【正文】 新型的有機化工原料，廣泛應用于有機合成、維尼綸、粘結劑、涂料工業(yè)等。盡我所知，除文中特別加以標 注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 安陽工學院 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。尋找合理的生產(chǎn)方法是當務之急?？偨Y了合成醋酸乙烯的生產(chǎn)工藝方法，對比不同生產(chǎn)工藝路線及其優(yōu)缺點，同時提出了合成醋酸乙烯技術的選擇原則，闡述了未來醋酸乙烯合成技術的發(fā)展趨勢，以及合成醋酸乙烯的生產(chǎn)工藝流程。 關鍵詞： 醋酸乙烯，電石乙炔法，生產(chǎn)工藝流程，物料衡算，熱量衡算，生產(chǎn)車間 II Process Engineering of Vinyl Acetate Process Workshop in Scale of 40000 Tons per Year Abstract: China is full of the coal it can develop the coal business,and produce new chemical have great potentiality and a new type of chemical raw materials,vinyl acetate are widely used in anic synthesis,nylon,adhesives,paint industry is top priority to look for reasonable production acetate are used as intermediates with the applied spread of poly vinyl alcohol on the nonfiber sphere .So it makes the rising demand about vinyl acetate ,and it is particularly important to improve the production and quality of vinyl polymerization own with other monomer copolymerization,vinyl acetate can be generated poly vinyl alcohol,vinyl acetateethylene copolymer emulsion or copolymerization ester,poly vinyl acetate,vinyl acetatecholoethylene copolymer,poly vinyl alcohol shrink formaldehyde etc. Comparing the different production process route and its advantages and disadvantages,Street vinyl acetate synthesis is also put forward the selection principle of technology,this paper expounds the future of vinyl acetate synthesis technology deve lopment trend,and expounds the vinyl acetate research,production,development situation,And the process of vinyl acetate synthesis in our paper introduces the synthesis process of application of calcium carbide acetylene method to make vinyl acetate,and according to the different catalysts vinyl acetate synthesis this paper introduces With material and heat balance calculation,this design process es calculation and selection of equipment and process workshop layout,On the basis of selection,it also paints the process of flowing diagram and the main equipment assembly drawing,besides,it puts forward the scheme of process improvement and improving output. Keywords :Vinyl acetate。Heat calculation。目前國內醋酸乙烯產(chǎn)能雖然達到 t∕a，但仍不能滿足總量需求，每年都有一定的進口。 本設計主要主要以物料衡算和熱量衡算進行工藝計算和設備選型以及工藝車間的布置，在選型的基礎上進行了設備的校核，繪制了 工藝流程圖，主要設備裝配圖，并進行了車間的布置。醋酸乙烯能與水部分互溶，與甲醇、乙醇等形成共沸物，能與苯、水形成三元恒沸物 [1]。作為醋酸的再加工物，醋酸乙烯的生產(chǎn)開發(fā)狀況對醋酸行業(yè)的整體發(fā)展具有日益顯著的影響作用。在纖維領域，醋酸乙烯主要 用于維尼綸合成和醋酸乙烯一丙烯腈類纖維。 20xx年我國醋酸乙烯的生產(chǎn)能力達到 t/a。 20xx年我國醋酸乙烯的主要生產(chǎn)廠家見表 [4]。 (2) 醋酸乙烯的市場前景 我國醋酸乙烯主要用于生產(chǎn)聚乙烯醇，約占總消費量的 %。而近年來隨著聚醋酸乙烯共聚物和乳液的發(fā)展，醋酸乙烯用于該領域的用量在不斷增加，同時 EVA產(chǎn)量大幅度增加，也擴展了醋酸乙烯的應用領域。 醋酸乙烯的國外生產(chǎn)現(xiàn)狀及市場前景 (1) 醋酸乙烯的國外生產(chǎn)現(xiàn)狀 近幾年，世界醋酸乙烯的生產(chǎn)能力穩(wěn)步增長。美國、我國大陸和日本是世界上最主要的 3個醋酸乙烯生產(chǎn)國家和地區(qū)， 20xx年生產(chǎn)能力分別達到 t∕a﹑ t∕a和 t∕a。 （ 2）醋酸乙烯的國外市場前景 20xx年，全世界醋酸乙烯的總消費量約為 t，消費主要集巾在北美、西歐和亞太地區(qū)，其中北美地區(qū)的消費量為 t，約占世界總消費量的 %；西歐地區(qū) 的消費量為 t，約占總消費量的 %；中南美地區(qū)的消費量為 t，約占總消費量的 %；中東地區(qū)的消費量為 t，約占總消費量的 %；亞太地區(qū)的消費量為 t，約占總消費量的 %；世界其他國家和地區(qū)的消費量為 t，約占總消費量的 %。世界各主要國家和地區(qū)醋酸乙烯的消費結構各不相同，其中美國和西歐醋酸乙烯主要用于生產(chǎn)聚醋酸乙烯均聚物和 PVOH，美國所占比例分別為 %、 %，西歐分別為%和 %。通過老師的指導，優(yōu)選工藝，設計醋酸乙烯的生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)車間配置。通過自身聚合或與其它單體共聚，可以生成多種衍生物。亞洲是世界最大的醋酸乙烯生產(chǎn)地區(qū)和消費地區(qū)。因此，發(fā)展醋酸乙烯工業(yè)具有廣闊的市場前景，這次設計非常具有可行性。他在用汞鹽為催化劑，乙炔和醋酸液相合成二醋酸乙叉酯時，在副產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了含量為 5%的 VAc醋酸乙烯。該法因催化劑選擇性低、副產(chǎn)品多、設備腐蝕嚴重，目前已被完全淘汰。該法是電石乙炔法的典型工藝。該法以天然氣部分氧化制取乙炔，用副產(chǎn)的合成氣制取醋酸，然后兩者合成制取醋酸乙烯。隨后英國 ICI、德國 Hoechst等公司先后投入研究并各自取得了專利，其中以 ICI法為代表性。目前該法已被淘汰。目前世界上絕大部分新建裝置都采用該工藝。 (3) Celanese公司的 Vantage工藝 20xx年 Celanese公司開發(fā)了新的固定床 Vantage工藝，該工藝雖然也采用固定床技術，但由于在催化劑方面作了重要改進，醋酸乙烯收率明顯高于同類裝置。此法成為了以一氧化碳為起始原料合成醋酸乙烯的工業(yè)基礎。 (3) 醋酸單一原料法 Eastman Chemical Company開發(fā)了一種以單一醋酸為原料的 3步法液相生產(chǎn)醋酸乙烯技術。其主要缺點是每 1mol醋酸乙烯須 2mol乙烯酮為原料，而乙烯酮裝置的投資費用較高。 乙炔氣相 法和乙烯氣相法的比較 乙烯法流程較短，而乙炔法流程較長，工藝過程較為復雜。 在我國，雖然石油乙烯工業(yè)高速發(fā) 展，但我國天然氣和電石資源豐富，我國境內乙炔氣相法仍被廣泛采用，這具有三大優(yōu)勢： (a)相比較于原料乙烯而言，電石法乙炔合成醋酸乙烯的原料來源穩(wěn)定，不受全球油價的影響，相對便于進行遠距離運愉，成本低廉。我國乙炔法合成醋酸乙烯原料來源穩(wěn)定，工藝成熟可靠，生產(chǎn)成本經(jīng)濟，在原材料供應環(huán)境、產(chǎn)品售價、國內催化劑效能等方面，存在和國內外乙烯法市場抗衡優(yōu)勢。 Borden 流程投資大，技術難度大。 醋酸乙烯的生產(chǎn)工藝流程 電石乙炔法合成醋酸乙烯主要包括乙炔氣發(fā)生及凈化、醋酸乙烯的合成及精制等四個 11 部分。 :2CH3CHO→CH3CH=CHCHO+H2O :C 2H2+CH3CHO→CH3CH=CHCHO 醋酸乙烯合成反應原理 乙炔是具有三鍵的不飽和烴化合物，化學性質相當活潑，能與帶有活潑氫的化合物進行加成反應，使乙炔中的三鍵變?yōu)榻Y構較為穩(wěn)定的各種乙烯基 (雙鍵 )或烷基衍生物。根據(jù)化學平衡原理，在生產(chǎn)中用提高乙炔對醋酸克分子比 (簡稱克分子比 )的方法，增加乙炔的濃度以加快合成反應速度，從而得到較高的空時收率 (STV)。因此，必須嚴格控制原料質量，選擇適宜的工藝條件，以保證產(chǎn)品質量，降低消耗。 (2) 生產(chǎn)時間 :年工作日 300d,每天 24h，總共 7200h。丁烯醛的選擇性按乙醛計為 30%。 各工序的物料衡算 乙炔工序 則 HAc 產(chǎn)率 %97%97%40M8660k g / 5 5 5MMML44OHCOHC242264???????? 則 HAc 用量 M4=。同時，精制乙炔時，乙炔會從 NaClO 溶液帶走水蒸 氣，含量約為 。進口氣體中 75%的乙炔、 %的 CO2,3%的 N2 和 O2 等 空氣被完全排除（實際上還有 ALd 和 HAc 也被排除，但隨著乙炔進入了反應器循環(huán)，可以不考慮在內）。此外，隨乙炔和醋酸蒸汽進入反應器內的還有空氣（不影響反應，不列入物料衡算）。液體餾分在后續(xù)醋酸乙烯徑流裝置、醋酸精餾裝置及丁烯醛蒸餾塔和殘余物蒸餾塔中進行分離。 (2) 精餾工段進出料情況匯總 表 精餾工段進出料情況匯總 Table Reaction section material calculation summary of distillation sections 進 料 出 料 物料名稱 流量 (kg/h) 質量分數(shù) 物料名稱 流量 (kg/h) 質量分數(shù) 醋酸乙烯 醋酸乙烯 醋酸 醋酸 乙醛 乙醛 丁烯醛 丁烯醛 其它 其它 合計 合計 醋酸乙烯 生產(chǎn)過程物料衡算匯總 20 表 醋酸乙烯生產(chǎn)過程物料衡算匯表 Table Materials calculation table in the overall production process 流 入 流 出 序號 物料 成分 流量 (kg/h) 序號 物料 成分 流量 (kg/h) 名稱 名稱 M1 電石 CaC2 M4 電石灰渣