产4万吨顺酐可行性研究报告代项目建议

1、铜化集团有机公司年产四万吨顺酐项目可行性报告铜化集团有机化工公司年产4万吨顺酐项目建议书第一章 总 论11.1 概述11.2 可行性研究编制的依据及原则11.3 建设单位概况和项目提出的背景及意义11.4 可行性研究的工作范围31.5 可行性研究的主要过程31.6 研究结论31.7 主要经济技术指标4第二章 市场预测52.1 国内外市场情况分析与预测52.2 产品价格分析12第三章 产品方案及生产规模123.1 产品方案123.2 生产规模12第四章 工艺技术方案选择134.1 工艺技术方案选择134.2 工艺流程和消耗定额184.3 自动控制和分析化验194.4 工艺设备选择21第五章 原、

2、辅材料及动力供应225.1 原料供应225.2 辅助材料及公用工程供应23第六章 建厂条件及厂址方案256.1 建厂条件256.2 厂址方案26第七章 公用工程和辅助设施方案267.1 总图运输267.2 给排水277.3 供电及电讯277.4 采暖通风277.5 维修277.6 分析化验287.7 土建28第八章 节能288.1 能耗指标及分析288.2 节能措施29第九章 环境保护299.1 本项目执行的环境质量标准及污染物排放标准299.2 本项目执行的环境质量标准及污染物排放标准299.3 绿化319.4 环保管理机构319.5 清洁生产319.6 环保投资31第十章 劳动保护和安全卫

3、生3210.1 劳动保护与安全卫生3210.2 消防39第十一章 工厂组织和劳动定员4211.1 工厂体制及组织结构4211.2 生产制度和定员4211.3 人员来源和培训43第十二章 项目实施规划4312.1 建设周期规划4312.2 项目实施进度规划43第十三章 投资估算及资金筹措4413.1 投资估算4413.2 资金筹措44第十四章 财务评价4514.1 成本费用估算4514.2 财务评价4514.3 财务评价结论47第一章 总 论1.1 概述项目名称：铜陵化学工业集团有机化工有限责任公司4万吨/年顺酐工程主办单位：铜陵化学工业集团有机化工有限责任公司企业性质：有限责任公司法人代表：钱

4、叶明1.2 可行性研究编制的依据及原则1.2.1 原化工部一九九七化计发1997426号化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定（修订本）。1.2.2 铜陵化工集团有机化工有限责任公司提供有关建设项目的基础资料。1.2.3 编制原则 1）、结合企业现有实际情况，在新建装置主要工艺技术及工程的技术方案选择上，即考虑先进性，又确保技术的可靠性，并进行各方面技术经济比较，所选方案力求达到先进、可靠、合理、经济。 2）、坚持资源综合利用，节能降耗，技术优化设计原则将降低产品能耗作为项目每个环节考虑的首要问题。 3）、环境保护方面要按国家规定和标准设计，坚持生产项目与环保项目“同时设计、同时施工、同时

5、开车”的原则，采取各种有效措施减少或消除污染，符合环保要求。1.3 建设单位概况和项目提出的背景及意义1.3.1 建设单位概况铜陵化工集团有机化工有限责任公司是以生产苯酐、橡胶防老剂、染料中间体等产品的中型精细化工企业，成立于1983年6月，建厂二十多年来，依靠科技进步，积极增品种、上规模，生产经营迅速发展。目前，产品已由建厂初期单一的500吨/年萘法苯酐，发展到拥有70000吨/年邻法苯酐，1000吨/年的周位酸，350吨/年劳伦酸，700吨/年苯基周位酸，1000吨/年4010na，500吨/年4020等生产装置和水、电、汽、制冷、空压等公用配套设施。50000万吨/年苯酐投产后将年产量将

6、达到120000吨/年。主要产品苯酐、周位酸、劳伦酸和苯基周位酸均为安徽省名牌产品。其中，周位酸、劳伦酸、和苯基周位酸为国内外之最大，市场占有率达60%以上，产品销往欧美及东南亚等国家和地区。铜陵化工集团有机化工有限责任公司现有技术人员65人，占在岗职工总数17.1%，其中高级职称4人，中级职称21人。1.3.2 项目提出的背景及意义顺丁烯二酸酐是重要的基本有机原料，也是世界上仅次于醋酐和苯酐的第三大有机酸酐，它主要用于生产不饱和树脂、富马酸、润滑油添加剂、农用化学品、耐热苯乙烯树脂等近百种下游精细化工有机中间体和专用化学品。近年来，顺酐酯化低压加氢制1，4-丁二醇和顺酐加氢制四氢呋喃技术的开

7、发成功，使顺酐成为生产高附加值产品1，4-丁二醇，四氢呋喃和r-丁内酯的原料，应用领域有了进一步的拓宽。目前，国内有二十多家企业生产顺酐，预测2008年国内总生产能力将达到40万吨，生产量将达25万吨。而我省没有一家企业生产（原有安庆一家年产1500吨的生产企业由于工艺技术落后，规模太小而被市场淘汰，不再生产）。根据国内市场预测，到2010年前，市场需求仍将以每年67%的速度增长。为加快铜陵化工集团有机化工有机有限公司发展，落实公司“十二五”发展规划，提高公司经营效益，经过严密调查研究，决定利用公司苯酐生产技术与顺酐生产技术相似的技术优势及良好的市场信誉，新上一套年产40000吨顺酐生产装置。

8、铜化集团有机化工有限责任公司提前落实好顺酐销售渠道，与许多顺酐用户建立了密切关系。本项目的建成，不会对市场造成冲击。新建40000吨/年顺酐工程，对有机公司的经济发展具有重要的意义，项目建成投产后，将年增销售收入 万元，利税 万元，其中利润 万元。项目总投资 万元。项目报批总投资 万元，其中建设投资 万元，建设投资利息 万元，流动资金 万元，其中垫底流动资金 万元。综上所述，我们认为在铜化集团有机公司建设4万吨/年苯酐装置，项目投资要远远低于引进技术及装置的投资，建设速度快，这样，将会大大提高企业经济效益和社会效益，为企业进一步发展将带来新的生机。1.4 可行性研究的工作范围论证40000吨/

9、年顺酐生产项目的重要性和必要性，并综合评价其经济效益、社会效益、和环境效益。在对市场需求预测、建设规模、产品方案、工艺流程、主要设备选型、原材料供应、工程技术方案和项目实施进度等评价的基础上，对该项目进行技术经济评价，分析该项目采用技术的先进性和可靠性以及经济的真实性和可行性，以得到客观的评价结果，为有关部门及投资方的决策提供科学依据。1.5 可行性研究的主要过程本报告分析了当前国内外顺酐的市场情况，提出了建设顺酐项目的合理依据。工艺选择方面，对目前国内、国外的成熟技术和正在开发的先进技术进行了综合评价，结合当地的资源优势和投资规模，选择了合理匹配的工艺路线。投资估算方面，重要装置均按最新报价

10、和现有装置投资比价后确定。建设安装费按照当地的现行价格标准确定。并进行了投资估算和财物评价，力求经济效益、社会效益和环境效益三统一，在此基础上得出了可行性研究结论。1.6 研究结论 1、本项目为顺酐生产装置建设项目，装置污染少，产品满足市场需求，符合国家产业政策。 2、建设装置采用计算机监控，部分冷凝回收液酐等先进技术，使产品质量得到提高，成本进一步降低。 3、本项目固定投资 万元，内部收益率42.50%(税前)。经济效益、社会效益显著，应变能力较强，项目可行。希望尽快实施，早见效益。1.7 主要经济技术指标本装置主要经济技术指标如下：序号名 称单 位数 量备 注一生产规模t/a40000二年

11、操作时时7200三主要原材料用量1苯t/a480002二甲苯t/a4003催化剂t/a84熔盐t/a85包装袋万个160四动力消耗副产蒸汽1除盐水万t/a202循环水万m3/a3303蒸汽万t/a-184电万kwh3000五运输量t/a884401运入量t/a484402运出量t/a40000六定员人26生产工人人20管理人员人6七占地面积m24000建筑面积m21600新建八工程总投资万元1建筑投资万元2建设期利息万元3流动资金万元九年销售收入万元平均十年总成本万元平均十一投资回收期（含建设期）年税后十二财物内部收益率%税后十三盈亏平衡点%第二章 市场预测2.1 国内外市场情况分析与预测2.

12、1.1 产品现有品种、型号、质量标准情况和用途顺丁烯二酸酐(ma)简称顺酐，又名马来酸酐、失水苹果酸酐。分子量：98.06，系白色斜方形针状晶体，熔点52.8，沸点202，相对密度1.314。顺酐溶于水得失水苹果酸，溶于醇成为酯，微溶于四氟化碳和粗汽油，易升华，闪点103。顺酐的粉尘和蒸气均易燃易爆，对人有刺激，而且会烧伤人的皮肤。催化氧化苯的生成气经水吸收后，得产物顺酸水溶液，顺酸水溶液经精制得最终产品顺酐，同时产生少量反酸。反酸、顺酸和顺酐的物理性质见下表：顺酐物理性质性 质反 酸顺 酸顺 酐溶点（）287130-130.552.85沸点（）165.7(升华)138(分解)202比重（在2

13、0/20，固体）165315901480克分子体积7981生成热（千卡/克分子）-193.4-188.95-112.43生成自由能（千卡/克分子）-156.7-149.40燃烧热（千卡/克分子）-319.01-324.56-333.29氢化热（千卡/克分子）-31.15-36.61固体比热0.29液体比热0.40气化热（千卡/克分子）13.1熔化热（千卡/克分子）3.262溶解热（千卡/克分子）4.44水解热（千卡/克分子）-8.33中和热（千卡/克分子）30.22晶体结构单斜晶系斜方晶系中华人民共和国国家顺酐标准指标名称优等品一级合格品含量(以顺酐计) %99.599.098.5熔融色度，号

14、，2550100凝固点，52.452.051.5灰份，ppm，5050-铁含量（以fe计），ppm，5-顺酐是一种重要的有机化工原料，是目前世界上仅次于苯酐和醋酐的第三大有机酸酐，其下有产品有着广泛的开发和应用前景。顺酐主要用于生产不饱和聚酯树脂、醇酸树脂，用于农药、医药、涂料、油墨、润滑油添加剂、造纸化学品、纺织品整理剂、食品添加剂以及表面活性剂等领域。此外，以顺酐为原料还可以生产1，4-丁二醇(bod)、-丁内酯(gbl)、四氢呋喃(thf)、马来酸、富马酸和四氢酸酐等一系列用途广泛的精细化工产品，开发利用前景十分广阔。2.1.2 产品国内外供需情况现状和主要消费去向2.1.2.1产品国内

15、外供需情况现状据美国sri 咨询公司统计，到2004年全世界顺酐的总生产能力已经达到约176.0万吨/年，主要生产国家和地区是美国、亚洲、西欧、等地区。近年来世界主要顺酐生产地区的生产能力（wt/年） 地区年份北美中南美欧洲亚洲199426.53.029.032.4199631.03.924.139.3199828.83.940.950.0200026.83.956.8200329.04.147.671.0200428.93.849.486.4从上表来看，亚洲是世界上顺酐生产能力发展最快的地区，也是目前世界上顺酐生产能力最大的地区，现已占世界生产能力的50%。2002年我国共有30家

16、顺酐生产厂，总生产能力达到28.8万吨/年，其中万吨级以上生产企业有13家，合计生产能力为22.7万吨/年，占总生产能力的79；万吨级以下生产企业有17家，合计生产能力为6.1万吨/年，占总生产能力的21。我国主要顺酐生产厂家见下表。       序号厂家生产能力(万吨/年)产量(万吨/年)苯法正丁烷法1天津中和4.53.62太原侨友2.82.33山西太明2.71.74吐哈石油25常州曙光1.51.786胜利石化1.5(流化床)7上海华亭1.31.08淄博齐峰1.20.89苏州合成1.21.1810开封油脂1.211辽宁盘锦

17、10.5112江西前卫0.80.713浙江富阳0.50.514郑州实验0.450.2515抚顺化塑0.40.15近几年我国顺酐的产量年 份产 量 (万吨)产能出口消费增 长 %20009.966911.1200114.279814.843.27200217.405717.922%200320.824819.56%200424.01.14200527.8402.64200636.8635.8920075286.59.02.1.2.2产品的主要消费去向及构成近年来，世界对顺酐的需求量稳步增长，1998-2001年需求量的年均增长率约为3%。2001年全世界对顺酐的需求量约为108.9万吨，2002

18、年需求量约为117.0万吨，消费主要集中在美国、西欧和日本等工业发达国家和地区，其中西欧的消费量约占世界总消费量的33.9%，美国约占20.3%，日本约占8.5%，其他国家和地区约占37.3%。消费结构为：不饱和聚酯树脂(upr)对顺酐的需求量约占总需求量的41%，1，4-丁二醇约占14%，润滑油添加剂约占5%，富马酸约占6%，共聚物约占8%，醇酸树脂约占2%，烯基琥珀酸(酐)约占3%，四氢呋喃约占7%，苹果酸约占2%，农用化学品约占1%，其他方面约占11%。近年来，由于1，4-丁二醇和四氢呋喃生产对顺酐需求量的不断增长，世界对顺酐的需求量将稳步增长，预计今后几年世界对顺酐的需求量将以年均约6

19、.0%-7.0%的速度增加，到2006年对顺酐的总需求量将达到约150.0万吨。近年各国顺酐的消费现状及预测国家消费名称美国西欧日本中国20022006200220062002200620022005消耗总量(万吨)23.726.5239.745.2 9.69.217.926不饱和树酯占%58.660.2233.532.124.226.0961.555.8苹果酸占%3.33.091.51.3富马酸占%1.91.8976.514.116.30农用化学品占%1.11.020.30.21.11.2烯基琥珀酸占%10.52.82.3润滑油添加剂占%10.19.052.52.31.11.5共聚物占%8.

20、28.03四氢呋喃占%13.916.2醇酸树脂占%3.53.3食品添加剂占%8.18.7塑料改性占%8.18.7表面活性剂占%3.04.35酰亚胺占%5.06.52纸张上浆剂占%3.03.261,4-丁二醇占%21.422.111.221.1酒石酸占%4.53.5涂料占%7.85.8其它占%6.36.159.69.525.226.0910.18.8顺酐需求预测表序号消费构成2005(万吨)2010(万吨)增长率%1不饱和树酯11.718.910.0621,4-丁二醇3.66.010.753涂 料0.71.07.44润滑油添加剂0.30.458.445农用化学品0.20.254.566其 它1.

21、21.77.2合 计17.728.39.842.1.3 顺酐国内外市场分析及预测2.1.3.1国内市场近年，我国顺酐消费保持了快速增长，从年的万增长到年的万，年均消费增长率高达，远远高于同期的年均增长率（见表）我国10年来顺酐消费统计年份     消费量/万吨      gdp增长率  %    消费增长率 % 1992         

22、 2.8         13.9          - 1993          3.4         13.1         21

23、.4 1994          4.0         12.8           17.6 1995          5.0       &#

24、160; 8.9          25.0 1996          6.0         9.8         20.0 1997         &

25、#160;6.5         8.8    8.3 1998          8.1         7.9           24.6 1999    

26、;      10.6        7.0           30.9 2000          11.1        8.0    

27、0;    4.7 2001          14.7        7.3        32.9 2002          18.3       

28、60;8.0        24.2我国顺酐消费始终以不饱和聚酯树脂为主，如近年不饱和聚酯消耗顺酐均在以上（见表）。          近年我国不饱和聚酯树脂产量 年份      产量        消费顺酐量       占总消费量比例/

29、% 1997       20           4.0                    62 1998       22  

30、60;        4.4                    54 1999       32           6.4 

31、                   60 2000       35           7.0           

32、         63 2001       52           10.4                   70 2002

33、0;      58           11.6                   63 我国不饱和聚酯树脂的加工形式主要以手工涂层为主，约占不饱和聚酯树脂总量的，缠绕约占，、用树脂约占，挤拉树脂约占。近年来，国内不饱和聚酯树脂市场呈逐

34、年递增趋势。我国不饱和聚酯树脂玻璃钢增强制品主要应用领域：冷却塔、玻璃钢门窗、活动房屋、卫生洁具、贮水箱、波形瓦、塑料门窗、下水系统用品、化工防腐及管道设备、车辆部件、船艇、风力发电、娱乐设备及运动器材等。 我国不饱和聚酯树脂在非增强制品领域应用发展十分迅速，特别是在华南与东南沿海地区。在非增强用树脂的五大板块中产量涨幅依次为工艺品、人造石、纽扣、涂料、原子灰。近几年人造石用树脂增长显著，主要由于我国建筑行业的快速发展；此外原子灰的市场前景十分看好，主要原因是国内汽车行业的高速发展。 我国汽车工业和房地产住宅行业的飞快发展，大大刺激了其相关材料的发展，不饱和聚酯树脂就是其中之一。此外国内不饱和

35、聚酯树脂的加工工艺也相应改善，手糊法正逐步被较为先进的加工工艺所代替，人造大理石加工也由过去胶衣饰面、平面浇铸发展到直接用间苯或乙烯基树脂与填料混合制块切片抛光所代替。因此，近期我国不饱和聚酯仍将是顺酐消费增长的主要驱动因素。2.1.3.2国外市场近年来，世界对顺酐的需求量稳步增长，1998-2001年需求量的年均增长率约为3%。2001年全世界对顺酐的需求量约为108.9万吨，2002年需求量约为117.0万吨，消费主要集中在美国、西欧和日本等工业发达国家和地区，其中西欧的消费量约占世界总消费量的33.9%，美国约占20.3%，日本约占8.5%，其他国家和地区约占37.3%。据咨询公司预测，

36、未来世界顺酐需求将以年速度增长。该公司分析认为，美国和欧洲顺酐行业毛利仍将继续保持在较合理水平，供需平衡相对稳定，未来几年新增产能较少。亚洲由于产能过剩致使价格下挫，毛利大幅缩水。美国顺酐价格相对稳定，开工率维持在左右。 据了解，世界范围近期将不会有大量新增生产装置投产，唯一新增产能为年将投产的沙特阿拉伯海湾化学工业集团的朱拜勒万吨年装置。巴斯 夫在美国的新建装置计划时间尚未确定。此外，巴斯夫计划于年把位于比利时的万吨年顺酐装置扩能至万吨年。综上所述,顺酐市场目前仍前景看好,还有开发潜力,是一个有发展前途的产品。 2.2 产品价格分析顺丁烯酸近年的市场价格在950013000元/吨左右波动。根

37、据市场可行性研究采用的顺酐销售价为12000元/吨。纯苯近期内价格为7600元/吨。第三章 产品方案及生产规模3.1 产品方案拟建装置用于生产顺丁烯二酸酐，该装置以苯为原料，以v-mo-p碳化硅为催化剂，在固定床反应器中与空气接触进行氧化反应后生成顺酐气体，再经水吸收，恒沸脱水，减压蒸馏得产品顺丁烯二酸酐。3.2 生产规模根据国内顺酐市场现有情况并结合企业现有资金实力、原材料供应情况等因素，新建顺丁烯二酸酐生产规模确定为40000吨/年，装置年运行7200小时。顺酐产品质量达到国标gb3676-92合格品标准。顺酐质量标准指标名称优等品一级合格品含量(以顺酐计) %99.599.098.5熔融

38、色度，号，2550100凝固点，52.452.051.5灰份，ppm，5050-铁含量（以fe计），ppm，5-第四章 工艺技术方案选择4.1 工艺技术方案选择4.1.1 原料路线的选择 工业上生产顺酐主要有苯氧化法、正丁烷氧化法。国内顺酐生产装置主要采用苯氧化法，该法技术成熟可靠。正丁烷法生产技术在国内尚不成熟，该法原料质量要求高而且难以获得，国内采用此法的两套装置因上述原因至今不能正常生产。因此本工程采用苯氧化法工艺生产顺酐。苯氧化法的主要原料苯来源充足，除石油炼制工业提供的石油苯外，还有大量的焦油苯。4.1.2国内外技术现状目前，工业上顺酐的生产工艺路线按原料可分为苯氧化法、正丁烷法氧化

39、法、c4烯烃法和苯酐副产法4种，其中苯氧化法应用最为广泛，但由于苯资源有限，c4烯烃和正丁烷为原料生产顺酐的技术应运而生，尤其是富产天然气和油田伴生气的国家，拥有大量的正丁烷资源，因此近年来正丁烷氧化法生产顺酐的技术发展迅速，已经在顺酐生产中占主导地位，其生产能力约占世界顺酐总生产能力的80%。4.1.3 技术方案比较(1)苯氧化法：苯蒸气和空气(或氧气)在以v2o5-mno3等为活性组分，-al2o3为载体的催化剂上发生气相氧化反应生成顺酐。苯氧化法是生产顺酐的传统生产方法，工艺技术成熟可靠，主要技术有美国sd法、alusuisleucb法和日本触媒化学法等，其中以sd法应用最为普及，alu

40、suisleucb法原料苯的消耗量最低，是较为先进的生产方法。(2)烯烃法：该法是以混合c4馏分中的有效成分正丁烯、丁二烯等为原料，和空气(或氧气)，在v2o5-p2o5系催化剂作用下经气相氧化反应生成顺酐，其中正丁烯在反应过程中先脱氢生成丁二烯，再氧化生成顺酐。在反应过程中，除生成主产物外，还副产生成一氧化碳、二氧化碳和水以及少量的乙醛、乙酸、丙烯醛和呋喃等。德国basf公司和拜尔公司开发了以混合c4馏分为原料的固定床氧化工艺。日本三菱化成公司开发了以含丁二烯的c4馏分为原料的流化床氧化制顺酐工艺。由于脱氢属于吸热反应，而且副产物较多，因此，混合c4烯烃氧化制顺酐发展前途不太乐观。(3)苯酐

41、副产法：在由邻二甲苯生产苯酐时，可以副产得到一定数量的顺酐产品，其产量约为苯酐产量的5%。在苯酐生产中，反应尾气经洗涤塔除去有机物后排放到大气中，洗涤液为顺酐和少量的苯甲酸、苯二甲酸等杂质，经浓缩精制和加热脱水后得到顺酐产品。(4)正丁烷氧化法：正丁烷氧化工艺是以正丁烷为原料，在v2o5-p2o5系催化剂作用下发生气相氧化反应生成顺酐。该工艺自1974年由美国孟山都等公司实现工业化以来，由于原料价廉、对环境污染小以及欧美等国家正丁烷资源丰富等原因而得到迅速的发展，代表了顺酐生产工艺的发展趋势。目前国外以正丁烷为原料生产顺酐的比较典型和先进的工艺技术路线有美国lummus公司和意大利alusui

42、sle公司联合开发的正丁烷流化床溶剂吸收工艺，即alma工艺；英国bp公司开发的正丁烷流化床水吸收工艺，即bp工艺；美国sd公司开发的正丁烷固定床水吸收工艺，即sd工艺；意大利sisas化学公司采用的正丁烷固定床溶剂吸收工艺，即conser-pan吨ochim工艺。在固定床工艺中，由于正丁烷氧化选择性和反应速率均比苯法低，正丁烷-空气混合物中正丁烷浓度可高达1.6%-1.8%(摩尔分数)，顺酐收率按正丁烷计约为50%，故对于同样规模的生产装置需求较大的反应器和压缩机；采用流化床反应器可使正丁烷在空气中的浓度提高到3%-4%(摩尔分数)。流化床反应器传热效果好，且投资较少，但流化床用的催化剂磨损

43、较多，对大型顺酐生产装置(20k吨年以上)，如能获得价廉且供应有保障的正丁烷原料，宜选用流化床反应器。与传统苯法相比，正丁烷氧化法具有原料价廉、污染小等优点。正丁烷法每吨顺酐产品消耗1.l-1.2吨正丁烷，而苯法每吨顺酐产品消耗1.1-1.3吨苯。而且正丁烷法生产顺酐理论产量为1：1.69，苯法为1：1.256，因此正丁烷的顺酐理论产量比苯法高许多。随着技术的不断发展，正丁烷作原料其单耗将比苯法低得多，正丁烷不仅消耗少，而且与苯法相比，其毒性也小，同时正丁烷法生产顺酐对环境污染小，随着全球环保压力越来越大，正丁烷法在满足环保要求以及发展前景方面比苯法更具有生命力。正因为如此，目前全球顺酐生产能

44、力约80%采用正丁烷路线，而且还有不断增加的趋势。4.1.4 生产技术进展目前，国外顺酐生产技术由以苯法为主向正丁烷氧化法为主转变，没有其他新的生产路线出现，技术进展主要体现在现有装置的工艺改进和提高催化剂性能两个方面。顺酐产品成本50%左右是原料费用，已工业化的顺酐生产技术都是以控制最大收率来确定工艺条件。目前，三菱化学英国boc公司、sisasconser公司等分别开发了回收尾气中未反应的正丁烷，将其重新送回反应器中参与反应，以减少正丁烷消耗量的催化剂和生产工艺。日本三菱化学公司和英国boc公司共同开发成功一种不含金属氧化物复合物的新型催化剂(命名为zm-5)。通过对氧和丁烷混合实行严格控

45、制与这种催化剂结合，可以实现原料气的循环，提高顺酐的转化率和选择性，降低装置的能耗，提高最终产率，生产成本比传统制造方法降低约30%，且燃烧的尾气减少了15%-30%。该工艺既适用于流化床也适用于固定床。sisasconser公司开发出溶剂回收工艺和未反应丁烷循环技术。该工艺溶剂消耗低，溶剂回收率可以达到99%，污染小，操作费用低，未反应正丁烷可以循环使用，每吨顺酐正丁烷的消耗量可以减少20%，燃烧尾气量减少50%，适合流化床生产工艺。目前该方法已经在比利时的生产装置上使用，结果良好。bp-阿莫科公司开发的新型顺酐催化剂中不含卤素，不仅省略了脱污染工序，减少了烃类废物的产生，而且提高了转化率，

46、催化剂使用寿命高达7年。英国利物浦大学和法国催化剂研究所合作开发出一种改性的磷酸钒催化剂，该催化剂用在正丁烷固定床反应器中，比表面积超过40m2g，可使顺酐的产量翻番，并且由于选择性高，使碳的氧化物含量降低15%左右，因而极具发展潜力。4.1.5 我国的顺酐合成技术发展现状我国在顺酐合成技术的研究开发方面也取得了很大的进展，特别是在大型苯法固定床列管式反应器的制造技术方面，长期影响固定床反应器性能的几个关键问题如反应器流道设计、固定床列管式反应器的制造性能均取得实质性突破。目前我国已经能够设计制造万吨级苯法固定床列管式反应器，且使用性能良好，这就为更大规模和更高要求顺酐反应器的国产化提供了极好

47、的条件。我国对苯法制顺酐的催化剂研制方面也取得了很大进展。北京化工研究院开发的bc-11b高效环状催化剂具有运行负荷高、导热性能好、床层阻力低、热点温度低、热点分布均衡、可在高负荷下使用等特点，有效克服了床层阻力大、操作热点温度较高等缺点，明显提高了顺酐装置的生产能力和经济效益。天津天环精细化工研究所开发的tiz-2催化剂性能已经达到国外同类产品先进水平，在床高2.9m左右，空速2000-2500h-1、盐温345-375、苯浓度不大于55gm3条件下，苯转化率在98.5%以上，顺酐收率在95%以上，选择性在80%左右，而价格不及进口催化剂的一半。该研究所在2001年还研制成功吨h-3b苯氧化

48、制顺酐新型催化剂，该催化剂在合理的钒钼比例基础上，添加了两种以上的助催化剂，载体仍使用环状绿碳化硅，以保持其阻力及导热性好的特点。在盐温340-352、热点温度420-445、苯浓度45-53gm3、空速1600-2200h-1的工业实验条件下，苯转化率为98.5%-99.5%，顺酐产品收率达到90%-93%。目前该催化剂已经成功地运用于天津中和化工厂、石家庄化工二厂等多套工业生产装置上。在正丁烷氧化法固定床生产顺酐催化剂的研制方面，北京化工研究院和天津大学也开展了一些工作，并取得了一定的进展。4.1.6 生产工艺的确定1 由于本公司主产苯酐，可以副产顺酐约为苯酐产量的5%。2考虑到苯氢法在我

49、国发展比较成熟，国内各生产厂家大都采用此法，有相关的成功经验可以借鉴，所以我公司拟建项目采用苯氧化法，以苯为原料与空气混合，在催化剂作用下，在反应器中进行氧化反应，一部分冷凝回收粗顺酐，另一部分由水洗成酸水，经二甲苯恒沸脱水，精制成精顺酐。（1）氧化床型国外苯催化氧化制顺酐所用的反应器都是固定床。苯固定床工艺路线已有六十余年的生产历史，其中具有代表性的是halcon sd公司开发的苯固定法（sd法），利用该法建立的生产装置约占顺酐生产能力的30%。苯固定床技术成熟可靠，工业上顺酐收率高达90%以上。目前国内苯氧化生产顺酐大都采用固定床工艺，故本项目采用固定床氧化床型。（2）催化剂的选择苯法工艺

50、是国内目前最为普遍的顺酐生产方法，目前该工艺主要致力于催化剂的改进，如优良载体和活性组分负载方法的改进。国内开发的苯固定催化剂接近先进水平，主要指标与国外的差距不大，而价格则比国外低得多，来源方便。北京化工研究院开发的催化剂运行负荷高而且使用性能部分已达到国外催化剂水平，因此本项目推荐使用北京化工研究院生产的催化剂。（3）顺酐回收顺酐回收主要有四种方法：i）水吸收法 将反应生成的顺酐用水吸收成顺酐水，顺酐水溶液经恒沸脱水得粗酐。ii）部分冷凝法 反应生成的顺酐在其凝固点和露点以上的适当温度下，通过冷凝分离装置，将50%-60%的顺酐捕集出来，余者以水吸收成顺酐，再经恒沸脱水得精酐。该法美国sd

51、公司开发，是目前各国最广泛采用的方法。iii）冷凝热熔法 将反应生成气降至30，使80%的顺酐在冷凝器中呈固态析出，然后加热至60-80，使其熔化后回收。余下的20%用水吸收成顺酸，经恒沸脱水或异构化制成顺酐或反酸。这是西德鲁尔化学公司发展的方法。由于该法只能回收80%，而且空气需预先干燥，在经济上不优越，故此法很少采用。iv）溶剂吸收法 反应器中的顺酐，用沸点高、粘度低、化学稳定性好，同水亲和力弱的有机溶剂（例如环烷酸酯）全部吸收，然后通过气提精馏得精酐。该法最近由意大利fatalital公司开发。这种非水回收工艺，节省了蒸发脱水的大量消耗，避免生成顺酸和异构化反应，提高了顺酐的回收率并降低

52、设备投资。比吸收法工艺的生产费用低17%，是目前国外推崇的发展方法，但至今国内尚无该项目技术。各种方法对比见下表：顺酐回收方法比较工艺方法回收率%能耗（千卡/公斤酐）副产物优缺点国外国内水吸收-恒沸脱水95-96921400-1600无能耗大部分冷凝-恒沸脱水96-9795-96800-1000无能耗低冷凝热熔80-901200-1400反酸流程长，能耗大有机溶剂吸收无流程短、能耗低、收率高冷风冷凝70-801000-1200反酸收率低各种方法进行综合对比可以看出，部分冷凝法较好，能耗低。因此，我们认为以苯为原料生产顺酐，采用部分冷凝-恒沸脱水回收工艺为宜。粗酐精制采用间歇法。将脱水-精制集于

53、一体，由一台设备完成。我国精馏收率与国外差距不大，最多低2-3%，只是产品指标的热稳定性相差较大，尚需考虑提高精馏塔板数或在精馏前后对物料或成品进行物理-化学处理，固定杂质，防止进一步分解。综上所述，从各方面的分析来看，确定拟建项目采用以苯为原料，固定床部分冷凝-沸脱水-精制一体的生产工艺，建立规模为 吨/年的顺酐生产装置。4.2 工艺流程和消耗定额4.2.1 工艺流程拟建装置拟采用苯固定床催化氧化、部分冷凝回收液体顺酐、二甲苯恒沸脱水、减压精馏一体的流程。实践证明，该流程工艺先进合理，自动化程度高，安全可靠，产品的单耗和能耗低，质量达优级品。下面将分步对流程进行描述。氧化部分：主要包括固定床

54、反应器，部分冷凝回收液体顺酐和水吸收三部分组成，与主工艺相匹配的附属部分有原料供应系统、熔盐循环系统、蒸汽产生系统。具体过程叙述如下：氧化所需的空气由离心式风机供给。原料苯来自厂区苯库，通过屏蔽泵打入苯汽化器，苯蒸汽通过计量，经调节计量并过热后与空气混合，进入氧化反应器。反应器为列管式，内装催化剂。反应放出热量靠轴流泵将热载体熔盐循环带出，无离子水脱氧后，由多级泵将水通过前后冷却器预热后进入高汽包，高压汽包保持一定液位，与联通的熔盐换热器产生2.4mpa蒸汽，以保持反应温度恒定，蒸汽通过高压汽包进入中压汽包，供后工段使用。由前后冷却器出来的反应气进次冷器，次冷器由54以上的温水循环冷却，50%

55、以上的液体顺酐在分离器中回收粗顺酐槽，分离器出来的反应气进入吸收塔，上段为谈酸水吸收不循环回流，下段为浓酸水循环吸收，浓酸水入酸水槽供后工段作用，塔顶排出放空尾气高空排放。后处理部分：后工段主要包括恒沸脱水，减压蒸馏和产品成型及相匹配的真空系统。二甲苯从中间槽通过泵打入恒沸精馏釜中，当釜温142以上，塔温100左右，浓酸水在塔中部（16块板）进入塔内，与由釜底上升的二甲苯蒸汽逆向接触，形成共沸物，共沸蒸汽经冷凝后在分层器分层，上层为二甲苯作塔全回流，下层水分离出来回谈酸水作吸收液，顺酐流入恒沸精馏釜中。恒沸过程终止后，真空抽入部分冷回收的粗顺酐至恒沸釜中，经减压蒸馏，先蒸出二甲苯入二甲苯中间槽

56、，然后除去低沸点杂质，割头料进入粗酐槽，蒸出的成品顺酐进入顺酐成品率槽。成品顺酐通过滚筒刮片成型机，形成片状顺酐，用塑料编造袋包装。真空系统：用蒸汽喷射泵，蒸汽冷凝，减少污染，使二甲苯和顺酐都能得到回收。4.2.2 消耗定额(1) 消耗定额工艺消耗定额见下表序号名称规格单位数量备注一原材料1苯yb289-75t/t1.22二甲苯t/t0.013催化剂kg/t0.4二公用工程1软化水t/t0.012循环水t/t1683蒸汽t/t-14.6副产蒸汽4电kwh/t8005熔盐kg/t0.84.3 自动控制和分析化验4.3.1 自动控制本生产装置自动控制系统，本着先进、可靠、实用、维护简单、安全的原则。压力、流量、液位等现场一次仪表，选用引进的或合资的仪表，中央控制室选用计算机控制系统，具有对现场工艺过程进行实时监控、调节、记录、显示、报警和打印报表、显示历史曲线的功能。4.3.2 分析实验4.3.2.1 原料和副产物分析方法（1） 色谱法原料气的分析在于测定苯浓度，从而计算出苯的转化率和顺酐收率。甲基硅酮柱可满足上述要求。反应生成气中，除了未反应的原料气和产品顺酐外，还有微量的醛类、酮类等氧化物，利用新戊四腈性能，比较好地将上述化合物分离。