化工设计竞赛10-附录一 创新性说明书(0001).doc

长沙理工大学Leaper团队  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 万达石化东营港分厂 年产15万吨醋酸乙烯项目 创新性说明书 设计单位： 长沙理工大学 设计团队： Leaper团队 指导老师： 黄灵芝 黄朋勉 李丽峰 张跃飞 戴益民 团队成员： 陈春华 陈旭强 蒋猷亮 黄佳美 王伟涛 2019年7月25日 万达石化东营港分厂年产15万吨醋酸乙烯项目 长沙理工大学Leaper团队 PAGE2 / 28 目录 TOC \o "1-3" \h \z \u 第一章 原料方案及其体系创新 1 1.1原料方案 1 1.2产品结构方案创新 1 第二章 清洁生产技术创新 3 2.1醋酸乙烯绿色生产技术创新 3 2.2二氧化碳资源化利用与蓄热燃烧新技术。 3 第三章 反应技术及分离技术创新 4 3.1使用新型催化剂并应用STY辨识优化技术 4 3.2多种助活物质与提高CO2保护气的含量 5 3.3急冷吸收耦合技术 5 3.4三塔非均相共沸精馏技术 6 3.5分子筛吸附脱水技术 7 第四章 过程节能技术创新 9 4.1热泵精馏技术（含与隔壁塔节能对比分析） 9 4.2加压水移除反应热产蒸汽 10 4.3蒸汽凝结水热量回收技术 11 4.4加压精馏避免冷冻剂的使用 11 4.5热集成创新 11 第五章 新型过程设备应用技术创新 13 5.1反应器导流筒及其CFD模拟 13 5.2新型CQF氟塑料屏蔽泵 14 5.3新型CJST-MPⅡ膜喷无返混塔板的应用 15 5.4空心环管壳式换热器的使用 16 第六章 环境保护技术创新 18 6.1蓄热燃烧工艺与新型设备的应用 18 6.2废水处理方法 19 第七章 防腐工艺创新 21 7.1醋酸蒸发塔防腐工艺 21 7.2醋酸塔防腐工艺 21 第八章 SIS安全仪表的多重论证 23 8.1参考同类装置的多重联锁方案 23 8.2仪表工作过程的详细拆解论证 23 万达石化东营港分厂年产15万吨醋酸乙烯项目 创新性说明书 第一章 原料方案及其体系创新 1.1原料方案 乙烯法与乙炔法所制备的醋酸乙烯含量都超过99.5%。然而乙炔法中含有杂质醛类超过乙烯法,所以乙烯法的质量要比乙炔法好。天然气乙炔在投资成本上要高于乙烯法,技术难度大且近几年天然气供需矛盾非常突出，保供形势严峻。以电石乙炔为原料的工艺虽比较于天然气乙炔法而言技术简单，成本较低，但由于在乙炔的生产过程中产生大量电石炉尾气、粉尘和电石渣,不仅对周围的大气环境带来极大的危害,对土壤和水资源也产生了长久的危害。另外电石生产能耗很大,因此该法在欧美国家已经逐渐被淘汰。20世纪我国在发展经济的过程中没有对环保问题给予应有的重视,导致我国醋酸乙烯生产装置中以电石乙炔为原料的装置占绝大多数。乙烯主要是以石脑油、轻柴油等液体石油馏分为原料，通过蒸汽裂解制乙烯装置获得，近年来，随着我国诸多大型炼化装置开工投产，国内的乙烯产能得到了有效的提升。据估计，未来三年，我国乙烯产能释放近3000万吨，有效地缓解了我国乙烯供需矛盾，因此本项目具有普适性、本质环保性以及较好的节能推广价值。 1.2产品结构方案创新 表1-1 产品结构一览表 序号 产品 规格（％） 产量 备注 1 醋酸乙烯 99.8 151475.2t/a 主产品 2 乙醛 99.9 1900.2t/a 副产品 3 食品级二氧化碳 99.99 6349.2t/a 副产品 本项目以乙烯、氧气以及醋酸为原料进行醋酸乙烯的生产，相较于传统电石乙炔法，减少了电石乙炔生产对环境的污染，降低了单产能耗。设置了乙醛精馏塔回收了乙醛副产物，同时相比传统工艺新增了二氧化碳回收装置，资源化利用了原工艺排放至大气的高浓度二氧化碳尾气。本项目年产15万吨醋酸乙烯，1900吨优等品乙醛，6349.2吨食品级二氧化碳，总厂与分厂集成三废处理、公用工程与其他辅助物料，实现能量与物料的高效利用，主产品醋酸乙烯与副产品乙醛和食品级二氧化碳在东营港经济开发区附近就近销售。本项目产品特色集成方案如下图： 图1-1 本项目系统集成图 第二章 清洁生产技术创新 2.1醋酸乙烯绿色生产技术创新 醋酸乙烯（VAM）是一种重要的有机化工原料，主要用于生产聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物。目前国内生产醋酸乙烯工艺路线主要有Wacker电石乙炔法、Borden天然气乙炔法、Bayer乙烯法。 目前生产醋酸乙烯的传统电石乙炔法占我国醋酸乙烯总产能70%以上，虽工艺成熟，但产生大量电石炉尾气