【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ................................ 53 車間布置 .............................................................................................................. 54 結(jié)論 ...................................................................................................................................... 56 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................. 58 致謝 ...................................................................................................................................... 59 附錄 ...................................................................................................................................... 60 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄 XII 一文獻(xiàn) ........................................................................................................................... 60 二文獻(xiàn)翻譯 ................................................................................................................... 64 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章項(xiàng)目總論 1 第一章項(xiàng)目總論 項(xiàng)目名稱及背景 項(xiàng)目名稱 以丙烯為原料 HPPO 法設(shè)計(jì)年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸 PO 項(xiàng)目反應(yīng)工段。 項(xiàng)目背景 環(huán)氧丙烷是除了聚丙烯和丙烯腈以外的第三大丙烯衍生物 , 是重要的基本有機(jī)化工原料。主要用于聚醚多元醇、非離子表面活性劑、碳酸丙烯酯和丙二醇的生產(chǎn)。是精細(xì)化工產(chǎn)品的重要原料 , 廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、食品、煙草、醫(yī)藥及化妝品等行業(yè)。 20202020 年這 6 年間是國(guó)內(nèi)環(huán)氧丙烷新擴(kuò)建裝置投產(chǎn)最為集中的時(shí)期。截至2020 年我國(guó)環(huán)氧丙烷產(chǎn)能達(dá)到 萬(wàn)噸年由于部分規(guī)模較小的氯醇法裝置受制于國(guó)家環(huán)保政策和原料丙烯的缺乏開工率較低， 2020 年實(shí)際產(chǎn)量?jī)H約 110 萬(wàn)噸。 目前我國(guó)有 20 多家環(huán)氧丙烷生產(chǎn)企業(yè)其中產(chǎn)能較大的有中海殼牌、山東濱化、錦化氯堿、天津大沽石化、山東金嶺等，中石化鎮(zhèn)海煉化和利安德共建萬(wàn)噸年環(huán)氧丙烷裝置于 2020 年 6 月投產(chǎn)后成為世界和中國(guó)最大的環(huán)氧丙烷 /苯乙烯聯(lián)產(chǎn)裝置。 隨著聚氨酯工業(yè)的飛速發(fā)展 ，聚醚多元醇等衍生物國(guó)產(chǎn)化率將大幅提高，環(huán)氧丙烷的需求量仍會(huì)有較大的增長(zhǎng)，我國(guó)環(huán)氧丙烷的供需將仍很緊張。 2020 年初上海高橋石化 8 萬(wàn)噸 /年環(huán)氧丙烷裝置永久性關(guān)閉，氯醇法工藝的環(huán)保問(wèn)題使得未來(lái)產(chǎn)能擴(kuò)張有限環(huán)氧丙烷長(zhǎng)期供需偏緊的趨勢(shì)確定。 目前國(guó)內(nèi)部分環(huán)氧丙烷生產(chǎn)企業(yè) ，如山東東大、淄博永大、山東金嶺、南京金浦錦湖、江蘇鐘山化工等計(jì)劃擴(kuò)產(chǎn)；此外一些新建項(xiàng)目也在計(jì)劃中， 如山東?；?、煙臺(tái)萬(wàn)華、亨斯邁等環(huán)氧丙烷衍生品項(xiàng)目也在積極規(guī)劃中。 就國(guó)內(nèi)來(lái)看，未來(lái)幾年 PO 下游產(chǎn)品的消費(fèi)有一定程度的增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)聚醚多元醇沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章項(xiàng)目總論 2 發(fā)展相對(duì)較平穩(wěn) ,年消耗增長(zhǎng)率約為 5%,來(lái)年聚醚行業(yè)新投產(chǎn)、擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目較多。而其需求增長(zhǎng)速度放慢，因此國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力將遠(yuǎn)遠(yuǎn) 大于需求 ,即聚醚開工率依舊不會(huì)太高 ,競(jìng)爭(zhēng)將變得更加激烈；未來(lái)幾年國(guó)內(nèi)丙二醇的國(guó)產(chǎn)化率將大大提高 ,進(jìn)口貨源將逐漸被國(guó)產(chǎn)化替代 , PO 的需求增長(zhǎng)率將有小幅增長(zhǎng)。 未來(lái)，隨著中國(guó)新增生產(chǎn)能力的陸續(xù)開工，隨著世界丙烯和聚醚多元醇市場(chǎng)價(jià)格的起伏變化，國(guó)內(nèi)外 PO 產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。歐洲、南北美洲、非洲和澳洲變化不大，亞洲 PO 產(chǎn)品的流動(dòng)將更加頻繁，價(jià)格波動(dòng)也將更加劇烈。要銷往韓國(guó)、中國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣，近年來(lái)減少了對(duì)中國(guó)的出口，而增加了對(duì)韓國(guó)的出口。 我國(guó)環(huán)氧丙烷進(jìn)口主要集中在江蘇和浙江兩省，占全國(guó)進(jìn)口量的 %，其中江蘇省進(jìn)口量最大，占 %。江蘇省既有一統(tǒng)聚氨酯制品有限公司南京紅寶麗股份有限公司 江蘇鐘山化工有限公司等下游聚醚及聚氨酯企業(yè)，又有較多的貿(mào)易倉(cāng)儲(chǔ)商，如常州市新華石油化工儲(chǔ)運(yùn)有限公司、張家港越洋實(shí)業(yè)有限公司等。因此該地區(qū)環(huán)氧丙烷進(jìn)口量一直高居全國(guó)首位。 2020 年以來(lái)隨著聚氨酯工業(yè)進(jìn)入新一輪發(fā)展期，上游原料環(huán)氧丙烷需求增長(zhǎng)進(jìn)一步加快。 2020 年我國(guó)環(huán)氧丙烷需求增長(zhǎng)率高達(dá) %，為近年來(lái)需求增長(zhǎng)的峰值。2020 年國(guó)內(nèi)環(huán)氧丙烷表觀消費(fèi)量達(dá)到 萬(wàn)噸，但下半年以來(lái)由于受金融危機(jī)的影響，市場(chǎng)消費(fèi) 量增長(zhǎng)趨緩； 2020 年隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，下游聚醚需求旺盛，環(huán)氧丙烷表觀消費(fèi)量達(dá)到 萬(wàn)噸 /年增至 萬(wàn)噸 /年。 本項(xiàng)目的投產(chǎn)不僅緩解我國(guó) PO 的市場(chǎng)缺口，并且為其下游產(chǎn)品提供了豐富的原料來(lái)源，順應(yīng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，有很好的市場(chǎng)前景。 項(xiàng)目概述 本項(xiàng)目是為寧夏神華煤業(yè)集團(tuán)設(shè)計(jì)年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸 PO 的子集團(tuán)。 設(shè)計(jì)依據(jù)和原則 設(shè)計(jì)依據(jù) 本項(xiàng)目所編制的《可行性分析報(bào)告》 《化工建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告內(nèi)容和深度的規(guī)定》（ 2020） 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章項(xiàng)目總論 3 《常用危險(xiǎn)化學(xué)品的分類及標(biāo)志》 (GB 1369092) 《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》 (GBZ 2 化工行業(yè)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定 寧夏回族自治區(qū)人民政府關(guān)于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展規(guī)劃的通知（寧政發(fā) [2020]135號(hào)） 《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》和《中華人民共和國(guó)勞動(dòng)保護(hù)法》的相關(guān)法律、法規(guī) 設(shè)計(jì)原則 項(xiàng)目建設(shè)遵守國(guó)家的各項(xiàng)政策、法令和法規(guī)，符合國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策、投資方向及行業(yè)和地區(qū)的規(guī)劃，貫徹有關(guān)部門的頒發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范合理安排建設(shè)周期，嚴(yán)格控制工程建設(shè)項(xiàng)目的生產(chǎn)規(guī)模和投資； 采用成熟而先進(jìn)的工藝生產(chǎn)技術(shù)，確保操作運(yùn) 行穩(wěn)定、能耗低、三廢排放少、產(chǎn)品質(zhì)量好； 在保證工藝生產(chǎn)安全、可靠的前提下，盡可能利用國(guó)產(chǎn)化的設(shè)備、材料，并控制投資在合理范圍內(nèi)； 嚴(yán)格遵守現(xiàn)行消防、安全、衛(wèi)生、勞動(dòng)保護(hù)等有關(guān)規(guī)定、規(guī)范，保障生產(chǎn)安全順利進(jìn)行和操作人員的人身、衛(wèi)生安全； 注重環(huán)境保護(hù)，生產(chǎn)過(guò)程中減少 “三廢 ”排放，同時(shí)采用行之有效的 “三廢 ”治理措施，貫徹執(zhí)行 “三廢 ”治理、 “三同時(shí) ”的原則； 堅(jiān)持 “社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益并重 ”的原則，按照國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，行業(yè)、地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃，在項(xiàng)目調(diào)查、選擇中對(duì)項(xiàng)目 進(jìn)行詳細(xì)全面的論證； 產(chǎn)品生產(chǎn)和質(zhì)量指標(biāo)符合國(guó)家和地方頒發(fā)的各項(xiàng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)； 原料及產(chǎn)品方案 本項(xiàng)目主要原料為丙烯和雙氧水，反應(yīng)溶劑為甲醇，丙烯由神華煤業(yè)寧夏集團(tuán)提供，雙氧水由廠址附近的幾家造紙廠以較低的價(jià)格以管道輸送，另外溶劑甲醇由市場(chǎng)購(gòu)得。 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章項(xiàng)目總論 4 本項(xiàng)目是以丙烯為原料 HPPO 法為寧夏神華煤業(yè)集團(tuán)設(shè)計(jì)年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸 PO 項(xiàng)目。 廠址概況 寧東重化工基地發(fā)展概況 寧東重化工基地 是寧夏惟一的國(guó)家級(jí)化工基地，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，已形成了能源、化工、機(jī)電、建材四大支柱產(chǎn)業(yè)。開發(fā)石化產(chǎn)業(yè)副產(chǎn)物資源，是項(xiàng)目一體化的最好體現(xiàn)，具有得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢(shì)。 寧東重化工基地條件 寧東重化工基地的總規(guī)劃用地面積 平方公里，主要由兩塊組成。擁有國(guó)家西部大開的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)，國(guó)家和當(dāng)?shù)卣疄榛靥峁┝硕愘M(fèi)減免、資金支持、融資擔(dān)保、人才引進(jìn)優(yōu)惠、通關(guān)便利等諸多扶持政策。 寧東 屬典型的中溫帶大陸性干旱氣候區(qū)，平均海撥 11001200 米，年平均氣溫為 ℃ 左右，年平均風(fēng)速 米 /秒，年均日照時(shí)數(shù) 28983040 小時(shí)，是中國(guó)太陽(yáng)輻射和日照時(shí)數(shù)最多的地區(qū)之一，風(fēng)能、太陽(yáng)能開發(fā)潛力大。因此，選擇寧東重化工基地作為建廠廠址具有很大優(yōu)勢(shì)。沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章產(chǎn)品的基本介紹 5 第二章 產(chǎn)品的基本介紹 設(shè)計(jì)目標(biāo) 本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目標(biāo)是為寧夏神華煤業(yè)集團(tuán)設(shè)計(jì)一座年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸 HPPO 法制 PO子系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)對(duì) HPPO 合成技術(shù)研究的甚多，國(guó)外也有成熟的商業(yè)化的技術(shù)。考慮到中國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)的加強(qiáng)，綠色的工藝越來(lái)越收到青睞，也將是未來(lái)化工行業(yè)的趨勢(shì)。所以我選擇對(duì)環(huán)境無(wú)污染的 HPPO 法。另外，考慮到 HPPO 技術(shù)的復(fù)雜性和裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性，本項(xiàng)目最終選擇其中較先進(jìn)成熟的德國(guó)巴斯夫公司的 HPPO 技術(shù)，然后對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，并用專業(yè)軟件對(duì)其工藝進(jìn)行了模擬和優(yōu)化，以達(dá)到工藝最優(yōu)化，成本最低化。設(shè)備全部采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，可以大大降低建廠成本，另外也是對(duì)我國(guó)家的設(shè)備和技術(shù)推廣和應(yīng)用。 PO 的簡(jiǎn)介及發(fā)展 到 2020 年我國(guó) PO 的總需求量 將達(dá)到 ，而總生產(chǎn)能力達(dá)到 ／ a，屆國(guó)內(nèi)供需基本平衡，生產(chǎn)能力將有一定量的過(guò)剩。 PO 衍生產(chǎn)品的大力開發(fā)和 PO 產(chǎn)品的大量出口是今后 PO 產(chǎn)業(yè)亟待解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。 國(guó)外市場(chǎng)，南北美洲和歐洲的 PO 產(chǎn)品基本上自產(chǎn)自銷，自給自足，有很少量的PO 產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上流通。非洲和澳洲沒(méi)有 PO 的生產(chǎn)裝置，是主要的 PO 進(jìn)口國(guó)。 PO 價(jià)格的高低主要受原料丙烯的價(jià)格和 PO 的供求關(guān)系影響，目前 PO 新增生產(chǎn)能力較多， PO 的供應(yīng)將不再成為影響市場(chǎng)的主要問(wèn)題，上游丙烯和下游聚醚多元醇的市場(chǎng)變化將成為左右市場(chǎng) 的主導(dǎo)因素。 未來(lái)，隨著中國(guó)新增生產(chǎn)能力的陸續(xù)開工；隨著世界丙烯和聚醚多元醇市場(chǎng)價(jià)格的起伏變化，國(guó)內(nèi)外 PO 產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。歐洲、南北美洲、非洲和澳洲變化不大，亞洲 PO 產(chǎn)品的流動(dòng)將更加頻繁，價(jià)格波動(dòng)也將更加劇烈。 就國(guó)內(nèi)來(lái)看，未來(lái)幾年 PO 下游產(chǎn)品的消費(fèi)有一定程度的增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)聚醚多元醇發(fā)展相對(duì)較平穩(wěn)，年消耗增長(zhǎng)率約為 5%，來(lái)年聚醚行業(yè)新投產(chǎn)、擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目較多，而其需求增長(zhǎng)速度放慢，因此國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于需求，即聚醚開工率依舊不會(huì)太沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章產(chǎn)品的基本介紹 6 高，競(jìng)爭(zhēng)將變得更加激烈；未來(lái)幾年國(guó)內(nèi)丙二醇的國(guó)產(chǎn)化率將大大提高，進(jìn)口貨源將逐漸被國(guó)產(chǎn)化替代， PO 的需求增長(zhǎng)率將有小幅增長(zhǎng)；醇醚行業(yè)，由于乙醇醚產(chǎn)品的毒性較大，在未來(lái)幾年丙醇醚市場(chǎng)將得到良好的發(fā)展，隨著國(guó)內(nèi)多套大型丙醇醚裝置的新建、擴(kuò)建，穩(wěn)定價(jià)廉的 PO 供應(yīng)將直接影響醇醚產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 國(guó)內(nèi)外常用的 PO合成方法 目前世界上環(huán)氧丙烷生產(chǎn)技術(shù)主要有：氯醇法，乙苯共氧化法（ PO/SM 法），異丁烷共氧化法（ PO/TAB 法），異丙苯氧化法（ CHP 法），過(guò)氧化氫直接氧化法（ HPPO 法），氧氣直接氧化法。其中氯醇法， PO/SM 法， PO/TAB 法， CHP 法， HPPO 法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；氧氣直接氧化法正處于實(shí)驗(yàn)階段。 氯醇法 氯醇法的基本生產(chǎn)原理是以丙烯和氯氣為原料，首先丙烯經(jīng)氯醇化反應(yīng)后生成氯丙醇，其次氯丙醇經(jīng)皂化反應(yīng)后生成環(huán)氧丙烷，最后經(jīng)精制后得到環(huán)氧丙烷產(chǎn)品。 氯醇法生產(chǎn)歷史悠久，工業(yè)化已有 80 年（ 1931 年美國(guó)美國(guó)聯(lián)合碳化物公司 UCC在 、氯氣為原料，采用氯醇技術(shù)生產(chǎn)環(huán)氧丙烯的工廠），以美國(guó)陶氏化學(xué)（ DowChemical）公司的氯醇法為代表。 反應(yīng)機(jī)理 氯醇法產(chǎn)環(huán)氧丙烷的主生要原料為氯氣、丙稀、石灰乳，生產(chǎn)工藝分為三個(gè)部分：即氯醇化、皂化及精制。氯醇法生產(chǎn)機(jī)理如下： 2. 工藝特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)介 氯醇法生產(chǎn) PO 技術(shù)的核心是氯醇化反應(yīng)器技術(shù) , 目前世界上比較有代表的反應(yīng)器技術(shù)為美國(guó)陶氏化學(xué)管式反應(yīng)器技術(shù)、日本旭硝子公司的管塔型反應(yīng)器技術(shù)、三井東壓公司和昭和電工的塔式反應(yīng)器技術(shù)，國(guó)內(nèi)主要采用的是日本塔式管塔式反應(yīng)器技術(shù) 和自行開發(fā)的氯醇反應(yīng)器技術(shù)。 氯醇法優(yōu)點(diǎn)是流程比較短、工藝成熟、操作負(fù)荷彈性大、產(chǎn)品選擇性好、收率高、生產(chǎn)比較安全、對(duì)原料丙烯純度的要求不高、投資少。 缺點(diǎn)是對(duì)設(shè)備有腐蝕、消耗大量的氯氣、適宜在沿海大型氯堿廠建設(shè)，生產(chǎn)中產(chǎn)沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章產(chǎn)品的基本介紹 7 生含有氯化鈣的廢水（這種含氯化鈣的廢水嚴(yán)重污染環(huán)境，專家指出，污染現(xiàn)己成為制約環(huán)氧丙烷工業(yè)發(fā)展的首要因素）。 共氧化法 共氧化法的基本生產(chǎn)原理是：首先，在一定溫度和壓力下使用氧氣或空氣氧化乙苯或者異丁烷，生成相應(yīng)的有機(jī)氫過(guò)氧化物。然后，丙烯與有機(jī)氫過(guò)氧化物反應(yīng)生成環(huán)氧丙烷，同 時(shí)聯(lián)產(chǎn) α甲基苯甲醇或叔丁醇。 α甲基苯甲醇脫水成為苯乙