PVA 行业副产的醋酸甲酯加氢制乙醇的流程模拟

导师：董秀芹 教授

汇报人：王亚琪

时间： 2013.09.13

报告内容

拟选课题国内外的研究动态1

课题拟解决的主要技术问题2

课题在理论和应用方面的意义3

Tianjin University

2

完成课题的条件4

课题进展计划6

拟采取的技术措施和方法5

1. 拟选课题国内外的研究动态

3

1.1 课题背景——乙醇的生产

发酵法：考虑粮食安全问题，已受限

合成法：乙烯为原料夹杂异构高碳醇，不宜作食品、饮料、医药、香料等

煤制乙醇和纤维素制乙醇将成为中国未来能源化工产业的重要组

成部分

[1] 王彪，王熙庭，徐国辉。醋酸和醋酸酯加氢制乙醇技术进展。天然气化工， 2013(3): 79-83

2011 年出台的国家生物质能源十二五规划明确规定 , 到 2015 年中国非

粮乙醇的目标产量是 3.5Mt, 相比2010 年翻番

1. 拟选课题国内外的研究动态

3

1.1 课题背景——乙醇的生产

我国乙醇的生产主要以发酵法为主，占乙醇总量的 96.5% 。 从表 1 的统计可以看出，我国发酵法生产乙醇主要原料集中在玉米和小麦。与燃料乙醇第一生产大国美国相比， 我国燃料乙醇生产成本较高，每吨乙醇需消耗 3.3 吨玉米和 1.5 吨煤，乙醇的生产成本在 8000 元以上。

[2] 李扬，曾健等。醋酸酯化合成乙醇工艺及经济性分析。精细化工原料及中间体， 2011(11): 6-10.

1. 拟选课题国内外的研究动态

3

1.1 课题背景—— PVA 行业概况

2011 年我国聚乙烯醇市场现状分析 .

纺织

食品

医药

乙烯直接合成法

电石乙炔法

天然气乙炔合成法

PVA

木材加工

建筑

VAC

聚合

1. 拟选课题国内外的研究动态

3

1.1 课题背景—— PVA 行业概况

聚乙烯醇行业发展现状与发展策略。

上世纪 60 年代中期，总产能不足 10 万

吨／年

上世纪 80年代初期，半停产状态

上世纪 90年代初期，供不应求，

短暂春天

上世纪 90年代后期，阶段性停滞

06 、 07 年，供不应求，大规模产能扩张

09 年，利润大幅下

降，临时性巨额亏损

聚乙烯醇成本下降的幅度远小于产品价格的下降幅度，全国维纶行业及聚乙烯醇厂家又面临了机遇和挑战并存的局面。如何降低成本、开发其下游产物的再利用成为当今研究的热点问题。

1. 拟选课题国内外的研究动态

3

1.1 课题背景——醋酸酯加氢制乙醇

[2] 李扬，曾健等。醋酸酯化合成乙醇工艺及经济性分析。精细化工原料及中间体， 2011(11): 6-10.

1. 拟选课题国内外的研究动态

3

1.1 课题背景—— Aspen Dynamics

设计先进控制系统

开停车指导

安全性分析和预测

AspenDynamics

故障诊断

可用 Aspen Custom Modeler 工具开发更详细的用户化模型

完整的单元操作和控制模型库

校正工作点附近物性回归算式，保证模拟精度

同时提供物流平衡和压力平衡的动态模拟算法

1. 拟选课题国内外的研究动态

3

1.2 研究动态——醋酸酯化加氢制乙醇

[5] Kummer R, Schneider H W, Taglieber V. Continuous production of ethanol and plural stage distillation of the same. US: 4454358, 1984.[6] Chornet E, Valsecchi B, Avila Y, Lavoie J M, et al. Production of ethanol from methanol. US: 8080693B2, 2011.

Kummer R, Schneider H W, Taglieber V.

Badische Anilin- und Soda-Fabriken （巴斯夫公司）研究内容：

开发了乙醇连续生产和多步蒸馏技术。先由甲醇羰基化合成醋酸甲酯和醋酸，醋酸甲酯分离出来后利用铜基催化剂加氢为乙醇，不同蒸馏部分离出来的副产物醋酸、甲醇、二甲醚等循环回羰基合成反应器。

Chornet E, Valsecchi B, Avila Y, Lavoie J M.

Enerkem 公司研究内容：

开发了由生物质热解制合成气，进而合成甲醇，再由甲醇生产乙醇的技术。申请了醋酸酯加氢制乙醇的相关专利。

[1] 王彪，王熙庭，徐国辉。醋酸和醋酸酯加氢制乙醇技术进展。天然气化工， 2013(3): 79-83.

王科，陈鹏，胡玉荣，李扬，曾健 等 。 西南化工设计研究院有限公司

1. 拟选课题国内外的研究动态

3

1.2 研究动态——醋酸酯化加氢制乙醇

研究内容： 1 对醋酸直接加氢技术和醋酸酯化加氢制乙醇技术都进行了研究。将几方面综合考虑，选择了醋酸经酯化加氢制乙醇的技术率先进行工业化。 2 开发了从醋酸酯加氢反应的催化剂到整个工艺的流程。

[2] 李扬 , 曾健等 , 醋酸酯化合成乙醇工艺及经济性分析。精细化工原料及中间体， 2011(11): 6-10.[7] 王科 , 李扬 , 范鑫等 . 乙酸酯化加氢制乙醇技术开发与经济性分析 . 化工进展 , 2012, 31(s): 304-305.[8] 王科 , 陈鹏 , 胡玉荣等 . 一种用醋酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法 . CN 102423710A, 2012.[9] 王科 , 陈鹏 , 胡玉荣等 . 一种用醋酸酯加氢制乙醇的方法 . CN 102093162A, 2011.[10] 胡玉荣 , 王科 , 李扬等 . 乙酸乙酯加氢制备乙醇反应工艺流程模拟 . 化学工程师 , 2011(9): 25-27.

报告内容

完成课题的条件4

Tianjin University

13

4. 完成课题的条件

个人能力

对醋酸甲酯加氢的工艺流程和压缩机有深入的了解，熟练灵活掌握 Aspen Plus 和 Dynamic 等软件的应用。 掌握化工原理，化工热力学及化工传递等相关的基础知识

3

设备条件

实验室具备课题模拟所需要的 Aspen 等软件。

报告内容

课题进展计划6

Tianjin University

15

6. 课题进展计划

3

2013.9-2013.11

2013.12-2014.3

2014.4-2014.8

2014.9-2014.12

查阅文献，进行理论和软件的学习；

合理简化流程，获得设备参数，选择合适的物性方法，

；研究压缩机的喘振。

2015.1-2015.3

2015.4-2015.5

撰写第一篇论文，。

撰写第二篇论文，。

撰写学位论文。

请各位老师批评指正