全国化工大赛-恒逸石化杯-新乡瑞达年产4万吨醋酸乙烯项目3-创新性说明.docx

项目附录、概述、计算表等可站内按相同项目名称查询下载

项目附录、概述、计算表等可站内按相同项目名称查询下载

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章原料方案及其体系创新 1

1.1原料方案 1

1.2产品方案创新 1

第二章清洁生产技术创新 4

2.1循环技术 4

2.2三废排放 4

2.2.1三废一览表 4

2.2.2创新处理方案 5

2.3单产碳排放的减少 6

第三章反应技术及分离技术创新 8

3.1膜分离技术的运用 8

3.2反应器创新 8

3.2.1进料方式创新 8

3.2.2撤热方式创新 9

第四章过程节能技术创新 11

4.1热集成技术 11

4.2热泵精馏技术 12

4.2.1简介 12

4.2.2适用场合 14

4.2.3热泵精馏的类型 14

4.2.4热泵精馏模拟 16

第五章新型过程设备应用技术创新 18

5.1新型板翅式空冷器 18

5.2螺旋扁管换热器 18

5.3Hitan绕丝花环 19

5.4“洁能芯”的使用 19

项目附录、概述、计算表等可站内按相同项目名称查询下载

第一章原料方案及其体系创新

1.1原料方案

本项目为新乡瑞达年产4万吨醋酸乙烯项目的新建项目，主要原料为纯度为99%的醋酸合格品。经过对原料方案的性能经济指标对比和总厂炼化装置目前生产能力，本项目采用较为便宜的醋酸合格品，在醋酸锌－活性炭催化剂催化下，与乙炔合成高纯度醋酸乙烯。原料结构见下表：

表1-1主要原材料、辅助材料来源表

项目

名称

数量

来源

运输方式

备注

主要原材料

醋酸

5.70万吨/年

新乡市中原有机化工有限责任公司

管道输送

醋酸纯度为99%以上，水的含量低于0.01%

乙炔

1.62万吨/年

新乡市中原有机化工有限责任公司

管道输送

乙炔纯度为1

催化剂

醋酸锌－活性炭催化剂

96.67吨/年

青岛硕远硅科技有限公司

槽车运输

使用寿命按2年估算

为积极响应国家“节能减排”的号召，践行《石油化工发展十三五规划》，实现清洁生产工艺路线。醋酸和乙炔直接反应合成醋酸乙烯将是一种具有极大发展潜力的合成工艺路线。目前，电石乙炔法原料来源容易，价格低，反应选择性好，反应在醋酸锌－活性炭催化剂下能使反应在常压下进行，其对设备要求有所降低；单程转化率较低，但经过物料循环使用，转化率最终可高达64.82%。因此，电石乙炔法制备高质量醋酸乙烯，可以降低醋酸乙烯的生产成本，对提升我国化学工业的国际竞争力具有积极地意义。

1.2产品方案创新

本项目为新乡瑞达年产4万吨醋酸乙烯项目的新建项目。

我国醋酸乙烯的生产主要采用电石乙炔法、天然气乙炔法和乙烯气相法3种。由于我国具有煤炭资源丰富，石油资源相对贫乏的能源结构，而电石资源比较丰富，因此决定了我国醋酸乙烯生产主要以乙炔法为主。

目前，我国电石乙炔法生产醋酸乙烯全部采用沸腾床，使用的催化剂为活性炭负载醋酸锌。该类催化剂具有价廉易得的优点，不足之处是载体活性炭的机械强度较低，同时催化活性随着操作时间的延长降低较快。

与流化床相比，固定床有其自身优势。固定床的空时收率高，可在高乙炔/醋酸摩尔比下进行，可抑制乙醛等副产物的生成，提高反应的选择性和生产能力；固定床中的催化剂基本无磨损，催化剂寿命长；固定床的压降低、物料分布均匀，有利于控制反应器的温度。因此我们选择生产效率更高的固定床反应器。

表1-2乙炔气相法与乙烯法对比

反应条件

乙炔气相法

乙烯法

液相法

气相法

温度

180~200℃

110~130℃

150~290℃

压力

常压

30~40大气压

5~10大气压

气相组成

乙炔/醋酸=2~4

氧气/乙烯=0.05

氧气/醋酸/乙烯=1/4/8

空间速度

100~250

1500

~1000

反应热

90.4千焦/摩尔

210千焦/摩尔

252千焦/摩尔

反应形式

固定床、流化床

气液相反应

固定床

空时收率

1吨/立方米·天

2.1吨/立方米·天

3~5吨/立方米·天

转化率

醋酸30~60%

醋酸20~30%

乙烯2~3%

氧气60~70%，醋酸20%，乙烯10%

催化剂

醋酸锌－活性炭

PbCl－CuCl－LiOAc

载体－钯－醋酸钾

反应选择性

（醋酸乙烯）

95%乙炔

95%以上（HAc）

85%以上（C2H4）

95%以上（HAc）

副产物

乙醛、巴豆醛

乙醛量多、CO2（2~8%）、甲酸、醋酸甲酯等

乙醛0.5%、二氧化碳5~15%、醋酸甲酯等

优点

建设费用低、副产物少

反应热容易移除、原料醋酸可以自给

副产物少、催化剂生产能力高、腐蚀问题易解决

缺点

原料乙炔不易得

设备腐蚀大