异丙醇

1.1 异丙醇

1.1.1 产品概述

异丙醇（IPA）是重要的碳三脂肪族单元醇，是重要的溶剂和有机合成原料。IPA直接作为溶剂，可以单独使用，也可以与其它溶剂混合，用于油墨、涂料、彩印、电子清洗等；IPA作为有机合成原料，用于合成丙酮、甲基异丁基酮、异丙胺、异丙酯、异丙醚等；IPA作为原料和溶剂，用于医药、农药等行业，用于生产氯霉素、杀菌剂、除草剂等；在日用化学品中，IPA可用作清洁剂、消毒剂、玻璃清洗剂、化妆品和其它卫生用品；在水处理行业，IPA用作硬水处理剂和去垢剂；在橡胶行业，IPA用作硫化促进剂；IPA还可用于制造表面活性剂、纺织助剂、增溶剂、洗涤剂、脱毛剂等。

1.1.2 国外市场情况

（1）生产情况

2008年世界异丙醇产能为236.3万吨/年，产量达到184.1万吨。北美、西欧和亚洲地区是世界异丙醇生产能力集中的地区，其生产能力总和占世界异丙醇总生产能力的94%。

世界异丙醇的生产能力相对集中，大多掌握在世界知名的化学品生产商手中。其中Shell是世界最大的异丙醇生产企业，2008年产能达到40.4万吨/年，占世界总产能的17.1％。

预计2015年世界异丙醇生产能力将达到280万吨以上，2008~2015年均增长速率约为2.4%。预计2020年世界异丙醇生产能力将达到300万吨左右。

（2）消费情况

2008年世界异丙醇消费量183.3万吨，主要集中在亚洲、西欧以及北美地区，占世界总消费量的92.5%。

世界异丙醇主要消费领域是作为溶剂产品，其中包括织物溶剂、墨水、杀虫剂以及作为树脂、电子和化学产品的相关中间溶剂。2008年世界异丙醇在溶剂领域的消费量占总消费量的63.2%。异丙醇也用

于生产丙酮，2008年用于该领域的异丙醇占世界总消费量的6.8%。异丙醇的其他消费领域还包括用于生产MIBK、MIBC、异丙胺、异丙醇酯，以及日用品和医药产品，其他领域在异丙醇的消费结构中约占30.0%。

预计2015年世界异丙醇消费量将达到210.6万吨，2008～2015年年均需求增长率约为2.0％。世界异丙醇消费需求的增长主要来自亚洲地区。

1.1.3 国内市场情况

2009年我国异丙醇产能为16万吨/年，生产企业主要有中石油锦州石化公司、山东东营海科化工（集团）公司和淄博诺奥化工有限公司3家，其余都为副产和下角料回收生产的小企业，产量较小。具体情况如下表所示。

2009年我国异丙醇主要生产企业情况（单位：万吨/年）

2009年我国异丙醇产量约为11.2万吨，其中中石油锦州石化产量为8.48万吨。

2010年由于没有新增装置投产，预计产量基本与2009年持平，在12万吨左右。国内异丙醇受原料供应的限制，新建、拟建项目寥寥，目前仅有中石油锦州石化公司拟建一套10万吨/年异丙醇生产装置，并将实施异丙醇联产异丙醚，开发多品种的异丙醇下游产品。预计2015年国内异丙醇产能将达到26万吨/年左右，2020年国内产能将达到30万吨/年左右。

2009年我国异丙醇的表观消费量为21.22万吨。目前，我国异丙醇的消费领域主要为溶剂和化学中间体，其中8.7万吨用作有机溶剂，占总消费量的40.8%；医药领域消费约4.3万吨，占20.3%；有机化工原料消费约为5.1万吨，占23.9%；其他方面占15.0%。

预计2015年我国异丙醇需求将达到34.2万吨，市场缺口仍然可观。预计2020年我国异丙醇需求将达到36万吨左右。

1.1.4 装置规模及产品方案

根据市场情况及原料供应情况，本项目异丙醇装置规模确定为10万吨/年，年操作时间8000小时。

产品方案为年产异丙醇10万吨。

1.1.5 工艺技术选择

目前国内外工业上生产异丙醇的方法主要是丙烯水合法。根据是否生成中间产品，其工艺路线又可分为丙烯间接水合法和丙烯直接水合法两种工艺。

●丙烯间接水合法工艺

丙烯间接水合法又名丙烯硫酸水合法。该法将丙烯溶解在硫酸溶液中发生酯化反应，生成硫酸氢异丙酯和硫酸二异丙酯，再经水解制得粗异丙醇，最后经精制得到高纯度的异丙醇产品。水解所得的稀硫酸，经浓缩除去固体或胶状物后可回收利用。由于硫酸的存在，丙烯易发生低聚、中间产品热解等副反应，反应生成的中间体与异丙醇反应生成异丙醚。

采用丙烯硫酸间接水合法生产异丙醇，根据所采用硫酸浓度的不同有两种方法：一种是浓硫酸两步法；另一种是稀硫酸法。两种方法的主要区别在于酯化过程的不同。浓硫酸两步法采用浓度＞80%（一般为92%）的硫酸，在反应温度20~30℃、反应压力1~1.2MPa下，采用两个反应器吸收丙烯，得到硫酸异丙酯。稀酸法采用60%-80%的低浓度硫酸，在60-65℃以及2.5MPa下进行吸收酯化反应。虽然两种方法异丙醇的选择性均大于90%，但由于浓硫酸两步法酸提浓

及本身损失以及冷冻能耗较高，一般情况下采用稀酸法进行生产。

丙烯间接水合法的优点是可以利用廉价的低质量分数丙烯以及廉价的硫酸，丙烯转化率达90%以上，所得粗异丙醇质量分数可以达到50%-60%，减少了精制费用。该法的不足之处是流程复杂，选择性较低，酯类水解和硫酸再生需要消耗大量的蒸汽，设备腐蚀严重，废水和废气处理较为困难，对环境有一定的污染，且原料消耗和生产成本较高。这些缺点使该法的发展受到一定的限制，目前新建装置已不采用该工艺。

●丙烯直接水合法工艺

丙烯直接水合法是使丙烯在催化剂的作用下，直接与水发生水合反应生成异丙醇。

直接水合法又可分为气相直接水合、液相直接水合和气液混相法三种。

（1）气相直接水合法（Veba法）

Veba气相直接水合法是目前世界上生产异丙醇的主要方法之一，国内中国石油锦州石化公司即采用此法进行生产。该法以磷酸/硅藻土为催化剂，气化的丙烯和水在180-260℃、25-26atm下发生反应生成粗异丙醇溶液，同时副产少量异丙醚和丙酮。粗异丙醇再经脱轻组分、脱水等工序处理制得异丙醇产品。

该法与间接水合法相比，优点是选择性好，副产物少，丙烯总转化率达97%，生成异丙醇的选择性达98%-99%，设备的腐蚀和污染问题大为改善，同时流程短，设备简单，且经过改进可用于生产乙醇。该法的不足之处是为防止磷酸溶出需要把水转为气态，采用了对平衡不利的高温低压反应条件，致使转化率较低，大量未反应的丙烯需循环使用，耗能量大；为了减少副产物的生成量，原料丙烯质量分数要求在99%以上；磷酸不断流失，故生产上需补加磷酸。

（2）液相直接水合法（德山曹达法）

液相直接水合法由日本德山曹达公司在1970年代开发成功。该法采用钨系多阴离子的水溶液（如钨硅酸）作为催化剂（pH值大约