全国化工大赛-恒逸石化杯-扬子石化年产40万吨醋酸乙烯项目3-创新性说明书.doc

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2019年“东华科技-恒

2019年“东华科技-恒逸石化杯”

第十三届全国大学生化工设计竞赛

武汉科技大学酯有香如故队

武汉科技大学酯有香如故队

扬子石化年产

扬子石化年产40万吨醋酸乙烯项目

创新性说明书

创新性说明书

指导老师：雷杨

指导老师：雷杨

团队成员：肖文、李豪、唐欣伟、王维珊、陈宇

目录

TOC\o1-3\h\z\u1、产品结构创新 1

1.1产品结构创新 1

2、工艺流程创新 2

2.1乙烯气相法Leap工艺生产醋酸乙烯 2

2.2资源循环与利用 3

2.3反应器设计 3

2.4高效催化剂 4

2.4.1催化剂的组成 4

2.4.2催化剂的制备 4

3、节能方案创新 6

3.1换热网络 6

3.2热泵精馏 7

3.3塔间热集成 9

3.4节水网络设计 11

3.4.1水集成网络 11

3.4.2水夹点技术 12

3.4.3水的再生与利用 13

4、设备创新 15

4.1分离设备结构创新 15

4.2新型防振动换热器的应用 16

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1、产品结构创新

1.1产品结构创新

本项目为扬子石化醋酸乙烯合成分厂，厂址选择与南京扬子石化毗邻的六合区横海营化工园区，因此能与总厂保持良好的联系，减少原料的运输费和公共工程的建设费用。

醋酸乙烯是一种重要地有机化工原料，是世界上产量最大的50种有机化工原料之一。通过自身聚合或与其它单体共聚，可以生成多种衍生物。这些衍生物地用途十分广泛，可用于纸张或织物地上胶剂、粘接剂、涂料、墨水、皮革加工、纤维加工、乳化剂、水溶性膜、土壤改良剂等方面.随着科学技术地进步，新地应用领域还在不断拓展。建筑、造纸、印刷、汽车、卷烟、食品等行业地快速发展，使醋酸乙烯地需求量逐年上升，本项目利用乙烯气相法Leap工艺生产纯度99.8%的醋酸乙烯优等品，副产品为纯度为99.6%的乙醛优等品，副产品纯度高，价值高。本项目年产醋酸乙烯40万吨，乙醛1万吨，缓解了我国市场对醋酸乙烯市场较为紧缺的现状，并且可向国外出口，有利于我国化工事业的发展，对我国石化企业增强企业竞争力和世界市场竞争力具有重要意义。

本工艺流程在产品结构上既满足了市场需求，又实现了资源的最大化利用，符合国家可持续发展战略的要求。

2、工艺流程创新

2.1乙烯气相法Leap工艺生产醋酸乙烯

本项目采取乙烯气相法Leap工艺生产醋酸乙烯。

Leap工艺作为一种新兴的乙烯气相法工艺，无论是工艺原理，还是操作过程，都与传统的乙烯气相法的醋酸乙烯工业化生产技术非常相似。但是，BP公司开发的Leap技术，采用流化床反应器，主要优点在于：催化剂在反应器中连续均匀地混合，可明显促进助催化剂的均匀添加，并使助催化剂的浓度保持均匀；流化床的操作可连续移去失活催化剂，并补充新催化剂；流化床在等温环境下操作，使催化剂由于过热而引起的失活减少到最低限度。在流化床反应器中，通过将“液体”引入流化床中，并利用此液体的蒸发潜热而使反应器冷却，从而达到散热的目的。这样可减少或除去散热所需的大量冷却管或盘管，便于采用较小的反应器。流化床工艺的另一优势是它消除了单台反应器的规模限制。

用于流化床工艺的催化剂采用浸渍法制备，为提高抗磨擦性能，制备过程中须进行锻烧处理，该催化剂可用Pd-M-A表示，其中M是Ba、Au、Cd、Bi、Cu、Mn、Fe、Co、Ce以及它们的混合物，A是碱金属盐。一般催化剂上Pd的重量百分比为0.5～2.0，碱金属为0.01～5.0，M为0.1～3。催化剂的载体和粘结材料包括二氧化硅、三氧化二铝、二氧化锆、氧化钻和它们的混合物。流化床工艺的反应温度一般为135～190℃，压力为0.48~1.03MPa，原料配比为乙烯40%～60%、醋酸10%～15%、氧气4%～16%，其余为惰性气体。

以乙烯为基准的单程转化率和选择性分别为17%和92%。流化床工艺改善了反应过程的传热，从而提高了醋酸乙烯的产率，单台反应器生产能力与传统的乙烯气相法相比提高了一倍，催化剂寿命也延长一倍以上。

此外，由于采用流化床反应器，可以减少或除去反应器所需的大量冷却管/盘管，也便于采用较小的反应器，还可以除去固定床工艺所需的液体蒸馏塔及气体预热交换器等，使装置投资减少30%。

具体工艺流程如图2-1所示。

图2-1工艺流程示意图

2.2资源循环与利用

从上述流程可以看出生产过程有多股循环物料，包括五股大循环，五股小循环。流程中，分三股循环将未反