【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 很高，設(shè)備造價(jià)高，因此不采用該工藝。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)。最后從技術(shù)成熟方面考慮，雖然乙醇脫氫歧化法在國(guó)外生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，且可以進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)，但在國(guó)內(nèi)實(shí)施尚有困難，用乙醛作為原料，轉(zhuǎn)化率和收率都很高，資源利用充分，經(jīng)濟(jì)性高，乙醛作原料，反應(yīng)副產(chǎn)物較少，后提純處理設(shè)備簡(jiǎn)單，污染小，對(duì)設(shè)備要求低；選擇的蘇州工業(yè)園區(qū)內(nèi)，依托的乙醛生產(chǎn)廠，能夠提供足夠的乙醛原料，做到了原料來(lái)源的就近性，資源能夠合理利用；工業(yè)園區(qū)內(nèi)乙醛生產(chǎn)廠擁有制冷設(shè)備，對(duì)于乙醛生產(chǎn)乙酸乙酯過(guò)程中需要的冰鹽水能夠有效的提供，可以減少設(shè)備方面的投資，同時(shí)使其制冷設(shè)備能夠做到充分利用。另外，廠址選擇在有生產(chǎn)乙醛廠家的工業(yè)園區(qū)，綜合考慮采用乙醛縮合法。8. 廠區(qū)布置說(shuō)明總述 本廠設(shè)計(jì)位于沂水縣經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。本廠設(shè)計(jì)布置為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)226m，寬156m。北面、西面和南面均為土地，東邊為省道，西邊不遠(yuǎn)處有沂河。廠區(qū)分為行政區(qū)、輔助區(qū)、生產(chǎn)區(qū)和儲(chǔ)罐區(qū)四個(gè)部分。其中儲(chǔ)罐區(qū)又分為原料儲(chǔ)罐區(qū)和產(chǎn)品儲(chǔ)罐區(qū)兩個(gè)部分，二者獨(dú)立布置，且有各自獨(dú)立的消防車間。生產(chǎn)區(qū)布置結(jié)構(gòu)緊湊，充分利用空間，有效減少不同車間之間的連接管道長(zhǎng)度。原料儲(chǔ)罐區(qū)域和產(chǎn)物儲(chǔ)罐區(qū)域分別放置于生產(chǎn)車間兩側(cè)，同樣也是為了減少不通車間之間的連接管道長(zhǎng)度。 原料儲(chǔ)罐區(qū)出來(lái)的原料通過(guò)低溫保障車間，可以直接通到合成車間I。由于低溫保障車間直接位于原料儲(chǔ)罐區(qū)和生產(chǎn)區(qū)域之間，所以可以減少有保溫要求的管道長(zhǎng)度。設(shè)備檢修室布置于精餾車間旁邊，靠近精餾車間和三個(gè)合成車間，以方便檢修設(shè)備。此外，生產(chǎn)區(qū)域附近有完備的消防準(zhǔn)備設(shè)施：包括三個(gè)消防車間和一個(gè)150 m2的消防水池。 ，%。可以調(diào)節(jié)局部微小氣候、美化潔凈環(huán)境、減小噪音，同時(shí)還有隔離作用。最后，這些綠化用地將來(lái)還可以在必要時(shí)用以做進(jìn)一步的發(fā)展只用。 處于安全考慮，行政區(qū)靠近廠區(qū)入口且位于上風(fēng)口。在發(fā)生儲(chǔ)罐泄漏事故或者是生產(chǎn)區(qū)域事故時(shí)能夠保證安全。行政區(qū)主要就是半框形的大樓，其中包括食堂、研發(fā)中心、行政辦公等幾個(gè)部分。其中食堂位于一樓西邊的位置。行政中心位于二樓東邊和中間位置，研發(fā)中心位于三樓。此外，行政樓正面有很好的綠化布置，包括花壇噴水池和草坪。能夠?yàn)楣ぷ魅藛T提供一個(gè)良好的工作環(huán)境，行政區(qū)域如下圖所示： 輔助區(qū)域包括倒班宿舍、控制中心、公共工程站和電氣工程站。在前面圖中均有標(biāo)注。倒班宿舍位于控制中心的北面，遠(yuǎn)離生產(chǎn)區(qū)域。一方面，倒班宿舍位于全年最高頻率風(fēng)向的上風(fēng)口，較為安全；另一方面，倒班宿舍遠(yuǎn)離生產(chǎn)區(qū)域和儲(chǔ)罐區(qū)，能夠讓倒班休息的工人充分休息。最后，倒班宿舍和行政中心、公用工程站以馬路和較寬的綠化帶隔開，也能夠起到減少噪音的作用。 控制中心位于廠區(qū)北面中心位置，和生產(chǎn)區(qū)域只隔了一個(gè)主干道，而且和主要生產(chǎn)區(qū)域用綠化帶隔開。 公用工程站包括氮?dú)庹竞蛪嚎s空氣站。其中氮?dú)庹局饕怯靡蕴峁╅_停車及檢修時(shí)吹掃管路所用的氮?dú)??？諝庹镜膲嚎s空氣則是用于設(shè)備檢修時(shí)吹掃管路和設(shè)備只用。壓縮空氣位于全年最多頻率風(fēng)向的上風(fēng)口用以采集空氣。公用工程站和生產(chǎn)區(qū)域隔開較遠(yuǎn)。電氣工程站位于廠區(qū)的西北方向，緊挨在公共工程旁。而且位于全年最多頻率風(fēng)向的上風(fēng)口。與儲(chǔ)罐區(qū)距離較遠(yuǎn)。電氣工程站在廠區(qū)西門的旁邊，方便電氣設(shè)備的檢修。 精餾車間半露天布置，精餾車間的泵一并布置在車間內(nèi)，不單獨(dú)另設(shè)泵房，以減少輸送的距離。合成車間與精餾車間的距離滿足相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范。精餾車間內(nèi)的設(shè)備包括浮閥精餾塔、填料精餾塔、全凝器、冷凝器、回流罐和再沸器。 合成車間包括三個(gè)部分：合成車間I（生產(chǎn)車間）、合成車間II（產(chǎn)物預(yù)處理車間）、合成車間III（催化劑生產(chǎn)車間）。合成車間泵全部布置在車間內(nèi)部，不單獨(dú)另設(shè)泵房，節(jié)約了管線。 維修站位于生產(chǎn)區(qū)域的東南方向。有供交通運(yùn)輸?shù)闹苯油ǖ?，方便到工藝裝置。維修站外有加工制作的露天場(chǎng)所。設(shè)備檢修室的具體位置和與其他生產(chǎn)車間和精餾車間的相對(duì)位置 儲(chǔ)罐區(qū)分為原料儲(chǔ)罐區(qū)和產(chǎn)物儲(chǔ)罐區(qū)兩個(gè)部分。兩個(gè)部分的儲(chǔ)罐區(qū)均位于下方口。原料儲(chǔ)罐區(qū)和生產(chǎn)區(qū)域距離大于50m，產(chǎn)物儲(chǔ)罐區(qū)和生產(chǎn)區(qū)域的距離大于40m。兩部分儲(chǔ)罐區(qū)域軍原理生活區(qū)和行政服務(wù)區(qū)。 原料儲(chǔ)罐區(qū)有一個(gè)體積為670m3的球罐，這是7天的儲(chǔ)存量。連帶上低溫保障的設(shè)備，有8m的外徑。產(chǎn)物儲(chǔ)罐區(qū)有三個(gè)球罐，容積為1340 m3，這是14天的儲(chǔ)存量。每個(gè)儲(chǔ)罐外徑為6m。各個(gè)儲(chǔ)罐之間的間距為≥，符合化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范。此外，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，容積≥，減少儲(chǔ)罐發(fā)生少量泄露事故時(shí)的污染范圍。由于本例中的容積不大，所以沒(méi)有另設(shè)單獨(dú)的防護(hù)墻。最后，儲(chǔ)罐組內(nèi)設(shè)置集水設(shè)施，并設(shè)置可控制開閉的排水設(shè)施。原料儲(chǔ)罐區(qū)和產(chǎn)品儲(chǔ)罐區(qū)的北面均設(shè)有物料操作平臺(tái)，供產(chǎn)品供應(yīng)裝卸用，距離罐區(qū)15m。操作平臺(tái)上設(shè)置有稱重區(qū)域，當(dāng)貨運(yùn)卡車經(jīng)過(guò)時(shí)在上面稱重，以計(jì)量運(yùn)輸量。1） 區(qū)域系數(shù)序號(hào)指標(biāo)名稱單位數(shù)量1廠區(qū)占地面積平方米352562建筑占地面積平方米3綠化面積平方米4圍墻長(zhǎng)度米7465建筑系數(shù)%6廠區(qū)利用系數(shù)%7綠化系數(shù)%2） 各區(qū)域面積 各項(xiàng)區(qū)域面積名稱占地面積（平方米）行政服務(wù)中心1632倒班宿舍300控制中心500公共工程站600電氣工程站600原料操作平臺(tái)原料儲(chǔ)罐區(qū)消防車間I100低溫保障車間300合成車間I238合成車間II合成車間III132精餾車間160消防車間150設(shè)備檢修室300產(chǎn)物操作平臺(tái)產(chǎn)物儲(chǔ)罐區(qū)消防車間II100消防水池150原料區(qū)花壇800四、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：%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))（4） 年生產(chǎn)能力：折算為100%乙酸乙酯9950噸/年 乙醛縮合法生產(chǎn)乙酸乙酯步驟 （1）首先在釜中加入5000L乙酸乙酯、160Kg鋁粉、50Kg氯化鋁、20Kg氯化鐵進(jìn)行混合，加熱回流；隨后將2000L乙酸乙酯與1000L乙醇的混合物慢慢加入，反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣經(jīng)鹽水回流冷卻器從頂部導(dǎo)出，反應(yīng)過(guò)程中對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻并用調(diào)節(jié)乙醇混合物加入速度來(lái)調(diào)控反應(yīng)溫度，反應(yīng)終點(diǎn)以無(wú)氫氣排出為標(biāo)志，這時(shí)再繼續(xù)反應(yīng)1h或更多一點(diǎn)時(shí)間即可完成反應(yīng)，冷卻后備用，這個(gè)乙醇鋁混合物催化劑中含大約2%的鋁。 （2）,反應(yīng)期間通過(guò)間接鹽水冷卻維持反應(yīng)溫度為0℃,反應(yīng)停留時(shí)間為2h,結(jié)束后進(jìn)入分離裝置. （3）達(dá)到平衡狀態(tài)的混合液通入水洗塔，然后從右側(cè)進(jìn)料口向塔中加入適量水，攪拌均勻，乙酸乙酯油層由泵抽入精餾塔Ⅰ，塔底殘?jiān)硗馓幚淼玫綒溲趸X，氫氧化鐵等產(chǎn)物。 （4）由分離塔Ⅰ頂部出來(lái)的餾出液通入精餾塔Ⅱ進(jìn)行蒸餾，由精餾塔Ⅱ底部出來(lái)的釜液組成有少量的乙酸乙酯與乙醇。精餾塔Ⅱ塔頂蒸出的乙醛作為管式反應(yīng)器的第二進(jìn)料。由塔Ⅱ底部出來(lái)的乙醇乙酸乙酯二組分回收處理后作為制造催化劑的原料。（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。 精餾塔Ⅲ底部殘液主要為重組分，由環(huán)保環(huán)節(jié)處理。精餾塔Ⅲ頂部產(chǎn)品為成品乙酸乙酯。（據(jù)化學(xué)化工物型數(shù)據(jù)手冊(cè)）20℃ 物質(zhì)密度g/cm3沸點(diǎn)℃相對(duì)分子質(zhì)量g/mol乙酸乙酯77乙醛乙縮醛乙醇鋁246727氫氧化鋁鐵275056氫氧化鐵水1100氯化鐵319氯化鋁178（1） 每小時(shí)生產(chǎn)能力的計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，乙酸乙酯的年生產(chǎn)能力為9950噸/年（折算為100%乙酸乙酯，下同）全年按300天計(jì)，每天24小時(shí)連續(xù)工作，年工時(shí)7200h。每小時(shí)的生產(chǎn)能力為：99501000247。7200=1382kg/h以上作為物料衡算基準(zhǔn)。（2）生產(chǎn)工藝流程圖（3）催化劑制取部分物料衡算AL+3C2H5OH→AL(C2H5O)3+H2催化劑反應(yīng)前物料各組分乙酸乙酯鋁粉氯化鋁氯化鐵乙醇n乙醇：n鋁=3所以鋁粉過(guò)量，催化劑生成后物料各組分乙酸乙酯鋁粉氯化鋁氯化鐵三乙醇鋁氫氣 （4）反應(yīng)器的物料衡算乙醛縮合生產(chǎn)乙酸乙酯反應(yīng)如下:2CH3CHO→CH3COOCH2CH3 (主反應(yīng)) 3CH3CHO+H20→C6H14O2+O2（副反應(yīng)）原料規(guī)格：%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）催化劑加入量：乙醛=:100ml加入：① 產(chǎn)品中100%乙醛量：② →x=1382kg/h反應(yīng)要求：反應(yīng)轉(zhuǎn)化率選擇性乙酸乙酯沉降損耗第一精餾塔乙酸乙酯回收率第二精餾塔乙酸乙酯回收率乙醛%%%%%乙醛量為： m=1406kg/h其中：100%乙醛量=1406%= 水量== kg/h加入催化劑量=支出：① 乙酸乙酯生成量=（） =② 未反應(yīng)乙醛量==③ 乙縮醛量=（）= kg/h④ 水= kg/h⑤ 催化劑量=進(jìn)出酯化器的物料衡算表如下（以下由ASPEN模擬得結(jié)果）： 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14061乙酸乙酯100其中CH3CHO1002乙醛100H2O1003催化劑1632催化劑1634水1005乙縮醛1006氧氣100合計(jì)1569合計(jì)1569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見(jiàn)表2為：表2：進(jìn)出分離塔的物料衡算表進(jìn)料出料序號(hào)物料名稱數(shù)量kg/h序號(hào)物料名稱數(shù)量kg/h1乙酸乙酯1乙酸乙酯2乙醛2乙醛3催化劑1633乙縮醛4乙縮醛4氫氧化鋁5水（原料自帶）5氫氧化鐵6水（洗滌加入）107乙醇（泵抽走）（1）破壞催化劑所需水8乙醇（底部排出）9水（泵抽走）110水（底部排出）11氯化氫合計(jì)合計(jì)表3 進(jìn)出塔Ⅰ的物料衡算表加入支出（塔頂）支出（塔底）序號(hào)物料名稱數(shù)量kg/h序號(hào)物料名稱數(shù)量kg/h序號(hào)物料名稱數(shù)量kg/h1乙酸乙酯1乙酸乙酯1乙酸乙酯2乙醛2乙醛2乙醛3乙縮醛3乙縮醛03乙縮醛4水14水14水05乙醇5乙醇5乙醇合計(jì)合計(jì)24合計(jì)表4 進(jìn)出塔Ⅱ的物料衡算表 加入支出（塔頂）支出（塔底）序號(hào)物料名稱數(shù)量kg/h序號(hào)物料名稱數(shù)量kg/h序號(hào)物料名稱數(shù)量kg/h1乙酸乙酯1乙酸乙酯01乙酸乙酯2乙醛2乙醛2乙醛3乙縮醛03乙縮醛03乙縮醛04水14水04水15乙醇5乙醇05乙醇合計(jì)24合計(jì)合計(jì)17表5 進(jìn)出塔Ⅲ的物料衡算表加入支出（塔頂）支出（塔底）序號(hào)物料名稱數(shù)量kg/h序號(hào)物料名稱數(shù)量kg/h序號(hào)物料名稱數(shù)量kg/h1乙酸乙酯1乙酸乙酯15301乙酸乙酯2乙醛2乙醛2乙醛03乙縮醛3乙縮醛3乙縮醛04水04水04水05乙醇5乙醇5乙醇0合計(jì)合計(jì)1530合計(jì)反應(yīng)器進(jìn)出物料表項(xiàng)目支入支出Temperature C Pressure atm Vapor Frac Mole Flow mol/hr Mass Flow kg/hr Volume Flow cum/hr Enthalpy MMBtu/hr Mole Flow mol/hr C2H4O C4H8O2 C6H14O2 H2O O2 Sub