10000t/a異丙醚生產(chǎn)裝置
建設(shè)項(xiàng)目建議書
第一節(jié) 項(xiàng)目概述
異丙醚(IPE)又稱二異丙醚(DIPE)是一種無色液體。帶有類似乙醚的氣味能與多數(shù)有機(jī)溶劑混溶，其蒸氣具有麻醉性，是電的不良導(dǎo)體；由于其沸點(diǎn)高于乙醚和丙酮，因而在某些萃取作業(yè)中用它做溶劑更有利，異丙醚除可做溶劑外，在環(huán)保方面也有應(yīng)用。異丙醚(DIPE)的一些重要用途使其成為國(guó)內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)之一。
目前，文獻(xiàn)報(bào)道中制備DIPE所用的催化劑有無機(jī)酸、離子交換樹脂、分子篩、壁屬催化劑和雜多酸等。按所用原料不同，主要有以下三條合成路線：
(1)異丙醇(IPA)脫水法；
(2)丙烯的間接水合法和直接水合法；
(3)丙烯和IPA 加成法。
在制備醚的過程中同時(shí)存在著丙烯水合、IPA分子內(nèi)脫水和丙烯的齊聚反應(yīng)，某些情況下還會(huì)有IPA氧化為丙酮的副反應(yīng)發(fā)生。
DIPE的生產(chǎn)主要從丙烯水合制異丙醇(IPA)的副產(chǎn)物中回收。目前的研究多致力于提高醚的產(chǎn)率，所用裝置一般為固定床反應(yīng)器，為增強(qiáng)反應(yīng)效果可將產(chǎn)物部分回流或使用多級(jí)催化反應(yīng)器。以丙烯和水為原料若使用多級(jí)流化床反應(yīng)器，丙烯的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到92%。各種催化法采用的反應(yīng)溫度約為5O～200℃ ，一般要帶壓操作，壓力可達(dá)10MPa或更高。
同時(shí)，國(guó)內(nèi)還有采用硫酸法生產(chǎn)工藝，由于生產(chǎn)過程中使用硫酸作為催化劑，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備、管線腐蝕大，導(dǎo)致日常維修費(fèi)用高，同時(shí)廢酸、廢水處理難度高，設(shè)備投資大，生產(chǎn)成本較高。
作為國(guó)內(nèi)唯一一家擁有固定床催化生產(chǎn)乙醚技術(shù)的生產(chǎn)商，吉林市道特化工科技有限責(zé)任公司為解決傳統(tǒng)工藝的缺點(diǎn)，開發(fā)了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的催化脫水法生產(chǎn)異丙醚的生產(chǎn)工藝，該工藝采用新型催化劑。
經(jīng)過試驗(yàn)研究和中試試產(chǎn)，不僅克服了傳統(tǒng)工藝的不足，而且各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。該工藝工藝流程短，操作靈活，設(shè)備簡(jiǎn)單，無污染，能耗低，符合投資相對(duì)較少，見效快的目標(biāo)。
本工藝異丙醚是以異丙醇為原料，經(jīng)反應(yīng)催化合成、精餾分離、精制等過程完成生產(chǎn)過程的�？朔肆蛩岬葻o機(jī)酸催化工藝的弊病，同時(shí)也克服了其它固體催化劑的大量副產(chǎn)丙烯、催化劑壽命短的缺點(diǎn)。同時(shí)，由于使用異丙醇為原料，生產(chǎn)過程壓力屬于低壓，低溫過程，設(shè)備投資強(qiáng)度大幅度下降。
采用本工藝可以達(dá)到以下指標(biāo)：
異丙醚全程收率：≥95.0mol,％。
異丙醚單耗：≤1.27t異丙醇/t異丙醚。
本項(xiàng)目建成后，可以達(dá)到降低成本，降低能耗、節(jié)約裝置的維修費(fèi)用，減少三廢，減輕對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)環(huán)境的目的。同時(shí)，本項(xiàng)目實(shí)施將填補(bǔ)催化法生產(chǎn)異丙醚的技術(shù)空白。
第二節(jié) 產(chǎn)品與市場(chǎng)
一、產(chǎn)品
異丙醚(IPE)又稱二異丙醚(DIPE)是一種無色液體。帶有類似乙醚的氣味能與多數(shù)有機(jī)溶劑混溶，其蒸氣具有麻醉性，是電的不良導(dǎo)體；由于其沸點(diǎn)高于乙醚和丙酮，因而在某些萃取作業(yè)中用它做溶劑更有利，異丙醚除可做溶劑外，在環(huán)保方面也有應(yīng)用。
異丙醚是動(dòng)植物油脂、礦物油、蠟和樹脂的優(yōu)良溶劑，它和異丙醇的混臺(tái)物能夠很好地溶解纖維樹脂，它與其他醇、醚的混合物可以溶解硝化纖維素，因而化纖工業(yè)上廣泛采用它做溶劑。另外，作為溶劑它還可用于乙酸、丁酸稀溶液的濃縮和回收，從煙草中抽取尼古丁和焦油．從魚肝油中提取維生素A，濕法腈綸工藝中采用蘋取法回收硫氰酸鈉，萃取劑就是異丙醚。
近年來，異丙醚是一種極佳的汽油調(diào)和組分，有較高的辛烷值和抗凍性，可用作汽油的添加劑。二戰(zhàn)時(shí)期它曾被用于高辛烷值汽油的調(diào)和，具有很高的不加鉛研究法辛烷值(RONC)和不加鉛馬達(dá)法辛烷值(MONC)，分別為112和98，它的雷諾蒸汽壓低，為27.6至34.5Kpa，這有利于煉廠降低汽油的揮發(fā)度，其調(diào)和性能與使用性能類似于甲基叔丁基醚(MTBE)。隨著人們對(duì)環(huán)保要求的越來越高，它作為汽油器加劑具有特殊作用，這不僅解決了汽油加鉛的問題，而且能取代汽油中高辛烷值的芳烴和輕烯烴，這樣也解決了汽車尾氣中未燃燒的烯烴和NOx以及輕烯烴的蒸發(fā)污染問題，同時(shí)避免了辛烷值的損失。
它在環(huán)保上的另一個(gè)重要應(yīng)用是三聯(lián)供式清潔煤氣工程中異丙醚用于處理含酚污水，以減少水污染。
二、產(chǎn)品市場(chǎng)預(yù)測(cè)
產(chǎn)品方案為10，000噸∕年異丙醚。
三、產(chǎn)品售價(jià)
目前，異丙醚市場(chǎng)價(jià)格基本比較穩(wěn)定。
工業(yè)無水級(jí)異丙醚價(jià)格20500－22500元/噸。
第三節(jié) 生產(chǎn)規(guī)模及工藝技術(shù)方案
一、 生產(chǎn)規(guī)模
根據(jù)原料供應(yīng)能力以及目前市場(chǎng)的需求，確定本裝置生產(chǎn)規(guī)模為：
異丙醚10000t/a。裝置年運(yùn)行時(shí)數(shù)8000小時(shí)。
二、產(chǎn)品規(guī)格
產(chǎn)品異丙醚標(biāo)準(zhǔn)。
產(chǎn)品主要規(guī)格一覽表
三、工藝技術(shù)方案
本工藝技術(shù)采用異丙醇固定床催化脫水工藝，反應(yīng)過程為常壓氣固相催化反應(yīng)。反應(yīng)溫度100-135℃，異丙醇單程轉(zhuǎn)化率≥25 mol,%，異丙醇轉(zhuǎn)化為異丙醚的選擇性≥98.0%,異丙醚合成單元全程收率≥95mol,%。
催化劑為負(fù)載型催化劑。外形為白至略帶微紅色三葉草條狀。
該工藝主要包括反應(yīng)、產(chǎn)品精制、異丙醇回收三部分。90-95%異丙醇經(jīng)汽化、過熱達(dá)到反應(yīng)溫度后進(jìn)入反應(yīng)器與催化劑接觸，進(jìn)行常壓氣固固定床催化反應(yīng)，反應(yīng)熱由高壓水移走。
合成氣與原料異丙醇換熱冷卻后進(jìn)入粗異丙醚精餾塔，從塔頂?shù)玫疆惐压卜形铮缓蟾鶕?jù)不同質(zhì)量要求進(jìn)行精制處理后得到高純度的產(chǎn)品異丙醚。
粗異丙醚塔釜液作為循環(huán)原料返回合成單元。
第四節(jié) 原料供應(yīng)情況
一、原料來源及規(guī)格
本項(xiàng)目生產(chǎn)所需主要原料為異丙醇。原料用量及規(guī)格分別見表。
第五節(jié) 公用工程
一、公用工程消耗
公用工程消耗定額一覽表
二、設(shè)備布置方案
a. 設(shè)備布置原則
充分考慮工藝流程的合理性，同類設(shè)備盡量集中布置，在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下，滿足安全、防火要求，布置盡量緊湊，減小占地面積，節(jié)省建設(shè)投資。
b. 設(shè)備布置方案
生產(chǎn)裝置露天布置在框架上平臺(tái)。框架平臺(tái)主體四層�？蚣芤粋�(cè)布置反應(yīng)單元，精餾布置于框架另一側(cè)，原料罐、產(chǎn)品中間罐、產(chǎn)品中間罐集中布置，另設(shè)原料、產(chǎn)品罐區(qū)、和灌裝區(qū)。
裝置附近設(shè)置冷凍冰機(jī)等輔助設(shè)備。
裝置的配電室、控制室及生活輔助間等設(shè)施按規(guī)范要求設(shè)置在裝置附近。
第六節(jié) 三廢處理
三廢處理
本項(xiàng)目不產(chǎn)生廢渣和廢氣。
廢水含微量異丙醇（≤0.5%），需經(jīng)生化處理后排放。
第七節(jié) 勞動(dòng)定員及勞動(dòng)保護(hù)
一、化工操作采用四班三運(yùn)轉(zhuǎn)制，每班配備3名化工操作工，班長(zhǎng)1人。
分析控制采用三班兩運(yùn)轉(zhuǎn)制，每班配備1名分析工，共4人。
車間工藝主管1人。
車間分析技術(shù)員1人。
車間設(shè)備技術(shù)員1人。
二、勞動(dòng)保護(hù) 略。
第八節(jié) 投資估算
一、設(shè)備投資估算
裝置規(guī)模為10000噸/年，采用等溫固定床反應(yīng)器，設(shè)備無特殊要求和特殊材質(zhì)，塔器、一般換熱器及導(dǎo)熱油、貯罐、泵類都為普通碳鋼。主要設(shè)備情況表如下（不含冷卻水、蒸汽等公用工程部分）：
第九節(jié) 本項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)
一、產(chǎn)品成本
二、利潤(rùn)與收益
異丙醚利潤(rùn)收益表
第十節(jié) 結(jié) 論
綜上所述，年產(chǎn)10000噸異丙醚裝置固定總投資約為1635萬元，其中固定資產(chǎn)投資約1035萬元，流動(dòng)資金600萬元。
年純利潤(rùn)為3642萬元，18個(gè)月可以收回全部投資（含建設(shè)期）。
本項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益較好。技術(shù)上采用了新的合成工藝，裝置設(shè)計(jì)自動(dòng)化程度較高，有利于長(zhǎng)周期穩(wěn)定生產(chǎn)和成本的下降。
第十一節(jié) 其 它
有關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)：
總額計(jì)算基礎(chǔ)（連續(xù)6年的總產(chǎn)值的0.5%）：21500萬元×6×0.5%＝645萬元
界區(qū)內(nèi)裝置的設(shè)計(jì)費(fèi)（裝置投資的8%）＝130萬元
