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頁岩天然氣凝析液於石化工業之製程研究：乙烯與醋酸乙烯單體

為了解決CC6的問題，作者沈坤榮 這樣論述：

近年頁岩氣的開採技術有所突破後，非傳統油氣資源的頁岩氣和頁岩油，又掀起一股全球油氣浪潮，其影響石化工業甚鉅。本研究以分離頁岩氣後所得之頁岩天然氣凝析液後從中分離出乙烷製造乙烯及其衍生物醋酸乙烯單體。 頁岩天然氣凝析液分離製程中，吾人採用蒸餾塔進行頁岩氣之分離，其中分離出之乙烷純度為97.1 mol%。乙烷進入乙烯製程中之裂解爐，透過加入低壓蒸汽於裂解爐中進行蒸汽裂解反應產生乙烯，再將乙烯、氧氣以及氣相醋酸作為進料進入管式觸媒反應器生產醋酸乙烯，管式觸媒反應器之操作條件在溫度150–165°C之間，壓力6.6 atm，內裝有1100根管子，其管長為10公尺，管徑為0.037公尺，

以鍋爐飼水控制反應器溫度確保其不超過180°C，以避免觸媒變質劣化，同時也產生低壓蒸汽供製程使用；另外，由於醋酸乙烯反應器是高放熱氧化反應，其製程安全分析也在論文中提出。反應器之產物經共沸塔將醋酸從水和醋酸乙烯中分離出來，最後醋酸乙烯和水再進行純化到高純度之醋酸乙烯即為醋酸乙烯單體。在乙烷蒸汽裂解量產乙烯製程上，以乙烯年產量為十萬公噸、純度達99 mol%為設計目標；在醋酸乙烯單體製程上，以醋酸乙烯單體年產量為三萬公噸、純度達99 mol%為設計目標。值得一提的是在天然氣凝析液分離程序、乙烯的精餾以及醋酸乙烯單體之蒸餾塔設計乃利用吾人提出的「蒸餾塔設計三部曲」做節能設計；此外，並針對醋酸乙烯單

體製程進行熱能整合，以求有效達到節能省碳之目的。 本論文之主要應用 “Aspen Plus”與“SuperTarget”兩種化工程序軟體，前者用於程序合成與設計；後者則用於狹點分析及換熱器網路合成。