电石法合成醋酸乙烯可行性报告剖析
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电石法合成醋酸乙烯可行性报告
第一章总论 (1)
1.1项目提出的背景及意义 (1)
第二章醋酸乙烯的性质分析 (1)
2.1醋酸乙烯的性质及用途 (1)
2.2醋酸乙烯的市场分析 (2)
2.2.1国外市场分析预测 (2)
2.2.1.1国外生产情况及预测 (2)
2.2.1.2国外消费情况及需求预测 (3)
2.2.2国内市场分析预测 (5)
2.2.2.1国内生产情况 (5)
2.2.2.2国内消费情况及需求预测 (6)
2.2.2.3国内进出口分析 (12)
2.2.2.4国内供需平衡预测 (12)
2.2.3目标市场分析 (12)
第三章项目技术方案 (13)
3.1生产工艺技术 (13)
3.1.1工艺技术流程 (13)
3.2自控技术方案 (16)
3.2.1主要仪表选型 (16)
3.2.2分析仪器 (18)
3.2.3控制阀 (18)
3.2.4重要自控设备选择 (18)
第四章投资估算 (19)
4.1投资估算 (19)
4.1.1建设投资估算 (19)
4.1.1.1编制依据和说明 (19)
4.1.1.2建设投资估算值 (20)
4.1.2建设期贷款利息计算 (20)
4.1.3流动资金估算 (20)
4.1.4项目总投资 (20)
4.2资金筹措 (20)
4.2.1项目资本金 (20)
4.2.2借款 (20)
第一章总论
1.1项目提出的背景及意义
醋酸乙烯是一种重要的有机化工原料,是世界上产量最大的50种有机化工原料之一。
通过自身聚合或与其它单体共聚,可以生成多种衍生物。
这些衍生物的用途十分广泛,可用于纸张或织物的上胶剂、粘接剂、涂料、墨水、皮革加工、纤维加工、乳化剂、水溶性膜、土壤改良剂等方面。
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,其次是北美洲和西欧。
亚洲、北美洲和西欧的醋酸乙烯产量分别为世界总产量的45.1%、34.8%、16.2%,其消费量则分别占44.6%、28 %、19.5%。
目前,工业发达国家醋酸乙烯的供需基本平衡。
近年来,我国醋酸乙烯生产有较大幅度增长。
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,根据查阅的有关醋酸乙烯生产情况知道2006年,国内醋酸乙烯生产能力达到108.3万吨/年,产量105.3万吨,装置平均开工率为97.2%,进口量21.5万吨,消费量达到126.8万吨。
预计2010年我国醋酸乙烯需求量达到168万吨,生产能力达到140万吨,供应缺口达28万吨。
预计2015年我国醋酸乙烯需求量达到220万吨,生产能力达到180万吨,供应缺口扩大到40万吨。
建筑、造纸、印刷、汽车、卷烟、食品等行业的快速发展,使醋酸乙烯的需求量逐年上升,市场供需矛盾日渐突出,国内产量不能满足需求,市场对进口的依存度逐年上升。
多年来我国的醋酸乙烯进口都大于出口。
第二章醋酸乙烯的性质分析
2.1醋酸乙烯的性质及用途
醋酸乙烯,又名乙酸乙烯酯,英文名称Vinyl Acetate,简称V Ac或V AM,是一种重要的单体。
其化学结构中含有C=C不饱和双键,故极易发生聚合反应,通过自身聚合或与其它单体共聚,可以生成聚乙烯醇(PV A)、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(V AE)或共聚树脂(EV A)、聚醋酸乙烯(PV Ac)、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)等。
醋酸乙烯是最重要的有机化工原料之一。
其主要用途是合成聚醋酸乙烯,继而醇解得到聚乙烯醇。
聚醋酸乙烯乳液和树脂主要用于胶粘剂、涂料、纸张涂层、纺织品加工、树脂胶等领域;聚乙烯醇则是生产维纶纤维的主要原料,并可用于胶粘剂、纺织浆料、纸张涂料、内墙涂料、精细化工和高吸水树脂等领域。
除自聚外,醋酸乙烯还能与其它单体进行二元或三元共聚,生产很多具有特殊性能的高分子合成材料,如乙烯-醋酸乙烯共聚物(EV A和V AE)、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物等,广泛用于发泡鞋材、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆、玩具等生产领域。
2.2醋酸乙烯的市场分析
2.2.1国外市场分析预测
2.2.1.1国外生产情况及预测
2006年,世界醋酸乙烯生产能力579.2万吨,产量达到481.1万吨,开工率为83.1%。
2006年,世界主要醋酸乙烯生产企业为Celanese、Dow、中国石化、Lyondell、台湾长春石化等公司,前十位生产商生产能力合计为416.1万吨,占世界生产总能力的71.8%。
2006年世界醋酸乙烯前十位生产商的生产情况见下表:
表1 2006年世界醋酸乙烯前十位生产商的生产情况
未来5 年,世界醋酸乙烯新建装置不多,除中国大陆外,其它地区醋酸乙烯装置扩能偏少,能力增加不多;欧美地区,一些竞争力较差的装置将被关闭。
表2 2007-2010 年国外醋酸乙烯主要企业扩能计划(单位:万吨/年)
预计2007-2010年间,世界醋酸乙烯新增能力113万吨/年,届时世界醋酸乙烯能力将达到693万吨/年,2015年将达到758万吨/年。
2.2.1.2国外消费情况及需求预测
2006 年世界醋酸乙烯产量481.1万吨,消费量481.2万吨。
其中,亚洲地区醋酸乙烯消费量239万吨,是目前世界上产能增加速度最快的地区之一,区域内呈现供求平衡的局面。
2006年世界醋酸乙烯供需状况见下表:
表3 2006年世界醋酸乙烯供需状况(单位:万吨/年,万吨)
2006年世界醋酸乙烯消费量为481.2万吨。
在其消费结构中,聚醋酸乙烯、聚乙烯醇和EV A仍是醋酸乙烯的主要消费领域,分别占总消费量的42.0%、40.7%和8.9%。
2006年世界醋酸乙烯消费结构及2010年需求预测见下表:
表4 2006年世界醋酸乙烯消费结构及2010年需求预测(单位:万吨)图1 2006年世界醋酸乙烯消费构成
图2 2006年世界醋酸乙烯消费构成及2010年需求预测
预计2010年世界醋酸乙烯需求量将达到575万吨,2006-2010年间年均需求增长率为4.6%;预计2015年世界醋酸乙烯需求量将达到662万吨,2010-2015年间年均需求增长率为2.9%。
2006世界醋酸乙烯供需平衡及预测见下表:
表5 2006世界醋酸乙烯供需平衡及预测
2.2.2国内市场分析预测
2.2.2.1国内生产情况
我国醋酸乙烯生产开始于20世纪60年代,2006年国内醋酸乙烯主要生产厂家15家,正常开工生产的企业有14家,大多数厂家都采用乙炔气相法生产。
2006年,国内醋酸乙烯生产能力达到108.3万吨/年(不含停产装置),产量105.3 万吨,装置平均开工率为97.2%。
2007年,因国内没有新的醋酸乙烯装置投入生产,所以产能、产量都与2006年相近。
由于醋酸乙烯装置投资较大,而且受到技术等条件的制约,因此我国20多年建新厂很少,主要是原有生产厂的扩建和新建装置。
随着国内醋酸乙烯及下游市场的进一步发展,技术等外部条件的改善,国内已有新项目计划提出,但具体落实并形成产量的项目不多。
其中Celanese在中国南京的30万吨/年装置正在建设中,计划于2008年投产;中国石化集团四川维尼纶厂有计划建设30万吨/年醋酸乙烯项目。
醋酸乙烯新建装置计划见下表:
表6 醋酸乙烯新建装置(单位:万吨/年)
由于国内醋酸乙烯市场需求持续高速增长,装置开工率长期处于90%以上,刺激了国内外企业投资的积极性,现有多套醋酸乙烯装置处于规划中。
根据规划实施的可能性,预计2010年和2015年国内醋酸乙烯生产能力将分别达到140万吨/年和180万吨/年。
2.2.2.2国内消费情况及需求预测
1996年,国内醋酸乙烯产量51.6万吨,净进口量0.6万吨,表观消费量52.2 万吨。
2006年,国内醋酸乙烯产量105.3万吨,净进口量21.5万吨,表观消费量达到126.8万吨。
1996-2006年期间国内醋酸乙烯产量和消费量年均增长率分别为7.4%和9.3%。
2007年,国内醋酸乙烯生产继续保持了2006年接近满负荷生产的状况,但消费需求显著增长,市场缺口进一步扩大,醋酸乙烯净进口量达到27.9万吨,较上年净增6.4万吨,使得国内醋酸乙烯的表观消费量达到约135 万吨。
图3 1996-2006年国内醋酸乙烯供需情况
2006年国内醋酸乙烯消费量126.8万吨。
主要用于PV A,消费量约93.8万吨,占总消费量的74.0%;其次用于PV Ac、EV A/V AE等领域。
2006年国内醋酸乙烯消费构成及2010年需求预测见下表和图:
表7 2006年国内醋酸乙烯消费结构及2010年需求预测(单位:万吨)
图4 2006年国内醋酸乙烯消费构成及2010年需求预测
PV A
PV A是一种水溶性高分子聚合物,由醋酸乙烯经醇解聚合而制成,其性能独特,具有较佳的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、胶体保护性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性。
聚乙烯醇具有广泛的用途,下游产品包括维纶、涂料、粘合剂、纤维浆料、纸张处理剂、乳化剂、分散剂、薄膜、医疗材料和建筑汽车改性材料,应用领域涉及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、农业、冶金等行业。
新的产品和应用领域还在不断开发之中。
目前我国是世界PV A生产能力和产量最大的国家。
2006年总生产能力达到58.7万吨/年,产量达到49.9万吨。
我国已成为PV A主要生产国,同时有少量进、出口。
产量由2000年的32.58 万吨增长到2006年的49.9万吨,年均增长率7.4%。
消费量由2000年的31.5万吨增长到2006年的49.7万吨,年均增长率7.9%。
国内PV A的主要应用领域有维纶、纺织浆料、纸张加工助剂、粘合剂、涂料、聚合助剂等。
2006年,国内PV A产量49.9万吨,醋酸乙烯消费量93.8万吨,占总消费量的74.0%。
预计2010年国内聚乙烯醇需求量将达到65.1万吨,加上净出口量,产量将达到67万吨,相应的醋酸乙烯需求量将达到125万吨左右,2006-2010年间醋酸乙烯在PV A领域年均需求增长率为7.4%。
PV Ac乳液
PV Ac乳液是国内醋酸乙烯的第二大用户。
PV Ac乳液是水基树脂乳液的一种,以水作为体系中的溶剂,无毒、无嗅、无腐蚀性、非易燃易爆品,能与水混合,具有干燥快,使用携带方便等优点。
主要用作粘合剂、涂料,还在纸张加工、纤维加工等方面有少量需求。
国内聚醋酸乙烯乳液生产厂家很多,但主要生产厂家大多依托醋酸乙烯/聚乙烯醇生产企业。
由于聚醋酸乙烯乳液多是间歇生产,具体能力很难准确统计,2006年生产能力约50~55万吨/年,产量约40万吨。
由于PV Ac乳液含有50%~65%左右的水份,因此国际贸易量少,我国近年进口量均在1万吨以下,而出口量更少,不足0.2万吨,净进口量0.6-0.7万吨,实际消费量约40.5万吨左右。
我国PV Ac乳液主要消费于涂料、粘合剂、纸张、纺织等,目前消费构成比例大致是,涂料占28.0%,粘合剂占39.2%,纸张占14.0%,纺织占11.2%,其他占7.6%。
2006年,国内PV Ac产量约40万吨,醋酸乙烯消费量14万吨,占总消费量的11.0%。
预计2010年国内醋酸乙烯在PV Ac领域需求量将达到18万吨,2006-2010年间国内醋酸乙烯在PV Ac领域年均需求增长率为6.5%。
V AE乳液
V AE乳液是国内醋酸乙烯的另一重要应用领域。
国内V AE乳液主要用于胶粘剂、涂料、卷烟等。
我国V AE乳液共聚研究起步较晚,20世纪70年代曾有过中压法V AE乳液的试制研究,但一直未能形成工业化生产能力。
直到20世纪80年代后期,由于世界V AE乳液的迅猛发展及我国对V AE乳液的消费需求,北京有机化工厂1985 年首次从美国雷华德公司引进技术和关键设备,于1988 年建成了1.5万吨/年规模的生产装置,后经改造目前其V AE乳液生产规模已达到6万吨/年。
四川维尼纶厂在20世纪90年代初也从美国雷华德化学公司引进一套相同规模的生产装置,于1991年4月建成投产,所不同的是北京有机化工厂原料乙烯是经石脑油热裂解制得的,而四川维尼纶厂原料乙烯是通过乙醇在催化剂作用下脱水而制得的。
目前川维的V AE 乳液生产规模已达到 5 万吨/年。
江西化纤化工有限责任公司利用自己的技术于20 世纪90 年代建立了一套3000 吨/年的V AE 乳液装置,但由于设备等原因,该生产线一直没有进入实质性生产。
2004 年 4 月,台湾大连化学在江苏仪征的独资企业大连化工(江苏)有限公司年产3万吨V AE 乳液装置投产。
2006年,国内V AE乳液生产能力约15万吨/年,主要生产厂家如下表:
表8 中国V AE乳液主要生产厂家(单位:万吨/年)
近年我国V AE乳液产量增长较快,由2000年的4.9万吨增长到2006的14.5 万吨。
但我国V AE乳液仍不能满足国内需求,近年进口量增长较快。
2006年,国内V AE乳液进口量约3.5万吨,而出口量较小,消费量约17万吨。
V AE乳液由于乙烯的内增塑作用,降低了V AE乳液的玻璃化温度,使V AE乳液的耐冻性比不加外增塑剂的PV Ac均聚乳液好。
同时由于V AE分子的乙酰基的极性使共聚物能容纳大量填料和各种添加剂,可以改进V AE乳液的性能,因此V AE乳液被广泛应用于粘合剂、涂料、织物加工、纸加工以及建筑、包装等领域中。
2006年,国内V AE乳液产量14.5万吨,醋酸乙烯消费量6.9万吨,占总消费量的5.4%。
随着我国环境保护法规的加强,这种水基、无毒、性能良好的共聚物乳液将会得到更快地增长。
预计2010年醋酸乙烯在V AE领域需求量将达到9 万吨,2006-2010年间醋酸乙烯在V AE乳液领域年均需求增长率为6.9%。
EV A树脂
EV A树脂是我国醋酸乙烯发展潜力较大的应用领域。
EV A树脂具有较好的柔韧性、耐冲击性、填料掺混性和热密封性,其聚合物中醋酸乙烯含量一般不高于40%。
用EV A树脂加工的产品在较宽的温度范围内具有良好的柔软性、耐冲击强度、耐环境应力开裂性和良好的光学性能。
EV A树脂主要用于制造重包装薄膜、粘合剂和涂层、注射和挤出制品、发泡制品、聚合物改性剂、石蜡和沥青改性剂等。
该树脂主要用作薄膜、热熔胶及橡胶、塑料的共混改性。
1993 年以前,我国EV A树脂产量极少,品种牌号也不多,1994年产量仅0.5万吨,国内市场需求一直依赖进口来满足。
1994年,北京有机化工厂从意大利EniChem 公司引进的年产4万吨EV A装置投产,才改变了我国EV A没有大批量生产的局面。
北京有机化工厂EV A生产装置的投产,为国内用户全面认识EV A树脂创造了条件,打开了EV A在国内应用的局面,尤其是EV A树脂在农牧业上的应用。
在北京有机化工厂EV A装置投产以前,我国有2套高压聚乙烯装置有生产EV A的能力,1套是中石化上海石化公司,年生产能力约为6000吨/年左右;1套是中石油大庆石化公司,可以在年产6万吨高压聚乙烯装置上兼产。
但这两套只能生产低醋酸乙烯含量的产品,而且由于稀醋酸腐蚀设备,以及醋酸乙烯来源问题,大庆石化装置未投入生产,上海石化装置高峰时一年曾生产4-5千吨产品。
1999年,中石化燕山石化在乙烯改造工程中安排建设的年产20万吨高压聚乙烯生产装置能切换生产低醋酸乙烯含量EV A产品。
该装置引进了18个牌号,其中EV A牌号4个,醋酸乙烯含量在4%-9%。
由于我国聚乙烯市场缺口更大,以及EV A专业生产厂北京有机化工厂被燕山石化托管,目前该装置未生产EV A 树脂。
2005年,中石化扬子石化与BASF公司合资组建的扬子石化--巴斯夫有限责任公司年产60万吨乙烯联合装置投产,其中LDPE装置设计产能为40万吨/年,共有二条生产线,单线能力20万吨/年。
该装置采用BASELL公司高压管式法生产技术,其中一条线采用Lupotech T技术,乙烯多点进料,可以生产LDPE均聚物和醋酸乙烯(V A)含量达30%的EV A产品。
2006年初,中海油和Shell公司合资组建的中海壳牌石油化工有限公司年产80万吨乙烯联合装置投产,其中有1套25万吨/年的Lupotech T工艺法的低密度聚乙烯装置,Lupotech T是高压管式反应釜工艺技术,用于生产低密度聚乙烯和EV A共聚物。
2006年,国内EV A生产能力达到75 万吨/年,部分兼产装置没有生产,当年产量17.6 万吨。
我国EV A生产远不足满足国内需求,2006 年进口量36.9 万吨,出口量 1.6 万吨,表观消费量52.9 万吨。
我国EV A树脂第一大消费领域是注塑及发泡制品,进而制造鞋,约占总消费量的60%;薄膜、热熔胶粘剂分别排在第二位、第三位,合计占EV A树脂总消费量的26%。
2006年,国内EV A产量17.6万吨,醋酸乙烯消费量1.9万吨,占总消费量的1.5%。
由于国内EV A消费增长快,预计2010年EV A的需求量将达到73万吨左右,EV A 树脂在农膜和发泡鞋底制造领域的需求增幅较大。
随着国内LDPE 市场的缓解,兼产EV A装置产量会有较大幅度增长,预计2010年国内醋酸乙烯
在EV A领域的需求量将达到3万吨,2006-2010年间醋酸乙烯在EV A领域年均需求增长率为12.1%,是需求增长最快的领域。
除上述应用领域外,醋酸乙烯还可以用作丙烯腈第三共聚单体,以及生产乙烯-乙烯醇共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物等。
2006年醋酸乙烯在上述其它领域的消费量约10.2万吨,占总消费量的8.1%。
预计2010年在其它领域需求量达到13万吨,2006-2010年均需求增长率约7.3%。
综上分析,预计2006-2010年间国内醋酸乙烯需求量将以年均7.3%左右的速度增长,2010年需求量将达到168万吨;预计2010-2015年间年均需求增长速度稍有下降,约为5.5%左右,届时需求量将达到220万吨。
2.2.2.3国内进出口分析
1995年,国内醋酸乙烯进口量1.2万吨,进口平均价格858美元/吨。
到2006 年,国内进口量达到21.5万吨,进口平均价格922美元/吨。
2007年,国内醋酸乙烯进口量进一步激增,达到27.9万吨,较上一年增长了30%。
1995-2007年期间,国内醋酸乙烯出口量相对较少。
2007年国内醋酸乙烯进口量27.9万吨,进口关税税率为5.5%。
2007年我国醋酸乙烯进口量最大的是台湾省,进口量10.18万吨,占总进口量的36.49%。
其次是日本,进口量7.93万吨,占总进口量的28.44%。
排在第三位的是新加坡,进口量5.22万吨,占总进口量的18.72%。
我国醋酸乙烯进口以一般贸易方式为主,进口量为21.42万吨,占总进口量的76.78%,其次是保税仓库进出境货物,进口量为 5.63万吨,占总进口量的20.17%。
2.2.2.4国内供需平衡预测
根据上述市场供需分析,预计2010年和2015年国内醋酸乙烯生产能力将分别达到140万吨/年和180万吨/年,需求量将分别达到168万吨和220万吨,供需缺口分别为28万吨和40万吨。
2.2.3目标市场分析
醋酸乙烯是醋酸的下游产品,又是需求发展迅速的聚乙烯醇和EV A树脂等原料。
目前国内醋酸乙烯产能虽然达到108.3万吨/年,但仍不能满足总量需求,
每年都有一定的进口。
随着国内醋酸乙烯下游产品需求的增长,预计到2010年需求量将达到168万吨,到2010年国内醋酸乙烯产能将达到140万吨,届时仍有28万吨左右的市场缺口。
因此,国内醋酸乙烯市场总体前景较好。
从消费领域看,国内醋酸乙烯最大的应用领域是聚乙烯醇,其次为聚醋酸乙烯乳液和EV A/V AE,以及丙烯腈共聚单体等。
但由于我国聚乙烯醇等主要下游企业是依托醋酸乙烯企业发展起来的,因此,主要聚乙烯醇企业均有醋酸乙烯装置做原料,只有少数装置原料不足需外购醋酸乙烯。
因此,本项目的目标市场应定位于原料不足的聚乙烯醇生产企业、外购醋酸乙烯的EV A生产企业、V AE生产企业、聚醋酸乙烯乳液生产企业、腈纶生产企业等。
第三章项目技术方案
3.1生产工艺技术
本项目拟选择电石法乙炔合成醋酸乙烯工艺路线,采用新型的干法电石技术生产乙炔。
本项目的工艺流程如下图所示:
图5 电石法醋酸乙烯工艺流程简图
电石法醋酸乙烯技术可以在借鉴国内相同装置的生产建设经验的基础上,委托国内具有相关项目建设经验的设计院进行设计建设,干法电石技术拟采用山东寿光新龙电化集团和北京瑞思达等公司的国产化技术,降低投资成本。
3.1.1工艺技术流程
(1)乙炔发生和净化工段
电石通过加料贮斗经电磁振动加料器连续加入乙炔发生器,电石与水发生化学反应,乙炔气从发生器顶部逸出进入乙炔气净化装置。
V AC生产装置的操作时间取决于工艺所采用的活性炭类型,以及乙炔和循环醋酸的纯度。
采用电石法制备乙炔,电石的类型就显得尤为重要。
电石法乙炔中含有不同含量的磷化氢、硫化氢、砷化物和氨,这些杂质会使合成触媒中毒,失去活性,影响触媒收率和V AC产量,所以粗乙炔必须在清净工序中进行除杂,使之成为符合一定质量标准的精乙炔才送至合成。
粗乙炔气体从次氯酸钠洗涤塔底部进入,从填料环缝隙中上升与从塔顶均匀喷酒下来的NaOCl溶液逆流接触,气体在上升过程中杂质与NaOCl起氧化反应而除去。
乙炔气流中含有少量饱和水蒸汽和夹带少量水雾滴,当气温变化,温度下降时,乙炔气中的饱和水蒸汽就会有部分变成水雾滴而析出,连同夹带的水雾滴就会在管道、设备拐角或体积突然扩大的地方或管道、设备最低点停留聚集起来。
如果这些水不排出就会增加乙炔气体流通的阻力,还有的会带至合成反应器,增加合成副反应,因此要经常排液(水)。
(2)醋酸乙烯合成工段
新鲜乙炔与循环乙炔经升压后进入醋酸蒸发器,在进入预热器升温后,加热后的原料混合气进入反应器反应,出反应器的反应气体含有醋酸乙烯酯、乙炔、醋酸和副产物乙醛等,经与原料气换热后再经冷凝到273K左右,各级冷凝分离出的液体汇合后送往醋酸乙烯精制工段,精制醋酸乙烯酯,分离出乙炔和醋酸后循环。
循环乙炔在反应器出口采用逆向流进行预热,然后和醋酸蒸气进行混合。
循环气也可以通过醋酸蒸发器进行直接进料。
循环气加热到反应温度后进入管式反应器,冷却系统的导热油移除反应热。
V AC与HAC以及少量的乙醛、丁烯醛、丙酮等的混合液体(即反应液)送往罐场,然后反应液再由泵送往精馏工段进行精制,送出符合聚合工段要求的精V AC,并且回收其中的HAC送回合成工段重复使用。
(3)醋酸乙烯分离工段
反应器出料混合物进行多段冷却,在激冷塔进行最后一段冷却换热。
在填料激冷塔中,气体混合物冷却到0℃。
冷凝液于冷却器中换热,通过冷冻盐水冷凝
器冷凝液从激冷塔底循环到塔顶。
液相产品物流进入下一段工序,过量的乙炔则通过风机循环使用。
激冷塔塔釜流出的粗醋酸乙烯在蒸馏工段分离出醋酸和纯醋酸乙烯。
其中,醋酸循环使用。
90%的循环气是乙炔,其余组分为热分解副反应生成的CO2、CO 和甲烷,乙醛,氮气以及其他惰性组分。
为了避免循环气中杂质的富集,激冷塔工段的循环气进行部分排空和净化。
气相流中的乙炔通过液体环式泵以100kPa压力进行输送,在水洗塔采用盐水冷却后的醋酸乙烯进行吸收。
惰性废气排空。
水洗塔的液相流出物在再生塔中加热释放乙炔,乙炔进行循环使用。
激冷塔产出的粗醋酸乙烯产品含有醋酸乙烯和醋酸。
其中,粗醋酸乙烯产品中还含有溶解的乙炔、乙醛、丁烯醛、丙酮、乙酸甲酯、双乙酸乙缩醛和乙酸酐等。
(4)醋酸乙烯的精制工段
在轻馏分塔中,乙醛、丙酮、醋酸甲酯、溶解的乙炔、部分醋酸乙烯以及水(原料带入生产装置)作为初馏分分离。
液体馏分在后续醋酸乙烯提纯蒸馏塔、丁烯醛蒸馏塔、醋酸蒸馏塔和残余物蒸馏塔中进行分离。
在醋酸乙烯提纯蒸馏塔中,纯醋酸乙烯作为塔顶出料馏出。
在丁烯醛蒸馏塔中,丁烯醛和水(加入水)的共沸物作为轻馏分馏出。
在醋酸蒸馏塔中,塔釜馏出物含有醋酸,此外还含有高沸点的双乙酸乙醛酯和乙酸酐(或者在丁烯醛塔中已经发生水解反应),以及少量的聚合体。
第残余物蒸馏塔是真空间歇蒸馏塔,残余的醋酸经过蒸馏收集后进行后续燃烧处理。
从轻馏分蒸馏塔的液体馏分在后续的乙醛蒸馏塔、丙酮蒸馏塔和除水装置中进一步分离。
(5)阻聚剂和催化剂
需要在产品醋酸乙烯中加入阻聚剂,避免在蒸馏过程中粗醋酸乙烯的聚合。
其中,对苯二酚是较好的阻聚剂,铜松香脂、吩噻嗪和亚甲基蓝等也有使用。
工艺中采用的催化剂由醋酸锌和载体活性炭组成,粒径为3~4mm,采用浸渍法制备。
其中,锌组分含量为10~15wt%。
由于活性炭中含有痕量铜,铜铵结构会堵塞催化剂孔隙,因此在催化剂中加入少量其他组分来抑制铜铵结构的生成。
基于不用的活性炭类型,反应温度为160~170℃。
当催化剂活性下降时,反应温度会升高到205~210℃,随着反应温度的身高,副反应加剧。
随着催化剂操。