全国化工大赛-恒逸石化杯-上海赛科石化年产19.5万吨醋酸乙烯酯项目3-创新性说明书.docx

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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

上海赛科化工分公司

年产19.5万吨醋酸乙烯酯项目

创新性说明书

烯途行者团队

贺子文罗云波付雨王嘉璐孙文涓

指导老师：程新华谭海燕邵宇

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章原料方案及其体系创新 3

1.1原料方案 3

1.2工艺方案创新 3

1.3不同技术方案的比较 4

第二章清洁生产技术创新 10

2.1绿色催化剂应用 10

2.2三废排放 10

2.2.1三废总量 10

2.2.2废气处理 11

第三章反应技术及分离技术创新 12

3.1反应技术创新 12

3.1.1新型反应器的使用 12

3.1.2反应先进工艺的使用 13

3.1.3高效反应催化剂的使用 13

第四章过程节能技术创新 14

4.1换热网络 14

4.2热泵精馏技术 14

第五章新型过程设备的应用 16

5.1新型塔板的使用 16

5.2新型醋酸乙烯储罐的使用 16

第一章原料方案及其体系创新

1.1原料方案

原料的选择应该满足环境友好性、成本经济性和来源稳定性三要求。本项目以总厂乙烯装置产生的乙烯气为主要原料，配以工业级乙酸为辅助材料，进行醋酸乙烯的生产。催化剂为CTV-V型醋酸乙烯催化剂。主要规格用量如下：

表1-1主要原材料、辅助原料来源表

项目

名称

使用量

来源

运输方式

主要原材料

乙烯

2910Kmol/h

上海赛科石油化工有限责任公司

管道输送

醋酸

1349.2Kmol/h

上海华谊化工有限公司

罐车运输

氧气

323.738Kmol/h

总厂空分装置

管道运输

辅助原料

CTV-Ⅲ型催化剂

39.36kg

宇瑞(上海)化学有限公司

槽车运输

对苯二酚

3.63277Kmol/h

常州市宇荣化工有限公司

槽车运输

氮气

674.706Kmol/h

总厂空分装置

管道输送

二氧化碳

1395.69Kmol/h

总厂空分装置

管道输送

本分厂所用原料为上海赛科化工有限公司提供的乙烯，外购的乙酸，本厂空分装置分离出氧气，辅助原料为CTV-V型催化剂等，主要产品为醋酸乙烯酯。

本项目工艺路线由醋酸乙烯反应回收工段和醋酸乙烯精制工段构成。醋酸乙烯反应工段采用乙烯气相法，环保节能。通过吸收精馏得到粗产品，通过热泵技术得到高纯产品醋酸乙烯。所采用工艺先进，技术成熟，经济合理，能耗低及经济与环保优势，大大降低了投资成本和操作费用。

1.2工艺方案创新

我国醋酸乙烯酯的工业生产始于20世纪60年代。截止到2018年6月底，我国醋酸乙烯酯的总生产能力为331.8万t/a，其中安徽皖维高新材料有限公司是目前我国最大的醋酸乙烯生产厂家，生产能力为70.5万t/a，约占国内总生产能力的21.3%；其次是中国石化四川维尼纶厂，生产能力为50.0万t/a，约占国内总生产能力的15.1%。其中采用电石乙炔法的生产能力合计为212.0万t/a，约占总生产能力的63.9%，生产厂家包括山西三维集团股份有限公司、安徽皖维高新材料有限公司、广西维尼纶集团有限责任公司等；采用天然气乙炔法的生产能力为50.0万t/a，约占总生产能力的15.1%，生产厂家包括中国石化四川维尼纶厂；采用乙烯法的生产能力合计为69.8万t/a，约占总生产能力的21.0％，生产厂家包括塞拉尼斯（南京）化工有限公司、中国石化上海石油化工公司、中国石化北京东方石化有机化工厂以及广西维尼纶集团有限责任公司。

1.3不同技术方案的比较

到目前为止，工业化醋酸乙烯生产工艺共经历了五次飞跃性变革。目前，世界醋酸乙烯生产所采用工艺主要有乙烯法和乙炔法两种，乙炔法可分为乙炔液相法和乙炔气相法。乙烯法也可分为乙烯液相法和乙烯气相法。其中，乙炔液相法和乙烯液相法由于腐蚀和技术成本问题而相继被淘汰。随着石油化工的发展，乙烯价格比乙炔便宜得多，使得乙烯气相法具有更大的经济优势，已发展成为醋酸乙烯生产的主要方法，占总生产能力的72%以上。但在电石、煤炭或天然气资源丰富的地区，乙炔法还是具有相当的竞争力，而且随着油价不断上涨，乙炔法在经济上重新获得生机，尤其是以天然气为原料的乙炔法工艺。表4-2给出了乙烯气相法及乙炔气相法的主要技术参数及优缺点比较。

表1-2制备醋酸乙烯酯的不同技术方案

乙烯气相法制备醋酸乙烯酯

醋酸乙烯装置采用乙烯、醋酸、氧气为原料，通过载有鈀、金催化剂和以醋酸钾为助催化剂的固定床反应器，在0.78MPa，136-185℃温度下，气相氧化合成醋酸乙烯（V