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畢業(yè)設(shè)計(jì)年產(chǎn)3萬噸乙酸乙酯設(shè)計(jì)說明書-免費(fèi)閱讀

2025-01-02 19:52 上一頁面

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【正文】 H = D j ==。 ψ _ p ? 2 x 1l3 x 夾套封頭厚度 為 : δd = pD 。 為 。 的值與 近似 相 等 , 則可 得 : 解得 v 39。 則 反應(yīng)釜直徑估算如 下 : 4V 1 4x 7 .11 D . = 31一一 一 = I . = m 1[ H / D . V 1[ x (式 中 , D j一 一 反應(yīng)釜筒體內(nèi) 徑 。, A且一S寸U hvζS且nuυ Aυ 脫重組分的冷 。 + α 4_T439。 脫 乙 醇塔冷 。nLu A句Yr,3 BEd 吁PB L,κ 同o r _ _2 _3 、 , T339。v ynu rO O 2 3 + 、 α m on 為 : +8 55xllS= x10 5 kJ /h (3)側(cè)線料帶出的熱量 Aub C 3AY03..5 303..5 +471 OB , . _ 2 3 儼 ζ J (A+BT+CT.+DT)dT+369 1 (A+BT+CT.+DT39。EJ r 由以上對(duì)精館一塔物料衡算 得 :F= 3hT, 55 D= JA 用解析法計(jì)算最小回流 比 : .d+ B+ Tnu +o Z3 ζ JT R min = _l_ [ _ α α 1 x 一 lx p x、amp。 .(a () +a l T +a T 2 +a T 3 +a T )dT J35() .65 2 3 4 第 29 頁共 62 頁 , AU ∞ 咱EA T P+ 93 JS、‘E , F JU 4 =7 .94 x 10 4 kJ / h 的乙醋從 為 : A+ Hor aY pa39。3+ 5n0yD r= kJ / kg 陽 則單位時(shí)間內(nèi) 需 要飽和水蒸氣的質(zhì)量 為 : 句ε J T 39。6= 一 一 x 10∞相 3P I (A + BT + cr. + DT )dT = x1039。 該蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度為 , 有少量的水 占 AU ,句咽用 Ee+hu 的熱量小,可忽略不 計(jì) , 且 設(shè) 單效蒸發(fā)器的熱量損失為 1%。 I1 H _ = x x 517 .07 x 10∞ r 剖 A + BT + CT 2 + DT 3dT 內(nèi) 44 .06 J 2陽 .15 門飛 +=+。n 2(乙酸乙 酶 )+ ( 乙醇 )+ ( 乙醇鋁 )+ 3(乙 M) + 3 (乙酸乙酶 )+ + = x l06 kJ Ih 反應(yīng)放出的熱 用 的冷凍鹽水進(jìn)行冷卻,進(jìn)口溫度 為 ,出口溫度為 。 r 品 = ∞ 6 x f , 283 15 7 (乙醇鋁 )= 一一一一 x10 x 120 dT = 961 kJ I h 162 .16 J2錦臼 3 號(hào)物流由 降到 : 51 也 (乙隆 ) = 一一一 xlωo x A + BT + cr 2 + DT 3 dT = 987 kJ I h 44 .05 J2制 15 . 5 咱 2 240。均 C2 JJ丐JU 40 + 2C2H60 C6H1402 + H20 11J2Q 39。 因反應(yīng)過程中有損 失 , 將 乙 酶的入口流量定為 3900kglho 圖 一 步 縮合物 料 平衡 簡 圖 第 16 頁共 62 頁 中含 有 : 乙 瞪 : 39∞ x = 3896 .1k供 水 : 39∞ x (1 ) = 39。 粗 乙醋 。 催 化劑進(jìn)料 。 催化劑的配方 (1) 催化劑的原料配 比 :見 表 表 催 化劑的原 料 配比 fi劊 (單 位 : g) 乙 酸 乙 酶 乙 醇 鋁 氧化鋁 氯 化隸 腆 總 計(jì) 140 28 5 2 微 量 微 量 175 ( 2) 催化劑與原料的質(zhì)量比 該反應(yīng)中將催化劑和純?cè)系馁|(zhì)量比控制在 1:8。 一步縮合 二 步縮合 (2) 催化劑的脫除 因 縮 合 工 序的流程簡圖 我們通過加水的方法破壞掉催化劑,然后經(jīng)過蒸發(fā)器將粗乙酸乙酶蒸出,氫氧 化鋁殘液 從 下面排 除 ,殘液再經(jīng)過一個(gè)分離器進(jìn)一步分離 出 氫氧化 鋁 ,液體部分可 以再 返 回蒸發(fā)器。 (3) 進(jìn)行主體設(shè)備和輔助設(shè)備 的 工 藝計(jì)算與設(shè)備選 型 , 并列出設(shè)備一覽 表 : (4)繪制主體設(shè)備 圖 : (5) 繪制帶控制點(diǎn) 的 工 藝流程 圖 : (6)進(jìn)行生產(chǎn)車間布置設(shè)計(jì) (生產(chǎn)車 間 平 面布置圖和立面布置圖 )。其 次 ,國內(nèi)約有 65%以上的乙酸乙酶生 產(chǎn) 廠家是采用酶 化法生產(chǎn)乙酸乙酶, 生產(chǎn)技術(shù)較國外相對(duì)落 后 , 同時(shí)針對(duì)一些缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的 , 工 藝落后的小型裝置 進(jìn)行淘汰。國內(nèi)學(xué)者通過向殘液中加入水和適當(dāng)?shù)拇呋?劑 [17], 并在加 熱 的 條 件下 使乙縮醒分解生成乙醇和乙 酶 , 此 時(shí)將殘液中得到的乙醇 、 乙 醒 和 乙 酸 乙 酶回收再 利 用 , 不 僅降低 了 乙 醒和乙醇原料的單 耗 , 而且有效的減少了環(huán)境的污染。為此國內(nèi)學(xué)者通過 對(duì) 工 藝的改進(jìn)解決了以上存在的問題。 第 9 頁共 62 頁 。其它的一些催 化劑的改進(jìn)還有用磷改性 皿 SM5沸石分子篩為催化劑用全氟磺酸樹脂作催化 劑 , 用 HZSM5 分子篩、銀 酸等做催化 劑 [121。國外 關(guān) 于 該 工 藝的研究與開發(fā)部分已進(jìn)入 工 業(yè)化應(yīng)用階段。在第一反應(yīng)器中,乙醇脫氫生產(chǎn)乙醒,再 進(jìn)一步反應(yīng)生成 粗 乙 酸 乙 醋。 ( 2) 乙 藍(lán)藍(lán)縮合法 自主類在醇鹽的催化作用 下 , 可 進(jìn)行自身縮合為酶 類 (9)。 乙酸乙醋的生產(chǎn)工藝及工藝改進(jìn) 乙酸乙醋的主要生產(chǎn)工藝 目 前 ,乙酸乙酶 的 工 業(yè)生產(chǎn)方法主要有乙酸 /乙 醇酶化法、乙醒縮合法、乙醇 脫氫法和乙酸 /乙烯加成 4 種。 隨 著 生產(chǎn)能力的不斷增 加 , 我 國 乙 酸 乙 酶的產(chǎn)量也不斷增 加 [坷 。大部分投 資 于 乙 酸 乙 酶 的資金開始將目標(biāo)投 向 乙 酸 乙 酶需求量增長迅速的亞洲和中國。近年 來 , 世 界 乙 酸 乙 酶的生 產(chǎn)能 力 不 斷增加 。N) 乙酸乙醋的用途 乙酸乙酶是重要的精細(xì) 化 工 原 料。 表 酸 乙 酶的物化參 數(shù) [2] 熔 點(diǎn) (39。分子式為 : C2H804。 與 乙 醇形成的共沸混合物的沸點(diǎn)為 。C) 相對(duì)蒸氣密度 (空 氣 =1) 引燃溫 度 (39。日本主要應(yīng)用在涂 料 , 油墨方 面 , 分別約占總消費(fèi) 量的 40%和 30%。 在涂料方 面 , 使 得 乙 酸 乙 酶涂料被水性和高固含量涂料、粉末涂料和雙組分涂 料奪去了市場(chǎng)額。目前國內(nèi)大 型 乙 酸 乙 酶企業(yè)均采用黯化法技術(shù)。 目 前 , 國內(nèi)乙酸乙醋主要消費(fèi)地區(qū)集中在華東、中南、華 北 、 東 北地 區(qū) , 產(chǎn)品 主要 用 于 生產(chǎn)涂料、制藥和粘合劑。 由 于 濃硫酸有酸性強(qiáng)、吸水性強(qiáng)、性能穩(wěn)定、價(jià) 廉 等 優(yōu)點(diǎn),而且 溶 于 反應(yīng)物料 中,是均相催化反應(yīng),反應(yīng)均勻,因而在全塔內(nèi)都能進(jìn)行催化反應(yīng)。近年 來 , 隨著石油資源的逐漸減 少 , 石油價(jià)格逐漸 上 升 , 生物資源作為一種新 型 、 綠色、可持續(xù)能 源 , 其前景會(huì)更加廣闊。 以附載在載體上的雜多酸或雜多酸金屬鹽為催化劑,在水蒸汽參與下,乙烯容 易水合成為乙 醉 ,隨即 乙 醇與參與 的 乙酸進(jìn)行酶化反應(yīng)得到乙酸乙醋。2產(chǎn)生 酸 中 心而對(duì)酶化反應(yīng) 產(chǎn) 生催化作 用 , 熔燒溫度和熔燒時(shí)間影響 SO/ γZr02 或 S042/Zr(OH汩的催化活 性 , 最佳熔燒溫度和 熔燒時(shí)間分別為 弛。 ②精館系統(tǒng)的改進(jìn) 傳統(tǒng)的精 館 工 藝中 由 于 存在 水 乙 醇 , 乙酸 乙 酷的共 沸 , 導(dǎo)致回流酶的帶水能力 很 差 , 導(dǎo)致酶化塔和回流塔的回流比過 大 , 結(jié)果 使 乙 酸 乙 酷的生產(chǎn)能耗很 高 。 14652 (1)乙醒縮合法 中 工 藝的改進(jìn) ① 水與 乙 醇 平衡 的 工 藝優(yōu)化 原三塔串聯(lián)精 館 工 序中會(huì)出現(xiàn)以下問 題 : (1) 粗 乙 酸 乙 酶 中含水量達(dá)到 % 的標(biāo)準(zhǔn) 。 而 且 , 降 低 了 乙 酷的單 耗 , 減少了 乙 醋的揮 發(fā) , 并能使產(chǎn)品中 的 乙 醒含量降低。它 是 工 業(yè)上的 重 要溶 劑 ,廣泛用作人造 香精、乙基纖維素、清漆、涂料、印刷油墨、藥物和有機(jī)酸的萃取溶劑及水果香料 的原料。 具體設(shè)計(jì)內(nèi)容 (1)查閱文 獻(xiàn) , 了解該產(chǎn)品的性 質(zhì) 、 性 能 、 合成、應(yīng)用等。 (1) 乙酷的縮合反應(yīng) 反應(yīng)在兩個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)器中進(jìn) 行 , 第一個(gè)是釜式的反應(yīng) 器 , 第二個(gè)也是采用釜 第 12 頁共 62 頁 式 的反應(yīng)器。 以乙醇鋁作為催化劑,乙醒通過自縮合反應(yīng)生成乙酸乙酶,通過向單效蒸發(fā)器 中 加 入 過 量的 水 , 將催化劑乙醇鋁破壞,再經(jīng)過蒸發(fā)器將生成的氫氧化鋁脫除。 脫重組分塔塔頂溫度和塔底溫度 為 : 。 粗 乙 醋 蒸 汽 。 乙 縮醋 圖 全流程物料平衡關(guān) 系 圖 一步縮合反應(yīng)釜的物量衡算 本次設(shè)計(jì)為連 續(xù)操作,因此以單位 kglh 為基 準(zhǔn) 。因此 物料中含有 : 乙 瞪 : x = 51kg / h 乙 酸 乙醋 : x O.∞ 1=反應(yīng)器中主反應(yīng)方程式如下 : 第 17 頁共 62 頁 44 日 其乙乙 醇醇它 鋁微 且里 口 由 F = D+W Fx F = Wx W + Dx D 得 : 流股 中 : 水 : lkg / h 乙瞪 : kg / h 乙 酶 : = 3964 .4 kg/h 乙 醇 : 流 股 中 : 乙 酶 : !h 乙 縮 瞪 : 第 24 頁共 62 頁 表 脫 重 組分塔物料衡 算 表 進(jìn) 口 物料 出 口 物料 k糾 1 kg/h 乙 酶 乙 醇 乙 醒 水 乙 縮醒 總計(jì) 第 25 頁共 62 頁 a o a1 a 2 a 3 α 4 乙 醇 乙 M 水 乙酸乙醋 A嘈 nυ * ∞ 4 熱 量 衡算 4. 1 基 本 數(shù)據(jù) 表 數(shù) [1如 211 物質(zhì) c 可 ,I .J, .m..., o....l. 1 . .K..._ 1 = .a..^.0+....a...,T + a] 2 +α T 3 + 4 nu 表 液體熱容溫度關(guān)聯(lián)式系數(shù) 物質(zhì) CIP1 /Jntol s K=A+BT+CT Z+DT3 A B C D 乙醇 乙醒 水 乙酸乙醋 物質(zhì) 乙醇 乙醋 乙酸乙酶 乙 縮醒 表 物質(zhì)的沸點(diǎn) 及 正常沸點(diǎn)下的蒸發(fā)焰 沸 點(diǎn) rc 蒸發(fā)始 反 步縮合 釜 的 熱量衡 算 : 該 工 段中反應(yīng)溫度為 2 號(hào)物流由 降到 如 下 : 395 .] .283 15 I1H, (乙醋乙醋 )= 一一一 x 1000 x f A + BT + CT 2 + DT 3dT = 11580 kJ I h J2咄 15 . 5 句 39。dT + QJ x 39。 W D 且 J、A、Enυ , d 39。冷 凍 鹽 水的比熱容 為 : C += /(kg .K) p CC+ Z + 則 單位時(shí)間內(nèi)需要冷凍的量 為 : +TT 句3D , 43hy、‘ T a,173。 + a4T)dT= x10 kJ / h J
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