【正文】 原料生產環(huán)氧丙烷。投資的比較參考中國化工信息中心編制的《化工產品市場及投資手冊》、。國外相同規(guī)模不同工藝的投資比較（人民幣億元） 工藝方法生產規(guī)模投資估算備 注共氧化法乙苯法（不含乙苯裝置投資）異丁烷法（不含異丁烷分離裝置）氯醇法（不含制氯投資）由此可見，相同規(guī)模的幾種工藝共氧化法中的乙苯法的投資最高，其次是異丁烷法，氯醇化法投資最低。共氧化法的兩種方法分別超過氯醇化法的投資的77%~94%。綜上所述，對氯醇化法和共氧化法的比較可見共氧化法就20萬噸/，~，原料品種多、需求量大，并且成品與聯產品互相制約性大，生產安全要求很高。就赫邦化工的現狀，目前采用共氧化法生產環(huán)氧丙烷還不現實。氯醇化法生產環(huán)氧丙烷原料組織方便，并且沒有聯產物，生產組織較為方便，對原料丙烯的純度要求不高，是一個可以吃“粗糧”的生產裝置。所以此次選用氯醇化法生產環(huán)氧丙烷及系列產品。根據對國內建設資金、企業(yè)自籌能力、原料來源的現實性，以及今年黨的十六屆五中全會上強調的增強資助創(chuàng)新能力及技術創(chuàng)新，本報告在消化國外引進技術的基礎上采用國產化技術擬建8萬噸/年環(huán)氧丙烷裝置。 工藝技術描述目前環(huán)氧丙烷工業(yè)化生產方法主要有氯醇化法、乙苯哈康法、異丁烷哈康法、過氧化法等，本項目采用的是氯醇化法。氯醇化法的特點是生產歷史悠久，工業(yè)化已有60多年的歷史，生產流程短、工藝成熟、操作負荷彈性大、選擇性好、效率高、生產比較安全，對原料丙烯的純度要求不高從而可提高生產的安全性，建設投資少。其缺點是腐蝕嚴重、排放污水量比共氧化法較多。本次改造項目。本次改造的工藝技術的特點是：環(huán)氧氯丙烷裝置與環(huán)氧丙烷裝置的原料都是丙烯、氯氣和石灰乳，氯醇化反應及皂化反應的反應機理相似，精餾分離的設備可以互用，整套裝置有很大的相似性，可改造性大。由于環(huán)氧丙烷及環(huán)氧氯丙烷的市場行情有震蕩起伏的情況，故希望通過本次改造，實現既能生產環(huán)氧丙烷，又可以切換成生產環(huán)氧氯丙烷?？梢噪S時把握市場機會，做到企業(yè)利潤最大化。本次改造的原則是盡量利用原有設備，對原有布置盡量不做改動，對不能利舊的原有設備，不拆除，只是新增設備。 工藝流程和消耗定額 環(huán)氧丙烷裝置工藝流程概述環(huán)氧丙烷生產采用以丙烯、氯氣、石灰乳為原料的氯醇化路線，由氯醇化、皂化、精制、廢水預處理、皂化廢渣壓濾五部分組成。1）氯醇化：氯氣首先在通過噴射器被吸收于水中，然后通入丙烯生產氯丙醇。主反應：Cl2+H2O→HCl+HOClCH3CH = CH2+HOCl→CH3－CH（OH）CH2Cl α－PCH（氯丙醇）CH3CH = CH2+HOCl→CH3－CH（Cl）CH2OH β－PCH（氯丙醇）副反應：CH3CH = CH2+Cl2→CH3CH（Cl）CH2（Cl） DCP（二氯丙烷）Cl2+CH3CH = CH2+CH3CH（OH）CH2Cl→CH3 CH3｜ ｜ClCH—CHO—CHCH2Cl+HCl DCIP（二氯異丙醚）反應系統由管式反應器組成，%（wt）的氯丙醇溶液，其中含有等摩爾HCl，送至皂化工序。2）皂化：%的氯丙醇水溶液貯存在氯丙醇貯槽，濃度約20%的石灰乳由石灰乳配制送來，經流量調節(jié)與氯丙醇溶液一起進入預混合器，混合后進入皂化塔。氯丙醇被皂化成環(huán)氧丙烷（PO），PO被迅速汽提得到90~95%的粗環(huán)氧丙烷。皂化廢液中約含4（wt%）的CaCl2，殘余Ca(OH)2和雜質從皂化塔底排出，廢液中的熱量經回收利用后送出本裝置至廢渣漿廢水預處理單元。3）精制：皂化工段的粗環(huán)氧丙烷進入PO前餾塔，PO精餾塔，塔頂引出環(huán)氧丙烷成品，送至貯罐，塔底排出高沸物。4）石灰乳制備：石灰乳的配制是在石灰乳貯槽內進行，消石灰粉用汽車槽車運入裝置區(qū)，用車上附設的壓縮空氣輸送入石灰乳貯槽，槽內設置噴水裝置以防止粉體外逸。開啟攪拌器使均勻混合并防止石灰乳沉淀，配制成濃度約20%的石灰乳，用泵送入皂化反應工段。5）廢液預處理來自環(huán)氧丙烷單元的皂化塔塔底的廢水經閃蒸罐閃蒸蒸汽回收熱量后送至廢水增稠器進行澄清分離。增稠器上部清液經與工業(yè)水進行換熱回收熱量，然后用鹽酸中和，調節(jié)PH值在69后送至界區(qū)外的污水處理廠進行生化處理。增稠器下部淤漿經壓濾，濾餅送出界區(qū)外綜合利用。 環(huán)氧丙烷裝置改造工藝特點本次改造項目。（1）本次環(huán)氧丙烷裝置改造項目的氯醇化反應部分，是利用原2套環(huán)氧氯丙烷裝置2條線共12個管式反應器，并新增2套氯醇化塔組成氯醇化反應系統，為保證氯氣和水形成的次氯酸與丙烯進料能均勻混合并盡量在管式反應器中充分反應，分別在管式反應器前新增氯氣水預混器（MX1201AB，新增）、丙烯預混器（MX1202AB，新增）及靜態(tài)混合器（MX1203AB，新增）。（2）氯醇化反應采用丙烯微過量方案進行，反應后物料在PCH溢流槽（V1201ABCDEF）中分離，未反應的氣相經新增的冷凝器冷凝后，進行氣液分離，氣相進入新增的循環(huán)氣鼓風機（B1202，新增），送至新增的氯醇化塔（RE1201，新增），與氯水進行反應，以達到使過量的丙烯充分反應的目的。塔頂不參與反應的廢氣經新增的堿洗塔（T1207，新增）洗滌后，吸收其中的氯氣、鹽酸后放空。每6個管式反應器，新增1套氯醇化塔系統，1套堿洗塔系統。（3）本次環(huán)氧丙烷裝置改造項目的皂化部分，是利用原2套環(huán)氧氯丙烷裝置2條線共4個皂化塔進行皂化反應。（wt%）氯丙醇溶液進入氯丙醇緩沖槽（V1209），經泵輸送，將氯丙醇溶液與石灰乳混合后進入皂化塔（T1202AB），皂化塔實行減壓操作，使蒸汽耗量下降，能更有效的回收塔底廢液余熱，且降低廢水中的COD及BOD值。塔底廢水經塔底泵（P1207AB，P1211AB）送至廢水槽，塔頂為粗PO產品。由于原環(huán)氧氯丙烷裝置皂化塔頂為粗環(huán)氧氯丙烷沸點高，改為生產環(huán)氧丙烷時，塔頂冷凝器負荷偏小，因此在改造時新增兩臺塔頂分凝器（H1215AB，新增）與原分凝器并聯，并考慮采用水溫相對較低的工業(yè)水作為冷媒，與塔頂氣相進行換熱，冷凝后產品經新增的氣液分離罐（V1235AB，新增）分離，液相進入T1202AB回流槽（V1202AB）?；亓鞑巯虏砍隹谒统鲆合啵杀盟突卦砘?，回流槽上部出口送出液相，送至粗PO緩沖罐（TK1202）。（4）本次環(huán)氧丙烷裝置改造項目的精餾部分，是利用原2套環(huán)氧氯丙烷裝置2條線的2個塔來進行改造。粗PO經泵送至前餾塔，前餾塔由原環(huán)氧氯丙烷裝置低沸物分餾塔（T1203）改造而來，主要脫除粗PO中輕組分。前餾塔底物料進入PO精餾塔（T1205，環(huán)氧氯丙烷精餾塔改造），精餾塔塔頂為氣相PO產品，精餾塔塔底為重組分，主要為DCP（二氯丙烷）。對于精餾塔塔頂氣相，考慮利用原環(huán)氧氯丙烷裝置精餾塔頂循冷凝器（H1208），（及新增6臺冷凝器）但將冷卻介質由循環(huán)水改為10度水，新加蒸發(fā)冷的話樁基荷載的問題解決了沒冷卻后液相PO產品經回流槽（V1206），部分通過回流泵打回流，部分通過PO產品泵送至PO產品冷卻器（H1217，新增）冷卻后送入PO檢驗罐。PO檢驗罐及PO產品管道均需要設置保冷措施，以免PO氣化損失。（5）環(huán)氧丙烷裝置的管式反應器所需的工業(yè)水需要加熱，故需要新增工業(yè)水預熱器。本次改造通過兩種途徑實現工業(yè)水的預熱。首先，工業(yè)水與皂化塔頂冷凝器進行換熱，先將工業(yè)水由冬天最低溫時的15℃加熱到33℃，其次，通過新增工業(yè)水預熱器與皂化后的廢水進行換熱。將工業(yè)水預熱至要求的溫度后，進入管式反應器。利用皂化塔定氣相換熱及皂化廢水換熱來預熱工業(yè)水，有效的利用了熱量。（6）環(huán)氧丙烷裝置的管式反應器所需的丙烯為氣相。由丙烯球罐送出的丙烯為液相，需要進行丙烯氣化。本次改造考慮設置節(jié)流膨脹閥及丙烯蒸發(fā)器。使液相丙烯減壓汽化后產生部分冷量，給12℃工業(yè)水降溫，可將部分冷量輸入冷卻冰機系統，有效減少冷卻水冰機的工作負荷。（7）PO沸點較低，環(huán)境溫度較高時易氣化，因此PO產品儲罐需做保冷處理，PO產品管線都需要做保冷，為了防止PO產品儲罐內PO產品經長時間靜置日照后發(fā)生氣化現象，需要新增PO循環(huán)泵（P1236，新增），將部分PO產品送至新增的PO循環(huán)冷卻器（H1222，新增）與冷凍水換熱然后返回PO儲罐，使PO儲罐工作溫度控制在0℃。（8）本次環(huán)氧丙烷裝置改造項目的石灰乳制備部分，是利用原2套環(huán)氧氯丙烷裝置的4個石灰乳儲罐來實現。不需要進行改造。 工藝流程簡圖： 環(huán)氧丙烷生產示意流程圖 工藝消耗定額環(huán)氧丙烷裝置的原材料、輔助材料、燃料和動力的用量見表：工藝消耗定額表序號名 稱規(guī)格單位消耗定額消耗量備注每小時每 年原材料及輔助材料1丙烯100%計t1445002氯氣100%計t2465003生石灰（活性CaO）100%計t1717004鹽酸100%計t64605燒堿100%計t10710燃料和動力14公斤蒸汽t907225002循環(huán)水t4208925714000003工業(yè)水t5491800004脫鹽水t485680000535%乙二醇水kW908193001544000006儀表空氣Nm32042534000007工廠空氣Nm3751594127500008氮氣Nm3817013600009電kWh27045900000 主要設備的選擇由于環(huán)氧丙烷生產過程中介質的腐蝕性較強，接觸物料有鹽酸、次氯酸鈉、氯氣、石灰、NaOH等強腐蝕性介質，因此本裝置設備主要材料有碳鋼及低合金鋼、碳鋼及鑄鐵、304及316型不銹鋼、鋼襯PTFE、鋼襯鈦及玻璃鋼、鈦材等。根據我國目前設備設計及制造水平，本次改造項目所采用的絕大部分非標化工設備均可由國內供貨。本次改造項目新增的機泵設備包括環(huán)氧丙烷主裝置、PO產品罐區(qū)、冷凍站等裝置機泵設備。對于裝置機泵，在設備選型、設計和制造方面考慮到發(fā)展國家民族工業(yè)的基本上選用國產設備，同時在設計過程中要嚴格遵守國家標準、精心設計，在滿足工藝操作條件情況下，做到設計選型合理、操作維修方便。本次改造項目針對原環(huán)氧氯丙烷裝置的泵一開一備的情況，改造成為兩臺全開，倉庫備用。充分利用原來設備，盡量做到能利舊的就不增加。（1）靜設備1）氯醇化塔本設備用于氯丙烯、氯氣和水混后進行反應。反應器為管道形式，結構簡單，制造方便，材質為鈦。反應管為Φ4704mm，L=20m。在反應器前設1臺噴射混合器，通過噴射將循環(huán)水和氯氣充分混合，材質為鋼襯陶瓷。2）皂化塔① 反應器選型參加皂化反應的物料中含有大量的水，在反應過程中已經生成的環(huán)氧氯丙烷如果不及時取走，將會和Ca(OH)2進行反應生成甘油。因此為了盡最減少甘油的生成，本設備采用塔式反應器，使己反應生成的環(huán)氧氯丙烷馬上蒸出去。② 結構特點反應物料中含有大量的Ca(OH)2和CaCl2，為了防止堵塞，在皂化塔進料口以下采用了多孔板，以上采用填料。③ 主要材質進料口以上塔體采用SUS304L、填料為SUS304，進料口以下采用碳鋼，塔盤為 SUS304。 設備一覽表PO主裝置主要設備一覽表序號名 稱數量材質設計條件備注壓力MPag溫度℃1氯醇化反應器12Ti60利舊2皂化塔4304/CSFV/105利舊3前餾塔2304FV/110利舊4PO精餾塔2304FV/110利舊改造，新增10多米5PCH溢流槽12Ti70利舊6皂化塔回流槽4CSFV/10~100利舊7前餾塔回流槽2304FV/100利舊8PO精餾塔回流槽2304FV/100利舊9PCH緩沖槽2TiFV/105利舊10粗PO緩沖罐2304FL10~60利舊11PO檢驗槽4304FL10~60利舊12石灰乳貯槽4CSFL60利舊13皂化塔頂全凝器4CS/304L利舊14前餾塔頂冷凝器2CS/304L利舊15前餾塔再沸器2CS/316利舊16廢油冷卻器2CS/316利舊17PO精餾塔頂冷凝器8CS/3042臺利舊，6臺新增蒸發(fā)式冷凝器18PO精餾塔再沸器2CS/316利舊19皂化塔頂分凝器4304/利舊20皂化塔頂分凝器4304/新增21PO冷卻器2CS/304新增22循環(huán)氣冷卻器2CS/Ti新增23丙烯蒸發(fā)器2CS新增24丙烯過熱器2CS新增25螺旋板換熱器8CS新增26PO循環(huán)冷卻器2CS/304新增27PO產品泵4SCS13/316新增28PO循環(huán)泵4SCS13/316新增2