独山子石化年产6.5万吨环氧丙烷项目 投产。该工艺采用管式反应器,在中温、低压和液相条件下,在甲醇溶剂中用过氧化氢催化丙烯环氧化生产PO。BASF公司为了解决工程放大中可能出现问题, 曾于2000年在路德维希建100t/a HP-PO工艺中试装置。DOW-BASF的HP-PO工艺流程示意见图3。
图3 陶氏-巴斯夫HP-PO工艺流程示意图
韩国聚酯薄膜生产商SKC公司从德国Degussa公司/伍德公司(UHDE)购买HP -PO技术专利在韩国蔚山(Ulsan)建成100kt/aPO生产装置并于2008年建成投产。据德国该公司化工销售总经理Klaus Engel博士介绍, 目前这一新装置已达到满负荷运行。而SKC公司负责人表示希望在2009年内将此装置生产能力再提高,主要想通过流程等的改进来提高生产效率。该工艺是丙烯和H2O2先在催化剂床层进行环氧化,再经分离、PO精制及甲醇回收精制。据伍德公司负责人介绍,与传统的PO工艺相比, HP-PO技术的最大优点在于投资和成本可减少25%。同时废水排放可减少70%～80%,能耗可减少35%。该工艺装置占地面积非常小,所需配套设施亦较少。其最大特点在于生产过程中只产生PO和水, 而不产生副产品。伍德公司S.Rauch等人将于2009年5月在德国法兰克福的国际ACHEMA化工、环保、生化技术展览会上介绍此生产工艺。由于该工艺流程较联产法为简单, 投资亦较少，没有污染，又省能耗。所以全球有关PO厂商均乐意选用该工艺。据悉最近南非Sasol公司拟采用此技术建PO装置，还有公司想用该技术并按市场需求来进行扩建。当然采用该法必须解决H2O2的供应来源问题，因每生产1t PO要消耗0.7t(折成100%)H2O2。
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独山子石化年产6.5万吨环氧丙烷项目 此外，Lyondell公司近年采用丙烯、氢气和氧气直接氧化法工艺,并在美国宾夕法尼亚州新建1套10kt/a中试装置。该工艺比以H2O2为氧化剂的HP-PO直接氧化法将更具竞争优势。由于它不需先建H2O2 装置,使投资会更少,但生产安全性要求十分严格。另外,赢创( Evonik )公司与Head Water公司近期合作研发了一种新的H2O2生产工艺,利用催化技术直接合成过氧化氢,计划在2009年底将此直接合成过氧化氢的生产技术商业化。 1.5.2 国内
国内近年来对用H2O2直接氧化丙烯法生产PO亦进行开发研究,由中科院大连化物所、大连理工大学、华南理工大学和上海石油化工研究院等开展了用过氧化氢直接氧化丙烯生产PO法工艺技术研究工作。该工艺采用一种反应控制相转移的含钨催化剂[C5H5NC16 H33]3 [ PO4(WO3)4 ]，它起初不溶于有机溶剂,但在过氧化氢存在下，形成可溶性的活性物质，使丙烯催化环氧化。当过氧化氢消耗完，催化剂又成为不可溶性,使其回收得以简化。反应产物仅为PO和水。典型的反应条件为65℃、6h、PO产率为85%。催化剂回收率为90%。经几次反应循环后，仍能保持催化剂性能，该工艺可望在不久将来推向工业化应用。在此基础上，将蒽醌法制H2O2 过程与反应控制相转移催化丙烯环氧化反应耦合，开发出弥补传统氯醇法和联产法工艺污染环境和联产副产品的销路等缺陷，成为既经济又环境友好的环氧丙烷生产新技术。该方法利用工业生产的H2O2，在磷钨杂多酸盐催化下不经分离直接用于丙烯选择性环氧化。所用的磷钨杂多酸盐催化剂在H2O2的作用下转变为可溶, 在均相条件下催化丙烯环氧化;随着反应进行,当H2O2完全消耗时,催化剂又从反应体系中析出,易于分离回收再用,从而解决了反应过程中长期悬而未决的技术难题。另据介绍,研究人员还借助氧气、氢气体系,直接转化丙烯生成环氧丙烷, 整个过程只消耗H2O2 和丙烯,所得产品几乎完全为环氧丙烷和水。该工艺典型的反应条件为65℃、6h、丙烯转化率可达89%、生成环氧丙烷的选择性为95%，几乎无副产物生成。该项目已取得了5项国内专利授权, 同时申请了1 项国际专利,2004年曾获辽宁省技术发明一等奖，专家鉴定认为该成果整体居于国际先进水平。
1.6 本厂建设意义
随着国际石油价格大幅走高及石油产品大量消费导致生态环境的不断恶化,
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独山子石化年产6.5万吨环氧丙烷项目 各国纷纷制定相应发展计划, 生物能源对于经济和社会可持续发展的战略意义日益增大。对于消费量大的基础有机化工原料环氧丙烷（PO）来说，由丙烯经双氧水催化氧化合成，即HP-PO法生产环氧丙烷（PO），是很有诱惑力的路线。HP-PO是当今无污染、无副产品的先进PO生产工艺，具有流程不复杂，条件温和，工艺简单，产品单一，又无污染环境友好，且成本较低，投资相对少，能耗亦低，原子经济利用率高达76.9% 等特点，是环氧丙烷合成技术的发展方向。 因此它具有很大的市场潜力。HP-PO的合成工艺在国外已有工业化，但在国内还处于小试阶段，对于现在需求量比较大的中国来说，光靠进口已经很难实现了，中国又是一个能源大国，为了充分利用我国资源，现在积极开发HP-PO的生产技术已经是势在必行的了，这对于长期发展有重要意义。
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独山子石化年产6.5万吨环氧丙烷项目 第二章 设计规模和方案确定
2.1 设计规模
2.1.1 设计原则
建设规模的确定是根据产品及厂区的特点而定，可以归结为以下这些方面：
（1）考虑国家、地区经济的发展。建厂前要考虑国家及当地经济的发展计划，保证国民经济的结构有序发展，综合考虑，全面发展。
（2）政府政策影响。国家鼓励具有重大意义的生物能源及生物化工生产技术的产业化示范，以增加技术储备，对示范企业予以适当补助；对国家确实需要扶持的生物能源和生物化工生产企业，将给予税收优惠政策，以增强相关企业竞争力。
（3）市场需求量。市场的需求量是产品生产的前提，市场的需求量也是产量的确定的一个重要依据。供过于求是建厂最忌讳的，要根据市场适时适量的生产，达到效益的最高点。
（4）原料情况。原料为丙烯和双氧水及甲醇。原料的价格直接影响工厂经济效益，来源广泛，价格便宜，这样才适合考虑大规模生产。另外，催化剂也直接影响生产，选择合适的催化剂不仅可以减少成本，还可以提高产量。
（5）产品所处的生命周期
图2.1 乙基叔丁基醚（ETBE）的生命周期
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独山子石化年产6.5万吨环氧丙烷项目 序号 发展阶段 投入期 1 前期 后期 2 成长期 增长趋势和特征 增长率不稳定新产品刚投产开始进入市场 亏损随着产量增大而上升 亏损随着产量增大而下降 增长率>10%，大量进入市场，开始有微利市场 增长率 <10%，产量最大，销售量最多，赢利最多 增长率急剧下降 ， 产品开始陈旧化 ， 处于被淘汰状态 ， 赢利下降 ， 甚至亏本 成本 很高 缓慢 上升 下降 利润 <0 <0 >0 3 成熟期 最低 >0 >0/<0 4 衰退期 升高 （6）资金状况。化工厂初期资金投入较大，因此要有合适的生产规模，并且资金分布要细致，避免由于资金链的断裂而导致破产。
（7）其他因素。厂址条件（风向、水源、地形）、人力资源、设备条件等的因素对生产规模都会有一些影响，这就需要我们综合考虑，选取最有利的条件。 2.1.2 生产规模
本项目以独山子石化公司裂解车间产品丙烯为主要原料，与双氧水和甲醇，钛硅分子筛为催化剂，通过固定床反应装置转化为PO，经过净化、分离得到所需产品PO。生产规模主要参数如表2.2所示：
表2.2 PO生产规模表
生产参数 丙烯 原料 双氧水(30%) 甲醇 产品 操作时间 环氧丙烷 单位 万吨/年 万吨/年 万吨/年 万吨/年 小时/年 数值 5.12 17.0664 2.4173 6.5 8000
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