【正文】 經(jīng) 于 2021年 4月 13 日 開 工 。雖然這種變化還在繼 續(xù) ， 但乙 酸 乙 酶市場(chǎng)仍然保持持續(xù)增長(zhǎng)。而我國(guó)主要應(yīng) 用 于 涂 料 ， 粘合劑和制藥領(lǐng) 域 [3] 。C) 426 飽和蒸 氣 壓 位 Pa) () 爆炸上 限 %039。還與 % 的水和 %的乙醇形成三元共沸混合 物 ， 其沸點(diǎn)為 。第 1 頁(yè)共 62 頁(yè) 1 緒 論 乙酸 乙 醋 概述 乙酸乙酶的簡(jiǎn)介 乙 酸 乙 酶 但 A)， 又名醋 酸 乙 酶 ， 英文名 稱 : Ethyl acetate。下表 為 乙 酸 乙 酶的一 些物化參數(shù)。N) 燃燒熱 但 /mol) 室溫 下 的分子偶 極 距 爆炸下 限 %039。 乙 酸乙醋的產(chǎn) 能和市 場(chǎng) 需 求 世界乙酸 乙 酷 的產(chǎn)能與消費(fèi)情況 目 前 乙 酸 乙 酶生產(chǎn)與消費(fèi)主要集中在西 歐 ，美國(guó)和 亞 洲 地 區(qū) ， 其中亞洲地區(qū)的 生產(chǎn)和消費(fèi)又主要集中在日 本 ， 中國(guó)及東南亞國(guó)家間。東 南亞地區(qū)開始成為全球最重要 的 乙 酸乙酷的產(chǎn)地和消費(fèi)地。上 海 吳 涇 化 工 有限公司將現(xiàn)在生產(chǎn) 能力擴(kuò)建到 15萬(wàn) 噸 /年，長(zhǎng)春天裕生 物 工 程公司將建 噸 /年生產(chǎn)裝置。 第 5 頁(yè)共 62 頁(yè) 表 國(guó) 內(nèi)近年 來(lái) 乙酸 乙 酷的供需關(guān)系 (單 位 :萬(wàn)噸 /年〉 年份 2∞ 2 產(chǎn) 量 進(jìn) 口 量 出 口 量 表觀消費(fèi)量 2021 2ω4 2ω5 2∞ 6 2α)7 2∞ 8 2以 )9(16 月 ) 另 外， 隨 著 乙酸乙酶新用途的不斷開發(fā)，將會(huì)使乙酸乙西旨 在 其 他方面用量的比 例也有一定的增加。但 由 于 采用了濃硫酸，就 有 其 不可 避 免的缺 點(diǎn) ， 設(shè) 備腐蝕性 大 ， 濃硫 酸易引起磺化、炭化和聚合等的副反 應(yīng) ， 產(chǎn)品純度 低 ， 后處理過(guò)程復(fù) 雜 ， 三廢量大。 (3) 乙醇脫氫歧化法 乙醇脫氫歧化法有三個(gè)基本步 驟 [1句。 ，句 此 工 藝的優(yōu)點(diǎn)是乙 酸 乙 黯 具有較高的 產(chǎn) 率 (90%)與選擇性 (95%)，而且 由 于 直接利用 豐 富 的 乙 烯 原 料 ， 因而能降低生產(chǎn)成本。 另 外 SO//MnOm 型超強(qiáng)固體酸制備方法簡(jiǎn) 單，使用溫度較高，易同產(chǎn)物分離及易再生，不易腐蝕設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。其它的方法還有加飽和鹽水 萃取脫水精制 、 采用有機(jī)溶劑萃取分離和添加恒沸蒸館分離等。(3)含水 量不能有效的控制 而 導(dǎo) 致催化 劑 不 能 穩(wěn)定的被破 壞 ， 間 接 導(dǎo) 致乙酸乙酶產(chǎn)品的質(zhì) 量。 該殘液通常采用焚燒的方法來(lái)處 理 ， 該處理方法既浪費(fèi)原 料 ， 而 且焚燒殘液會(huì)給環(huán) 境帶來(lái)污染。雖然 目前在國(guó)內(nèi)乙酸乙酶的供 大 于 求，但世界上乙酸乙酷 的消耗主要集中在東南亞地 區(qū) ， 從亞洲這個(gè)范圍來(lái) 說(shuō) ， 乙 酸 乙 酶還是 處 于 供不應(yīng)求 地 區(qū) 。 ( 2) 根據(jù)原料、產(chǎn)品和生產(chǎn)規(guī) 模 ， 繪 制 工 藝流程草 圖 ， 進(jìn)行物料衡算和熱量 衡算 (物料平衡圖、原料消耗、能量消耗綜合表 )。圖 為 縮 合 工 序的流程簡(jiǎn)圖。 一步縮合 二 步縮什 「一一一 1 蒸發(fā) 圖 乙 醒縮合法生 產(chǎn) 乙酸 乙 酸 工 藝流程簡(jiǎn)圖 第 14 頁(yè)共 62 頁(yè) 3 物料衡算 全流程的工藝數(shù)據(jù) (1) 生產(chǎn)規(guī)模 年產(chǎn) 3 萬(wàn)噸乙酸乙酶 ( 2) 生產(chǎn)時(shí)間 年 工 作時(shí)為 7920 小 時(shí) (3) 生產(chǎn)效率 一步縮合反應(yīng)釜中乙醒轉(zhuǎn)化率為 %， 二 步縮合反應(yīng)釜中 乙 酷的轉(zhuǎn)化率為 %，在兩個(gè) 釜 中 主反應(yīng)的選擇性都為 %。 物料平衡關(guān)系圖 全流程的物料平衡簡(jiǎn)圖如 下 : 乙 瞪 進(jìn) 料 。 側(cè)線料 。 330 x 24 則 需乙醒進(jìn)料 (純度為 ): 一 旦 一 = 3791 .67 kg / h 。 2C2H40 C4H802 副 反應(yīng) 方 程卻也 雜 式 如 下 : 日k里 1l阱e(cuò)173。 dT = 502 kJ I h 第 26 頁(yè)共 62 頁(yè) r ∞ r 39。κ w 39。a 句 ，or 。 X173。 d 3A AUx∞ ∞ 川53口 nwA…wU6m + AA +px7 瓦1 、∞ OB 1 ∞ 讓 ∞ ∞ o 4 A ∞ 在蒸發(fā)器內(nèi)部乙醇鋁水解生成氫氧化鋁和乙醇吸收熱量 : nv Qs= x v H nu 1(削 x 1∞ = x 10 4 kJ / h 在 兔 O股B= 中有將除氫氧化鋁外的其它輕組分及乙酸乙醋換算 成 50kglh 的乙 ZJ ζJ ，勻 酸乙 酶 ， 流 股 0的5 溫度為 ， 則需要外界提供的 熱 量 為 : 。 下 的 qd 飽和蒸氣的壓力為 ，汽化潛熱 句 ，gamp。a lh azTur+af)dT=121 曠 kJ / h 的乙醒從 為 : 293 . 5 AHz=l 3 1000 L63 15(A+ 盯 + CT 2 + DT 3) dT + x 10 25 .20 x = x 10 4 kJ / h 的 乙 醇從 的液體放出熱量 為 : + x 1 x r39。則單位時(shí)間內(nèi)需 +，‘ 、 A D+T 水的質(zhì)量 為 : W x 106=76800kBqdg/h 、 、 ， JU x 5 脫乙睦塔的熱量衡算 T+ +C P AzU PE39。 )dT + 1180 x L ( A + BT + CT ? + DT )dT J293 .95 第 30 頁(yè)共 62 頁(yè) f AW s mA ζrsnou173。疑器的冷凝量 rAoU 4則需飽和水蒸氣的質(zhì)量為 : A噸 MWU x105 一一 一 一3 一一 nu173。n oo 3561r1. ..(a J 349 .45 + a)_ ) + a2_T2+ a T339。:1叩 = Ih 則 再 沸器的熱負(fù)荷 為 :Q1 =2878X 106 += 2908X l06kJ/h W 再沸器需要 熱，單位時(shí)間內(nèi)需飽和水蒸氣的質(zhì)量為 : 3句 ， O鳴ro，Y，缸 5n一 7v。 (3)確定筒體與封頭 的直徑 查 《 化 工 設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》 得 ， HjD 取 。 由 Hj D 。V ， . =一一一一 ..!!..= = m 2 .545 1 取 H 。 + 噸 = +2=3 .78 m m 2 [σ ]39。其主要 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) : D j ===102仇 nm 則 b= D j = =。 Z=2。 _ x 2021 ， + C 啕 = + 2 = 3 .62mm 2 [σ ] ψ p 2 xl13 x xO .l 式 中 ， p一 一 設(shè)計(jì)壓 力 ， 。 (8)傳熱面 積 F 查 《 化 工 設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》 得 ， 封頭內(nèi)表面積 凡 = 2 ， 筒體一米高內(nèi)表面 積 FJ= 2 。 = m3 42 ， 取 H= =2m。H一一 筒體高度 。疑器的熱量衡算 句， 句AY39。 ， . ? 39。疑器熱量衡算 脫乙 醇 塔頂冷凝器需要的冷凝量 呵 39。o。)dT J PAEJ39。 咀 a+∞ Dnυ T x、 代入數(shù)據(jù)求 得 : R min = 取 R = min = 則上 升蒸氣流量 為 : V=(R+l)D= 再沸器的熱負(fù)荷 (1)塔 頂上升混合氣帶出的熱量 ，‘， ， 竹、 、 39。K 竹o、ohυ F .dT39。kJ /h r.. 50 . l r 363 15 _ _ 2 3 A6UJu283 .1 5 oArU MOBW hyhnyu AE ，Aυ3 咽 A句 339。缸 +一5一 .2一6一 x 108 x (10 25 ) + x x 517 .的 x I1 rH x3 39。冷凍 鹽 水的比熱容為 : Cp = I (kg . K) 則單位時(shí)間內(nèi)需要冷凍的量為 : 二步縮合反應(yīng)釜熱量衡算 : 主反應(yīng)的反應(yīng)熱 : x x 517 .07 .剖 句 39。.H . (乙酸乙酶 )= 一 一 A+BT + σ + DT 39。K叭 402 因此在 流 股 中 含 有 : 乙 酶 : 3327 .13 x x + 395 .61 = 3722 .74 kg / h 乙 瞪 : x (1 ) = 517 .07 kg / h 乙 縮 醒 : !h 水 : + = 14 .63 kg / h 總進(jìn) 口 流 量 為 : W避 口 =3947 . 1+ 395 .61 +103 .17 + + + 83 .12 = 4488 .35 kg / h 總出口 流 量 為 : W加 =3722 .74 + 517 .07 + 48 .29 +14 .29 + + 96 .58 + + 83 .12 = 4488 .35 kg / h 表 一 步 縮合 釜 物料衡 算 表 進(jìn) 口物料 /(kg/b) 出口物料 /(kg/b) 乙酸 乙 酶 乙 乙 醇 水 乙 縮 回 董 輕 組分 乙 醇 鋁 總 計(jì) 第 18 頁(yè)共 62 頁(yè) 二步縮合反 應(yīng) 釜的物料衡算 圖 二步縮合物料平衡簡(jiǎn)圖 二步縮合反應(yīng)釜的出口物流 中 : 主反應(yīng)方程式為 : 2C 2日 40 C4H80 2 副反應(yīng)方程式 為 : C2H40 + H 0 2C 2 6 )10 C 6H140 2 + H20 xO .893 xO .008 7 .38 12 .99 所以，在 流股 中 : 乙 酸 乙酶 : 3722 .74 + 458 .5 = 4181 .24 kg / h 乙醒 : x (1 ) = 55 .32kg I h 乙縮醒 : + = 1ω 57 kg / h 水 : + = 16 .07 kg I h 其它輕 組 分 : 乙醇 : 13 .29 = I h 氯化 鋁 : 乙 醇鋁 : 二步縮合反應(yīng)器 中 : W 避 口 = 3722 .74 + 517 .07 + 48 .29 + 14 .29 + 14 .63 + 96 .58 + + 83 .12 = 4488 .35 kg I h W出口 = + + 40 .91 + 16 .07 + 109 .57 + 第 19 頁(yè)共 62 頁(yè) + 83 .12 = 4488 .35 kg / h 表 二步縮合釜物料衡算表 進(jìn)口物料 kg/h 出口物料 k以 1 乙酸乙醋 乙 醒 乙 醇 水 乙 縮 M: 乙 醇 侶 總計(jì) 此過(guò)程主要目的是為了破壞物流中的乙醇鋁催化劑。h 中含 有 : 催化劑用量為 : 3896 .1.。 塔頂乙醇 。 一步反應(yīng)淚合物 料 。 操作條件 (1) 操作壓力 :全流程的操作為常壓操作 nv m ( 2) 操作溫度 :一步反應(yīng)縮合釜和二步反應(yīng)縮合釜的操作溫度都為 。 圖