5000吨年丙酮合成甲基异丁基酮(MIBK)生产装置可行性研究报告(3)

压力MPa 5.0～6.0 空速h-1 1.0 氢/油(V) 400～700 丙酮单程转化率mol％ ≥35 MIBK选择性mol％ ≥92

催化剂采用×××××生产的催化剂，其寿命为半年，年需求6.70m3。

4、 工艺流程及主要控制方案说明 4.1 工艺流程简述

工艺流程图见图1，主要工艺装置、设备的简要规格、数量及材质见表5、表6、表7：

原料丙酮和氢气经预热到100℃后进入装有B621催化剂的固定床反应器中进行反应，反应温度控制在110～150℃。反应液经冷却后分离，气相为氢气经循环机增压后循环使用。液相则进入分离系统进行分离。首先进入轻组分塔，塔顶为低沸物2-甲基戊烷，集中装桶后送去焚烧；塔釜液被送入丙酮塔，从塔顶得到丙酮，其纯度大于99%被循环使用；丙酮塔釜液进入脱水塔，塔顶得到废水去废水塔蒸馏，回收其中的有机物后排放，塔釜液主要含MIBK和重组分，被送入产品塔，从产品塔顶得到纯度大于99%的MIBK产品，塔釜液可作溶剂外售或送去焚烧。

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4.2 主要控制方案说明

整个生产工艺中自控有两个重点，一是反应温度和压力的控制，二是丙酮塔的操作控制。

合成MIBK的反应是个较强的放热反应，而催化剂的使用温度不得超过145℃，一般控制床温在115～135℃。工艺中通过热水循环实现床温的控制。为了尽可能的消除反应器的轴向温差和保证床温的平稳，设计时一般采用较大的循环热水量。反应床压为6.0MPa将由补充的新鲜氢气来控制，低压新氢被增压至8.0MPa，然后减压至6.0MPa后进入反应床以维持床压在6.0MPa，这种控制方案在现行的MIBK工业生产装置上证明是行之有效的。

丙酮塔的操作控制与一般塔的控制一样，通过调节塔釜采出量控制塔釜液位，通过调节再沸器的加热蒸汽量控制塔釜温度，通过回流量和温度来控制塔顶组成。从工艺要求来看，可采用III型仪表。

5、原、辅材料及动力消耗供应

表4 原、辅材料及动力消耗供应 名称 丙酮 氢气 规格 >99.5% >98% 消耗定额 1350 25 单位 kg/t kg/t 年用量 6750t 125t 来源 外购 11

催化剂 烧碱 水 电 汽 B621 >42% 220/380v >0.8MPa 0.0013 0.002 60 680 13

m3/t kg/t t/t Kwh/t t/t 6.7m3 10000kg 抚研院 外购 3000万吨 本厂内 340万度 65万吨 本厂内 本厂内

6 主要设备选型

该项目中主要设备是反应器和氢压机。反应器根据该项目工业化的经验，可采用列管式固定床。列管内径和长度可选用与目前的工业化装置一致。这样就消除了因列管几何尺寸变化所引起的放大效应。从目前工业装置的使用情况来看，反应器的设计满足了反应工艺的要求。

氢压机和氢气循环机这两台设备也都是由国内有经验的专业厂家制作，从工业装置的使用情况看出其性能良好。 表5 反应器、压缩机、塔类 序号 设备编号 名称 简要规格 台数 材 质 备 注 12

1 R101 反应器 1 1Cr18N6.0Mpi9Ti a 8.0Mpa 2 C101 氢压机 Q=6.0m3/min 2 3 C102 循环氢压机 Q=0.8m3/min 2 6.0Mpa 4 C201 轻组份塔 理论板数42 1 Q235 常压 5 C202 丙酮塔 理论板数50 1 Q235 常压 6 C203 干燥塔 理论板数28 1 Q235 常压 7 C204 产品塔 理论板数50 1 Q235 常压 8 C205 废水塔 理论板数28 1 Q235 常压

表6 换热器类 序号 设备编号 名称 规格及型号 台数 材质 13

1 E101 反应物冷却器 F=24m2 1 Q235 2 E102 轻组分塔再沸器 F=48m2 1 Q235 3 E103 轻组分塔顶冷凝器 F=60m2 1 Q235 4 E104 丙酮塔再沸器 F=48m2 1 Q235 5 E105 丙酮塔顶冷凝器 F=60m2 1 Q235 6 E106 干燥塔再沸器 F=48m2 1 Q235 7 E107 干燥塔顶冷凝器 F=48m2 1 Q235 8 E108 产品塔顶冷凝器 F=16m2 1 Q235 9 E109 废水塔再沸器 F=48m2 1 Q235 10 E110 废水塔顶冷F=16m2 1 Q235 14

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