全国化工大赛-恒逸石化杯-中安联合年产9万吨醋酸乙烯项目0-摘要.doc

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中安联合煤化分公司

年产9万吨醋酸乙烯酯项目

摘要

指导教师：王余杰、周阿洋、马田林、冯建华、陈纲领

团队成员：宋丹慧、石阳、陈瑞瑞、常学仁、虞泽耀

滁州学院一“醋”而就团队

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目录

TOC\o1-3\h\z\u1、项目简介 1

2、原料产品确定 1

3、工艺设计 3

4、节能设计 3

4.1换热网络优化 3

4.2双效精馏 4

4.3换热器能耗的收集与利用 6

4.4全厂能耗 7

5、设备设计 7

6、清洁生产 8

7、厂区选址与布置 9

7.1选址确定 9

7.2总厂布置 9

7.3三维布置 13

8、安全环境分析 14

9、经济效益分析 14

10、项目总结 15

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1、项目简介

本项目为中安联合煤化有限责任公司9万吨/年醋酸乙烯项目。以醋酸，乙烯，氧气等为原料，反应物在反应器中均处于气体状态，所得的产品先经过醋酸吸收未反应的乙烯，而后到精制车间经过两次精馏后进入膜分离装置，分离出醋酸乙烯酯。气体分离塔塔顶部分经过吸收剂的吸收后产生的气体经过变压吸附将二氧化碳富集起来作为副产之一。年产9万吨醋酸乙烯的产量既能充分满足市场需求，又能降低单位产品能耗。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：

工艺流程中实现醋酸、乙烯、二乙醇胺三大循环，提高原子的利用率；

采用双效精馏、夹点分析和热集成技术等多项技术对工艺流程进行优化，提高效率、降低能耗；

利用变压吸附技术将混合气中的二氧化碳气体分离，减少污染的同时富集起来的二氧化碳又能增加销售收入；

采用新型催化剂载体TiO2,选择性和空时都有了明显的提高；

采用醋酸纤维素疏水膜实现对于醋酸乙烯的分离，不仅纯度高而且能耗低。

2、原料产品确定

本项目设计的是以醋酸、乙烯和空分的氧气主要原料，配以对苯二酚和钯金催化剂为辅助材料，进行醋酸乙烯的生产。本项目的乙烯来自总厂直购，年需求量为3.771万吨。根据国家标准GB/T1628-2008，选用工业级优等品醋酸，纯度为99.8%，年需用量为6.507万吨/年，采购公司为位于合肥贝特实验用品有限公司，采用公路运输的方式输送到本厂。辅助材料主要对苯二酚，国家标准为GB/T23959-2009，选用工业级优等品，纯度为99.0%。本厂的对苯二酚由外购得到，购买厂家为济南创世化工有限公司。年需用量为4500吨，通过储罐车运输的方式运送到本厂。

表2-1原料及辅助原料要求表

序号

原料

规格

年用量/万吨

1

乙烯

99.9%

3.771

2

醋酸

99.8%

6.507

3

氧气

2.52

4

对苯二酚

99.0%

0.45

本项目中催化剂的规格如下表

表2-2催化剂供应表

名称

型号

单位

装填量

备注

钯金催化剂

Pd-Au/TiO2

t

49.14

按寿命5年计

本项目采用乙烯气相法工艺生产优等品醋酸乙烯，副产品有乙酸乙酯和二氧化碳。项目产品及规格如下表所示：

表2-3本项目主副产品一览表

序号

产品

规格（%）

产量（万吨/年）

备注

1

醋酸乙烯

99.9

9

主产品

2

乙酸乙酯

99.9

0.28

副产品

3

二氧化碳

99.8

2.46

副产品

3、工艺设计

本项目涉及乙烯气相法生产醋酸乙烯工艺系统，以醋酸，乙烯，氧气等为原料，反应物在反应器中均处于气体状态，所得的产品先经过气体分离塔用醋酸吸收未反应的乙烯，而后到精制车间经过两次精馏后进入膜分离装置，分离出醋酸乙烯酯。气体分离塔塔顶部分经过吸收剂的吸收后产生的气体经过变压吸附将二氧化碳富集起来作为副产之一。工艺具有节能降耗的特点，特别是变压吸附技术，膜分离技术等的应用，节能效果显著。由AspenPlus模拟软件得到工艺流程如下。

图3-1全流程模拟截图

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4-1所示。

图4-1全流程换热网络匹配方案

4.2双效精馏