【正文】 持在520550 美元 /噸， 20xx 年以后進(jìn)口價(jià)格開始上漲， 20xx 年價(jià)格為 美元 /噸， 20xx 年上漲到 美元 /噸，比 20xx 年上漲 %。近兩年，我國乙酸乙酯的進(jìn)口量逐年減少， 20xx 年進(jìn)口量為 萬噸， 20xx 年下降到 萬噸，同比下降約 %。 20xx 年我國乙酸乙酯的產(chǎn)量只有 萬噸， 20xx 年增加到 萬噸， 20xx 年盡管受到世界金融危機(jī)的影響，但是由于 20xx 年新增的產(chǎn)能發(fā)揮作用，產(chǎn)量仍達(dá)到約約 萬噸，同比增長約 %。預(yù)計(jì)到 20xx 年全世界醋酸乙酯的總需求量將達(dá)到約 萬噸 。 國、內(nèi)外產(chǎn)業(yè)狀況 國外生產(chǎn)狀況及發(fā)展動向 近年來， 世界乙酸乙酯的生產(chǎn)能力不斷增加。另外，聚氨酯膠在建筑、高速公路、飛機(jī)跑道嵌縫材料、高層建筑玻璃密封材料等方面的應(yīng)用也在不斷增長。 制藥 醋酸乙酯在制藥行業(yè)用作溶劑，主要生產(chǎn)維生素 E 及一些醫(yī)藥中間體。 在此基礎(chǔ)上繪制了設(shè)備條件圖 。 本設(shè)計(jì) 通過調(diào)查 國內(nèi)外 乙酸乙酯消費(fèi)的情況和比較現(xiàn)有的合成工藝，并對 連續(xù)式反應(yīng)器和間 歇 式反應(yīng)器 進(jìn)行了體積的計(jì)算，最終選用酯化法和間歇式 反應(yīng)器 。min） 四、設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)方案比較 對所有的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，最后確定本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。 畫出反應(yīng)器的裝配圖 圖面應(yīng)包括設(shè)備的主要工藝尺寸，技術(shù)特性表和接管表。 設(shè)備設(shè)計(jì)結(jié)果表明，反應(yīng)器的特征尺寸為高 1930mm，直徑 1600mm；夾套的特征尺寸為高 1400mm，內(nèi)徑為 1700mm。material balance。 20xx 年傳統(tǒng)醫(yī)藥出口形勢一路飄紅，化學(xué)原料 藥依然是我國醫(yī)藥商品出口的主要品種，產(chǎn)量與出口量快速上升，帶動了醋酸乙酯消費(fèi)。 20xx 年聚氨酯涂料產(chǎn)量達(dá)到 萬 t（固含量以上），已經(jīng)成為國內(nèi)重要的涂料品種。 20xx年醋酸乙酯的產(chǎn)能分布見圖 [1]。主要的生產(chǎn)廠家有江蘇索普（集團(tuán)）公司（生產(chǎn)能力為 萬噸 /年）、山東金沂蒙集團(tuán)公司（生產(chǎn)能力為 萬噸 /年）、廣東江門謙信化工發(fā)展公司（生產(chǎn)能力為 萬噸 /年）、上海吳涇化工有限公司（生產(chǎn)能力為 萬噸 /年）、揚(yáng)子江乙酰化工有限公司（生產(chǎn)能力為 /年）、江西南昌贛江溶劑廠（生產(chǎn)能力為 萬噸 /年）、廣東順德集團(tuán)公司（生產(chǎn)能力為 萬噸 /年）、天津冠達(dá)集團(tuán)公司（生產(chǎn)能力為 萬噸 /年）、上海石 油化工公司（生產(chǎn)能力為 萬噸 /年）、上海試劑有限公司（生產(chǎn)能力為 萬噸 /年）、成都有機(jī)化工廠（生產(chǎn)能力為 萬噸 /年）、浙江建德建業(yè)有機(jī)化工有限公司（生產(chǎn)能力為 萬噸 /年）、江蘇三木集團(tuán)公司（生產(chǎn)能力為 萬噸 /年）、河北石家莊新宇三陽實(shí)業(yè)有限公司 ( 萬噸 /年 )、山東?；煞萦邢薰?(生產(chǎn) 4 能力為 萬噸 /年 )、江陰百川化學(xué)工業(yè)有限公司 (生產(chǎn)能力為 萬噸 /年 )、吉林燃料乙醇有限公司 (生產(chǎn)能力為 萬噸 /年 )以及河南孟州華興公司 (生產(chǎn)能力為 萬噸 /年 )等。上海吳涇化工有限公司擬將現(xiàn)有生產(chǎn)能力擴(kuò)建到 15 萬噸 /年，長春天裕生物工程公司將建 萬噸 /年生產(chǎn)裝置，預(yù)計(jì)到 20xx 年，我國乙酸乙酯的總生產(chǎn)能力將超過 萬噸 /年。 20xx 年出口量超過 萬噸， 達(dá)到 萬噸， 20xx 年盡管受到全球金融危機(jī)的影響，但出口量仍高達(dá) 萬噸，同比增長 %。 20xx年進(jìn)一步上漲到 美元 /噸。本次設(shè)計(jì)將根據(jù)自己的生產(chǎn)規(guī)模計(jì)算，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，得出合理的工藝設(shè)計(jì)流程。故而，本次設(shè)計(jì)將根據(jù)兩釜串 聯(lián)的的 間歇 性生產(chǎn)線進(jìn)行，并以此設(shè)計(jì)其設(shè)備和工藝流程圖。 由此選用 16MnR 卷制 16MnR 材料在 100℃ 是的許用應(yīng)力 [σ]t=170MPa 焊縫系數(shù)的確定 取焊縫系數(shù) φ=（雙面對接焊， 100％無損探傷） 腐蝕裕量 C2=2mm 筒體的壁厚 計(jì)算厚度 ? ? mmPDPS ct ic ???? ????? ?[10] 式中： S—— 圓筒厚度， mm ； Di —— 圓筒內(nèi)徑 ， mm ； C2 —— 腐蝕裕量，取 2 mm ； Pc —— 內(nèi)壓設(shè)計(jì)壓力， MPa ； Φ —— 焊接接頭 系數(shù)，考慮到夾套的焊接取 （表 109[2]）； [σ]t——材料許用應(yīng)力： [σ]100 = 113 MPa 。若質(zhì)量不合格，修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。為了經(jīng)濟(jì)高效地達(dá)到攪拌的目的，必須對攪拌設(shè)備作合理的選擇。功率計(jì)算需要知到臨界雷諾數(shù) ecR ，用 ecR 代替 eR 進(jìn)行攪拌功率計(jì)算。 夾套式反應(yīng)釜附屬裝置的確定 人孔 C 選用長圓型回轉(zhuǎn)蓋快開人孔 人孔 ， 400300 JB 579791 接管及其法蘭選擇 水蒸氣進(jìn)口管： ? 1084， L=200mm， 10 號鋼 法蘭： DN100 HG 2059297 冷卻水出口管： ? 57， L=150 mm，無縫鋼管 法蘭： DN50 HG 2059297 進(jìn)料管： 乙酸進(jìn)料管 smv / 3?? ?? 管徑 md 0 2 0 0 0 ???? 根據(jù)管子規(guī)格圓整選用 ?? 的無縫鋼管， L=150mm 法蘭： DN25 HG 2059297 28 乙醇醇進(jìn)料管 smv / 0790 3?? ?? 管徑 md 0 4 0 0 1 ???? 根據(jù)管子規(guī)格圓整選用 418?? 的無縫鋼管， L=200mm 法蘭： DN50 HG 2059297 濃硫酸進(jìn)料管 smv / 3???? 管徑 md 0 1 0 0 0 0 ???? 根據(jù)管子規(guī)格圓整選用 418?? 的無縫鋼管， L=100mm 法蘭： DN10 HG 2059297 出料管：出料總質(zhì)量流量 2 8 7 0 .7 k g /hAAW F M F M W? ? ? ?乙 醇 乙 醇 硫 酸 因密度 3kg/m850?? ，則體積流量為 32 8 7 0 . 7 0 . 0 0 1 8 9 m / s8 5 0 3 6 0 0V ??? 因進(jìn)料黏度低，選取管道中流速 m/?u 則管徑 ????d 根據(jù)規(guī)格選取 ? 57 的無縫鋼管。 車間布置的基本原則和要求 合理的生 產(chǎn)車間布置應(yīng)做到：經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)約投資，操作和安裝檢修方便安全，設(shè)備排列簡潔、緊湊、整齊、美觀。上述非工藝專業(yè)也提出了對車間布置的要求。 由 10 Pm n??得： m = 66149 . 5 5 3 1 0 1 . 4 8 6 1 0 / 1 4 8 6 /90 N m m N m? ? ? ? ? 利用截面法得： ?maxTM m = 6 10 90??（ Nmm ） 由max []TMW????? 得： 69 .5 5 3 1 0[]PW n? ???= 6 10 90 40?? ? 攪拌軸為實(shí)心軸，則： ? ? = 6 10 90 40?? ? d ≥ 取 d ＝ 60mm （ 2）攪拌軸剛度的校核：由 3m a xm a x4p180 10J 32TpMGJd? ??? ? ?? 剛度校核必須滿足： ? ?max??? ，即： 27 ? ?6 3 6 34441 8 0 1 4 1 8 09 .5 3 3 1 0 1 0 9 .5 3 3 1 0 1 090 5 7 .21 8 .1 1 03 2 3 2pnd m mG?????? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 所以攪拌軸的直徑取 d ＝ 60mm滿足條件。氣體吸收用圓盤渦輪式最適宜，其流量大、剪切強(qiáng)、氣體平穩(wěn)分散。若質(zhì)量不合格，修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。為防止反應(yīng)釜內(nèi)溫度過高，在反應(yīng)釜的上方設(shè)置了冷凝器進(jìn)行換熱，因此不需要進(jìn)行傳熱面積的校核。選擇罐體高徑比主要考慮以下兩方面因數(shù)： 高徑比對攪拌功率的影響：在轉(zhuǎn)速不變的情況下， 3iDp? （其中 D—攪拌器直徑， P—攪拌功率）， P 隨釜體直徑的增大，而增加很多，減小高徑比只能無謂地消耗一些攪拌功率。因硫酸少量，忽略其影響， 30A mk m o 1 0 0 ??? ?? 對于連續(xù)式生產(chǎn)，若采用兩釜串聯(lián)，系統(tǒng)為定態(tài)流動，且對恒容系統(tǒng)，0?不變，0?? ii V不變 22121101 )()(AAAAAA rccVrccV ?????? ?? 222 21211 10 AAAAAA ck ccck cc ??? 若采用兩釜等溫操作，則 21kk? 代數(shù)解得 31 k m o l/?Ac 所以 322 10 100 )()( mkcc ccFV AA AAA ??? ????? 裝料系數(shù)為 ，故實(shí)際體積 V=?=3。 表 近年來我國醋酸乙酯的供需情況 單位：萬噸 /年 年份 生產(chǎn)能力 產(chǎn)量 進(jìn)口量 出口量 表觀消費(fèi)量 20xx 20xx 8 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx 目前，國內(nèi)醋酸乙酯主要消費(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， 20xx 年我國醋酸乙酯消費(fèi)結(jié)構(gòu)為：制藥行業(yè)對乙酸乙酯的需求量約占總需求量的 %，涂料約占 %，粘合劑約占 %，油墨約占 %，其他產(chǎn)品約占 %。主要出口企業(yè)有江蘇索普、山東金沂蒙、廣東江門謙信化工發(fā)展公司等大型醋酸乙酯生產(chǎn)企業(yè)。 20xx 年凈出口量達(dá)到 萬噸，同比增長%。隨著生產(chǎn)能力的不斷增加， 我國乙酸乙酯的產(chǎn)量也不斷增加。而我國主要應(yīng)用于涂料、粘合劑和制藥領(lǐng)域。隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，尤其是建筑和汽車業(yè)快速發(fā)展，對高檔涂料 需求日益增加，將極大促進(jìn)對醋酸乙酯的需求。近年來，東北、華北和華中等內(nèi)地的鞋廠也開始使用，并有不斷擴(kuò)大的勢頭。 主要用途 乙酸乙酯是應(yīng)用最廣泛的脂肪酸酯之一，具有優(yōu)良的溶解性能，是一種較好的工業(yè)溶劑，已被廣泛應(yīng)用于醋酸纖維、乙基纖維、氯化橡膠、乙烯樹脂、乙酸纖維樹脂、合成橡膠等生產(chǎn) ，也可用于生產(chǎn)復(fù)印機(jī)用液體硝基纖維墨水，在紡織工業(yè)中用作清洗劑；在食品工業(yè)中用作特殊改性酒精的香味萃取劑，在香料工業(yè)中是最重要的香料添加劑，可作為調(diào)香劑的組分，乙酸乙酯也可用作粘合劑的溶劑，油漆的稀釋劑以及作為制造藥物、染料等的原料 [10]。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的結(jié)果具有一定的市場運(yùn)用價(jià)值，可以指導(dǎo) 工業(yè)化 生產(chǎn)。 指導(dǎo)老師：薛永萍，劉陽 20xx 年 12 月 23 日 I 摘 要 傳統(tǒng)的乙酸乙酯合成工藝為酯化 法，即乙酸和乙醇在濃硫酸的催化作用下直接合成乙酸乙酯。 A 為乙酸，建議采用配比為乙酸：乙醇=1： 5（摩爾比），反應(yīng)物料密度為 ㎏ /l，反應(yīng)速度常數(shù) k 為 （ kmol 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書內(nèi)容 設(shè)計(jì)任務(wù)書； 目錄； 前言（對設(shè)計(jì)產(chǎn)品的理化性能，國內(nèi)外發(fā)展概況，應(yīng)用價(jià)值及 其前景等方面進(jìn)行介紹） 設(shè)計(jì)方案比較； (合成工藝介紹，通過分析各種工藝優(yōu)缺點(diǎn)，得到本設(shè)計(jì)選用的合成工藝流程 ) 工藝流程圖設(shè)計(jì)； 反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 攪拌器的設(shè)計(jì)； 車間設(shè)備布置設(shè)計(jì)；（主要設(shè)備的布置） 環(huán)境保護(hù)； 設(shè)備裝配圖； 設(shè)計(jì)總結(jié)； 參考資料。還對 塔體等進(jìn)行了輔助設(shè)備設(shè)計(jì)，換熱則是通過夾套與內(nèi)冷管共同作用完成。heat balance。 膠粘劑 膠粘劑的種類繁多，醋酸乙酯主要用于溶劑型膠粘劑，尤其是聚氨酯類膠粘劑。此外，環(huán)氧樹脂涂料、丙烯酸酯等涂料也消費(fèi)一些醋酸乙酯，但與發(fā)達(dá)國家相比，國內(nèi)醋酸乙酯在涂料方面的應(yīng)用還比較落后。 3 66%16%5%11% 2%亞太西歐中南美北美其他 圖 20xx 年世界醋酸乙酯產(chǎn)能分布 目前， 世界乙酸乙酯的總消費(fèi)量約為 萬噸，消費(fèi)主要集中在西歐、美國和亞洲地區(qū)，其中亞洲地區(qū)的消費(fèi)又主要集中在日本、中國及東南亞國家。其中采用乙醇脫氫法的生產(chǎn)能力約占總生產(chǎn)能力的 %， 采用乙醛縮合法 的約占 %， 采用醋酸酯化法的占 %。 隨著生產(chǎn)能力的不斷增加，我國醋酸乙酯的產(chǎn)量也不斷增加。 20xx 年上半年出口量為 萬噸，同比增長 %。我國醋酸乙酯的進(jìn)出口情況以及 20xx 年的出口情況分別見表 和表 。 工藝計(jì)算及方案選擇 間歇釜進(jìn)料 的計(jì)算 流量的計(jì)算 乙酸 乙 酯的產(chǎn)量 : 化學(xué)反應(yīng)方程式： 24H3 3 2 3 2 3 2CH CO O H CH CH O H CH CO O CH CH H OSO??濃 乙酸 乙 酯的相對分子質(zhì)量為 88，所以要求的生產(chǎn)流量為 F 酯 = 0088 1050 39 3 ?? ? kmol/h 乙酸的流量 : 乙酸采用工業(yè)二級品（含量 98%），乙酸與乙酸 乙 酯的物質(zhì)的量比為 1:1，乙酸的轉(zhuǎn)化率 為 59%,物料損失以 5%計(jì)， 則乙酸的進(jìn)料量 FA0= ??? kmol/h 乙 醇的流量 : 乙酸