年產(chǎn)5011t乙酸乙酯反應(yīng)器的設(shè)計方案-文庫吧資料
2025-05-07 13:54本頁面
【正文】 i=由式 Di= = 反應(yīng)釜內(nèi)徑的估算值應(yīng)圓整到公稱直徑DN系列，故可取1600 mm 。 換熱設(shè)計換熱采用夾套加熱，設(shè)夾套內(nèi)的過熱水蒸氣由140℃降到110℃，溫差為30℃。 附：表3. 物料物性參數(shù)[1]名稱密度（100oC）熔點/oC沸點/oC黏度/百分含量乙酸11898%乙醇98%乙酸乙酯98%附：[1]：GB162879一級二級外觀 ≤鉑鈷30號，透明液體無懸浮物KMnO4試驗/min ≥——乙酸含量/%甲酸含量/%乙醛含量/%蒸發(fā)殘渣/%重金屬(以Pb計)/%鐵含量/% 根據(jù)設(shè)計方案由CAD作出其反應(yīng)流程圖如下 圖為反應(yīng)過程的工藝流程圖第四章 熱量衡算 熱量衡算總式： 式中：進入反應(yīng)器無聊的能量， ：化學反應(yīng)熱， ：供給或移走的熱量，有外界向系統(tǒng)供熱為正，有系統(tǒng)向外界移去 熱量為負， ：離開反應(yīng)器物料的熱量，對于氣象物質(zhì)，它的氣相熱容與溫度的函數(shù)由下面這個公式計算：[2]各種液相物質(zhì)的熱容參數(shù)如下表：液相物質(zhì)的熱容參數(shù)物質(zhì)AB102C104D106乙醇乙酸乙酸乙酯水℃℃，所以： （1）乙醇的值同理： （2）乙酸乙酯的值 （3） 水的值 （4）乙酸的值氣相物質(zhì)的熱容參數(shù)物質(zhì)AB103C105D108E205。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V5，反應(yīng)時間：連續(xù)性反應(yīng)時間 經(jīng)上述計算可知,而連續(xù)性進料需2個4m3反應(yīng)釜。 工藝計算及方案選擇流量的計算乙酸乙酯的產(chǎn)量化學反應(yīng)方程式：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=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x=,物料損失以5%計， 則乙酸的進料量 FA0= 乙醇的流量乙醇與乙酸的摩爾配比為5：1，則乙醇的進料量為F乙醇=5=總物料量流量：F= FA0+F乙醇=+=硫酸的流量：總物料的質(zhì)量流量如下計算，W總=FAMA+F乙M乙+W硫酸=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1 物料進料量表 .名稱乙酸丁醇濃硫酸流量kmol/h反應(yīng)體積及反應(yīng)時間計算當乙醇過量時，可視為對乙酸濃度為二級的反應(yīng)，其反應(yīng)速率方程（A為乙酸）當反應(yīng)溫度為80℃，催化劑為硫酸時，反應(yīng)速率常數(shù)k==()因為乙醇大大過量，反應(yīng)混合物密度視為恒定，當乙酸轉(zhuǎn)化率x=51%，由間歇釜反應(yīng)有： 根據(jù)經(jīng)驗取非生產(chǎn)時間，則反應(yīng)體積 ，故實際體積 要求每釜體積小于5m3 則間歇釜需2個，每釜體積V= 流量的計算乙酸乙酯的產(chǎn)量化學反應(yīng)方程式：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=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x=51%,物料損失以5%計， 則乙酸的進料量 FA0 = 乙醇的流量乙醇與乙酸的摩爾配比為5：1，則丁醇的進料量為 總物料量流量：F=硫酸的流量：總物料的質(zhì)量流量如下計算， W總=FAMA+F乙M乙+W硫酸=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2 物料進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)時間計算當乙醇過量時，可視為對乙酸濃度為二級的反應(yīng)，其反應(yīng)速率方程（A為乙酸）當反應(yīng)溫度為80℃，催化劑為硫酸時，反應(yīng)速率常數(shù)k=15因為乙醇大大過量，反應(yīng)混合物密度視為恒定。催化作用不受塔內(nèi)溫度限制，反應(yīng)機理清楚，容易實現(xiàn)最優(yōu)控制設(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，后處理過程復(fù)雜，三廢量大乙醛縮合法反應(yīng)條件溫和、原料消耗少、工藝簡單、設(shè)備腐蝕小，國外工藝成熟，國內(nèi)也取得重大進展必須在乙醛的來源廣泛區(qū)，催化劑處理上存在一定污染乙醇脫氫法原料利用上也較為的經(jīng)濟，可以副產(chǎn)氫氣，沒有腐蝕性催化劑選擇性較差，分離工段塔多，因而能耗比傳統(tǒng)工藝還高，工藝不成熟乙烯乙酸加成法反應(yīng)有較高的選擇性和轉(zhuǎn)化率適合乙烯來源廣的地區(qū)，乙烯價格上漲后，不利，工藝不成熟 第三章 工藝設(shè)計計算 設(shè)計依據(jù)《乙酸乙酯生產(chǎn)設(shè)計任務(wù)書》 設(shè)計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)。該工藝反應(yīng)工段，但分離設(shè)備較多，流程較復(fù)雜，主要的副產(chǎn)物必須分離。該工藝的關(guān)鍵問題在于催化劑，根據(jù)反應(yīng)歷程，產(chǎn)物中有中間產(chǎn)物乙醛與乙酸，另外還有副產(chǎn)物乙烯、丙酮、丁酮、2丁醇等。1996年西南化工研究院也開始進行乙醇脫氫法生產(chǎn)乙酸乙酯的研究，目前還在進行工業(yè)試驗，取得了不小的進展。具體的反應(yīng)機理有兩種，一種是“脫氫歧化酯化”機理，另一種是“半縮醛”機理，即三個步驟分別為乙醇脫氫為乙醛、乙醇與乙醛反應(yīng)生成半縮醛、半縮醛脫氫為乙酸乙酯。乙醇脫氫法則只用乙醇一種原料，經(jīng)過單一催化劑脫氫后直接得到乙酸乙酯，因此，這種方法也簡稱一步法，以區(qū)別于傳統(tǒng)的三工段工藝。石油價格的不斷上漲，造成該工藝的劣勢更加凸現(xiàn)，在中國這樣自身石油儲量及產(chǎn)量不高需要大量進口石油的國家，如果盲目發(fā)展這一工藝生產(chǎn)乙酸乙酯缺乏戰(zhàn)略考慮。該工藝采用的催化劑主要有液體無機酸和有機磺酸類、分子篩類和雜多酸類催化劑。由于乙烯
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