【導(dǎo)讀】年產(chǎn)四萬噸甲乙酮項目初步設(shè)計說明書

　　

【正文】 .................................................................................................. 160 應(yīng)急措施 .......................................................................................... 161 設(shè)備安全 .......................................................................................... 161 預(yù)防措施 ........................................................................................ 161 噪聲控制 ........................................................................................ 162 安全衛(wèi)生管理機構(gòu) ........................................................................ 162 第十五章 工廠組織與勞動定員 ............................................................................. 163 企業(yè)文化 .................................................................................................... 163 生產(chǎn)班制 .................................................................................................... 163 目錄 IX 員工培訓(xùn) .................................................................................................... 163 工人、技術(shù)人員和生產(chǎn)管理人員來源 .......................................... 163 人員培訓(xùn)規(guī)劃 .................................................................................. 163 組織結(jié)構(gòu) .................................................................................................... 164 設(shè)計原則 .......................................................................................... 164 概述 .................................................................................................. 165 機構(gòu)職權(quán) .................................................................................................... 166 部門職能說明 ............................................................................................ 168 經(jīng)營管理 .................................................................................................... 169 技術(shù)管理 .......................................................................................... 169 人力資源管理 .................................................................................. 169 物流管理 .......................................................................................... 169 組織管理 .......................................................................................... 169 信息管理 .......................................................................................... 169 安全與環(huán)保管理 .............................................................................. 170 勞動定員 .................................................................................................... 170 定員原則 .......................................................................................... 170 生產(chǎn)班次 .......................................................................................... 170 定員 .................................................................................................. 170 第十六章 概 算 .......................................................................................................... 172 1 第 一章 項目總論 項目總覽 本項目為 青島石化有限責任公司 設(shè)計一座混合 C4 綜合加工子系統(tǒng)。采用來自青島 石 化分離的正丁烯制甲乙酮，并且考慮到系統(tǒng)對環(huán)境的不利影響，并對排出的污染物提出合理的治理方案。 擬 建廠于山東青島經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)。 投資約 億元。 選擇撫順石化研究院研制的正丁烯兩步氧化法（直接水合 仲丁醇氣相脫氫）作為本項目工藝，以青島 石 化分離出的正丁烯為原料，目標年產(chǎn) 4 萬噸甲乙酮，以實現(xiàn)混合 C4 烴類的綜合利用。 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，對以上述資源為原料的初加工烴產(chǎn)物進行深度利用，已成為烴化工行業(yè)提高資源利用率和綜合經(jīng)濟效益，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展所面臨的一項重要任務(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研發(fā)熱點。 設(shè)計依據(jù) （ 1） 第六屆全國大學(xué)生化工設(shè)計競賽指導(dǎo)書 ； （ 2） 《石油化工項目可行性研究報告編制規(guī)定》（ 2020 年版） ； （ 3） 化工工程設(shè)計相關(guān)規(guī)定 ； （ 4） 本組編制的項目可行性報告 。 工藝特點 本項目將提濃的正丁烯采用直接水合制仲丁醇法制取粗仲丁醇，然后將制得的粗仲丁醇進行精 制， 精制后 的仲丁醇 經(jīng)過 氣相脫氫 合成 甲乙酮并精制。 丁烯 樹脂 直接水合法 克服 了硫酸法的固有缺點，減少了設(shè)備 腐蝕 和酸性廢水的排放，有利于環(huán)境保護，社會效益尤為顯著 。且直接水合法比硫酸法在技術(shù)上先進，更具有市場競爭力，因此本裝置采用 樹脂 直接水合法工藝。 產(chǎn)品及原料 本項目年產(chǎn)甲乙酮 （ ≥%） 4 萬噸，同時副產(chǎn)粗 叔 丁醇 萬噸，粗年產(chǎn)四萬噸甲乙酮項目 初步設(shè)計說明書 2 仲丁醚 萬噸，重組分 萬噸，氫氣 （ ≥98wt%） 萬 噸 ，廢丁烯 萬噸，丁烷 萬噸 。 主要原材料為來自煉化分廠的 C4 餾分中提濃的正 丁烯，消耗量為 萬噸/年，純度為 89%（質(zhì)量分數(shù)），使用的催化劑為 BCDH2020，主產(chǎn)物甲乙酮和副產(chǎn)物粗仲丁醇、粗叔丁醇、重組分、氫氣 、廢丁烯、丁烷 作為商品銷售，副產(chǎn)物水返回制甲乙酮分廠繼續(xù)使用。 3 第 二 章 化工工藝及系統(tǒng) 工藝路線的選擇 MEK 前景總論 甲乙酮（ MEK）是一種優(yōu)良的溶劑，是精細化工的重要原料。其主要應(yīng)用于涂料生產(chǎn)中的溶劑、潤滑油脫蠟、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)濟對甲乙酮的需求矛盾將日益突出。 MEK 合成路線簡介 工業(yè)化的合成路線 （ 1） 正丁烯法 正丁烯法是目前國內(nèi)外工業(yè)化生產(chǎn)甲乙酮普遍采用的方法，它又可有一步法和兩步法之分。 1） 正丁烯一步氧化法 20 世紀 60 年代就研究開發(fā)出正丁烯液相一步氧化生產(chǎn)甲乙酮的方法，該方法采用氯化鈀 /氯化酮的氧化 還原均相催化劑體系，生產(chǎn)工藝簡單，但存在反應(yīng)過程腐蝕性強，需要昂貴的鈦材料設(shè)備，副產(chǎn)物氯化物多，分離過程復(fù)雜等缺點。針對該法存在的不足，現(xiàn)已經(jīng)開發(fā)出 使用復(fù)合催化劑的均相工藝和多相固定床工藝。如 Catalytic Associates 公司開發(fā)的雜多酸均相催化氧化新工藝采用了一種新的不含氯的催化劑體系，其中含 Pd2+、 Cu2+以及雜多酸氧陰離子，并添加腈化物配位以提高選擇性和轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)在 85℃ 、 條件下進行，甲乙酮的選擇性可以達到 %，生產(chǎn)成本低于仲丁醇脫氫法。目前的研究重點是如何使催化劑在連續(xù)的循環(huán)中保持長期的活性與穩(wěn)定性，如何增強抵御原料中雜質(zhì)毒性的能力。隨著各項研究的深入，該法有可能成為甲乙酮新的工業(yè)化生產(chǎn)方法。 2） 正丁烯兩步氧化法 正丁烯兩步法是先將正丁烯水合生成仲丁醇，然后脫氫生成甲乙酮。該法年產(chǎn)四萬噸甲乙酮項目 初步設(shè)計說明書 4 是目前國內(nèi)外生產(chǎn)甲乙酮最主要的方法，其產(chǎn)量約占世界甲乙酮總產(chǎn)量的 80%。它又包括正丁烯水合制仲丁醇和仲丁醇脫氫制甲乙酮兩個反應(yīng)步驟。 3） 正丁烯水合制仲丁醇 目前，正丁烯水合制仲丁醇的方法主要有以硫酸為催化劑的間接水合法、以離子交換樹脂為催化劑的直接水合法和以雜多酸為催化劑的直接水合法 3 種工藝路線。 i. 硫酸間接水合工藝 以硫酸為催化劑的硫酸法間接水合工藝是生產(chǎn)仲丁醇的傳統(tǒng)方法。它包括酯化、水解、精餾和稀酸濃縮等 4 個主要工序。用濃度為 80%左右的硫酸吸 收預(yù)處理過的主要含正丁烯的混合 C4 餾分，反應(yīng)生成丁基硫酸酯，丁基硫酸酯經(jīng)水解得到仲丁醇水溶液，再經(jīng)精餾制得仲丁醇。反應(yīng)壓力為 ，反應(yīng)溫度為 26~27℃ ，硫酸與正丁烯的摩爾比為 :1，正丁烯轉(zhuǎn)化率為 92%~93%，仲丁醇選擇性為 85%。該法技術(shù)成熟，對原料正丁烯含量要求不苛刻，反應(yīng)條件比較溫和，工藝簡單，操作控制容易；不足之處是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的稀酸，設(shè)備腐蝕嚴重，三廢處理較為復(fù)雜，能耗高 ， 裝置投資較大。目前該法正在逐漸被淘汰。 ii. 樹脂直接水合工藝 該法由德國 RWEDEA 公司于 1984 年開發(fā)成 功，是目前國內(nèi)外生產(chǎn)仲丁醇最主要的方法。該方法以樹脂為催化劑，正丁烯通過質(zhì)子催化作用生成仲丁醇，反應(yīng)在三相條件下進行，反應(yīng)溫度為 150~170℃ ，反應(yīng)壓力為 ~，水與正丁烯的摩爾配比約為 1:1，樹脂多選用耐熱性好的強酸性陽離子交換樹脂。該法工藝流程簡單，產(chǎn)品回收精制容易，三廢少，對設(shè)備腐蝕性小，仲丁醇選擇性高；不足之處是對原材料正丁烯要求較高，一般要求 C4 餾分中正丁烯體積分數(shù)要高于 90%。另外，樹脂催化劑耐高溫性能較差，壽命短，易失活，正丁烯單程轉(zhuǎn)化率較低（不高于 10%）。 iii. 雜多酸直接水合工 藝 該法由日本出光興產(chǎn)公司于 1985 年開發(fā)成功。正丁烯在雜多酸催化劑作用下直接水合制得仲丁醇。雜多酸催化劑的主要成分是鉬磷酸，同時加入有機金屬化合物添加劑。反應(yīng)溫度為 200~230℃ ，反應(yīng)壓力為 左右，仲丁醇選擇性大于 99%。在該反應(yīng)中，正丁烯既是反應(yīng)物，同時也對產(chǎn)物仲丁醇起著超臨界萃取劑的作用。該法工藝流程簡單，催化劑性能穩(wěn)定，壽命長，反應(yīng)為氣 液相反應(yīng)，反應(yīng)器效率較高，高沸點副產(chǎn)物不在反應(yīng)器內(nèi)積存；不足之處是正丁烯單程轉(zhuǎn)化率低，反應(yīng)需要在高壓和較高溫度下進行。 （ 2） 仲丁醇脫氫制甲乙酮 仲丁醇脫 氫制甲乙酮可分為氣相脫氫和液相脫氫兩種工藝。氣相脫氫是目前工業(yè)上生產(chǎn)甲乙酮普遍采用