安阳工学院作品 中石化扬子石化分公司年产15万吨醋酸乙烯生产项目0-项目摘要.docx

1、2019年“东华科技恒逸石化林”第十三届全国大学生化工设计竞赛中石化扬子石化分公司年产15万吨醋酸乙烯酯项项目摘要制瞩而论漆死阀刻位奇枷旅靓心龙漆博次指导老啊：花艳崔刻寿赵族黄建年兹允七车间布置及厂区设计本项目设计过程中采用Smart Plant 3D软件对精馅车间进行了设备建模和 详细的管道布置，并得到了各个方向的视图及管道轴测图。利用Auto CAD绘制 了车间布置图。具体详见Smart Plant 3D源文件及设计图册本项目设计过程中 根据相关规范对厂区进行了布置，利用Auto CAD绘制了厂区平面布置图。具体 详见Auto CAD图纸绘制源文件及设计图册。八经济评价本项目设计过程中通过

2、Aspen Process Economic Analyzer进行初步估算。 从总投资估算、产品成本估算、收入分析、经济指标分析几个方面对本项目的经 济性进行了分析，从投资利润率、投资利税率、静态投资收益率、投资回收期等 指标可以看出本项目具有良好的经济效益，经济可行。详见经济分析。表8-1主要技术经济指标表序号项目名称单位数值生产规模万t/a15产品方案1醋酸乙烯万t/a15年操作时间h8000四主要原材料、辅助原料用量1工业用乙烯t/a87547. 22工业用冰乙酸t/a1272003氧气t/a550404Pd/Au催化剂m3/a6570五公用动力消耗量1电万千瓦时3129.42空气万t/

3、a161.96404高压蒸汽万t/a13.36465中压蒸汽万t/a25.86低压蒸汽万t/a35.27仪表空气Nm3/a31.2六三废排放量1废水t/a1960002废气t/a4010003废固t/a5580七全厂定员人90八总占地面积2 m6九工程项目总投资1建设投资万元40093. 52流动资金万元3487.573建设期利息万元1763. 5十年总销售收入万元111480十一年总成本万元62689.46十二年利润总额万元39830.25十三年销售额税金及附加万元9282.22十四清偿能力指标1人民币借款偿还期（含投产期）年6九软件应用本项目设计中应用了多种软件进行辅助设计流程模拟：Asp

4、en Plus V8. 4能量分析软件：Aspen Energy Analyzer V8. 4换热器设计软件：Aspen Energy Design and Rating V9 塔设备：KG-tower强度校核:SW6-2011自动控制：Auto CAD车间三维布置与配管：Auto CAD、Smart Plant 3D厂区三维布置与配管：SketchUp 2019初步经济分析：Aspen Process Economic Analyzer环保评价:RiskSystem十项目总结本项目设计过程中，通过文献查阅以及当地资料调查，确定了原料来源，醋 酸乙烯下游产品的分析，确定工艺路线，完成了 Asp

5、en Plus流程设计与模拟， 对设计的工艺流程进行了充分的验证。应用多个软件对各个设备进行充分设计， 并进行强度校核。采用Aspen Energy Analyzer对系统进行了换热网络的设计 和优化；设计了系统自动控制方案，绘制了流程PFD图、PID图；对车间进行了 布置，完成了 Smart Plant 3D立体设计，车间布置三维图，车间三维图，轴测 图，设备布置图；对厂区进行了设计，完成了厂区平面布置图。此外，还完成了技术经济、总图运输、管道布置、公用工程、供电配电、电 信、土建、给水排水、供热、环境保护、采暖通风与空气调节、节水与节能、储 运、维修、消防、职业安全与工业卫生等内容，具体详

6、见初步设计说明书。目录一项目简介1二工艺简介3三安全设计防护4四先进技术应用5五设备设计和选型6六自动控制7七车间布置及厂区设计8八经济评价9九软件应用11十项目总结12一项目简介本项目厂区位于南京化学工业园区，总面积6万m2,具体情况如表1-1所示:表1-1项目概述项目名称中国石化扬子石油化工有限公司分公司年产15万吨醋酸乙烯酯生产项目企业性质国有企业项目类型化工所属区域华东地区项目建设性质新建项目项目建设规模本项目建设规模为15万吨/年醋酸乙烯装置，年操作时数为8000 小时。醋酸乙烯酯是一种重要的有机化工中间体，是世界上产量最大的有机化工原 料之一，也是年消费量数百万吨的大宗化学品。可用

7、于制造维纶纤维。醋酸乙烯 通过自身聚合或与其它单体共聚，可以生成聚乙烯醇(PVA)、醋酸乙烯-乙烯共聚 乳液(VAE)或共聚树脂(EVA)、聚醋酸乙烯(PVAc)、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物(EVC) 等衍生物。其中聚醋酸乙烯是醋酸乙烯最大的应用市场，其市场份额占46.4%, PVA占39.3%, EVA占9. 2%,其它占8.4%。在我国有超过55年的生产历史，现 有生产技术成熟稳定，同时也意味着在先进技术的应用方面具有较大的提升空 间。随着科学技术的进步，新的应用领域还在不断拓展。醋酸乙烯生产经过几十年的发展，目前全球有40多套醋酸乙烯装置。亚洲 是世界最大的醋酸乙烯生产地区和消费地区，其次是

8、北美洲和西欧。国内醋酸乙 烯产业近几年发展虽然较快，但随着对其应用领域的不断开拓以及国家经济发展 速度的加快，使醋酸乙烯的需求量逐年上升，市场供需矛盾仍然存在。每年有较 大的进口量，仍存在一定市场空缺。加之下游用途越来越广泛，市场需求量继续 扩大。如未来醋酸乙烯代替丙烯酸甲酯作为腊纶改性的共聚单体，由于其良好的 纤维性能，近年来发展很快。我国是纺织大国，腊纶年产量达到50万吨左右， 年进口量达30万吨左右，月青纶的发展空间很大。如果国内月青纶产品都采用醋酸 乙烯共聚单体，这将是醋酸乙烯的一个大市场。醋酸乙烯（VAc）是世界上产量最大的50种化工原料之一。最早是在1924年 由加拿大人F. Ka

9、ft发现的，Kan用汞盐作催化剂使乙焕和醋酸进行合成反应而 制得了 VAco稍后德国开始了气相合成的研究。二次世界大战期间德国的 Hoechest公司建立了 1200吨/年的VAc生产装置。20世纪60年代初，英国帝 国化学（ICI）公司与德国Hoechest公司开始用乙烯与醋酸液相法合成VAc, 20世 纪60年代后期，Hoechest公司与美国化学品公司（USI）相继研究成功乙烯法合 成VAc工艺，并工业化生产。1968年日本可乐丽公司用拜尔催化剂建成了世界 上第一套气相合成VAC的生产装置。经过几十年的发展，VAc消费主要集中在PVAc, PVA, PVB、PVF等、乙烯一 醋酸乙烯共聚

10、物、氯醋共聚物等产品的制造，这些产品被广泛应用于化工、化纤、 纺织、机械、建筑、汽车、轻工、农业等各个领域。本项目采用乙烯气相法制醋酸乙烯，积极开发先进的固定床技术，提高我国 醋酸乙烯的整体生产技术水平，解决现存我国关于醋酸乙烯生产的问题，提高参 与国际竞争能力。总体而言，这是一个响应国家可持续发展经济方针的化工项目。二工艺简介出于环保、技术经济市场、国家政策、国家资源分布等多方面考虑，我们分 析对比了各种工艺路线，最终确定了我们的整套工艺。本项目采用乙烯气相法， 液体醋酸连续进入汽化器中汽化，再与乙烯以一定的比例混合，混合气体预热后 进入固定床反应器反应，生成以醋酸乙烯为主的醋酸乙烯、乙烯、

11、醋酸、水、二 氧化碳等混合物。混合物经冷凝和原料醋酸逆流换热得到粗醋酸乙烯，再经精馅 除醋酸、乙酸甲酯、乙醛等轻组分和乙酸乙酯等重组分后获得质量分数为99. 9% 的醋酸乙烯产品。本项目共分为两个工段，分别为合成气工段和醋酸乙烯合成及精制工段。 Aspen模拟工艺流程图见图2-1所示。ZT一8I口b* h >1图2-1全厂工艺图三安全设计防护安全是工业生产最重要的考虑因素，本项目贯彻“安全第一，预防为主，综 合治理”的指导思想，设计了从上至下的五个安全保护层次。首先，整个工厂建立统一的HSE管理体系，把健康、安全、环境整合在一 起形成一个管理体系综合管理。从HSE管理方针、管理机构、人力

12、资源、物质 保障和遵循法律法规出发，进行整个体系的设计。其次，项目生产采用先进的本质安全理念，从流程设计、操作条件、储存运 输、设备选型等方面来减少事故发生的可能性和危害性。再次，本项目生产中涉及到了较多的危险物质以及易燃易爆炸的物质，在工 厂设计进行了防火设计，并且对生产工艺进行自动控制，保证其安全性。然后，本项目在全厂布置上严格遵循石油化工企业设计防火规范和建 筑设计防火规范，使设计做到规范标准；在平时生产操作时，通过多次的安全 培训，提高员工安全意识，规范安全操作，降低人为事故发生的概率。最后，本项目制定全面的事故应急预案，运用Risksystem软件对泄漏事故 进行模拟，为应急措施的制

13、定提供依据。先进技术应用醋酸乙烯酯(VAc)是重要的聚合物单体，其主要合成方法是气相乙烯法，以贵 金属Pd为催化剂活性组分，Au、醋酸钾为助催化剂，二氧化硅作为载体的一种 负载型催化剂，载体的形状为球形。球形催化剂存在内扩散的影响，活性较低， 为此本项目采用了上海石化科技开发公司开发出新型环柱形乙烯合成醋酸乙烯 酯的催化剂，其活性组分分布在载体的内、外表面上，降低了内扩散的影响。与 球形催化剂相比，催化活性高，选择性好，适应高空速的操作条件。环柱形催化 剂负载了更多的活性组分及反应空速的提高，对反应器的操作产生很大影响。开发环柱状形VAc合成催化剂的目的是提高空速，提高工业反应器的生产能 力，本项目采用高空速3500h-l,操作空速的提高，反应器内轴向温差降低。综 合考虑操作空速对VAc合成反应器的影响，在高空速下操作具有更高的经济效 果。在空速为3500尸时，反应器的时空产率(单位体积催化剂单位时间产生VAc 的质量)有很大的提高。五设备设计和选型本项目设计过程中主要对VAc反应器、醋酸蒸发器、VAc脱酸塔、VAc脱气塔、VAc精馅塔、VAc精制塔等设备进行了设计，对储罐、泵、压缩机等设备进行了选型。具体详见设备设计及选型说明书以及设备选型一览表六自动控制本厂所有的工艺装置和大部分公用工程、辅助设施等，