醋酸乙烯及VAE成套生产技术及工程应用

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醋酸乙烯及VAE成套生产技术及工程应用生物基乙烯、醋酸乙烯及VAE成套生产技术及工程应用，我国是乙烯、醋酸乙烯及其衍生化学品的消费、生产大国。多年来，我国一直不掌握先进的乙醇制乙烯、乙烯制醋酸乙烯及VAE生产技术，到现阶段其技术水平与国际先进技术相比差距较大，制约着我国聚乙烯醇及相关产业的发展。因此，开发具有自主知识产权并具有世界先进水平的大规模乙醇制乙烯、乙烯法醋酸乙烯及高性能VAE生产技术，对我国聚乙烯醇及相关产业的发展、实现大宗有机化学品的生物制造及可持续发展具有重要意义。

目录

技术原理、技术要点

本技术采用生物乙醇为原料，在γ-Al2O3催化剂的作用下脱水生成乙烯，反应生成的气体混合物经一系列热耦合热量交换，冷凝冷却脱出反应生成水及部分重组分，未冷凝的气相反应产物经压缩送至精制工段。在精制工段气相反应产物经碱洗塔及分子筛吸附床除去CO2和微量水分后，经低温精馏获得乙烯产品。在低温精馏单元，采用丙烯循环压缩制冷系统为塔顶冷凝器等设备提供低温冷媒。

将上述乙烯产品以气体的状态送至醋酸乙烯单元，与醋酸、氧气混合后经循环压缩机送入列管式等温固定床反应器中，乙烯在Pd-Au/SiO2催化剂作用下通过乙酰氧基化生成醋酸乙烯。反应生成气体与反应循环气体经热耦合换热后，进入空冷器经冷凝冷却后送入气体分离塔实现反应液与循环气的分离。反应液进入精制单元，首先通过共沸精馏分离回收醋酸，共沸塔釜得到回收醋酸馏分，塔顶醋酸乙烯与水的共沸物经一系列精馏分离得到醋酸乙烯产品。

将以上乙烯和醋酸乙烯送至VAE单元，由叔碳酸乙烯酯-醋酸乙烯-乙烯三元共聚制得高性能VAE乳液产品。本技术的创造性与先进性如下：

（1）依据乙醇制乙烯反应过程机理、催化剂失活机制的实验和DFT研究结果，以及乙醇脱水过程为强吸热反应的特征，开发出了高空速、水蒸气协同的乙醇制乙烯反应工艺。采用Al2O3催化剂，空速高达750h-1（GHSV），转化率大于99.6%，选择性大于98%。提高了乙烯收率并有效抑制了催化剂积碳。

（2）采用DFT方法深入研究了CO在PdAu催化剂上与表面吸附氧的作用及转化规律，修正了关键原料乙烯的质量控制指标，提出了适宜的醋酸乙烯合成原料乙烯中CO浓度的控制值。CO浓度由小于5ppm放宽至小于500ppm，使乙烯低温精制过程能耗降低40%以上。

2012年10月，采用该技术在广西建成了全球首套“年产5万吨生物乙烯、10万吨醋酸乙烯及5万吨VAE联合生产装置”，并一次开车成功。装置运行数据表明，装置运行稳定，操作弹性大，产品性能优异，生产过程物耗及能耗低，环境友好。近三年，新增销售收入117，472.68万元，新增利润15，583.30万元，新增税收7,400.68万元，经济和社会效益显著。

应用前景

该技术形成了具有自主知识产权的生物基乙烯、醋酸乙烯及VAE成套生产技术，综合技术指标达到国际领先水平，具有技术领先优势。同时，该项目的成功实施全面提升了我国以乙醇为原料生产乙烯产业的技术水平，填补了乙烯法醋酸乙烯生产技术的空白，形成了乙醇制乙烯、乙烯制醋酸乙烯及VAE生产的平台技术，可以直接应用于以合成气为原料制取乙醇并生产乙烯、醋酸乙烯及VAE的生产过程。鉴于我国能源结构的特点，该技术在以煤为原料生产乙烯及其衍生物领域具有巨大的潜在应用前景。