5000吨年丙酮合成甲基异丁基酮(MIBK)生产装置可行性研

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1、50000吨/年丙酮酮合成甲甲基异丁丁基酮(MIBBK)生生产装置置可行性研研究报告告目录一、总论论.22二、项目目提出的的背景和和必要性性.3三、工艺艺技术方方案.5四、环境境保护11五、劳动动安全及及工业卫卫生12六、劳动动定员13七、 总投资估估算144八、 经济效益益及投入入产出预预测166一、 总论甲基异丁丁基酮(MIBBK)是是一种用用途非常常广泛的的中沸点点溶剂，主要用用作硝化化纤维、聚氯乙乙烯、聚聚醋酸乙乙烯酯、聚苯乙乙烯，环环氧树脂脂、天然然及合成成橡胶、油漆、涂料和和脱油的的溶剂、彩色胶胶卷的呈呈色剂，也用作作青霉素素发酵液液的萃取取剂及一一些有机机盐的分分离剂。同时它它也

2、是橡橡胶防老老剂40020及及一些有有机合成成的主要要原料。因此适适时地建建设MIIBK装装置，以以满足市市场的需需要，具具有良好好的社会会效益和和经济效效益。MIBKK的市场场前景是是好的。从经济济分析的的结果可可以看出出，该项项目的经经济效益益也较好好。生产MIIBK的的技术来来源于千千吨级的的工业装装置，工工艺技术术是可靠靠的。MIBKK是一个个具有很很大发展展潜力的的产品，因此今今后进一一步扩产产的可能能性很大大。该项项目的主主要经济济技术指指标如下下：表1 主要经经济技术术指标序号名称单位指标1建设规模模吨/年500002总投资：建设投投资万元162333流动资金金万元4054建筑面

3、积积m2420005劳动定员员人676利润万元/年年806.97投资利润润率%39.7798内部收益益率%41.559投资回收收期年3.97710盈亏点%36.33511丙酮耗量量吨/年5400012氢气耗量量吨/年10013催化剂用用量m3/年年5.214水量万吨/年年24015电万度/年年27216汽（0.8MPPa）万吨/年年5.2二、项目目提出的的背景和和必要性性2.1 项目目提出的的背景甲基基异丁基基酮(MMIBKK)是一一种用途途非常广广泛的中中沸点溶溶剂，主主要用作作硝化纤纤维、聚聚氯乙烯烯、聚醋醋酸乙烯烯酯、聚聚苯乙烯烯，环氧氧树脂、天然及及合成橡橡胶、油油漆、涂涂料和脱脱油的

4、溶溶剂、彩彩色胶卷卷的呈色色剂，也也用作青青霉素发发酵液的的萃取剂剂及一些些有机盐盐的分离离剂。同同时它也也是橡胶胶防老剂剂40220及一一些有机机合成的的主要原原料。全世界MMIBKK的生产产能力约约为255万吨/年，主主要集中中在美国国、欧洲洲和日本本。在美美国，MMIBKK总耗量量的633用作作硝化纤纤维素清清漆与涂涂料树脂脂的溶剂剂。100用于于化学品品如阻氧氧剂的生生产；110用用作萃取取剂、粘粘合剂及及蜡脱油油的溶剂剂；还有有17向向国外出出口。 MIBBK是丙丙酮深度度加工的的精细化化工产品品之一。美国用用于生产产MIBBK的丙丙酮占丙丙酮总产产量的110左右右，而日日本则占占2

5、0左左右。其其生产工工艺都已已由传统统的三步步法发展展到能在在固定床床中连续续操作的的直接合合成工艺艺。我国MIIBK的的生产才才刚刚起起步，目目前还不不能大批批量生产产，仅南南京和濮濮阳等地地有少量量产品出出售，售售价为每每吨1.11.22万元。上海溶溶剂厂于于19664年建建成一套套2000t/aaMIBBK生产产装置，采用的的是三步步法工艺艺，由于于生产工工艺复杂杂，能耗耗高，污污染严重重，目前前已经停停产。锦锦西炼油油总厂以以异丙醇醇为原料料合成MMIBKK，转化化率和选选择性都都较低，（单程程转化率率5左右右）能耗耗大，虽虽早在119811年就建建成10000吨吨/年的中中试装置置，

6、但由由于催化化剂和一一些工程程问题尚尚末解决决，至今今未能正正常生产产。石油化化工公司司化肥厂厂采用在在80年代代开发的的技术建建成了一一套5000吨/年的以以丙酮为为原料合合成MIIBK的的中试装装置。但但由于由由公司司负责设设计施工工的配套套系统不不完善，现还不不能大批批量生产产。目目前国内内MIBBK的产产量有限限，所需需MIBBK大部部份都需需进口，这不但但花费了了大量外外汇，同同时也限限制了MMIBKK的推广广应用，致使蜡蜡脱油、橡胶防防老剂440200的合成成等生产产工艺的的推广应应用受到到了限制制。2.2 必要性性由于我国国MIBBK的产产量很小小且价格格偏高，所以许许多应用用领

7、域尚尚末开发发，国内内大约880的的MIBBK用作作溶剂，其中以以油漆溶溶剂为主主，此外外还用作作油墨的的溶剂。近几年年磁带的的磁浆溶溶剂用量量也有所所增加，如果进进口的磁磁带生产产线满负负荷生产产，则对对MIBBK的需需要量可可达15500tt/a。大约115的的MIBBK用作作脱蜡剂剂，5用作作萃取剂剂。我国MIIBK的的应用前前景非常常乐观，美国涂涂料产量量4400万吨/年，耗用用MIBBK5万万吨/年。日日本涂料料产量2220万万吨/年左右右，耗用用MIBBK2万万吨/年左右右，均占占涂料产产量的11左右右。我国国涂料产产量在1100万万吨/年左右右，如果果涂料的的档次达达到发达达国家

8、水水平，则则仅此一一项我国国MIBBK的消消费量就就达1万吨/年左右右。随着着我国建建筑业、家俱业业、家电电及汽车车工业的的篷勃发发展，对对高档油油漆的需需求量将将不断增增加，据据不完全全统计，我国已已有数十十个油漆漆厂开始始在高档档油漆的的生产中中使用MMIBKK。此外外，在磁磁带生产产，油墨墨生产，石油脱脱蜡，环环氧树脂脂及橡防防老剂生生产等领领域的应应用有待待进一步步开发。据权威威部门对对MIBBK的应应用前景景所做的的分析预预测，到到20000年，涂料行行业的MMIBKK消耗量量将达到到1000015000吨/年，磁磁带行业业将达到到56000吨/年，用用做粘合合剂的溶溶剂将达达到45

9、500吨吨/年，用用做油墨墨的溶剂剂将达到到55000吨/年，医医药行业业的用量量将达到到55000吨/年，40020的的用量将将达到220000吨/年，其其总量将将达到3300000350000吨吨/年。所所以在不不远的将将来，我我国MIIBK的的消费量量将急剧剧增加。三工艺技技术方案案1 国国内外技技术概况况生产MIIBK有有多种方方法，主主要有丙丙酮三步步法和丙丙酮一步步法。目目前一步步法生产产的MIIBK占占总产量量的800%以上上。在770年代代以前，主要用用丙酮三三步法生生产MIIBK，但800年代后后建成的的MIBBK生产产装置均均采用丙丙酮一步步法生产产工艺。1.1 丙酮三步步

10、法该方法是是以丙酮酮为原料料，经液液相缩合合、催化化脱水和和催化加加氢后生生成MIIBK。整个生生产工艺艺过程由由上述三三个工序序组成，故称之之为丙酮酮三步法法。主要要反应方方程如下下：液相缩合合 22CH33COCCH3 CH33C(CCH3)OHHCH22COCCH3催化脱水水CH3C(CCH3)OHHCH22COCCH3 CHH3C(CCH3)CHHCOCCH3+H2O催化加氢氢 CHH3C(CCH3)CHHCOCCH3 CCH3CH(CH33)CHH2COCCH3由于各步步反应条条件不同同，所用用催化剂剂也不一一样，单单程转化化率低(一般约约15%)因此此整个工工艺流程程长，能能耗高，

11、设备要要求防腐腐，设备备单位体体积生产产能力低低，但该该工艺也也有其优优点，既既产品方方案灵活活，其中中间产物物双丙酮酮醇和异异丙义丙丙酮都可可作商品品。1.2 丙酮一步步法这是一种种较先进进的工艺艺路线。其主要要特点是是利用高高性能的的催化剂剂一步完完成丙酮酮缩合、脱水和和加氢等等反应过过程，得得到目的的产物MMIBKK。其反反应式如如下：2CH33COCCH3 CCH3CH(CH33)CHH2COCCH3+H2O该工艺具具有流程程短，投投资少，转化率率高，成成本较低低等优点点，是目目前各国国竟相发发展的工工艺。从从应用普普遍的VVebaa,Taaxacco一步步法及本本项目中中采用的的工艺

12、与与三步法法进行原原材料、动力消消耗比较较可以看看出，一一步法在在经济上上具有明明显的优优势。表2 各种方方法原材材料和动动力消耗耗对照（以每吨吨MIBBK计）三步法Vebaa一步法法Taxaaco一一步法本工艺丙酮(tt)1.4221.30031.3551.355氢气(NNm3)674270242280冷却水(t)5791001060工艺水(t)0.4117-电耗(KKwh)309145150680蒸汽(tt)12.1132.3664.913.002. 工艺路线线的确定定本项目采采用丙酮酮一步法法生产MMIBKK。其技技术来源源于已已工业化化的成套套技术。因此工工艺的可可靠性和和安全性性会得

13、到到有力的的保障。3、生产产规模及及工艺流流程(1) 生产产规模和和产品方方案：根据目前前国内市市场情况况，确定定本装置置生产规规模为年年产MIIBK550000吨，全全部作为为商品出出售。其其产品质质量指标标如表33中所示示：装置年开开工70000小小时装置置年需求求丙酮667500吨装置年需需求氢气气120000000Nmm3表3、 MIBBK质量量指标如如下：序号指标名称称指标分析方法法1色度(PPt-CCo)152纯度 wtt%993沸程初馏点干点馏出体积积，%114117954水份%0.115酸值%（以乙酸酸计）0.0026不挥发物物 %99.5%13500kg/tt67500t外购

14、氢气98%25kg/tt125tt催化剂B62110.00013m3/tt6.7mm3抚研院烧碱42%0.0002kg/tt100000kgg外购水60t/t30000万吨本厂内电220/3800v680Kwh/t340万万度本厂内汽0.88MPaa13t/t65万吨吨本厂内6 主主要设备备选型该项目中中主要设设备是反反应器和和氢压机机。反应应器根据据该项目目工业化化的经验验，可采采用列管管式固定定床。列列管内径径和长度度可选用用与目前前的工业业化装置置一致。这样就就消除了了因列管管几何尺尺寸变化化所引起起的放大大效应。从目前前工业装装置的使使用情况况来看，反应器器的设计计满足了了反应工工艺的

15、要要求。氢压机和和氢气循循环机这这两台设设备也都都是由国国内有经经验的专专业厂家家制作，从工业业装置的的使用情情况看出出其性能能良好。表表5 反应器器、压缩缩机、塔塔类序号设备编号号名称简要规格格台数材质备注1R1011反应器11Cr118Nii9Tii6.0MMpa2C1011氢压机Q=6.0m33/miin28.0MMpa3C1022循环氢压压机Q=0.8m33/miin26.0MMpa4C2011轻组份塔塔理论板数数421Q2355常压5C2022 丙酮塔理论板数数50 1Q2355常压6 C2033干燥塔理论板数数281Q2355常压7C2044产品塔理论板数数50 1Q2355常压8

16、C2055废水塔理论板数数281Q2355常压表6 换热器器类序号设备编号号名称规格及型型号台数材质1E1011反应物冷冷却器F=244m21Q23552E1022轻组分塔塔再沸器器F=488m21Q23553E1033轻组分塔塔顶冷凝凝器F=600m21Q23554E1044丙酮塔再再沸器F=488m21Q23555E1055丙酮塔顶顶冷凝器器F=600m21Q23556E1066干燥塔再再沸器F=488m21Q23557E1077干燥塔顶顶冷凝器器F=488m21Q23558E1088产品塔顶顶冷凝器器F=166m21Q23559E1099废水塔再再沸器F=488m21Q235510E11

17、00废水塔顶顶冷凝器器F=166m21Q235511E1111凉水塔1玻璃钢12E1122热水冷却却器F=122m21Q2355表7 主要容容器和泵泵类序号编号设备名称称规格及型型号台数材质1V1022氢气柜V=2550m331Q23552V1055氢气缓冲冲罐V=8mm31Q23553V1066新丙酮储储罐V=1000m331Q23554V1077丙酮计量量罐V=8mm31Q23555V1088回收丙酮酮储罐V=1000m331Q23556V1099回收丙酮酮计量罐罐V=8mm31Q23557V1100热水箱V=8mm31Q23558V1111反应液分分离器V=6mm31不锈钢9V1133反

18、应液储储罐V=1000m331Q235510V1166轻组分包包装罐V=8mm31Q235511V1222重组分罐罐V=8mm31Q235512V1255成品罐V=500m31Q235513V1266次品罐V=500m31Q235514V1300循环水箱箱V=122m31Q235515P1011丙酮计量量泵ZJ-332000/1000-III216P1022热水循环环泵217P1033反应液泵泵218P1044丙酮塔进进料泵219P1055轻组分塔塔回流泵泵220P1066干燥塔进进料泵221P1077丙酮塔回回流泵222P1088废水塔进进料泵223P1099产品塔进进料泵224P1100产

19、品塔回回流泵225P1111抽真空水水泵226P1144循环水泵泵227P1155回收液输输送泵228P1166废水输送送泵2四、 环境保护护1 主主要污染染源及污污染物本装置的的废液来来源是反反应生成成的副产产物及反反应生成成的水。反应经经分离分分别产生生四股废废液：（1）少量量轻组分分（2）少量量重组分分（3）废水水（4）废催催化剂。2 资资源的综综合利用用和三废废治理方方案根据国家家有关政政策，应应尽量考考虑到资资源的综综合利用用。轻组组份主要要是2-甲基戊戊烷和丙丙酮，是是一种良良好的溶溶剂，也也是一种种很好的的燃料，可焚烧烧处理，也可外外售。重重组分主主要是二二异丁基基酮和均均三甲苯

20、苯的混合合物，是是一种较较好的油油墨溶剂剂，可直直接作为为商品出出售。也也可掺入入重油燃燃烧作燃燃料用。废水是是由合成成反应本本身产生生的。脱脱水塔产产生的废废水含有有大量的的有机物物，因此此为保证证环保的的要求，在工艺艺上专门门增设一一废水塔塔进行处处理。该该废水经经共沸蒸蒸馏后，可使塔塔釜废水水中的有有机物含含量小于于0.11%，CODD1000pppm，达达到国家家排放标标准（GGB89978-88）的要求求。废催催化剂中中含有贵贵金属可可外售给给冶炼厂厂回收。设计中对对装置排排水采用用清污分分流的原原则，以以减少工工业污水水的排放放量。在工艺设设计中考考虑在易易挥发液液体如丙丙酮和MM

21、IBKK等贮罐罐上加喷喷淋降温温设施，以减少少挥发损损失，尽尽可能地地降低因因物料挥挥发对环环境造成成的污染染，这也也有利于于工业卫卫生本着节约约能源和和资源综综合利用用这个指指导思想想，装置置中设有有水的循循环系统统，从而而大大降降低了水水的消耗耗；同时时蒸汽冷冷凝水部部分做反反应器冷冷却水的的补充水水，也可可作冬季季车间采采暖热源源，使冷冷凝水得得到了利利用。通过共沸沸蒸馏不不仅使废废水达到到国家排排放标准准，同时时也回收收其中的的有机物物减低了了原材料料的消耗耗。本项目是是一个轻轻污染项项目，三三废治理理措施是是合理可可行的，能达到到国家有有关标准准对三废废排放的的要求。五、 劳动安全全

22、及工业业卫生生产所使使用的原原料丙酮酮、氢气气及产品品甲基异异丁基甲甲酮(MMIBKK)为低低闪点易易燃易爆爆液体或或气体。因此，在工艺艺方案及及具体设设计中将将采取积积极可行行的措施施，以控控制和消消除生产产中的职职业危害害，保证证广大职职工在生生产过程程的安全全和健康康。1 可可能产生生职业危危害的物物料性质质1.1丙丙酮无色色、透明明、易燃燃、易挥挥发的液液体，能能与水、酒精、氯仿、油类及及其它一一些碳氢氢化合物物互溶，并能溶溶解油脂脂和橡胶胶。卫生生容许最最高浓度度为0.4mgg/l。其蒸汽汽与空气气混合能能形成爆爆炸性混混合物。明火及及高热极极易引起起燃烧。1.2 甲基基异丁基基酮(

23、MMIBKK)无色透明明液体，微溶于于水，溶溶于酒精精、苯等等有机溶溶剂，为为一级易易燃品，遇高温温、明火火、氧化化剂有引引起燃烧烧爆炸的的危险。其蒸汽汽与空气气混合能能形成爆爆炸性混混合物。空气中中最高允允许浓度度为0.1mgg/m33。1.3 氢气气无色无味味气体，易燃烧烧并发生生爆鸣，最易引引爆浓度度为244%（体体积）。2、 安全卫生生措施根据有并并规范和和标准，严格规规定防火火、防爆爆区域和和等级，以及装装置的工工业卫生生等级，并据此此进行各各专业的的设计。所有压力力容器上上都设有有安全阀阀，并在在反应器器上设置置了压力力和温度度报警。对主要要的温度度、液位位采用自自动联锁锁控制。在

24、低沸沸点易挥挥发的液液体储罐罐上设冷冷却水喷喷淋装置置。厂房采用用敞开式式框架结结构，主主装置与与辅助设设施、主主控室分分开，以以尽量减减少可能能发生危危险时的的危害面面。设有有为该项项目服务务的浴室室，以便便职工搞搞好个人人卫生。界区内设设环形消消防道和和消防水水网。通过采取取一系列列合理的的安全卫卫生措施施，能有有效地避避免可能能发生的的火灾、爆炸等等危险事事故的发发生，达达到对车车间生产产安全和和卫生的的要求。六、 劳动定员员该项目建建成后以以厂的形形式组织织生产经经营活动动。据此此进行劳劳动定员员的编制制。生产制度度实行四四班三运运转。表8 劳劳动定员员表序号工种定员班制备注1操作工2

25、04高中文化化2分析工94高中文化化3包装工21初中文化化4预备工21高中文化化5维修工111高中文化化6组长54高中文化化7工艺工程程师21大专以上上文化8管理及其其它161中专以上上文化9合计67七、总投投资估算算(1) 投资资估算内内容50000吨/年MIBBK生产产装置的的投资估估算是以以图1所示的的MIBBK简化化工艺流流程为基基准，并并参照国国内MIIBK工工业生产产装置及及有关资资料进行行的。投投资估算算主要包包括如下下内容：50000吨/年MIBBK生产产装置的的建设费费用；分分析、办办公、维维修等辅辅助生产产系统建建设费用用；水、电、外外管、总总图等公公用工程程建设费费用；技

26、技术使用用费和设设计费；建设单单位管理理费；生生产职工工培训费费；电力力增容费费；工程程建设投投资预备备费以及及建设期期贷款利利息。（2） 投资估算算编制方方法及说说明该项目有有关估算算依据化化工部有有关规定定编制。其中工工艺设备备费参考考同类设设备报价价或订货货价测算算；其它它设备按按同类型型装置所所占比例例估算；安装费费按同类类型装置置所占设设备购置置费的比比例估算算；其它它费用的的计取，按化工工部工工程建设设其它费费用取费费标准中有关关规定并并根据现现有工业业装置的的实际情情况作了了适当调调整。（3） 投资估算算 1、建设投投资估算算：该项项目建设设投资估估算值为为21444万元元。其中

27、中70%的资金金靠贷款款解决，建设期期贷款利利息为1122万万元，计计划建设设期一年年。 2、流动资资金估算算：流动动资金按按正常生生产年份份总成本本的255%计算算，估计计值为5536万万元。 3、项目总总投资估估算为226800万元，其中建建设投资资额21144万万元，流流动资金金5366万元。投资估估算情况况详见表表9表9 建设设投资估估算表（单位：万元）序号项目或费费用名称称设备费安装费建筑费其它费合计一 1二 1三 1 2 3 4第一部分分：工程程费用主要生产产装置小小计甲基异丁丁基酮装装置辅助生产产项目小小计分析、维维修公用工程程小计供排水供电总图外管937814814525271

28、135835527627616166328532849292119119736165115766118221182218718720721825153 1 2 3 4第二部分分：其它它费用建设单位位管理费费生产职工工培训费费设计费电力增容容费1653020556016530205560一、二部部分合计计93735528416517411 1 2第三部分分：预备备费常规预备备费价差预备备费281160121281160121建设期贷贷款利息息122122总估算93735528456821444八、经济济效益及及投入产产出预测测1、生产产成本估估算生产产成本估估算是按按中石化化总公司司(866)规

29、定定中国国石油化化工工程程项目可可行性编编制暂行行规定编制。(1)固固定资产产成率按按建设投投资的996计计取。(2)固固定资产产折旧年年限 115年。(3)固固定资产产净残值值率 5。(4)大大修基金金提取率率 3。(5)原原料及主主要材料料价格：均按市市场价格格计算。 (6)水电汽汽等价格格：场按按市场价价格计算算。 (7)车间管管理费按按下式计计算：（主要原原材料费费辅助助材料费费生产产工人工工资折折旧大大修基金金）2。 (8)企业管管理费计计取方法法：按制制造成本本的100计取取。 (9)生产工工人工资资及附加加费：生生产工人人工资及及附加费费生产定定员。 (100)销售售管理费费计取

30、方方法：按按产品销销售的11.2885计计取。在生产成成本估算算中，生生产负荷荷以1000为为基准，其结果果见表110、表表11。2、销售售收入估估算本项项目的主主要产品品MIBBK是重重要的有有机溶剂剂，预计计本项目目投产时时，国内内MIBBK的价价格可在在1.111.22万元/吨之间间。计算算时取1110000元/吨作为为MIBBK的评评估价。根据上上述产品品价格，计算的的产品销销售收入入为：444000万元。扣除产品品税及成成本后所所得利润润为：详详见表112。表10 生产产成本估估算价值值单价：元项目或费费用名称称单价消耗定额额单价70%负负荷100%负荷丙酮氢气包装原材料小小计450

31、002000001.3550.0225吨吨60755.000504.00156.0067355.00060755.000504.00156. 0067355.000水电蒸汽燃料动力力小计0.3550.500356068013吨度吨 21 340045581621340455816工资及附附加费246217车间经费费240180车间成本本8037779488管理费用用804795工厂成本本8841187433销售费用用113113销售成本本8954488566表11 工厂厂成本名称总计（万万元/年）产品单耗耗：元/吨MIBBK原料2694467355公用工程程326.40816合计（可可变成本本

32、）30200.475511工资及附附加86.88217管理费用用303.6759销售费用用45.22113合计（固固定成本本）435.610899工厂成本本34100.885277销售成本本3456686400表12 利税税计算表表项目名称称金额(万万元)备注1销售收入入37600.7(扣除税税后)2销项税额额639.33销售成本本29533.8(扣除税税后)4进项税额额4585净利润806.96销售利税税988.23、投资资效益及及现金流流量计算算投资效效益投资资利润率率39.79内部部收益率率41.5%现金流流量计算算本项项目计算算期按116年考考虑，其其中建设设期为11年，生生产经营营期

33、为115年，现金流流量按项项目最大大偿还能能力计算算，折现现率为113。在项目目最后一一年考虑虑残值和和流动资资金回收收（现金金流量计计算表略略）。根据据现金流流量计算算结果，本项目目静态回回收期为为2.884年，动态回回收期为为3.997年。综上上所述，该项目目具有可可观的经经济效，并且对对其原料料价格和和产品价价格的变变化也有有一定的的承受能能力，具具有开发发价值。同时该该项目投投产后，不仅可可填补国国内MIIBK大大规模工工业生产产的空白白，也可可以推动动其后续续加工工工艺如440200的发展展，因此此也有良良好的社社会效益益。 44、不确确定性分分析盈亏平平衡分析析年销售收收入 44000万元元年税金 1181.3万元元可变成本本 30020.4万元元固定成本本 4335.66万元盈亏平衡衡点: 4355.6 X=1000=366.355% 44000-1181.3-330200.430