全国化工大赛-恒逸石化杯-宝塔石化集团年产4.6万吨醋酸乙烯酯3-创新点概述.doc

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目录

TOC\h\z\t样式1,1,样式2,2第一章概述 3

第二章反应过程创新 4

2.1催化剂 4

2.2反应器的创新 5

2.3反应器内换热介质的创新 6

第三章分离过程创新 7

3.1精乙醛的生产 7

3.2高纯度醋酸的生产 7

第四章过程节能降耗技术 8

4.1热集成创新 8

4.2塔顶气相压缩开式热泵的应用 9

4.3热泵精馏能耗与普通能耗对比 9

第一章概述

醋酸乙烯是世界上产量最大的50种化工产品之一广泛应用于合成纤维、塑料、粘合剂、制漆、涂料、制药等。自1912年第一次合成醋酸乙烯以来，经过几十年的发展，醋酸乙烯的生产方法有了很大的改变。目前主要有乙炔气相法和乙烯气相法两种。根据具体实际，在我国乙炔气相法占主要地位。

乙炔法气相法制醋酸乙烯的优势：

乙炔法流程简单，收率较高。

催化剂价廉易得，活性尚佳。

操作费用也较低些。

乙炔气相法比液相法有很大优势。其工艺特点有:

(1)由于是连续反应，长期稳定的运行便于工艺控制自动化。

(2)催化剂由廉价的锌制得。

(3)逐步副反应受到抑制，丁烯醛等副产物产量少。

(4)醋酸乙烯选择性大幅度提高，单体质量好。

工业化生产的乙炔气相法主要包括以电石乙炔为原料的Wacker法和以天然气乙炔为原料的Borden法。

在乙炔法生产工业中，从其下游的氯丁橡胶、聚氯乙烯和醋酸乙烯酯等产品来看，电石乙炔法约占国内总产量的95%以上，是我国目前主要的乙炔生产方法，从我国能源特点来看，电石乙炔法将在我国长期存在。

粗乙炔气清净过程产生的废液,对我国生态环境造成了严重的破坏,恢复生态环境方面需花费大量的资金进行治理。然而国家在生态环境保护方面高度重视,使得电石法乙炔生产工艺必须面对严峻的生态环境保护形势，必选采取相应的生态环境保护措施进一步进行有效的成本控制，相应的清洁技术也应运而生。

第二章反应过程创新

2.1催化剂

自1922年成功研究出乙炔气相合成醋酸乙烯的方法以来，使用的催化剂一直是醋酸锌-活性炭，世界各国如日本、前苏联等为进步提高催化剂的活性、强度和选择性作了大量的研究，又提出了醋酸锌系变形催化剂和醋酸锌系以外的催化剂。尽管其中有些催化剂具有高于醋酸锌-活性炭催化剂数倍的活性，但因反应温度高，成本高，活性下降快等种种原因而未能工业化。

近年来，除上述对活性炭载体改进的研究外，仍以醋酸锌为活性组分，但载体却选择其它材料的催化剂开发也在持续发展中。国内外许多学者试图用硅胶、活性氧化铝、硅酸铝及分子筛等为载体来制备催化剂，以代替活性炭载体。其中，活性氧化铝因其比表面大、孔隙率高、抗高温等特点，在石油和化学工业的许多反应中用作催化剂、载体及吸附剂而倍受瞩目，成为替换活性炭载体的首选。

1997年，国际壳牌研究有限公司的JobannesJacobusKeijsper等开发出一种羧酸与乙炔催化转化为乙烯基酯的新工艺。优选叔羧酸以气相状态和乙炔一起于升温条件下，在150-400度通过含有锌和固体惰性氧化物载体的催化剂，合成乙烯基酯。适用的固体惰性催化剂载体是二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化铬、氧化铌、氧化锰、氧化钒、铜系金属氧化物和沸石以及这些氧化物的混合物，但优选活性氧化铝，具体是指γ-氧化铝，因为使用这类载体可以获得最佳结果。

该催化剂是用醋酸锌的水溶液浸渍活性氧化铝载体并干燥浸渍后的载体来制备的。催化剂可以是任何形状，其依赖于本法的实施方式。如对于固定床，催化剂形状可以是球体、丸粒或挤出物。该方法已申请专利，并已进入中试阶段。据文献所述，使用该工艺的新型催化剂，固定床的羧酸转化率可以达到95%以上。而使用醋酸锌活性炭催化剂，固定床的醋酸的单程转化率只有50%-60%，最高也不超过80%。并且此法的反应压力要求和使用醋酸锌-活性炭催化剂的合成工艺一样，一般在常压下即可获得较佳的羧酸和乙炔的转化率，利于降低建设和操作成本和排除下高压的危险。进料的乙炔和羧酸的摩尔比可在较宽的范围内改变，但优选范围是1-5。相对于一般的使用醋酸锌-活性炭催化剂的工厂生产所用的进料摩尔比大大降低了，提高了乙炔的转化率。并且，γ-氧化铝价格便宜、活性又高，性价比很高。因此，开发该种催化剂有非常广阔的前景，而采用该新型催化剂应用于乙炔气相法合成醋酸乙烯工艺是有很大意义的。但是，出于该法已申请专利，根据目前国内乙炔气相法生产醋酸乙烯的厂家的生产现状，获取该项专利的使用权是不可能的。因此，我们与四川维尼纶厂合作，在该专利的基础上，致力于开发以国产γ-氧化铝为载体，以醋酸锌为