年产40万吨醋酸工程建设项目建议书(56页)-工程可研(编辑修改稿)

年产40万吨醋酸工程建设项目建议书(56页)-工程可研(编辑修改稿)内容摘要：

种因素尤其是国际 醋酸 市场价格的影响，国内 醋酸价格的随机性波动将仍然存在。 为比较客观地预计本工程将来的财务状况，本工程财务评价 醋酸 价格暂按目前北方部分醋酸厂出厂价 3800 元 /吨进行。 本资料来 自 3．产品方案及生产规模 产品方案 本项目以天然气和二氧化碳为原料 , 先制造气体一氧化碳和液体甲醇，然后采用低压羰基合成法制造工业冰醋酸，其规格见表 31。 表 31 冰醋酸规格 组分 指标 醋酸 ≥ %wt. 水 ≤ %wt. 甲酸 ≤ %wt. 乙醛 ≤ 300ppm 铁 ≤ 重金属 ≤ 丙酸 ≤ 300ppm 甲基碘＋ I ≤ 氯化物 ≤ 硫 ≤ 色度 ≤ 10APHA 高锰酸盐时间 ≥ 2h 比重 (20℃ ) 生产规模 本工程的生产规模为 : 公称能力 : 40 万吨 /年 设计能力 : 300 吨 /天 本资料来 自 年操作时间： 8000 小时 4．工艺技术初步方案 国内外醋酸工艺技术概况 现代工业生产醋酸的方法主要有三种： —— 乙醛氧化法 —— 饱和烃液相氧化法 —— 甲醇羰基合成法  乙醛氧化法 乙醛生产使用的主要原料有乙炔、乙醇和乙烯，因而按原料又可将乙醛氧化法分为：乙炔 —— 乙醛氧化法、乙醇 —— 乙醛氧化法和乙烯 — —乙醛氧化法。 乙炔 —— 乙醛氧化法生产醋酸，是先用乙炔水合法制取乙醛，而乙醇 —— 乙醛氧化法或乙烯 —— 乙醛氧化法是先将乙醇或乙烯氧化成为乙醛，制得的乙醛再氧化成为醋酸。 乙醇 —— 乙醛氧化法在 1930 年开始工业化运行。 1961 年乙炔 —— 乙醛氧化法开始工业化生产。 60 年代，随着石油化学工业的大力发展，开始采用乙烯 —— 乙醛氧化法生产醋酸，目前，在乙醛氧化法中，乙烯路线占主导地位，而乙炔路线基本淘汰。  饱和烃液相氧化法 饱和烃液相氧化法主要有正丁烷和石脑油两种路线。 原料正丁烷或石脑油液相氧化 成醋酸、甲酸、丙酸等，氧化产物经多次分离精馏得产品醋酸，副产甲酸、丙酸等。 1952 年，美国 Celanese 公司建成了第一套丁烷液相氧化法醋酸装置。 本资料来 自 1962 年，英国蒸馏公司先以轻油为原料用氧化法生产醋酸，以后，法国和原苏联也陆续建成轻油液相氧化法醋酸生产装置。 在美国，石脑油原料路线曾占主导地位。 饱和烃液相氧化法氧化产物组成复杂，相应的醋酸分离费用也较高，因此在醋酸生产中，饱和烃液相氧化法所占的比例正在逐渐减少。  甲醇羰基合成法 甲醇羰基合成法有两种技术： —— BASF 高 压甲醇羰基合成法 —— Monsanto 低压甲醇羰基合成法 BASF 和 Monsanto 甲醇羰基合成法均采用甲醇和一氧化碳为原料，经反应、提纯等工序生产出冰醋酸。 1960 年，德国 BASF 公司开发的高压甲醇羰基合成法第一套 万吨 /年醋酸装置投入生产，随后美国 Bordon 公司 万吨 /年醋酸装置和罗马尼亚 Craiova 公司 6 万吨 /年醋酸装置分别在 1966 年和 1983 年开始运行。 以后一直没有采用 BASF 工艺建厂的报导。 美国 Monsanto 公司于 1967 年开始进行低压甲醇羰基 合成工艺研究，1970 年第一套直接从 5 吨 /年实验室规模放大到 万吨 /年规模的醋酸装置在美国德克萨斯投产。 Monsanto 低压甲醇羰基合成法在工艺技术和经济效益上都有明显的优点，因而该方法开发成功后， BASF 高压羰基合成法技术实际上已失去工业意义。 美国 Monsanto 低压甲醇羰基合成法技术已转让给英国 BP Chemicals Limited。 目前， BP 公司在 Monsanto 技术的基础上又开发出高活性 Cativa 铱系催化剂，能大大提高合成反应速度。 此外，塞拉尼斯公司也 本资料来 自 拥有其专有的低压甲醇羰基合 成醋酸技术。 世界各国新建醋酸装置，几乎都采用低压甲醇羰基合成法技术，据不完全统计，目前全世界醋酸产量约 700 万吨 /年，甲醇羰基合成法约占 60%。 1953 年，我国上海试剂一厂以乙醇 —— 乙醛氧化法建成工业装置，开始进行醋酸生产。 1958 年，吉林化学工业公司 2 万吨 /年乙炔 —— 乙醛氧化法醋酸装置投入生产，此后，先后建成了一批以乙醇为原料的小型醋酸装置。 1977 年，上海石化总厂引进乙烯制乙醛装置，国内自行设计配套的 万吨 /年醋酸装置开始运行，开辟了国内醋酸生产原料新来源。 80 年代，吉林、大庆、 扬子三套 7 万吨 /年乙烯 —— 乙醛氧化法醋酸装置相继建成，大大提高了我国醋酸生产能力。 1993 年，上海吴泾化工厂引进 10 万吨 /年Monsanto 低压甲醇羰基合成法技术和主要设备签约， 1996 年 8 月建成投产，标志着我国醋酸生产技术进入了一个新阶段。 四川维尼纶厂和镇江化工厂以甲醇为原料的 15 万 t/a 碳基合成法装置也已先后建成投产，目前我国的醋酸生产能力约 100 万 t/a。 醋酸工艺技术的比较和选择 在乙醛氧化法中，乙炔 —— 乙醛氧化法存在着成本高、汞中毒污等严重缺点，基本上已淘汰。 占乙醛氧化法主导地位 的乙烯 —— 乙醛氧化法，由于石脑油价格高涨引起乙烯价格上升，而该方法又无通过技术改进提高产品收率的余地，因而乙烯 —— 乙醛氧化法的成本竞争能力日趋下降。 乙醇 —— 乙醛氧化法由于乙醇价格较高，成本较高，市场竞争能力也比较差。 在饱和烃液相氧化法中，石脑油液相氧化法的醋酸收率处于较低水平，且氧化产物组成复杂，为了回收副产物，增大了设备的投资和能耗，况且对于回收的副产品是否能找到大的、价格也有利可图的市场，是决定石脑 本资料来 自 油液相氧化法经济性的重要因素。 此外，原料石脑油或正丁烷价格的急剧上升，正逐渐劣化饱和烃液相氧化法 的经济性，就连一直宣称能获得廉价石脑油的美国，也已逐渐由占主导地位的石脑油液相氧化法转为甲醇羰基合成法生产醋酸。 在甲醇羰基合成法中， BASF 高压甲醇羰基合成法反应压力高达70MPa，原料消耗和能耗远高于低压甲醇羰基合成法，因而低压甲醇羰基合成法具有显著的技术、经济先进性：  采用活性高、选择性好的催化剂，反应条件变得缓和，反应可在 压力下进行，降低了设备投资，特别是 BP 公司开发的高活性 Cativa 铱系催化剂，能大大提高合成反应速度；另一方面提高了原料的利用率，降低了能耗，从而提高了工艺的经 济性。  所用的催化剂稳定，合适的工艺流程设置使昂贵的催化剂损失降到最低。  催化剂的选择性高，可使副产物的生成降至极少，因而减少了用于副产物回收的设备投资，且排放的废酸量很少。  采用先进的电子计算机集散控制系统，实现了操作条件的最佳化。 上述主要方法的工艺技术比较见表 41，本项目醋酸装置推荐引进 BP公司开发的使用铱系催化剂的低压甲醇羰基合成法工艺技术，软件引进深度为基础工程设计，硬件引进范围为主要设备、仪表和材料。 CWCEC *****公司 年产 40万吨醋酸 工程 424 本资料来 自 表 主要醋酸生产工艺技术比较 序 醋酸生产 反应条件 醋酸收率 消耗定额 号 工艺技术 催化剂 温度 ℃ 压力 MPa(G) 原料 收率 % 原料 t 冷却水 t 电 kWh 蒸汽 t 醋酸生产副产品 1 乙烯 乙醛 制乙醛 钯铜氯化物 125 ～ 130 乙烯 95 400 160 无 氧化法 制醋酸 醋酸锰 66 乙醛 95 (乙烯 ) 2 正丁烷液相氧化法 醋酸钴 150～ 225 丁烷 57 475 1520 8 乙醛、甲醇、丙酮 3 石脑油液相氧化法 醋酸锰 200 石脑油 40 422 1500 甲酸、丙酮、丙炔酸 4 BASF 高压甲醇羰基合成法 钴、碘 250～ 265 70 甲醇 CO 87 59 180 1078 4 无 5 低压甲醇羰基合成法 铑 (或铱 )、碘 185 甲醇 CO 99 90 145 34 无 CWCEC *****公司 年产 40万吨醋酸 工程 425 本资料来 自 原料及工艺路线 低压甲醇羰基合成 醋酸 工艺的 化学计量方程式如下： CO+CH3OH=CH3COOH 制备一 氧化碳和甲醇的原料 有天然气、煤、石油 等，本项目 提出的背景是利用中国海洋 石油有限公司提供的 1 亿立方米 /年天然气，因此， 本项目以天然气为原料 制备 醋酸 合成所需一 氧化碳和甲醇。 由于以天然气为原料 制备一 氧化碳时氢过量而碳不足，因此，本项目拟从转化炉烟气中回收CO2补入天然气中作为原料。 以天然气和二氧化碳为原料合成醋酸的总化学计量方程式如下： CH4+CO2=CH3COOH 工业上需要经过许多工序才能完成上述总反应，本项目拟采用天然气、二氧化碳、水蒸汽加压一段转化制取 CO、 CO H2的混合气体；采用 MDEA法脱除 CO2返回转化，深冷法分离醋酸合成所需 CO，尾气去转化作 燃料；采用 MEA 法脱除转化工序烟气中的 CO2作为原料。 转化工序 以天然气为原料制合成气工艺流程多种多样，尤其是世界能源出现危机以来，各种低能耗工艺相继出现， 由于引进技术及关键设备投资较大，专利技术费、引进设备费较高，不适合中国目前的国情和 锦天化 公司的现状，因此本项目建议书以节约投资、降低能耗为宗旨，装置全部设备国产化，并吸收、采纳国内外先进成熟的节能技术，以期达到投资省、能耗低的效果。 工艺技术方案的选择 根据本项目的特点，本项目建议书采用 一段蒸汽转化制合成CWCEC *****公司 年产 40万吨醋酸 工程 426 本资料来 自 气，同时采用 CO2气循环技术，以提高合成气中 CO 的含量。 转化是以天然气为原料制取合成气的关键工序，投资、能耗最大。 随着能源危机日益突出，国际上各大公司竞相采用节能新技术，尽管技术手段多种多样，各具特色，但就其节能效果可归纳为以下三个方面：一是降低原（燃）料气消耗；二是提高一段炉热效率；三是提高转化的热 能效率。 本方案转化技术立足国内，并结合实际采用国内外先进、可靠 的节能技术，具体特点如下：  提高转化压力，降低压缩功耗 提高转化压力是目前国内外采用较多的一种节能方法，本方案转化压力确定采用。  采用新型 HP50 薄壁管 采用薄壁型炉管 ,可使传热效率提高 ,据某厂使用后的实际数据显示，可因此减少燃料气量 %； 同时由于炉管辐射热强度减小，将大为延长其使用寿命。 另外与传统 HK 炉管相比炉管内径增大，可多装催化剂 30%～50%， 设备尺寸缩小，投资与占地面积均有不同程度降低。  提高一段炉入口温度温度 提高一段炉入口气体温度，由传统的 510℃提至 580℃ ， 减少工艺气在一段炉温升，从而节省燃料气消耗。  降低排烟温度，提高一段转化炉热效率 采用热管技术回收一段炉低温段烟气余热，预 热燃烧空气，将排烟温度降至 130℃，一段炉采用强制通风式烧咀，热效率可由 88%提高至 92%,目前国内已改造的工厂均有此项措施。  采用原料气饱和塔，节省中压蒸汽用量。 将合成气中的冷凝液经一段炉对流段预热后用于原料天然气的饱和，可CWCEC *****公司 年产 40万吨醋酸 工程 427 本资料来 自 以节省工艺蒸汽的用量。  采用 CO2气循环技术，提高合成气中 CO 的含量 由于采用天然气蒸汽转化工艺，合成气中 CO 含量低，又由于本项目是生产醋酸，需要的 CO 气量多，为提高 CO 含量，在原料气中补入 CO2气，以抑制在转化反应中 CO2气的生成。 工艺流程简要说明 由配气站来的天然气（约 ）分二路：一路送往原料气压缩机，另一路送往燃料系统。 原料天然气先经活性炭脱硫槽，除去天然气中大部分的硫，再经原料气压缩机加压至 ，配以从合成气压缩机来的富氢气后，经一段炉对流段预热至 400℃，进。