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甲级资质咨询机构可研报告-高纯甲基环戊二烯生产新工艺的中试研究项目可行性报告

证书等级:甲 级 证书编号: 1000 吨/年高纯甲基环戊二烯生产新工艺的中试研究项目 可行性研究报告 工程编号: 公司 二○一三年十月 1000 吨/年高纯甲基环戊二烯生产新工艺的中试研究项目 可行性研究报告 院 长: 总工程师: 项目负责人: 公司 二○一三年十月 主 编 单 位: 项目负责人: 参加编制人员:工艺: 高级工程师 高级工程师 高级工程师 总图: 高级工程师 土建: 注册一级结构工程师 高级工程师 电气: 高级工程师 给排水: 技术经济: 高级工程师 投资估算: 高级工程师 1000 吨/年高纯甲基环戊二烯生产新工艺的中试研究 攻 关 项 目 可 行 性 研 究 报 告 一、选题的必要性 1、项目所处技术领域产业政策; 本项目为“1000 吨/年高纯甲基环戊二烯生产新工艺的中试研究”, 主要针对原间歇法工艺存在的不足,开展半连续法清洁生产高纯度甲 基环戊二烯新工艺中试研究,并最终在江西师大化工有限公司建立 1000 吨/年中试装臵。本项目属化工新材料领域。 甲基环戊二烯(简称为 MCPD)是一种重要的用途广泛的精细化 工产品。一方面 MCPD 是合成汽油抗爆剂——甲基环戊二烯三羰基锰 (MMT) 的关键原料, 能否稳定得到高纯 (含量≥97%) 且价廉的 MCPD 是能否大规模生产高纯度 (98%) MMT 的最为关键的因素; 另一方面, 除普通级(含量≤95%)的 MCPD 在传统医药和农药领域消耗外,近年 来,利用高纯度 MCPD 与马来酸酐反应制备的甲基内亚甲亚四氢苯酐 (MNA) ,由于具有熔点低、超低黏度和使用寿命长等特点,被广泛 应用作新一代电子封装材料。 目前,我国为了保护生态环境,实现可持续发展,正逐步推广以 更低烯烃、 更低硫含量为特点的新的汽油标准 (相当于欧Ⅲ 汽油标准) , 因此必须在石油加工装备和加工工艺上进行重大改进。如此一来,国 内现采用的石油加工专用化学品就面临淘汰,相对应就必须大力发展 针对欧Ⅲ 汽油新标准的新一代石油加工专用化学品。 甲基环戊二烯三羰 基锰 (MMT) 作为一种石油加工专用化学品, 能有效提高汽油辛烷值, 有利于加快国内汽油升级换代的进程。 2005 年,江西西林科实业有限公司利用江西师大化学所开发的 MMT 工艺,斥资 8000 余万元,建成了一条年产 700 吨 MMT 生产装 臵,成为全球第二大的 MMT 生产和供应商(美国乙基公司为全球最 大的 MMT 生产商,产能为 20000 吨/年) 。2006 年 7 月,经中国石化 总公司全面评估后,江西西林科实业公司有幸成为中国石化总公司特 许仅有二家 MMT 战略供应商! 仅江西西林科实业公司每年就需约 1000 吨高纯 MCPD,若全部进口约需 7000 万元外汇。 美国乙基公司为保住其 MMT 全球独家垄断地位,拒绝为 MMT 生产企业销售其高纯 MCPD。为此,2003 年起,江西师大化学所将其 研究人员分成二组,在江西省教育厅资助下,分别进行制备 MCPD 的 间歇和半连续法清洁生产小试工艺研究。 2005 年 10 月实验室间歇工艺 获得突破后,与江西师大化工有限公司合作,迅速开展了 500 吨/年规 模间歇式高纯 MCPD 的中试,中试装臵于 2006 年 6 月建成,至今已 为江西西林科实业公司提供了 170 余吨高纯 MCPD, 产值 1200 余万元, 有力保证了 MMT 生产装臵的开工生产。 尽管间歇式生产 MCPD 的中试研究取得了成功,江西师大化学研 究所和江西师大化工有限公司一直坚持不懈地同步进行着半连续法 MCPD 的清洁生产工艺实验室研究, 并于 2006 年 7 月获得了重大突破。 较之于间歇式工艺,半连续清洁生产工艺可以降低原料消耗,大大降 低能耗,同时可以实现清洁生产。其在成本价格接近于美国乙基公司 C10 抽提生产 MCPD 的工艺的同时, 品质的稳定性优于美国乙基公司抽 提工艺。该工艺已取得系列里程碑式的重大突破,若中试成功,将为 我省建立 5000 吨/年装臵打下扎实的基础, 为了将该原创性的重大成果 尽快产业化,迅速开展 1000 吨/年半连续法清洁生产 MCPD 新工艺的 中试就显得十分迫切和重要。 2、项目所处技术领域技术发展现状; 工业化生产MCPD有二条途径:(1)抽提法:利用溶剂将C10中甲 基环戊二烯抽提出来,由于MCPD在C10中含量仅为3~7%,因此采用该 工艺生产装臵投资巨大。该法仅适应、万吨级装臵,美国乙基公司采用 该法生产。(2)合成法:经典的合成法为将环戊二烯与金属钠反应, 再与氯甲烷(碘甲烷)在极性溶剂中反应合成甲基环戊二烯。由于该工 艺为液固相反应,反应速度慢,需回收大量溶剂,导致流程长,成本高, 难以实现工业化。 下面仅就国内可行的合成法制备MCPD进行分析。 MCPD 的制备最早由 β-甲基环戊酮经过还原、脱水、溴化再脱去 溴化氢制得。 前苏联 Inst.Fiz.-Org.Khim,Mink 研究了 MCPD 的合成方 法:采用环戊二烯与用在 MeCN 处理的 NaOH 和 CaO 粉末进行反应, 再用 RX 烷基化,收率为 51~98%;美国专利 US 4567308 采用环戊二 烯在脂肪族低级醇、特定的不同种催化剂存在的气相条件下反应,制 备获得烷基环戊二烯。美国乙基 Ethyl 公司(US 4547603)在合成路线 的筛选,原料的选择和物料配比等方面进行了大量的试验研究,开创 了以二乙二醇二甲醚为溶剂,钠、环戊二烯与氯甲烷反应制备 MCPD, 并率先实现了产业化。这一工艺的特点收率较高,工艺流程简单,但 需使用大量溶剂且溶剂沸点 161℃,与环戊二烯二聚体的解聚温度 170-180℃ 相差不大, 导致 MCPD 纯化困难, 投资成本极高, 每吨 MCPD 生产成本将突破 5 万元。 综述国内外现有文献甲基环戊二烯的合成主要有如下路线: (1)环戊二烯与甲醇催

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