【文章內(nèi)容簡介】 醋酸乙酯在涂料方面的應(yīng)用還比較落后。從發(fā)達(dá)國家的消費(fèi)情況來看，醋酸乙酯在涂料中作為溶劑應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，如美國市場醋酸乙酯在涂料中的消耗占 60%以上，而我國僅占 18%。近年來，我國涂料行業(yè)迅猛發(fā)展，許多國外著名的涂料生產(chǎn)商采取獨(dú)資或合資的方式在我國建廠生產(chǎn)高檔涂料。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。 國、內(nèi)外產(chǎn)業(yè)狀況 國外生產(chǎn)狀況及發(fā)展動(dòng)向 近年來， 世界乙酸乙酯的生產(chǎn)能力不斷增加。 20xx 年全球乙酸乙酯的生產(chǎn)能力只有 萬噸， 20xx 年生產(chǎn)能力增加到 萬噸， 20xx 年生產(chǎn)能力增加到約 萬噸，同比增長約 %。其中北美地區(qū)的生產(chǎn)能力為 萬噸 /年，約占世界乙酸乙酯總生產(chǎn)能力的 %； 中南美地區(qū)的生產(chǎn)能力為 萬噸 /年，約占總生產(chǎn)能力的 %；西歐地區(qū)的生產(chǎn)能力為 萬噸 /年， 約占 總生產(chǎn)能力的 %，亞太地區(qū)的生產(chǎn)能力為 萬噸/年，約占總生產(chǎn)能力的 %； 世界其他國家和地區(qū)的生產(chǎn)能力為 萬噸 /年，約占總生產(chǎn)能力的 %。 20xx年醋酸乙酯的產(chǎn)能分布見圖 [1]。 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。國外乙酸乙酯的消費(fèi)結(jié)構(gòu)與我國有所不同，美國和歐 洲國家乙酸乙酯最大的應(yīng)用領(lǐng)域是涂料， 其中美國的涂料方面的消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的 60%，歐洲在涂料行業(yè)的消費(fèi)量約占總消費(fèi)量 50％。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%。而我國主要應(yīng)用于涂料、粘合劑和制藥領(lǐng)域。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)生產(chǎn)狀況及發(fā)展動(dòng)向 近年來， 隨著我國化學(xué)工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)的快速發(fā)展，乙酸乙酯的生產(chǎn)發(fā)展很快。 20xx 年生產(chǎn)能力只有 萬噸， 20xx 年增加到 萬噸， 20xx 年進(jìn)一步增加到約 萬噸，20xx20xx 年產(chǎn)能的年均增長率達(dá)到約 %。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?；び邢薰荆ㄉa(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。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 %。江蘇索普（集團(tuán)）公司是目前我國最大的醋酸乙酯生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)能力為 萬噸 /年，約占國內(nèi)總生產(chǎn)能力的 %， 與醋酸產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了上下游一體化， 產(chǎn)品競爭力較強(qiáng)， 80%的醋酸乙酯用于出口。今后幾年，我國仍有多套新建或擴(kuò)建乙酸乙酯裝置將建成投產(chǎn)， 主要包括江蘇金茂源生物化工有限責(zé)任公司擬建的 10 萬噸 /年裝置， 廣西崇左市凱源酒業(yè)化工有限公司擬建的 萬噸 /年生產(chǎn)裝置，兗礦集團(tuán)擬建的 10 萬噸 /年生產(chǎn)裝置， 廣西新燊石油化工有限公司的一期 10 萬噸 /年生產(chǎn)裝置等， 預(yù)計(jì)到20xx 年， 我國乙酸乙酯的總生產(chǎn)能力將達(dá)到約 萬噸。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。 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 %。目前國內(nèi)大型醋酸乙酯企業(yè)均采用酯化法技術(shù)，主要生產(chǎn)廠家情況見表 [2]。 表 20xx 年醋酸乙酯主要生產(chǎn)廠家情況 生產(chǎn)廠家名稱 地址 生產(chǎn)能力 (萬噸 /年 ) 美國塞拉尼斯公司 得克薩斯州潘帕 美國伊斯曼化學(xué)公司 得克薩斯州朗 維尤 美國 Solution 公司 馬薩諸塞 巴西羅地亞公司 帕利尼涯 墨西哥塞拉尼斯公司 卡格來吉拉 英國 BP 化學(xué)公司 赫爾 西班牙 Ercros 公司 塔拉戈納 瑞典 Sweask 乙醇化學(xué)公司 多姆斯喬 日本昭和電工公司 南陽 日本千葉公司 市原 日本協(xié)和發(fā)酵 公司 四日市 印度 Laxmi有機(jī)工業(yè)公司 馬哈德 印度 Jubilant 有機(jī)合成公司 加勞拉尼蠟 韓國三星 /BP 公司 蔚山 韓國國際酯類公司 蔚山 新加坡塞拉尼斯公司 裕廊島 5 表 我國醋酸乙酯主要生產(chǎn)企業(yè)情況 企 業(yè) 名 稱 產(chǎn) 能 (萬噸 /年 ) 江蘇索普集團(tuán) 山東金沂蒙集團(tuán)公司 廣東江門謙信化工發(fā)展公司 廣東順德順冠集團(tuán)公司氣體溶劑有限公司 上海吳涇化工有限公司 揚(yáng)子江乙?；び邢薰?司 江西南昌贛江溶劑廠 廣東順德集團(tuán)公司 天津冠達(dá)集團(tuán)公司 上海石油化工公司 上海試劑有限公司 成都有機(jī)化工廠 浙江建德建業(yè)有機(jī)化工有限公司 江蘇三木集團(tuán)公司 目前，國內(nèi)一些大型甲醇羰基合成醋酸企業(yè)或者具有乙醇裝置的企業(yè)正在配套建設(shè)或擬建乙酸乙酯生產(chǎn)裝置，主要有山東?；煞萦邢薰緮M采用 Davy 公司技術(shù)，新建 萬噸 /年生產(chǎn)裝置 (近期已經(jīng)建成投產(chǎn) )，吉林燃料乙醇有限公司擬建 萬噸 /年生產(chǎn)裝置，吉安生物化工公 司擬建 萬噸 /年生產(chǎn)裝置，廣西新火石化公司擬建 萬噸 /年裝置，第一期 萬噸 /年已經(jīng)于 20xx 年 4 月 13 日開工。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。 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 年我國醋酸乙酯的產(chǎn)量只有 萬噸， 20xx 年進(jìn)一步增加到 萬噸，比 20xx 年增長約 %， 20xx20xx年產(chǎn)量的年均增長率高達(dá) %。 6 產(chǎn)品的市場需求預(yù)測 進(jìn)出口情況 20xx 年以前， 我國是乙酸乙酯的凈進(jìn)口國，從 20xx 以后，隨著我國乙酸乙酯生產(chǎn)能力和產(chǎn)量的大量增加， 由凈進(jìn)口國轉(zhuǎn)變?yōu)閮舫隹趪?20xx 年我國乙酸乙酯的凈出口量為 萬噸，約占國內(nèi)總產(chǎn)量的 %。 20xx 年凈出口量達(dá)到 萬噸，同比增長%。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 年上半年進(jìn)口量為 萬噸，同比減少約%。與此相反，我國醋酸乙酯的出口量卻在逐年增加。 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 年上半年出口量為 萬噸，同比增長 %。 20xx 年我國醋酸乙酯出口到 30 多個(gè)國家和地區(qū)，其中對亞洲國家的出口量約占總出口量的 93%，其中對韓國的出口量為 萬噸，約占總出口量的 %，其次是中國臺灣，出口量為 萬噸，約占總出口量的 %； 再次是日本，出口量為 萬噸，約占總出口量的 %。我國醋酸乙酯出口主要集中在江蘇、山東和廣東 3 省， 20xx 年出口量分別為 萬噸、 萬噸和 萬噸，合計(jì)出口量占出口總量的 %，其他省份出口量僅為 萬噸。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 年以前，我國醋酸乙酯的進(jìn)口價(jià)格變化不大，基本上維持在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 %。出口價(jià)格近幾年也不斷上漲。 20xx 年出口價(jià)格為 美元 /噸， 20xx 年上漲到 美元 /噸， 20xx 年上漲到 美元 /噸。 20xx年進(jìn)一步上漲到 美元 /噸。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 。 表 近年來我國醋酸乙酯的進(jìn)出口情況 年份 進(jìn)口量 (萬噸 ) 進(jìn)口單價(jià) (美元 /噸 ) 出口量 (萬噸 ) 出口單價(jià) (美元 /噸 ) 20xx 20xx 20xx 20xx 7 20xx 20xx 20xx 表 20xx 年我國醋酸乙酯的出口國家情況 國家 /地區(qū) 出口量 (萬噸 ) 所占比例 (%) 出口金額 (萬美元 ) 韓國 中國臺灣 日本 新加坡 菲律賓 阿拉伯聯(lián)合酋長國 越南 泰國 其他國家和地區(qū) 合 計(jì) 消費(fèi)現(xiàn)狀及發(fā)展前景 近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，涂料、油墨、粘合劑等產(chǎn)品需求大幅提升，從而拉動(dòng)醋酸乙酯的消 費(fèi)穩(wěn)步增長。 1997 年我國醋酸乙酯的表觀消費(fèi)量只有 萬噸， 20xx年增加到 萬噸， 20xx 年進(jìn)一步增加到 萬噸，比 20xx 年增長約 %， 20xx 年增加到 萬噸， 20xx 年進(jìn)一步增加到 萬噸，同比增長約 %， 20xx20xx 年表觀消費(fèi)量的年均增長率約為 %，近年來我國醋酸乙酯的供需情況見表 [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 %。預(yù)計(jì)到 20xx 年，我國乙酸乙酯的總需求量將達(dá)到約 萬噸，供大于求，屆時(shí)消費(fèi)結(jié)構(gòu)將有所變化，其中在制藥和粘合劑行業(yè)消費(fèi)的比例將會有所下降，隨著新型高檔涂料的不斷發(fā)展，預(yù)計(jì)涂料行業(yè)對醋酸乙酯的需求量將會有較大幅度的增加；隨著電子、通訊行業(yè)的發(fā)展，油墨方面的需求量也將有所上升。另外，隨著醋酸乙酯新用途的不斷開發(fā)，將會使醋酸乙酯 在其他方面用量的比例也有一定的增加。 9 第 二 章 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)依據(jù) 《乙酸 乙 酯生產(chǎn)設(shè)計(jì)任務(wù)書》 設(shè)計(jì)方案 對于乙酸 乙 酯的生產(chǎn)既可以采用間歇式生產(chǎn)，也可以采用連續(xù)式生產(chǎn)。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。 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 與乙 醇 的摩爾配比為 1： 5，則 乙 醇的進(jìn)料量為 F 乙 醇 =5=總物料量流量 : F= FA0+F 乙 醇 =+ = kmol/h 10 硫酸的流量 : 總物料的質(zhì)量流量如下計(jì)算， W 總 =FAMA+F 乙 醇 M 乙 醇 +W 硫 酸 = hkg / ???? 因硫酸為總流量的 1%，則 W 硫 酸 = =，即可算其物質(zhì)的量流量 F 硫 酸 =表 物料進(jìn)料量表 名稱 乙酸 乙 醇 濃硫酸 流量 kmol/h 反應(yīng)體積及反應(yīng)時(shí)間計(jì)算 當(dāng) 乙 醇過量時(shí)，可視為對乙酸濃度為二級的 反應(yīng)，其反應(yīng)速率方程2AA kcr??（ A為乙酸） 當(dāng)反應(yīng)溫度為 80℃ ，催化劑為硫酸時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù) k= m in )/( ?kmo lL =() 因?yàn)?乙 醇大大過量，反應(yīng)混合物密度視為恒定，等于 30A mk m o 1 0 0 ??? ?? 當(dāng)乙酸轉(zhuǎn)化率