β-环糊精在药剂中应用的研究及γ-丁内酯项目可行性研究报告(循环经济项目申报)

湖北中医药大学毕业论文论文题目：β-环糊精在药剂中应用的研究姓名：所在院系：专业班级：药物制剂班学号：指导教师：日期：独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，指导教师对此进行了审定。本人拥有自主知识产权，没有抄袭，剽取他人成果，由此造成的知识产权纠纷有本人负责。签名：湖北中医药大学课题任务书07级药物制剂班

学生：一、毕业设计论文课题：β-环糊精在药剂中应用的研究二、毕业设计论文课题工作自2010年12三、毕业设计论文课题进行地点：九州通医药集团股份有限公司四、毕业设计论文课题内容要求：新颖性、真实性五、主要参考文献 [1]吕东南.《药用辅料在药物制剂中的作用及应用概述》桂林医学院附属医院药剂科[2]王亚南，王洪权，窦媛媛《羟丙基-β-环糊精在药剂学中的应用的研究》.《食品与药品》2007年第九卷04期[3]廖才智.《β-环糊精环糊精的应用研究进展》《华工科技》2010年第五期[4]王铮。《中国药学杂志》198924（7）：410[5]杨伟.中国药科大学学报.1987；18（4）：293目录摘要……………………1关键词...……………….………….….11、药物辅料的作用…………………11.1常用药物辅料作用………………11.2 新型药物辅料作用………………21.3环糊精作为新型辅料的简介…………………….22.β-环糊精的理化性质………………33.β-环糊精在药剂中的应用…………33.1、提高药物的溶出………………….33.2提高药物的生物利用度…………43.3增加药物的稳定性…………………43.4降低毒副降低毒副作用、掩盖不良气味………44β-环糊精在药剂中的制备工艺……………………55参考文献………………………..……6PAGEβ-环糊精在药剂中应用的研究摘要：本文重在分析β-环糊精作为新型辅料在药剂中的应用。辅料是药物的重要组成部分，在药物剂型以及生产中起着关键作用，它不仅赋予药物一定剂型,并且与提高药物的疗效,降低毒副作用有很大的关系。近些年来，由于药物标准越来越严格化，对药物的均匀度，毒副作用，生物利用度等都作了更严格的规定。药物剂型越来越多元化，不同剂型的品种规格也越发多样化等。对新的药物辅料的应用更加迫切。β-环糊精作为新型药物辅料，可以显著提高药物的溶解度，在降低药物毒性方面也有明显作用，同时β-环糊精还能增加药物的稳定性提高药物的生物利用度。另一方面，作为辅料，β-环糊精有很高的安全性，是一个安全性高，无毒副作用的辅料。再者，β-环糊精的生产工艺简单，理化性质较稳定，在药剂生产中工艺也较简洁。因此开发β-环糊精在新药和新剂型中有着广阔的前景。BetacyclodextrinsapplicationofresearchinthepotionsLiZhibingAbstract:thispaperfocusesonanalyzingbetacyclodextrinsastheapplicationofnewmaterialsinthepotions.Complementarymakingsisanimportantpartofdrugsindrugdosageformsandproductionplaysakeyrole,itnotonlygivesdrugsmustformulations,andimprovethetherapeuticefficacyofdrugs,reducetoxicityhastheverybigrelations.Inrecentyears,moreandmorestrictlybecausethedrugstandardsofthehomogeneousdegreeofdrug,sideeffectssuchas,thelivingcreatureexploitationdegreeisthemorestrictregulations.Drugdosageformsanincreasinglydiverse,differentformsofthevarietyspecificationmorediversification,etc.Theapplicationofnewdrugaccessoriesmoreurgent.Betacyclodextrinsasakindofnewdrugaccessories,cangreatlyimprovethedrugsolubilityinlowerdrugtoxicityalsohastheobviousrole,andbetacyclodextrinscanalsoincreasethestabilityofthedrugsimprovethebioavailabilitydrugs.Ontheotherhand,asacomplementarymakings,betacyclodextrinshashighsecurity,isahighsecurity,non-toxicsideeffectstrims.Moreover,betacyclodextrinsproductionprocesssimple,physicalandchemicalproperties,morestableinthepotionsproductionprocessismoreconcise.Thereforedevelopmentbetacyclodextrinsnewdosageformsonnewdrugsandhasabroadprospect.关键词：辅料的作用新型辅料β-环糊精前景1、药物辅料的作用1.1、常用辅料的作用【1】常规剂型有液体、固体和半固体等。固体制剂中又有片剂，颗粒剂，胶囊剂，片剂等。在片剂中,目前国内常规使用糖衣工艺,该辅料的应用具有明显矫味作用，能显著提高患者的顺应性，能有效改变片剂颜色便于识别。薄膜衣技术应用也相当广泛，其不仅可以时药物更加稳定,并可使药物在特定的消化道段定点释放或具有缓释作用,从而提高疗效,降低副作用,减少给药次数。薄膜片的包衣材料如乙烯吡啶共聚物和苯乙烯等，是良好的薄膜衣材料。在欧、美、日本等国,薄膜片已大量发展,国内许多药物用薄膜包衣技术可大大提高药品的质量,尤其是对中药的发展前途更是有广阔的前景,如甲硝唑薄膜衣片包裹羟丙基甲基纤维素后,与丸芯相比,显著提高了质量【2】半固体制剂中，辅料作为基质又是很好的药物载体，如凡士林常作为软膏剂的基质。同时，此类制剂中通常还加入抗氧剂防腐剂等辅料，便于药物保存。1.2、新型药物辅料的应用随着药剂的不断发展，原有的药物辅料远远不能满足新剂型和新药物的开发和研究，因而，新型药物辅料的应用显得尤为重要。新型药用辅料对制剂性能的改良，缓释和控释作用都有非常显著的作用。因此，新型药用辅料越来越成为药剂工作者关注的重点，为了适应现代药物剂型和制剂的发展，药物辅料将继续向安全性，功能性，适应性，高效性等方向发展，并在实践中不断得以广泛关注。β-环糊精便是在此背景下快速发展和应用的一类新型药用辅料。1.3环糊精作为新型辅料的简介环糊精于1891年发现，1953年它包合物的第一项专利问世，并且得到广泛发展，现在已经广泛应用于食品，医药，化装品以及农业等方面。由于其特殊的结构形态，环糊精被称为分子胶囊，以其分子水平上包含各种活性成分，，并赋予新的理化特性而著称。在药物制剂方面，得到尤为广泛的关注。其常见类型有α-，β-，γ-3种，其中β-环糊精应用最多，是医药等诸多行业的良好包埋剂。主要用于提高药物的溶解度，改善药物稳定性，增加药物的生物利用度，降低药物的毒性等，其衍生物也具有良好的作用。环糊精的制备工艺教为简单，由淀粉经嗜碱性芽孢杆菌的培养得到环糊精转化酶，再作用后形成的产物，由6-12个葡萄糖分子以1-4糖苷键连接成的环状低聚化合物。同时，作为药用辅料，β-环糊精的安全性也很高。【3】2.β-环糊精的理化性质β-环糊精是由7个葡萄糖分子连续成的环状化合物，主体构型像中见有空洞，2端并不封闭的桶状化物。在空洞的结构中，空腔内受到C-H键的屏蔽作用形成了疏水区，上端即较大开口端由C2和C3的仲羟基构成，下端既较小开口端由C6的伯羟基构成，具有亲水性。β-环糊精在环境中稳定，在强酸介质中容易发生裂解。有较好的热稳定性，加热到约200摄氏度时开始分解。由于没有还原端，固无还原性，容易形成各种稳定的水合物，无吸湿性，能在醇以及水溶液中很好的结晶。可以将环糊精交链于环糊精分子上进行化学性质改良。利用这些特殊的性质，β-环糊精可以与许多无机以及有机分子结合成主客体包合物，并且能改变被包合物的化学和物理性质，具有保护和稳定客体分子和选择性定向分子的特性。正是这些性质，β-环糊精有了广泛用途。【4】3.β-环糊精在药剂中的应用3.1提高药物的溶出β-环糊精通常与药物形成包合物，即药物分子借分子间力进入包合材料空穴的物理过程，药物在包合中，失去了原有的结晶性，由于β-环糊精含有多个亲水醇羟基，固能增加药物的溶解度和溶解速度，从而提高药物的溶出。岩白菜素经药理实验证明有明显镇咳和祛痰的功效，但由于本品水中难溶，生物利用度差而影响其疗效，制成岩白菜素/β-环糊精包合物后，溶解度可达3.05-3.63mg/ml，比未包合的溶解增大近2倍多，溶出td值提前了12分钟【5】丹皮酚与β-环糊精包合后，使单皮酚的溶解度提高了3倍，td值缩短为原来的1/4，更利于药物溶出【6】。3.2提高药物的生物利用度包合物的形成，导致药物的溶解性和膜的通透性以及蛋白结合性等发生改变，从而提高药物的生物利用度，增强药效和降低副作用。萘普生为消炎镇痛药，且具有高效低毒的特点。但由于其极微溶于水，口服给药时可引起胃部刺激，并且生物利用度也不高。为了改善其溶解而提高生物利用度，将其与β-环糊精制成包合物后，耐普生的溶解状态以及特性参数有了显著提高，口服生物利用度明显增高【7】。再如布洛芬与β-环糊精形成包合物后，经兔口服实验证实，其在胃肠道内释放快，其血药浓度较单体高，生物利用度有明显提高【8】。3.3增加药物的稳定性中药挥发油是存在植物体中的一类可随水蒸气蒸馏得到的一种油状液体，对光，空气，温度的影响较为敏感，受其影响易分解变质。经环糊精包合后，其稳定性得到很大的提高。大蒜素是大蒜挥发油中的一个主要活性成分，它受空气，光照以及温度的影响易氧化变质，其包合物的光照实验，加热实验，干燥失重实验证明，包合物的稳定性明显高于对照组【9】。Indomethacin的β-环糊精包合物可明显提高油色素为主的15种成分溶解度，对痢疾，胃肠炎的疗效明显提高，制成β-环糊精包合物后，能改液态药物为粉末状，经气相色谱检识稳定性得到明显提高，并可进一步制成散剂，胶囊剂，片剂等剂型，使药物更利于保存【10】。3.4降低药物毒副作用、掩盖不良气味例如消炎药与环糊精形成包合物后，制成的胶囊剂，没有引起溃疡的作用。黄瓜中含有苦味的成分，嵌入β-环糊精后，与之形成包合物，苦味彻底消失。无花果提取物，刺激性很大，嵌入环糊精后，有甜味，无刺激，能更好增加患者的顺应性【11】4.β-环糊精在药剂中的制备工艺饱和水溶液法：将环糊精配成包合水溶液，加入药物混合30分钟以上，是药物与环糊精形成包合物后设法分离，可以定量的将包合物分离出来。在水中溶解度大的药物，其包合物仍可以部分溶解于溶液中。此时加入某些有机溶剂，以促使包合物析出，将包合物过滤，洗净然后干燥既得。如吲哚美辛环糊精包合物的制备。研磨法：取环糊精加入2-5倍的水混合，研匀，加入药物，充分研磨成糊状物，低温干燥后，再用适宜的有机溶剂洗净，干燥即得。如维A酸环糊精的制备。冷冻干燥法：本法适用于制成包合物后易溶于水，且在干燥过程中易分解，易变色的药物。如盐酸异丙嗪可用此法制备成环糊精的包合物。将异丙嗪与环糊精按1:1的摩尔比称重，环糊精在60摄氏度以上的热水中溶解，加入异丙嗪搅拌半小时，于冰箱中过夜，在冷冻干燥，用氯仿洗去没有包入的异丙嗪，最后除去氯仿，即得。参考文献：[1]吕东南.《药用辅料在药物制剂中的作用及应用概述》桂林医学院附属医院药剂科[2]吴昌富申献玲肖峰《甲硝唑薄膜衣片的制备与质量评价》《医药导报》2011年29卷03期[3]王亚南，王洪权，窦媛媛《羟丙基-β-环糊精在药剂学中的应用的研究》.《食品与药品》2007年第九卷04期[4]廖才智.《β-环糊精环糊精的应用研究进展》《华工科技》2010年第五期[5]关家廖.《中成药》199113（1）：40[6]王铮.《中国药学杂志》198924（7）：410[7]陆彬.《药物新剂型专新技术》.人民卫生出版社，1998.[8]中国科学技术情报研究所.国外科技动态.北京：科学技术出版社.1982:8:46[9]杨伟.中国药科大学学报.1987；18（4）：293[10]赵曦.中成药198911（8）：5[11]堂昌亮.《环糊精在药剂学上的应用》湖南株洲市湘江制药厂循环经济项目申报方案γ-丁内酯项目的可行性分析1.1项目可性行研究的简要综合结论1）本项目生产的γ—丁内酯、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮及聚乙烯基吡咯烷酮等系列产品是发展我国精细化工、医药化工及有机化工的重要原料和溶剂，长期供不应求，大部分依赖国外进口。产品附加值高、市场容量大、前景好、适销对路，符合我国化工发展的产业政策。2-吡咯烷酮和乙烯基吡咯烷酮既可作为生产聚乙烯基吡咯烷的原料，也可作为产品出售。2）本项目的建成投产，将成为西南地区最大的γ—丁内酯、2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮及聚乙烯基吡咯烷酮等系列产品生产基地，对拓展1，4丁二醇下游产品和调整地区产品结构均有重大意义。XX公司不但有建设资金、技术力量和管理水平方面的明显优势，而且拥有得天独厚的大型1，4丁二醇生产装置的原料优势；因此，本项目在XX股份有限公司建设，在总体布局上是合理的。3）由于本项目属新世纪工程，拟采用世界上先进、成熟、适用的工艺技术和设备，以及较高的自动控制水平，从而确保本项目技术起点高、生产成本低、能耗低、产品质量优、劳动生产率高、经济效益好、环境污染小；本项目建成后将成为我国同类装置中最先进、最具市场竞争力的装置。所选工艺路线、消耗指标合理，经工业装置的验证，技术上是可靠的。在建设条件上，本项目拟建在四川XX股份有限公司已征地范围内。可对XX公司的技术力量、取水、净水、供电外线、总变、电讯、供热系统、空压站、循环水站、化水站、中央化验室、环监站、消防站、气防站、医院、机电仪修理、计量站、运输系统、排水等设施进行依托，可节约建设投资。本项目采用了美国FRONTECH公司提供的成熟、先进的工艺技术。装置规模经济，对进一步完善企业产品结构，推动企业和地区的技术进步，提高企业的知名度和增强企业在国内外市场的竞争能力，均有重要的现实意义。4）本项目利用公司东侧的预留及新征地上建设，不但其主要原料1，4丁二醇及乙炔供应方便，管线短捷，而且其公用工程、辅助生产设施、行政设施及生活福利设施等依托条件及运输、通讯、安装、检修协作条件均十分优越，可保证水、电、汽、天然气和氮气、工厂空气、仪表空气等的供应。5）由于新装置的技术先进，三废排放量少，对环境的污染可降低到最小程度。本项目建成投产后对大气环境和水体质量影响甚微，完全能满足国家和地方有关环保标准的要求。6）本项目可行性研究对本项目的消防、安全和职业卫生进行了认真研究，采取了切实可行的措施，可满足国家有关法规和规范的要求。7）从财务分析可以看出，本项目建成投产后，企业年平均销售收入达49375万元，年平均销售税金及附加为3616万元，年平均利润总额为12150万元；财务内部收益率（税前）可达31.13%、税后可达24.11%；从敏感性分析可以看出，本项目具有较强的抗风险能力，项目财务评价指标较好；从财务分析看，项目是可行的。8）本项目的建设对出口创汇、增加地方财政收入；对调整西南地区化工行业的产品结构、促进我国有机化工行业的技术进步；对带动当地运输业和其它相关产业的发展等各方面都有积极意义，因此建设本项目有较好的社会效益。表1-1主要技术经济指标表序号项目名称单位数量备注一生产规模1N-甲基-2-吡咯烷酮t/a30002γ—丁内酯t/a1000032-吡咯烷酮t/a60004乙烯基吡咯烷酮t/a60005聚乙烯基吡咯烷酮t/a6000二产品方案1N-甲基-2-吡咯烷酮t/a27412γ—丁内酯t/a0中间产品32-吡咯烷酮t/a3904乙烯基吡咯烷酮t/a0中间产品5聚乙烯基吡咯烷酮（PVP），其中：t/a6000K-15t/a1500K-30t/a1500K-90t/a1500PVPPt/a12657年操作日γ—丁内酯等装置天300333三主要原材料、辅助材料用量LIANG量1.1，4丁二醇t/a111672液氨t/a14773一甲胺t/a8224乙炔t/a17645氢氧化钾t/a5106丙烷（工业标准）t/a1087催化剂及化学品万元/年18包装费万元/年1五公用动力消耗量1工业水最大用水量m3/h7.2平均用水量m3/h62循环水最大用水量m3/h794平均用水量m3/h6613供电运行容量kW1100年耗电量万kW.h913.684供汽中压蒸汽用汽量（2.5MP）t/h4.9低压蒸汽用汽量（0.4MP）t/h11.25脱盐水万吨6.8六三废排放量1废水t/h122废气Nm3/h7.83废渣t/a3.62七运输量1运入量t/a161402运出量t/a8896八定员人801其中：生产工人人702管理人员人10九总占地面积m2164078十全厂建筑面积m2十一工程项目总资金万元40887其中外汇万美元12481固定资产投资万元22158其中外汇万美元940(1)固定资产投资方向调节税万元0(2)建设期利息万元1436其中外汇万美元02流动资金万元5795其中外汇万美元0其中铺底流动资金万元1738十四项目总投资万元36830其中外汇万美元1248十五年均销售收入万元46289十六成本和费用1年均总成本费用万元30411十七年均利润总额万元12261十八年均销售税金万元3616十九财务评价指标1投资利润率%30.732投资利税率%39.793投资回收期年5.13含建设期4全投资财务内部收益率%24.6831.9所得税后(税前和税后)%31.90所得税前5全投资财务净现值万元18640所得税后（税前和税后）万元34541所得税前Ic=12%1.2在公司实施循环经济方案中的作用四川XX股份有限公司作为2005年国家发改委确定的第一批循环经济试点单位—四川西部化工城合江化工园区的主导企业，根据循环经济的原则，编制了“十一五”循环经济实施方案。而年产1.0万吨γ-丁内酯及其系列产品则是整个循环经济方案中充分利用公司现有产品通过延长产业链来实施循环经济的重要项目之一。其产业链情况请见：γ-丁内酯产业链示意图。γ-丁内酯及其系列产品项目是由γ-丁内酯（GBL）、2-吡咯烷酮（2-PY）、乙烯基吡咯烷酮（NVP）、聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）、交联聚乙烯基吡咯烷酮（PVPP）、聚维酮碘（PVPI）等产品呈链式生产线进行生产，每一链条上的产品均可作为商品出售，同时又可以作下一生产链的原料，到最终产品时，可以得到售价在150000万/吨左右的交联聚乙烯基吡咯烷酮（PVPP[该产品目前的进口价近200000元/吨]），产品价值得到大幅提升。该项目的主要经济及能耗指标如下：项目年产1.0万吨γ-丁内酯及其系列产品项目产值（万元/年）46289能耗（吨标煤/吨产品）1.8万元产值能耗（吨标煤）0.39水耗：（吨/吨产品）4.3万元产值水耗（吨）0.93万元产值废气排放量（Nm3）69733万元产值废水排放量(吨)2.96通过γ-丁内酯及其系列产品项目的实施，XX公司的万元产值能源消耗与水资源的消耗量将有明显的下降，以实际成果实现循环经济的目标。预计能耗、水耗等情况见下表：项目公司目前状况γ-丁内酯项目实施后的状况降低幅度（%）备注能耗（吨标煤/吨产品）1.31.47+11.6由于产业链的延长，使单位产品能耗有所上升万元产值能耗（吨标煤）3.122.2―29.5水耗：（吨/吨产品）28.820.6―28.5万元产值水耗（吨）35.1523.7―32.6万元产值废气排放量(万Nm3)万元产值废水排放量（吨）该项目的建设，将延长1，4-丁二醇的产品链，大幅提高产品的附加值，提高资源的利用率，污染物排放量大幅减少。该项目于2008年建成投产后，将使公司循环经济指标大幅改善。XX公司万元产值能耗由2003年的7.47吨标煤降至2.95吨标煤，降幅为60.5%；水耗由2003年的109.03吨/万元降至47.85吨/万元，降幅为56.1%；大气污染物SO2排放量由2003年的0.599kg/万元降至0.20kg/万元，降幅为66.6%；水污染物CODcr由2003年的2.489kg/万元降至1.108kg/万元，降幅为55.5%。因此，γ-丁内酯系列产品的建设对XX公司起着关键的作用2.市场分析和价格预测2.1产品用途γ-丁内酯(GBL)是一种重要的精细化工中间体，往下发展可以生产2-吡咯烷酮（2-PY）、N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）、乙烯基吡咯烷酮（VP）及聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）。2.1.1γ-丁内酯γ—丁内酯又名4-羟基丁酸内酯，简称GBL或γ-BL。是一种重要的有机化工原料和精细化工中间体，也是一种性能良好的高沸点溶剂，主要用于以下几个方面：在石油化工方面，γ—丁内酯可用作吸收炔烃的溶剂、芳烃的萃取剂，不溶于水的醇类和环状醚的萃取剂、润滑油添加剂、液状烃的增粘剂和胶凝剂及辛烷值的促进剂。γ—丁内酯与氨反应可生成2-吡咯烷酮，与一甲胺反应生成N-甲基,2-吡咯烷酮。在医药方面，γ—丁内酯可用作麻醉剂及镇静药治疗癫病、脑出血和高血压，用作维生素原料叶绿素的中间体、X射线造影剂，用于合成抗菌素新药环丙沙星和干扰素等。在纤维方面，γ—丁内酯可用作丙烯腈纤维的纺丝溶剂和凝固剂，纤维素酯羊毛、尼龙、丙烯腈纤维的染色助剂，尼龙纤维的抗静电剂。在树脂方面，γ—丁内酯可用作聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚苯乙烯的溶剂，聚氟乙烯树脂的分散剂，纤维素酯的溶剂，聚酯、聚酰胺、聚氨酯泡沫的原料，聚酯染色改性剂，树脂特殊增塑剂，合成树脂的抗氧剂，环氧树脂的稀释剂和固化剂。在农业上，γ—丁内酯可用作杀虫剂的中间体和除草剂等。此外，γ—丁内酯还可用作染料及颜料中间体、偶合剂、粮食作物、家畜生长促进剂、香料助剂，电池和电容器电解液，硅酸钠水溶液的凝胶化控制剂、涂料除去剂等2.1.22-吡咯烷酮2-吡咯烷酮，又称a-吡咯烷酮和丁内酰胺，简称2-PY。无色晶体（25℃以下）或淡黄色液体（25℃以上）。冰点25℃，沸点2450。熔点24.6℃，闪点（开杯）129.4℃，相对密度1.107(25℃)，折射率1.486（25℃），蒸汽压1333Pa（122℃）。易溶于水、乙醇、乙醚。用于有机合成（如1-乙烯基-2-吡咯烷酮等），也用作溶剂等。由γ-丁内酯和无水氨在高温高压下作用而制的。2-吡咯烷酮为无色的高沸点极性溶剂，能溶解多种有机化合物，是有机物的中间体，也是重要的医药中间体，主要用作合成树脂、农药、多元醇、油墨、碘的溶剂，也可用作丙烯酸类及丙烯酸-苯乙烯类树脂的增塑剂、芳香族化合物的萃取剂、煤油、松香、脂肪酸的脱色、乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮、4-氨基丁酸及其衍生物的制备原料等。可在催化剂的引发下开环合成聚丁内酰胺，即尼龙4。医药上用作黄体酮、强筋松、脑复康的中间体，合成维生素B12、维生素K等，这方面应用增长迅速。2.1.3N-甲基-2-吡咯烷酮N-甲基-2-吡咯烷酮，简称NMP，是一种有氨味的无色透明液体，是一种极性的非质子传递溶剂，具有毒性小、沸点高、溶解能力出众、选择性强和稳定性好的优点，广泛石油化工、高分子、农药、电池等领域，主要用途如下：用于芳烃萃取，乙炔、烯烃、二烯烃的纯化。可用于聚合物的溶剂及聚合反应的介质，如聚酰亚胺、聚苯硫醚等工程塑料及芳纶纤维。塑料表面处理，溶剂粘结和脱漆等。绝缘材料、农药、颜料及清洁剂等方面。电池、LCD、半导体等电子行业。汽车与工业清洗剂。2.1.4乙烯基吡咯烷酮乙烯基吡咯烷酮，又称N-乙烯基吡咯烷酮，N-乙烯基-2-吡咯烷酮，简称VP，无色液体。沸点214~215℃，相对密度为1.04（25℃）,熔点13.5℃。易溶于水、醇、醚及其它有机溶剂。易水解，易聚合成聚乙烯基吡咯烷酮。由2-吡咯烷酮和乙炔在高压下作用而制得。保存时要加入0.1%的碱，从而防止水解和自聚。乙烯基吡咯烷酮，可聚合成聚乙烯基吡咯烷酮，医药上用做增溶剂、解毒剂、粘合剂、药液稳定剂等。化妆品上用做定型喷发膏。目前，VP的用途一是作单体使用；二是作聚合物或共聚物使用，后者的使用量较大。(1)单体的用途NVP单体可用作紫外线和电子束固化的聚合物体系的反应稀释剂，该体系用于油墨、涂料和胶粘剂。特别是近年来，因为制造玻璃光导纤维时速度高达每分钟拉丝1000米，所以表面树脂涂料需要毫秒级的短时间紫外线固化，NVP作为相应的反应性稀释剂是不可缺少的。此外，还可用于墙壁、地板等内装修的紫外线固化涂料。(2)聚合物、共聚物的用途。NVP的大部分用途是用作制造聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)的原料单体。不仅有线型均聚物，而且还有与醋酸乙烯或丙烯酸类单体的共聚物、特殊交联的聚合物。2.1.5聚乙烯基吡咯烷酮聚乙烯吡咯烷酮简称PVP，是性能优异、用途广泛的一类高分子精细化学品。它不仅具有优异的溶解性、低毒性、成膜性、化学稳定性、粘接能力、络合能力与保护胶作用，还可与许多有机、无机化合物结合，因而PVP面世至今，一直被广泛地应用于医药、化妆品、食品、酿造、涂料、印染、感光材料等领域：(1)日用化学工业PVP及乙烯基吡咯烷酮/醋酸乙烯酯的共聚树脂（CPA树脂）在日用化工，尤其是化妆品中有着广泛的用途。用它配制的发胶、摩丝、发乳能在头发上形成一层透明、光亮、富有弹性的涂膜，使头发梳理性能优良，不沾灰尘。由于PVP具有形成水闭塞性膜和润湿作用，以及其分子结构又跟蛋白结构类似，因此PVP与皮肤、发须有良好的亲和性，大大改善了皮肤用化妆品的感觉和功效，使其获得了广泛用途。(2)医药工业从70年代起，PVP被广泛用于医药行业。PVP在药物及药物制剂中作为片剂、颗粒剂的助溶剂、延效剂、胶囊剂、填充剂、崩解剂、眼药中的添加剂、难溶药物的共沉淀剂等。国外约有近百种药物使用PVP作辅料，它特别适用于那些水敏、热敏、溶解度小、毒性和刺激性大、分散剂不稳定的药物。80年代以来，PVP开始在我国的药物中得到应用。发达国家PVP在医药中的应用占其消费总量的20~30%。PVP-I是世界医药界首选的含碘杀菌剂，美国、日本、德国等已用PVP-I取代沿用已久的碘酒及其它碘制剂，广泛应用于临床、食品工业和家庭消毒用品；PVP作为口服药的赋形剂，其优点是贮存稳定期长，药物进入胃部后，药物中的有效成分缓慢地释放出来，使得人体内能有较长时间维持药物的有效浓度而提高药效，且降低药物的副作用。(3)酿造和饮料工业PVP在酿造、饮料工业中可作为啤酒、果酒、果汁的澄清剂和稳定剂。啤酒、果酒等饮料中由于含有多种酚类物质易产生浑浊、变色。PVP能与这些物质生成络合物而沉淀，从而除去多酚物质，达到澄清、稳定作用。经PVP处理后的啤酒，其货架寿命长达一年之久，且风味和泡沫稳定性均不改变。(4)颜料、涂料工业由于PVP具有良好的成膜性、溶于水，且成膜透明而不影响本色，并能提高颜料的光泽和分散性，常被用作有机颜料的表面包覆剂。经PVP包覆的有机颜料可用于防护性或装饰性涂料中，如真漆、清漆、油漆、水溶性分散体系、乳胶体系、印刷墨水、纺织着色和塑料上色等。PVP是非触变性的，能防止絮凝，故在许多涂料配方中起胶体保护作用。采用低分子量PVP可以使油墨、墨水具有良好的分散稳定性，在喷印或书写时具有流畅的重复喷射书写性能。PVP对炭黑、酞青颜料、钛白粉等也都具有优异的分散作用。(5)纺织印染工业由于PVP分子中的内酰胺结构与染料中的有机官能团如羟基、胺基、羧基之间相结合，使之具有很强的亲和力，特别是与直接、还原、硫化染料结合力较强。有时这种结合力往往超过染料与纤维的结合力，故PVP有“液体纤维”之称。PVP的这种性质可以改进许多疏水性合成纤维的可染性。用接枝共聚法、表面接枝法、与其它合成树脂混合的抽丝法、湿纺纤维浸渍法或涂敷法等将PVP引入合成纤维，使合成纤维可以均匀地染色，并可提高染色牢度。还能改进合成纤维的吸湿性、防皱性、定型性、易洗性。甚至漂白后的强度和耐日晒能力都有所提高。在织物整理过程中，PVP可用于上胶、当用作纺织品涂料印花增稠剂时，可与海藻酸钠、羧甲基纤维素及醋酸纤维同时使用，效果更佳。在洗涤用品中加入PVP，尤其对合成纤维织物的抗污垢再沉积性能比羧甲基纤维素要好，无论是民用洗涤或工业上印洒后的洗净，PVP可有效地防止转色或白底沾污现象的发生。(6)造纸工业PVP用作改进湿强度，增溶染料和分散染料，在废纸脱墨、打浆和着色时均是重要助剂。用作纸涂层时，能提高纸张的光泽性及可印刷性和抗油脂性。特别是喷印用纸表面涂有含PVP的透明涂层，会使喷印墨水在纸上快速干燥。这种透明层具有良好的吸墨水性，不溶于水，有较好的凝固性，并因透明而高速成象，特别适用于多色彩的墨水喷印。(7)其他PVP在高分子乳液聚合、悬浮聚合过程中，可用作增稠剂、分散稳定剂、粒径调节剂，以改善树脂的性能。PVP及其共聚物是制造特殊用途的热熔胶的主要组份之一；也是玻璃、玻璃纤维、金属和塑料的特种粘结剂，在压敏胶中具有较高的超始强度、粘度和硬度。PVP也可用于重氮和卤化银乳液，蚀刻涂层印刷底板等。PVP共聚物可代替明胶制感光乳剂，同时在底片显影和定影时作银的保护性胶体。PVP还可用作彩色显象管涂屏的光致抗蚀剂的原料，阴极射线管石墨涂层的分散剂等。在农牧业中，PVP在种子选种、培育、水产养殖、饲料添加剂等方面也有许多独特的应用。另外，PVP在高技术领域同样大有作为，在分离膜、医用高分子材料、光固树脂、光固涂料、光导纤维、激光视盘、减阻涂料等高技术领域有着广泛的应用。2.2国内外市场概况2.2.1国外市场概况(1)γ-丁内酯2002年全球γ—丁内酯总产能超过26万t/a，产量约为22万t，目前全球总产能超过28万t/a，产量约为23万t/a，规模超过1万吨/年的仅有几套。γ—丁内酯的生产国主要是美国、英国、德国、比利时和日本、西班牙等。美国的主要生产厂家有GAF、BASF、ARCO化学，InternationalSpecialtyproducts和Quakerorats公司等；西欧主要由德国BASF、比利时UCB公司、英国ICI公司生产；日本γ—丁内酯的主要生产厂家有三菱化成、北海道有机化工，出光石油化工和日本四氢呋喃公司。德国BASF和美国GAF公司是世界上最大的γ—丁内酯生产公司，生产能力分别为4万吨/年和3万吨/年。国外γ—丁内酯主要用作溶剂以及生产吡咯烷酮系列产品的原料，还用来生产多种高附加值的精细化学品。a.美国美国γ—丁内酯的主要消费领域为生产吡咯烷酮系列产品，以1994年为例，年产量为14.0万吨，生产吡咯烷酮系产品就消费γ—丁内酯12万吨以上，其他方面仅为1万多吨。在吡咯烷酮领域中，N—甲基吡咯烷酮的需求量最大，约占46%；增长也最快，1989~1994年的年均增长率为10%，带动了γ—丁内酯需求的迅速增长。由于γ—丁内酯在农用化学品、电子化学品（显影液）和电解质溶液需求量增长，以及N-甲基吡咯烷酮在电线、电缆聚合物溶剂，金属处理及电子工业用清洗剂（CFCs代用品）方面需求量上升，BASF公司于1995年将其在美国的一套γ—丁内酯装置生产能力由1.5万吨扩大到3万吨/年，一套N-甲基吡咯烷酮装置生产能力由1万吨/年扩大到2.5万吨，以增强与美国GAF公司的竞争能力。美国γ—丁内酯的消费构成如表2.2-1。表2.2-1美国γ—丁内酯的消费构成（%）序号消费领域美国1聚乙烯基吡咯烷酮562N-甲基吡咯烷酮403其它4总计100b.西欧西欧1996年生产能力近5万吨/年，其中德国BASF3万吨/年，比利时UCB公司1.5万吨/年，英国ICI公司也有数千吨的能力。1996年Dupont公司在西班牙开始建年产1万吨的装置。西欧γ—丁内酯消费量以及消费构成见表2.2-2。表2.2-2西欧γ—丁内酯的消费构成序号应用领域消费构成(%)1N-甲基吡咯烷酮45.22α-吡咯烷酮21.03除草剂21.84制药工业5.65铸造粘合剂3.26其他3.2合计100.0c.日本日本γ—丁内酯1996年的生产能力在1.0万吨以上。日本国内γ—丁内酯能力及产量有限，装置规模较小，每年都有少量进口，主要从BASF和GAF两家公司进口。日本的γ—丁内酯主要用于生产N-甲基吡咯烷酮并作为电解质溶液。预计2005年，全球GBL总产能将达到30万t/a，产量达到25万t。国内γ—丁内酯的生产和开发较晚，工艺技术比较落后。但近年来一些研究单位和生产厂家对γ—丁内酯的生产研究和开发应用十分活跃。目前浙江台州盛联化工公司是国内最大的γ—丁内酯生产商，其生产能力为1.2万吨/年。2004年我国γ—丁内酯总生产能力为4.5万吨/年，由于原料供应原因，实际生产量估计只有2.66万吨/年。随着国内石油化工行业及其相关工业的迅速发展，γ—丁内酯的需求日益增加，其需求量每年以6%的速度增长。由于国内产不足需，近年来一直依靠进口弥补国内供需缺口。其中γ—丁内酯的下游产品N-甲基-2-吡咯烷酮的生产以及市场前景看好，目前其消费约占γ—丁内酯消费总量的40%，该产品已广泛应用于润滑油精制、乙炔提浓、丁二烯和芳烃抽提、工业清洗剂、医药合成等领域，这将带动γ—丁内酯的生产得到相应的发展。此外，γ—丁内酯在农业、染料、香料、纺织等行业中的广泛应用，也将使其消费量呈逐年快速增长的趋势。据统计，2002－2004，我国γ—丁内酯的表观消费年增长率33％。随着该产品的需求领域不断开拓，必将进一步带动γ—丁内酯的生产。γ—丁内酯在国内一直属紧俏产品，价格很坚挺。该产品由于每年都需从国外进口，因此，国内市场价格受国际市场影响大。本项目引进FRONTECH的先进技术，生产的γ—丁内酯规格达到国际标准。(2)2-吡咯烷酮与N-甲基吡咯烷酮世界上第一套NMP生产装置是BASF公司于1946年成立的，1955年GAF公司的NMP也投入工业生产，1971年日本三菱化成也相继建立了γ-丁内酯及生产装置，1989年世界NMP的生产能力为6.765万吨，1995年世界NMP的生产能力达到10万吨/年。目前世界NMP的生产能力达到14万吨/年。主要生产公司有美国的GAF和BASF-Wayndotte公司、德国的BASF、日本三菱化成和北海道有机化学公司等。我国NMP以前仅有东北制药厂、四川天然气化工研究所少量生产自用，大部分依靠进口满足需求。随着顺酐深加工研究工作的进展，原化学工业部北京化工研究院开发成功γ—丁内酯和甲胺合成工艺，在山东新泰市化工总厂建成100吨/年中式装置，1994年又建成300吨/年规模的连续法生产装置，采用管式反应器，γ—丁内酯转化率100%，NMP选择性为90~95%。另外，在江苏泰兴南沙工业公司、安徽合肥市江淮化肥厂和黑龙江安庆县纤维板厂在建生产装置，规模均为300吨/年。我国N-甲基吡咯烷酮的开发生产较晚，在产品的应用研究方面与国外相比也存在着较大差距。近年来，随着我国GBL生产的扩大，N-甲基吡咯烷酮的开发和应用研究也进入了一个新的发展阶段。2002年，我国N-甲基吡咯烷酮产量约为1.5万t，主要用作润滑油精炼、反应溶剂、乙炔提浓和丁二烯、异戊二烯的回收溶剂，对GBL的需求约为1.8万t。随着我国涂料/油漆工业的发展，N-甲基吡咯烷酮需求将不断增长，年均增长率在2%左右。

从近几年市场价格来看，2-PY的原料产品顺酐、丁二醇和γ-丁内酯价格在1999年达到最低后，开始逐渐回升，主要原因是99年时的石油价格跌到低谷后，价格开始逐渐回升，带动石化产品价格上涨。由于γ-丁内酯主要原料的价格上涨，自然导致γ-丁内酯的价格随着上涨。从常理上看，用γ-丁内酯做原料的2-PY应该价格随着上涨。实际上2-PY价格不变，主要原因是国内做γ-丁内酯的主要方法还是顺酐加氢法。由于顺酐做溶剂的取代产品很多，如果涨得太高，其使用量就会受到限制。而2-PY价格保持稳定，主要还是作为商品的市场需求量太小，受原料市场价格影响不太大。预测顺酐价格的后市上涨空间不大，国内采用顺酐法的γ-丁内酯和2-PY生产企业生产成本不会有大幅增加，如果不存在供应或需求增长速度大大超过预期，或石油价格大幅涨落,预测2-PY基本保持原有价格水平，变化不会太大。(3)乙烯基吡咯烷酮乙烯基吡咯烷酮的均聚物最初由德国Reppe于1930年合成。国外生产和销售PVP系列产品的厂商主要是德国巴斯夫公司的“Luviskole”（工业用）、“Koridone”（医药用）和美国GAF公司的“PVP”系列产品。国外公司生产PVP产品主要品种、牌号及结构类型详见表2.2-3。表2.2-3国外公司PVP产品主要品种、牌号及结构类型结构类型品种（规格）商品牌号适用领域和作用BASF公司ISP公司NVP均聚物PVPK-15K-30K-90LuviskolKoridonePVPPlasdone化妆品增稠剂、润滑剂、粘合剂、医药分散剂、粘合剂醋酸乙烯酯共聚物PVPVA-37VA-55VA-64VA-73Luviskol-VAPVP/VA-S化妆品成膜剂，纸张胶粘剂，油墨增稠剂或胶体保护剂，表面涂料粘合剂NVP和季胺盐类共聚物PVPQLuviquat-PQGafquat化妆品成膜剂，调理剂NVP交联聚合物PVPPDivergenPolyclar-AT啤酒及饮料稳定剂NVP和布碘络合物PVP-1医用或工业用杀菌消毒剂据资料报导，世界上VP装置主要用于聚合生产PVP，故资料基本均以报导PVP为主，现从两者之间的联系来分析。VP的工业化生产比较复杂，过去全世界仅有德国BASF公司和美国ISP公司生产，两公司VP的单体和聚合物产量占全球总量的80%以上。1997年PVP的世界总生产能力为约4万吨，产量约2万吨。BASF在德国和美国，ISP在美国肯塔基州、德州和欧洲各有一套PVP单体生产装置，单套装置能力为5000-10000吨/年。两家的生产能力大致相等。全世界大约共计有6~8套生产装置。我国的乙烯基吡咯烷酮与国外一样，主要是用来生产聚乙烯基吡咯烷酮。(4)聚乙烯基吡咯烷酮PVP产品国内尚未制定质量标准，国外PVP产品的主要品种、牌号及结构类型见表2.2-4。表2.2-4PVP产品主要品种、牌号及结构类型品种（规格）商品牌号结构型式适用领域和作用BASF公司ISP公司PVPK-15LuviskolPVP化妆品增稠剂、润滑K-30VP均聚物剂、粘合剂、医药分K-90KolidonePlasdone散剂、粘合剂PVPVA-37化妆品成膜剂、纸张VA-55Luviskol-VAPVP/VA-SVP和醋酸乙烯脱粘剂、油墨增稠剂、VA-64酯共聚物胶体保护剂、表面涂料、粘合剂VA-73PVPQLuviquat-GafquatNVP和季胺盐类化妆品成膜剂、调理剂PQ11共聚物PVPPDivergenPolyclarATVP交联聚合物啤酒及饮料稳定剂PVP-IVP和碘络合物医用或工业用杀菌消毒剂国外对PVP的研究和生产已有50多年的历史，主要生产商为美国ISP公司和德国BASF公司。美国有四个生产厂家：ISP公司、BASF公司、HichsonDanchem公司和Thatcher公司；西欧只有BASF公司一家；日本有ISP和BASF公司的合资企业。根据世界γ-丁内酯的消费量换算可知，世界PVP的产量1995年约为2.8万吨，1999年约为5.35万吨，预计到2008年将增加到约18万吨。美国、西欧等发达国家的PVP主要用于日用化工和医药工业，以及纺织、造纸、食品等行业。随着近年来PVP产品应用领域的日益扩大，国际PVP市场将会有新的突破。我国PVP的生产和应用起步较晚，在产品的生产开发和应用研究方面与国外相比存在较大差距。河南玉源公司与浙江省化工研究院于1987年承担了国家“七五”重点科技攻关项目；将浙江省化工研究院的PVP合成小试成果转中试；并于1987年筹建博爱县开源精细化工厂，成功开发以γ-丁内酯、乙醇胺为原料合成PVP的生产线，并不断开发新产品，扩大生产规模，90年建成了我国第一个PVP系列生产厂，产品填补了国内空白，年生产能力为205吨。胜利油田精工集团、浙江省化工研究院、中国浦发上海浦发企业发展有限公司合资在上海浦东新区组建上海胜浦新材料有限公司，建设1300吨/年生产能力、8个品种、20种规格的PVP生产装置，成为我国最大的PVP系列产品的专业生产、开发、销售厂家。此外，清华永昌精细化工厂PVP生产能力约为100吨/年。近年来，我国PVP的生产开发和应用研究取得了进展。国内生产厂家逐渐增加，产品质量提高，品种和数量不断增多，成为世界上少数几个PVP生产国。特别是随着国内顺酐常压气相加氢和1.4-丁二醇脱氢环化生产γ-丁内酯的开发成功及推广应用，使γ-丁内酯的产量逐年增加，确保了PVP生产的原料。由于PVP在各个工业领域内的应用能显著改善产品性能，提高产品质量，因而受到广泛的重视。目前我国PVP的年消费量约为2000吨，每年还需从国外进口大量PVP产品以弥补国内供需缺口。我国PVP消费领域与国外基本相同，但消费构成不尽一致。我国PVP主要用于医药、食品加工和日用化工等行业，其消费情况如下。在医药行业我国PVP主要用作聚维酮碘（PVP-I2或PVP-I）消毒剂应用。PVP-I，是PVP和碘的络合物，具有低毒、高效、缓释等特性，对细菌、病毒、霉菌以及孢子都有较强的杀灭作用，又克服了碘溶解度低、不稳定，易产生过敏反应，具有刺激性等缺点，广泛用于外科手术，预防术后感染以及烫伤、溃疡、口腔炎、阴道炎等疾病的治疗，我国于1987年正式投放市场。1990年该产品正式收入90中国药典。十多年来得到迅速推广。另外，PVP与纤维素衍生物、丙烯酸类并列为当今三大主要医药合成辅料，已广泛用于医药的粘结剂、共沉淀剂、助溶剂、分散稳定剂、包衣剂、缓释剂、眼药助剂、胶囊助流剂等。在食品加工中，我国PVP主要作为啤酒的澄清剂。通过在生产过程中加入微量的PVP，可改进啤酒等的澄清度，防止发生混浊，并可以稳定色泽、改善口味、增长贮存期。通常用量为8~20克/100L。在日用化工中，我国在90年代初开发出含PVP的发胶产品、洗发产品、美容产品等，已得到广泛应用。随着人民生活水平的提高，对中高档洗发、护发、美容等产品的需求加大，PVP在日用化工方面的需求将会增长较快。其他。PVP在聚合物中作分散剂、稳定剂、乳化剂、增稠剂、流平剂，广泛用于涂料、颜料、油墨、高分子合成及加工、洗涤剂、胶粘剂、感光材料、纺织印染、采油泥浆、酸化压裂、造纸、农药等。目前，我国的年消费量约6000吨，由于生产能力不足，每年需从国外进口大量的PVP。随着国家经济的迅速发展和科技水平的不断提高，以及新的应用领域的不断开拓，PVP在国内的需求量将持续增长。预计到2008年，我国PVP的年需求是将达12000~15000吨左右。本项目各产品PVP的价格，既考虑到市场的竞争能力又要兼顾到本企业的经济效益，各产品工业级按11.5万元/吨，医药级按20万元/吨的综合售价作技术经济评价。2.3产品价格分析及确定目前国内PVP与NMP的产量不能满足国内需求，每年需从国外进口大量产品来弥补市场缺口。国内市场上PVP与NMP的价格一直保持坚挺，NMP的价格为2.8万元/吨，PVPP平均价格为7.8万元/吨。本报告技术经济分析中，NMP的价格按2.5万元/吨，PVPP平均价格按7.2万元/吨3.产品方案和生产规模3.1产品方案及年操作时间3.1.1装置生产能力及商品量本项目包括γ-丁内酯(GBL)、2-吡咯烷酮（2-PY）、N-甲基,2-吡咯烷酮（NMP）、乙烯基吡咯烷酮（VP）及聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）五套工艺装置，各装置生产能力及产品量见表3.1-1。表3.1-1本项目各装置生产能力及产品量序号装置名称装置生产能力（吨/年）产品量（吨/年）备注1γ-丁内酯(GBL)10,0000全部作为2-PY装置和NMP装置的原料。22-吡咯烷酮（2-PY）6,000390除为VP装置提供原料外，有少量作为产品。3N-甲基,2-吡咯烷酮（NMP）3,0002,741全部作为产品。4乙烯基吡咯烷酮（VP）6,0000全部作为PVPP装置的原料。5聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）K-15：1,500吨/年K-30：1,500吨/年K-90：1,500吨/年PVPP：1,500吨/年K-15：1,500吨/年K-30：1,500吨/年K-90：1,500吨/年PVPP：1,265吨/年3.1.2装置年操作时间本项目各装置年操作时间为7200小时。3.2.产品及中间产品的规格3.2.1γ-丁内酯质量指标表3.3-2γ-丁内酯质量指标序号名称指标1状态清净液体2含量（以γ-丁内酯计），％≥99.53THF，%≤0.14水份（H2O），％≤0.15相对密度1.126~1.1366折光率1.434~1.4417色度（APHA）≤403.3.22-吡咯烷酮质量指标表3.3-32-吡咯烷酮质量指标序号名称指标1状态透明液体2色度，APHA≤1003纯度，%≥99.04水份（H2O），％≤0.33.3.3乙烯基吡咯烷酮表3.3-4乙烯基吡咯烷酮质量指标序号名称指标1色度，APHA≤302纯度，%≥99.43水份（H2O），％≤0.14活性2.2-4.05聚合物含量，ppm1062-吡咯烷酮，%0.153.2.4PVP聚乙烯基吡咯烷酮表3.3-5聚乙烯基吡咯烷酮质量指标规格K-15K-30K-90K值13~1926~3490~100含量，％≥95.0≥95.0≥95.0色度（APHA）≤80≤80≤60VP含量，％≤0.5≤0.01≤0.1水份，％≤5.0≤5.0≤5.0PH（5％水溶液）3~73~73~7状态粉状粉状粉状表3.2-6PVPP质量指标：项目指标备注外观近于白色流动粉末PH值1.0-11.0水份，％≤5.0重金属，ppm≤10氮气，％11.0-12.8灰分，％≤0.4乙烯基吡咯烷酮＜0.10水溶性物质≤0.5酸/己二醇溶解物，％≤1.03.2.5N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）表3.2-7N-甲基-2-吡咯烷酮质量指标：项目指标备注纯度，％≥99.80色度，APHA≤40水份，ppm≤400γ-丁内酯(GBL)，ppm≤3004.工艺技术方案4.1工艺技术方案的选择4.1.1γ-丁内酯装置γ-丁内酯是重要的有机化工原料和医用中间体。主要用于生产2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮等有机产品及脑复康等药品。γ-丁内酯是一种高沸点溶剂，溶解性能强、电性能好、稳定性高，可用作聚合物的溶剂及染料和印刷溶剂等。目前在电子行业中作显影剂发展势头较好。物性数据：分子量86.9；熔点-42℃，沸点203~204℃（206℃）；相对密度，1.125~1.128；折光率，1.4341；闪点，98℃。性状：易挥发的无色油状液体，有香味。能与水和乙醇相混溶，能溶于甲醇、丙酮、乙醚和苯。能随水蒸汽挥发，在热碱溶液中分解。依企业标准，一般试剂含量大于98％。γ-丁内酯的生产原料有1，4-丁二醇，顺酐等，相对应的生产工艺有1，4丁二醇脱氢法，顺酐加氢法等。1，4-丁二醇脱氢工艺是第二次世界大战期间德国I.GfarbenIndustrie.A.G开发成功的，并于1946年实现工业化生产。该法历史悠久，是当前世界上生产γ-丁内酯的主要方法。在工业生产中，有气相脱氢法和液相脱氢法，但由于液相脱氢法中催化剂难以再生及使用寿命短等原因逐步被气相脱氢工艺取代。用于合成γ-丁内酯的催化剂很多，目前GBL生产中脱氢催化剂大多使用铜系催化剂，这类催化剂成本较低，寿命较长，适合大规模工业生产使用。比较典型的气相脱氢工艺一般用浮石作载体，用碳酸钠和硅酸铜为催化剂，寿命为两年。目前德国的BASF公司和美国的GAF公司均采用此工艺技术生产γ-丁内酯。顺酐加氢制γ-丁内酯的工艺有BASF公司的二步加氢法、北海道有机化工公司开发的顺酐常加氢法以及三菱化成开发的顺酐高压加氢法。UCB公司于1989年公布以顺酐为原料选择性还原生产GBL的专利技术。近几年来由于丁烷大型流化床和移动床氧化技术的采用，以顺酐生产GBL越来越具有竞争力。UCB工艺采用以SiO2为载体的Ni/Pd催化剂，催化剂比表面积为100~800m2/g，反应温度235℃，反应压力9.6x105Pa。在该催化剂和工艺条件下，顺酐很快转化成GBL，且能防止GBL进一步加氢生成THF，因而GBL收率很高。由于产物有酸生成，因而反应器和精馏塔需用不锈钢制造，与传统1，4丁二醇脱氢法相比，其内部结构的材料可以在较高的压力下进行，但同时要增加设备投资。目前，国内尚无成熟的万吨级工业化技术。本项目考虑从美国FRONTECH公司引进γ-丁内酯生产工艺。4.1.22-吡咯烷酮装置2-吡咯烷酮作为高效选择性溶剂，主要用于回收有机原料、润滑油精制萃取剂、聚合物及聚合反应的溶剂等。物性数据：无色结晶。熔点24.6℃，沸点245℃，相对密度1.116（25/4℃），折光率1.4870。性状：能与水、醇、醚、氯仿苯、乙酸乙酯和二硫化碳混溶，难溶于石油醚。生产2-吡咯烷酮的方法最早由4-氨基丁醛脱水制得，另外还有以丁二腈的水解氧化及顺丁烯或丁二酸氨溶液的氧化等合成。现在世界上主要采用γ-丁内酯为原料，经氨化缩合而得，运用该方法生产的主要有美国的GAF公司、杜邦公司和德国的BASF公司。另一种是以顺酐为原料，经一步加氢、氨化而得。本装置采用γ-丁内酯为原料制2-吡咯烷酮，从美国FRONTECH公司引进生产技术。4.1.3乙烯基吡咯烷酮装置乙烯基吡咯烷酮又称乙烯基-2-吡咯烷酮，主要用于聚乙烯基吡咯烷酮的制备。物性数据：分子量，111.16；沸点，92~95℃/1.467kPa；相对密度1.045；折射率1.511。性状：无色液体，低温成固体。能与水、乙醇、乙醚和乙酸乙酯等相混溶。与其它乙烯化合物易共聚。一般试剂含量约97％。本世纪三十年代，德国BASF公司、美国ISP公司首先采用乙炔法生产乙烯基吡咯烷酮（VP），已有成熟的工艺技术。现在国内也有采用非乙炔法生产乙烯基吡咯烷酮的工艺，但还没有工业化。本装置拟引进美国FRONTECH公司的乙炔法工艺生产乙烯基吡咯烷酮，继而生产聚乙烯基吡咯烷酮。4.1.4聚乙烯基吡咯烷酮装置聚乙烯基吡咯烷酮。物性数据：熔点165℃（分解），折光率，1.23~1.29，白色或微黄色粉末，或无定型半透明颗粒，在空气中易吸潮，能溶于乙醇和氯仿，几乎不溶于乙醚，溶于水中成胶状溶液。聚乙烯基吡咯烷酮由乙烯基吡咯烷酮均聚反应而得。加入不同的催化剂或调整加入催化剂的数量或速度，生产不同牌号的PVP产品。本装置拟采用美国FRONTECH公司的工艺生产聚乙烯基吡咯烷酮，主要牌号有：k15，k30，k90，PVPP。4.1.5N-甲基－2－吡咯烷酮装置N-甲基－2－吡咯烷酮的生产技术技术与2－吡咯烷酮的生产技术基本相同，区别在于前者所用的原料为一甲胺，后者使用的是液氨。本装置用其它四套装置一样，采用美国FRONTECH公司的生产工艺。4.2工艺流程简述4.2.1工艺流程简述（1）γ-丁内酯装置1，4-丁二醇（BDO）经汽化后，进入固定床反应器，以浮石铜作催化剂。1，4丁二醇在反应器内发生气相脱氢反应，该反应是一个吸热反应，以Paracymene（PCY，对甲基异丙基苯）蒸汽作加热介质。反应产物经冷凝器冷却后进入汽液分离罐，分离出的气体为氢气和少量的CO、CO2，其中的CO、CO2通过甲烷化反应器转化为甲烷。然后，进入H2提纯装置，提纯后的氢气送至BDO装置。气液分离罐分离出的液体进入轻组分蒸馏塔，进行真空蒸馏，轻组份从塔顶采出，塔釜液进入产品精馏塔，该塔也为真空精馏，γ-丁内酯产品从塔顶采出送入产品贮槽。塔釜有机残液送至残液贮槽，最后送至界外焚烧。（2）2-吡咯烷酮装置2-吡咯烷酮采用γ-丁内酯（GBL）作原料氨化而得。GBL与氨混合，一般氨过量，经泵进入缓冲槽，再经预热后进入反应器，在一定的温度和压力下，GBL和氨发生缩合反应。反应器为管式反应器，浸入DOWTHERM热载体中，用电加热器加热或冷却DOWTHERM，来控制反应温度。反应分为两个步骤。首先GBL与过量的氨在液相反应，GBL开环后生成羰基丁酰胺，氨基化反应是一个放热反应；然后，羰基丁酰胺脱水环化，生成2-吡咯烷酮，该反应是一个吸热反应。反应生成物经气化后进入闪蒸槽，槽底残液进焚烧装置。闪蒸物进入脱氨塔负压脱氨和水，脱除的氨和水（液态）进入汽提塔，汽提塔底液送至废水处理装置。脱氨塔底产物进入产品精馏塔真空精馏，产品从塔顶采出冷却后进入产品贮槽，塔釜残液返回前面的闪蒸槽。（3）乙烯基吡咯烷酮装置2-吡咯烷酮溶液和氢氧化钾溶液泵入催化剂预制罐，由此生成的含催化剂吡咯酸钾溶液进入乙烯基化反应器顶部。乙炔气从反应器底部喷射进入。乙烯基化反应器基本原理类似于换热器，反应器内有一组管子，冷却水从管内流过，反应物及反应生成物在管子外面。通过控制管内排出的水蒸汽量控制反应温度。根据所需达至的产率可采用1~3个乙烯基化反应器。从乙烯基化反应器底部出来的混合物连续送至脱气塔，脱气塔顶部气体与乙烯基化反应器中未反应的乙炔被引入缓冲罐，在缓冲罐中与界外来的乙炔气混合后经压缩循环至乙烯基化反应器。脱气塔底部液体冷却后送至粗VP贮槽。从粗VP贮槽来的粗VP经气化后送至闪蒸槽，闪蒸槽下部液体送至汽提塔，汽提塔底残余液送至残余物贮槽，该残余物送焚烧处理。闪蒸槽顶部气体与汽提塔顶部的汽提气一起送至轻组份蒸馏塔真空蒸馏，轻组份从塔顶采出送至焚烧处理。轻组份釜液送至精馏塔真空精馏，产品从塔顶采出进入产品贮槽，塔底液进入2-PY回收槽后送至催化剂预制罐重复利用。（4）聚乙烯基吡咯烷酮装置PVPK-15、PVPK-30是以乙烯基吡咯烷酮在釜中发生的均聚反应，反应为放热反应。PVPK-90聚合过程与PVPK-15，PVPK-30聚合流程相似，只是催化剂不同。首先水与一定量的VP加入到反应器中，用蒸汽将反应器加热，将催化剂与助剂一并加入到反应器中，开启水冷却系统，因为反应为放热反应。一旦单体残留量低于规定的水平，反应产物就泵入过滤器以清除胶状物和外来的颗粒，过滤后干燥。干燥后的PVP被鼓入一净化室，经旋风分离后筛分包装。聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）产品经桶装称计量装桶后，由人工转运至1.0m×1.0m的塑木复合托盘上，再由两台能力为1500kg的平衡重式蓄电池防爆叉车转运到成品仓库储存。（5）N-甲基－2－吡咯烷酮装置本装置工艺流程与2－吡咯烷酮装置的工艺流程基本相同，二者的区别在于，本装置使用的原料是一甲胺，2－吡咯烷酮装置使用的原料是液氨。4.3消耗定额4.3.1原材料消耗定额表4.3-1γ-丁内酯系列产品消耗定额名称规格单位消耗定额一．原料1,4丁二醇工业标准吨/吨GBL1.1167液氨工业标准吨/吨2-PY0.2461乙炔工业标准吨/吨VP0.294一甲胺工业标准吨/吨NMP0.30二．助剂及催化剂氢氧化钾45％溶液吨/吨VP0.085氨水28％溶液吨/吨（k15+k30）K-15和K-30：0.015氢氧化钠20％吨/吨PVPPPVPP：0.0316甲烷化催化剂吨/吨GBL2.3x10-54.3.2公用工程消耗定额表4.3.2γ-丁内酯系列产品公用工程消耗量名称规格单位消耗量蒸汽0.4MPaG2.5MPaGt/ht/h11.24.9循环水32°C，△T=8°Cm3/h661脱离子水电导率≤10μs/cmm3/h6.8新鲜水常温，0.3MPaGm3/h6仪表空气0.6MPa(G)Nm3/h900氮气0.6MPa(G)Nm3/h68电380VkWh/h10194.4自动控制方案4.4.1自动控制水平和主要控制方案本项目拟采用DCS控制系统，在中央控制室对5套工艺装置的生产过程进行监视、控制、报警、打印等等。所选用的DCS系统应是整个工厂管理和控制系统的一部分。其工艺参数的监视和控制均在一个中央控制室内进行，中控室设有控制室、主机室和空调机房。主要的和重要的参数集中到中央控制室由DCS系统显示和控制。一般参数，其设定点不经常调整的参数，可采用就地显示和控制。必须在现场操作和监视的机组或设备，则应在机组或设备附近设置现场仪表操作盘。4.4.2仪表选型本装置设计的仪表将是先进的、可靠的和准确的，以保证装置安全操作和维修方便。除一些就地气动控制器和随设备成套的测量仪表外，通常仪表采用智能型，并尽可能选用现场总线型仪表。本装置现场仪表采用智能仪表将提高监测精度和支持工艺负荷变化时的控制及测量。现场的智能仪表应和DCS配套。可采用的智能仪表有质量流量计、孔板流量计、流量变送器、温度变送器、多点温度计、压力变送器、液位变送器、PH计、电导仪及各种调节阀等等。采用智能仪表将提供仪表诊断及维护功能并大大提高控制精度，因而提高了控制水平，同时也能节省电缆及敷设费用。流量变送器、温度变送器、压力变送器、液位变送器、分析仪及调节阀等主要仪表均进口或为国内合资厂产品。位于危险场所的仪表选型应适应有关的区域等级划分，并适合气体分组及温度等级，原则上采用本安型仪表，为此，模拟信号和开关量信号要与安全栅相配。所有现场仪表是全天候的，至少相当于IP54的要求。由于本装置的工艺物料腐蚀性特别强，设计的仪表材质将选用耐腐性能好的材质。4.4.3主要关键仪表的确定及要求根据本项目的具体情况，DCS控制系统拟选用国外的DCS系统。紧急停车采用国外的三重化冗余的ESD系统。装置控制室将设一个中央控制室。中央控制室为密闭型，已设有中央空调。主要分操作间、机柜间、工程师室、电源室和维修间。4.5主要设备的选择4.5.1γ-丁内酯装置气化器：所有与1，4丁二醇有按触的设备均采用304SS不锈钢。反应器：反应器外壳采用碳钢，内部导热管采用不锈钢。4.5.22-吡咯烷酮装置反应器：反应器外壳采用碳钢，内置电加热器，耐高压。进料泵：采用计量型或隔膜型泵，耐高压。蒸馏单元：蒸馏塔采用不锈钢304SS，冷凝器外壳采用碳钢。4.5.3乙烯基吡咯烷酮装置乙烯基化和乙炔气、丙烷气流程均可采用碳钢。催化剂预制反应器：反应器材质采用304或316SS，配有透平搅拌器。乙烯基化反应器：反应器外壳采用碳钢，内置冷却水管采用不锈钢。蒸馏设备：蒸馏塔内置不锈钢浮阀塔板，塔壳可采用碳钢或不锈钢。储存和管道：所有的VP输送管道和VP储罐均采用304SS不锈钢。4.5.4聚合反应器及辅助设备聚合反应器及辅助设备均采用不锈钢，搅拌器有良好的搅拌性能。4.5.5N-甲基2-吡咯烷酮装置本装置的设备材质要求与2-吡咯烷酮装置相同。5.原料、辅助材料及公用工程供应5.1原料、辅助材料供应5.1.1原料、辅助材料规格（1）1，4-丁二醇指标名称指标值纯度（以γ-丁内酯计）≥99.5水分含量,Wt.%≤0.5羰基指数,MgKOH/g≤0.3外观（溶化时）透明（2）液氨指标名称指标值含量（以NH3计），wt％≥99.9水份（H2O），wt％≤0.1油10ppm（3）乙炔指标名称指标值含量（C2H2），vol％≥99.1C2H4，vol%≤0.01m-C3H4，vol％≤0.42（4）一甲胺指标名称指标值纯度，wt％≥99.8水，wt%≤0.03色度，wt％≤15（5）氢氧化钾指标名称指标值含量（KOH），wt％≥94.0%碳酸钾（K2CO3），wt%≤1.4氯化物（Cl），wt％≤0.55.1.2原料、辅材料的供应表5.1-1主要原料、辅材料的年用量及来源序号名称单位年用量来源11,4-丁二醇t11167BDO装置2液氨t1476.6合成氨装置3乙炔t1764乙炔装置4一甲胺t822外购545％氢氧化钾t510外购620％氢氧化钠t40外购7甲烷化催化剂t0.23外购5.2主要公用工程的规格5.2.1新鲜水压力 0.3MpaG温度 常温5.2.2循环水压力 0.4MPaG（供应）0.2MPaG（返回）温度 32℃△t=8℃5.2.3电高压频率 50HZ电压 6KV相数 3相低压频率 50HZ电压 380KV/220V相数 3相5.2.4蒸汽（1）压力 2.5MPaG温度 饱和（2）压力 1.2MPaG温度 饱和5.2.5仪表空气露点 -30℃max质量 无油/无尘压力 0.6MPaGmin温度 常温5.2.6氮气纯度 99.99vol%min露点 -50℃max在大气压下压力 0.3MPaGmin6.建厂条件和厂址方案6.1建厂条件6.1.1厂址的地理位置、地形、地貌概况厂址的地理位置拟建川XXγ-丁内酯系列产品项目厂址位于四川XX股份有限公司厂区内。该厂位于四川省泸州市合江县榕山镇东南，厂址紧靠长江。该厂区处于浅丘地段，西临长江，其它三面环小丘。厂区东北高，西南低，标高在230.00～268.00m之间（黄海高程）。拟建场地地形比较平坦，场地自然标高在231.50-233.20m之间。最高洪水位标高为224.14m，厂区不受洪水位影响。6.1.2工程地质、水文地质及地震烈度厂区地质条件良好，无断层，无溶洞。基底岩层埋藏很浅，为棕红色泥质页岩或粉砂岩，允许承载力高，可节省土建费用。根据当地水文地质资料，长江在该地区范围内百年一遇最高洪水位标高为224.14m。拟建装