全国化工大赛-恒逸石化杯-中石化天津南港石油乙烯法制15万吨每年VAC项目5-创新性说明书.docx

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目录

TOC\o1-3\h\z\u第1章 工艺创新 1

1.1工艺创新 1

1.1.1乙烯气相法流化床制备醋酸乙烯 1

1.1.2脱二氧化碳工艺 2

第2章 新型设备应用创新 3

2.1萃取塔的应用 3

第3章 资源利用创新 4

3.1生产高附加值产品小苏打 4

第4章 过程节能降耗技术创新 6

4.1换热网络设计优化 6

第5章 循环系统技术创新 8

5.1VAC精制循环系统 8

第6章 环境影响评价 9

第7章 安全风险预评估 10

7.1安全风险评价方法 10

7.2安全对策措施 10

本项目是为中国石油化工股份有限公司天津南港工业区津业分公司进行石油乙烯法制15万吨/年VAC的工厂设计，位于天津市滨海新区东南部。本项目利用来自经总厂预处理的乙烯和醋酸，采用乙烯气相法流化床工艺，制得高附加值产品醋酸乙烯（VAC）。

工艺创新

1.1工艺创新

1.1.1乙烯气相法流化床制备醋酸乙烯

图1-1乙烯流化床工艺制备醋酸乙烯

（1）虽然我国是富煤少油的国家，利用乙烯生产醋酸乙烯的工艺设备仅有几家，但是我们这种经改造升级的流化床气相法工艺能够将资源最大利用化，实现经济效益最大化，此外根据我国现有政策及未来永不过时的环保清洁绿色发展理念我们决定选用流化床气相法工艺并加以改造进行生产。

（2）此工艺单程转换率高，环境污染少，单台设备生产能力相对较大，催化剂珍贵活运转时间长且可间断回收再利用，空时收率高，设备腐蚀小，能耗、物耗相对较低等优点，产品纯度高，装置规模灵活性大，可以根据市场需求生产。

（3）工艺利用液体的蒸发潜热使反应器冷却，及时移除了反应期间产生的热量，使催化剂由于过热而引起的失活减少到最低限度；所采用的冷却方式可以省去固定床所需的蒸馏塔及热交换器，从而节省了大量的设备投资。

（4）工艺中产生的乙烯醋酸可回收循环再利用，降低成本。

1.1.2脱二氧化碳工艺

图1-2二氧化碳再利用流程

对于传统的乙烯法生产醋酸乙烯过程中产生的二氧化碳通常采用热饱和碳酸盐溶液吸收系统进行吸收，但最终并未制成产品，因为二氧化碳在整个工艺流程中产量较大，所以我们决定将二氧化碳碳化制成精品小苏打作为副产品外销，从而达到资源最大利用化、提高经济效益的目的。

新型设备应用创新

2.1萃取塔的应用

萃取精馏，是指向原料液中加入第三组分（称为萃取剂或溶剂），以改变原有组分之间的相对挥发度而得到分离的特殊精馏。其中萃取剂的沸点要比原料液中各组分的沸点都高得多，萃取剂本身挥发性很小且不与组分形成恒沸液，但能显著增大原混合物组分间的相对挥发度。

在精馏塔2中，塔底反应液（115℃、0.1Mpa主要成分为醋酸和水）进入精馏塔3（萃取塔T0403）进行萃取精馏。在精馏塔3中，用萃取剂环丁砜（C4H8O2S、25℃、0.1Mpa）进行萃取精馏操作后塔顶馏出废水（100℃、0.1Mpa含极少量醋酸）送去废液处理系统进行处理达到外排程度经管道排出，塔底萃取液（129℃0.1Mpa）进入精馏塔4(T0404)中进行醋酸与萃取剂的精馏分离，回收醋酸和萃取剂进行循环使用。在精馏塔4中进行精馏操作后塔顶馏出的醋酸（117.5℃、0.1Mpa）经降温加压后一部分循环回酸洗塔一部分作为原料继续参与反应，塔釜得到的萃取剂（C4H8O2S、285℃、0.1Mpa）经降温处理回收送去萃取塔（T0403）继续进行萃取精馏操作。

图2-1萃取流程

本设计在精馏工段分离醋酸和水时利用萃取塔替代普通精馏塔进行液-液分离。醋酸和水虽然不形成恒沸物，但二者的挥发度接近，用普通精馏工艺能耗较高，故本设计决定选择环丁砜（C4H8O2S）为催化剂进行萃取操作达到分离目的。

资源利用创新

3.1生产高附加值产品小苏打

小苏打，即碳酸氢钠（SodiumBicarbonate），俗称“小苏打”、“苏打粉”、“重曹”，白色细小晶体，在水中的溶解度小于碳酸钠。是一种工业用化学品，可能存在毒性。固体50℃以上开始逐渐分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，440℃时完全分解。碳酸氢钠是强碱与弱酸中和后生成的酸式盐，溶于水时呈现弱碱性。此特性可使其作为食品制作过程中的膨松剂。碳酸氢钠在作用后会残留碳酸钠，使用过多会使成品有碱味。

碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料，用于治疗胃酸过多。还可用于电影制片、鞣革、选矿、冶炼、金属热处理，以及用于纤维、橡胶工业等。同时用作羊毛的洗涤剂，以及用于农业浸种等。食品工业中一种应用最广泛的疏松剂，用于生产饼干、糕点、馒头、面包等，是汽水饮料中二氧