宁夏能化年产10万吨醋酸乙烯酯项目0-摘要.docx
宁夏能化年产十万吨醋酸乙烯酯项目-摘要
2019“东华科技-恒逸石化杯”第十三届全国大学生设计竞赛
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2019“东华科技-恒逸石化杯”第十三届全国大学生设计竞赛
中国石化长城能源化工有限公司SINOPECGREATWALLENERGGYANDCHEMICALCO.LRD
中国石化长城能源化工有限公司
SINOPECGREATWALLENERGGYANDCHEMICALCO.LRD
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
指导老师：白净
团队成员：张志普张萌胧申晓影马武举李文磊
宁夏能化年产10万吨醋酸乙烯酯项目
初步设计说明书郑州大学众酯成城团队
初步设计说明书
郑州大学众酯成城团队
目录
TOC\o1-3\h\z\u一、项目简介 1
二、原料和产品的确定 1
三、工艺设计 2
四、节能设计 3
五、新型设备应用 4
六、厂址选择与布置 7
七、经济分析 11
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一、项目简介
本项目为中石化宁夏能化有限公司年产10万吨醋酸乙烯酯酯项目，利用宁夏能化总厂的醋酸和乙炔为原料，通过乙炔气相法工艺，达到原料的充分利用并实现清洁生产。
本项目亮点突出，主要体现在以下几个方面：
1.清洁生产方面
使用新型催化剂，简化醋酸与乙炔反应合成醋酸乙烯酯（VAC）步骤，达到绿色生产目的；通过一个大循环—乙炔循环，以及一个小循环—分离甲醇循环、萃取塔顶混合物醋酸乙烯循环以及使用部分无法回收的乙炔气作为燃料以提供部分热量，从而实现物料的最大化利用；使用清污分流技术处理废液。
2.新型催化剂回收系统
用微波·超声波联用技术处理醋酸乙烯废触媒，回收活性炭和醋酸锌，利用醋酸锌制备符合涂料工业用的磷酸锌防锈颜料，解决了以往处理方法锌的洗脱率低的缺点，是一条变废为宝的绿色化综合回收利用途。
3.过程节能方面
通过换热网络集成优化达到最大限度的能量回收；通过热泵精馏技术降低公用工程能耗。
4.新型设备应用方面
通过使用新型催化剂分离组件、输送设备（泵）、分离设备（塔板）达到高效反应、低耗节能的目的。
二、原料和产品的确定
本项目将宁夏能化10万吨乙炔作为原材料，利用乙炔以及总厂管道运输的醋酸为生产原料来进行VAC的生产，项目年产VAC103259吨，副产乙醛977.5吨。所用原料醋酸通过储运车运输的方式运送到本生产区。具体指标如下表所示：
表2-1原料组成性质一览表
成分
含量（wt％）
乙炔
98.6
醋酸
99.8
温度：25℃
压力：1bar
主要产品：本项目年产10万吨醋酸乙烯，1192.6吨优等品乙醛，
产品规格如表2-2所示。
表2-2产品结构一览表
序号
产品
规格（％）
产量
备注
1
醋酸乙烯
99.8
103259t/a
主产品
2
乙醛
99.5
977.6t/a
副产品
三、工艺设计
本项目通过产品选择和工艺论证，设计醋酸与乙炔合成制VAC技术。
工艺包括反应器的设计、选型，包括1个反应器；分离设备的设计，包括8座塔设备设计、选型、校核，1个气液分离器的设计、选型、校核；换热设备的设计，包括19台换热器的设计、校核；输送设备的选用，包括2台压缩机、20台泵的选用；能量集成回收利用网络、物料集成网络。
本工艺包括VAC合成及精制工段、气体分离工段、乙醛精制工段。
全厂工艺流程图如图3-1所示。
图3-1本项目工艺全流程
VAc合成工段将醋酸和乙炔气在固定床反应器中生成VAc，经过合成塔后得到主产品醋酸乙烯和少量乙醛的混合液进入下一工段。
气体分离工段将粗产品进一步净化，净化后的乙炔循环使用。乙炔废气作为燃料使用，脱出后的C2H2的液相流股进入脱乙醛塔。
上部液体进入乙醛精制工段，利用萃取精制，得到纯度为99.5%的产品。
下部液体进入VAC精制工段，进入醋酸乙烯分离塔，得到纯度为99.786%的VAC，塔下部液相进入醋酸精馏塔，最后得到纯度为99.99%的醋酸。
四、节能设计
1.换热网络优化
本项目基于夹点分析技术、利用AspenEnergyAnalyzerV9.0软件来进行换热网络的设计。同时，寻找节能措施以达到最大限度的能量回收。
最终获得的换热网络如图4-1所示：
图4-1优化后的设计方案
经过优化后，可回收能量3.641E+06[cal/sec]，能量回收率达39.49%。所需热公用工程为3.412E+06[cal/sec]，所需冷公用工程2.168E+06[cal/sec]。
2.热泵精馏技术
当精馏塔的塔顶塔底温度相近，且存在较大热平台的时候，如果进行热泵技术可以有效回收一部分能量，从而使冷热公用工程用量均可以明显减小，从而节约能量。通过热泵技