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中韩（武汉）石化醋酸乙烯酯项目 摘要

湖北大学CHO团队

中韩（武汉）石化

年产九万吨醋酸乙烯酯项目

摘要

指导老师：龙华丽杨世芳刘晓光赵道辉江叔芳

团队人员：阙水晶张袭南许文佳龚健康秦婉筠

湖北大学

湖北大学CHO团队

目录

1.项目简介 2

2.原料产品确定 2

3.工艺设计 3

4.节能设计 4

5.设备设计 4

6.清洁生产 5

7.厂区选址与布置 5

8.安全环境分析 7

9.经济效益分析 7

10.项目总结 9

1.项目简介

本项目是为中韩（武汉）石化有限公司新建一座年产九万吨的醋酸乙烯分厂，建于武汉市化学工业区的预留发展空地，本团队在工艺设计中，兼顾经济效益和清洁生产，思路明确，亮点突出，其主要体现在如下几个方面：

1.采用Bayer气相乙烯法技术成熟，催化剂活性高耗能低，有较好的发展前景，较之电石乙炔法能够最大程度的减少三废，生产工艺更清洁，符合《中国制造2025》中提出绿色发展2020指标，并从工艺上尽最大可能不引入其他不反应物，提高产品纯度

2.工艺流程中实现乙烯等原料的循环，提高原子利用率

3.采用热泵精馏、夹点分析和热集成技术等多项节能技术对工艺流程进行化，提高效率、降低能耗

4.采用新型反应器折流板结构减少流动漩涡区和湍流死区、新型换热器强化传热结构提高传热效果、新型液体再分布器易清洗，新型屏蔽泵降低能耗。

2.原料产品确定

本项目设计的是合成十万吨醋酸乙烯酯，其原料为中韩（武汉）石化有限公司生产提供的乙烯及从市场采购而得的醋酸。

表2-1醋酸乙烯酯规格

序号

产品名称

规格

产量（万吨/年）

备注

1

醋酸乙烯酯

99.94%

10

优等品

表2-2原料规格

项目

名称

规格

数量

来源

运输方式

主要原料

乙烯

≥99.90%

3.7万吨/年

武汉新楚化工有限公司

槽车运输

醋酸

≥99.99%

7.2万吨/年

园区提供

管道运输

氧气

-

2.8万吨/年

园区提供

管道运输

辅助原料

氢氧化钾

50%wt

175吨/年

湖北省鑫润德德化工有限公司

槽车运输

Pd/Au催化剂

-

4.67吨/年

深圳仟铂金属有限公司

槽车运输

3.工艺设计

本项目经过产品选择和工艺方案论证，选择采用Bayer乙烯气相法合成醋酸乙烯酯，本工艺包含四个工序：醋酸乙烯酯合成工段、气体分离工段、二氧化碳吸收工段，产品(VAC)分离精制工段并实现了全流程稳态模拟与优化。

工艺流程如图1所示，详见《初步设计说明书》

图1工艺流程框图

醋酸和乙烯压缩后进料混合后升温与氧气均相混合，进入第一反应器生成醋酸乙烯，反应混合气体经空冷水冷装置后进入气体分离装置，塔釜液进入醋酸乙烯酯精制阶段，塔顶气体分离乙醛等副产物后的乙烯气体部分抽出吸收CO2，其余循环回乙烯进料罐

4.节能设计

4.1换热网络优化

在本项目中，涉及公用工程量较多。为了充分利用能量，本项目通过使用AspenEnergyAnalyzer软件，根据夹点设计法，结合实际情况，进行流股匹配，设计出了一种最优的冷热流股匹配方案。同时将优化后的换热网络返回流程模拟和PID图纸，对比分析得出最后方案，详见Aspen流程模拟源文件和PID图纸。全厂换热网络的匹配方案如图2所示。

图2全厂换热网络匹配方案

5.设备设计

本项目设计过程中主要对醋酸乙烯分离塔T0201、氧化酯化反应器等设备进行了详细设计，对换热器、泵、压缩机等设备进行了选型。详见《设备设计说明书》与《设备选型一览表》。

新型节能屏蔽泵和磁力泵

为了贯彻绿色节能的理念，本项目所用泵通过市场调查决定采用新型节能屏蔽泵，该系列泵由上海佰诺泵阀有限公司生产，从而替代了以往高耗能的常规屏蔽泵产品。

常规屏蔽式电动机与同功率同极数普通电动机相比效率要低10个百分点，功率因数则更低。但是该系列泵磁路为径向结构，结构简单、漏磁较少，由于空间的限制，采取这种特殊的隔磁方式，减小隔磁桥的尺寸来增大磁阻，使漏磁减小，使用较少钕铁硼永磁体能够提供电动机所需的气隙磁密。该设计使泵的整体效率提高，利用哈氏合金、钕铁硼永磁材料，使电机效率高、功率因数高及功率密度大、过载能力强，且温升低，噪声小，长期高温运行时可靠性高，无泄漏、防爆、耐腐蚀等特点，且可以在200℃下稳定运行。

6.清洁生产

本项目为Bayer乙烯气相法的清洁生产工艺，主要体现为：

（1）工艺路线简单高效，原子利用率高，产生三废量很少，起到节能减排、清洁生产和提高经济效益的作用。

（2）工艺路线过程进行乙烯，醋酸等循环，提高了原子利用率，减少了三废排放；

（3）使用换热网络分析，减少生产过程中的能量消耗；

（4）后期计划使用双效精馏的乙酸回收装置，回收废水中的乙酸，减少污水处理量。其中乙酸回收率可达9