【正文】 、高含鹽量、高有機(jī)物的水穩(wěn)劑和高效殺菌劑，為降低循環(huán)冷卻水的消耗提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持 。交通運(yùn)輸要方便，這樣原料供應(yīng)便捷，節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用 。 乙酸乙烯酯 對(duì)眼睛、皮膚、粘膜和上呼吸道有刺激性。 以石油裂解聯(lián)產(chǎn)的乙烯為原料，采用多管型固定床反應(yīng)器氣相氧化合成醋酸乙烯的拜 耳乙烯法，是由德國拜耳公司開發(fā)成功，日本可樂麗公司首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。非工藝設(shè)計(jì)時(shí)以工藝設(shè)計(jì)為依據(jù)，按照各專業(yè)的要求進(jìn)行的設(shè)計(jì)，它包括總圖運(yùn)輸、公用工程、土建、儀表及其控制等。 11 萬噸 /年乙酸乙烯酯裝置 工藝設(shè)計(jì) 2 設(shè)計(jì)依據(jù) （ 1）化工工程設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)定。 1972 年上海石油化工二廠又引進(jìn)了乙烯法醋酸乙烯裝置 ,1977 年四川維尼綸廠引進(jìn)天然氣乙炔法醋酸乙烯裝置 ,13 套裝置原設(shè)計(jì)能力為 376kt/a 醋酸乙烯 ,全是為維綸纖維配套。廣泛應(yīng)用于纖維、粘接劑、涂料、乳化劑、紡織品上漿及整理劑、制鞋、薄膜、安全玻璃、水溶性膜、土壤改良劑等方面；還用于建筑、機(jī)械、汽車、造紙、包裝、紡織、印染、卷煙、家具、印刷等行業(yè)。預(yù)計(jì)到 2020年，世界醋酸乙烯需求量將達(dá)到 650 萬噸。電石乙炔工藝 12 套 ,年產(chǎn) 萬噸 ,占總生產(chǎn)能力的 %。 塔設(shè)備設(shè)計(jì)原則 （ 1）具有適宜的流體力學(xué)條件，達(dá)到氣液兩相的良好接觸； （ 2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理能力大，壓降低； 11 萬噸 /年乙酸乙烯酯裝置 工藝設(shè)計(jì) 3 （ 3）強(qiáng)化質(zhì)量傳遞和能量傳遞。 （ 2）冷劑用循環(huán) 冷卻水：上水溫度可取 25℃ 。所以工藝上必須連續(xù)抽取部分循環(huán)氣，經(jīng)脫除 CO2 后再循環(huán)回反應(yīng)器使用，以防止 CO2 在循環(huán)氣中積累過高。極易受熱、光或微量的過氧化物作用而聚合，含有抑制劑的商品與過氧化物接觸也能猛烈聚合。 （ 2） 采用部分補(bǔ)充水軟化措施提高濃縮倍數(shù)。正常生產(chǎn)期間，主要的排放氣來 精餾塔塔頂放出的 乙酸 以及工廠管道的泄露。 車間綠化 植物具有美化環(huán)境，吸收二氧化碳和有毒氣體，吸收和屏蔽噪音的作用；植物微妙而準(zhǔn)確地反映著我們周圍環(huán)境的特性和變化，供給人類許多有用的信息和物質(zhì)。 ，因此生產(chǎn)過程中對(duì)催化劑的合理充分利用顯得十分重要，必須十分注意避免催化劑中毒，或者因?yàn)槠渌蛟斐纱呋瘎┑睦速M(fèi)，提高生產(chǎn)的高效性、經(jīng)濟(jì)性。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇明火會(huì)引著回燃。另外，還要考慮原料的可靠性。 工藝技術(shù)方案比較和選擇依據(jù) （ 1） 石油乙烯法 以石油裂解聯(lián)產(chǎn)的乙烯為原料，采用多管型固定床反應(yīng)器氣相氧化合成醋酸乙烯的拜耳乙烯法，是由德國拜耳公司開發(fā)成功，日本可樂麗公司首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn) 。 國內(nèi)有 10家聚乙烯醇生產(chǎn)廠采用電石乙炔法原料路線 。 由于以上理由，本裝置合成乙酸乙烯酯采用石油乙烯法原料路線，采用固定床列管式反應(yīng)器。 圖 22 乙酸乙烯酯生產(chǎn)壓力對(duì)選擇性和時(shí)空收率的影響 11 萬噸 /年乙酸乙烯酯裝置 工藝設(shè)計(jì) 13 工藝流程設(shè)計(jì) 反應(yīng)原理 該工藝流程中的主要反應(yīng)如下： C2H4+CH3COOH+→C 2H3OOCCH3+H2O ΔH=146KJ/mol C2H4+3O2→2CO 2+2H2O ΔH=1340KJ/mol 裝置工藝原則流程圖 裝置工藝原則流程圖見圖 23。 圖 31 反應(yīng)器 R0101 的物流圖 11 萬噸 /年乙酸乙烯酯裝置 工藝設(shè)計(jì) 16 表 31a 反應(yīng)器 R0101 的物料衡算表 組分 分子量 g/mol 進(jìn)料 kmol/h mol% kg/h m% C2H4 28 1450 40678 C2H4O2 60 600 CO2 44 550 O2 32 180 C4H6O2 62 0 0 0 0 H2O 18 0 0 0 0 總計(jì) 244 2780 1 1 表 31b 反應(yīng)器 R0101 的物料衡算表 組分 分子量 g/mol 出料 kmol/h mol% kg/h m% C2H4 28 C2H4O2 60 CO2 44 O2 32 22 C4H6O2 62 H2O 18 總計(jì) 244 1 1 11 萬噸 /年乙酸乙烯酯裝置 工藝設(shè)計(jì) 17 V0201的物料衡算 圖 32 脫氧罐（ V0201）的物流圖 表 32a 脫氧罐（ V0201）的物料衡算表 組分 分子量g/mol 進(jìn)料 （ 7） kmol/h mol% kg/h m% C2H4 28 O2 60 C2H4O2 44 C4H6O2 32 H2O 62 CO2 18 總計(jì) 244 表 32b 脫氧罐（ V0201）的物料衡算表 組分 分子量 g/mol 出料 8 kmol/h mol% kg/h m% C2H4 28 11 萬噸 /年乙酸乙烯酯裝置 工藝設(shè)計(jì) 18 續(xù)表 32b 組分 分子量 g/mol 出料 8 kmol/h mol% kg/h m% O2 60 C2H4O2 44 0 0 C4H6O2 32 H2O 62 0 0 CO2 18 總計(jì) 244 1 1 總進(jìn)料 kmol/h 表 32c 脫氧罐（ V0201）的物料衡算表 組分 分子量 g/mol 出料 9 kmol/h mol% kg/h m% C2H4 28 O2 60 0 0 C2H4O2 44 C4H6O2 32 H2O 62 CO2 18 總計(jì) 244 1 1 總出料 ,kg/hr 11 萬噸 /年乙酸乙烯酯裝置 工藝設(shè)計(jì) 19 乙酸塔 T0201的物料衡算 圖 33 脫乙酸塔 T0201 的物流圖 表 33a 脫乙酸塔 T0201 的物料衡算表 組分 分子量 g/mol 進(jìn)料 （ 9） kmol/h mol% kg/h m% C2H4 28 O2 32 0 0 C2H4O2 60 C4H6O2 62 H2O 18 CO2 44 總計(jì) 244 1 1 11 萬噸 /年乙酸乙烯酯裝置 工藝設(shè)計(jì) 20 表 33b 脫乙酸塔 T0201 的物料衡算表 組分 塔頂 （ 11） 塔底 （ 10） kmol/h mol% kg/h m% kmol/h mol% kg/h m% C2H4 0 0 0 0 O2 0 0 0 0 C2H4O2 C4H6O2 0 0 0 0 H2O CO2 0 0 0 0 總計(jì) 1 1 1 1 總進(jìn)料 kmol/h 總出料 ,kg/hr 水塔 T0301的物料衡算 圖 34 脫水塔 T0301 的物流圖 11 萬噸 /年乙酸乙烯酯裝置 工藝設(shè)計(jì) 21 表 34a 脫水塔 T0301 的物料衡算表 組分 分子量 g/mol 進(jìn)料 （ 13） kmol/h mol% kg/h m% C2H4 28 O2 32 C2H4O2 60 C4H6O2 62 H2O 18 CO2 44 總計(jì) 244 表 34b 脫水塔 T0301 的物料衡算表 組分 分子量g/mol 塔頂 （ 15） 塔底 （ 14） kmol/h mol% kg/h m% kmol/h mol% kg/h m% C2H4 28 O2 32 C2H4O2 60 C4H6O2 62 H2O 18 CO2 44 總計(jì) 244 總進(jìn)料 kmol/h 總出料 ,kg/hr 11 萬噸 /年乙酸乙烯酯裝置 工藝設(shè)計(jì) 。這樣從脫氧罐部出來的物料進(jìn)入脫乙酸塔，在精餾過程中主要脫除混合物中的乙酸，然后從脫乙酸塔頂出料進(jìn)入脫水塔，在精餾過程中脫除混合物中的水，再由塔頂出料進(jìn)入乙酸乙烯酯精制塔，在此精餾過程中主要出去混合物中的乙烯和少量的二氧化碳，而最終在塔底得到純度為%的乙酸乙烯酯 11 萬噸 /年乙酸乙烯酯裝置 工藝設(shè)計(jì) 14 參考文獻(xiàn) [1] 錢伯章 .上海期刊， 醋酸乙烯的生產(chǎn)技術(shù)與國內(nèi)外市場(chǎng)， 2020,35(3) [2] 顏藝倩 .廣州科技 總第 231 期 [3] 陳聲宗．化工設(shè)計(jì) (第二版 )． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 [4] 顏藝倩 . 合成醋酸乙烯的工藝技術(shù)探討 .學(xué)界 .研究天地 . 11 萬噸 /年乙酸乙烯酯裝置 工藝設(shè)計(jì) 15 第 3 章 物料衡算 物料衡算及全流程模擬概述 化學(xué)工程的物料衡算是利用物理與化學(xué)的基本定律，對(duì)化工過程單元及化工過程單元系統(tǒng)的物料平衡的計(jì)算。由于反應(yīng)放熱，少量的 CO2存在，有利于反應(yīng)的排出，同時(shí)可抑制乙烯的氧化深度，故生成的 CO2留在循環(huán)氣中不斷的循環(huán)。 目前世界上 2/3 的聚乙烯醇生產(chǎn)裝置采用石油乙烯法原料路線，占據(jù)聚乙烯醇生產(chǎn)技術(shù)的主導(dǎo)地位 。 主要反應(yīng)方程式為： C2H4 + CH3COOH+ →C 2H3OOCCH3 +H2O 副反應(yīng)： C2H4 + 3O2→2CO 2 + 2H2O （ 2） 天然氣乙炔法 以天然氣為原料，部分氧化裂解制得乙炔，采用固定床反應(yīng)器氣相催化合成醋酸乙烯的天然氣乙炔法，是由法國羅納 在工藝流程設(shè)計(jì)中，應(yīng)從以下著重考慮： ① 國內(nèi)人民的消費(fèi)水平以及各種化工產(chǎn)品的消費(fèi)趨勢(shì)。 對(duì)本設(shè)計(jì)產(chǎn)品具體要求見表 21。在 427℃時(shí)自燃，爆炸極限為 ％ 。 車間的綠化設(shè)計(jì)根據(jù)車間的總圖布置、生產(chǎn)特點(diǎn)、消防安全、環(huán)境特征，以及當(dāng)?shù)氐耐寥狼闆r、氣候條件、植物習(xí)性等因素綜合考慮，合理布置和選擇綠化植物?？傮w上來看，本廠的廢氣排放極少。 （ 3） 加快高效水穩(wěn)劑的研制及應(yīng)用。 因此甲醇生產(chǎn)廠址 遠(yuǎn)離居民區(qū)的郊區(qū)，并且選擇在下風(fēng)口和河流的下游，以防使居民中毒，危害居民的身體健康。廠址的選擇一般遵循以下原則： （ 1） 廠址的地區(qū)布局應(yīng)符合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、 國土開發(fā)管理的相關(guān)規(guī)定； （ 2） 廠區(qū)的自然條件要符合建設(shè)要求； （ 3） 廠址選擇應(yīng)按照指向原理，根據(jù)材料、市場(chǎng)、能源、技術(shù)、勞動(dòng)力等生產(chǎn)要素的限度區(qū)位來綜合分析確定； （ 4） 廠址選擇要考慮交通運(yùn)輸和通訊設(shè)施條件； 11 萬噸 /年乙酸乙烯酯裝置 工藝設(shè)計(jì) 5 （ 5） 便于利用現(xiàn)有生活福利社設(shè)施、衛(wèi)生醫(yī)療設(shè)施、文化教育和商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)等設(shè)施； （ 6） 要注意保護(hù)環(huán)境和生態(tài)平衡。本設(shè)計(jì)工藝是石油乙烯法。工藝設(shè)計(jì)是化工廠設(shè)計(jì)的核心，決定了整個(gè)化工設(shè)計(jì)的概貌。其次我國醋酸乙烯裝置規(guī)模偏小 ,國外一般都在 10 萬 t/a 以上 ,加拿大 1985 年 己建成了 36 萬 t/ a 的裝置 ,差距很大。 我國自 1965 年北京有機(jī)化工廠從日本引進(jìn)電石乙炔法生產(chǎn)醋酸乙烯技術(shù)以來 ,依靠自己的力量先后建設(shè)了 10 套萬噸級(jí)維綸廠。11 萬噸 /年乙酸乙烯酯裝置 工藝設(shè)計(jì) 目錄 第 1 章 總論 ................................................................................................................................. 1 項(xiàng)目概況 ......................................................................................................................... 1 設(shè)計(jì)依據(jù) ......................................................................................................................... 2 設(shè)計(jì)原則 .........................................................................................