20万吨醋酸工艺设计技术设计方案.docx

1、20万吨醋酸工艺设计技术设计方案20万吨/年醋酸项目技术 评价报告第一章 产品方案及生产规模第一节 生产规模1.1.1 建设规模年产量：20万吨 (操作时间8000小时/年)第二节 产品方案1.2.1 产品方案、规格1.2.2.1 产品名称 名称：醋酸（又名冰醋酸） 化学式：CH3COOH 分子量：601.2.2.2 产品规格产品醋酸质量符合GB/T1628.1-2000优等品指标。表1-1 产品规格表项 目指 标色度（Pt-Co），号10醋酸含量,99.85水分,0.15甲酸含量,0.05乙醛含量,0.05蒸发残渣,0.01铁含量（以Fe计），ppm0.4高锰酸钾实验，min30第二章 工艺

2、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

3、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

4、2.8MPa(G)时反应生成醋酸，其反应机理如下：CH3OH+CH3COOHH2O+CH3COOCH3 (1)CH3COOCH3+HICH3COOH+CH3I (2)CH3I+Rh络合物RH(CH3I)络合物(3)Rh(CH3I)络合物+CO+H2OCH3COOH+HI+Rh络合物 (4)CO+CH3OHCH3COOH2.2.3.2 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

5、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

6、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

7、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）五二四厂转化釜台1锆材（702）五二四厂蒸发器台1锆材（702）五二四厂脱轻塔台1锆材（702）五二四厂脱水塔台1锆材（702）五二四厂成品塔台1锆材（702）、哈氏合金五二四厂提馏塔台1哈氏合金五二四厂高压吸收塔台1哈氏合金五二四厂低压吸收塔台1哈氏合金五二四厂催化剂制备釜台1锆材（702）五二四厂搅拌器台2锆材（702）莱宁设备火炬套1不锈钢316L711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

8、殊材质的泵共12台，其中锆材（702）4台、哈氏合金B3 4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

9、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。

10、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ISO 9001：2000。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

11、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

12、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.

13、1 原料的主要技术规格表3-1 主要原料规格表项 目指 标CO压力 MPa 3.40CO %98.0H2 %1.00CH4 %0.10N2 %0.05CO2 %0.30O2 %0.01总 S ppm0.20氯化物 ppm0.10甲醇甲醇 %99.85水分 %0.10羰基化合物 ppm30乙醇 ppm50铁 ppm0.15硫 ppm0.10氯化物 ppm0.10三碘化铑铑 %18.521.28单质碘碘 %99.5不挥发物 %0.20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、型号单位吨耗备

14、注1主要原材料（1）CO原料气CO98%（V）吨0.563折纯（2）甲醇含量99.85%（wt）吨0.5442辅助材料（1）氢氧化钾浓度22.527%（wt）kg0.25（2）次磷酸浓度50%（wt）kg0.013（3）催化剂含铑18.521.5%（wt）g0.16折纯铑3公用工程（1）蒸汽1.55/0.6/0.35 MPa吨1.8（2）循环水进32；出42；0.5MPa吨152（3）电200V；380V度60（4）氮气99.99%；0.7/0.1MPaNm320（5）仪表用空气0.7MPaNm325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）序号名称单位吨耗单价元吨费用（元）1主要原材料1.1甲醇吨0.551966.881081.781.2CONm34500.87391.5合计14