【正文】 氣相脫氫是目前工業(yè)上生產(chǎn)甲乙酮普遍采用。該法工藝流程簡(jiǎn)單，催化劑性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)，反應(yīng)為氣 液相反應(yīng)，反應(yīng)器效率較高，高沸點(diǎn)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(jìn)行。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%。正丁烯在雜多酸催化劑作用下直接水合制得仲丁醇。另外，樹(shù)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%）。該方法以樹(shù)脂為催化劑，正丁烯通過(guò)質(zhì)子催化作用生成仲丁醇，反應(yīng)在三相條件下進(jìn)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(shù)脂多選用耐熱性好的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。目前該法正在逐漸被淘汰。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%。它包括酯化、水解、精餾和稀酸濃縮等 4 個(gè)主要工序。 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(shù)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。該法年產(chǎn)四萬(wàn)噸甲乙酮項(xiàng)目 初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 是目前國(guó)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%。隨著各項(xiàng)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。如 Catalytic Associates 公司開(kāi)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(jìn)行，甲乙酮的選擇性可以達(dá)到 %，生產(chǎn)成本低于仲丁醇脫氫法。 1） 正丁烯一步氧化法 20 世紀(jì) 60 年代就研究開(kāi)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(jiǎn)單，但存在反應(yīng)過(guò)程腐蝕性強(qiáng)，需要昂貴的鈦材料設(shè)備，副產(chǎn)物氯化物多，分離過(guò)程復(fù)雜等缺點(diǎn)。隨著我國(guó)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)甲乙酮的需求矛盾將日益突出。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。 主要原材料為來(lái)自煉化分廠的 C4 餾分中提濃的正 丁烯，消耗量為 萬(wàn)噸/年，純度為 89%（質(zhì)量分?jǐn)?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。且直接水合法比硫酸法在技術(shù)上先進(jìn)，更具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因此本裝置采用 樹(shù)脂 直接水合法工藝。 工藝特點(diǎn) 本項(xiàng)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(jìn)行精 制， 精制后 的仲丁醇 經(jīng)過(guò) 氣相脫氫 合成 甲乙酮并精制。其中混合 C4 烴類的綜合利用技術(shù)則是我國(guó)烴化工科技界的一個(gè)研發(fā)熱點(diǎn)。 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?xì)庀嗝摎洌┳鳛楸卷?xiàng)目工藝，以青島 石 化分離出的正丁烯為原料，目標(biāo)年產(chǎn) 4 萬(wàn)噸甲乙酮，以實(shí)現(xiàn)混合 C4 烴類的綜合利用。 擬 建廠于山東青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)。 I 目 錄 第一章 項(xiàng)目總論 ......................................................................................................... 1 項(xiàng)目總覽 .......................................................................................................... 1 設(shè)計(jì)依據(jù) .......................................................................................................... 1 工藝特點(diǎn) .......................................................................................................... 1 產(chǎn)品及原料 ...................................................................................................... 1 第二章 化工工藝及系統(tǒng) ............................................................................................. 3 工藝路線的選擇 .............................................................................................. 3 MEK 前景總論 ....................................................................................... 3 MEK 合成路線簡(jiǎn)介 ............................................................................... 3 工業(yè)化的 合成路線 ...................................................................... 3 國(guó)外工藝技術(shù)概況 ...................................................................... 5 中國(guó)大陸甲乙酮生產(chǎn)工藝概況 .................................................. 7 工藝技術(shù)方案 的比較和選擇理由 .............................................. 7 工藝原理 .......................................................................................................... 8 丁烯提濃工段工藝原理 ........................................................................ 8 仲丁醇合成與精制 ................................................................................ 9 甲乙酮合成與精制 ................................................................................ 9 工藝流程 ........................................................................................................ 10 丁烯提濃工段工藝流程 ...................................................................... 10 丁烯提濃工段工藝流程敘述 .................................................... 10 丁烯提濃工段工藝流程特點(diǎn) .................................................... 11 仲丁醇水合工段工藝流程 .................................................................. 12 仲丁醇水合工段工藝流程敘述 ................................................ 12 仲丁醇水合工段原料水中仲丁醇的處理 ................................ 14 仲丁醇精制工段工藝流程敘述 .......................................................... 15 甲乙酮合成與精制工段工藝流程 ...................................................... 16 甲乙酮合成與精制工段工藝流程敘述 .................................... 16 甲乙酮合成與精 制工段新工藝的應(yīng)用 .................................... 17 催化劑 ............................................................................................................ 19 年產(chǎn)四萬(wàn)噸甲乙酮項(xiàng)目 初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) II 正丁烯水合反應(yīng)催化劑 ...................................................................... 19 SBA 脫氫催化劑 .................................................................................. 21 BCDH2020 催化劑的再生 ................................................................. 22 Aspen 流程模擬說(shuō)明 ...................................................................................... 24 萃取精餾塔（ T001 塔）操作參數(shù) 的優(yōu)化 ........................................ 25 脫丁烯塔（ T101 塔）操作參數(shù)的優(yōu)化 ............................................ 39 仲丁醇精餾塔（ T152 塔）操作參數(shù)的優(yōu)化 .................................... 47 重質(zhì)物塔（ T153 塔）操作參數(shù)的優(yōu)化 ............................................ 56 甲乙酮精餾塔（ T252 塔）操作參數(shù)的優(yōu)化 .................................... 64 精餾工段各塔操作參數(shù)總結(jié) .............................................................. 74 工藝創(chuàng)新點(diǎn) .................................................................................................... 74 第三章 總圖運(yùn)輸 ....................................................................................................... 76 設(shè)計(jì)依據(jù) ........................................................................................................ 76 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 、規(guī)范及法規(guī) ...................................................................... 76 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 ...................................................................................... 76 設(shè)計(jì)范圍 ........................................................................................................ 76 廠址概況 ........................................................................................................ 77 廠址優(yōu)勢(shì) ........................................................................................................ 77 總平面布置 .................................................................................................... 80 廠區(qū)總體布局概述 ............