电石乙炔法年产10万吨VAC精制工段工艺设计开题报告

1. 研究目的与意义

醋酸乙烯是一种重要的有机化工中间体，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。广泛应用于纤维、粘接剂、涂料、乳化剂、纺织品上浆及整理剂、制鞋、薄膜、安全玻璃、水溶性膜、土壤改良剂等方面；还用于建筑、机械、汽车、造纸、包装、纺织、印染、卷烟、家具、印刷等行业。

醋酸乙烯的合成方法经过了几十年的演变，目前用于工业生产的有乙炔气相法和乙烯气相法。从1960年至2011年，我国一共有vac生产装置18套，其中15套均采用乙炔法制备醋酸乙烯。我国的煤炭资源和天然气资源储量丰富，是乙炔法合成醋酸乙烯在国内占主流并具有市场前景的重要原因。

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。

2. 研究内容和预期目标

年产10万吨/年醋酸乙烯装置以乙炔、醋酸为主要原料，年生产10万吨醋酸乙烯，副产2400吨/年乙醛，装置年操作时间为8000小时。

表1醋酸乙烯产品规格及产量

精制工段使醋酸乙烯产品规格达到99.98%优等品，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

(2)设备选型及典型设备设计 1) 典型非标设备一反应器和塔器的工艺设计，编制计算说明书。 2) 典型标准设备一换热器的工艺选型设计，编制计算说明书。 3) 其他重要设备的工艺设计及选型说明。 4) 编制设备一览表

(3)车间设备布置设计 对合成车间，进行车间布置设计： 1) 车间布置设计 2) 车间主要工艺管道配管设计 3) 绘制车间平面布置图 4) 绘制车间立面布置图

必须提交的基本材料 1) 初步设计说明书（包括设备一览表、物料平衡表等各种相关表格）。 3) 典型设备（标准设备和非标设备）工艺设计计算说明书（若采用相关专业软 件进行设备计算和分析，则必须同时提供计算结果和计算模型的源程序）。 4) 设计图集（包括 PFD 和 PID 图、车间设备平面和立面布置图、装置平面布置 总图、主要设备工艺条件图）。 5) 工艺流程的模拟及流程优化计算结果和模拟源程序。

论文要求字数不少于15000字，参考文献不少于10篇，课题相关的外文译稿字数不少于5000字。论文的其他基本要求参照《苏州科技大学本科团队毕业设计（论文）工作规范》、《苏州科技大学本科毕业设计（论文）工作条例（修订）》和《苏州科技大学化学与生物工程学院毕业设计（论文）工作细则》执行。

3. 研究的方法与步骤

目前乙炔法醋酸乙烯合成多采用气相法，反应器为流化床。该法采用醋酸锌活性催化剂，添加少量醋酸锰，醋酸铝等助催化剂，乙炔和醋酸在常压、170~230℃，空速200~400h-1下，反应生成醋酸乙烯。以醋酸计单程转化率80%，以乙炔计单程转化率60%，vac选择性97%（以乙炔计）。

反应气经旋风分离及进料气换热回收热量后，进行冷却、冷凝，得到粗醋酸乙烯。

粗醋酸乙烯经脱乙炔、脱乙醛和醋酸分离后，得到醋酸乙烯单体

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. moyes andrew b，kueppers lara m，pett-ridge jennifer etal. evidence for foliar endophytic nitrogen fixation in a widely distributed subalpine conifer【j】. the new phytologist，2016（4）：657～658.

5. 计划与进度安排

（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