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10 kt/a异丙醇生产异丙醚生产技术

发布时间:2017-04-19 作者:未知  来源:未知
10000t/a异丙醚生产装置
建设项目建议书  
 
第一节  项目概述
异丙醚(IPE)又称二异丙醚(DIPE)是一种无色液体。带有类似乙醚的气味能与多数有机溶剂混溶,其蒸气具有麻醉性,是电的不良导体;由于其沸点高于乙醚和丙酮,因而在某些萃取作业中用它做溶剂更有利,异丙醚除可做溶剂外,在环保方面也有应用。异丙醚(DIPE)的一些重要用途使其成为国内外关注的热点之一。
目前,文献报道中制备DIPE所用的催化剂有无机酸、离子交换树脂、分子筛、壁属催化剂和杂多酸等。按所用原料不同,主要有以下三条合成路线:
(1)异丙醇(IPA)脱水法;
(2)丙烯的间接水合法和直接水合法;
(3)丙烯和IPA 加成法。
在制备醚的过程中同时存在着丙烯水合、IPA分子内脱水和丙烯的齐聚反应,某些情况下还会有IPA氧化为丙酮的副反应发生。
DIPE的生产主要从丙烯水合制异丙醇(IPA)的副产物中回收。目前的研究多致力于提高醚的产率,所用装置一般为固定床反应器,为增强反应效果可将产物部分回流或使用多级催化反应器。以丙烯和水为原料若使用多级流化床反应器,丙烯的转化率可达到92%。各种催化法采用的反应温度约为5O~200℃ ,一般要带压操作,压力可达10MPa或更高。
同时,国内还有采用硫酸法生产工艺,由于生产过程中使用硫酸作为催化剂,对系统设备、管线腐蚀大,导致日常维修费用高,同时废酸、废水处理难度高,设备投资大,生产成本较高。
作为国内唯一一家拥有固定床催化生产乙醚技术的生产商,吉林市道特化工科技有限责任公司为解决传统工艺的缺点,开发了拥有自主知识产权的催化脱水法生产异丙醚的生产工艺,该工艺采用新型催化剂。
经过试验研究和中试试产,不仅克服了传统工艺的不足,而且各项经济技术指标均达到了国际领先水平。该工艺工艺流程短,操作灵活,设备简单,无污染,能耗低,符合投资相对较少,见效快的目标。
本工艺异丙醚是以异丙醇为原料,经反应催化合成、精馏分离、精制等过程完成生产过程的。克服了硫酸等无机酸催化工艺的弊病,同时也克服了其它固体催化剂的大量副产丙烯、催化剂寿命短的缺点。同时,由于使用异丙醇为原料,生产过程压力属于低压,低温过程,设备投资强度大幅度下降。
采用本工艺可以达到以下指标:
异丙醚全程收率:≥95.0mol,%。
异丙醚单耗:≤1.27t异丙醇/t异丙醚。
本项目建成后,可以达到降低成本,降低能耗、节约装置的维修费用,减少三废,减轻对环境的污染,保护环境的目的。同时,本项目实施将填补催化法生产异丙醚的技术空白。

第二节  产品与市场 
一、产品
异丙醚(IPE)又称二异丙醚(DIPE)是一种无色液体。带有类似乙醚的气味能与多数有机溶剂混溶,其蒸气具有麻醉性,是电的不良导体;由于其沸点高于乙醚和丙酮,因而在某些萃取作业中用它做溶剂更有利,异丙醚除可做溶剂外,在环保方面也有应用。
异丙醚是动植物油脂、矿物油、蜡和树脂的优良溶剂,它和异丙醇的混台物能够很好地溶解纤维树脂,它与其他醇、醚的混合物可以溶解硝化纤维素,因而化纤工业上广泛采用它做溶剂。另外,作为溶剂它还可用于乙酸、丁酸稀溶液的浓缩和回收,从烟草中抽取尼古丁和焦油.从鱼肝油中提取维生素A,湿法腈纶工艺中采用苹取法回收硫氰酸钠,萃取剂就是异丙醚。
近年来,异丙醚是一种极佳的汽油调和组分,有较高的辛烷值和抗冻性,可用作汽油的添加剂。二战时期它曾被用于高辛烷值汽油的调和,具有很高的不加铅研究法辛烷值(RONC)和不加铅马达法辛烷值(MONC),分别为112和98,它的雷诺蒸汽压低,为27.6至34.5Kpa,这有利于炼厂降低汽油的挥发度,其调和性能与使用性能类似于甲基叔丁基醚(MTBE)。随着人们对环保要求的越来越高,它作为汽油器加剂具有特殊作用,这不仅解决了汽油加铅的问题,而且能取代汽油中高辛烷值的芳烃和轻烯烃,这样也解决了汽车尾气中未燃烧的烯烃和NOx以及轻烯烃的蒸发污染问题,同时避免了辛烷值的损失。
它在环保上的另一个重要应用是三联供式清洁煤气工程中异丙醚用于处理含酚污水,以减少水污染。
 
二、产品市场预测 
产品方案为10,000吨∕年异丙醚。
三、产品售价
目前,异丙醚市场价格基本比较稳定。
工业无水级异丙醚价格20500-22500元/吨。
 
第三节  生产规模及工艺技术方案
一、 生产规模
根据原料供应能力以及目前市场的需求,确定本装置生产规模为:
异丙醚10000t/a。装置年运行时数8000小时。
二、产品规格
产品异丙醚标准。

产品主要规格一览表  

      

三、工艺技术方案
本工艺技术采用异丙醇固定床催化脱水工艺,反应过程为常压气固相催化反应。反应温度100-135℃,异丙醇单程转化率≥25 mol,%,异丙醇转化为异丙醚的选择性≥98.0%,异丙醚合成单元全程收率≥95mol,%。
催化剂为负载型催化剂。外形为白至略带微红色三叶草条状。
该工艺主要包括反应、产品精制、异丙醇回收三部分。90-95%异丙醇经汽化、过热达到反应温度后进入反应器与催化剂接触,进行常压气固固定床催化反应,反应热由高压水移走。
合成气与原料异丙醇换热冷却后进入粗异丙醚精馏塔,从塔顶得到异丙醚共沸物,然后根据不同质量要求进行精制处理后得到高纯度的产品异丙醚。
粗异丙醚塔釜液作为循环原料返回合成单元。 

第四节  原料供应情况
一、原料来源及规格

本项目生产所需主要原料为异丙醇。原料用量及规格分别见表。

第五节  公用工程
一、公用工程消耗  

公用工程消耗定额一览表

二、设备布置方案
a. 设备布置原则
充分考虑工艺流程的合理性,同类设备尽量集中布置,在满足生产工艺要求的前提下,满足安全、防火要求,布置尽量紧凑,减小占地面积,节省建设投资。
b. 设备布置方案
生产装置露天布置在框架上平台。框架平台主体四层。框架一侧布置反应单元,精馏布置于框架另一侧,原料罐、产品中间罐、产品中间罐集中布置,另设原料、产品罐区、和灌装区。
装置附近设置冷冻冰机等辅助设备。
装置的配电室、控制室及生活辅助间等设施按规范要求设置在装置附近。
第六节   三废处理
三废处理
本项目不产生废渣和废气。
废水含微量异丙醇(≤0.5%),需经生化处理后排放。
 
第七节  劳动定员及劳动保护
一、化工操作采用四班三运转制,每班配备3名化工操作工,班长1人。
分析控制采用三班两运转制,每班配备1名分析工,共4人。
车间工艺主管1人。
车间分析技术员1人。
车间设备技术员1人。
二、劳动保护   略。

第八节  投资估算
一、设备投资估算

装置规模为10000吨/年,采用等温固定床反应器,设备无特殊要求和特殊材质,塔器、一般换热器及导热油、贮罐、泵类都为普通碳钢。主要设备情况表如下(不含冷却水、蒸汽等公用工程部分):

第九节  本项目经济性评价

一、产品成本

二、利润与收益

异丙醚利润收益表

 第十节  结  论
综上所述,年产10000吨异丙醚装置固定总投资约为1635万元,其中固定资产投资约1035万元,流动资金600万元。
年纯利润为3642万元,18个月可以收回全部投资(含建设期)。
本项目经济效益较好。技术上采用了新的合成工艺,装置设计自动化程度较高,有利于长周期稳定生产和成本的下降。
 
第十一节  其  它
有关技术转让费:
总额计算基础(连续6年的总产值的0.5%):21500万元×6×0.5%=645万元 
界区内装置的设计费(装置投资的8%)=130万元