1. 研究目的与意义
醋酸乙烯是一种重要的有机合成原料,其用途十分广泛。目前醋酸乙烯的生产方法主要包括乙烯法和乙炔法两大类,在国际上乙烯法占主要地位,然而在我国乙炔法合成的醋酸乙烯占总产量的70%左右。其中乙炔法过程中副产物较多,以电石乙炔为原料,存在污染严重,能耗大和成本高的缺点。且乙烯和乙炔法制醋酸乙烯都分为气相法及液相法,其中液相法因选择性低及腐蚀和成本问题已经基本被淘汰。我国现有的乙炔法生产醋酸乙烯技术大多引进日本和法国的工艺技术,其中日本采用沸腾床反应器技术而法国采用固定床反应器技术。
随着国民经济的发展,石油资源的减少以及环境问题的突出,清洁生产技术的应用愈发迫在眉睫,通过了解电石乙炔法制醋酸乙烯工艺及与乙烯法制醋酸乙烯工艺相对比探索出能够增加醋酸乙烯收率及清洁的非石油资源路线,明确电石乙炔法制醋酸乙烯的反应机理,研制先进的醋酸乙烯合成催化剂,开发新的节能工艺流程。
经过与国内外现有工艺方法的充分分析与比较,本研究对醋酸乙烯合成精制工段进行选型设计,采用电石乙炔法对醋酸乙烯进行生产。其中乙炔气相法的流程也不尽相同,分为wacker流程及borden流程,wacker流程能耗大成本较高,borden流程投资成本大,操作难度大,比较各种流程优劣点对于工艺路线及催化剂的选择具有指导意义。由于我国目前主要以乙炔法为主,此法能耗大,污染重,对石油资源依赖程度大,亟需在原有的流程之上进行优化路线,可通过改变气液接触状态及寻找合适的催化剂以提高反应速率及产品量,此外,反应液中剩余未反应的醋酸也需要妥善回收,以降低生产能耗。对于工艺设备的选择也有极大的影响,通过采用新型高效导向筛板应用在分离塔上,并对原始反应器进行改造加入旋风分离器减少磨损,延长设备使用寿命等等。这些对于设备的优化,操作状态及更优催化剂的应用对于以电石乙炔法制醋酸乙烯工艺流程的优化都具有重要的意义,并且对之后的工艺流程优化起到衔接与转化的作用。
2. 研究内容和预期目标
具体研究内容如下: 1、 利用现代科技文献的查阅方法和手段,如internet、网上图书馆、电子期刊等数据库,查阅有关研究方面的科技文献资料,并对文献进行综合、分析、研究。 在此基础上,对以电石乙炔法制醋酸乙烯的流程设计进行分析及优化方向,拟定出具体实验方案,写出开题报告。 2、 查阅文献,对于设计方案的各个步骤的细节进行熟悉,通过设计及模拟计算训练培养系统思维、独立思考问题解决问题的能力和初步的科研能力。
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3. 研究的方法与步骤
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