 順酐直接加氫工藝于 20 世紀(jì) 70 年代由日本三菱油化和三菱化成公司開(kāi)發(fā)成功。 國(guó)內(nèi) BDO 技術(shù)的特點(diǎn) 目前國(guó)內(nèi) 1,4丁二醇合成工藝以國(guó)內(nèi)自行開(kāi)發(fā)的 Reppe法和引進(jìn)美國(guó) GAF 公司改良炔醛法（ ISP 技術(shù)）和杜邦公司技術(shù)為主，與國(guó)外先進(jìn)水平相比，國(guó)內(nèi)自主開(kāi)發(fā)技術(shù)有相當(dāng)大差距。但相對(duì)炔醛法而言，技術(shù)更滯后，至今甚至連百?lài)嵓?jí)裝置也沒(méi)有。 出料帶出催化劑，經(jīng)離心過(guò)濾回收催化劑返回反應(yīng)器。從引進(jìn)技術(shù)角度來(lái)看，炔醛法可以引進(jìn)美國(guó) ISP 技術(shù)或杜邦技術(shù)。 湖北宜化化工股份有限公司年產(chǎn) 3 萬(wàn)噸 BDO 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 五 環(huán) 科 技 股 份 有 限 公 司 43 表 49 BDO 主要 工藝設(shè)備一覽表 表 491 合成工段主要設(shè)備 名稱(chēng) 數(shù)量 材料 /形式 備注 乙炔低壓壓縮機(jī) 2 +CLAD W/316SS 國(guó)內(nèi)供貨 乙炔壓縮機(jī) 2 國(guó)內(nèi)供貨 SCHENK過(guò)濾器 2 304SS 國(guó) 外進(jìn)口 FUNDA過(guò)濾器 1 305SS 國(guó)外進(jìn)口 BYD 反應(yīng)器 4 襯 316LSS 國(guó)內(nèi)供貨（催化劑進(jìn)口） 表 492 加氫工段主要設(shè)備