安徽巢湖皖维分公司年产10万吨醋酸乙烯项目 4.创新性报告.docVIP

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安徽巢湖皖维分公司年产10万吨醋酸乙烯项目创新性报告

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2019“东华科技-恒逸石化杯”

第十三届全国大学生化工设计竞赛

安徽巢湖皖维分公司

年产10万吨醋酸乙烯项目

创新性报告书

立皖狂男团队

团队成员：蒋怡斌郭帆徐非凡杨港张艺娴指导老师：陈广美杨明娣黄静金杰李菲菲

目录

TOC\o1-3\h\z\u一、原料方案及其体系创新 1

1.1 资源利用（原料）方案创新 1

1.2 产品结构方案创新 1

二、清洁生产技术创新 3

2.1 绿色催化剂应用 3

2.2 三废资源化处理技术 3

2.3 单碳排放减少 3

三、反应技术及分离技术创新 5

3.1 乙醇脱水制乙烯技术创新 5

3.2 醋酸乙烯合成技术创新 5

四、过程节能技术创新 7

4.1 热集成技术 7

五、新型过程设备创新 8

5.1 列管换热式固定床催化反应器创新 8

5.2 高效除沫气液分离器 8

5.3 新型降噪压缩机 10

5.4 可连续空载不锈钢磁力泵 11

5.5 换热设备结构创新 12

六、环境保护技术创新 13

6.1 本质环保技术方案创新 13

6.2 循环利用减少三废排放 13

一、原料方案及其体系创新

资源利用（原料）方案创新

醋酸乙烯酯合成的原料乙烯一般来源于石油化工等行业，通过对其组成成分及特性分析，参阅最新的产业政策文件，本项目以生物质发酵生产的乙醇作为原料脱水生产乙烯作为原料。在醋酸乙烯合成过程中，将乙烯与醋酸、氧气、氮气进行反应合成醋酸乙烯。本项目采用生物质乙烯气相法制备醋酸乙烯，以当地回收的秸秆等生物质资源发酵生产出乙醇为原料，经脱水反应获得乙烯，辅以醋酸进行合成，生产出最终产品醋酸乙烯酯。与传统的乙炔法相比，该生物质乙烯气相法具有装置结构紧凑、设备腐蚀小、产量大、能耗低、污染小、产品质量高和成本低等优点。且该法以生物质乙醇为原料，彻底改变乙烯生产对石油资源的依赖。因此，本课题研究的生物质乙烯气相法制备醋酸乙烯酯相较于皖维集团原生产线所用的乙炔法更加环保和节能，是响应我国“中国制造2025”的一项化工项目。

本工艺流程以生物质发酵法生产的乙醇为原料，其余的生产装置均在原先的乙烯气相法工艺路线的基础上进行设计制造，保留了原有成熟工艺的优点，也实现了生物质的循环利用，符合可持续发展的战略，实现减少旧有乙炔法生产工艺的缺点，为国内的醋酸乙烯行业脱离石油化工的钳制提供了一条新的原料实现方案。

产品结构方案创新

本项目以生物质发酵法生产出的乙醇脱水生产的乙烯及由安徽皖维总厂统一购入的醋酸、以及总厂空分系统供应的氧气、氮气为原料，进行醋酸乙烯酯的生产，并且进行高效的分离。从根本上改进了原先老生产线利用乙炔法生产醋酸乙烯高污染、高耗能、原料依赖性强、产品聚合效果差这些缺点，实现了原料来源的多样化、节能环保、产品聚合效果好的转变。

为更好的提高生产线的生产效益，本项目通过增设一乙醛提纯工段，使得合成反应的副产物乙醛也得以分离出来，进而得到更高的经济效益与原子利用率，保证经济效益的最大化。

表1.1本项目主产品一览表

序号

产品

规格（%）

产量（吨/年）

备注

1

醋酸乙烯酯

99.8

10万

主产品

2

乙醛

99.8

副产品

二、清洁生产技术创新

绿色催化剂应用

本项目在乙醇脱水制乙烯反应中采用氧化铝为活性组分的催化剂，在醋酸乙烯合成反应中采用了以球形硅胶为载体的钯金催化剂。这两种催化剂均属于固体催化剂。

这两种催化剂均有着机械强度大，耐磨性能好，结构稳定，反应接触面积大，等优点。其能与气相反应物充分接触，在气相反应中具有高效催化的效果，生产过程中基本不产生“三废”。

这两种催化剂均具有良好的热稳定性和水热稳定性。对反应物和产物有良好的形状选择，活化再生后可重复使用；对设备无腐蚀且容易与反应产物分离，生产过程中基本不产生“三废”，废催化剂处理简单，不污染环境。而对于氧化铝活性催化剂而言，通过选择恰当的水醇比，能够得到很高的乙醇转化率与选择性。

三废资源化处理技术

在三废处理方面，由于工艺流程的清洁化，本工艺在轻组分回收工段产生了一股不用于本厂的液体，其含有大量的碳酸钾和碳酸氢钾，本项目将这股物流利用一储罐保存起来，再统一出售给具有钾肥生产能力的厂家，对其进行加工，生产出合格的钾肥。

对于废气，醋酸乙烯合成与精制工段均有一定量的不凝性气体生成，本项目将其收集起来，一同送入轻组分回收工段，将其中未反