化工設(shè)計(jì)專業(yè)課程設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀
【正文】 ℃) S=q/(K水： 18552247。Δt =[(＋)/2＋＋(＋)/2]68 = Δtm=108－95=13℃ 取K=3050kJ/(m2λ =＋2310＋ =1151571kJ/h Δtm=108－79=29℃ 取K=5858kJ/(m2C－W=L＋F－W=5D＋F－W=5＋－56=來(lái)自塔底的蒸氣組成： kg/h yE= 88= yW= 18= yA= 46= 熱量計(jì)算，水汽消耗，熱交換面積 （1）塔頂蒸氣冷凝（由71℃氣相冷凝至71℃液相） q =ΣW飽和水蒸氣：ρ=, t=108℃(2)比熱和汽化潛熱表7 比熱容和汽化潛熱 溫度℃CH3COOC2H5H2OCH3CH2OH比熱容kj/kg 逐板計(jì)算的結(jié)果及討論 :1，上述逐板計(jì)算中，所采用的最宜回流比為10:2:1和5:1.(1) 如采用10:1。因此逐板計(jì)算時(shí)，從塔底由下往上算。xWlk/xlk)] =247。=xn=xD/[(α－1)xW/[(αlk－α)[(－)＋247。(Ln/D＋α(xW/xE)=()()=殘液中：xE/(xE＋xW)=(＋)= 。表2 進(jìn)出塔Ⅰ的物料衡算表加入支出序號(hào) 物料名稱純度%數(shù)量kg/h序號(hào)物料名稱純度%數(shù)量kg/h1來(lái)自酯化器的混合液1塔頂餾出液①乙酸乙酯①乙酸乙酯20②水②水10③乙醇③乙醇70④乙酸2塔底殘液⑤濃硫酸①水2來(lái)自塔Ⅱ的塔底殘液②濃硫酸①水②乙醇合計(jì)合計(jì)表3 進(jìn)出塔Ⅱ的物料衡算表加入支出序號(hào)物料名稱純度%數(shù)量kg/h序號(hào)物料名稱純度%數(shù)量kg/h1來(lái)自塔Ⅰ頂部餾出液1塔頂餾出液①乙酸乙酯20①乙酸乙酯83②水10②水8③乙醇70③乙醇92來(lái)自沉降器下層液2塔底殘液①乙酸乙酯8①水②水88②乙醇③乙醇4合計(jì)合計(jì) 表4 沉降器的物料衡算表加入支出序號(hào)物料名稱純度%數(shù)量kg/h序號(hào)物料名稱純度%數(shù)量kg/h1塔Ⅱ頂部餾出液1沉降器上層①乙酸乙酯83①乙酸乙酯94②水8②水4③乙醇9③乙醇22塔Ⅲ頂部餾出液2沉降器下層①三組分恒沸液①乙酸乙酯8A乙酸乙酯83②水88B水8③乙醇4C乙醇9②雙組分恒沸液A乙酸乙酯94B水63添加水合計(jì)合計(jì) 表5 進(jìn)出塔Ⅲ的物料衡算表加入支出序號(hào)物料名稱純度%數(shù)量kg/h序號(hào)物料名稱純度%數(shù)量kg/h1來(lái)自沉降器上層1頂部餾出液①乙酸乙酯94①三組分恒沸液②水4A乙酸乙酯83③乙醇2B水8C乙醇9②雙組分恒沸液A乙酸乙酯94B水62塔底成品合計(jì)合計(jì)五. 設(shè)備設(shè)計(jì) 精餾塔Ⅱ的設(shè)計(jì) 塔Ⅱ中包含有3個(gè)組分(乙醇、乙酸乙酯和水)均為非理想液體，則需要利用實(shí)驗(yàn)獲得氣液相圖進(jìn)行逐板計(jì)算用。每小時(shí)的生產(chǎn)能力為：100001000247。4． 工藝計(jì)算. 物料衡算（1） 設(shè)計(jì)項(xiàng)目：乙醛在催化劑情況下進(jìn)行縮合生產(chǎn)乙酸乙酯（%的乙醛轉(zhuǎn)化為乙酸乙酯）（2） 產(chǎn)品名稱：乙酸乙酯（3） 產(chǎn)品規(guī)格：%（4） 年生產(chǎn)能力：折算為100%乙酸乙酯10000噸/年 乙醛縮合法制備乙酸乙酯步驟 （1）在氯化鋁和少量的氯化鋅存在下將鋁粉加入盛有乙醇和乙酸乙酯混合物的溶液中溶解得到乙氧基鋁溶液，,制備過(guò)程中產(chǎn)生的含氫廢氣經(jīng)冷回收冷凝物后進(jìn)行環(huán)保處理,催化劑進(jìn)入攪拌釜攪勻待用。反應(yīng)塔設(shè)置了中間冷卻,反應(yīng)溫度維持在140180 ℃ ,。 另一種是兩步法工藝,即乙烯氧化為乙醛在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行,而催化劑的空氣再生在另一反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行,兩種工藝在經(jīng)濟(jì)上并無(wú)大的差異。乙醛和催化劑溶液連續(xù)進(jìn)入反應(yīng)塔,控制反應(yīng)物的比例,使進(jìn)料在混合時(shí)就有約98% 的乙醛轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物,%的乙醛在此后的攪拌條件下轉(zhuǎn)化。2. 乙醇脫氫歧化法 該法不用乙酸，直接用乙醇氧化一步合成乙酸乙酯，其催化劑主要是Pd/C和架Ni，CuCoZnAl混合氧化物及MoSb二元氧化物等催化劑，這些體系對(duì)乙醇的氧化有一定的活性，但其催化性還有待進(jìn)一步改進(jìn)。酯化反應(yīng)塔塔頂?shù)姆磻?yīng)混合物一部分回流，一部分在80℃左右進(jìn)入分離塔。使用H3PMo12O40?19H2O代替乙醇乙酸酯化反應(yīng)中的硫酸催化劑，%,但是關(guān)于催化劑的劑量、反應(yīng)時(shí)間和乙醇／乙酸的質(zhì)量比對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量的研究還在進(jìn)行之中。此外，還用于木材紙漿加工等產(chǎn)業(yè)部門(mén)。二、概述1．乙酸乙酯性質(zhì)及用途乙酸乙酯又名乙酸乙酯，醋酸醚，英文名稱Ethyl Acetate或 Acetic Ether Vinegar ，其沸點(diǎn)為77℃，℃，,溶于乙醇、氯仿、乙醚和苯等有機(jī)溶劑?；瘜W(xué)工業(yè)部西南化工研究院等聯(lián)合開(kāi)發(fā)的乙醇脫氫一步合成乙酸乙酯的新工藝，已通過(guò)單管試驗(yàn)連續(xù)運(yùn)行1000小時(shí)，取得了滿意的結(jié)果。催化劑中的Pd為氧化中心silicoturgstic酸提供酸性中心。根據(jù)生產(chǎn)需要,既可采取間歇式生產(chǎn),也可采取連續(xù)式生產(chǎn)。乙醛縮合法 由乙醛生產(chǎn)乙酸乙酯包括催化劑制備、反應(yīng)、分離和精餾4大部分,工藝流程見(jiàn)圖3 。反應(yīng)在醇化物（乙氧基鋁)的存在下進(jìn)行。日本昭和電工公司開(kāi)發(fā)的乙烯與醋酸一步反應(yīng)制取乙酸乙酯工藝終于在90年代實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。從經(jīng)濟(jì)上考慮，乙醇脫氫歧化法對(duì)催化劑要求高，采用該工藝不經(jīng)濟(jì)。（5）精餾塔Ⅰ底部出來(lái)的釜液進(jìn)入精餾塔Ⅲ進(jìn)一步處理。(采用的為大慶石化總廠Wacker法產(chǎn)品) 催化劑加入量:，加入：① 100%乙醛量：→x=%乙醛量為：X=催化劑用量：（）支出：%① 乙酸乙酯生成量==② 未反應(yīng)乙醛量==③ 催化劑量=進(jìn)出酯化器的物料衡算表如下：表一：進(jìn)出反應(yīng)器的物料衡算表加入支出序號(hào)物料名稱純度%數(shù)量kg/h序號(hào)物料名稱純度%數(shù)量kg/h1乙醛1乙酸乙酯100其中CH3CHO1002乙醛100雜質(zhì)3催化劑H2O1004H2O100CH3COOH1005CH3COOH1002催化劑6雜質(zhì)合計(jì)合計(jì)由反應(yīng)器出來(lái)的反應(yīng)液進(jìn)入分離塔，在反應(yīng)器中反應(yīng)趨于完全，因此進(jìn)入分離塔的物料衡算表為：表2：進(jìn)出分離塔的物料衡算表加入支出序號(hào)物料名稱純度%數(shù)量kg/h序號(hào)物料名稱純度%數(shù)量kg/h1乙酸乙酯1001乙酸乙酯1002乙醛1002乙醛1003催化劑3雜質(zhì)4雜質(zhì)4氫氧化鋁1005CH3COOH1005CH3COOH1006水1006乙醇1007水100合計(jì)合計(jì)（4） 精餾塔Ⅰ、精餾塔Ⅱ、精餾塔Ⅲ質(zhì)檢均有相互關(guān)系，它們的物料衡算匯總計(jì)算如下：在生產(chǎn)工藝流程示意圖上注上相關(guān)數(shù)據(jù)，并劃出三個(gè)計(jì)算系統(tǒng)，逐個(gè)列出衡算式，然后進(jìn)行進(jìn)行聯(lián)立求解。首先求出平均相對(duì)揮發(fā)度(αav）餾出液中：xE/(xE＋xW)=(＋)=。(xDlk/xlk－xDhk/xhk)=1/(－1)(－)= D= Ln=D== Lm=Ln＋qF。xW/[(αlk－
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