全国化工大赛-恒逸石化杯-吉林博海生化6万吨每年乙酸乙烯酯项目 4-创新性说明.doc

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2019全国大学生化工设计竞赛华中赛区

湖北文理学院柠檬队参赛作品

吉林博海生化6万吨/年乙酸乙烯酯项目

创新性说明

团队队员：王傲宇张俊文冯兴刚丁佳倩唐雪婷

指导老师：程振锋程华黄琳汪万强徐想娥

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目录

TOC\o1-3\h\z\u第1章生产技术创新 1

1.1物料循环创新 1

1.2吸收过程创新 2

1.2.1碳酸钾吸收二氧化碳 2

1.2.3乙醇胺吸收二氧化碳 3

1.2.4氨水吸收二氧化碳 3

1.2.5吸收二氧化碳方法比较 4

1.3生产原料的创新 4

第2章反应技术与分离技术创新 6

2.1高效反应新工艺 6

2.1.1乙酸乙烯酯制取方案 6

2.1.1.1乙炔液相法 6

2.1.1.2乙烯液相法 6

2.1.1.3乙炔气相法 6

2.1.1.4乙烯气相法 7

2.1.1.5VAM不同技术方案多方面比较 8

2.1.2催化剂创新 10

2.1.3膜分离技术在二氧化碳回收中的应用 10

第3章过程节能创新 12

3.1换热网络的集成与优化 12

3.1.1夹点技术设计准则 12

3.1.2物流数目准则 13

3.1.3热容流率准则 13

3.1.4最大换热负荷准则 13

3.2换热网络集成 13

3.2.1构建优化换热网络 15

3.2.2有机朗肯循环（ORC） 17

3.3.3热泵精馏节能 18

3.3.4采暖通风节能 18

3.3.5其他节能措施 19

第4章过程设备应用创新 20

4.1反应器结构创新（采用高效换热管） 20

4.2塔设备结构创新（采用新型浮阀塔板） 21

4.3输送设备结构创新（采用新型动力压缩机） 22

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第1章生产技术创新

1.1物料循环创新

为了提高物料的利用率，降低生产成本，本项目的生产工艺中采用了物料循环。例如，生物乙烯的单程转化率为，经过循环利用其总转化率可以达到，类似的还有氧气循环和乙酸乙烯酯的循环精馏等，具体的物料循环见图1-1。

图1-1生物乙烯制乙酸乙烯酯流程图

M0301-混合器；E0301-预热器；E0302-预热器；M0302-混合器；C0301-压缩机；E0303-预热器；R0301-反应器；E0304-冷却器；V0301-闪蒸罐；P0301-加压泵；T0301-脱乙酸塔；E0306-冷却器；T0302-乙酸精制塔；E0307-冷却器；V0302-闪蒸罐；T0303脱水塔；E0308-冷却器；E0309-冷却器；V0303-闪蒸罐；V0304-倾晰器；T0304-吸收塔；T0305-分离塔；C0302-压缩机；T0306-解析塔；E0310-冷却器；M0303-混合器；E0305-预热器；F0301-分流器

生物乙烯和氧气还有作为保护气的氮气加热后与从上一工段制得的乙酸加热成蒸汽后混合，通过压缩机C0301加压后再通过换热器E0303加热至反应温度通入平推流反应器R0301反应，反应结束后进入换热器E0304降温，产物通过闪蒸罐V0301进行气液分离，液体通过加压泵P0301加压后进入脱乙酸塔T0301，塔顶一部分气体出去，粗产品进入三相分离器V0302进行脱气脱水，粗产品进入脱水塔T0303进行乙酸乙烯酯精制，产品从脱水塔底部得到，闪蒸罐V0301、脱乙酸塔T0301和三相分离器V0302顶部的气体到换热器E0305进行换热然后通过分离器F0301一部分去气体精制，另一部分循环至进料；精制气体通过吸收塔T0304用碳酸钾吸收二氧化碳，塔顶精制气体循环回进料，塔底液体随后去解析塔解析出的气体从塔顶排出，塔底吸收液再次循环使用；脱乙酸塔的水乙酸混合物进入乙酸精制塔进行精制，成品乙酸从乙酸精制塔底部得到。

1.2吸收过程创新

在VAM合成中，二氧化碳需要吸收后反复使用，常见的吸收剂有碳酸钾等。

1.2.1碳酸钾吸收二氧化碳

利用化学吸收剂吸收CO2是目前常用的较成熟的分离富集二氧化碳的方法之一，主要是采用碱性溶液与二氧化碳反应进行吸收，然后利用反应可逆性输入能量实现溶剂的再生循环。常用的吸