创新性说明书2
创新性
说明书
2019“东华科技-陕鼓杯”
第十三届全国大学生化工设计竞赛
中粮生化
中粮生化
100kt/a醋酸乙烯生产项目
团队
团队名称：工子设计
指导老师：杨则恒、姚鑫、姚运金、徐超、曹付虎
团队成员：党兆晖、张霄虎、吴懿达、张金亮、欧玉蝶
2019年“东华科技-陕鼓杯”
第十三届全国大学生化工设计竞赛
中粮生化
年产10万吨醋酸乙烯项目
创新性说明书
团队名称：工子设计
指导老师：杨则恒、姚鑫、姚运金、徐超、曹付虎
团队成员：党兆晖、张霄虎、吴懿达、张金亮、欧玉蝶
完成时间：2019年7月
合肥工业大学（宣城校区）工子设计团队
目录
TOC\o1-3\h\z\u一、原料方案及其体系创新 1
1.1.醋酸乙烯原料创新 1
1.1.1乙烯来源的选择 1
1.1.2乙醇发酵原料的选用 2
1.1.3目的创新性 2
1.2秸秆原料预处理利用创新 2
二、清洁生产技术创新 5
2.1三废资源化处理 5
2.2电袋式除尘器的应用 7
2.3碳排放的减少 8
2.3.1二氧化碳的资源化利用 8
2.3.2公用工程降耗减排 8
三、反应流程及分离技术创新 9
3.1反应流程创新 9
3.1.1循环工艺 9
3.1.2稳流设备 10
3.2分离技术创新 11
3.2.1共沸精馏 11
四、过程节能技术创新 12
4.1MVR技术 12
4.2热泵技术 12
五、新型过程设备应用技术创新 14
5.1固定式列管反应器 14
5.2一种大通气量气液均布的新型塔盘 15
5.3新型防振动换热器 16
5.6新型水冷式水泵的应用 18
5.7新型降噪风机 19
中粮生化（安徽）10万吨醋酸乙烯项目创新性说明书
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合肥工业大学（宣城校区）工子设计团队
一、原料方案及其体系创新
1.1.醋酸乙烯原料创新
1.1.1乙烯来源的选择
目前在我国，工业制取醋酸乙烯主要分为电石乙炔法、天然气乙炔法和乙烯法。
我国目前主流乙烯企业产能如表所示。
表1-1我国醋酸乙烯产能及制备方法
在我国，“富煤少油缺气”的能源结构客观上决定了电石法在较长时间内，仍为我国醋酸乙烯的主要来源。但是，电石法的污染较大，对环境不友好。因此，乙烯法成为主流是大势所趋。但以乙烯为原料存在原油价格的波动，同时还涉及大量温室气体排放。因而近年来逐渐开发出了生物质乙醇脱水制乙烯的方法。
我国生物质资源丰富，发展生物质乙醇制乙烯工艺路线可有效改善长期以来国内乙烯生产受原料制约的困境，增强乙烯生产能力，提高乙烯装置竞争力及促进乙烯下游产品的工业生产。
故本项目选择生物乙醇为乙烯来源。
1.1.2乙醇发酵原料的选用
酒精发酵工艺可根据其原料的不同分为：淀粉质酒精发酵、糖类酒精发酵、纤维质酒精发酵、其他原料发酵四种。从整个流程来讲，酒精发酵流程大致可分为四部分：原料预处理、原料水解制单糖、单糖发酵酒精、发酵产物蒸馏。
生产燃料乙醇的原料来源较广，但目前已产业化的用于生产燃料乙醇的原料基本上属于粮食作物、淀粉基作物及糖料作物。但是这些原料基本上都存在“与民争粮，与粮争地”的问题，长期发展，将危及粮食安全。纤维质原料中富含纤维素和半纤维素，可降解成可发酵的葡萄糖和木糖等，而且在地球上储量极其丰富，有望成为生产燃料乙醇的新一代原料。而与化石燃料和粮食乙醇相比较，也只有纤维质燃料乙醇才能够达到大量减少温室气体排放的目的。因此，近年来全球发达国家都将利用农作物秸秆纤维质转化成燃料乙醇的研究作为研发重点，开发第二代燃料乙醇——纤维质乙醇。
本项目利用残余秸秆作原料发酵而成的乙醇，可减少耕地矛盾、粮食矛盾，同时减少温室气体排放。
1.1.3目的创新性
本项目可同时实现农余产品的再利用和醋酸乙烯的绿色生产，环保效益和经济效益极大。
1.2秸秆原料预处理利用创新
目前，生物质预处理方法包括常规的处理方法如稀酸、汽爆、氨爆、碱氧、水热以及离子液体等，也包括非常规的处理方法如等离子体、微波、超声、辐射等。如图1-2所示。
图1-2生物质预处理技术汇总
热能是常规预处理技术主要的能量来源，另外包括粉碎和水分蒸发所需的部分能源。研究表明热化学处理过程在降低纤维素的聚合度和结晶度，降解木质素和半纤维素组分、消除空间阻碍、提高原料可及性等方面取得了一定的进展，但仍存在环境、经济性等问题。在处理过程中，物料进一步降解产生对生物转化具有抑制作用的酸类、醛类及小分子酚类物质，使生物质乙醇、丁醇等生物转化效率降低。虽