年产6万吨甲缩醛项目可研报告

年产6万吨甲缩醛项目可研报告第1页共25页可行性研究报告项目名称：环保型甲缩醛项目项目规模：年产6万吨甲缩醛山东圣雪龙化工有限公司2010年6月年产6万吨甲缩醛项目可研报告第2页共25页目录1．项目建设的意义2．生产状况及市场3．产品方案和生产规模4．国内现有甲缩醛工艺技术5．采用的新工艺6．新工艺与现有工艺优点对比7．原材料和公用工程8．厂址和建厂条件9．环境保护10．工厂组织、劳动定员及培训11．项目实施初步规划12．投资估算及财务分析13.编制依据编制原则14.建议及结论年产6万吨甲缩醛项目可研报告第3页共25页1、项目建设的意义甲缩醛，英文名称为Methylal，学名二甲氧机基甲烷。甲缩醛是一种无色透明易挥发和燃烧的液体，具有氯仿气味，能溶解在三倍于它与甲醇、水组成的三元共沸物。甲缩醛具有优良的理化性能，良好的溶解性、低沸点（42.3℃）、与水相溶性好，能广泛应用于化妆品、药品、家庭用品、工业汽车用品、杀虫剂、皮革上光剂、橡胶工业、油漆、油墨等产品中，也由于甲缩醛具有良好的去油污能力和挥发性，作为清洁剂可以替代F11和F113及含氯溶剂，因此是替代氟里昂，减少挥发性有机物（VOCs）排放，降低对大气污染的环保产品。甲缩醛作为一种甲醛下游产品，它的制法和应用技术都在继续发展。特别在石油资源不足、供求矛盾日益加剧的今天，甲缩醛作为天然气和煤化工的衍生产品之一，在用做甲醇基燃料、柴油改性添加剂方面以及用作燃料电池的液体燃料应用领域中，都已引起国内外的广泛关注。甲缩醛蒸气与空气形成爆炸性混合物。遇明火、高热及强氧化剂易引起燃烧。与氧化剂接触会强烈反应。接触空气或光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。甲缩醛燃烧（分解）产物为一氧化碳、二氧化碳。甲缩醛能与醇、醚、丙酮有机溶剂混溶。作为溶剂，甲缩醛能溶解树脂和油类，溶解能力好于乙醚、丙酮。甲缩醛能与甲醇的共沸混合物能溶解含氮量高的硝化纤维素。16℃时甲缩醛在水中的溶解度为32.3%（质量分数）；水在甲缩醛中的溶解度为4.3%（质量分数）。根据甲缩醛溶解特性，它可年产6万吨甲缩醛项目可研报告第4页共25页作为卤素烃溶剂的代用品。由于甲缩醛与许多溶剂的互溶性好，尤其是与LPG（液化石油气）、DME（甲醚）的相溶性比较好，且沸点低，对提高气雾剂的蒸气压和雾化率十分有利。甲缩醛具有优良的水溶性，是开发水基型气雾剂的理想原料。甲缩醛的应用领域简介1、在杀虫剂配方中的应用。在杀虫剂配方中大多采用胺菊脂、氯菊脂、高效氯氰菊脂、溴氰菊脂类似杀虫菊脂，它们在脱臭煤油及水基中很难溶解，因此往往先用助剂，如二氯甲烷、二甲苯、丙酮及异丙醇进行溶解后再配制杀虫剂。甲缩醛、乙缩醛对拟除虫菊脂的溶解性比上述溶剂要好，且无毒，不对环境造成危害，成本低，可替代上述溶剂在杀虫剂配方中使用。甲缩醛使用在杀虫剂配方中，其商品名为BC—203环保溶剂，安徽含山宝洁尔洗涤用品公司分装销售，每公斤12元（不含运费），利润相当可观。2、在皮革上光剂、汽车上光剂配方中的应用。皮革上光剂的配方一般采用少量的固体蜡、微晶石蜡、蜂蜡、巴西棕榈蜡等，采用二氯甲烷、溶剂汽油、松节油等来溶解往往比较困难，且容易分层，使产品质量不稳定。使用甲缩醛后，可以改善溶剂性能，提高质量，且挥发快，使用方便，并能显著提高其产品质量。在汽车上光剂配方中也存在同样情况，特别是甲缩醛的水溶年产6万吨甲缩醛项目可研报告第5页共25页性，对提高乳化蜡的稳定性起很大作用。3、在空气清新剂配方中的应用。目前市场上出售的空气清新剂中的香精通常用乙醇作为溶剂使其溶解后与丙、丁烷互溶，丙、丁烷作为气雾喷射剂。但使用较多的乙醇会影响清新剂的气味。采用甲缩醛代替乙醇，可使香精的溶解性能大大改善，乙醇用量减少，并可提高清新剂的香味，减少VOCs的排放。特别是对“干”雾型空气清新剂，使用少量的甲缩醛就可使香精与丙、丁烷互溶，更能体现干雾型的干。4、在彩带配方中的应用。目前在彩带配方中主要采用高分子聚丙烯酸酯类固体原料，原配方中采用F11作溶剂。随着氟里昂的禁用，采用甲缩醛代替F11势在必行，并可使其固体的溶解性和挥发性得到改善，达到溶解性好、挥发性快的目的。5、在电子元件清洗剂配方中的应用目前生产中大多采用F11及F113作主要原料，随着氟里昂的禁用，亦将被缩醛产品所替代。复配成电子清洗剂，具有良好的去油、去污、去松香能力，在常温下具有良好的挥发性，与大多数有机溶剂相溶性好、与水部分相溶，对人体无毒害，不破坏臭氧层，能广泛应用于电子、精密机械、精密仪器的制造过程中的清洗，可替代氟里昂（CFC-11、CFC-13）、四氯化碳（CTC）、三氯乙烯、三氯乙烷（TCA）等含氟、含氯溶剂，也可替代乙醚、无水酒精及丙酮等有机挥发溶剂。适用清洗范围：a.彩色显象管、液年产6万吨甲缩醛项目可研报告第6页共25页晶片制造工艺。b.电真空器件制造工艺。c.半导体器件制造工艺。d.精密机械零件。e.各种电器产品的精密部件，如：机芯、磁头、磁鼓、波导元件、光学零件仪表零件等。f.无线电及电子工业的各种元件，如：片状薄膜组件、片基、全频道电子调谐器零件。g.家电维修的PCB清洗。为克服甲缩醛沸点低的缺陷，可与乙缩醛复合使用。6、涂料行业中的应用。缩醛溶解性很强，无毒，可以替代苯、甲苯、二甲苯、丙酮等溶剂，它与乙醇、酯类或酮类混合可使溶剂起到增效作用，这些特点使它特别适于作油漆及清漆的配方，胶水与粘合剂、油墨及各种气雾剂产品中的添加剂（溶剂），使其产品获得更加优良的分散性和相均匀性。缩醛产品特别适用于水性涂料的溶剂和气雾剂。水性木器涂料包括水性聚氨酯、水性醇酸漆、水性环氧树脂漆和水性丙烯酸树脂涂料等。其中水性聚氨酯涂料应用较为广泛。2004年，欧洲水性聚氨酯涂料需求量已超过10万吨，市场占有率20%。我国水性聚氨酯涂料市场发展缓慢，总产量也仅有1000吨左右，在家装市场占有率不到2%，在家具行业中应用还是空白，但市场潜力十分巨大，乐观估计，到2010年我国水性木器涂料在涂料市场的占有率可望达到20%，达到欧洲现今水平。甲缩醛更适合于喷漆的生产，乙缩醛更适合于涂刷型油漆的生产，完全取代苯和甲苯等高毒性溶剂。年产6万吨甲缩醛项目可研报告第7页共25页目前看来，甲缩醛有可能成为水性涂料溶剂替代的最佳选择之一。7、汽、柴油添加剂的应用。汽、柴油在我国液体燃料的消费中最大且污染严重。为改善汽、柴油的燃烧性能、减轻对空气的污染，国内外学者都在研究应用含氧化合物（如碳酸二甲酯DMC、二甲醚DME、甲缩醛DMM、醋酸乙酯等）作汽、柴油添加剂。其中最有希望在工业上应用的则是DME和DMM，后者在某些方面远优于DME。通过发动机台架实验结果表明，在汽、柴油中添加5%---10%甲缩醛可改善汽、柴油的雾化、发动机炭烟排放明显下降、大幅降低NOx排放、热效率有明显提高，为降低柴油机有害排放物提供了一种新的添加剂。8、缩醛可用于脂、蜡、硝基纤维、天然树脂、松香、妥尔油、大多数合成树脂、聚苯乙烯、醋酸乙烯聚合物及共聚物、聚酯、丙烯酸酯、偏丙烯酸酯、聚胺树脂、环氧树脂、氯化橡胶等作定量溶解用。以甲缩醛配制的喷枪水是新一代的环保产品，它具有无毒、对环境无污染，且对棉、麻、毛、晴及混纺织物上的油渍油较强的去污力，经上海市化学品毒性检定所参照DB31/21（日用工业产品安全卫生质量通用技术要求）对皮肤、口入、眼膜和致癌物质进行检测，检测结果评价：“对照本产品与国际同一产品标准相近，按化学品分级属无毒类。经市场调查，目前针织厂、羊毛衫厂所使用的喷枪（油）水大多是三氯乙烯、三氯甲烷、四氯化碳年产6万吨甲缩醛项目可研报告第8页共25页等组成的化合物或是乙醚。上述物质对环境、人体均有一定的危害，且价格昂贵。以甲缩醛生产的喷枪水，由于价格均低于上述三种产品价格，因而可以降低用户生产成本，同时它具有上述产品相同的去污能力，是含氯、含醚喷枪（油）水的替代品，它的开发有效地减少了挥发性有机物排放，降低了对大气层的破坏。对保护环境有着十分重要的意义。9添加剂将少量甲缩醛与乙醇、酯或酮混合可使溶剂得到增效作用。甲缩醛的这个特点使它特别适于作为油漆及油漆配方、胶水与胶黏剂、油墨及各种气雾剂产品中的添加剂，使产品获得优良的均匀相。目前合成甲缩醛，可采用间歇工艺、半连续工艺、连续工艺和催化反应精馏工艺四种方法。1）间歇工艺在反应釜中一次性加入按一定配比计量的甲醇和甲醛水溶液，反应釜设有换热、冷却夹套和磁力搅拌装置，以保持反应过程温度恒定和催化剂充分悬浮分散。为避免反应物料损失，反应釜上方设有回流冷凝装置，冷却介质用工业酒精。物料加好后加热至反应温度，在搅拌下瞬间加入一定量催化剂（5—7%），反应开始进行，待反应终止冷却放料至精馏系统，采用蒸馏制得甲缩醛产品。该工艺转化率低于50%，大量的未反应的甲醛和醇仍然需要返回反应系统。年产6万吨甲缩醛项目可研报告第9页共25页2）半连续工艺在带有精馏塔的反应釜中按一定比例加入甲醛和醇作为底料，并加入需要量的催化剂，升温至85∼95℃，待塔顶出现回流时，连续向反应釜中加入一定比例的甲醛和醇，控制合适的回流比连续采出缩醛产品，当塔釜温度超过95℃时停止采出，放掉釜内残液，即可进行另一轮操作。该工艺所得产品纯度在85%左右，由于甲醛带进系统的水和反应生成的水在反应釜内累计，需定期排放以维持系统的水平衡。3）连续合成工艺该工艺是将两个或多个且每个都充填固态酸性催化剂的反应器连接到单个蒸馏塔上。含有甲醇、甲醛和水的溶液在反应器中与固态酸性催化剂进行固～液接触，催化产生甲缩醛。从反应器中循环出来的含有甲醇、甲醛、水和甲缩醛的溶液再与蒸馏塔中的蒸汽进行气～液接触，接触后的蒸汽再与蒸馏塔较高级反应器内循环出的溶液再一次进行气～液接触。随着蒸汽通过这一连续的气～液接触塔级，蒸汽相中的甲缩醛浓度逐步增加。按照这种方法，获得的甲缩醛的产率以甲醛进料计为90％。装置是由多段式蒸馏塔和多个反应器串联而成的；塔的中部设置有塔级。在每个反应器中，含有甲醇、甲醛、水和生成的甲缩醛的溶液在泵的驱动下进行循环以使其与催化剂进行固～液接触。由反应器流出的液态组分返回蒸馏塔，保持塔顶温度在42℃，由塔顶采出缩醛馏分，并将其贮存于产品储槽中，未反应的甲醛和副产物水从精年产6万吨甲缩醛项目可研报告第10页共25页馏塔的底部排出。进料配比通常甲醇的用量至少等于它对甲醛的化学计量比为2：1．较佳的甲醇用量，为化学计量值的2.1～2.2，最佳范围为2.05～2.15，进料量控制循环在反应装置中的溶液的量以每份重量甲缩醛蒸汽计，其范围通常为2～100份重量，最好在25~50份重量。反应温度的控制通常在45~90℃范围内，而且随循环在反应器装置中溶液的组分以及蒸馏塔内的操作压力而稍有变化。一般而言，越靠近蒸馏塔的顶部，循环在反应器中的溶液的温度越低。例如：在具有七个反应装置的体系中，操作温度分别为：45～7O℃；55～75℃；6O～85℃；65～85℃；70~90℃和75~95℃范围。上述第一个温度范围是位置最靠近蒸馏塔顶端的反应器装置的，最后一个温度范围是位于最远离蒸馏塔顶端的反应装置的。催化剂用量的选择，强酸性阳离子交换树脂的固态酸性催化剂用量在一个反应器中以每份重量来自蒸馏塔顶端回收的甲缩醛蒸汽计是0.O2～2份重量。较佳范围为0.05～1份量。具有多个与蒸馏塔连接的反应器装置的体系可以连续长期操作，反应器装置可以使进料强制循环，固态酸催化剂可以很容易地与含有未反应的甲醇、甲醛和水的溶液分离。如果安装了垫板反应器装置，可使一些反应器装置停止运转以使催化剂再生、转化和回收而不使甲缩醛的制备中断。4）催化反应精馏工艺年产6万吨甲缩醛项目可研报告第11页共25页催化精馏技术是指一个系统可将化学反应和混合物精馏集于一体的操作。它具有转化率高、选择性好、能耗低、产品纯度高、易操作和投资少等一系列特点。在同一精馏塔内装填多段催化填料。塔顶有一可控制回流比的冷凝收集器，塔底装有再沸器。进料口设置在塔身，原料由计量泵计量进料，以保证原料按规定的配比加入塔内。将强酸性大孔