醋酸锌—活性炭催化剂配制技术及装备研究与应用

论文摘要

目前,国内醋酸乙烯装置醋酸锌-活性炭催化剂制备多为二十世纪七、八十年代开发的每批处理1m3活性炭的工艺技术,由于该技术生产装置床层高,载体上喷淋吸附催化活性物质不均匀;流化床正压操作,现场操作环境恶劣;生产尾气采用湿捕除尘,废水排放多,生产环境差;现场控制少,自动化程度低,产品质量不稳定,已难以满足醋酸乙烯工艺技术进步及生产规模日趋大型化要求。为此,急需开展大处理量活性炭的醋酸锌-活性炭催化剂配制技术及装备研究,开发一套产品质量稳定、均匀、生产环境好、自动化程度高的催化剂制备技术,满足醋酸乙烯装置大型化对合成催化剂的需求,同时为PVA产业发展作好醋酸乙烯合成催化剂配制技术储备。本研究以某厂新建“50kt/a PVA及配套工程”项目批处理3m3活性炭的醋酸锌-活性炭催化剂装置为依托,通过对1m3/批生产装置工艺技术消化吸收、技术创新,提出了优化的醋酸锌溶液制备,溶液输送管道自动清洗,流化床喷淋、吸附、干燥一体化,尾气除尘排放的工艺技术路线,设计出了结构合理、批处理3m3活性炭的醋酸乙烯合成催化剂喷淋、吸附、干燥流化床设备,该设备经fluent软件仿真计算,无论是气体分布板设计,还是流化床内构件布置,都得到了满意的仿真计算结果。通过研究分析,优化了生产工艺参数和工艺设备结构,开发设计了醋酸锌-活性炭催化剂成套工艺技术及装备,利用开发的成套技术及装备生产的醋酸锌-活性炭催化剂,满足了用户要求。此成套技术的开发应用,为其推广应用以及更大规模PVA生产装置的催化剂配制、开发、放大搭建好了技术平台。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究课题的背景及意义
• 1.2 乙烯气相法合成醋酸乙烯催化剂
• 1.2.1 醋酸锌－活性炭及醋酸锌系列变形催化剂
• 1.2.2 醋酸锌系以外的催化剂
• 1.2.3 湘维有限公司醋酸乙烯催化剂
• 1.3 催化剂配制技术现状分析
• 1.4 研究开发内容
• 第2章 催化剂配制工艺技术研究
• 2.1 工艺设计要求
• 2.1.1 总则
• 2.1.2 现场条件和要求
• 2.1.3 工艺研发基本要求
• 2.1.4 设计性能保证及考核
• 2.1.5 现役生产装置运行参数
• 2.2 配制系统工艺技术研究
• 2.2.1 操作流程分析设计
• 2.2.2 操作程序设计
• 2.3 工艺流程及描述
• 第3章 催化剂配制工艺计算
• 3.1 醋酸锌－活性炭催化剂配制动力学
• 3.1.1 干燥过程基本原理
• 3.1.2 干燥过程动力学
• 3.1.3 二水醋酸锌的干燥过程操作条件计算
• 3.2 物料衡算
• 3.3 干燥过程计算
• 3.3.1 活性炭加料过程
• 3.3.2 自由水分干燥过程
• 3.3.3 结合水分干燥过程
• 3.4 喷淋装置计算
• 3.4.1 喷嘴设置
• 3.4.2 喷嘴安装高度
• 第4章 催化剂配制流化床模型开发
• 4.1 催化剂配制流化床特性分析
• 4.2 流化床设计计算
• 4.2.1 气体分布板
• 4.2.2 换热器内构件
• 4.3 结构模型流体力学仿真研究
• 4.3.1 分布板风帽仿真
• 4.3.2 流化床内部仿真
• 4.3.3 模型仿真结论
• 第5章 催化剂配制系统技术经济分析
• 5.1 技术创新分析
• 5.2 经济和社会效益分析
• 5.2.1 节能措施
• 5.2.2 节水措施
• 5.2.3 环保措施
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读学位期间发表论文目录