近年页岩气的开采技术有所突破後,非传统油气资源的页岩气和页岩油,又掀起一股全球油气浪潮,其影响石化工业甚钜。本研究以分离页岩气後所得之页岩天然气凝析液後从中分离出乙烷制造乙烯及其衍生物醋酸乙烯单体。 页岩天然气凝析液分离制程中,吾人采用蒸馏塔进行页岩气之分离,其中分离出之乙烷纯度为97.1 mol%。乙烷进入乙烯制程中之裂解炉,透过加入低压蒸汽於裂解炉中进行蒸汽裂解反应产生乙烯,再将乙烯、氧气以及气相醋酸作为进料进入管式触媒反应器生产醋酸乙烯,管式触媒反应器之操作条件在温度150–165°C之间,压力6.6 atm,内装有1100根管子,其管长为10公尺,管径为0.037公尺,以锅炉饲水控制反应器温度确保其不超过180°C,以避免触媒变质劣化,同时也产生低压蒸汽供制程使用;另外,由於醋酸乙烯反应器是高放热氧化反应,其制程安全分析也在论文中提出。反应器之产物经共沸塔将醋酸从水和醋酸乙烯中分离出来,最後醋酸乙烯和水再进行纯化到高纯度之醋酸乙烯即为醋酸乙烯单体。在乙烷蒸汽裂解量产乙烯制程上,以乙烯年产量为十万公吨、纯度达99 mol%为设计目标;在醋酸乙烯单体制程上,以醋酸乙烯单体年产量为三万公吨、纯度达99 mol%为设计目标。值得一提的是在天然气凝析液分离程序、乙烯的精馏以及醋酸乙烯单体之蒸馏塔设计乃利用吾人提出的「蒸馏塔设计三部曲」做节能设计;此外,并针对醋酸乙烯单体制程进行热能整合,以求有效达到节能省碳之目的。 本论文之主要应用 “Aspen Plus”与“SuperTarget”两种化工程序软体,前者用於程序合成与设计;後者则用於狭点分析及换热器网路合成。