丙酮加氫生產異丙醇
化工生產裝置工藝技術包
（規模50000噸異丙醇/年）
吉林市道特化工科技有限責任公司
JILIN DOT CHEMICAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT INC.
吉林市龍潭區龍北路90號 郵編: 132021
電話:0432－63989213 傳真: 63989282－605
E-mail: dot_chem@yahoo.com
1.設計基礎
1.1概況
1.1.1項目背景
項目名稱：50000噸/年異丙醇項目
主辦單位：
1.1.2 設計編制依據
本項目設計依據：
吉林市道特化工科技有限責任公司自主開發的丙酮加氫生產異丙醇技術。該技術于在山東省德州市德田化工有限公司工業化應用，2010年和2012年10月分別形成10000噸/年、50000噸/年生產能力，目前50000噸/年裝置已穩定生產多年。通過與韓國SK化學、臺灣中國石化公司、法國NOVACAP公司的交流，該裝置消耗水平與國外裝置相當，產品質量達到國標要求。
1.1.3技術來源與授權
本項目技術來源為吉林市道特化工科技有限責任公司自主開發的丙酮加氫生產異丙醇專有成套技術。該技術包括丙酮加氫合成異丙醇技術、粗產品異丙醇精餾生產異丙醇技術、相關中間產品的控制分析技術。
本技術開發過程中未使用其它專理商的技術專利。
本專有技術的適用范圍僅限于 公司本次建設50000噸/年生產
異丙醇使用，不作為公司知識產權技術。
1.1.4 設計范圍
本工藝技術設計包所涉及的范圍僅限于甲方在乙方提供的技術工藝包等技術資料基礎上，設計、建設50000噸/年異丙醇生產裝置，并按照乙方提供生產操作方法生產異丙醇。
本工藝技術設計包所涉及的范圍同時包含乙方自主開發的丙酮加氫生產異丙醇加氫合成技術工藝包、精餾分離技術工藝包、工藝手冊等內容。
1.2裝置的規模及組成說明
本裝置設計規模50531噸異丙醇/年，全年生產時間8000小時。
本裝置全系統共分為四個單元及輔助設施：
100#單元：合成單元。丙酮加氫生產粗異丙醇的工藝生產單元。
200#單元：精鎦單元。粗異丙醇分離精制生產異丙醇的工藝生產單元。
300#單元：輔助設施。包括生產控制、辦公、化驗分析等。
400#單元：儲運單元。實現原料丙酮、產品異丙醇進出、儲運、輸送功能。包括丙酮卸車站臺、卸料設備及輸送計量控制設備、異丙醇裝車設備及站臺、異丙醇小包裝（200L鐵桶）灌裝線及倉庫、丙酮和異丙醇儲罐、以及相應的消防、降溫設施。
500#單元：公用工程單元，生產過程所需水、電、氣公用工程的保障及供給，三廢的處置與排放。
本工藝包編制設計工作為400#單元、500#單元提出接口、供給能力等要求。
1.3原料、產品的規格
1.3.1原料的規格
1.3.1.1 丙酮
符合《國家標準GB/T6026-1998工業丙酮》的優級品規定，異丙苯法產品。
丙酮含量（wt%）≥99.5；
水 份（wt%）≤0.3；
1.3.1.2 氫氣
符合《國家標準GB/T 3634.1-2006氫氣 第1部分:工業氫》的一等品規定。
氫含量（V%）≥99.5；
無油、硫
1.3.1.3 系統置換用氮氣
符合《國家標準GB/T 3864-2008 工業氮》的優級品規定。
氮含量（V%）≥99.5
1.3.2產品的規格
產品：異丙醇（IPA）
CAS No. ： 67-63-0
產品分子式：C3H80
結構式 ：（CH3）2CHOH
裝置產品質量符合《國家標準GB/T 7814-2008 工業用異丙醇》的規定。
1.4 催化劑規格
催化劑的物理、化學性質指標列于表1-2中。
催化劑適用工藝條件
適用壓力：0.8-1.5MPa ；
適用溫度：130-150℃；
丙酮液相體積空速：0.15-0.25h-1；
催化劑生產能力： > 4000噸產品/噸催化劑；
裝置催化劑使用數量：25噸；
1.5公用工程規格
1.6 裝置的技術指標
裝置異丙醇年生產能力：50531噸/年（產品執行《國家標準GB/T 7814-2008工業用異丙醇》中對產品異丙醇規定。）
裝置丙酮單程轉化率：≥99%（質量）。
裝置丙酮單耗：每噸異丙醇產品消耗丙酮≤0.98噸。
裝置氫氣單耗：每噸異丙醇產品消耗氫氣≤400Nm3。
裝置蒸汽綜合單耗：
1.脫重塔不投用情況下，每噸異丙醇產品消耗蒸汽≤0.85噸。
2.使用回收丙酮或原料質量不佳的情況下，脫重塔投用，每噸異丙醇產品消耗蒸汽≤1.7噸。
1.7 建議采用的標準規范
略
2 工藝技術說明
2.1生產過程基本原理及工藝流程敘述
2.1.1基本原理
工業上異丙醇的傳統生產方法主要是丙烯水合法，其工藝路線可分為間接水合法和直接水合法兩種。但是隨著苯酚丙酮裝置產能的擴大，丙酮價格持續下降，丙酮加氫生產異丙醇的工業裝置逐漸增多。
丙酮與氫在催化劑作用下，發生反應而生成醇。
其過程表示如下：
2.1.2 主要工藝操作條件
丙酮加氫生產異丙醇過程為氣固相催化反應，加氫反應過程工藝條件范圍：
反應壓力：0.8-1.0MPa ；
反應器入口溫度： 85-150℃；
反應器出口溫度：≤160℃；
丙酮液相體積空速：0.10-0.25h-1；
2.1.3生產工藝流程概述
來自丙酮儲罐（V-401）的新鮮丙酮經泵（P-402）輸送至丙酮中間罐（V-101）。
通過泵P-101將丙酮中間罐（V-101）內的物料經泵（P-101）輸送進入合成系統的丙酮與產品合成氣換熱后，進入丙酮加熱器（E-101），用蒸汽通過控制儀表（PIC-102）控制蒸汽壓力，調整加熱量將液體原料加熱至預設 溫度后，進入氫提塔T-101填料上部汽化。
氣化后的原料經過熱器E-103，用蒸汽通過控制儀表（PIC-104）調節加熱量將丙酮氫氣混合氣加熱至反應器入口溫度后進入反應器。
混合原料氣進入反應器R-101。在反應器（R-101）中，丙酮轉化為異丙醇。
丙酮加氫生產異丙醇過程為放熱過程，必須移除熱量控制溫度。反應熱使用高壓水移除并產生一定數量的低壓力蒸汽。
反應氣在氣體換熱器（E-105）中回收熱后，進入丙酮換熱器E-106與新鮮丙酮換熱后，進入合成器冷凝冷卻器E-107冷凝，凝液進入粗醇中間罐（V-106）中。
未凝氣再經過冷凝冷卻器（E-108）后，由分離器V-104分出凝液進入粗產品罐（V-106）中。未凝氣一部分進入循環壓縮機入口緩沖罐V-103，然后經循環壓縮機返回氫氣混合罐V-102。
另一部分未凝氣進入冷凝冷卻器（E-109）使用低溫水冷凝后(也可以使用一次水)，由分離器V-105分出凝液進入粗產品罐（V-106）中。不凝氣經PIC-106調節、FIRQ-107計量后送入火炬系統焚燒處理。
在粗產品罐（V-106）中合成液通過液位調節（LIRCAS-105）控制流出，流量儀表（FR-201）計量后送入精餾系統的丙酮塔（T-201）。
在后續精餾塔中通過依次操作獲得異丙醇產品。
回收塔塔釜的溫度通過控制儀表（PRC-211）控制蒸汽壓力來實現。塔釜液通過釜液泵（P-210）液位控制（LRC-211）調節后送出至污水處理。
2.2 物料流程圖及物料數據表
暫略。
3. 裝置物料平衡
暫略。
4.消耗量
4.1 原料的消耗量
裝置的原料年消耗量見表4-1.
4.2 催化劑化學品消耗量
裝置催化劑使用數量：25噸；
吉林市道特化工科技有限責任公司提供。
催化劑的物理、化學性質指標列于表4-2中。
4.3 公用工程消耗量
丙酮加氫生產異丙醇原材料及公用工程消耗定額。
4.3.1 水量
裝置主要使用循環水和熱（軟）水兩種規格的供水。
裝置的熱水供水量見表4-3。
循環水（入口32℃， 0.4MPa）
裝置的循環供水量見表4-4。
低溫水（入口7℃，0.4MPa）
4.3.2 蒸汽量
裝置的蒸汽使用量見表4-6。
4.3.3 電量
裝置的電使用量見表4-7。
4.3.4 壓縮空氣量
裝置的壓縮空氣使用量見表4-8。
5. 界區條件表
5.1公用工程裝置界區進出條件
見表5-1.
6.衛生、安全、環保
6.1 裝置中危險物料的性質及特殊的儲運要
生產過程中裝置有毒有害物質物性。詳見表6-1。
本裝置所用原料及產品是易燃、易爆物質，且有一定的毒性。按照國家的有關規定和標準確定本裝置屬于甲類生產類別、防爆區域為2區場所，衛生等級為Ⅱ級。
6.2 化學品技術安全說明書
暫略。
6.3 主要的衛生、安全、環保要點說明
生產中有害作業部位見表6-2。
為確保裝置安全生產，裝置周圍設有消防水管網。在生產系統中采用了必要的聯鎖控制系統，能保證裝置在良好狀態下運行。若出現事故傾向，可自動切斷反應系統的控制閥并采取一系列安全措施。
6.3.1 職業危害因素的防范及治理
6.3.1.1 工藝
采用先進成熟的工藝技術和合理的工藝流程。設置安全閥和泄壓系統，保證事故狀態下的人身安全和設備安全。在生產系統中設置必要的安全聯鎖系統。
選用低噪聲設備和采取消音降噪措施。適當提供自動化控制操作，以提高生產運行的可靠性。
6.3.1.2 儀表及自動控制工程
在裝置內需要的地方，適當采用集中控制，設置必要的聯鎖自動保護系統，設置可燃氣體報警器，增加有毒有害、易燃、易爆氣體的安全自動檢測系統。
6.3.1.3總圖及裝置布置
設備布置按《石油化工企業設計防火規范》要求。建筑物間距離，符合防火及通風、采光有關規定。裝置內設置檢修及消防通道。保證消防車和急救車能順利通往可能出現事故的地方。設有綠化地區和綠化帶。
6.3.1.4電氣、電信工程
在設計中遵守《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規程》,為方便檢修，電纜設橋架敷設。選用阻燃型電纜。設防爆檢修動力箱。設置符合標準、規范規定的照明設備。設防雷及防靜電接地設施，并符合有關規定。裝置內設調度電話和生產管理電話，以利安全。
6.3.1.5 工藝設備工程
嚴格按有關標準、規范、規定進行設備的工程設計、制造和檢驗，對有可能產生超溫、超壓的設備，設置安全泄壓系統或聯鎖保護系統。設備基座均設防火保護措施。設備的保溫、保冷措施，充分考慮了安全衛生的需要。
6.3.1.6 工藝配管工程
按標準、規范規定選用管道、管件、法蘭、墊片、閥門。對安裝管道采取必要的保溫、保冷措施。該措施充分考慮到：工藝過程的需要，減少散熱或冷量散失的需要，保證操作人員安全、改善勞動條件的需要。例如，防燙保溫。
保溫工藝管道采取的安全措施：采用熱補償安全。
6.3.1.7 土建工程
建筑物、構筑物的設計遵守有關防火、防爆的技術規定規范，原裝置區設有職工更衣室、休息室、廁所等設施。建筑物內有足夠的采光面積，并滿足通風要求。儀表控制室、壓縮機操作室、泵工操作室及其它工作間，設有隔音噪聲設施。
6.3.1.8 采暖通風
工作場所應通風良好，聚合設備、工具和照明設施采用防爆型，配備相應數量、品種的消防器材。物料盡可能密封，貯存、搬運時防止泄漏和容器損壞。操作現場嚴禁吸煙。
設計中提供充分的局部排風和全面排風，操作盡可能自動化，工作人員應佩戴防毒面具，穿相應防護服，必要時使用橡膠手套等護具。試驗場所禁止飲水和進食，車間應配備急救藥品及用具。
6.3.1.9 其它措施
根據工作場所特點和防護要求，按有關規定提供個體防護用品。按GB28-94規定，在易發生事故區域設置安全標志。按GB28-93規定，在建構筑物或設備上涂安全警示色。生產場所、工作場所的緊急通道和出入口，設置醒目標志。按標準、規范的規定，對設備 和工藝管道涂識別色。主要場所設置洗眼器，和沖洗水接頭。
采取上述消除和減少危害的措施后，預期裝置可符合《中華人民共和國勞動部關于生產性建設工程項目職業安全衛生監察的暫行規定》（勞字[1998]48號文）和《生產過程安全衛生要求總則》（GB12801—91）的要求。
6.4 安全泄放系統的說明
本裝置加氫單元的反應器、罐等設備均為壓力容器設備，應設置安全閥和泄放管線。
泄放管線應連接放空泄放管線至火炬。
6.5 三廢排放
6.5.1廢水：
從脫水塔塔頂產生的廢水37Kg/h。
廢水排除裝置條件
溫度：≤45℃
壓力：常壓
主要污染物：異丙醇、助劑，去生化處理。
6.5.2廢氣：
生產時排出廢氣12.3 Kg/小時，氫氣體積含量99%，其余為氮、一氧化碳、甲烷，可焚燒處理。
廢氣排除裝置條件
溫度：≤45℃
壓力：常壓
主要污染物：氫氣、一氧化碳、甲烷、異丙醇
6.5.3廢渣：
廢渣為更換下來的固體催化劑，回收利用。
催化劑氧化后，常溫常壓卸出。每2年25噸。
7 分析化驗項目列表
暫略
8.工藝管道及儀表流程圖
暫略。
9 設備布置圖
暫略。
10 工藝設備表
工藝設備見表10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6。
11 工藝設備
本裝置共有工藝設備76臺，其中定型設備28臺，非定型設備48臺，詳見表11-1。
該裝置非定型設備共46臺，分為塔器類、反應器類、換熱器類、容器類和儲罐類。設備材料選用碳鋼（16MnR及20R）。設備的最高設計壓力為1.1MPa，設備的最高設計溫度為250℃。
12 自控儀表
暫略。
13 安全泄放措施
暫略。
項目名稱： 50000噸/年丙酮加氫生產異丙醇生產裝置
報告名稱： 工藝技術設計包（概要）
存檔編號： No.11-0501
密 級： 機密
工藝設計： 李春偉 武 力 蔣 紅
設備計算： 崔 龍 遲 徐
圖紙審核： 李長銀 遲寶淳
報告執筆： 李春偉 崔 龍 王振凡
校 對： 遲寶淳 李春偉
審 核： 王振凡
研究單位： 吉林市道特化工科技有限責任公司
完成時間： 2011年6月15日
