【文章內(nèi)容簡介】 余用于乙烯一醋酸乙烯共聚乳液 (VAE)或共聚樹脂（ EVA)、氯乙烯一醋酸乙烯共聚物 (EVC)、乙烯一乙烯醇 (EVOH)絕緣樹脂和聚乙烯醇縮丁醛 (PVB)。 醋酸乙烯的生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 醋酸乙烯的國內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)狀及市場前景 (1) 醋酸乙烯的生產(chǎn)現(xiàn)狀 自 1963年北京東方石油化工股份有限公司（原北京有機(jī)化工廠）從日本可樂麗引進(jìn)，采用電石乙炔法建成我國第一套醋酸乙烯生產(chǎn)裝置以來（后改為乙烯氣相法），我國醋酸乙烯的生產(chǎn)穩(wěn)步發(fā)展。 20xx年我國醋酸乙烯的生產(chǎn)能力達(dá)到 t/a。南京塞拉尼斯一套 t/a氣相乙烯法醋酸乙烯生產(chǎn)裝置建成投產(chǎn)，截止到 20xx年 12月底，我國醋酸乙烯的生產(chǎn)廠家增加到 15家，總生產(chǎn)能力達(dá)到 t/a，產(chǎn)能僅次于美國，是世界上第二大醋酸乙烯生產(chǎn)國家。生產(chǎn)工藝有電石乙炔法、天然氣乙炔法和乙烯法 3種：采用電石乙炔法的生產(chǎn)廠家有 11家，生產(chǎn)能力合計(jì)為 t/a，約占全國總生產(chǎn)能力的 %；采用天然氣已缺乏的生產(chǎn)廠家有 1家，生產(chǎn)能力為 t/a，約占全國總生產(chǎn)能力的 %；采用乙烯法的生產(chǎn)廠家有 3家，生產(chǎn)能力合計(jì)為 t/a，占全國總生產(chǎn)能力的 %。其中南京塞拉尼斯公司是我國目前最大的醋酸乙烯生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)能力為 t/a，約占國內(nèi)總生產(chǎn)能力的 %；其次是中石化四川維尼綸廠，生產(chǎn)能力為 t/a，約占國內(nèi)總生產(chǎn)能力的 %；再次是安徽皖維 高新材料有限公司，生產(chǎn)能力為 t/a，約占國內(nèi)總生產(chǎn)能力的 %。 20xx年我國醋酸乙烯的主要生產(chǎn)廠家見表 [4]。 4 表 20xx年我國醋酸乙烯主要生產(chǎn)廠產(chǎn)能和工藝 (萬 t/a)[5] Table vinyl acetate the main factory capacity and process of vinyl acetate in 20xx 生產(chǎn)廠家 生產(chǎn)能力 生產(chǎn)工藝 賽拉尼斯（南京）化工有限公司 中石化四川維尼綸廠 中石化上海石油化工公司 中石化北 京東方石油化工公司 山西三維集團(tuán)股份有限公司 安徽皖維高新材料有限公司 湖南省湘維有限公司 廣西維尼綸集團(tuán)有限責(zé)任公司 江西化纖化工有限責(zé)任公司 福建紡織纖維集團(tuán)有限公司 貴州水晶有機(jī)化工集團(tuán)有限公司 蘭州維尼綸有限公司 石家莊化工化纖有限公司 云南云維股份有限公司 牡丹江東北化工有限公司 2. 氣相乙烯法 天然氣乙炔法 乙烯法 乙烯法 電石乙炔法 電石乙炔法 電石乙炔法 電石乙炔法 電石乙炔法 電石乙炔法 電石乙炔法 電石乙炔法 電石乙炔法 電石乙炔法 電石乙炔法 隨著生產(chǎn)能力的不斷擴(kuò)大，我國醋酸乙烯的產(chǎn)量也不斷增加。 20xx年我國醋酸乙烯的產(chǎn)量只有 t， 20xx年為 t， 20xx年增加到 t，同比增長約 %， 20xx ~ 20xx年產(chǎn)量的年均增長率約為 %。 20xx年產(chǎn)量約為 t，同比增長約 %。 (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(fèi)量的 %。其次是用于生產(chǎn)聚醋酸乙烯和乙 烯一醋酸乙烯共聚物．約占總消費(fèi)量的 %，其它方面的用途占 %。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國醋酸乙烯的消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化 [6]。 20世紀(jì) 90年代我國的醋酸乙烯主要用于生產(chǎn)聚乙烯醇。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(lǐng)域的用量在不斷增加，同時(shí) EVA產(chǎn)量大幅度增加，也擴(kuò)展了醋酸乙烯的應(yīng)用領(lǐng)域。預(yù)計(jì)到 20xx年，我國醋酸乙烯的總需求量將達(dá)到約 t．其中聚乙烯醇的需求量雖然仍占據(jù)主導(dǎo)地位，但所占比例將會(huì)有所減少，而聚醋酸乙烯、 VAE共聚乳液和 EVA將成為未 5 來推動(dòng)醋酸乙烯需求增長 的主要?jiǎng)恿?，在消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例將會(huì)越來越大。 今后幾年，隨著中石化四川維尼綸廠和云南云維集團(tuán)等醋酸乙烯新建或擴(kuò)建項(xiàng)目的陸續(xù)實(shí)施，預(yù)計(jì)到 20xx年我國醋酸乙烯的總生產(chǎn)能力將超過 260． 0萬 t∕a。而屆時(shí)的年需求量只有約 t，產(chǎn)能過剩，未來我國醋酸乙烯的市競爭壓力將逐漸加大。 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。截止到 20xx年底，全世界醋酸乙烯的總生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到約 t∕a。同比增長約 %,生產(chǎn)裝量主要集 中在北美、西歐和亞太地區(qū) ,其中北美地區(qū)的生產(chǎn)能力為 t∕a，約占世界醋酸烯總生產(chǎn)能力的 %；西歐地區(qū)的生產(chǎn)能力為 t∕a，約占總生產(chǎn)能力的 %；亞太地區(qū)的生產(chǎn)能力為 t∕a，約占總生產(chǎn)能力的 %；世界其他國家和地區(qū)的生產(chǎn)能力為 t∕a。約占總生產(chǎn)能力的%。美國、我國大陸和日本是世界上最主要的 3個(gè)醋酸乙烯生產(chǎn)國家和地區(qū)， 20xx年生產(chǎn)能力分別達(dá)到 t∕a﹑ t∕a和 t∕a。分別約占世界醋酸乙烯總生產(chǎn)能力的%、 %和 %。塞拉尼斯公司是目前世界上最大的醋酸乙烯生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)能力為 t∕a，約占世界醋酸乙烯總生產(chǎn)能力的 %；其次是中國臺(tái)灣大連化工公司，生產(chǎn)能力為 t∕a。約占世界總生產(chǎn)能力的 %；再次是中國石油化工集團(tuán)公司，生產(chǎn)能力為 t∕a，約占世界總生產(chǎn)能力的 %。 （ 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(fèi)量約為 t，消費(fèi)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(fèi)量為 t，約占世界總消費(fèi)量的 %；西歐地區(qū) 的消費(fèi)量為 t，約占總消費(fèi)量的 %；中南美地區(qū)的消費(fèi)量為 t，約占總消費(fèi)量的 %；中東地區(qū)的消費(fèi)量為 t，約占總消費(fèi)量的 %；亞太地區(qū)的消費(fèi)量為 t，約占總消費(fèi)量的 %；世界其他國家和地區(qū)的消費(fèi)量為 t，約占總消費(fèi)量的 %。預(yù)計(jì)今后幾年，世界醋酸乙烯的需求量將以年均約 %的速度增長，到 20xx年總需求量將達(dá)到約 t。 世界醋酸乙烯主要用于生產(chǎn)聚醋酸乙烯、聚乙烯醇以及乙烯一醋酸乙烯共聚物等。20xx年世界醋酸乙烯的消費(fèi)結(jié)構(gòu)為：聚醋酸 乙烯 (包括聚合物和均聚物 )的需求量約占總需求量的 %，聚乙烯醇占 %，乙烯一醋酸乙烯共聚物占 %，其他方面的需求量占 6 %。世界各主要國家和地區(qū)醋酸乙烯的消費(fèi)結(jié)構(gòu)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 %。而日本的醋酸乙烯則主要用于生產(chǎn) PVOH和 EVA，分別占總消費(fèi)量的 %和 %。 課題要求及意義 課題的要求 課題要求查閱與該課題所相關(guān)的一些資料， 對(duì)醋酸乙烯的性質(zhì)和用途、國內(nèi)外的市場情況和發(fā)展趨勢、目前主要的工業(yè)生產(chǎn)原理和路線，以及工業(yè)生產(chǎn)中的生產(chǎn)做一個(gè)充分的了解。然后根據(jù)所查到的資料和一些前沿科技知識(shí)以及自己所擁有的知識(shí)體系做根據(jù)，根據(jù)不同生產(chǎn)工藝路線及其優(yōu)缺點(diǎn)，選擇合成醋酸乙烯的合適方法。通過老師的指導(dǎo)，優(yōu)選工藝，設(shè)計(jì)醋酸乙烯的生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)車間配置。設(shè)計(jì)過程中要對(duì)該工藝進(jìn)行物料衡算和熱量衡算；進(jìn)行主體設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)和選型，并繪制主體設(shè)備圖；進(jìn)行車間布置設(shè)計(jì)。從而對(duì)該物質(zhì)的特性和工業(yè)設(shè)計(jì)有一個(gè)更加全面和深入的了解。 課題的意義 醋 酸乙烯是一種重要的有機(jī)化工原料，是世界上產(chǎn)量最大的 50 種有機(jī)化工原料之一。通過自身聚合或與其它單體共聚，可以生成多種衍生物。這些衍生物的用途十分廣泛，可用于紙張或織物的上膠劑、粘接劑、涂料、墨水、皮革加工、一纖維加工、乳化劑、水溶性膜、土壤改良劑等方面。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，新的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷拓展。酷酸乙烯生產(chǎn)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前全球有 40 多套醋酸乙烯裝置。亞洲是世界最大的醋酸乙烯生產(chǎn)地區(qū)和消費(fèi)地區(qū)。近年來，我國醋酸乙烯生產(chǎn)有較大幅度增長。但隨著對(duì)其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷開拓以及國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快，尤其是建筑 、造紙、印刷、汽車、卷煙、食品等行業(yè)的快速發(fā)展，使醋酸乙烯的需求量逐年上升，市場供需矛盾同漸突出。根據(jù)查閱的有關(guān)醋酸乙烯生產(chǎn)情況及進(jìn)出口情況，我們知道國內(nèi)產(chǎn)量不能滿足需求，市場對(duì)進(jìn)口的依存度逐年上升。因此，發(fā)展醋酸乙烯工業(yè)具有廣闊的市場前景，這次設(shè)計(jì)非常具有可行性。 7 第 2 章 醋酸乙烯的生產(chǎn)技術(shù)及研究 醋酸乙烯的生產(chǎn)工藝方法 醋酸乙烯生產(chǎn)技術(shù)是從乙炔法發(fā)展起來的，并逐步向乙烯法過渡。目前全世界正在使用的技術(shù)有以烯法和乙炔法兩種，其中乙烯法的產(chǎn)能約占全部醋酸乙烯產(chǎn)能的 72%以上。 乙炔液相法 1912年， F Klatte在一篇德國專利中第一次提到了醋酸乙烯的存在。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(shí)，在副產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了含量為 5%的 VAc醋酸乙烯。這個(gè)反應(yīng)后來發(fā)展成為醋酸乙烯最早的生產(chǎn)方法 ——乙炔液相法 [7]。 該法以硫酸汞為催化劑，在 30～ 75℃ 的條件下，將過量的乙炔通入醋酸溶液中，生成的醋酸乙烯由未反應(yīng)的乙炔帶出，副產(chǎn)的二醋酸乙叉酯可進(jìn)一步裂解醋酸乙烯。 德國曾用該法建立起一套 600t∕a的生產(chǎn)裝置。該法因催化劑選擇性低、副產(chǎn)品多、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，目前已被完全淘汰。 乙炔氣相法 1921 年，德國 Consortium fur Electrochemische Industrie 公司開發(fā)出了乙炔、醋酸氣相合成醋酸乙烯的方法 ——乙炔氣相法 [7]。該方法主要以 Wacker 和 Borden 流程為代表。 (1) Wacker 法工藝 1928年，德國 Wacker化學(xué)公司采用固定床列管式反應(yīng)器建立了第一套乙炔氣相法醋酸乙烯工業(yè)裝置。該法是電石乙炔法的典型工藝。 1965年，日本可樂麗公司首先使用了流化床反應(yīng)器，隨后美國 DuPont公司、日本合成化學(xué)公司 也相繼采用。到 20世紀(jì) 60年代后期，固定床工藝大多轉(zhuǎn)換為流化床工藝。 (2) Borden法工藝 Borden法工藝是 20世紀(jì) 60年代初美國 Borden公司和 Blawknox公司合作開發(fā)成功的。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。該法的主要工藝過程和設(shè)備 Wacker法相似。當(dāng)時(shí)這種新的生產(chǎn)方法在天然氣豐富的國家和地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。 8 乙烯液相法 1960年，前蘇聯(lián) MoHeeeB等發(fā)表研究報(bào)告 [7]，聲稱用氯化鈀和乙酸鈉在冰醋酸溶液中，通人乙烯 加壓密封靜置過夜可制得醋酸乙烯。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。 英國 ICI公司、日本德山公司等用該法先后建立了工業(yè)裝置。由于該法所用的催化劑體系中含有氯離子，對(duì)設(shè)備有強(qiáng)烈的腐蝕性，裝置只能運(yùn)轉(zhuǎn) 2～ 3a。 1969年， ICI關(guān)閉了該法的生產(chǎn)裝置，其它公司也相繼停產(chǎn)或停建。目前該法已被淘汰。 乙烯氣相法 (1) Bayer法和 USI法 自乙烯直接氧化合成醋酸乙烯方法問世后， Bayer[7]、 Hoeehst及 USI等公司先后 開展了相關(guān)的工業(yè)研究。 1968年第一套乙烯氣相 Bayer法裝置在日本投產(chǎn)， 1972年乙烯氣相 USI法裝置也開車成功。 由 Bayer和 Hoechst公司聯(lián)合開發(fā)的 Bayer法，單臺(tái)反應(yīng)器的生產(chǎn)能力在 50kt∕a以上。目前世界上絕大部分新建裝置都采用該工藝。 USI法是美國 National Distillers的子公司 USI開發(fā)的，整個(gè)流程分為合成和精制兩部分，基本上與 Bayer法相似。 (2) BP Amoco 公司的 Leap 工藝 1998年 BP Amoco公司開發(fā)出了流化床乙烯氣相法 Leap工藝，并于 20xx年在英國 Hull地區(qū)采用該工藝建設(shè)了一套 250kt∕a的生產(chǎn)裝置。該裝置的投資費(fèi)用比同等規(guī)模采用傳統(tǒng)工藝建設(shè)的裝置降低約 30%。 (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(shù)，但由于在催化劑方面作了重要改進(jìn)，醋酸乙烯收率明顯高于同類裝置。 Celanese公司采用該工藝對(duì)新加坡的 190kt∕a裝置進(jìn)行改造后，在不增加投資的情況下生產(chǎn)能力增加了 22%。 其它方法 (1) 乙醛醋酐加成法 9 Celanese公司上個(gè)世紀(jì) 50年代曾開發(fā)出了乙醛和醋酐加成制二醋酸乙叉酯，再裂解制醋酸乙烯的工藝，該工藝 [7]以 FeCl3為催化劑，流程較長，副產(chǎn)物較多，分離提純過程較為復(fù)雜。 Celanese公司 1953年采用該技術(shù)建成了年產(chǎn) ∕a的生產(chǎn)裝置， 1970年因缺乏競爭力而關(guān)閉。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(chǔ)。 (2) 以煤為原料的羰基合成法 20世紀(jì) 80年代，美國的 Halon公司開發(fā)了以煤為原料制取醋酸乙烯工藝，工藝過程大致如下： 首先以煤為原料制合成氣，合成氣羰基合成甲醇，甲醇與合成氣羰基合成醋酸，醋酸與甲醇酯化得到醋酸甲酯。醋酸甲酯通過羰基化反應(yīng)生成亞乙基二乙酸酯 (EDA)，再經(jīng)熱裂解生成醋酸乙烯和醋酸。 該法不用乙烯和醋酸作原料，實(shí)現(xiàn)了以煤為單一原料生產(chǎn)醋酸乙烯。 (3) 醋酸單一原料法