1、 丙酮加氢生产丙酮加氢生产异异丙丙醇醇生生产产装置装置 建建设设项项目目可可行行性初步分析性初步分析 JiLin DOT CHEMICAL TECHNOLOGY 丙酮加氢生产异丙醇 生产装置建设项目 No.09-0603 Page1 of 16 Professional Design&Fabrication for your Unit DO T Ch em Tech 1.产品背景：产品背景：异丙醇(Isopropyl Alcohol，简称 IPA)又名仲丙醇、二甲基甲醇，是一种性能优良的有机溶剂，广泛用作虫胶、硝基纤维素、生物碱、橡胶以及油脂等的溶剂。异丙醇还是生产多种有机化合物的重要中间体，2、可用作合成甘油、乙酸异丙酯以及丙酮等的原料，还广泛用作石油燃料的防冻添加剂，用于汽车和航空燃料等方面。此外 异丙醇还可用于制造杀菌剂、杀虫剂、清洁剂和消毒防腐剂等，它可以单独使用，也可以和其他醇、表面活性剂并用，在农药、电子工业、医药、涂料、日用化工以及有机合成等领域具有广泛的用途，开发利用前景广阔。工业上异丙醇的传统生产方法主要是丙烯水合法，其工艺路线可分为间接水合法和直接水合法两种。1.1 丙烯间接水合法 丙烯间接水合法又名丙烯硫酸水合法，是将丙烯溶解在硫酸溶液中发生酯化反应生成硫酸氢异丙酯和硫酸二异丙酯，再经水解制得粗异丙醇，最后经精制得高纯度的异丙醇产品。该工艺流程复杂，选择性较低，设3、备腐蚀严重，废水和废气处理较为困难，且原料消耗和生产成本较高，使其发展受到一定的限制。12 丙烯直接水合法 丙烯直接水合法是目前工业上生产异丙醇的主要方法，它是使丙烯在催化剂存在下直接发生水合反应生成异丙醇，同时副产正丙醇。丙烯直接水合法可分为气相直接水合法、液相直接水合法和气一液混相水合法 3 种。气相直接水合法以德国维巴公司开发的维巴法为代表；液相直接水 JiLin DOT CHEMICAL TECHNOLOGY 丙酮加氢生产异丙醇 生产装置建设项目 No.09-0603 Page2 of 16 Professional Design&Fabrication for your Unit D4、O T Ch em Tech 合法以日本德山曹达公司溶液催化法为代表；气液混相法以美国德士古德国分公司(Deutche Texaco)的离子交换树脂法为代表。丙烯直接水合法选择性好，副产物少，丙烯总转化率高，生成异丙醇的选择性高，设备的腐蚀和污染问题大为改善，同时流程短，设备简单，是目前主流的生产工艺。Shell 化学公司是目前世界上最大的异丙醇生产厂家，生产能力为 79.4万吨，约占世界异丙醇总生产能力的 32.24；其次是埃克森美孚化学公司，生产能力为 34.0 万吨，约占总生产能力的 13.80；再次分别是陶氏化学公司和 Sasol Olefins&Surfactants 公司，生产能力5、分别为 28.0 万吨和 22.0万吨，分别约占世界异丙醇总生产能力的 1 1.37和 8.93。在全球主要的异丙醇生产装置中，采用丙烯直接水合法工艺的生产能力合计为 1 12.7 万吨/a，约占世界异丙醇总生产能力的 45.76；采用丙烯间接水合法生产工艺的装置生产能力为 128.8 万吨，约占世界异丙醇总生产能力的 52.29；另外有 4.8 万吨的异丙醇采用丙酮加氢法等生产工艺，约占世界总生产能力的 1.95。2006 年，世界异丙醇的总消费量为 180.7 万吨，其中北美、西欧和亚洲地区是最主要的 3 个消费地区，消费量合计达到 165.3 万吨/a，约占世界异丙醇总消费量的 91.56、，其中亚洲地区的消费量为 62.0 万吨，约占总消费量的 34.3。产品主要用于溶剂和化学中间体，其中溶剂对异丙醇的消费量约占总消费量的 55.66，化工中间约占 16.77，家用、化妆品以及个人防护用品等约占 7.09，丙酮约占 7.03，医药约占 4.16，其他方面约占 9.29。预计今后几年，世界异丙醇的需求量将以年均约 2.3的速度增长，到 2010 年总需求量将达到约 199.5 万吨，其中亚洲地区需求量的年均增长 JiLin DOT CHEMICAL TECHNOLOGY 丙酮加氢生产异丙醇 生产装置建设项目 No.09-0603 Page3 of 16 Professional 7、Design&Fabrication for your Unit DO T Ch em Tech 率将达到约 3.8。石化公司炼油厂丙烯气相直接水合法生产异丙醇的装置，1999年扩至 1O 万吨。2005 年，化学工业有限责任公司工业装置建成投产。我国异丙醇年总生产能力已达 15 万吨。我国异丙醇的产量连年增加，但仍不能满足国内实际生产的需要，每年都得大量进口，且进口量逐年递增。根据海关统计，2000 年我国异丙醇的进口量只有 5.46 万吨，2002 年增加到 7.61 万吨，2004 年达到 1O.73万吨，2005 年进一步增加到 11.19 万吨，创历史最高水平，比 2004 年增加约8、 4.29。2006 年由于国内产量的增加，进口量下降到 9.58 万吨，比2005 年减少约 14.39。我国进口的异丙醇主要来自新加坡、韩国、美国、日本和中国台湾地区，2005 年来自这 5 个国家和地区的进口量合计达到 9.61 万吨，约占总进口量的 85.88，2006年这 5个国家和地区的进口量合计达到 9.O9 万，约占总进口量的 94.88，同比增长约 9 个百分点。2001-2006 年的表观消费量的年均增长率约为 9.26。目前，我国异丙醇主要用作油墨、涂料和制药工业过程中的溶剂或萃取剂，其消费量约占异丙醇总消费量的 60。在涂料中，异丙醇主要用在如硝化纤维素清漆中作惰性溶剂9、，以减少贮存和运输过程中的可燃性等，在制药方面，主要用作抗生素、维生素萃取剂和药品胶囊清洗剂等；在油墨中，主要用作水基涂料的助剂和稀释剂，醇溶油墨能够解决甲苯类油墨对健康所产生的危害，以及溶剂残留影响包装食品质量等问题，近年来醇溶油墨已经发展成为一种趋势。目前，我国已经成为世界第二大涂料生产国家，而且近几年来，我国涂料工业合资合作和结构调整的步伐明显加快，涂料向高档化方向发展，国外许多大型涂料生产商纷纷在我国投资建设高 JiLin DOT CHEMICAL TECHNOLOGY 丙酮加氢生产异丙醇 生产装置建设项目 No.09-0603 Page4 of 16 Professional Des10、ign&Fabrication for your Unit DO T Ch em Tech 档涂料生产装置，加上交通、汽车和建筑等行业快速发展的拉动，我国涂料行业对异丙醇的需求将呈现较快的增长势头。在油墨方面，2004 年我国油墨的总产量为 23.8 万吨，2006 年增长到 34.8 万吨，年均增长率达到 20.9。随着国内包装品、广告、出版等行业迅速发展，对油墨等的需求也大幅度增加，相应对异丙醇的需求量也将不断增加。制药行业是我国传统的精细化工领域，随着世界经济的一体化，出口形势看好。由此可见，在今后几年，我国异丙醇在溶剂方面的应用仍将大发展，预计到 2010 年对异丙醇的需求量将达到约 11、20.0 万吨。在化学中间体领域，我国异丙醇主要用于生产异丙胺、异丙醚以及一些酯类，其消费量约占异丙醇总消费量的 25。我国传统的医药、农药行业出口势头看好，医药原料和中间体也有相当量的出口，因此该领域对异丙醇的需求量将保持稳定增长的势头，预计 2010 年，我国化学中间体领域对异丙醇的需求量将达到约 6.0 万吨。异丙醇在其他方面的应用主要包括电子工业清洗剂、汽车防冻液、消毒剂、洗涤用品、日化产品等，其消费量约占异丙醇总消费量的 15。其中异丙醇在电子工业清洗剂方面的应用是全球异丙醇消费增长最快的领域之一，我国目前虽然已经成为世界电子电器元件的主要生产基地，但异丙醇在该领域的应用才刚刚起步，12、发展潜力巨大。预计 2010 年，其他方面对异丙醇的需求量将达到约 4.0 万吨。综上所述，预计到 2010 年我国异丙醇的总需求量将达到约 30.0 万吨。石化公司、化学工业有限责任公司工业装置年总生产能力已达 13 万吨显然是不能满足要求的。因此，国内异丙醇的市场价格始终居高不下。与异丙醇情况相反，国内丙酮产能较大，市场量富足，价格较低。JiLin DOT CHEMICAL TECHNOLOGY 丙酮加氢生产异丙醇 生产装置建设项目 No.09-0603 Page5 of 16 Professional Design&Fabrication for your Unit DO T Ch em13、 Tech 同时，由于国内丙烯资源紧张，丙烯水合工艺异丙醇的丙烯消耗定额、能耗定额居高不下，其生产成本远远高于丙酮加氢工艺。两个产品的价格差约为 2200-2500 元/吨。两者价差较大。2009 年 8 月至 2010 年 7 月国内异丙醇市场行情走势（价格单位：元）2009 年 8 月至 2010 年 7 月国内丙酮市场行情走势（价格单位：元）丙酮加氢生产异丙醇为低压加氢过程，反应温度不高，反应及精制过程能耗较低，装置流程简单，设备投资小，回收期短。JiLin DOT CHEMICAL TECHNOLOGY 丙酮加氢生产异丙醇 生产装置建设项目 No.09-0603 Page6 of 1614、 Professional Design&Fabrication for your Unit DO T Ch em Tech 对与有大量氢气富裕的氯碱、化肥企业、生物发酵法丁醇丙酮生产企业来说，采用丙酮加氢生产异丙醇是目前适应国内市场需求，快速投入、快速产出、快速回报的短、平、快项目。JiLin DOT CHEMICAL TECHNOLOGY 丙酮加氢生产异丙醇 生产装置建设项目 No.09-0603 Page7 of 16 Professional Design&Fabrication for your Unit DO T Ch em Tech 2 装置的工艺技术包中关于装置的设计规模及产品15、指标装置的工艺技术包中关于装置的设计规模及产品指标 我们具备提供 5000t/a50000t/a 丙酮加氢合成异丙醇工艺技术包的能力。出于论述的考虑：我们现在提出的技术报告以 20000 吨/年的装置情况来作为标准。装置年生产能力为 20000 吨/年异丙醇，每年设计生产时间为 8000 小时。异丙醇（IPA），CAS No.67-63-0。产品分子式 C3H80，结构式（CH3）2CHOH。产品质量技术指标 项目名称 质量指标 试验方法 外观 透明液体,无机械杂质 目测 色度（ptco 色号）5 GB/T 3143 密度（20OC）g/cm3 0.784-0.786 GB/T 7814 沸程16、（在 101325Pa 下）GB/T 7534 初馏点 OC 81.8 干点 OC 82.8 水溶性试验 澄清 GB/T 6324 纯度%（m/m）99.7 GB/T 7814 蒸发残渣%(m/m)0.002 GB/T 6324 酸含量(以乙酸计)%(m/m)0.002 GB/T 7814 水含量%(m/m)0.15 GB/T 2366 羟基含量(以丙酮计)%(m/m)0.02 GB/T 6324 硫化物含量(以硫计)mg/kg 1 GB/T 6324 JiLin DOT CHEMICAL TECHNOLOGY 丙酮加氢生产异丙醇 生产装置建设项目 No.09-0603 Page8 of 1617、 Professional Design&Fabrication for your Unit DO T Ch em Tech 3 原料规格原料规格 3.1 丙酮 丙酮含量（wt%）99.5；水份（wt%）0.01-0.09；3.2 氢气 氢含量（V%）99.5；无油 3.3 系统置换用氮气 氮含量（V%）99.5 JiLin DOT CHEMICAL TECHNOLOGY 丙酮加氢生产异丙醇 生产装置建设项目 No.09-0603 Page9 of 16 Professional Design&Fabrication for your Unit DO T Ch em Tech 4.生产过程基本18、原理及工艺流程叙述生产过程基本原理及工艺流程叙述 4.1 基本原理基本原理 丙酮与氢在催化剂作用下，发生反应而生成醇。其过程表示如下：CH3COCH3H2（CH3）2CHOH 4.2 生产过程叙述生产过程叙述 本装置分为两个系统：合成工序，精镏工序。丙酮循环液、合成系统循环气及来自罐区的原料丙酮、新鲜氢一同进入原料汽化器 E-101A，用蒸汽将液体原料汽化，原料气和来自反应器R-101 的反应气在换热器 E-102 换热后，再通过过热器 E-103，用蒸气加热到反应温度进入反应器，在主反应器（等温反应器）R-101 中，丙酮转化为异丙醇。反应气在换热器 E-102 中回收热后，进入粗产品冷凝器19、 E-105 中。不凝气再经过冷却冷凝器 E-106 后，大部分由压缩机 C-101 送回原料汽化器 E-101，少部分由压力调节阀 PICV-104 送至放空系统处理，并放出合成系统中累积的惰性气体。在 E-105 中冷凝后的合成液进入汽液分离器 V-103，再用泵 P-102A、B 送入精馏系统，通过精馏单元生产符合国家标准的异丙醇产品。JiLin DOT CHEMICAL TECHNOLOGY 丙酮加氢生产异丙醇 生产装置建设项目 No.09-0603 Page10 of 16 Professional Design&Fabrication for your Unit DO T Ch e20、m Tech 5.原材料及动力消耗定额原材料及动力消耗定额 5.1 丙酮加氢生产异丙醇原材料及公用工程消耗定额 丙酮加氢生产异丙醇过程消耗定额 名 称 消耗定额 单位 单价 单位 成本（元）丙 酮 1.02 吨 5500 元/吨 5610 氢 气 400 Nm3 0.7 元/Nm3 280 催化剂 0.4 Kg 235 元/Kg 94 蒸 汽 2.5 吨 180 元/吨 450 循环冷却水 150 吨 0.5 元/吨 75 电 200 Kwh 0.6 元/Kwh 120 5.2 丙烯水合生产异丙醇原材料及公用工程消耗定额 丙烯水合生产异丙醇消耗定额 名 称 消耗定额 单位 单价 单位 成本（元21、）丙 烯 0.75 吨 8200 元/吨 6150 催化剂 1.2 Kg 60 元/Kg 72 蒸 汽 6 吨 180 元/吨 1080 循环冷却水 240 吨 0.5 元/吨 120 电 520 Kwh 0.6 元/Kwh 312 合计 7734 JiLin DOT CHEMICAL TECHNOLOGY 丙酮加氢生产异丙醇 生产装置建设项目 No.09-0603 Page11 of 16 Professional Design&Fabrication for your Unit DO T Ch em Tech 6 三废处理三废处理 6.1 废液：从脱水塔再生时，吸附剂排出的废水为蒸汽状态，22、放空处理。或交由生产厂家再生处理。微量有机高沸物用于锅炉燃料焚烧。6.2 废气：生产时排出废气 1316NM3/h，氢气体积含量 99%，其余为氮、一氧化碳、甲烷，可烧或放空。6.3 废渣：废渣为更换下来的固体催化剂，回收利用。该项目在环保方面不存在不能解决的技术问题。该项目在环保方面不存在不能解决的技术问题。7.安全标准安全标准 除控制室外，均为甲级防火，Q-2 级防爆，避雷等级为二级。JiLin DOT CHEMICAL TECHNOLOGY 丙酮加氢生产异丙醇 生产装置建设项目 No.09-0603 Page12 of 16 Professional Design&Fabrication23、 for your Unit DOT Chem Tech 8.20000t/a 异丙醇投资额估算异丙醇投资额估算 工程建设项目（概）算书工程建设项目（概）算书 工程项目：20000t/a 异丙醇生产装置 安装费（万元）序号 项目名称 主材或设备 （万元）合 计 比例 单项合计 (万元)占投资中的份额,%1 100#合成单元 752 112.8 15%864.8 23.7%200#精馏单元 1137 170.55 15%1307.55 35.8%300#储运单元 325 32.5 10%357.5 9.8%小计 1616 315.85 2 仪表、电器 180 63 35%243 6.6%3 公用24、工程 20 5 25%25 0.7%4 土建 30 10.5 35%40.5 1.1%5 暖通 25 6.25 25%31.25 0.9%6 给排水 25 6.25 25%31.25 0.9%7 管理费及其它（含控制室设施、化验室设施设备）115 3.1%8 设计费 350 9.6%9 工艺软件包 120 3.3%10 不可预见费 170 4.7%工程总费用合计 3655.85 100%JiLin DOT CHEMICAL TECHNOLOGY 丙酮加氢生产异丙醇 生产装置建设项目 No.09-0603 Page13 of 16 Professional Design&Fabrication 25、for your Unit DO T Ch em Tech 9.装置技术经济指标装置技术经济指标（2009 年年 10 月份价格）月份价格）9.1 主要产品价格：主要产品价格：异丙醇：8800 元/吨；9.2 主要原料价格：主要原料价格：丙酮：6200 元/吨。氢气：1.1 元/Nm3。催化剂：260000 元/吨。JiLin DOT CHEMICAL TECHNOLOGY 丙酮加氢生产异丙醇 生产装置建设项目 No.09-0603 Page14 of 16 Professional Design&Fabrication for your Unit DO T Ch em Tech 9.3 丙酮26、加氢生产异丙醇装置技术经济指标丙酮加氢生产异丙醇装置技术经济指标 9.3.1 异丙醇吨成本（单价请根异丙醇吨成本（单价请根据当地、当时情况核据当地、当时情况核定）定）名 称 消耗 定额 单位 单价 单位 成本（元）备注 丙酮 1.02 吨 6200 元/吨 6324 氢气 400 Nm3 1.1 元/Nm3 440 催化剂 0.4 Kg 260 元/Kg 94 蒸汽 2.5 吨 150 元/吨 375 循环冷却水 150 吨 0.3 元/吨 45 电 200 Kwh 0.6 元/Kwh 120 氮气 1 Nm3 0.5 元/Nm3 0.5 仪表气 50 Nm3 0.1 元/Nm3 5 维修费 100 人工及管理费 120 合计 7623.5 9.3.2 异丙醇年成本及计算异丙醇年成本及计算利润利润 项 目 数额，万元/吨 全年数量，吨 全年数额，万元 异丙醇吨成本 0.76235 20000 15247 异丙醇吨售价 0.88 20000 17600 毛利润 2353 扣除税收、管理成本等后，预期净利润（毛利的 70%）1647 由上表可以看出，该项目具有投资小、见效快的特点，从经济性分析具备可行性。