全国化工大赛-恒逸石化杯-中石化上海石化年生产八万吨醋酸乙烯项目5-创新性说明书.doc

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目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章项目概述 3

第二章主要创新点 3

第三章原料方案创新 3

第四章工艺路线优化与创新 4

4.1工艺路线 4

4.2气体分离及净化工段的优化 5

4.3精馏部分的优化 6

4.4热钾碱法吸收二氧化碳工艺的吸收剂选择 9

第五章过程节能技术创新 12

5.1全厂工艺物流信息 12

5.2夹点提取 13

5.3换热网络的设计 14

第六章催化剂选择 15

6.1钯金催化剂体系 15

6.2活性组分Au 15

6.3其它活性组分 16

6.4动力学方程 17

第一章项目概述

本项目为中国石化上海石油化工建立一座年产量为8万吨的醋酸乙烯酯的子公司，拟建厂址为武汉化学工业区。

第二章主要创新点

本项目主要创新点为：

原料方案创新，

工艺路线优化与创新，

热钾碱法吸收二氧化碳工艺的吸收剂选择，

过程节能技术创新等方面，催化剂的选取。

第三章原料方案创新

本项目选择厂址为武汉化工园区，临近中国石化年产乙烯80万吨项目，主要原料乙烯运输极其方便，醋酸原料可以来自园区内，完全可以提供足够的原料来源。

对于总厂来说，建立醋酸乙烯酯分厂，可以减少环境污染，在车用燃料油和燃料油添加剂需求量大幅减少的情况下，高效地利用石油及其产品可以更有效的获得更高的经济利益，做到物有所值。另一方面可以在一定程度上改善总厂的产品结构，提高抗击市场风险的能力。

即使原料乙烯不够，我们也可以从附近厂家区进口少量，在国际市场乙烯价格下降时，我们也可以从国外进口乙烯，保证有足够的乙烯来源，从而达到稳定生产，控制成本的目的。

第四章工艺路线优化与创新

4.1工艺路线

本项目为年产8万吨醋酸乙烯酯项目，由于本工艺是乙烯气相法生产的一套工艺，主产醋酸乙烯酯，二氧化碳为副产物，同时有醛，酯类副产物产生，乙烯气相法是以乙烯、醋酸以及氧为原料气相反应生成醋酸乙烯。主要有Bayer工艺和USI工艺，分别由德国Bayer公司和美国USI公司研究开发。这两种方法的主要区别在于Bayer工艺催化剂活性高，操作条件苛刻；USI工艺反应条件缓和，催化剂寿命长，但活性比较差。乙烯气相法合成工段的示意图如图4-1所示。

图4-1乙烯气相法合成工艺流程

本工艺流程采取乙烯气相法制取醋酸乙烯酯，醋酸和乙烯自罐区来进入缓冲罐，使其平稳进料，避免因原料波动对后面的合成反应造成影响，本工艺为了对醋酸蒸发塔材质保护，同时避免和氧气同时进料，醋酸在醋酸蒸发塔中以气体方式蒸出。同时为了达到更好的气液分离，流程中多次使用气液分离及冷却再分离系统，使其达到更好的气液分离。而且流程使用了乙烯循环和二氧化碳吸收剂的两个循环，提高了原子利用率，符合绿色化学和《中国2025计划》。

图4-2本工艺气液分离及净化工段

图4-3本工艺气液二氧化碳吸收及解吸工段

4.2气体分离及净化工段的优化

由于图4-1所示流程气体分离效果不是很好，为了达到更好的分离效果我们对上述图4-1进行了优化，进行了多次气液分离及冷凝后再分离操作，使气液分离效果尽可能的更高，同时为了提高原子利用率，对主要原料乙烯进行了循环，一路乙烯循环流去向水洗塔进行洗涤后，去向二氧化碳吸收塔进行二氧化碳的吸收另一路直接循环至乙烯进料处，本工艺路线气液分离效果较好，气体几乎都去向乙烯循环及去向水洗塔后，再去向吸收塔进行吸收，液体去向精馏部分去精制醋酸和醋酸乙烯。

4.3精馏部分的优化

现流程中精馏部分用的精馏塔较多，带来的也就是耗能问题为了减少能耗，我们对精馏部分进行了改进与优化。

图4-4第1精馏塔系统

图4-5第2、4精馏塔系统

图4-6第3精馏塔系统

图4-7第5、7精馏塔系统

该分离过程较复杂，且耗能较大，所以本流程如下

图4-8醋酸及醋酸乙烯酯精馏工段

本流程中用了3个精馏塔，耗能问题得到解决，气体分离塔底部出来的液体进入第一精馏塔进行精馏醋酸，第一精馏塔塔底得到90%的醋酸，塔顶出来的气体经冷凝器冷凝后进入气液分离器进行气液分离，分离器顶部出来的气体进入压缩机压缩至水洗塔，底部出来的液体混合物，经过换热器后进入倾析器，分离油水相，水直接排出，其余液体进入二塔精馏，分离低沸物。塔顶出来的气体组分经冷凝器冷凝后进入气液分离器，顶部出来的气体，经过压缩机压缩至水洗塔塔底进行洗涤。塔底出来的液体进入第三精馏塔分离高沸物，塔顶出来的醋酸乙烯酯气体经冷凝器冷凝制液体进入醋酸乙烯酯储罐。该工艺使用了3个精馏塔，同时在耗能问题上得到减少，实现了节能减排，符合《中国2025计