年产10万吨醋酸乙烯生产车间工艺设计

1 绪论

1.1 概述

1.1.1醋酸乙烯的理化性质

醋酸乙烯（Vinyl acetate，简称VAc），全称为醋酸乙烯酯，分子式C4H6O2,结构式是CH3COOH=CH2,分子量86.09。在常温下醋酸乙烯是一种无色透明液体，易挥发、稍有毒性、带有特殊的气味，对人的眼睛和皮肤有刺激作用。它的蒸汽为湿麻醉剂，能刺激皮肤及呼吸器官。醋酸乙烯能与水部分互溶，与甲醇、乙醇等形成共沸物，能与苯、水形成三元恒沸物[1]。醋酸乙烯的熔点-92.3℃，沸点72.2℃，相对密度0.9317，折射率1.3953，闪点-1℃，爆炸极限2.6～13.4 (V%)，能溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、四氯化碳等有机溶剂，不溶于水[2]。

醋酸乙烯是不饱和的羧酸酯，由于分子存在不饱和双键及羧基，化学性质活泼，能够发生聚合反应、加成反应、水解反应、乙烯基转移反应、氧化反应等化学反应[2]。

1.1.2醋酸乙烯的主要用途

醋酸乙烯是一种重要的有机化工原料，在实际应用中，它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）或共聚树酯（EVA）、聚醋酸乙烯（PVAc）、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物（EVC）、聚乙烯醇缩甲醛、乙烯-乙烯醇（EVOH）、氯醋共聚物（VC/VAc）和聚丙烯腈变性体等衍生物[3]。

1.2醋酸乙烯的生产现状

1.2.1醋酸乙烯的国外生产现状

加拿大人F.Klatte在1912年首次发现VAc，后来这一发现发展成乙炔液相法技术。1921年德国Consortium fur Electrochemische Industrie公司开始工业化生产VAc，即用乙炔气相法技术[4]，这拉开了VAc工业生产的序幕。VAc工业历经近百年发展，技术已经非常成熟，尤其是第二次世界大战后各国对VAc的需求大幅度上升促进了VAc的生产得到快速的发展。世界VAc的产地主要集中在北美、西欧和亚洲，这三个地区的产能和产量均占世界的80%以上。据ICIS统计，2008年全球VAc生产能力达681万吨/年，主要集中在亚洲、北美和西欧。按地区产能统计，亚太为336.4万吨/年，占49.4％；北美为206.3万吨/年，占30.3％；西欧为117.1万吨/年，占17.2％；其他地区仅占3.1％[5]。

2008年全球主要醋酸乙烯生产企业及产能见表1-1[6]。

表1-1 2008年国外主要醋酸乙烯生产企业及产能

生产企业生产地区生产能力（10kt/a）生产方法

塞拉尼斯法国和德国等地172.0 乙烯气相法

莱昂德尔化学公司美国38.0 乙烯气相法

氏化学公司美国36.5 乙烯气相法

杜邦公司美国33.5 乙烯气相法

沙特国家石油公司沙特27.5 乙烯气相法

英力士公司英国25.0 乙烯气相法

瓦克公司德国20.0 乙烯气相法

日本合成化学工业公司日本18.0 乙烯气相法

日本昭和电工日本17.5 乙烯气相法

亚洲乙胜公司国17.0 乙烯气相法

日本可乐丽公司日本15.0 乙烯气相法

日本VAM&POVAL公司日本12.0 乙烯气相

法

1.2.2醋酸乙烯的国生产现状

我国自1964年从日本可乐丽公司引进2万吨/年电石乙炔法VAc生产装置拉开醋酸乙烯的工业化序幕，但整体工艺落后，少数企业采用了先进技术。随着全球经济形势的变化，醋酸乙烯生产和消费的中心向中国转移，外资企业在我国投资建设项目明显增加，加上国企业为抢占市场而扎堆建设，国醋酸乙烯生产能由自2002年的88.1万吨/年升至2008年的146.1万吨/年，增长65.8％；产量由2002年的77.9万吨增加到2008年的120万吨，增长54％。2008年中国醋酸乙烯的总产能为146.1万吨/年，分别占亚太和全球产能的43.3％和21.5％[5]，目前还有几套万吨级的VAc 正在生产装置正在投建，如石油化工集团和化工集团。另外，我国地区也有两套乙烯气相法VAc生产装置，化工公司的产能已达到65.0万吨/年。

2008年我国醋酸乙烯主要生产企业情况见表1-2[6]。

表1-2 我国醋酸乙烯主要生产企业情况

生产企业生产能力( 10kt/a) 生产方法

塞拉尼斯（）化工30.0 乙烯气相法

维尼纶厂20.0 天然气乙炔法

有机化工厂13.0 乙烯气相法

皖维股份12.0 电石乙炔法

石化股份12.0 乙烯气相法

化纤化工有限责任公司10.1 电石乙炔法

云维股份8.5 电石乙炔法

三维集团股份8.0 电石乙炔法

省湘维8.0 电石乙炔法

广西维尼纶集团有限责任公司6.5 电石乙炔法

纺织化纤集团5.5 电石乙炔法

维尼纶集团5.0 电石乙炔法

水晶有机化工(集团) 3.5 电石乙炔法

化工化纤2.5 电石乙炔法

东北化工1.5 电石乙炔法

1.3醋酸乙烯的发展趋势

2009年全球醋酸乙烯产能可以充分满足市场需求，醋酸乙烯行业发展基本是健康的，供应增长和需求增加大致保持平衡。在本轮经济危机到来之前，业预测醋酸乙烯行业在未来几年的需求量将保持4％～5％的年增长率，到2012年需求总量将接近600万吨。目前，醋酸乙烯市场正经历重要变革，随着世界经济形势的不断变化，预计未来全球醋酸乙烯市场会出现如下特点，全球醋酸乙烯行业垄断情况加剧，醋酸乙烯生产全球化进程加速，醋酸乙烯价格下滑将促进下游产品消费，延长产业链[6]。

我国醋酸乙烯工业市场规模大，这即将促进拉动醋酸乙烯工业的发展。预计2010年国醋酸乙烯产能将达到176.1万吨，2015年在279.1万吨左右。未来我国醋酸乙烯需求量将以年均7.3％左右的速度增长，进口量从1995年的1.2万吨一跃到2008年的30万吨，这说明中国已成为世界醋酸乙烯的新消费中心，据未来几年醋酸乙烯下游装置新增情况预计，2010年国醋酸乙烯的表观需求量约为169.2万吨，2015年为248.3万吨[7]，对我国的醋酸乙烯工业而言是一个难得的发展壮大的契机。

我国醋酸乙烯工业工艺落后，装置规模小，对此进行分析，VAc生产企业应