醋酸乙烯生产工艺讲义概要.ppt
《醋酸乙烯生产工艺讲义概要.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《醋酸乙烯生产工艺讲义概要.ppt(57页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、醋酸乙烯生产工艺方案安全技术部安全技术部*目目录录醋酸乙烯简介醋酸乙烯简介 生产工艺简介生产工艺简介电石乙炔法工艺介绍电石乙炔法工艺介绍产品规格及定额消耗产品规格及定额消耗下游产品简介下游产品简介醋酸乙烯(醋酸乙烯(VAC)简介)简介物化性质物化性质 物性物性无色可燃性液无色可燃性液体体沸点:沸点:72.5熔点熔点:-100.2-100.2密度密度 :0.9312g/cm0.9312g/cm3 3(20)(20)不溶于水,溶不溶于水,溶于大多数有机于大多数有机溶剂溶剂 化性化性醋酸乙烯酯醋酸乙烯酯分子式:分子式:CHCH3 3COOCHCOOCHCHCH2 2 因分子中含因分子中含乙烯基双键,
2、乙烯基双键,易发生聚合易发生聚合反应,适于反应,适于制造均聚物制造均聚物或共聚物。或共聚物。主要用途主要用途 醋醋酸酸乙乙烯烯(VACVAC)是是世世界界上上产产量量最最大大的的5050种种基基本本化化工工原原料料之之一一,以以VACVAC为为原原料料可可以以生生产产聚聚醋醋酸酸乙乙烯烯、聚聚乙乙烯烯醇醇、粘粘合合剂剂、涂涂料料、乙乙烯烯共共聚聚物物等等一一系系列列重重要要的的化化工工、化化纤纤产产品品。它它被被广广泛泛用用于于纺纺织织、建建筑筑、汽汽车车、轻轻工工、农农业业等各个领域。等各个领域。醋酸乙烯(醋酸乙烯(VAC)生产工艺简介)生产工艺简介羰基化羰基化羰基化羰基化乙炔法乙炔法乙炔法
3、乙炔法乙烯法乙烯法乙烯法乙烯法生产方法生产方法羰基化法合成醋酸乙烯技术进展合成醋酸乙烯技术进展 1912年年F.Klatte在在1篇篇德德国国专专利利中中第第一一次次提提到到醋醋酸乙烯存在酸乙烯存在 乙炔乙炔+醋酸醋酸 双醋酸亚乙酯双醋酸亚乙酯+醋酸乙烯(醋酸乙烯(5%)1962年苏联学者年苏联学者Mouceeb等发表研究报告,首等发表研究报告,首次成功研发出醋酸乙烯合成方法次成功研发出醋酸乙烯合成方法 乙烯乙烯+醋酸醋酸 醋酸乙烯醋酸乙烯汞盐氯化钯、醋酸钠合成醋酸乙烯技术进展合成醋酸乙烯技术进展n乙烯法乙烯法 乙乙烯烯法法是是乙乙烯烯、醋醋酸酸和和氧氧在在钯钯盐盐的的作作用用下下生生成成醋醋
4、酸酸乙乙烯烯,有有液液相相法法和和气气相相法法两两种种。液液相相法法对对设设备备和和管管道道的的腐蚀严重,目前已不用。腐蚀严重,目前已不用。C C2 2H H4 4CHCH3 3COOHCOOH1/2O1/2O2 2VACVACH H2 2O On乙炔法乙炔法 乙乙炔炔法法是是在在液液相相或或气气相相下下使使乙乙炔炔和和醋醋酸酸在在催催化化剂剂作作用用下下进进行行反反应应生生成成醋醋酸酸乙乙烯烯的的方方法法,按按反反应应相相态态分分为为乙乙炔炔液液相相法法和和乙乙炔炔气气相相法法。乙乙炔炔液液相相法法由由于于选选择择性性低低,副副产物多,已被淘汰产物多,已被淘汰。C C2 2H H2 2CHC
5、H3 3COOHVACCOOHVAC合成醋酸乙烯技术进展合成醋酸乙烯技术进展乙炔法中乙炔法中按按原料来源不同又分为电石乙炔法与天燃气乙炔法。原料来源不同又分为电石乙炔法与天燃气乙炔法。电石乙炔法电石乙炔法 该该法法是是三三十十年年代代开开始始工工业业化化,原原料料乙乙炔炔由由电电石石制制备备而而来来,然然后后和和醋醋酸酸在在醋醋酸酸锌锌活活性性炭炭催催化化剂剂的的作作用用下下反反应应生生成成醋醋酸酸乙乙烯烯。副副反反应应主主要要生生成成乙乙醛醛、二二醋醋酸酸亚亚乙乙酯酯、丁丁烯烯醛醛等等。工工业业上上采采用用的的反反应应器器型型式式有有用用颗颗粒粒状状活活性性炭炭催催化化剂剂的的固固定床和用粉
6、状活性炭催化剂的流化床,而后者更适于大规模生产。定床和用粉状活性炭催化剂的流化床,而后者更适于大规模生产。天燃气乙炔法天燃气乙炔法 美美国国BordenBorden公公司司于于19621962年年建建成成了了天天然然气气乙乙炔炔气气相相法法生生产产醋醋酸酸乙乙烯烯的的工工厂厂。生生产产方方案案是是以以天天然然气气部部分分氧氧化化制制取取的的乙乙炔炔为为原原料料,副副产产的的合合成成气气用用于于生生产产甲甲醇醇,所得甲醇与一氧化碳反应生产醋酸,最后乙炔与醋酸合成醋酸乙烯。所得甲醇与一氧化碳反应生产醋酸,最后乙炔与醋酸合成醋酸乙烯。随着天然气价格的上涨,其成本趋于接近电石乙炔法的成本。随着天然气价
7、格的上涨,其成本趋于接近电石乙炔法的成本。2020世纪世纪6060年代以前主要是乙炔法,年代以前主要是乙炔法,2020世纪世纪7070年代,年代,随着石油化工的发展,乙烯价廉易,乙烯法占据主体地随着石油化工的发展,乙烯价廉易,乙烯法占据主体地位位 在美国在美国2020世纪世纪7070年代初已完成由乙炔法向乙烯法转年代初已完成由乙炔法向乙烯法转变,日本乙烯法已占据约变,日本乙烯法已占据约76%76%(20092009年数据)年数据)我国由于煤炭资源丰富,乙炔易得,乙炔法仍占主我国由于煤炭资源丰富,乙炔易得,乙炔法仍占主体地位体地位 世界世界VACVAC的生产装置共有的生产装置共有4040余套,我
8、国现有余套,我国现有VACVAC生产生产装置装置1515套,其中套,其中2 2 套为乙烯路线,其余套为乙烯路线,其余1313套为乙炔路线。套为乙炔路线。1313套中只有套中只有1 1套用天然气乙炔其余套用天然气乙炔其余1212套用电石法套用电石法合成醋酸乙烯技术进展合成醋酸乙烯技术进展名称名称国际情况国际情况国内情况国内情况天然气乙炔法天然气乙炔法法国罗纳法国罗纳.普朗克公司开发普朗克公司开发成功,并实现工业化成功,并实现工业化国内四川川维采用国内四川川维采用 石油乙烯法石油乙烯法(拜耳乙烯法)(拜耳乙烯法)由德国拜耳公司开发成功,由德国拜耳公司开发成功,日本可乐丽公司首先实现日本可乐丽公司首
9、先实现工业化工业化国内的上海石化和北京有国内的上海石化和北京有机化工采用机化工采用电石乙炔法电石乙炔法最早实现工业化的一种生最早实现工业化的一种生产方法产方法我国普遍采用此方法我国普遍采用此方法合成醋酸乙烯技术进展合成醋酸乙烯技术进展生产工艺技术比较生产工艺技术比较生产工艺生产工艺乙烯法乙烯法电石乙炔法电石乙炔法天然气乙炔法天然气乙炔法反应方式反应方式固定床气相固定床气相流化床气相流化床气相固定床气相固定床气相反应温度反应温度 150200 170210 170210 反应压力反应压力 MPa0.490.98常压常压常压常压空速空速 L.h-120402100110150200270摩尔比摩尔
10、比C2H4:HAC:O2=9:4:1.5HAC:C2H2=1:2.53.5HAC:C2H2=1:34催化剂催化剂 金、钯贵有金属金、钯贵有金属Zn(Ac)2/活性炭活性炭 Zn(Ac)2/活性炭活性炭 催化剂寿命催化剂寿命150180天天150180天天8590天天HAC单程转化率单程转化率%15203045%5060%空时收率空时收率681.01.32.02.5主要优点主要优点副产物少,设备腐蚀性副产物少,设备腐蚀性小,催化剂活性高,产小,催化剂活性高,产品质量好品质量好 技术成熟,投资少,单技术成熟,投资少,单台设备产能大,催化剂台设备产能大,催化剂易得。易得。热能利用好,催化剂价热能利用
11、好,催化剂价廉、易得,副反应少廉、易得,副反应少。主要缺点主要缺点催化剂贵重催化剂贵重 电石渣污染严重电石渣污染严重 乙炔成本高乙炔成本高 生产工艺技术比较生产工艺技术比较名称名称单位单位乙烯法乙烯法乙炔法乙炔法单位价格单位价格乙烯法乙烯法乙炔法乙炔法单耗量单耗量单耗量单耗量元元单位成本单位成本单位成本单位成本乙烯乙烯kgkg4194198.48.43519.63519.60 0乙炔乙炔kgkg32032012120 038403840醋酸醋酸kgkg7237237207203 32169216921602160氧气氧气kgkg2802801 12802800 0电电kw.hkw.h11041
12、1042152150.50.5552552107.5107.5水水t t4404403603601 1440440360360蒸汽蒸汽t t1.41.42.52.5180180252252450450催化剂及辅催化剂及辅助化学品助化学品10001000400400合计合计8212.68212.67317.57317.5乙炔气相法分类乙炔气相法分类按反应器的类型可分为固定床法与流化床法按反应器的类型可分为固定床法与流化床法固定床固定床固定床又分为炉式与列管式。固定床又分为炉式与列管式。炉式反应工艺目前已淘汰。炉式反应工艺目前已淘汰。列管式固定床反应器类似于列管式换热器,催化剂列管式固定床反应器类
13、似于列管式换热器,催化剂装在管内,为了使气体分布均匀,在反应器的入口(上装在管内,为了使气体分布均匀,在反应器的入口(上部)设有气体分布器,同时,装催化剂时,每根管内装部)设有气体分布器,同时,装催化剂时,每根管内装的量要相等,高度也一样,保证每根管子的阻力相同,的量要相等,高度也一样,保证每根管子的阻力相同,防止气体走短路。反应器的管间内通热媒,用于正常运防止气体走短路。反应器的管间内通热媒,用于正常运行时的撤热及开车阶段的加温。行时的撤热及开车阶段的加温。乙炔气相法分类乙炔气相法分类流化床流化床流态化技术是上世纪六十年代左右发展起来的一门较流态化技术是上世纪六十年代左右发展起来的一门较新的
14、科学技术。在气固相催化反应、气固相接触反应、固新的科学技术。在气固相催化反应、气固相接触反应、固体物料的干燥以及培烧、吸附等方面被广泛应用。体物料的干燥以及培烧、吸附等方面被广泛应用。目前在乙炔法合成醋酸乙烯的流化床基本为圆锥自由目前在乙炔法合成醋酸乙烯的流化床基本为圆锥自由床。主要由三部分主成:一是反应本体;二是扩大体;三床。主要由三部分主成:一是反应本体;二是扩大体;三是气体分布器及锥体。采用圆锥床可以有效防止催化剂颗是气体分布器及锥体。采用圆锥床可以有效防止催化剂颗粒沿轴向的分级。在反应本体的夹套部分通热媒,用于正粒沿轴向的分级。在反应本体的夹套部分通热媒,用于正常运行时的撤热及开车阶段
15、的加温。常运行时的撤热及开车阶段的加温。固定床与流化床的比较固定床与流化床的比较反应方式反应方式固定床气相法固定床气相法流化床气相法流化床气相法反应温度反应温度 170210170210操作压力操作压力 MPa常压常压常压常压空速空速 L.h1200270110150摩尔比(乙炔:醋摩尔比(乙炔:醋酸)酸)34:12.53.5:1催化剂组成催化剂组成Zn(Ac)2/活性炭活性炭Zn(Ac)2/活性炭活性炭催化剂寿命催化剂寿命8590天天150180天天工艺操作条件工艺操作条件固定床与流化床的比较固定床与流化床的比较反应方式反应方式固定床气相法固定床气相法流化床气相法流化床气相法醋酸转化率醋酸转
16、化率5060%3045%优点优点1、醋酸单程转化率高;、醋酸单程转化率高;2、反反应应液液醋醋酸酸乙乙烯烯浓浓度度高高,有利于分离。有利于分离。3、空空 速速 大大,空空 时时 收收 率率(S.T.Y)高。高。4、载载体体活活炭炭的的强强度度要要求求不不苛刻。苛刻。1、催催化化剂剂的的体体积积小小,相相对对接接触触面面较较大,有利于传热和传质。大,有利于传热和传质。2、流态化的颗料,提高了传热和传、流态化的颗料,提高了传热和传质系数,避免局部过热,增加催化剂质系数,避免局部过热,增加催化剂的寿命,并提高了产品质量。的寿命,并提高了产品质量。3、运行过程中,可以很方便的进行、运行过程中,可以很方
17、便的进行部分的催化剂交换,保证催化剂活性部分的催化剂交换,保证催化剂活性降低较慢,延长操作周期。降低较慢,延长操作周期。4、催化剂的装、卸简单,劳动强度、催化剂的装、卸简单,劳动强度低。低。5、单台生产能力大。、单台生产能力大。技术效果技术效果电石乙炔流化床法合成电石乙炔流化床法合成VAC工艺简介工艺简介VAC生产组成单元生产组成单元1乙炔单元乙炔单元乙炔发生系统乙炔发生系统乙炔清净系统乙炔清净系统2合成单元合成单元合成反应系统合成反应系统气体分离系统气体分离系统乙炔回收系统乙炔回收系统导热油系统导热油系统触媒配制系统触媒配制系统3精馏单元精馏单元粗馏系统粗馏系统VAC精制系统精制系统醋酸精制
18、系统醋酸精制系统VAC、乙醛回收系统、乙醛回收系统残液醋酸回收系统残液醋酸回收系统过滤系统过滤系统4中间罐区单元中间罐区单元5乙醛氧化单元乙醛氧化单元n电石乙炔流化床法生产电石乙炔流化床法生产VAC的工艺组成单元如下:的工艺组成单元如下:乙炔发生单元乙炔发生单元乙炔发生单元乙炔发生单元乙炔发生系统乙炔发生系统 乙炔发生在微正压下进行,乙炔发生在微正压下进行,在发生器中,电石与水反应,生成乙炔气和在发生器中,电石与水反应,生成乙炔气和氢氧化钙。其化学反应式如下:氢氧化钙。其化学反应式如下:CaC22H2O C2H2Ca(OH)2 1273KJmol乙炔清洁系统乙炔清洁系统 来自乙炔站的粗乙炔,经
19、过水封槽后经水环泵加压,打入废次氯酸钠塔来自乙炔站的粗乙炔,经过水封槽后经水环泵加压,打入废次氯酸钠塔初步除去硫化氢、磷化氢,废次氯酸钠液经废次钠输送泵送至乙炔站作为反初步除去硫化氢、磷化氢,废次氯酸钠液经废次钠输送泵送至乙炔站作为反应水;乙炔自塔顶出来后进入次氯酸钠塔,在塔内经过次氯酸钠喷淋,进一应水;乙炔自塔顶出来后进入次氯酸钠塔,在塔内经过次氯酸钠喷淋,进一步除去硫化氢、磷化氢等杂质。步除去硫化氢、磷化氢等杂质。乙炔气从次氯酸钠塔顶出来后,经过两次气液分离和冷却,进入综合洗乙炔气从次氯酸钠塔顶出来后,经过两次气液分离和冷却,进入综合洗涤塔下部,综合洗涤塔分两段,下段为碱洗,洗涤液为涤塔下
20、部,综合洗涤塔分两段,下段为碱洗,洗涤液为40-60%的碱液,为了的碱液,为了中和掉前工序所夹带的酸液,上段为水洗,为了洗去乙炔中夹带的溶液,并中和掉前工序所夹带的酸液,上段为水洗,为了洗去乙炔中夹带的溶液,并降温。乙炔经过综合洗涤塔出来后,进入除雾塔,除去气体中夹带的水汽。降温。乙炔经过综合洗涤塔出来后,进入除雾塔,除去气体中夹带的水汽。经过净化的乙炔,通常称为精乙炔,然后送往合成单元。经过净化的乙炔,通常称为精乙炔,然后送往合成单元。合成单元合成单元 将外购的活性炭加入到活性炭加料斗,启动罗茨鼓风机,将外购的活性炭加入到活性炭加料斗,启动罗茨鼓风机,将活性炭吹入干燥沸腾床,全部加入后,关加
21、料斗入口阀,开将活性炭吹入干燥沸腾床,全部加入后,关加料斗入口阀,开干燥床的底部入口阀,从下部吹起,同时开沸腾床的蒸汽,使干燥床的底部入口阀,从下部吹起,同时开沸腾床的蒸汽,使活性炭处于干燥、沸腾的状态。活性炭处于干燥、沸腾的状态。外购醋酸定量加入错酸锌溶解槽,开溶解槽蒸汽加热,当外购醋酸定量加入错酸锌溶解槽,开溶解槽蒸汽加热,当达到一定温度后,加入外购的固体锌,开电机搅拌,此过程为达到一定温度后,加入外购的固体锌,开电机搅拌,此过程为物理溶解过程。待沸腾床里活性炭达到规定温度后,启动醋酸物理溶解过程。待沸腾床里活性炭达到规定温度后,启动醋酸锌加料泵,将醋酸锌溶液打入到沸腾床中部,从上至下喷淋
22、至锌加料泵,将醋酸锌溶液打入到沸腾床中部,从上至下喷淋至活性炭上,此处为物理吸附过程。喷淋后,继续加热,除去水活性炭上,此处为物理吸附过程。喷淋后,继续加热,除去水分,干燥后即为成品触媒,可以选择装入成品桶,或者卸入触分,干燥后即为成品触媒,可以选择装入成品桶,或者卸入触媒取出仓,用罗茨鼓风机吹入触媒储仓备用。媒取出仓,用罗茨鼓风机吹入触媒储仓备用。合成单元工艺流程触媒配置系统合成单元工艺流程触媒配置系统合成单元工艺流程合成反应系统合成单元工艺流程合成反应系统精乙炔与循环乙炔后,经过大、小二级风机加压,打入醋精乙炔与循环乙炔后,经过大、小二级风机加压,打入醋酸蒸发器,醋酸蒸发器的醋酸来自醋酸储
23、槽,醋酸蒸发后与打酸蒸发器,醋酸蒸发器的醋酸来自醋酸储槽,醋酸蒸发后与打入的乙炔混合,进入混合气体预热器,为混合气体预热,加热入的乙炔混合,进入混合气体预热器,为混合气体预热,加热后的气体经过撞击式液滴分离器进入到合成反应器,合成反应后的气体经过撞击式液滴分离器进入到合成反应器,合成反应器利用清华大学专利,下部为气体分布器,可以使气体均匀上器利用清华大学专利,下部为气体分布器,可以使气体均匀上升,避免反应过程中的死角,在合成反应器中,乙炔气与醋酸升,避免反应过程中的死角,在合成反应器中,乙炔气与醋酸蒸汽在催化剂的催化下,部分反应生成醋酸乙烯(蒸汽在催化剂的催化下,部分反应生成醋酸乙烯(VAC)
24、,同),同时也产生乙醛、丙酮等有机杂质。一同从反应器上部流出。馏时也产生乙醛、丙酮等有机杂质。一同从反应器上部流出。馏出混合气体通过高效旋风分离气,触媒粉末被捕集下来,通过出混合气体通过高效旋风分离气,触媒粉末被捕集下来,通过粉末取出槽卸出,混合气进入到分离塔底部。粉末取出槽卸出,混合气进入到分离塔底部。合成单元工艺流程合成反应系统合成单元工艺流程合成反应系统醋酐:醋酐:139 醋酸:醋酸:118 丁烯醛:丁烯醛:104 二醋酸亚乙酯:二醋酸亚乙酯:168 各物质沸点各物质沸点 醋酸乙烯:醋酸乙烯:72.5 醋酸甲酯:醋酸甲酯:57.8 乙醛:乙醛:20.2 水:水:100 合成单元工艺流程气
25、体分离系统合成单元工艺流程气体分离系统分离塔分三段,主要作用是采集产物,未反应的乙炔继续利用。分离塔分三段,主要作用是采集产物,未反应的乙炔继续利用。第一段,混合气中的大部分醋酸被冷凝下来,同时气体中含有的少量催第一段,混合气中的大部分醋酸被冷凝下来,同时气体中含有的少量催化剂粉末被循环液洗涤下来。第一循环液主要是醋酸,为了控制第一循环液化剂粉末被循环液洗涤下来。第一循环液主要是醋酸,为了控制第一循环液中催化剂粉末不超过中催化剂粉末不超过0.2%0.4%,每小时排出,每小时排出0.5m3 的循环液送往精馏工段的循环液送往精馏工段进行过滤。同时,从第二循环液进行过滤。同时,从第二循环液(主要是醋
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 醋酸 乙烯 生产工艺 讲义 概要
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【a199****6536】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【a199****6536】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。