电石乙炔法年产8万吨VAC合成工段工艺设计开题报告

 2022-12-10 10:37:07

1. 研究目的与意义

醋酸乙烯(VAC)又醋酸乙烯酯醋酸乙烯为无色透明易燃烧的液体,有酯类的香味和一定的刺激性,毒性低,LD50为2920g/g,密度0.9312克/毫升(20.4℃),沸点72.7℃(101.3KPa),熔点-92.8℃,是世界上用量最大的有机化工原料之一,主要原料为工业冰醋酸和电石,是世界产量最大50种化工原料之一,广泛用于生产聚醋酸乙烯(PVAC)、聚乙烯醇(PVOH)、醋酸乙烯一乙烯共聚乳液(VAE)或共聚树脂(EVA)、醋酸乙烯一氯乙烯共聚物(EVC)、聚丙烯腈共聚单体以及缩醛树脂等衍生物,在涂料、浆料、薄膜、维纶、粘合剂、合成纤维等方面具有广泛的应用前景。目前,世界上醋酸乙烯的总产量已超过415Mt/a ,并且正以年增长率5%的速度发展。随着科学技术的不断进步,其应用领域还在不断扩大。

1922年,Muqaen发现浸渍在活性炭上的醋酸锌可以气相合成醋酸乙烯,20世纪30年代,德国Wacker公司开发出由乙炔和醋酸气相催化反应的工业路线,第2次世界大战中,德国赫斯特公司剪成了规模为12000t/a的醋酸乙烯工厂,使得气相合成法实现了工业化。

醋酸乙烯的生产方法主要有乙烯法和乙炔法,由于我国具有煤炭资源丰富,石油资源相对贫乏的能源结构,决定了乙炔法是我国醋酸乙烯的主要生产方法。截止到2014年底,我国共有VAC生产装置18套,总产能达301.5万,其中乙烯气相法4套共67万t/a,天然气乙炔法1套为50万t/a,其余184.5万t/a产能均为电石乙炔法。

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2. 研究内容与预期目标

本课题采用传统的乙炔法制醋酸乙烯路线,以某能化煤炭焦化干馏装置生产的电石乙炔气和煤炭气化装置生产的醋酸为原料,合成高附加值的聚乙烯醇原料醋酸乙烯。传统的乙炔法合成醋酸乙烯过程具有耗水量大、耗能高、排碳量高以及“三废”多等缺点,通过对传统工艺流程的改进,本项目达到“中国制造2025”计划所提出的指标,进一步提升我国煤化工深加工技术,响应国家可持续发展战略需求。

具体研究内容如下:

(1) 工艺流程设计 1) 工艺方案选择及论证 2) 安全生产的保障措施 3) 先进单元过程技术的应用 4) 集成与节能技术的应用 5) 工艺流程计算机仿真设计6) 绘制物料流程图和带控制点工艺流程图 7) 编制物料及热量平衡计算书

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3. 研究方法与步骤

研究方法、步骤:

通过查阅相关文献资料了解到电石乙炔法为通过电石与水反应生成乙炔,然后乙炔和醋酸在一定条件下,通过醋酸锌活性炭催化剂而生成醋酸乙烯。之后确定电石乙炔法生产醋酸乙烯设计的生产方案。通过设计生产工艺,对主要设备的计算来选型以确定管道尺寸以及车间厂房的建筑尺寸,并画出流程图。根据流程图来计算车间厂房的建筑尺寸。根据工艺计算的结果,画出物料流程图,带控制点的工艺流程图,车间布置图及设备设计图。

4. 参考文献

1.邱鹏远,杨运信,张丽斌.乙炔气相法合成醋酸乙烯催化剂研究进展【J】.天然气化工,2015(4):74~78.

2. 黎汉生,刘伟,安欣等.Zn(Ac)2/C催化剂上乙炔气相法合成醋酸乙烯【J】.化学反应工程与工艺,2008(2):158~162.

3. 李保华.工业醋酸乙烯合成工艺及反应器模拟与优化【D】.湘潭大学,2006.

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5. 工作计划

(1)2022.2.24~2022.2.28(第1周)完成1周毕业实习

(2)2022.3.2~2022.3.27(第2~5周)查阅文献,完成文献综述和开题报告以及不少于5000字外文文献翻译

(3)2022.3.30~2022.5.22(第6~13周)依据研究内容开展工作

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