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文档简介

1、一种无渣皂化生产环氧丙烷项目可行性研究报告一、项目背景环氧丙烷(PO)是重要的有机化工原料,它是丙烯衍生物中仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大品种,被大量用以生产聚醚、丙二醇、表面活性剂等。随着聚氨酯合成材料、不饱和聚胺树脂、高级合成洗涤剂等产品的发展,对环氧丙烷的需求增长很快,其发展前景广阔。目前,世界丙烯消耗量的8%用于生产环氧丙烷。目前,环氧丙烷的生产工艺主要有:以氯醇化法为主,其流程短,建设投资少,但废水、废渣产量大,严重污染环境,必须进行处理;联产法,目前国内仅有广东惠州中海壳牌石油化工公司前不久建成投产的250kt/a PO,同时联产560kt/a苯乙烯的PO/SM联产装置;目前国内尚无

2、直接氧化法生产PO的装置。综上几种工艺,氯醇化法作为一种比较成熟的生产方法,因其工艺简单,易于自动化控制,生产安全,运行成本低而被厂家广泛采用。但该法的缺点是生产中产生大量的含盐废水(每顿产品约产出4060顿废水)。国内目前尚没有合适的废渣处理技术,处理废渣的方式只是堆存或填埋;反应废水虽经生化处理达标排放,但仍对水体有污染。因此,如能将氯醇化法的废水污染难题解决,该法仍不失为一种简单、易行的工艺路线。二、新开发项目的主要内容和基本设想针对现有氯醇化法工艺不足,本发明的目的是提供一种生产环氧丙烷的环保制备工艺,该工艺的改进分两部分:、用高效络合萃取剂一次性将氯丙醇溶液中的盐酸和氯丙醇萃取出来,

3、萃取后的氯醇化溶液返回氯醇化工段;、用氯化钠电解液代替石灰乳与络合萃取液直接进行无渣皂化生产环氧丙烷。皂化产生的氯化钠溶液经过适当处理后返回电解工序,电解产生的氯气和电解液再用于生产环氧丙烷。三、项目技术可行性分析(一)技术来源及其选择的依据济南奥盖克化工开发公司采用上述原理发明了一种络合萃取生产环氧丙烷的环保制备工艺的专利,并在2010年获得国家知识产权局的认可,专利号为2010041200165680。用氯化钠电解液代替石灰乳进行无渣皂化生产环氧丙烷在国外是成熟的技术,大型环氧丙烷企业(如美国DOW化学公司)大多采用此技术。皂化产生的氯化钠溶液经过适当处理后返回电解工序,电解产生的氯气与电

4、解液用于生产环氧丙烷,不产生废水和废渣,具有较好的经济效益和社会效益。2010年,我公司和锦化化工集团氯碱股份有限公司有关技术人员合作利用此项工艺,针对环氧丙烷的皂化废液回用进行了一系列的实验,包括皂化废液用于氯醇化反应的小试、工业化模拟实验,用电解液作皂化剂的工业化模拟实验,皂化废液的淡化与浓缩实验,浓缩的皂化废液模拟电解实验等,所有实验均得到了预期的结果。基于此,我公司技术人员总结以上实验的经验,提出了我公司特有的生产环氧丙烷的工业化设计方案。氯气淡水补盐浓盐水粗环氧丙烷电解液氯丙醇溶液电解槽氯醇化皂化反应皂化液盐回收系统精制重饱和盐水丙烯商品氢气直流电蒸汽环氧丙烷(二)本项目产品的生产工

5、艺流程图(三)新工艺叙述络合萃取法生产环氧丙烷工艺主要分以下几个部分:氯醇化工序、络合萃取工序、皂化工序、络合萃取剂回收工序、精馏工序、皂化废液回收工序。1 氯醇化工序来自氯碱装置的氯气与来自丙烯汽化器的丙烯经计量后与工艺水按照一定的摩尔比控制,连续进入氯醇反应器底部,在反应器中进行氯醇化反应,生成氯丙醇(主产物)、二氯丙烷(副产物)等,氯丙醇水溶液自流至氯丙醇缓冲罐,然后泵至络合萃取工序。络合萃取工序将氯醇化液和配好的络合萃取剂按一定比例泵入萃取塔,络合萃取剂从塔底进入,氯醇化液从塔顶进入,萃取后,萃取水相从塔底返回氯醇化系统套用,而萃取液从塔顶进入皂化工序。皂化工序从络合萃取工序来的萃取液

6、与碱液按一定比例泵入造化反应器进行造化反应,生产环氧丙烷。皂化塔顶排出环氧丙烷,络合萃取剂和碱液从塔底排出。精馏工序皂化塔排出的环氧丙烷,同时还含有环氧丙烷高废物以及少量萃取剂,经粗蒸馏,分离出萃取剂返回络合萃取工序套用,蒸出的粗环氧丙烷经精馏塔精馏后得到环氧丙烷产品。络合萃取剂回收工序从皂化塔排出油水混合物,经油水分离塔分出油相和水相,油相经过滤后分出固体残渣,清液则返回络合萃取工序套用。皂化废液回用工序皂化塔底排出的油水混合物,经油水分离塔分离出的水相去蒸发车间浓缩,达到规定浓度后,送去氯碱电解车间作为电解液使用,形成循环利用。以上工艺均无三废排放。以上所有工艺过程均由DCS监控。(四)项

7、目产品的经济效益分析4.1石灰皂化生产环氧丙烷成本表1 石灰皂化生产环氧丙烷成本表名称定额(t/t)单价(元/t)成本(元/t)原材料10415.99石灰乳2.152141.57304.66丙烯0.860100008600氯气1.40987.931381.71脱盐水1.1625.226.06清水422.94123.56动力816.11电431(kwh/t)0.49(元/kwh)211.19蒸汽4.7122.45575.52氮气34(m/t)0.30(元/m)10.20空气120(m/t)0.16(元/t)19.2工资5.37福利0.76车间经费722.73扣DCP-385.26制造成本1157

8、5.704.2 隔膜碱皂化生产环氧丙烷成本表2 隔膜碱皂化生产环氧丙烷成本表名称定额(t/t)单价(元/t)成本(元/t)原材料10415.99隔膜碱1.401248.371747.72丙烯0.860100008600氯气0.063987.9362.24脱盐水05.220清水02.940动力816.11电431(kwh/t)0.49(元/kwh)211.19蒸汽4.7122.45575.52氮气34(m/t)0.30(元/m)10.20空气120(m/t)0.16(元/t)19.2工资5.37福利0.76车间经费*206.90扣DCP-385.26制造成本11053.84*注:现5万/a环氧丙

9、烷车间采用石灰皂化生产PO,车间经费为722.73元,采用隔膜碱皂化后应减去化灰费用227.40元/t,压滤费107.72元/t,渣场费用91.88元/t,运渣费用元/t和污水处理费49.3元/t,得到其车间费用为206.90元/t。4.3经济效益采用隔膜碱皂化可以取消废水的排放,消除了废渣,大大降低了环氧丙烷生产给环境带来的污染,有显著的社会效益和经济效益。4.4直接经济效益(不含税)表3 直接经济效益表名称数量(吨/年)单价(元/吨)价值(元/吨)PO成本降低80000521.8641748800增产氯气106500987.93105214545增产氢气3024929628111104联产

10、蒸馏水4072005.222125584合计1772000334.5 间接效益以两年内5万吨环氧丙烷装置因清理皂化A塔共停车5次,累计552小时,影响产量2760吨。清理B塔5次,累计648小时,影响产量3240吨,平均每年影响产量为4000吨。环氧丙烷平均售价为14500元/吨,影响销售收入为:145004000=58000000(元/年)采用隔膜碱皂化可增加4000吨/年PO,由于这部分PO产量是通过减少非计划停车时间获得的,未增加其它费用,效益应为售价扣除税金减去生产成本:4000(14500-11053.84)(1-0.17)=11441251.2元每次清塔平均费用为35000元,则有:1035000=350000元合计:11441251.2+350000=11791251.2元/年。(五)项目产品的社会效益分析现在国内环氧丙烷装置大部分采用氯醇化法生产工艺,并以石灰乳作为皂化剂,产生大量的皂化废水、废渣,每年需花费大量的经费用于环境治理。目前国内尚没有合适的废渣处理技术,只能堆存或掩埋,反应废水虽经生化处理达标排放,但仍对水体有污染。采用电解液作为皂化剂,将减少污水排放量,大大减轻对环境的压力,改善企业内部与周边的环境,有利于当地人民群众的身体。目前,国内氯醇法生产环氧丙烷均采用石灰乳皂化技术,对当地的环境造成不同程度的损害,增加了环保治理负担。因此,该技术具

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