年產40萬噸醋酸工程建設項目建議書(56頁)-工程可研(文件)

　

【正文】 能力為 100 萬 t/a。預計 2020 年西歐地區的醋酸生產能力將增長到 172 萬 t/a。 需求狀況及預測 1997 年全球的醋酸需求為 570 萬 t， 2020 年前，醋酸需求的年均增長率將達到 %，預計 2020 年的消費需求為 680 萬 t。19972020 年全球的醋酸消費情況見表 22。 1998 年日本國內的醋酸需求為 t,預計 1997～ 2020 年的 年均增長率為 ％。 表 23 1997～ 2020 年世界醋酸供需預測 萬 t 國家 /地區 1997 1998 1999 2020 2020 2020 美國 供應 需求 進出口 46． 4 拉美 供應 需求 本資料來 自 進出口 + + + + +32 西歐 供應 146 需求 進出口 + + + + + + 日本 供應 需求 進出口 東南亞 供應 需求 進出口 + + + + + 世界其它地區 供應 需求 102． 5 進出口 + + + + + + 全世界 供應 需求 開工率 ,% 85 83 85 81 78 79 國內醋酸的生產和消費概況 本資料來 自 生產概況 1953 年，我國上海試劑一廠以乙醇 —— 乙醛氧化法建成工業裝置，開始進行醋酸生產。 1993 年，上海吳涇化工廠引進 10 萬噸 /年Monsanto 低壓甲醇羰基合成法技術和主要設備簽約， 1996 年 8 月建成投產，標志著我國醋酸生產技術進入了一個新階段 。 表 2－ 5 我國醋酸生產量 年份 產量（萬噸） 比上年增長 （％） 年份 產量（萬噸） 比上年增長 （％） 1985 1995 1986 1996 1987 1997 1988 1998 1989 1999 1990 2020 1991 1992 1993 1994 消費和市場預測 近幾年我國冰醋酸消費構成情況大致是：醋酸乙烯和聚乙烯醇等消費約占冰醋酸總消費量的 20%左右，對苯二甲酸占 18%，醋酸乙酯、醋酸 本資料來 自 丁酯、乙腈等占 15%，染料占 14%，醋酸酐占 8%，醫藥占 10%，其它占15%。國內經濟的好轉，拉動了房地產業投資增長，商品房銷勢好轉，裝修形成一般潮流，對粘合劑等需求增加，因此去年醋酸乙烯的銷勢看好。冰醋酸在醫藥工業主要用于生產退熱冰、撲熱息痛等。近兩年我國冰醋酸產量大幅增加，進口雖有減少，但數量仍較大。 98 年市價 33003600 元／噸， 99 年降至 30003300 元／噸。為比較客觀地預計本工程將來的財務狀況，本工程財務評價 醋酸 價格暫按目前北方部分醋酸廠出廠價 3800 元 /噸進行。 乙醇 —— 乙醛氧化法在 1930 年開始工業化運行。原料正丁烷或石腦油液相氧化 成醋酸、甲酸、丙酸等，氧化產物經多次分離精餾得產品醋酸，副產甲酸、丙酸等。 飽和烴液相氧化法氧化產物組成復雜，相應的醋酸分離費用也較高，因此在醋酸生產中，飽和烴液相氧化法所占的比例正在逐漸減少。 美國 Monsanto 公司于 1967 年開始進行低壓甲醇羰基 合成工藝研究，1970 年第一套直接從 5 噸 /年實驗室規模放大到 萬噸 /年規模的醋酸裝置在美國德克薩斯投產。此外，塞拉尼斯公司也 本資料來 自 擁有其專有的低壓甲醇羰基合 成醋酸技術。 1977 年，上海石化總廠引進乙烯制乙醛裝置，國內自行設計配套的 萬噸 /年醋酸裝置開始運行，開辟了國內醋酸生產原料新來源。 醋酸工藝技術的比較和選擇 在乙醛氧化法中，乙炔 —— 乙醛氧化法存在著成本高、汞中毒污等嚴重缺點，基本上已淘汰。此外，原料石腦油或正丁烷價格的急劇上升，正逐漸劣化飽和烴液相氧化法 的經濟性，就連一直宣稱能獲得廉價石腦油的美國，也已逐漸由占主導地位的石腦油液相氧化法轉為甲醇羰基合成法生產醋酸。 ? 采用先進的電子計算機集散控制系統，實現了操作條件的最佳化。 以天然氣和二氧化碳為原料合成醋酸的總化學計量方程式如下： CH4+CO2=CH3COOH 工業上需要經過許多工序才能完成上述總反應，本項目擬采用天然氣、二氧化碳、水蒸汽加壓一段轉化制取 CO、 CO H2的混合氣體；采用 MDEA法脫除 CO2返回轉化，深冷法分離醋酸合成所需 CO，尾氣去轉化作 燃料；采用 MEA 法脫除轉化工序煙氣中的 CO2作為原料。隨著能源危機日益突出，國際上各大公司競相采用節能新技術，盡管技術手段多種多樣，各具特色，但就其節能效果可歸納為以下三個方面：一是降低原（燃）料氣消耗；二是提高一段爐熱效率；三是提高轉化的熱 能效率。 ? 提高一段爐入口溫度溫度 提高一段爐入口氣體溫度，由傳統的 510℃提至 580℃ ， 減少工藝氣在一段爐溫升，從而節省燃料氣消耗。 ? 采用 CO2氣循環技術，提高合成氣中 CO 的含量 由于采用天然氣蒸汽轉化工藝，合成氣中 CO 含量低，又由于本項目是生產醋酸，需要的 CO 氣量多，為提高 CO 含量，在原料氣中補入 CO2氣，以抑制在轉化反應中 CO2氣的生成。 出一段轉化爐的轉化氣（ 850℃）經廢熱鍋爐、工藝冷凝液加熱器、脫鹽水預熱器、水冷卻器等逐級降溫至常溫后，送后續工段。其優點是技術成熟，工廠經驗豐富，溶劑來源廣，價格低廉，生產穩妥可靠。 MDEA 工藝屬物理化學吸收，反應速度快、凈化度高，一般在 壓力下凈化氣中 CO2可小于 %，再生氣中 CO2CWCEC *****公司 年產 40萬噸醋酸 工程 429 本資料來 自 純度可達 %， CO2回收率可到 99％以上，吸收溫度為 40～ 90℃，再生在 110℃左右進行。軟件引進深度 為工藝包，CWCEC *****公司 年產 40萬噸醋酸 工程 430 本資料來 自 硬件引進范圍為 MDEA 溶液。從解析塔底抽出約 1/3 的半貧液經半貧液泵送入吸收塔中段；貧液出再生塔底經貧富液換熱器與富液換熱后 ,由貧液泵再經貧液冷卻器送入吸收塔上段。 變壓吸附法（ PSA 法） 變壓吸附法（ PSA 法）是一種新的氣體分離技術并得到廣泛應用，其中 ，以 PSA 法制氫應用最多。 ? 若原料氣中 CO 濃度較低時對 PSA 法不利。1976 年美國 DOW 化學公司建成第一套處理氣量為 4000 標米 3/時的工業化裝置。 COSORB溶液與多種常見化合物（如： H2S、 COS 及氨）易發生分解反應，使其吸收能力迅速下降，反應常伴有 HCl 產生，使設備腐蝕。 ? 需對原料氣進行嚴格的精制、脫水。 部分冷凝法是利用 CO 與其他氣體冷凝點的差別，使混合氣在－165～－ 210℃的低溫下，令某一組份或幾個組份冷凝液化，其他組份保持氣態，從而將 CO 分離出來。 ? 流程簡單、裝置占地少，操作簡便。 該法不足之處在于： ? 當原料氣中含 N2時，難以制得高純度的 CO 產品。本工程設置 CO 分離工藝是為合成醋酸提供原料氣，要求 CO 含量大于 98％，同時分離出的富 H2送甲醇合成系統。根據國內外有關醋酸裝置的生產經驗，認為深冷法操作穩定，制取的 CO 產品純度受外界條件影響小。當其中一臺在吸附時，另一臺處于再生狀態，它是用熱的低壓氮氣再生。經分離后其氣相富氫氣組份經二個板翅式換熱器加熱后送出冷箱。被閃蒸及解吸的富氫氣再與分離器出的富氫氣混合，經 二個板翅式換熱器加熱后送出冷箱。 SCC－ A 法和 BV 法盡管蒸汽消耗較 MEA 低，但是 CO2回收率低和裝置投資較高。 工藝流程簡述 來 自轉化工序的煙道氣先進入洗滌塔冷卻、粉塵，然后經增壓風機升壓后進入 CO2吸收塔，在吸收塔內煙道氣中 CO2組分被改良 MEA 溶液吸收，未被吸收的尾氣經洗滌后排入大氣。 原材料及動力消耗 序號 名稱 規格 單位 數量 1 蒸汽 , 飽和 t/h 2 循環水 、 30℃ t/h 3053 3 電 380V kw 1250 冷凍工序 為了滿足一氧化碳分離和醋酸裝置工藝物流冷卻需要，特設置本工序。醋酸裝置可分為反應、提純、輕組份回收三個工序。含有催化劑的液體貯存在閃蒸槽的底部，用催化劑循環泵將這種液體泵送回反應器。 閃蒸槽來的氣體進入脫輕組分塔，塔頂氣體經冷凝后去氣液分離器。粗醋酸從脫輕組份塔側線引出，加入干燥塔。 在正常條件下，成品醋酸中丙酸含量為 100ppm，水含量為 1500ppm。從脫輕組分塔來的不凝性氣體進入低壓吸收塔，用低溫的醋酸吸收氣體中的催化劑，富含催化劑的醋酸也送至汽提塔。 原材料及動力消耗 序號 名稱 規格 單位 數量 1 蒸汽 , 飽和 t/h 2 , 飽和 t/h 2 循環水 、 30℃ t/h 7252 3 電 380V kw 1700 4 冷凍量 kW 2232 CWCEC *****公司 年產 40萬噸醋酸 工程 441 本資料來 自 CWCEC *****公司 年產 40萬噸醋酸 工程 442 本資料來 自 自動控制 概述 本工程設計范圍包括轉化、脫碳、 CO 分離、合成氣壓縮、甲醇合成、精餾、罐區、 CO2 回收、 CO2 壓縮、 PSA 提氫、醋酸裝置等工藝裝置以及冷凍、循環水、脫鹽水、鍋爐房等。 本設計采用 DCS 對主要工藝生產裝置進行集中監控。 主要原材料規格 天然氣組成： mol% N2 CH4 CO2 C2H6 C3H8 C4H10 H2S ≤ 20mg/Nm3 主要原料、輔助材料及燃料的供應 天然氣：本項目年需天然氣 34000 萬立方米，由中國海洋石油有限公司提供，供方保證穩定供氣 15 年。 6. 建廠條件和廠址初步方案 7. 公用工程 8. 環境保護 建設地區環境現狀 建設項目所在地為工業集中區。經當地環保部門確認，公司現有生產廢水、廢氣污染源已實現達標排放，固體廢物已全部綜合利用。環境噪聲：晝間 65 分貝，夜間 55 分貝。 水、電的供應 CWCEC *****公司 年產 40萬噸醋酸 工程 444 本資料來 自 本項目需一次水 640t/h，由 *****公司現有水源地提供。 壓縮機在現場崗位集中監控，由設備制造廠成套提供就地檢測和監控儀表設備，重要參數引入 DCS 集中監視。 控制方式 根據工藝生產的特點和裝置布置情況，本設計采用控制室集中監控和就地檢測相結合的控制方式。 在氣提塔中，催化劑從醋酸吸收劑中汽提出來。本工序的作用是回收反應工序反應器尾氣及提純工序脫輕組分塔尾氣中所含的催化劑。將干燥塔底抽出的干燥無水醋酸加入脫重組分塔，CWCEC *****公司 年產 40萬噸醋酸 工程 440 本資料來 自 工藝過程中產生的少量丙酸以釜液的形式從脫重組分塔中引出，最終產品從脫重組分塔側線獲得，富含重組分的塔底釜液加入廢酸汽提塔。不凝氣去輕組分回收工序。 從反應器出來的氣體在反應器冷凝器中冷凝，可凝物在反應器尾氣冷凝分離器內分離，冷凝的液體返回到反應器，氣體則排至輕組份回收工序。反應器內，在大約 185℃、 和有催化劑存在的條件下甲醇與一氧化碳進行羰基化反應，反應采用銥系催化劑。 原材料及動力消耗 序號 名稱 規格 單位 數量 1 循環水 、 30℃ t/h 400 2 電 10kv kw 1200 醋酸裝置 產品醋酸規格 組 分 指 標 醋酸 ≥ %wt.