【正文】 應(yīng)段物料衡算 表 41 反應(yīng)器物料衡算 數(shù)據(jù)項 物料 H2O1 H2O2 C3H61 C3H62 C3H63 MIX1 MIX2 Mass Flow kg/hr PROPY01 0 0 23000 23000 11040 11040 11040 WATER 82021 82021 0 0 0 76929 76929 ISOPR01 0 0 0 0 0 1PRO01 0 0 0 0 0 DIISO01 0 0 0 0 0 ETHYL01 0 0 0 0 0 0 0 Mass Frac PROPY01 0 0 WATER 0 0 0 ISOPR01 0 0 0 0 0 1PRO01 0 0 0 0 0 DIISO01 0 0 0 0 0 ETHYL01 0 0 0 0 0 0 0 年產(chǎn) 10 萬噸 98%異丙醇項目 可行性研究報告 14 Total Flow kmol/hr 2 Total Flow kg/hr 82021 82021 23000 23000 11040 +5 +5 Total Flow l/min 8 3 Temperature C 25 94 25 120 100 150 100 Pressure MPa 8 8 8 8 8 8 8 產(chǎn)品分離段物料衡算 表 42 分離精餾塔物料衡算 數(shù)據(jù)項 物料 H2O3 C3H7O1 C3H7O2 C6H14O MIX3 MIX4 MIX5 MIX6 Mass Flow kg/hr PROPY01 0 0 0 0 0 0 0 0 WATER 76929 ISOPR01 0 0 0 1PRO01 0 0 0 0 0 0 DIISO01 0 0 0 0 ETHYL01 0 0 0 0 0 0 0 500 Mass Frac PROPY01 0 0 0 0 0 0 0 0 WATER 0 ISOPR01 0 0 1PRO01 0 0 0 0 0 0 DIISO01 0 0 0 0 年產(chǎn) 10 萬噸 98%異丙醇項目 可行性研究報告 15 ETHYL01 0 0 0 0 0 0 0 Total Flow kmol/hr 03 6 8 56 9 Total Flow kg/hr 76882.15 1 3 48 93960.00 17077.9 16952.63 Total Flow l/min 95 7 3 12 64 Temperature C 4 84 100 100 100 Pressure MPa 8 8 8 8 8 8 8 8 第五章 設(shè)備選型及典型設(shè)備設(shè)計 反應(yīng)器設(shè)計 概述 流化床反應(yīng)器是一種利用氣體或液體通過顆粒狀固體層而使固體顆粒處于懸浮運動狀態(tài)，并進(jìn)行氣固相反應(yīng)過程或液固相反應(yīng)過程的反應(yīng)器。穩(wěn)定狀態(tài)過程時，可以簡化為： 輸入＝輸出－生成＋消耗 對無化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定過程，又可表示為： 輸入＝輸出 年產(chǎn) 10 萬噸 98%異丙醇項目 可行性研究報告 13 全廠物料衡算 我公司異丙醇工藝，其 工藝流程分為 反應(yīng)段、產(chǎn)品分離段 。 衡算方法 物料衡算是根據(jù)質(zhì)量守恒定律，利用某進(jìn)出化工過程中某些已知物流的流量和組成，通過建立有關(guān)物料的平衡式和約束式，求出其他未知物流的流量和組成的過程。對于現(xiàn)有生產(chǎn)過程。對于體系內(nèi)任一點的參數(shù)完全不隨時間而變化，且只含一個因變量的連續(xù)穩(wěn)定過程，所得代數(shù)方程就是該過程的數(shù)學(xué)模型。簡言之，即質(zhì)量守恒原理在一個過程單元中的應(yīng)用。 年產(chǎn) 10 萬噸 98%異丙醇項目 可行性研究報告 12 第四章 物料衡算 概論 物料衡算是推導(dǎo)描述物質(zhì)運動規(guī)律數(shù)學(xué)模型的直接而簡便的方法。最后的一個塔是乙二醇回收塔，回收混合液中的乙二醇重新進(jìn)行共沸精餾。剩下的混合物 進(jìn)行間歇精餾脫去混合物中的正丙醇，正丙醇可以 回收 用作燃料 。 反應(yīng)產(chǎn)物混合后反應(yīng)后經(jīng)過換熱器進(jìn)入脫丙烯塔，將反應(yīng)后混合物中的丙烯全部脫去，丙烯重新加熱壓縮進(jìn)入反應(yīng)器。 工藝流程設(shè)計 本工藝生產(chǎn)烯烴可分為如下單元：反應(yīng)段、產(chǎn)品分離段。 DICP 中壓丙烯水合工藝技術(shù)環(huán)境友好、無三廢排放、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良。 該催化劑還通過了 2021h 水熱穩(wěn)定性試驗、再生性能優(yōu)良，并配套開發(fā)出中壓丙烯水合全流程工藝。在反應(yīng)溫度 140～160℃、壓力 8． 0MPa、 n(水 )： n(丙烯 )=20： 丙烯液態(tài)空速大的條件下，丙烯單程轉(zhuǎn)化率≥ 50％、異丙醇選擇性≥ 98％，產(chǎn)品時空產(chǎn)率達(dá)到 600kg 異丙醇／ t催化劑其原因是由于在疏水性沸石催化劑中抑制了水的凝結(jié)，而對酸中心吸附烯烴分子的影響變小，或者說疏水性沸石避免了吸附水所造成的酸強(qiáng)度下降。對丙烯水合動力學(xué)研究表明， β 沸石催化劑的反應(yīng)活性在 0． 1MPa、 140℃與 0． 3MPa、 160℃時達(dá)到最大，但在更高反應(yīng)溫度以上，由于平衡轉(zhuǎn)化率下降而活性降低，反應(yīng)溫度在 140℃以下時，異丙醇有高選擇性，但隨溫度上升而單調(diào)下降。（ 3）對三廢進(jìn)行綜合處理，采用新型處理方式，污染大大降低，對環(huán)境友好。該工藝具有如下優(yōu)點：（ 1）采用新型催化劑，提高了低碳烯烴的 選擇性。 年產(chǎn) 10 萬噸 98%異丙醇項目 可行性研究報告 10 工藝介紹 通過對三種丙烯直接水合生產(chǎn)工藝的各自特點進(jìn)行對比分析，可以看出無論是從收率、生產(chǎn)成本、裝置投資，還是從安全操作、環(huán)保的角度看，氣液混相法更為理想。提高壓力，可以提高丙烯轉(zhuǎn)化率，原因是只有溶解于水中的丙烯才能在催化劑表面起反應(yīng)，壓力增高會增加丙烯在水中的溶解度 ，但壓力過高會增加設(shè)備投資和操作費用。 丙烯直接水合法生產(chǎn)工藝分析比較 對于丙烯直接水合反應(yīng)過程，在低溫、高壓的條件下，丙烯的平衡轉(zhuǎn)化率高。反應(yīng)條件相對緩和，溫度、壓力以及水烯比適中，丙烯轉(zhuǎn)化率高，能耗低。由于反應(yīng)采用了中壓、低溫的有利于化學(xué)平衡的工藝條件，故能得到較高的丙烯轉(zhuǎn)化率，丙烯的單程轉(zhuǎn)化率 70%左右，異丙醇選擇性大于 96%。 缺點：該法水烯比大，導(dǎo)致粗產(chǎn)品中含大量水，蒸餾熱量消耗量大，反應(yīng)壓力過高，設(shè)備投資高。 液相直接水合法 該法使用活性、選擇性良好的鎢系雜多酸催化劑，催化劑溶于來自精制工序年產(chǎn) 10 萬噸 98%異丙醇項目 可行性研究報告 9 的循環(huán)工藝水中，在反應(yīng)溫度 240～ 280℃，壓力 條件下， n（丙烯） :n（水） =1:27，進(jìn)行接觸反應(yīng)，生成異丙醇水溶液，再入共沸塔分離提濃。反應(yīng)條件緩和，反應(yīng)壓力低，流程簡單，投資少，同時對設(shè)備腐蝕、環(huán)境問題較丙烯間接水合法有了很大的改善。丙烯單程轉(zhuǎn)化率為 5%～ 7%，異丙醇選擇性為 98%。由使用的催化劑不同分為三種方法，即氣相直接水合法、液相直接水合法、氣液混相直接水合法。丙烯間接水合法因“三廢”污染、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重和生產(chǎn)成本高等問題， 20 世紀(jì) 80 年代后該法被逐漸淘汰。我國異丙醇的供需情況見表所示。 1997 年我國異丙醇的表觀消費量只有 萬 t, 2021 年增加到 萬 t, 1997— 2021 年表觀消費量的年均增長率為 %。由此可見 , 在今后幾年 ,我國異丙醇在溶劑方面的應(yīng)用仍將大發(fā)展 , 預(yù)計到 2021 年對異丙醇的需求量將達(dá)到約 萬 t。隨著國內(nèi)包裝品、廣告、出版等行業(yè)迅速發(fā)展 , 對油墨等的需求也大幅度增加 , 相應(yīng)對異丙醇的需求量也將不斷增加 。目前 , 我國已經(jīng)成為世界第二大涂料生產(chǎn)國家 , 而且近幾年來 ,我國涂料工業(yè)合資合作和結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐明顯加快 , 涂料向高檔化方向發(fā)展 , 國外許多大型涂料生產(chǎn)商紛紛在我國投資建設(shè)高檔涂料生產(chǎn)裝置 ,加上交通、汽車和建筑等行業(yè)快速發(fā)展的拉動 ,我國涂料行業(yè)對異丙醇的需求呈現(xiàn)較快的增長勢頭。 在油墨中 , 主要用作水基涂料的助年產(chǎn) 10 萬噸 98%異丙醇項目 可行性研究報告 7 劑和稀釋劑。在涂料中 , 異丙醇主要用在如硝化纖維素清漆中作惰性溶劑以減少貯存和運輸過程中的可燃性等 。 其次是亞洲地區(qū) , 需求量的年均增長率將達(dá)到約 %。 亞洲地區(qū)直接用作溶劑的異丙醇約占總消費量的 %, 用作化學(xué)中間體的約占%。北美地區(qū)直接用作溶劑的異丙醇約占總消費量的 %, 用作化學(xué)中間體的約占 %。產(chǎn)品主要用于溶劑和化學(xué)中間體 , 其中溶劑對異丙醇的消費量約占總消費量的 %, 化學(xué)中間體 ( 包括異丙胺、 MIBK、 MIBC、DIBK、醋酸異丙酯等 ) 約占 %, 家用、化妝品以及個人防護(hù)用品等約占%, 丙酮約占 %, 醫(yī)藥約占 %, 其他方面約占 %。 西年產(chǎn) 10 萬噸 98%異丙醇項目 可行性研究報告 6 歐地區(qū)的消費量為 萬 t, 約占總消費量的 %。若遇高熱，容器內(nèi)壓增大，有開裂和爆炸的危險。與氧化劑能發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。 作為溶劑，可用于生產(chǎn)涂料、油墨、萃取劑、氣溶膠劑等。作為化工原料，可生產(chǎn)丙酮、過氧化氫、甲基異丁基酮、二異丁基酮、異丙胺、異丙醚、異丙醇醚、異丙基氯化物，以及脂肪酸異丙酯和氯代脂肪酸異丙酯等。 2．測定鋇、鈣、銅、鎂、鎳、鉀、鈉、鍶、亞硝酸、鈷等的試劑。還可用作防凍劑、清潔劑、調(diào)和汽油的添加劑、顏料生產(chǎn)的分散劑、印染工業(yè)的固定劑、玻璃和透明塑料的防霧劑等。在精細(xì)化工方面，可用于生產(chǎn)硝酸異丙酯，黃原酸異丙酯、亞磷酸三異丙酯、三異丙醇鋁以及醫(yī)藥和農(nóng)藥等。 表 22 異丙醇的物理性質(zhì) 相對分子量 沸點 熔點 相對蒸汽密度 （空氣 =1） 相對密度 （水 =1） 爆炸上限 47 年產(chǎn) 10 萬噸 98%異丙醇項目 可行性研究報告 5 異丙醇的用途 1．作為有機(jī)原料和溶劑有著廣泛用途。 異丙醇是重要的化工產(chǎn)品和原料。無色透明液體，有似乙醇和 丙酮 混合物的 氣體 。 異丙醇的性質(zhì)與用途 異丙醇的性質(zhì) 異丙醇， 有機(jī)化合物 ，別名二甲基甲醇、 2丙醇，行業(yè)中也作 IPA。主要用作溶劑、合成化學(xué)中間體 ,在日用化學(xué)品及醫(yī)藥中均有應(yīng)用 ,另外 ,異丙醇還廣泛用作石油燃料的添加劑 ,應(yīng)用在汽車和航空燃料等方面。 丙烯制異丙醇的前景 異丙醇是世界上較早生產(chǎn)的石油化工產(chǎn)品之一。丙烯是 三大合成材料 的基本原料，主要用于生產(chǎn) 丙烯腈、 異丙烯、 丙酮 和環(huán)氧 丙烷 等。 第二章 市場分析 原料丙烯 丙烯的基本性質(zhì) 丙烯（ Propylene）常溫下為無色、無臭、稍帶有甜味 的易燃?xì)怏w 。 （ 2）本項目原料、燃料供應(yīng)有可靠的保證，用水供應(yīng)有保證，交通 運輸方便，建廠條件優(yōu)越。在國外美國、同本等國家對合成異丙醇研究較多，在國內(nèi)有錦州石化公司、清華大學(xué)等單位都丌展了這方面的工作，相信近期內(nèi)簡單經(jīng)濟(jì)的合成異丙醇工藝將得到全面開發(fā)。異丙醇的進(jìn)口量已達(dá) 10． 3 萬噸 (2021 年 )。較年產(chǎn) 10 萬噸 98%異丙醇項目 可行性研究報告 3 新的路線采用化學(xué)級 (90％ 99％ )丙烯直接水合，避免使用硫 酸。 異丙酵主要生產(chǎn)工藝有丙烯直接水合法、丙烯硫酸氧化法和丙酮加氫法三種，前二種工藝均以丙烯為原料。作為有機(jī) 合成原料，用于合成丙酮、甲基異丁基酮、異丙胺、醋酸異丙酯、異丙膦、異丙醚、異丙基氯化物、百里酚、麝香草酚、 IPA 的脂肪酸脂、三異丙脂、三異丙醇鋁等。作為溶劑，用于汽車拋光涂料、塑料彩印油墨的最好稀釋劑、膠片工業(yè)用洗滌劑和干燥劑、電等電子工業(yè)。 《化工建設(shè)項目可行性研究報告內(nèi)容和深度規(guī)定》 2021 年 10 月 異丙醇是重要的溶劑和有機(jī)合成原料。我國卻需大量進(jìn)口，國內(nèi)很多廠家并沒有掌握生產(chǎn)方法，無法連續(xù)生產(chǎn)．即使是已形成規(guī)模的生產(chǎn)裝置也還存在許多諸如能耗高、 轉(zhuǎn)化率低等問題?？偲矫鎴D布置上充分考慮生產(chǎn)要求，盡量減少投資和占地面積 ； 年產(chǎn) 10 萬噸 98%異丙醇項目 可行性研究報告 2 4. 認(rèn)真貫徹國家對環(huán)境保護(hù)、勞動保護(hù)的要求，使污染物排放達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，并搞好安全、消防、節(jié)能等工作。目錄 第一章 總論 ............................................................................................................. 1 項目概述 ............................................................................................................. 1 項目名稱、地址、企業(yè)性質(zhì)及承辦單位 ................