全国化工大赛-恒逸石化杯-扬子石化-巴斯夫公司设计醋酸乙烯酯生产项目4-创新性说明书.docx

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设计醋酸乙烯酯生产分厂项目

创新性说明书

武汉理工大学——盟盟说的都队团队

队员：陈代表周汛王坤郭盟亚杨玳雯

指导老师：张光旭

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目录

第二章吸附精馏法回收二氧化碳 1

1.1吸附精馏法原理 1

1.2吸附精馏法优势 1

1.3吸附精馏工艺流程 1

1.4MDEA脱碳技术原理 2

第二章反应技术创新 3

2.1气相乙烯法 3

2.2反应设备创新 3

2.3Pd/Au合金催化剂 3

第三章设备创新 5

3.1塔板类型 5

3.2ESD紧急停车系统 5

3.3输送设备 6

第四章过程节能技术创新 7

4.1换热网络集成 7

第五章三大物流循环 9

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吸附精馏法回收二氧化碳

吸附精馏法原理

本项目生产醋酸乙烯酯的同时会产生大量的二氧化碳,废气中除主要含二氧化碳外,杂质主要有水、乙烯、一氧化碳等重组分杂质;和氢气、氮气、氧气等轻组分杂质。对于这种气源,当生产工业级产品时,由于对二氧化碳中的多数杂质要求不高,所以,回收工艺过程相对来说比较简单,其中,采用加压冷凝分离以及分子筛来进行深度吸附脱水的方法脱去气源中的水分,其他含量比较高的氧气、氮气等轻组分经液化精馏后即可除去。食品级二氧化碳国家标准的要求比较高。原料气中水、乙烯等相对较重的杂质组分的沸点都高于二氧化碳,只能通过吸附的工艺流程来去除;氢气、氮气、氧气、一氧化碳等轻组分杂质比二氧化碳沸点低,需用精馏的方法除去;固体残渣的脱除采用外加精密过滤器滤掉。其中过滤器需定期清洗,干燥和吸附床需要加热再生。

吸附精馏法优势

整个二氧化碳回收流程采用吸附与精馏技术相结合的方法,在满足国家必威体育精装版食品级二氧化碳标准的产品得到的同时,也可以应对市场需求生产工业级产品,回收工艺相对灵活,方便。采用多种吸附剂组合的方案来实现吸附精制系统的完成,可以有效脱除原料气中的多种较难分离的杂质气体,同时吸附剂的强度相对较好,使用寿命较长,其再生条件方便实现,降低了运行成本。采用降压解吸以及加热解吸两者相结合的方法进行干燥床和吸附床的运行,在能源消耗方面可以节省大量热量。工艺过程本身排放的气体作为干燥器以及吸附器的再生气体,在节省大量氮气使用量的同时,又降低了操作运行成本。回手工艺中的主要指标均采用远程DCS自动化监控,其自动化水平高,更便于人员的操作,设备的管理。

1.3吸附精馏工艺流程

整套二氧化碳回收装置分为压缩脱硫干燥和吸附、精馏及成品贮存、制冷液化三个工段。原料气经过缓冲冷却、分水以及三级压缩的工艺流程，将气体压力增加到2.8MPa，进入稳压罐进行更进一步的分水，经脱硫床脱硫、干燥床干燥后分成食品级和工业级两股物流，食品级经过吸附器后进入制冷液化工段，液化后温度降到-10℃液化，进入精馏塔精馏，塔底得到高纯度的食品级成品，进入二氧化碳成品贮罐。工业级物流从干燥床出来后经过冷却预冷，直接进入液化器液化，然后进入精馏塔脱除轻组分，塔底得到工业级二氧化碳产品，直接进入工业级二氧化碳成品球罐。

工艺流程示意图

MDEA脱碳技术原理

MDEA(N-Methyldiethanolamine)即N-甲基二乙醇胺，分子式为CH3-N(CH2CH2OH)2，分子量119.2，沸点246~248℃，闪点260℃，凝固点-21℃，汽化潜热519.16KJ/Kg，能与水和醇混溶，微溶于醚。在一定条件下，对二氧化碳等酸性气体有很强的吸收能力，而且反应热小，解吸温度低，化学性质稳定，无毒不降解。

纯MDEA溶液与CO2不发生反应，但其水溶液与CO2可按下式反应：

CO2?+?H2O?==?H+?+?HCO3-?????(1)

H+?+?R2NCH3?==?R2NCH3H+???(2)

式(1)受液膜控制，反应速率极慢，式(2)则为瞬间可逆反应，因此式(1)为MDEA吸收CO2的控制步骤，为加快吸收速率，在MDEA溶液中加入1~5%的活化剂DEA(R2/NH)后，反应按下式进行：

R2/NH?+?CO2?==?R2/NCOOH????????????????????????????????????(3)

R2/NCOOH?+?R2NCH3?+?H2O?==????R2/NH?+???R2CH3NH+HCO3-????(4)

R2NCH3????+?CO2?+?H2O?==?R2CH3NH+HCO