5000t/a連續(xù)法環(huán)丁砜生產(chǎn)項(xiàng)目

可研報(bào)告

 

1.產(chǎn)品介紹及市場(chǎng)

環(huán)丁砜常溫下是一種無(wú)色無(wú)味的固體，熔點(diǎn)27.8℃，工業(yè)產(chǎn)品多為淺黃色液體，是溶解能力強(qiáng)，選擇性好的高效極性溶劑。它可以和水以任意比互溶，易溶于芳烴及醇類(lèi)，而對(duì)石蠟及烯烴溶解甚微，對(duì)熱、酸、堿穩(wěn)定性高。

環(huán)丁砜是一種多效極性有機(jī)溶劑，幾乎能與所有有機(jī)溶劑混溶，除脂肪烴外能溶解大多數(shù)有機(jī)化合物，也能溶解無(wú)機(jī)鹽類(lèi)和高分子化合物，是一種非質(zhì)子型極性溶劑。

環(huán)丁砜可用于從脂肪烴中萃取芳烴，從氣體混合物中去除酸性氣體。另外，環(huán)丁砜可用于高分子化合物如聚丙烯腈、丙烯腈共聚物、聚氟乙烯等的溶劑，用于紡絲和制造膠片等；還可用于纖維素醚、聚乙烯醇、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等的增塑劑、丙烯酸紡絲的添加劑、脂肪酸的分離及從木材中萃取非纖維素成分等。

目前，環(huán)丁砜主要應(yīng)用于芳烴抽提、天然氣脫硫、醫(yī)藥中間體、化工、紡織溶劑、印染助劑等領(lǐng)域。

環(huán)丁砜市場(chǎng)主要由煉油和化工兩大塊組成。煉油行業(yè)主要分布在中國(guó)石油和中國(guó)石化兩大集團(tuán)公司內(nèi)，煉油行業(yè)應(yīng)用環(huán)丁砜主要是作為芳烴抽提溶劑，環(huán)丁砜法與其他芳烴抽提技術(shù)(Udex法、Arosolvan法、IFP法、Formex法)相比，具有操作條件緩和、能耗低、收率高、溶劑消耗少等優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外大規(guī)模興建的芳烴抽提裝置幾乎都優(yōu)先考慮采用此法。我國(guó)已引進(jìn)多套環(huán)丁砜法芳烴抽提裝置，目前國(guó)內(nèi)已能設(shè)計(jì)并擁有自主研發(fā)的該項(xiàng)技術(shù)成果。主要用戶(hù)有大慶石化、吉林石化、遼陽(yáng)石化、錦西石化、大連石化、天津石化、石家莊石化、金陵石化、鎮(zhèn)海石化、揚(yáng)子石化等煉油企業(yè)。化工領(lǐng)域主要用在高溫反應(yīng)物的溶劑、成膜溶劑、增塑劑、印染劑等，用戶(hù)主要分布在江浙一帶。

目前國(guó)內(nèi)環(huán)丁砜主要生產(chǎn)廠家有兩家，一是錦州石化，生產(chǎn)能力為5000噸/年，實(shí)際產(chǎn)量約為2000-3000噸/年；二是遼陽(yáng)光華化工有限公司，生產(chǎn)能力7000噸/年，實(shí)際產(chǎn)量約為2000-3000噸/年。兩家平均每年都有相當(dāng)數(shù)量的出口。

國(guó)外生產(chǎn)環(huán)丁砜的有英國(guó)殼牌公司、美國(guó)菲利普殼牌公司，日本、印度、俄羅斯等國(guó)均有生產(chǎn)環(huán)丁砜的工業(yè)裝置。

目前殼牌公司在英國(guó)Stanlow公司建成的第1套環(huán)丁砜生產(chǎn)裝置至今仍在運(yùn)轉(zhuǎn)，Stanlow公司被Degussa公司兼并，成立了DegussaStanlow公司，這是歐洲惟一的環(huán)丁砜生產(chǎn)廠�，F(xiàn)在美國(guó)菲利浦公司在得克薩斯州、殼牌公司在路易斯安娜州建廠生產(chǎn)環(huán)丁砜，總能力在7300t/a左右，生產(chǎn)無(wú)水及含水3%兩種商品。

環(huán)丁砜現(xiàn)有生產(chǎn)的工藝方法國(guó)內(nèi)外基本一致，產(chǎn)品質(zhì)量也相當(dāng)，但國(guó)外的能耗、物耗較低。

2.  環(huán)丁砜產(chǎn)品性質(zhì)及質(zhì)量指標(biāo)

2.1產(chǎn)品性質(zhì)

中文名稱(chēng)： 環(huán)丁砜

　　英文名稱(chēng)： sulfolane

　　中文名稱(chēng)2： 四亞甲基砜

　　英文名稱(chēng)2： tetramethylene sulfone

　　CAS No.： 126-33-0

　　分子式： C4H8O2S

　　分子量： 120.16

　　理化特性

　　主要成分： 純品

　　外觀與性狀： 無(wú)色液體。

熔點(diǎn)(℃)： 27.4-27.8    

沸點(diǎn)(℃)： 285

相對(duì)密度(水=1)： 1.26   

相對(duì)蒸氣密度(空氣=1)： 4.2

閃點(diǎn)(℃)： 166          

溶解性： 與水混溶，可混溶于丙酮、苯等。

　　燃爆危險(xiǎn)： 本品可燃，具腐蝕性，可致人體灼傷。

危險(xiǎn)特性： 遇明火、高熱可燃。

2.2質(zhì)量指標(biāo)

注：①為修正密度，修正公式為：

②須使用200ml蒸餾瓶和ASTM標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的溫度計(jì)進(jìn)行分析測(cè)試。

③可根據(jù)用戶(hù)的要求在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。

④須在完全液體狀態(tài)下進(jìn)行分析測(cè)試。

 

3 原料規(guī)格

3.1 1,3-丁二烯質(zhì)量指標(biāo)

3.2二氧化硫質(zhì)量指標(biāo)

3.3阻聚劑

抑制合成過(guò)程中丁二烯的聚合以及副產(chǎn)物的產(chǎn)生。

3.5催化劑

3.6其它（略）

4.生產(chǎn)規(guī)模及生產(chǎn)工藝方案

4.1.生產(chǎn)規(guī)模

裝置生產(chǎn)規(guī)模為5000t/a環(huán)丁砜。

裝置定員不考慮行政管理人員，設(shè)備維修維護(hù)人員。如果裝置自動(dòng)化程度設(shè)置較高，設(shè)備可靠性好，人員可減少。

 

  4.2.生產(chǎn)工藝方法

工業(yè)上環(huán)丁砜的生產(chǎn)方法是用二氧化硫與1,3-丁二烯進(jìn)行Diels-Alder反應(yīng)，生成環(huán)丁烯砜，然后將環(huán)丁烯砜催化加氫為環(huán)丁砜。

合成環(huán)丁砜有三種方法：

第一種是丁二烯與二氧化硫反應(yīng)再加氫法，即環(huán)丁砜的工業(yè)生產(chǎn)方法；

第二種是四氫噻吩氧化法，以高錳酸鉀或H2O2為氧化劑，氧化產(chǎn)物用苯萃取后，進(jìn)行分餾，可得到接近100%的環(huán)丁砜；

第三種方法是乙烯與二氧化硫合成法，英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司(ICI)提出用乙烯與二氧化硫反應(yīng)合成環(huán)丁砜。

后兩種方法由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)上原因到目前為止尚未工業(yè)化。工業(yè)上采用液態(tài)丁二烯與二氧化硫在阻聚劑存在下反應(yīng)生成環(huán)丁烯砜，然后在脫氣釜中用熱空氣進(jìn)行吹脫，脫除其中未反應(yīng)的二氧化硫與丁二烯，脫氣合格后配制成環(huán)丁烯砜水溶液，在加氫釜中，以骨架鎳為催化劑與氫氣進(jìn)行加氫反應(yīng)，生成環(huán)丁砜。加氫后的環(huán)丁砜水溶液經(jīng)升溫沉降、過(guò)濾，除去催化劑，進(jìn)入中間儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。環(huán)丁砜水溶液經(jīng)過(guò)蒸水釜除去其中的水，然后進(jìn)入分解釜，使未反應(yīng)的環(huán)丁烯砜分解，分解后的環(huán)丁砜進(jìn)入精餾塔中精餾，生產(chǎn)純度較高的環(huán)丁砜。精餾后的環(huán)丁砜經(jīng)加入穩(wěn)定劑、pH值調(diào)節(jié)劑后成為成品環(huán)丁砜。

目前環(huán)丁砜生產(chǎn)均采用間歇釜式生產(chǎn)工藝，該工藝設(shè)備投資高，物耗能耗高，勞動(dòng)強(qiáng)度高。

本項(xiàng)目也采用二氧化硫與1,3-丁二烯進(jìn)行Diels-Alder反應(yīng)，生成環(huán)丁烯砜，然后將環(huán)丁烯砜催化加氫為環(huán)丁砜的生產(chǎn)方法，對(duì)整個(gè)工藝進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，采用連續(xù)法環(huán)丁烯砜合成、連續(xù)加氫生產(chǎn)工藝，降低物料消耗及能耗，產(chǎn)品收率提高，降低了生產(chǎn)成本。

本項(xiàng)目生產(chǎn)過(guò)程中的中間產(chǎn)品環(huán)丁烯砜顏色潔白，結(jié)晶度高，質(zhì)量遠(yuǎn)好于國(guó)內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品。目的產(chǎn)品環(huán)丁砜的質(zhì)量也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)內(nèi)其它廠家的產(chǎn)品，其色度、使用壽命、熱解系數(shù)、酸度表現(xiàn)均非常優(yōu)異，中試產(chǎn)品在出口競(jìng)爭(zhēng)中成為外商首肯產(chǎn)品。 

4.3.工藝流程概述

4.3.1合成單元

丁二烯、二氧化硫、阻聚劑按一定比例經(jīng)泵送入合成環(huán)丁烯砜的連續(xù)反應(yīng)器中，在一定壓力、溫度條件下原料在反應(yīng)器內(nèi)轉(zhuǎn)化成環(huán)丁烯砜。

產(chǎn)物由反應(yīng)器出口進(jìn)入合成液冷卻器降溫度，然后進(jìn)入閃蒸系統(tǒng)。分離出來(lái)的二氧化硫、丁二烯等氣體由上部進(jìn)入冷凝器冷凝，進(jìn)入冷凝液罐，經(jīng)泵送入原料系統(tǒng)，然后進(jìn)入反應(yīng)器循環(huán)使用。

閃蒸罐中的環(huán)丁烯砜合成液由罐底經(jīng)伴熱管道進(jìn)入解吸系統(tǒng)。

4.3.2解吸單元

環(huán)丁烯砜在伴熱的管道中用有伴熱的泵送入二氧化硫解吸塔，自上而下經(jīng)過(guò)填料與熱空氣充分接觸，脫出二氧化硫組份。氣體經(jīng)過(guò)塔上部排出塔外，排入后處理系統(tǒng)。

二氧化硫解吸料分析合格后，與定量的軟化水、定量的加氫液送來(lái)的加氫液混合后，進(jìn)入脫硫罐進(jìn)一步脫除二氧化硫。

4.3.3加氫單元

定量催化劑在催化劑配制釜中與定量的軟化水在攪拌的作用下配制成一定濃度的催化劑水漿液，然后用催化劑泵定量送入反應(yīng)釜中。

將加氫原料液用泵打入第一加氫釜中，氫氣從釜下部加入，控制溫度、壓力，通過(guò)攪拌，在催化劑的作用下環(huán)丁烯砜與氫氣發(fā)生氣－液－固三相反應(yīng)生成環(huán)丁砜。第一釜物料通過(guò)溢流口流進(jìn)第二釜。

第二釜與第一釜操作條件、方式相同。第二釜物料通過(guò)溢流口流進(jìn)第三釜內(nèi)。

第三釜與第一、二釜操作條件相同。第三釜物料經(jīng)液控閥流出，進(jìn)入催化劑分離系統(tǒng)。

過(guò)量氫氣使用壓縮機(jī)增壓循環(huán)使用。

4.3.4催化劑過(guò)濾單元

加氫反應(yīng)液進(jìn)入過(guò)濾機(jī)濾出催化劑，濾液進(jìn)入加氫液儲(chǔ)罐。

催化劑收集。

4.3.5精制單元

加氫液經(jīng)脫水、去除環(huán)丁烯砜，然后進(jìn)行減壓蒸餾，得到成品環(huán)丁砜。成品環(huán)丁砜再經(jīng)脫色過(guò)濾，然后得到環(huán)丁砜產(chǎn)品，檢驗(yàn)合格后去包裝。

5原材料及動(dòng)力消耗定額

5.1原料消耗

 

 以年產(chǎn)5000噸環(huán)丁砜計(jì)算，全年成本約7761.5萬(wàn)元。 

6三廢處理

7 建設(shè)投資估算

注：

1.              建設(shè)投資估算允許誤差30%。

2.              化工裝置建設(shè)投資也因設(shè)備、零件的制造廠家不同而差別很大。

3.              建議裝置建設(shè)時(shí)盡可能的提高自控裝備水平。

 　

8 裝置經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

說(shuō)明及標(biāo)注解釋?zhuān)?/span>

1、由于環(huán)丁砜市場(chǎng)銷(xiāo)售應(yīng)屬于逐步進(jìn)入的方式，因此未考慮當(dāng)年達(dá)產(chǎn)。如果市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的實(shí)際能力較強(qiáng)，盈利預(yù)期可以相對(duì)提前。

2、目前環(huán)丁砜市場(chǎng)價(jià)格約30000-31000元/噸，考慮市場(chǎng)銷(xiāo)售的競(jìng)爭(zhēng)性進(jìn)入，銷(xiāo)售價(jià)格取現(xiàn)有工藝的成本等額，測(cè)算過(guò)程產(chǎn)品環(huán)丁砜售價(jià)按23000元/噸計(jì)算。

3、企業(yè)所得稅稅率25%，增值稅稅率17%，城建稅、教育附加等10%。

4、流動(dòng)資金按500－600噸環(huán)丁砜產(chǎn)量鋪底計(jì)算。這主要是部分用戶(hù)裝置首次裝填時(shí)，一次數(shù)量較大，補(bǔ)劑量相對(duì)較小。但出于全面考慮，必須為首裝環(huán)丁砜的情形做資金方面的準(zhǔn)備。

〔*〕、此項(xiàng)，裝置處于虧損期無(wú)所得稅。設(shè)備進(jìn)項(xiàng)增值稅順延抵扣。

〔**〕、此項(xiàng)，裝置進(jìn)入盈利期，扣除上年虧損后，開(kāi)始繳納所得稅。設(shè)備進(jìn)項(xiàng)增值稅抵扣完成，開(kāi)始繳納增值稅。