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醋酸乙烯及VAE成套生產技術及工程應用生物基乙烯、醋酸乙烯及VAE成套生產技術及工程應用，我國是乙烯、醋酸乙烯及其衍生化學品的消費、生產大國。多年來，我國一直不掌握先進的乙醇制乙烯、乙烯制醋酸乙烯及VAE生產技術，到現階段其技術水平與國際先進技術相比差距較大，制約着我國聚乙烯醇及相關產業的發展。因此，開發具有自主知識產權並具有世界先進水平的大規模乙醇制乙烯、乙烯法醋酸乙烯及高性能VAE生產技術，對我國聚乙烯醇及相關產業的發展、實現大宗有機化學品的生物製造及可持續發展具有重要意義。

技術原理、技術要點

本技術採用生物乙醇為原料，在γ-Al2O3催化劑的作用下脫水生成乙烯，反應生成的氣體混合物經一系列熱耦合熱量交換，冷凝冷卻脫出反應生成水及部分重組分，未冷凝的氣相反應產物經壓縮送至精製工段。在精製工段氣相反應產物經鹼洗塔及分子篩吸附床除去CO2和微量水分後，經低溫精餾獲得乙烯產品。在低溫精餾單元，採用丙烯循環壓縮製冷系統為塔頂冷凝器等設備提供低溫冷媒。

將上述乙烯產品以氣體的狀態送至醋酸乙烯單元，與醋酸、氧氣混合後經循環壓縮機送入列管式等溫固定床反應器中，乙烯在Pd-Au/SiO2催化劑作用下通過乙酰氧基化生成醋酸乙烯。反應生成氣體與反應循環氣體經熱耦合換熱後，進入空冷器經冷凝冷卻後送入氣體分離塔實現反應液與循環氣的分離。反應液進入精製單元，首先通過共沸精餾分離回收醋酸，共沸塔釜得到回收醋酸餾分，塔頂醋酸乙烯與水的共沸物經一系列精餾分離得到醋酸乙烯產品。

將以上乙烯和醋酸乙烯送至VAE單元，由叔碳酸乙烯酯-醋酸乙烯-乙烯三元共聚製得高性能VAE乳液產品。本技術的創造性與先進性如下：

（1）依據乙醇制乙烯反應過程機理、催化劑失活機制的實驗和DFT研究結果，以及乙醇脫水過程為強吸熱反應的特徵，開發出了高空速、水蒸氣協同的乙醇制乙烯反應工藝。採用Al2O3催化劑，空速高達750h-1（GHSV），轉化率大於99.6%，選擇性大於98%。提高了乙烯收率並有效抑制了催化劑積碳。

（2）採用DFT方法深入研究了CO在PdAu催化劑上與表面吸附氧的作用及轉化規律，修正了關鍵原料乙烯的質量控制指標，提出了適宜的醋酸乙烯合成原料乙烯中CO濃度的控制值。CO濃度由小於5ppm放寬至小於500ppm，使乙烯低溫精製過程能耗降低40%以上。

2012年10月，採用該技術在廣西建成了全球首套「年產5萬噸生物乙烯、10萬噸醋酸乙烯及5萬噸VAE聯合生產裝置」，並一次開車成功。裝置運行數據表明，裝置運行穩定，操作彈性大，產品性能優異，生產過程物耗及能耗低，環境友好。近三年，新增銷售收入117，472.68萬元，新增利潤15，583.30萬元，新增稅收7,400.68萬元，經濟和社會效益顯著。

應用前景

該技術形成了具有自主知識產權的生物基乙烯、醋酸乙烯及VAE成套生產技術，綜合技術指標達到國際領先水平，具有技術領先優勢。同時，該項目的成功實施全面提升了我國以乙醇為原料生產乙烯產業的技術水平，填補了乙烯法醋酸乙烯生產技術的空白，形成了乙醇制乙烯、乙烯制醋酸乙烯及VAE生產的平台技術，可以直接應用於以合成氣為原料製取乙醇並生產乙烯、醋酸乙烯及VAE的生產過程。鑑於我國能源結構的特點，該技術在以煤為原料生產乙烯及其衍生物領域具有巨大的潛在應用前景。