京博石化13.5万吨甲基丙烯酸甲酯项目4-创新性说明书.doc

京博石化13.5万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目

京博石化13.5万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目

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京博石化13.5万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目

创新性说明书

团队名称：烯科卓越

指导老师：汪广恒李建伟杨宝华

团队人员：黄洪许争杰张晓璐刘枳均王一飞

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西安科技大学-点化蔚蓝团队

西安科技大学-点化蔚蓝团队

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章生产技术及分离技术创新 2

1.1原料来源和产品选择 2

1.2工艺技术创新 3

1.2.1工艺技术选择 3

1.2.2异丁烯选择性氧化催化剂创新 3

1.2.3异丁烯选择性氧化工艺创新 4

1.2.4共沸精馏分离MMA与水 4

1.3节能减排 5

第二章过程节能技术创新 6

2.1换热网络集成优化 6

2.2相变潜热的热泵精馏利用技术 7

第三章新型过程设备应用技术创新 9

3.1螺旋折流板管壳式换热器的应用（换热设备） 1

3.2新型过滤机的应用（分离设备） 3

3.3BH高效填料的应用（分离设备） 4

3.4新型隔膜泵的应用（分离设备） 5

第一章生产技术及分离技术创新

1.1原料来源和产品选择

目前我国有很大一部分C4资源用来合成MTBE（主要用于燃料油添加剂），中国作为积极倡导和参与全球环境治理的负责任大国，在发展清洁能源汽车领域已走在了世界前列，在大力推广新能源汽车的同时，也采取了有效措施改进现有燃油汽车的排放问题，其中之一即是于2020年在前全国推广使用乙醇汽油，这就意味着我国不再需要MTBE作为燃料油添加剂，那么石油化工界面对着两个主要问题：

一：降低MTBE装置的开工率，此时C4资源过剩；

二：保持MTBE装置的开工率，此时MTBE产品过剩。

本项目的创新点是使用MTBE裂解得到的高纯异丁烯生产甲基丙烯酸甲酯（MMA），既能保持MTBE合成装置的开工率的同时还能利用（MTBE的原料）生产有用的下游产品，在当前车用燃料油和燃料油添加剂需求大幅减少的背景下，这是处理石油和石油加工产物方面的相关馏分资源的一大亮点。

甲基丙烯酸甲酯是一种重要的有机化工原料和化工产品，主要用于生产有机

玻璃、聚氯乙烯助剂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯共聚物和用作睛纶生产的第二单体，也可用作树脂、胶勃剂、涂料、离子交换树脂、纸张上光剂、纺织印染助剂、皮革处理剂、润滑油添加剂、原油降凝剂，木材和软木材的浸润剂、电机线圈的浸透剂、绝缘灌注材料和塑料型乳液的增塑剂等，用途十分广泛，截至目前，甲基丙烯酸甲酯的价格为23000元/吨，并且市场需求量大，具有广阔市场前景，其优势可见设计文档《1-项目可行性研究报告》。MMA最主要用途是生产PMMA，近年来，随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，消费增长很快。但由于我国产品品种单调，数量较少，质量较差，不能满足国内市场需求，导致进口量逐年大幅增长。

同时，本项目使用的辅助原料为甲醇，甲醇目前的市场处于过饱和状态，本项目还可以缓解目前甲醇产能过剩的局面。

1.2工艺技术创新

1.2.1工艺技术选择

本项目选择采用日本旭化成公司的异丁烯氧化法技术—直接甲基化工艺，目前我国生产MMA的主要工艺为ACH法，该法该工艺原料供应困难，受上游丙稀睛装置影响较大。丙酮氰醇原料需由丙稀睛装置副产的来生产，供应严重不足，而本项目原料高纯异丁烯来自过剩的MTBE裂解，不存在原料供应困难的情况，与我国其他生产MMA企业具有原料来源充足的优势；同时ACH法生产工艺中丙酮氰醇毒性大，产生的酸性废水量大，腐烛性大，而本项目采用的工艺不存在这些问题，所以本项目相比我国其他生产MMA的企业具有环保优势。生产MMA的主要工艺还有德国巴斯夫（BASF）公司开发乙烯羰基化工艺，但是该工艺的工艺流程长，投资过高的缺点，本项目的工艺较乙烯羰基化工艺具有工艺流程短，投资较低等优点；另外，相比两部氧化的异丁烯法，直接甲基化工艺将“两步氧化”工艺的后两步合并为一步,甲基丙烯醛(MAL)直接氧化酯化为MMA，新工艺不经过MAA步骤,有效地避免了MAA聚合等副反应还简化了工艺过程,降低了能耗,从而大幅度降低了投资成本和操作费用,使异丁烯原料路线更具竞争优势，这是工艺的又一创新。

1.2.2异丁烯选择性氧化催化剂创新

本项目采用中国科学院过程工程研究所研发的钼-铋-锑复合氧化物催化剂，该催化剂采用新的制备方法和对催化剂组成的改进,使得异丁烯在380℃生产甲基丙烯醛过程中,异丁烯的转化率可达到98.5％,甲基丙烯醛的选择性可达到91.2％,收率为89.83％,使得该催剂用于异丁烯氧化到甲基丙烯醛的生产过程中,不仅降低了反应温度而