【正文】 長(zhǎng) %20002001200222%2003%2004200540200663200752近年來(lái)，世界對(duì)順酐的需求量穩(wěn)步增長(zhǎng)，19982001年需求量的年均增長(zhǎng)率約為3%。消費(fèi)結(jié)構(gòu)為：不飽和聚酯樹(shù)脂(UPR)對(duì)順酐的需求量約占總需求量的41%，1，4丁二醇約占14%，潤(rùn)滑油添加劑約占5%，富馬酸約占6%，共聚物約占8%，醇酸樹(shù)脂約占2%，烯基琥珀酸(酐)約占3%，四氫呋喃約占7%，蘋(píng)果酸約占2%，農(nóng)用化學(xué)品約占1%，其他方面約占11%。近年各國(guó)順酐的消費(fèi)現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)國(guó)家消費(fèi)名稱美國(guó)西歐日本中國(guó)20022006200220062002200620022005消耗總量(萬(wàn)噸) 26不飽和樹(shù)酯占%蘋(píng)果酸占%富馬酸占%7農(nóng)用化學(xué)品占%烯基琥珀酸占%潤(rùn)滑油添加劑占%共聚物占%四氫呋喃占%醇酸樹(shù)脂占%食品添加劑占%塑料改性占%表面活性劑占%酰亞胺占%紙張上漿劑占%1,4丁二醇占%酒石酸占%涂料占%其它占%順酐需求預(yù)測(cè)表序號(hào)消費(fèi)構(gòu)成2005(萬(wàn)噸)2010(萬(wàn)噸)增長(zhǎng)率%1不飽和樹(shù)酯21,4丁二醇3涂 料4潤(rùn)滑油添加劑5農(nóng)用化學(xué)品6其 它合 計(jì) 順酐國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)分析及預(yù)測(cè)近１０年，我國(guó)順酐消費(fèi)保持了快速增長(zhǎng)，從１９９２年的２．８萬(wàn)ｔ增長(zhǎng)到２００２年的１８．３萬(wàn)ｔ，年均消費(fèi)增長(zhǎng)率高達(dá)２０．７％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同期的ＧＤＰ年均增長(zhǎng)率（見(jiàn)表）我國(guó)10年來(lái)順酐消費(fèi)統(tǒng)計(jì)─────────────────────────────年份 1994 1995 2000 2001  近年我國(guó)不飽和聚酯樹(shù)脂產(chǎn)量 ─────────────────────────────年份產(chǎn)量消費(fèi)順酐量2062 199854 199960 200063 20015863 ─────────────────────────────　　我國(guó)不飽和聚酯樹(shù)脂的加工形式主要以手工涂層為主，約占不飽和聚酯樹(shù)脂總量的７０％，纏繞約占１８％，ＳＭＣ、ＤＭＣ用樹(shù)脂約占８％，擠拉樹(shù)脂約占４％。我國(guó)不飽和聚酯樹(shù)脂玻璃鋼增強(qiáng)制品主要應(yīng)用領(lǐng)域：冷卻塔、玻璃鋼門(mén)窗、活動(dòng)房屋、衛(wèi)生潔具、貯水箱、波形瓦、塑料門(mén)窗、下水系統(tǒng)用品、化工防腐及管道設(shè)備、車輛部件、船艇、風(fēng)力發(fā)電、娛樂(lè)設(shè)備及運(yùn)動(dòng)器材等。在非增強(qiáng)用樹(shù)脂的五大板塊中產(chǎn)量漲幅依次為工藝品、人造石、紐扣、涂料、原子灰。 　　我國(guó)汽車工業(yè)和房地產(chǎn)住宅行業(yè)的飛快發(fā)展，大大刺激了其相關(guān)材料的發(fā)展，不飽和聚酯樹(shù)脂就是其中之一。因此，近期我國(guó)不飽和聚酯仍將是順酐消費(fèi)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)因素。消費(fèi)主要集中在美國(guó)、西歐和日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，%，%，%，%。該公司分析認(rèn)為，美國(guó)和歐洲順酐行業(yè)毛利仍將繼續(xù)保持在較合理水平，供需平衡相對(duì)穩(wěn)定，未來(lái)幾年新增產(chǎn)能較少。美國(guó)順酐價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定，開(kāi)工率維持在９０％左右。巴斯 夫在美國(guó)的新建裝置計(jì)劃時(shí)間尚未確定。綜上所述,順酐市場(chǎng)目前仍前景看好,還有開(kāi)發(fā)潛力,是一個(gè)有發(fā)展前途的產(chǎn)品。根據(jù)市場(chǎng)可行性研究采用的順酐銷售價(jià)為12000元/噸。第三章 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模 產(chǎn)品方案擬建裝置用于生產(chǎn)順丁烯二酸酐，該裝置以苯為原料，以VMOP碳化硅為催化劑，在固定床反應(yīng)器中與空氣接觸進(jìn)行氧化反應(yīng)后生成順酐氣體，再經(jīng)水吸收，恒沸脫水，減壓蒸餾得產(chǎn)品順丁烯二酸酐。順酐產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)標(biāo)GB367692合格品標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)順酐生產(chǎn)裝置主要采用苯氧化法，該法技術(shù)成熟可靠。因此本工程采用苯氧化法工藝生產(chǎn)順酐。目前，工業(yè)上順酐的生產(chǎn)工藝路線按原料可分為苯氧化法、正丁烷法氧化法、C4烯烴法和苯酐副產(chǎn)法4種，其中苯氧化法應(yīng)用最為廣泛，但由于苯資源有限，C4烯烴和正丁烷為原料生產(chǎn)順酐的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，尤其是富產(chǎn)天然氣和油田伴生氣的國(guó)家，擁有大量的正丁烷資源，因此近年來(lái)正丁烷氧化法生產(chǎn)順酐的技術(shù)發(fā)展迅速，已經(jīng)在順酐生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位，其生產(chǎn)能力約占世界順酐總生產(chǎn)能力的80%。苯氧化法是生產(chǎn)順酐的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法，工藝技術(shù)成熟可靠，主要技術(shù)有美國(guó)SD法、Alusuisle／UCB法和日本觸媒化學(xué)法等，其中以SD法應(yīng)用最為普及，Alusuisle／UCB法原料苯的消耗量最低，是較為先進(jìn)的生產(chǎn)方法。在反應(yīng)過(guò)程中，除生成主產(chǎn)物外，還副產(chǎn)生成一氧化碳、二氧化碳和水以及少量的乙醛、乙酸、丙烯醛和呋喃等。日本三菱化成公司開(kāi)發(fā)了以含丁二烯的C4餾分為原料的流化床氧化制順酐工藝。(3)苯酐副產(chǎn)法：在由鄰二甲苯生產(chǎn)苯酐時(shí)，可以副產(chǎn)得到一定數(shù)量的順酐產(chǎn)品，其產(chǎn)量約為苯酐產(chǎn)量的5%。(4)正丁烷氧化法：正丁烷氧化工藝是以正丁烷為原料，在V2O5P2O5系催化劑作用下發(fā)生氣相氧化反應(yīng)生成順酐。目前國(guó)外以正丁烷為原料生產(chǎn)順酐的比較典型和先進(jìn)的工藝技術(shù)路線有美國(guó)Lummus公司和意大利Alusuisle公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的正丁烷流化床溶劑吸收工藝，即ALMA工藝；英國(guó)BP公司開(kāi)發(fā)的正丁烷流化床水吸收工藝，即BP工藝；美國(guó)SD公司開(kāi)發(fā)的正丁烷固定床水吸收工藝，即SD工藝；意大利SISAS化學(xué)公司采用的正丁烷固定床溶劑吸收工藝，即Conserpan噸ochim工藝。流化床反應(yīng)器傳熱效果好，且投資較少，但流化床用的催化劑磨損較多，對(duì)大型順酐生產(chǎn)裝置(20k噸／年以上)，如能獲得價(jià)廉且供應(yīng)有保障的正丁烷原料，宜選用流化床反應(yīng)器。而且正丁烷法生產(chǎn)順酐理論產(chǎn)量為1：，苯法為1：，因此正丁烷的順酐理論產(chǎn)量比苯法高許多。正因?yàn)槿绱?，目前全球順酐生產(chǎn)能力約80%采用正丁烷路線，而且還有不斷增加的趨勢(shì)。順酐產(chǎn)品成本50%左右是原料費(fèi)用，已工業(yè)化的順酐生產(chǎn)技術(shù)都是以控制最大收率來(lái)確定工藝條件。日本三菱化學(xué)公司和英國(guó)BOC公司共同開(kāi)發(fā)成功一種不含金屬氧化物復(fù)合物的新型催化劑(命名為ZM5)。該工藝既適用于流化床也適用于固定床。該工藝溶劑消耗低，溶劑回收率可以達(dá)到99%，污染小，操作費(fèi)用低，未反應(yīng)正丁烷可以循環(huán)使用，每噸順酐正丁烷的消耗量可以減少20%，燃燒尾氣量減少50%，適合流化床生產(chǎn)工藝。BP阿莫科公司開(kāi)發(fā)的新型順酐催化劑中不含鹵素，不僅省略了脫污染工序，減少了烴類廢物的產(chǎn)生，而且提高了轉(zhuǎn)化率，催化劑使用壽命高達(dá)7年。 我國(guó)的順酐合成技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)在順酐合成技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)方面也取得了很大的進(jìn)展，特別是在大型苯法固定床列管式反應(yīng)器的制造技術(shù)方面，長(zhǎng)期影響固定床反應(yīng)器性能的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題如反應(yīng)器流道設(shè)計(jì)、固定床列管式反應(yīng)器的制造性能均取得實(shí)質(zhì)性突破。我國(guó)對(duì)苯法制順酐的催化劑研制方面也取得了很大進(jìn)展。天津天環(huán)精細(xì)化工研究所開(kāi)發(fā)的TIZ2催化劑性能已經(jīng)達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，空速20002500h鹽溫345375℃、苯濃度不大于55g／m3條件下，%以上，順酐收率在95%以上，選擇性在80%左右，而價(jià)格不及進(jìn)口催化劑的一半。在鹽溫340352℃、熱點(diǎn)溫度420445℃、苯濃度4553g／m空速16002200h1的工業(yè)實(shí)驗(yàn)條件下，%%，順酐產(chǎn)品收率達(dá)到90%93%。在正丁烷氧化法固定床生產(chǎn)順酐催化劑的研制方面，北京化工研究院和天津大學(xué)也開(kāi)展了一些工作，并取得了一定的進(jìn)展。2考慮到苯氫法在我國(guó)發(fā)展比較成熟，國(guó)內(nèi)各生產(chǎn)廠家大都采用此法，有相關(guān)的成功經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，所以我公司擬建項(xiàng)目采用苯氧化法，以苯為原料與空氣混合，在催化劑作用下，在反應(yīng)器中進(jìn)行氧化反應(yīng)，一部分冷凝回收粗順酐，另一部分由水洗成酸水，經(jīng)二甲苯恒沸脫水，精制成精順酐。苯固定床工藝路線已有六十余年的生產(chǎn)歷史，其中具有代表性的是Halcon SD公司開(kāi)發(fā)的苯固定法（SD法），利用該法建立的生產(chǎn)裝置約占順酐生產(chǎn)能力的30%。目前國(guó)內(nèi)苯氧化生產(chǎn)順酐大都采用固定床工藝，故本項(xiàng)目采用固定床氧化床型。國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的苯固定催化劑接近先進(jìn)水平，主要指標(biāo)與國(guó)外的差距不大，而價(jià)格則比國(guó)外低得多，來(lái)源方便。（3）順酐回收順酐回收主要有四種方法：I）水吸收法 將反應(yīng)生成的順酐用水吸收成順酐水，順酐水溶液經(jīng)恒沸脫水得粗酐。該法美國(guó)SD公司開(kāi)發(fā)，是目前各國(guó)最廣泛采用的方法。余下的20%用水吸收成順?biāo)?，?jīng)恒沸脫水或異構(gòu)化制成順酐或反酸。由于該法只能回收80%，而且空氣需預(yù)先干燥，在經(jīng)濟(jì)上不優(yōu)越，故此法很少采用。該法最近由意大利fatalital公司開(kāi)發(fā)。比吸收法工藝的生產(chǎn)費(fèi)用低17%，是目前國(guó)外推崇的發(fā)展方法，但至今國(guó)內(nèi)尚無(wú)該項(xiàng)目技術(shù)。因此，我們認(rèn)為以苯為原料生產(chǎn)順酐，采用部分冷凝恒沸脫水回收工藝為宜。將脫水精制集于一體，由一臺(tái)設(shè)備完成。綜上所述，從各方面的分析來(lái)看，確定擬建項(xiàng)目采用以苯為原料，固定床部分冷凝沸脫水精制一體的生產(chǎn)工藝，建立規(guī)模為 噸/年的順酐生產(chǎn)裝置。實(shí)踐證明，該流程工藝先進(jìn)合理，自動(dòng)化程度高，安全可靠，產(chǎn)品的單耗和能耗低，質(zhì)量達(dá)優(yōu)級(jí)品。氧化部分：主要包括固定床反應(yīng)器，部分冷凝回收液體順酐和水吸收三部分組成，與主工藝相匹配的附屬部分有原料供應(yīng)系統(tǒng)、熔鹽循環(huán)系統(tǒng)、蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)。原料苯來(lái)自廠區(qū)苯庫(kù)，通過(guò)屏蔽泵打入苯汽化器，苯蒸汽通過(guò)計(jì)量，經(jīng)調(diào)節(jié)計(jì)量并過(guò)熱后與空氣混合，進(jìn)入氧化反應(yīng)器。反應(yīng)放出熱量靠軸流泵將熱載體熔鹽循環(huán)帶出，無(wú)離子水脫氧后，由多級(jí)泵將水通過(guò)前后冷卻器預(yù)熱后進(jìn)入高汽包，高壓汽包保持一定液位，以保持反應(yīng)溫度恒定，蒸汽通過(guò)高壓汽包進(jìn)入中壓汽包，供后工段使用。后處理部分：后工段主要包括恒沸脫水，減壓蒸餾和產(chǎn)品成型及相匹配的真空系統(tǒng)。恒沸過(guò)程終止后，真空抽入部分冷回收的粗順酐至恒沸釜中，經(jīng)減壓蒸餾，先蒸出二甲苯入二甲苯中間槽，然后除去低沸點(diǎn)雜質(zhì)，割頭料進(jìn)入粗酐槽，蒸出的成品順酐進(jìn)入順酐成品率槽。真空系統(tǒng)：用蒸汽噴射泵，蒸汽冷凝，減少污染，使二甲苯和順酐都能得到回收。壓力、流量、液位等現(xiàn)場(chǎng)一次儀表，選用引進(jìn)的或合資的儀表，中央控制室選用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工藝過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)節(jié)、記錄、顯示、報(bào)警和打印報(bào)表、顯示歷史曲線的功能。甲基硅酮柱可滿足上述要求。產(chǎn)品順酐及其它低分子脂肪酸的分析，是通過(guò)分析吸收酸水得到的。列表如下：原料氣、反應(yīng)生成氣和酸水分析操作條件分析項(xiàng)目色譜法載氣監(jiān)定器汽化器固定液：?jiǎn)误w柱溫（℃）柱長(zhǎng)（m）ⅹ內(nèi)徑（mm）甲基硅苯原料酮：6201100ⅹ3(不銹鋼)N2氫火焰離子化~150℃反應(yīng)生成氣（分析醛酮）新戊四腈603ⅹ4(不銹鋼)N2氫火焰離子化~100℃酸水磷酸GDX1031603ⅹ4(不銹鋼)N2氫火焰離子化~100℃（2）奧氏法反應(yīng)生成氣中的CO、CO2和O2含量通過(guò)奧氏法進(jìn)行定量分析。通過(guò)比重比濃度的關(guān)系，可以粗略的得出酸水中的順?biāo)崃?。?duì)同樣酸水，分別用色譜法和化學(xué)法測(cè)定順?biāo)?，其結(jié)果列于下表。 工藝設(shè)備選擇 主要設(shè)備選型本工程裝置設(shè)備設(shè)計(jì)在滿足工藝要求的前提下，選用高效、節(jié)能、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠的設(shè)備。 主要工藝設(shè)備 本裝置主要工藝設(shè)備見(jiàn)表。 原料來(lái)源的可靠性根據(jù)國(guó)內(nèi)純苯生產(chǎn)情況，公司已經(jīng)與馬鋼焦化等簽有供貨意向書(shū)，本工程所需苯原料的供應(yīng)是可靠的。 主要輔助材料的品種、規(guī)格、年需用量及來(lái)源（1） 催化劑催化劑型號(hào)： SC 56 BL/B催化劑形狀： 規(guī)則中空?qǐng)A柱環(huán)每管催化劑裝填高度： 每管催化劑空氣負(fù)荷： 210g/hr每管催化劑原料負(fù)荷： 3800 g/hr進(jìn)口壓力: 最低壓力: 活性溫度: 350—360使用壽命: