20万吨醋酸工艺技术方案文档格式.docx

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≤0.4

高锰酸钾实验，min

≥30

第二章工艺技术方案

第一节工艺路线选择

2.1.1原料路线确定

醋酸各种工艺技术路线可归纳为如下四种原料路线：

（1）乙烯路线

（2）乙炔、乙醇路线

（3）丁烷或轻油路线

（4）甲醇路线

上述原料路线中，乙炔、乙醇路线由于成本高，新建装置已不再采用此法，原有装置将逐渐在市场竞争中被淘汰。

乙烯、丁烷路线受资源限制，一般靠近原料产地建设；

而甲醇路线则不同，甲醇易于生产，运输方便而受资源限制较少。

依托股份公司原料和公用工程建设本装置，故本工程采用甲醇路线即甲醇羰基合成路线。

第二节工艺概述

2.2.1概述

2.2.1.1装置组成及各工序名称

本项目20万吨/年醋酸，生产工序分为合成车间、精馏车间、吸收车间、催化剂配制车间等。

2.2.1.2三废治理措施

以一氧化碳和甲醇为原料的低压羰基合成醋酸工艺具有技术先进、转化率高、“三废”排放量少等优点。

废气中主要成分为一氧化碳，可直接焚烧或通过变压吸附装置回收一氧化碳后焚烧。

经处理后的废气符合国家现行排放标准。

仅有间歇排放的少量废水，这是设备、管道检修时的冲洗液及地面冲洗水，这些含醋酸的废水经一级中和处理后，送废水处理站，经生化处理后达到排放标准。

废液量也很少，废液中含有有机组分，主要含醋酸、丙酸，可送去综合利用或送焚烧站焚烧。

2.2.3生产流程简述

2.2.3.1生产过程原理

甲醇和一氧化碳在以三碘化铑为催化剂，碘甲烷、碘化氢为助催化剂，反应温度185℃，反应压力2.8MPa（G）时反应生成醋酸，其反应机理如下：

CH3OH+CH3COOH→H2O+CH3COOCH3

（1）

CH3COOCH3+HI→CH3COOH+CH3I

（2）

CH3I+Rh络合物→RH（CH3I）络合物　　　　　　　　　　（3）

Rh（CH3I）络合物+CO+H2O→CH3COOH+HI+Rh络合物（4）

CO+CH3OH→CH3COOH

2.2.3.2工艺流程简述

经预热的原料甲醇和一氧化碳按一定比例连续通入反应器，在催化剂作用下进行反应。

开车期间反应液用开车泵经开车加热器循环，正常操作期间反应液和反应器排放的尾气连续地进入转化器进行第二次反应，将不稳定的催化剂络化物转化为稳定的催化剂络合物。

然后气相经轻组分回收系统，液相送入闪蒸槽，进行气液分离。

分离出含催化剂的液体由催化剂循环泵送回反应器，闪蒸槽顶部排出的气体含有醋酸等物质，送至醋酸精制系统。

醋酸精制系统由脱轻塔系统、脱水塔系统、成品塔系统和废酸汽提塔系统组成，从反应系统来的气相物料先进入脱轻塔，塔顶气相经冷凝分层，轻相部分回流，其余全部返回反应器，从塔底排出的釜液返回反应器。

粗醋酸从脱轻塔侧线出料，进入脱水塔。

脱水塔顶含水气相经冷凝，部分回流，其余循环送回反应器，塔底得到的无水醋酸进入成品塔进行蒸馏，从该塔底排出反应生成的少量重组分，产品醋酸从该塔侧线采出，送至醋酸贮罐。

从成品塔顶排出的少量轻组分，经冷凝器冷凝，部分回流，其余循环返回到脱水塔。

成品塔底排出的含重组分的醋酸进入废酸汽提塔进行汽提，塔顶气相返回成品塔，塔底排出含丙酸的废液送去焚烧。

轻组分回收系统由高、低压吸收塔组成。

来自反应器的排放气体进入高压吸收塔，用甲醇吸收排放气体中的碘甲烷，醋酸精制系统的气体进入低压吸收塔也用甲醇吸收排放气体中的碘甲烷，高低压吸收塔的塔底物料作为反应器的甲醇进料，排放气体，主要成分为CO、CO2和H2送至火炬。

2.2.4主要设备的选择说明

醋酸装置生产过程中物料的腐蚀性较强，对设备材质的要求较高，大部分材料采用锆材和哈氏合金及不锈钢。

其主要关键设备为羰基合成反应器，其形式为带搅拌的釜式反应器，采用锆合金钢制造。

分离设备主要有三个精馏塔，即脱轻塔、脱水塔和成品塔，其形式为筛板塔，主要材料为锆材和哈氏合金及不锈钢。

表2-1主要设备一览表

设备名称

单位

数量

建议材质

建议制造厂

反应釜

台

1

锆材（702）

五二四厂

转化釜

蒸发器

脱轻塔

脱水塔

成品塔

锆材（702）、哈氏合金

提馏塔

哈氏合金

高压吸收塔

低压吸收塔

催化剂制备釜

搅拌器

2

莱宁设备

火炬

套

不锈钢316L

711研究所

醋酸项目中主要非标设备、泵类均为特殊材质。

材质为锆材（702）。

进口周期为15个月。

特殊材质的泵共12台，其中锆材（702）4台、哈氏合金B34台、哈氏合金C2764台，均需进口。

长周期重要的运转设备物料循环泵从美国进口，交货期14个月。

静止非标设备约80台、运转设备约32台。

主要设备材质为锆材（702），哈氏合金B3，哈氏合金C276，316L。

其中锆材（702）约80吨，哈氏合金B3约21吨，哈氏合金C276约21吨,复合板（CS＋锆材（702））约70吨。

长周期重要静止设备为反应釜，材质为锆材（702），直径3300mm，体积60m3，制作周期14个月。

制作厂家有上海森松、上海卡朋洛兰、西安核设备有限责任公司（五二四厂）。

对于该设备的加工工艺、热处理、锆材（702）焊接、产品成形要求非常严格。

第三节技术来源对比

2.3.1技术来源

2.3.3.1上海化工设计院

上海化工设计院是国家批准的化工石化行业甲级、建筑工程甲级单位。

由中国石油总公司下属的环球公司控股。

已于1997年通过ISO-9001质量体系认证。

于1963年7月成立，主要从事化肥及精细化工的工程设计，至今已完成二千多项工程设计和总包项目建设，如江苏索普10万吨醋酸/年项目、山东兖矿国泰20万吨醋酸/年项目、黑龙江大庆20万吨醋酸/年项目等工程。

在醋酸设计方面的水平在中国排名第一。

上海设计院将20万吨醋酸生产技术优化，拥有三家已开车的工程实例，可通过商务洽谈将技术来源与工程设计全部交其完成，但无法提供培训。

2.3.3.2上海吴泾化工有限公司

上海吴泾化工有限公司始建于1958年的国有知名企业。

目前是以主营醋酸及其衍生物等系列产品的大型国有化工企业，隶属于上海华谊（集团）公司。

吴泾化工总资产20亿元，净资产13.7亿元。

现有员工3000名，年产值25亿元。

公司主要产品有醋酸、合成氨、硫酸、醋酸乙酯、氯磺酸、氨基塑料等30多种。

产品先后通过了质量管理体系要求ISO9001：

2000。

工业冰乙酸、醋酸乙酯、硫酸等连续数年荣获上海市名牌产品称号。

醋酸低压羰基合成工艺技术荣获上海市科技进步一等奖。

拥有市级技术中心，通过了上海市高新技术企业评审。

上海吴泾自行研发，将第一套10万吨装置扩至24万吨/年，自建一套40万吨/年装置，现拥有64万吨生产能力，两套装置运行稳定，拥有20、30、40万吨醋酸项目的技术和工程设计能力，有偿提供软件包、设计及开车培训。

2.3.3.3镇江索普化工设计工程有限公司（上海润扬化工科技咨询有限公司）

该公司的前身是上海石油化工设计院，因醋酸项目涉及到与BP公司知识产权的纠纷，政府协调让之解体，主要技术人员被索普留下进入上述设计院（该设计院实质为索普的子公司），该设计院愿意对外接业务，但要得到索普公司的许可。

2.3.2技术发展历程

醋酸生产技术源于美国孟山都，后将专利转卖给英国BP公司，BP公司投资或转售专利技术在世界各地建立醋酸装置。

1992年西南院甲醇低压液相羰基合成醋酸反应法发明专利获国家知识产权局授权。

2000年以授权专利为核心技术形成的《甲醇低压羰基合成制醋酸研究开发》技术通过原国家石油和化学工业局组织的专家鉴定，同时编制的工艺软件包通过评审。

此技术知识产权属西南院（30%股份）、兖矿集团（50%股份）、上海化工设计院（15%股份）、化工生产力促进中心（5%）四家所有。

BP公司在中国与上海吴泾化工合作，建立了一套10万吨装置，后经上海吴泾自行研发和改造，研制出了新型高效催化剂，对装置进行改造，使生产装置达到了24万吨/年，后自行研发出了生产能力为40万吨/年的单套装置，于07年开车，运行稳定，达到考核指标。

第三章原、辅料规格及消耗

第一节原料规格

3.1.1原料的主要技术规格

表3-1主要原料规格表

CO

压力MPa

≥3.40

CO%

≥98.0

H2%

≤1.00

CH4%

≤0.10

N2%

CO2%

≤0.30

O2%

总Sppm

≤0.20

氯化物ppm

甲醇

甲醇%

水分%

羰基化合物ppm

≤30

乙醇ppm

≤50

铁ppm

硫ppm

三碘化铑

铑%

18.5~21.28

单质碘

碘%

≥99.5

不挥发物%

氯及溴（以Cl计）%

≤0.005

硫化物%

≤0.02

第二节原、辅料及公用工程消耗

3.2.1原料的主要技术规格

表3-2主要原辅料规格及消耗

序号

名称

规格、型号

吨耗

备注

主要原材料

（1）

CO原料气

CO≥98%（V）

吨

0.563

折纯

（2）

含量≥99.85%（wt）

0.544

辅助材料

氢氧化钾

浓度22.5～27%（wt）

kg

0.25

次磷酸

浓度50%（wt）

0.013

（3）

催化剂

含铑18.5～21.5%（wt）

g

0.16

折纯铑

3

公用工程

蒸汽

1.55/0.6/0.35MPa

1.8

循环水

进32℃；

出42℃；

0.5MPa

152

电

200V；

380V

度

（4）

氮气

99.99%；

0.7/0.1MPa

Nm3

20

（5）

仪表用空气

0.7MPa

25

第四章成本估算及投资

第一节成本估算

4.1.1醋酸消耗及成本

表4-1醋酸完全成本表（元/吨）

单价元

吨费用

（元）

1.1

0.55

1966.88

1081.78

1.2

450

0.87

391.5

合计

1473.28

2.1

6.1

1.5

2.2

0.1

6

0.6

2.3

0.8

420

336

2.4

其它

16

354.1

3.1

90

198

3.2

160

0.15

24

3.3

100

0.42

42

3.4

一次水

0.5

3.5

脱盐水

3.6

污水处理

30

296

4

工资福利

120人×

4万元/人·

年÷

20万吨＝24元/吨

5

制作费用（不含折旧）

182

其中：

修理费

136.5

可控成本

2389.38

8

折旧

88300÷

10÷

20＝441.5

441.5

9

费用

340.75

10

完全成本

3171.63

第二节投资估算

4.2.1项目投入总资金

本估算为湖北宜化化工有限责任公司20万吨/年醋酸扩建项目的投资估算。

该项目是以煤为原料，先生产甲醇，再以甲醇为原料，采用甲醇低压羰基合成醋酸工艺技术生产醋酸的化工项目。

投资估算的范围包括：

醋酸装置、火炬系统、产品贮运设施、DCS系统及配套的三废治理、安全卫生、消防设施、分析化验、给排水、供配电、外管、总图运输、综合办公楼等辅助工程、公用工程、厂外工程项目。

本项目总资金为98776万元，其中建设投资（不含建设期利息）为92740万元，建设期利息3879万元，流动资金为2157万元。

建设投资中：

设备购置费：

63855万元占建设投资：

68.85%

安装工程费：

10997万元占建设投资：

11.86%

建筑工程费：

6050万元占建设投资：

6.52%

其他建设费：

11838万元占建设投资：

12.77%

第五章总图运输

醋酸本体装置（含贮槽区）占地15000m2（150×

100m），变配电站占地572m2（26×

22m）,主控楼与分析室816m2（51×

16m）。

配套用循环水、脱盐水站和锅炉装置与BDO装置共同建设。

为节约占地，尾气火炬建设位置在装置区角落，火炬安全半径为50米。

总图运输见慨略总图

第六章结论和建议

第一节总结论

1、综上所述并结合公司实际情况，醋酸项目为可适宜发展项目。

2、醋酸项目具有可观的经济效益和社会效益。

3、控制系统采用DCS连续控制法，仪表类多为进口设备，供货期约12个月，技术方面成熟。

第二节建议

1、技术来源

a）上海吴泾的技术比较成熟，有自身的装置实例，其自行研发的催化剂具有高效和稳定性。

建议采用该公司提供的技术，建设20万吨/年醋酸装置。

b）上海化工设计院在醋酸工程设计方面属国内第一，但无法提供醋酸项目的开车培训，需慎重考虑。

2、非标设备材质（锆、哈氏合金）特殊，均为美国进口材料，材料的供货及设备制作工期达29个月之久，设备的交货期严重制约整个工程的进度。

为加快此项目的建设工期，建议迅速对特殊设备及工艺管道进行订货。