【正文】 ??????m o lkJOHHC （ 2） 2Q 的計(jì)算 13C OOH )m ( C HrOH )Hm ( Cr)HC OOCm ( C HrO)m ( Hr32)()HHHH( 3525233??????????????????m o lkJ （ 3） 4Q 的計(jì)算 13333)HC OOCm ( C Hr1OH )Hm ( Cr1)m(r1O)m ( Hr14HnHnHHnQ 52352352523332??????????????????????????m o lkJn HC OOCCHOHHCC OOHCHC OOHCHOH因?yàn)椋? 1 2 3 4Q Q Q Q? ? ? 即： 9 4 6 7 0 0 8 5 6 99 6 3 0 0 1 6 0 2143 ?? 求得： 3Q = /hKJ 3Q 0，故應(yīng)是系統(tǒng)向外界 放 熱。 雖然 ，間歇生產(chǎn)的檢測控制等裝備就比連續(xù)性生產(chǎn)成本高 ， 所耗費(fèi)的人力物力大于連續(xù)生產(chǎn)， 但該課題 年產(chǎn)量少， 選擇間歇生產(chǎn)比連續(xù)生產(chǎn)要優(yōu)越許多。 故采用一條的生 產(chǎn)線生產(chǎn)即可，即兩釜串聯(lián)， 反應(yīng)器的體積 V53 反應(yīng)時(shí)間 : 連續(xù)性反應(yīng)時(shí)間 hr ccvV A AA )( 210 ?? ??? ???? 設(shè)計(jì)方案的選擇 經(jīng)上述計(jì)算可知 ,間歇釜進(jìn)料需要 1個 ,而連續(xù)性進(jìn)料需 2 個 。 11 連續(xù)性進(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 = hkm ol / 105039 3 ?? ? 乙酸的流量 : 乙酸采用工業(yè)二級品（含量 98%），乙酸與乙酸丁酯的物質(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 hkm o lF / ???乙醇 總物料量流量 : F= hk m o lFF A / ???? 乙醇 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 12 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=? ?min/ ?kmolL 因?yàn)?乙 醇大大過量，反應(yīng)混合物密度視為恒定，等于 3/cmg。 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 為 59%時(shí) ，由間歇釜反應(yīng)有： ) 1( 1)11(11)(02??????????? ??AAcAc A o AAcAc A o AA cckcdckrdct 根據(jù) 經(jīng)驗(yàn)取非生產(chǎn)時(shí)間ht ?，則反應(yīng)體積 30AO )( )39。 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)。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。 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]。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 。 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 %。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。 20xx 年上半年出口量為 萬噸，同比增長 %。與此相反，我國醋酸乙酯的出口量卻在逐年增加。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 %。 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 %。 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。 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。 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 %。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。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 %。 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 %。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 。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%。 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 %。 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。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。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。我國的醋酸酯涂料是 20 世紀(jì) 90 年代以后才迅速發(fā)展起來的，不僅增長速度快，并且在涂料總 產(chǎn)量中所占的比例也不斷上升。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。從未來發(fā)展看，我國聚氨酯類膠粘劑的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展很快，我國是世界上最大的制鞋國，目前雖有相當(dāng)部分的制鞋企業(yè)以氯丁膠作為膠粘劑，但氯丁膠盡管有初粘性好、可冷粘、價(jià)格較便宜等優(yōu)點(diǎn)，但其不耐增塑劑 2 滲透，必須用苯類有毒溶劑等是其致命 弱點(diǎn)，使得氯丁膠已經(jīng)不適應(yīng)制鞋工業(yè)的發(fā)展要求，國外的趨勢是逐漸被聚氨酯膠粘劑所代替，歐美等發(fā)達(dá)國家 80%~90%的鞋用膠已經(jīng)被聚氨酯類膠粘劑 占領(lǐng)，國內(nèi)也呈現(xiàn)這種趨勢。 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。同時(shí)，隨著我國加入世界貿(mào)易組織，醫(yī)藥出口量明顯增加。 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。在酸或堿的催化下，易水解成乙酸和乙醇；此外，還可發(fā)生自縮合等反應(yīng)。heat balance。batch reactor。 在此基礎(chǔ)上繪制了設(shè)備條件圖 。 電機(jī)功率為 。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。 換熱量為 ? 。 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 。 用 A1圖紙繪 制主要設(shè)備裝 配圖（圖面應(yīng)包括設(shè)備主視圖、局部視圖等，并配備明細(xì)表、管口表、技術(shù)性能表、技術(shù)要求等），要求采用 CAD 制圖。 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書內(nèi)容