【正文】 　　號(hào) 名稱(chēng) 用途　　一 產(chǎn)品　　純度 ≥ wt％　　水份 ≤ wt％　　比重 ～　　沸程 177?！妗　? 甲乙酮 40000 作為商品出售　　非揮發(fā)物 ≤2 mg/100ml　　酸度 ≤ ％(wt)　?。ㄒ詿o(wú)CO 醋酸為基準(zhǔn))　　2　　色度 ≤10　　二 副產(chǎn)品　　序 產(chǎn)品 產(chǎn)量 參考　　主要規(guī)格　　號(hào) 名稱(chēng) （t/a） 用途　　正丁烯 wt％　　丁 烷 wt％　　1 液化氣 4500 作為商品出售　　異丁烯 wt％　　其它烴類(lèi) wt％　　叔丁醇 wt％　　仲丁醇 wt％　　2 粗叔丁醇 甲乙酮 wt％ 1720 作為商品出售　　水 wt％　　異丙醇 wt％　　仲丁醚 wt％　　仲丁醇 wt％　　叔丁醇 wt％　　3 仲丁醚 4670 作為商品出售　　水 wt％　　異丙醇 wt％　　甲乙酮 wt％　　重組份： wt％　　4 重組份 仲丁醇: wt％ 440 作為商品出售　　甲基庚酮： wt％　　第四章 工藝裝置　　第一節(jié) 工藝技術(shù)路線(xiàn)的選擇　　一、甲乙酮生產(chǎn)工藝選擇　　1．國(guó)內(nèi)、外工藝技術(shù)概況　　（1）國(guó)外工藝技術(shù)概況　　工業(yè)上甲乙酮（甲乙酮）生產(chǎn)的傳統(tǒng)成熟工藝，主要采用正丁烯硫酸水合法制仲丁醇，仲丁醇進(jìn)一步脫氫生成甲乙酮，國(guó)外大部分生產(chǎn)企業(yè)仍然沿用這一工藝。八十年代以后，人們轉(zhuǎn)向正丁烯直接水合法的研究和開(kāi)發(fā)，德國(guó)和日本相繼在 1983　　年和 1985 年建成了 6 5萬(wàn)噸/年和 5萬(wàn)噸/年甲乙酮裝置，至今運(yùn)行穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益顯著。此外，世界上還有很少量的甲乙酮是從輕烴氧化制醋酸副產(chǎn)而得，美國(guó)目前正在研究和開(kāi)發(fā)一步法制甲乙酮?！　. 硫酸間接水合法　　此法是傳統(tǒng)的甲乙酮生產(chǎn)方法。正丁烯的三種異構(gòu)體(丁烯1，順,反丁烯2)用硫酸吸收生成硫酸氫仲丁酯和硫酸二仲丁酯，然后各自水解生成仲丁醇:　　CH + H SO CH OSOH　　4 8 2 4 4 9 3　　2CH + H SO CH OSOOCH　　4 8 2 4 4 9 2 4 9　　CH OSO OCH + 2HO 2CH OH + H SO　　4 9 2 4 9 2 4 9 2 4　　CH OSOH + H O CH OH + H SO　　4 9 3 2 4 9 2 4　　水解反應(yīng)除生成仲丁醇外，還有各自副產(chǎn)物，包括仲丁醚、甲乙酮、異丙醇、丁醇、C ～C 烴類(lèi)及高沸點(diǎn)物?！　? 8　　含共沸水的粗仲丁醇用汽提法從稀硫酸中分出再送堿洗和丁烷脫除，所得物經(jīng)三塔精制得精仲丁醇。　　濃度約 38％的稀硫酸，國(guó)外一般經(jīng)兩段雙效蒸發(fā)器濃縮成 80％的酸，再返回正丁烯吸收塔循環(huán)使用?！　∷镁浦俣〈荚阢~系催化劑上脫氫生成甲乙酮:　　CHCHOH + CH CH COCH + H ↑　　3 2 5 3 2 5 2　　此反應(yīng)為氣相反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率較高。工業(yè)上也有液相脫氫工藝，但其轉(zhuǎn)化率較低?！　∶摎浞磻?yīng)的副產(chǎn)物為丁烯、水和 C 酮類(lèi)，主要是乙基戊基酮、3─甲基─庚烯　　8　　─5─酮和甲基庚酮─3。　　含有氫、丁烯、甲乙酮、未轉(zhuǎn)化的仲丁醇、C 酮類(lèi)及水等反應(yīng)產(chǎn)物首先分出氫　　8　　和不凝性氣體，再進(jìn)行一系列精制, 最終得到成品甲乙酮?！　. 正丁烯直接水合法　　此法是八十年代初由德國(guó)的德士古公司和日本出光公司建立起工業(yè)化裝置。其反應(yīng)過(guò)程是由正丁烯在強(qiáng)酸性催化劑存在下，在 MPaG 壓力和 165℃溫度下與水直接合成仲丁醇:　　H+　　CH + H O CH OH　　4 8 2 4 9　　，165℃　　反應(yīng)過(guò)程中伴有少量的仲丁醚，叔丁醇及 C 烴副產(chǎn)物，未反應(yīng)的正丁烯返　　8　　回，重新參與反應(yīng)。制得的粗仲丁醇在精餾單元脫除雜質(zhì)得到精仲丁醇后，再送往脫氫工段?！　∶摎涔ざ蔚姆磻?yīng)與精餾同硫酸法。　　c. 醋酸副產(chǎn)法　　工業(yè)上醋酸副產(chǎn)法有幾種生產(chǎn)方法，其中一種是由丁烷在 MPaG，180℃條件下液相氧化而成，此法同時(shí)得副產(chǎn)品甲乙酮。每噸醋酸可副產(chǎn)甲乙酮 ～　　噸，但是采用此法生產(chǎn)甲乙酮的廠商很少。　　d. 丁烯一步氧化法　　由丁烯在催化劑存在下液相直接氧化成甲乙酮,是較先進(jìn)的生產(chǎn)方法，但是，此工藝仍處在研究與開(kāi)發(fā)階段,尚未形成工業(yè)化裝置?！　。?）中國(guó)大陸甲乙酮生產(chǎn)工藝概況　　六十年代，我國(guó)在撫順石油二廠建成一套硫酸間接水合法生產(chǎn)裝置，設(shè)計(jì)能力為 1700 噸/年，由于設(shè)計(jì)考慮不周，生產(chǎn)一直不穩(wěn)定，加上設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，稀硫酸無(wú)出路等問(wèn)題，每年實(shí)際生產(chǎn)量很少,并于 1994年停產(chǎn)?！　　捌呶濉逼陂g，江蘇省泰州石油化工廠從德國(guó)引進(jìn)一套直接水合法生產(chǎn)工藝，但由于原料來(lái)源問(wèn)題沒(méi)有解決，一直未能穩(wěn)定生產(chǎn)?！鞍宋濉逼陂g，黑龍江石化廠也從德國(guó)引進(jìn)了一套直接水合法工藝，并于 1998 年 7 月份開(kāi)車(chē)投產(chǎn)，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。目前裝置運(yùn)行良好、穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益顯著?！　【攀甏酰袊?guó)石化撫順石油化工研究院開(kāi)始研究正丁烯水合生產(chǎn)工藝，分別于 1992年 3 月20 日和1994年 2 月 19 日通過(guò)了由中國(guó)石化組織的“正丁烯水合制仲丁醇”及“仲丁醇脫氫制甲乙酮” “正丁烯水合制仲丁醇多段反應(yīng)器工藝及催化劑研究”的三項(xiàng)技術(shù)鑒定，取得了《低碳烯烴直接水合生產(chǎn)低碳醇的方法》及　　《耐高溫陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化劑制備方法》的技術(shù)專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào)分別為　　[申請(qǐng)?zhí)朷和 CN1076385A[公開(kāi)號(hào)]。2001 年在齊翔公司建成采用“正丁烯水合制仲丁醇”及“仲丁醇脫氫制甲乙酮”技術(shù)的 2 5萬(wàn)噸/年甲乙酮生產(chǎn)裝置，齊翔公司利用現(xiàn)有技術(shù) 2008年成功建成85萬(wàn)噸/年甲乙酮裝置。　　2．工藝技術(shù)方案的比較和選擇理由　　通過(guò)上述可知: 硫酸法工藝成熟，對(duì)丁烯原料純度要求低，操作簡(jiǎn)單，但由于使用了硫酸作催化劑，因此在生產(chǎn)過(guò)程中排放一定量的酸性廢水，設(shè)備腐蝕也較嚴(yán)重，選用的材質(zhì)要求高，且流程長(zhǎng)，維修費(fèi)用高?！　《∠┲苯铀戏朔肆蛩岱ǖ墓逃腥秉c(diǎn)，減少了設(shè)備腐蝕和酸性廢水的排放，有利于環(huán)境保護(hù)，社會(huì)效益尤為顯著?！　≈苯铀戏ū攘蛩岱ㄔ诩夹g(shù)上先進(jìn)，更具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此本裝置推薦采用直接水合法工藝?！　↓R翔公司經(jīng)過(guò)近幾年的改進(jìn)、完善，技術(shù)上已經(jīng)進(jìn)一步成熟，本項(xiàng)目采用該技術(shù)方案并根據(jù)現(xiàn)有裝置生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和操作數(shù)據(jù)，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)現(xiàn)有 2 5萬(wàn)噸/年甲乙酮裝置進(jìn)行改擴(kuò)建，從而提高生產(chǎn)能力?！　?．進(jìn)口設(shè)備的范圍和理由　　根據(jù)齊翔公司現(xiàn)有的甲乙酮裝置的開(kāi)車(chē)及生產(chǎn)情況，以及我國(guó)目前的設(shè)備加工生產(chǎn)行業(yè)的現(xiàn)狀，決定對(duì)本裝置中主要儀表部件進(jìn)行引進(jìn)。儀表部件主要是指重要的高壓調(diào)節(jié)閥或控制閥，浮筒液位計(jì)，安全聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)，智能變送器等?！　〉诙?jié) 工藝流程說(shuō)明　　一、丁烯水合單元 （新建）　　來(lái)自原料精制單元的新鮮丁烯和脫碳四塔頂中的循環(huán)丁烯經(jīng)加熱至一定的溫度和壓力送至反應(yīng)器。新鮮脫鹽水和循環(huán)脫鹽水也加熱、加壓后送至反應(yīng)器。經(jīng)反應(yīng)后，反應(yīng)器頂部流出反應(yīng)產(chǎn)物仲丁醇和其它少量的仲丁醚、叔丁醇、重組份等，以及大量未反應(yīng)的碳四原料，經(jīng)沉降槽分層，有機(jī)相至脫碳四塔，塔頂流出物經(jīng)分層后，碳四烴一部分回流，大部分循環(huán)至反應(yīng)器重新反應(yīng)。　　反應(yīng)器四路出水和頂部沉降槽的水相以及脫醚塔塔頂?shù)乃嘁煌M(jìn)入閃蒸罐，閃蒸出的有機(jī)相進(jìn)入脫碳四塔；水相進(jìn)入循環(huán)水共沸塔，并繼續(xù)分離有機(jī)相和水相，有機(jī)相從塔頂流出至脫醚塔，水相從塔底流出并至工藝水處理工段?！　《⒅俣〈季茊卧?（新建）　　來(lái)自脫碳四塔底的粗仲丁醇，循環(huán)水共沸塔的頂部出料和 TBA 塔的塔底出料，以及甲乙酮工段精制塔底部出來(lái)的循環(huán) SBA 混合后進(jìn)入脫醚塔。塔頂流出物經(jīng)分層后，含醚相至醇萃取塔, 進(jìn)一步分離后， 塔頂流出物為副產(chǎn)品仲丁醚, 送副產(chǎn)品罐。　　來(lái)自醇萃取塔的富水相與脫醚塔塔頂罐的水相混合進(jìn)共沸塔。經(jīng)分離后，底部的水相返回醇萃取塔循環(huán)使用，頂部的有機(jī)相至 TBA 塔。TBA 塔底部的仲丁醇相返回脫醚塔，頂部流出物為副產(chǎn)品粗叔丁醇，送副產(chǎn)品罐?！　?lái)自脫醚塔底部的富仲丁醇相至 SBA 塔。SBA 塔塔底流出物至脫重組分塔，其頂部流出物即為中間產(chǎn)品仲丁醇。脫重組分塔塔頂流出物回 SBA 塔底部，其底部流出物為副產(chǎn)品重組份送罐區(qū)?！　∪⒓滓彝铣膳c精制單元 （改造）　　來(lái)自丁烯水合單元的仲丁醇至 SBA 閃蒸槽，經(jīng)預(yù)熱至脫氫反應(yīng)器。在該反應(yīng)器中仲丁醇在催化劑作用下生成甲乙酮和氫氣等，冷卻后進(jìn)汽液分離器。氣相從吸收塔頂部出來(lái)后，用冷凍鹽水將有機(jī)相冷凝下送回吸收塔，不凝氣為副產(chǎn)品氫氣，經(jīng)壓縮機(jī)升壓后送至煉油廠?！　?lái)自汽液分離器中的粗甲乙酮至脫水塔，在該塔中增加己烷，與水形成共沸物，并從塔頂流出，經(jīng)分層后，己烷循環(huán)使用，水相送污水處理場(chǎng)?！　?lái)自脫水塔底部的甲乙酮相至精制塔，塔底未反應(yīng)的仲丁醇相至仲丁醇精制工段繼續(xù)分離，塔頂流出物即為產(chǎn)品甲乙酮?！　　捕∠┧稀⒅俣〈季乒に嚵鞒毯?jiǎn)圖（新建）參見(jiàn)圖41；甲乙酮合成與精制工藝流程簡(jiǎn)圖（改造）參見(jiàn)圖42；〕　　第三節(jié) 自控　　一、概述　　本設(shè)計(jì)包括 4 5萬(wàn)噸/年甲乙酮裝置改擴(kuò)建以及相應(yīng)配套公用工程和輔助設(shè)施。改擴(kuò)建甲乙酮裝置主要由丁烯水合、仲丁醇精制和甲乙酮合成與精制三個(gè)單元構(gòu)成。配套公用工程和輔助設(shè)施主要由工藝水再生等構(gòu)成。該裝置的工藝是連續(xù)的，生產(chǎn)過(guò)程由DCS 控制，保持高度自動(dòng)化?！　《?、自動(dòng)化水平　　(一)控制水平　　由于生產(chǎn)甲乙酮的生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜，生產(chǎn)控制要求高。為滿(mǎn)足生產(chǎn)控制要求，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低消耗及確保安全生產(chǎn)，本項(xiàng)目擬在原有控制室內(nèi)上一套集散型控制系統(tǒng)（DCS），對(duì)裝置進(jìn)行集中監(jiān)視、控制和操作?！　≡袡C(jī)柜間有 11個(gè)控制柜，2 個(gè)控制站，6 個(gè)操作站，1個(gè)工程師站。新建甲乙酮裝置需要控制柜 7 個(gè)，現(xiàn)有機(jī)柜間已經(jīng)不能滿(mǎn)足新建裝置機(jī)柜要求，需要新建機(jī)柜間。將信號(hào)引到原有操作室內(nèi)，在原有操作室內(nèi)新增控制站3個(gè)。　?。ǘ┛刂埔?guī)模　　5萬(wàn)噸/年甲乙酮裝置改擴(kuò)建有模擬量檢測(cè)回路約 140個(gè)，控制回路約 84 個(gè)，數(shù)字量回路約 100個(gè)。配套公用工程和輔助設(shè)施檢測(cè)回路約 40 個(gè)，控制回路約 35個(gè)，數(shù)字量回路約40 個(gè)?！　。ㄈ╇S設(shè)備成套供貨的儀表　　成套設(shè)備除帶有機(jī)組本身運(yùn)行所需要的一次檢測(cè)儀表和PLC 控制儀表以外，還帶有就地盤(pán)，用于就地開(kāi)/停車(chē)和運(yùn)行/故障信號(hào)指示，而其主要操作參數(shù)依然硬接線(xiàn)引至控制室，隨機(jī)成套的PLC 能實(shí)現(xiàn)與DCS 之間的通訊?！　。ㄋ模┲饕踩夹g(shù)措施　　該裝置爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所等級(jí)劃分為“2 區(qū)”，界區(qū)內(nèi)所有電子式儀表均采取隔爆型。所有遠(yuǎn)傳電子式變送器、電氣閥門(mén)定位器、溫度測(cè)量元件、質(zhì)量流量計(jì)及液位開(kāi)關(guān)等均選用隔爆型結(jié)構(gòu)，隔爆儀表的最低防爆等級(jí)為ExdIICT4?！　榱吮Ｕ蟽x表檢測(cè)過(guò)程的正常進(jìn)行，延長(zhǎng)儀表的使用壽命，本設(shè)計(jì)中戶(hù)外安裝的儀表選用全天候型（≥IP55）。　　安裝在室外的儀表設(shè)備外殼采用的是 IP67 防護(hù)等級(jí)，接線(xiàn)箱等安裝材料采用的是 IP65 防護(hù)等級(jí)。根據(jù)裝置工藝介質(zhì)情況采取保溫、保冷、隔熱等措施。對(duì)于腐蝕性介質(zhì)采用防腐蝕措施，儀表用材料不低于工藝配管材料。用電儀表的金屬外殼包括DCS 機(jī)柜、安全柵柜、繼電器柜，配電柜，儀表用匯線(xiàn)槽等均作保護(hù)接地。為保證自動(dòng)化系統(tǒng)正常可靠地工作，需要作工作接地。包括信號(hào)回路接地、屏蔽接地。儀表或儀表系統(tǒng)的故障安全設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到儀表、儀表氣源和/或電源發(fā)生故障時(shí)，人身和工廠設(shè)備的安全。除儀表空氣外，不允許將任何工藝流體引入到控制室根據(jù)工程的具體情況，確定易燃﹑易爆﹑腐蝕﹑有毒﹑結(jié)晶﹑凍結(jié)﹑干擾等場(chǎng)合的防護(hù)、防爆措施。若有放射性?xún)x表應(yīng)遵守有關(guān)放射性防護(hù)規(guī)范。所有儀表均應(yīng)有永久性的防腐金屬銘牌標(biāo)記。　　在易燃、易爆氣體容易泄露處，設(shè)置了可燃?xì)怏w檢測(cè)器，檢測(cè)器信號(hào)引入控制室內(nèi)的可燃?xì)怏w報(bào)警盤(pán)。　?。ㄎ澹﹥x表電源、氣源、伴熱　　儀表電源　　儀表及自動(dòng)化設(shè)備的用電負(fù)荷，按其對(duì)電源可靠性水平要求分成關(guān)鍵負(fù)荷和非關(guān)鍵負(fù)荷，對(duì)于關(guān)鍵負(fù)荷采用不間斷電源（UPS）供電，其余負(fù)荷采用雙回路供電。其電源規(guī)格如下：　?。?）非關(guān)鍵負(fù)荷電源　　電壓：220V AC177。10％　　頻率：50HZ177。1HZ　　用量：10KVA　?。?）關(guān)鍵負(fù)荷電源　　電壓：220V AC177。5％；24VDC177。5％　　頻率：50HZ177?！　∮昧浚?0KVA　　備用時(shí)間：30分鐘　　波行失真率≤177。5％　　儀表氣源　　壓力：正常 (G)　　最低 (G)　　露點(diǎn)（操作壓力下）：40℃　　含塵微粒： ≯3μm　　含油量： ＜8PPm(W)　　不含有毒及腐蝕性氣體。　　3　　儀表空氣用量： 300Nm/h　　備用時(shí)間： 30分鐘　　儀表伴熱要求　　對(duì)介質(zhì)中含有水分的物料采取伴熱措施，根據(jù)工藝介質(zhì)特點(diǎn)，采用蒸汽伴熱，伴熱采用φ142 的不銹鋼管，保溫箱采用蒸汽伴熱。并且根據(jù)需要也考慮絕熱保溫以保護(hù)儀表、儀表導(dǎo)壓管或工藝流體免受結(jié)冰、蒸發(fā)、結(jié)晶及熱沖擊的影響，同時(shí)也考慮保護(hù)人身安全?！　∪?、儀表選型原則　?。ㄒ唬┛刂苾x表