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1、5000噸/年丙酮合成甲基異丁基酮(MIBK)生產裝置可行性研究報告目 錄一、總 論.2二、項目提出的背景和必要性.3三、工藝技術方案.5四、環境保護11五、勞動安全及工業衛生12六、勞動定員13七、 總投資估算14八、 經濟效益及投入產出預測16一、 總 論甲基異丁基酮(MIBK)是一種用途非常廣泛的中沸點溶劑，主要用作硝化纖維、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯，環氧樹脂、天然及合成橡膠、油漆、涂料和脫油的溶劑、彩色膠卷的呈色劑，也用作青霉素發酵液的萃取劑及一些有機鹽的分離劑。同時它也是橡膠防老劑4020及一些有機合成的主要原料。因此適時地建設MIBK裝置，以滿足市場的需要，具有良好的社會效2、益和經濟效益。MIBK的市場前景是好的。從經濟分析的結果可以看出，該項目的經濟效益也較好。生產MIBK的技術來源于千噸級的工業裝置，工藝技術是可靠的。MIBK是一個具有很大發展潛力的產品，因此今后進一步擴產的可能性很大。該項目的主要經濟技術指標如下：表1 主要經濟技術指標序號名稱單位指標1建設規模噸/年50002總投資：建設投資萬元16233 流動資金萬元4054建筑面積m242005勞動定員人676利潤萬元/年806.97投資利潤率%39.798內部收益率%41.59投資回收期年3.9710盈虧點%36.3511丙酮耗量噸/年540012氫氣耗量噸/年10013催化劑用量m3/年5.214水3、量萬噸/年24015電萬度/年27216汽（0.8MPa）萬噸/年5.2二、項目提出的背景和必要性2.1 項目提出的背景甲基異丁基酮(MIBK)是一種用途非常廣泛的中沸點溶劑，主要用作硝化纖維、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯，環氧樹脂、天然及合成橡膠、油漆、涂料和脫油的溶劑、彩色膠卷的呈色劑，也用作青霉素發酵液的萃取劑及一些有機鹽的分離劑。同時它也是橡膠防老劑4020及一些有機合成的主要原料。 全世界MIBK的生產能力約為25萬噸/年，主要集中在美國、歐洲和日本。在美國，MIBK總耗量的63用作硝化纖維素清漆與涂料樹脂的溶劑。10用于化學品如阻氧劑的生產；10用作萃取劑、粘合劑及蠟脫油的溶劑4、；還有17向國外出口。 MIBK是丙酮深度加工的精細化工產品之一。美國用于生產MIBK的丙酮占丙酮總產量的10左右，而日本則占20左右。其生產工藝都已由傳統的三步法發展到能在固定床中連續操作的直接合成工藝。 我國MIBK的生產才剛剛起步，目前還不能大批量生產，僅南京和濮陽等地有少量產品出售，售價為每噸1.11.2萬元。上海溶劑廠于1964年建成一套200t/aMIBK生產裝置，采用的是三步法工藝，由于生產工藝復雜，能耗高，污染嚴重，目前已經停產。錦西煉油總廠以異丙醇為原料合成MIBK，轉化率和選擇性都較低，（單程轉化率5左右）能耗大，雖早在1981年就建成1000噸/年的中試裝置，但由于催化劑5、和一些工程問題尚末解決，至今未能正常生產。石油化工公司化肥廠采用在80年代開發的技術建成了一套500噸/年的以丙酮為原料合成MIBK的中試裝置。但由于由公司負責設計施工的配套系統不完善，現還不能大批量生產。目前國內MIBK的產量有限，所需MIBK大部份都需進口，這不但花費了大量外匯，同時也限制了MIBK的推廣應用，致使蠟脫油、橡膠防老劑4020的合成等生產工藝的推廣應用受到了限制。2.2 必要性 由于我國MIBK的產量很小且價格偏高，所以許多應用領域尚末開發，國內大約80的MIBK用作溶劑，其中以油漆溶劑為主，此外還用作油墨的溶劑。近幾年磁帶的磁漿溶劑用量也有所增加，如果進口的磁帶生產線滿負荷6、生產，則對MIBK的需要量可達1500t/a。大約15的MIBK用作脫蠟劑，5用作萃取劑。 我國MIBK的應用前景非常樂觀，美國涂料產量440萬噸/年， 耗用MIBK5萬噸/年。日本涂料產量220萬噸/年左右， 耗用MIBK2萬噸/年左右，均占涂料產量的1左右。我國涂料產量在100萬噸/年左右，如果涂料的檔次達到發達國家水平，則僅此一項我國MIBK的消費量就達1萬噸/年左右。 隨著我國建筑業、家俱業、家電及汽車工業的篷勃發展，對高檔油漆的需求量將不斷增加，據不完全統計，我國已有數十個油漆廠開始在高檔油漆的生產中使用MIBK。此外，在磁帶生產，油墨生產，石油脫蠟，環氧樹脂及橡防老劑生產等領域的應7、用有待進一步開發。據權威部門對MIBK的應用前景所做的分析預測，到2000年，涂料行業的MIBK消耗量將達到10001500噸/年，磁帶行業將達到5600噸/年，用做粘合劑的溶劑將達到4500噸/年，用做油墨的溶劑將達到5500噸/年，醫藥行業的用量將達到5500噸/年，4020的用量將達到2000噸/年，其總量將達到3000035000噸/年。所以在不遠的將來，我國MIBK的消費量將急劇增加。三 工藝技術方案1 國內外技術概況生產MIBK有多種方法，主要有丙酮三步法和丙酮一步法。目前一步法生產的MIBK占總產量的80%以上。在70年代以前，主要用丙酮三步法生產MIBK，但80年代后建成的MI8、BK生產裝置均采用丙酮一步法生產工藝。1.1 丙酮三步法 該方法是以丙酮為原料，經液相縮合、催化脫水和催化加氫后生成MIBK。整個生產工藝過程由上述三個工序組成，故稱之為丙酮三步法。主要反應方程如下：液相縮合 2CH3COCH3 CH3C(CH3)OHCH2COCH3催化脫水CH3C(CH3)OHCH2COCH3 CH3C(CH3)CHCOCH3+H2O催化加氫 CH3C(CH3)CHCOCH3 CH3CH(CH3)CH2COCH3由于各步反應條件不同，所用催化劑也不一樣，單程轉化率低(一般約15%)因此整個工藝流程長，能耗高，設備要求防腐，設備單位體積生產能力低，但該工藝也有其優點，既產品方9、案靈活，其中間產物雙丙酮醇和異丙義丙酮都可作商品。1.2 丙酮一步法這是一種較先進的工藝路線。其主要特點是利用高性能的催化劑一步完成丙酮縮合、脫水和加氫等反應過程，得到目的產物MIBK。其反應式如下：2CH3COCH3 CH3CH(CH3)CH2COCH3+H2O 該工藝具有流程短，投資少，轉化率高，成本較低等優點，是目前各國竟相發展的工藝。從應用普遍的Veba,Taxaco一步法及本項目中采用的工藝與三步法進行原材料、動力消耗比較可以看出，一步法在經濟上具有明顯的優勢。表2 各種方法原材料和動力消耗對照（以每噸MIBK計）三步法Veba一步法Taxaco一步法本工藝丙酮(t)1.421.3010、31.351.35氫氣(Nm3)674270242280冷卻水(t)5791001060工藝水(t)0.417-電耗(Kwh)309145150680蒸汽(t)12.132.364.913.02. 工藝路線的確定 本項目采用丙酮一步法生產MIBK。其技術來源于已工業化的成套技術。因此工藝的可靠性和安全性會得到有力的保障。3、生產規模及工藝流程(1) 生產規模和產品方案： 根據目前國內市場情況，確定本裝置生產規模為年產MIBK5000噸，全部作為商品出售。其產品質量指標如表3中所示：裝置年開工7000小時 裝置年需求丙酮6750噸裝置年需求氫氣1200000Nm3表3、 MIBK質量指標如下：序11、號指標名稱指標分析方法1色度(Pt-Co)152純度 wt%993沸程初餾點 干點 餾出體積，%114117954水份%0.15酸值%（以乙酸計）0.026不揮發物 %99.5%1350kg/t6750t外購氫氣98%25kg/t125t催化劑B6210.0013m3/t6.7m3撫研院燒堿42%0.002kg/t10000kg外購水60t/t3000萬噸本廠內電220/380v680Kwh/t340萬度本廠內汽0.8MPa13t/t65萬噸本廠內6 主要設備選型 該項目中主要設備是反應器和氫壓機。反應器根據該項目工業化的經驗，可采用列管式固定床。列管內徑和長度可選用與目前的工業化裝置一致。這12、樣就消除了因列管幾何尺寸變化所引起的放大效應。從目前工業裝置的使用情況來看，反應器的設計滿足了反應工藝的要求。 氫壓機和氫氣循環機這兩臺設備也都是由國內有經驗的專業廠家制作，從工業裝置的使用情況看出其性能良好。表5 反應器、壓縮機、塔類序號設備編號名稱簡要規格臺數材 質備 注1R101反應器11Cr18Ni9Ti6.0Mpa2C101氫壓機Q=6.0m3/min28.0Mpa3C102循環氫壓機Q=0.8m3/min26.0Mpa4C201輕組份塔理論板數421Q235常壓5C202 丙酮塔理論板數50 1Q235常壓6 C203干燥塔理論板數281Q235常壓7C204產品塔理論板數50 113、Q235常壓8C205廢水塔理論板數281Q235常壓表6 換熱器類序號設備編號 名稱規格及型號臺數材質1E101反應物冷卻器F=24m21Q2352E102輕組分塔再沸器F=48m21Q2353E103輕組分塔頂冷凝器F=60m21Q2354E104丙酮塔再沸器F=48m21Q2355E105丙酮塔頂冷凝器F=60m21Q2356E106干燥塔再沸器F=48m21Q2357E107干燥塔頂冷凝器F=48m21Q2358E108產品塔頂冷凝器F=16m21Q2359E109廢水塔再沸器F=48m21Q23510E110廢水塔頂冷凝器F=16m21Q23511E111涼水塔1玻璃鋼12E112熱14、水冷卻器F=12m21Q235表7 主要容器和泵類序號編號設備名稱規格及型號臺數材 質1V102氫氣柜V=250m31Q2352V105氫氣緩沖罐V=8m31Q2353V106新丙酮儲罐V=100m31Q2354V107丙酮計量罐V=8m31Q2355V108回收丙酮儲罐V=100m31Q2356V109回收丙酮計量罐V=8m31Q2357V110熱水箱V=8m31Q2358V111反應液分離器V=6m31不銹鋼9V113反應液儲罐V=100m31Q23510V116輕組分包裝罐V=8m31Q23511V122重組分罐V=8m31Q23512V125成品罐V=50m31Q23513V126次品15、罐V=50m31Q23514V130循環水箱V=12m31Q23515P101丙酮計量泵ZJ-3200/100-II216P102熱水循環泵217P103反應液泵218P104丙酮塔進料泵219P105輕組分塔回流泵220P106干燥塔進料泵221P107丙酮塔回流泵222P108廢水塔進料泵223P109產品塔進料泵224P110產品塔回流泵225P111抽真空水泵226P114循環水泵227P115回收液輸送泵228P116廢水輸送泵2四、 環境保護1 主要污染源及污染物 本裝置的廢液來源是反應生成的副產物及反應生成的水。反應經分離分別產生四股廢液：（1）少量輕組分（2）少量重組分（3）廢16、水（4）廢催化劑。2 資源的綜合利用和三廢治理方案根據國家有關政策，應盡量考慮到資源的綜合利用。輕組份主要是2-甲基戊烷和丙酮，是一種良好的溶劑，也是一種很好的燃料，可焚燒處理，也可外售。重組分主要是二異丁基酮和均三甲苯的混合物，是一種較好的油墨溶劑，可直接作為商品出售。也可摻入重油燃燒作燃料用。廢水是由合成反應本身產生的。脫水塔產生的廢水含有大量的有機物，因此為保證環保的要求，在工藝上專門增設一廢水塔進行處理。該廢水經共沸蒸餾后，可使塔釜廢水中的有機物含量小于0.1%，COD100ppm，達到國家排放標準（GB8978-88）的要求。廢催化劑中含有貴金屬可外售給冶煉廠回收。設計中對裝置排水采17、用清污分流的原則，以減少工業污水的排放量。在工藝設計中考慮在易揮發液體如丙酮和MIBK等貯罐上加噴淋降溫設施，以減少揮發損失，盡可能地降低因物料揮發對環境造成的污染，這也有利于工業衛生本著節約能源和資源綜合利用這個指導思想，裝置中設有水的循環系統，從而大大降低了水的消耗；同時蒸汽冷凝水部分做反應器冷卻水的補充水，也可作冬季車間采暖熱源，使冷凝水得到了利用。通過共沸蒸餾不僅使廢水達到國家排放標準，同時也回收其中的有機物減低了原材料的消耗。本項目是一個輕污染項目，三廢治理措施是合理可行的，能達到國家有關標準對三廢排放的要求。五、 勞動安全及工業衛生 生產所使用的原料丙酮、氫氣及產品甲基異丁基甲酮(18、MIBK)為低閃點易燃易爆液體或氣體。因此，在工藝方案及具體設計中將采取積極可行的措施，以控制和消除生產中的職業危害，保證廣大職工在生產過程的安全和健康。1 可能產生職業危害的物料性質1.1丙酮 無色、透明、易燃、易揮發的液體，能與水、酒精、氯仿、油類及其它一些碳氫化合物互溶，并能溶解油脂和橡膠。衛生容許最高濃度為0.4mg/l。其蒸汽與空氣混合能形成爆炸性混合物。明火及高熱極易引起燃燒。1.2 甲基異丁基酮(MIBK)無色透明液體，微溶于水，溶于酒精、苯等有機溶劑，為一級易燃品，遇高溫、明火、氧化劑有引起燃燒爆炸的危險。其蒸汽與空氣混合能形成爆炸性混合物。空氣中最高允許濃度為0.1mg/m319、。1.3 氫氣無色無味氣體，易燃燒并發生爆鳴，最易引爆濃度為24%（體積）。2、 安全衛生措施根據有并規范和標準，嚴格規定防火、防爆區域和等級，以及裝置的工業衛生等級，并據此進行各專業的設計。所有壓力容器上都設有安全閥，并在反應器上設置了壓力和溫度報警。對主要的溫度、液位采用自動聯鎖控制。在低沸點易揮發的液體儲罐上設冷卻水噴淋裝置。廠房采用敞開式框架結構，主裝置與輔助設施、主控室分開，以盡量減少可能發生危險時的危害面。設有為該項目服務的浴室，以便職工搞好個人衛生。界區內設環形消防道和消防水網。通過采取一系列合理的安全衛生措施，能有效地避免可能發生的火災、爆炸等危險事故的發生，達到對車間生產安全20、和衛生的要求。六、 勞動定員該項目建成后以廠的形式組織生產經營活動。據此進行勞動定員的編制。生產制度實行四班三運轉。表8 勞動定員表序號工種定員班制備注1操作工204高中文化2分析工94高中文化3包裝工21初中文化4預備工21高中文化5維修工111高中文化6組長54高中文化7工藝工程師21大專以上文化8管理及其它161中專以上文化9合計67七、總投資估算(1) 投資估算內容5000噸/年MIBK生產裝置的投資估算是以圖1所示的MIBK簡化工藝流程為基準，并參照國內MIBK工業生產裝置及有關資料進行的。投資估算主要包括如下內容：5000噸/年MIBK生產裝置的建設費用；分析、辦公、維修等輔助生產21、系統建設費用；水、電、外管、總圖等公用工程建設費用；技術使用費和設計費；建設單位管理費；生產職工培訓費；電力增容費；工程建設投資預備費以及建設期貸款利息。（2） 投資估算編制方法及說明該項目有關估算依據化工部有關規定編制。其中工藝設備費參考同類設備報價或訂貨價測算；其它設備按同類型裝置所占比例估算；安裝費按同類型裝置所占設備購置費的比例估算；其它費用的計取，按化工部工程建設其它費用取費標準中有關規定并根據現有工業裝置的實際情況作了適當調整。（3） 投資估算 1、建設投資估算：該項目建設投資估算值為2144萬元。其中70%的資金靠貸款解決，建設期貸款利息為122萬元，計劃建設期一年。 2、流動資22、金估算：流動資金按正常生產年份總成本的25%計算，估計值為536萬元。 3、項目總投資估算為2680萬元，其中建設投資額2144萬元，流動資金536萬元。投資估算情況詳見表9表9 建設投資估算表 （單位：萬元）序號項目或費用名稱設備費安裝費建筑費其它費合計一 1二 1三 1 2 3 4第一部分：工程費用主要生產裝置小計甲基異丁基酮裝置輔助生產項目小計分析、維修公用工程小計供排水供電總圖外管937814814525271135835527627616166328532849292119119736165115761182118218718720721825153 1 2 3 4第二部分：其它費用23、建設單位管理費生產職工培訓費設計費電力增容費1653020556016530205560一、二部分合計9373552841651741 1 2第三部分：預備費常規預備費價差預備費281160121281160121建設期貸款利息122122總估算9373552845682144八、經濟效益及投入產出預測1、生產成本估算生產成本估算是按中石化總公司(86)規定中國石油化工工程項目可行性編制暫行規定編制。(1)固定資產成率按建設投資的96計取。(2)固定資產折舊年限 15年。(3)固定資產凈殘值率 5。(4)大修基金提取率 3。(5)原料及主要材料價格：均按市場價格計算。 (6)水電汽等價格：場按24、市場價格計算。 (7)車間管理費按下式計算：（主要原材料費輔助材料費生產工人工資折舊大修基金）2。 (8)企業管理費計取方法：按制造成本的10計取。 (9)生產工人工資及附加費：生產工人工資及附加費生產定員。 (10)銷售管理費計取方法：按產品銷售的1.285計取。 在生產成本估算中，生產負荷以100為基準，其結果見表10、表11。2、銷售收入估算本項目的主要產品MIBK是重要的有機溶劑，預計本項目投產時，國內MIBK的價格可在1.11.2萬元/噸之間。計算時取11000元/噸作為MIBK的評估價。根據上述產品價格，計算的產品銷售收入為：4400萬元。扣除產品稅及成本后所得利潤為：詳見表12。25、表10 生產成本估算 價值單價：元 項目或費用名稱單價消耗定額單價70%負荷100%負荷丙酮氫氣包裝原材料小計4500200001.350.025噸噸6075.00504.00156.006735.006075.00504.00156. 006735.00水電蒸汽燃料動力小計0.350.50356068013噸度噸 21 34045581621340455816工資及附加費246217車間經費240180車間成本80377948管理費用804795工廠成本88418743銷售費用113113銷售成本89548856 表11 工廠成本名稱總計（萬元/年）產品單耗：元/噸MIBK原料269467326、5公用工程326.40816合計（可變成本）3020.47551工資及附加86.8217管理費用303.6759銷售費用45.2113合計（固定成本）435.61089工廠成本3410.88527銷售成本34568640 表12 利稅計算表項目名稱金額(萬元)備 注1銷售收入3760.7(扣除稅后)2銷項稅額639.33銷售成本2953.8(扣除稅后)4進項稅額4585凈 利 潤806.96銷售利稅988.23、投資效益及現金流量計算投資效益投資利潤率39.79內部收益率41.5% 現金流量計算本項目計算期按16年考慮，其中建設期為1年，生產經營期為15年，現金流量按項目最大償還能力計算，折現27、率為13。在項目最后一年考慮殘值和流動資金回收（現金流量計算表略）。根據現金流量計算結果，本項目靜態回收期為2.84年，動態回收期為3.97年。綜上所述，該項目具有可觀的經濟效，并且對其原料價格和產品價格的變化也有一定的承受能力，具有開發價值。同時該項目投產后，不僅可填補國內MIBK大規模工業生產的空白，也可以推動其后續加工工藝如4020的發展，因此也有良好的社會效益。 4、不確定性分析 盈虧平衡分析 年銷售收入 4400萬元 年稅金 181.3萬元 可變成本 3020.4萬元 固定成本 435.6萬元 盈虧平衡點: 435.6 X=100=36.35% 4400-181.3-3020.4目 28、錄第一章 總論. .11、項目名稱及承辦單位.12、編制依據. .43、編制原則.54、項目概況. .65、結論.6第二章 項目提出的背景及必要性.81、項目提出的背景.82、項目建設的必要性.9第三章 項目性質及建設規模.131、項目性質.132、建設規模.13第四章 項目建設地點及建設條件.171、項目建設地點.172、項目建設條件.17第五章 項目建設方案.251、建設原則.252、建設內容.253、工程項目實施.33第六章 節水與節能措施.371、節水措施.372、節能措施.38第七章 環境影響評價.391、項目所在地環境現狀.392、項目建設和生產對環境的影響分析.393、環境保護措29、施.404、環境影響評價結論. 42第八章 勞動安全保護與消防.441、危害因素和危害程度.442、安全措施方案. .443、消防設施.45第九章 組織機構與人力資源配置.461、組織機構.462、組織機構圖.46第十章 項目實施進度.481、建設工期. .482、項目實施進度安排.483、項目實施進度表. .48第十一章 投資估算及資金籌措.491、投資估算依據.492、建設投資估算.493、資金籌措方案.50第十二章 經濟分析.521、國民經濟評價.52第十三章 社會評價.541、項目對社會的影響分析.542、互適性分析.553、社會風險分析.554、社會評價結論.56第十四章 工程招標.571、發包方式.572、招標組織形式.573、招標方式.584、本項目招標形式和招標內容.58第十五章 結論與建議.6012.1結論.6012.2 建議.60