全国化工大赛-恒逸石化杯-武汉石化10.4万吨每年裂解气制醋酸乙烯项目项目摘要.doc

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VAC项目摘要

VAC项目摘要

目录

TOC\o1-3\h\z\u1.项目简介 1

2.工艺方案 1

3.采用软件及版本说明 2

4.能量集成 3

5.质量集成 5

6.设备设计 5

6.1反应器设计 5

6.2换热器设计 6

6.3塔设备设计 6

6.4新型节能屏蔽泵和变频泵 6

7.自动控制 6

8.清洁生产 6

9.装置选址与布置 7

9.1选址确定 7

9.2总图布置 7

9.3三维布置 8

10.安全环境分析 9

11.经济效益分析 9

12.项目小结 10

1.项目简介

本次设计竞赛，“中石化江大分厂”设计团队以裂解气为原料，通过氧化酯化生产高附加值的醋酸乙烯，生产能力为10.4万吨/年，由原料气精制及醋酸乙烯反应工段、醋酸乙烯精制及醋酸回收工段、乙烯气及混酸回收工段三个工段构成，具有工艺先进、技术成熟、经济合理、能耗低及环保优势显著等特点。本项目符合国家推出的《中国制造2025》中的2020年的规划，符合创新驱动、绿色发展、结构优化、产品有线的发展战略。

裂解气制醋酸乙烯项目依托于中国石油化工股份有限公司武汉分公司，项目选址在湖北省武汉市武汉化学工业园区，占地约四万平方米，具有地理位置优越，多种运输方式的便利条件。

项目中主要产品为VAC，副产品为食品级二氧化碳和碳酸钾稀溶液，产品规格如表1所示，主产品满足优等品规格。

表1产品规格表

产品名称

产量/万吨

规格

醋酸乙烯

10.4

99.9wt%

食品级二氧化碳

0.2

99.99wt%

碳酸钾稀溶液

12.95

144.19kg/m3

2.工艺方案

裂解气氧化酯化制醋酸乙烯项目采用裂解气精制后的乙烯氧化酯化生产高附加值的VAC，整个生产流程可分为三个工段。第一个工段，原料气精制及醋酸乙烯反应工段：将裂解气通入乙烯精制塔得到高纯度乙烯后，将其与空气、醋酸混合过后预热通入醋酸乙烯反应器，该反应器为固定床列管式反应器，产品气体混合物经逐级降温后进行气液分离后气液两相分别进入第三、第二工段。第二个工段，醋酸乙烯精制及醋酸回收工段：将第一工段来的醋酸乙烯、醋酸液体混合物进行分离提纯，混合物首先进入粗分塔分离醋酸乙烯和醋酸，塔顶轻组分醋酸乙烯进入醋酸乙烯精制塔精制得到精VAC和轻组分混合物，塔底重组分进入醋酸回收塔分离醋酸中的水并回收醋酸。第三个工段，乙烯气及混酸回收工段：主要是将生产过程中过量的乙烯气脱碳过后进行回收，脱除的二氧化碳制成食品级二氧化碳；同时将第一、第二工段来的混酸进行回收。

整个生产过程的工艺流程框图如图1所示，详细的流程说明见《初步设计说明书》。

图1VAC生产工艺流程框图

3.采用软件及版本说明

表2软件及其版本说明

项目

软件

流程稳态模拟与优化

AspenPlusV9.0

换热网络设计与优化

AspenEnergyAnalyzerV9.0

设备设计与选型

反应器

AspenPlusV9.0

COMSOL5.2

SW6-2011V1.1

塔设备

AspenPlusV9.0

CUP-Tower2.1.513

SW6-2011V1.1

换热器

ExchangerDesignandRatingV9.0

SW6-2011V1.1

泵

智能选泵系统

自动控制

AspenDynamicsV10.0

AutoCAD2014

车间布置

PDMAX2015

AutoCAD2014

装置区三维设计

PDMAX

LumionPro6.0

AutoCAD2014

危险和可操作性分析

HAZOP

泄露扩散模型模拟

ALOHA

事故树分析

FreeFta

环境风险评估

Risksystem1.2.0.4

EINA2.0

4.能量集成

裂解气制醋酸乙烯项目中能量集成主要有：换热网络优化、精馏过程与过程系统能量集成、公用工程与过程系统能量集成，并对能量集成前后的效果进行了比较。

（1）换热网络优化

在换热网络集成中，采用AspenEnergyAnalyzer软件，根据夹点设计法，在获得初步换热网络的基础上，结合实际情况，采用流股分割和切断热量回路（能量松弛法）对初步换热网络进行调优，从而设计出一种相对较优的冷热流股匹配方案。全流程换热网络自动优化如图2。

图2优化前全流程换热网络

全流程换热网络如图3所示，详见《换热网络与节能设计》；相应的换热网络设计的全流程模拟和全流程PID图纸，详见AspenPlus流程模拟源文件及