全国化工大赛-恒逸石化杯-年产8万吨醋酸乙烯酯项目8-创新性说明书.doc

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2019“东华科技--恒逸石化杯”

第十三届全国大学生化工设计竞赛

创新性说明书

年产8万吨醋酸乙烯酯项目

年产8万吨醋酸乙烯酯项目

参赛队伍：宿州学院——酯手擎天

参赛队员：李梦如章越蒋国华赵子杰张迪

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目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章催化剂创新 1

1.1温度对催化剂的影响 2

1.3反应浓度对催化剂的影响 3

第二章精制工艺创新 5

2.1精制工艺操作创新 5

2.2塔工艺创新 6

第三章生产工艺创新 7

3.1反应床设计创新 7

3.2催化剂使用技术创新 7

3.3乙烯回收创新 7

3.4醋酸乙烯分离创新 8

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第一章催化剂创新

我国在引进国外先进技术的同时,还致力于对新工艺及催化剂的研发和改造，并取得了一定的进展。

自20世纪70年代至今,已经研发出具有成套体系的CVT系列催化剂(CVTI型、CVII型、CVTIV型),其中CVT-IV型催化剂时空产率高达到9.0~9.5t/m3,高于其他同类催化剂。目前，这些催化剂已被中国石化上海石油化工公司和北京东方石油化工公司等多家公司应用于工业生产

杨运信等制备了一种乙酸乙烯酯催化剂载体,它是圆柱形的,长3~8mm,长径比为0.8~1.5。催化剂的活性组分为贵金属Pd、Au和碱金属盐,载体由SiO2、Al2O3或其混合物组成。柱体内截面成网格状，

实心部分可制成薄壁状。该方法增大了堆积空隙率及外表面积,降低了床层压降损失，有效提高了催化反应的反应活性及选择性解决了由于钯金活性组分分层厚化导致深度氧化反应加剧的问题。

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1.1温度对催化剂的影响

由反应过程热力学和动力学分析结果可知反应温度对催化剂的影响，乙烯氧乙酰化合成醋酸乙烯反应的温度既不能过高，也不能过低，即存在一个最优的范围。为此，我们以CTV-IV型催化剂为例，在900毫升评价装置上考察了催化剂床层的热点温度对反应的影响，原料配比为CH4:O2:H2Ac=82:6:12，反应的空速为1900h/t,温度变化范围为136~155℃，具体结果如图所示。结果表明，氧的转化率与反应活性均随温度的升高而提高，反应选择性则先随温度升高而提高，但是在超过最佳温度140~142℃之后，却随温度的升高而出现下降。

1.2压力对催化剂的影响

根据反应式，乙烯氧乙酰化合成酷酸乙烯的反应为分子数减少的反应，增加压力有利于反应向生成酷酸么烯的方向进行，同时可以提高反应物浓度，有助于加快反应速度，因而增压能够提高反应的空时产率。当然压力的提高要受到具体设备条件的约束，并且增加动力消耗。从经济和安全的角度综合考虑，该反应体系的压力一般选用600~800kpa。试验考察了不同的反应压力对催化剂活性选择性的影响，结果表明，反应压力的提升有助于活性的提高,但催化剂的选择性却有所下降。具体情况见表

1.3反应浓度对催化剂的影响

研究表明，系统的安全系数随着醋酸浓度的提高而有所提高，但在高醋酸浓度下助催化剂醋酸钾的流失速度以及催化剂活性组分的品粒长大速度都要比低醋酸浓度下来得快。实验证明，在经过同样8000小时运行后，醋酸浓度为20%的活性组分品粒大小为1050A，而醋酸浓度为15%时的活性组分品粒大小只有300A。在相同的温度下，醋酸浓度与催化剂性能之间的关系如图所示，结果发现，催化剂活性和选择性先随酷酸浓度的提高而提高，但是到达一定浓度(本实验为12%~14%)后，醋酸浓度的进-步提升反而将导致催化剂活性和选择性的下降。在工业生产中，催化剂运行初期，醋酸浓度般控制在12%,此后随着运行时间的延长，加压水温度的提升，系统的酷酸浓度亦逐少提高,催化剂寿命本期的20%。这样既减缓了催化剂活性组分晶粒的凝结速率，延长了催化剂的寿命，同时也抑制了深度氧化反应，提高了催化剂的洗择性。

第二章精制工艺创新

2.1精制工艺操作创新

由乙烯法制得的醋酸乙烯粗产品中有大量的副产物，包括未反应的乙烯和醋酸，以及副产物水、醋酸甲酯、醋酸乙酯和乙醛等。由于醋酸乙酯与醋酸乙烯结构及分子量都很接近分离起来很困难，为了解决醋酸乙烯中难以脱除醋酸乙酯，一种新的醋酸乙烯精制方法,将醋酸乙酯还有水先与醋酸乙烯进行分离。其工艺流程如图所示。

该精制工艺主体设备包括酸洗塔、第一精馏塔、第二精馏塔、第三精馏塔以及第四精馏塔。由乙烯法合成来的醋酸乙烯粗产品先进入酸洗塔的塔底，醋酸从酸洗塔塔顶进入，用来脱