【正文】 第1章 背景介紹 乙酸乙酯的性質與用途 理化特性乙酸乙酯（ethyl acetate）分子式為CH3COOC2H5，無色易揮發(fā)液體有水果香味， ℃， ℃，；微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有機溶劑；與水或乙醇都能生成二元共沸混合物；℃， ℃，與水和乙醇還可以形成三元共沸混合物， ℃。 主要用途乙酸乙酯是應用最廣泛的脂肪酸酯之一，具有優(yōu)良的溶解性能，是一種較好的工業(yè)溶劑，已被廣泛應用于醋酸纖維、乙基纖維、氯化橡膠、乙烯樹脂、乙酸纖維樹脂、合成橡膠等生產(chǎn)，也可用于生產(chǎn)復印機用液體硝基纖維墨水，在紡織工業(yè)中用作清洗劑；在食品工業(yè)中用作特殊改性酒精的香味萃取劑，在香料工業(yè)中是最重要的香料添加劑，可作為調香劑的組分，乙酸乙酯也可用作粘合劑的溶劑，油漆的稀釋劑以及作為制造藥物、染料等的原料。我國是人口大國，人口凈增長、人口老齡化問題都將增加對醫(yī)藥品的需求量。化學原料藥依然是我國醫(yī)藥商品出口的主要品種，產(chǎn)量與出口量快速上升，帶動了醋酸乙酯消費。我國從20世紀50年代開始研制和開發(fā)聚氨酯膠粘劑，產(chǎn)量不斷增大。近年來，東北、華北和華中等內地的鞋廠也開始使用，并有不斷擴大的勢頭。涂料 醋酸乙酯主要用于高檔溶劑型涂料，如聚氨酯涂料、環(huán)氧樹脂涂料、丙烯酸酯涂料、乙烯基涂料等。此外，環(huán)氧樹脂涂料、丙烯酸酯等涂料也消費一些醋酸乙酯，但與發(fā)達國家相比，國內乙酸乙酯在涂料方面的應用還比較落后。隨著我國經(jīng)濟高速發(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，將極大促進對醋酸乙酯的需求。%。2010年醋酸乙酯的產(chǎn)能分布見下圖。%。%。%。 萬噸， 萬噸，2008年盡管受到全球金融危機的影響，%。第2章 工藝設計方案生產(chǎn)規(guī)模：5044噸/年生產(chǎn)時間：連續(xù)生產(chǎn)8000小時/年,間歇生產(chǎn)6000小時/年物料消耗：按5%計算乙酸的轉變化率：54%乙酸乙酯酯化反應的化學式為： 催化劑為濃硫酸，硫酸量為總物料量的1%，乙醇過量，其動力學方程為： 。min）。傳統(tǒng)的乙酸酯化法工藝在國外被逐步淘汰，而大規(guī)模生產(chǎn)裝置主要是乙醛縮合法和乙醇脫氫法，在乙醛原料較豐富的地區(qū)乙醛縮合法裝置得到了廣泛的應用。最新的乙酸乙酯生產(chǎn)方法是乙烯加成法。該工藝是目前國內廣泛采用的生產(chǎn)工藝，濃硫酸有酸性強、吸水性強、性能穩(wěn)定、價廉等優(yōu)點。（2）乙醛縮合法乙醛縮合法是由兩分子乙醛縮合成一分子乙酸乙酯，催化劑為乙醇鋁、氯化鋁及氯化鋅等，反應溫度為0~10oC。因催化劑乙醇鋁無法回收，最后通過加水生成氫氧化鋁排放，對環(huán)境有一定污染。缺點是此催化體系對設備腐蝕嚴重，投資成本高。脫氫法優(yōu)點：生產(chǎn)成本低，每噸乙酯副產(chǎn)氫氣509m3，適用于氫氣有用場合；基本無腐蝕和三廢排放。 物料物性參數(shù)名稱密度（80℃）熔點/oC沸點/oC黏度/百分含量乙酸11898%乙醇98%乙酸乙酯98% 乙酸規(guī)格質量 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/% 間歇進料的計算 流量的計算?乙酸乙酯的流量乙酸乙酯的相對分子質量為88，生產(chǎn)流量為?乙酸的流量 乙酸采用工業(yè)二級品（含量98%） ?乙醇的流量乙酸：乙醇 =1：5（摩爾比），則乙醇的進料量為=5=95kmol/h 總物料量流量：=+95=114④硫酸的流量 總物料的質量流量 硫酸為總流量的1%，=， 硫酸的流量 == 物料進料量表名稱乙酸乙醇濃硫酸流量kmol/h95反應體積及反應時間計算當乙醇過量時，,其反應速率方程,當反應溫度為80℃，催化劑為硫酸時，反應速率常數(shù)k== m3/()乙酸的初始濃度為 當乙酸轉化率=，反應時間t為 取，則反應體積 ，故實際體積 要求每釜體積小于5則間歇釜需2個，每釜體積V=，取實際體積。恒容系統(tǒng)，不變 采用兩釜等溫操作，則 解得 所以 實際體積V==16 要求每釜體積小于5則連續(xù)反應釜需4個，每釜體積V=4圓整，取實際體積。根據(jù)間歇性和連續(xù)性反應特征比較，間歇進料需2條生產(chǎn)線，連續(xù)性需1條生產(chǎn)線，因此選擇間歇生產(chǎn)比連續(xù)生產(chǎn)要優(yōu)越許多。整體工藝的工藝流程圖見附錄。換熱采用夾套加熱，設夾套內的過熱水蒸氣由130℃降到110℃，溫差為20℃。選擇罐體高徑比主要考慮以下兩方面因數(shù)：高徑比對攪拌功率的影響：在轉速不變的情況下，（其中D—攪拌器直徑，P—攪拌功率），P隨釜體直徑的增大，而增加很多，減小高徑比只能無謂地消耗一些攪拌功率。高徑比對傳熱的影響：當容積一定時，H/Di越高，越有利于傳熱。 反應器內各物質的飽和蒸汽壓物質水乙酸乙醇乙酸乙酯飽和蒸汽壓（MPa）該反應釜的操作壓力必須滿足乙醇的飽和蒸汽壓所以去操作壓P=，該反應器的設計壓力 ===該反應釜的操作溫度為100℃，設計溫度為120℃。第5章 反應釜夾套的設計、高度 根據(jù)筒體的內徑標準，經(jīng)計算查取，選取DN=2000的夾套。夾套高度H2：≥ ,式中η為裝料系數(shù)，η = ，代入上式： ?。篐2 = 1970mm。Q235—B材料在120℃是的許用應力[σ]t=113MPa焊縫系數(shù)的確定 取焊縫系數(shù)φ=（雙面對接焊，100％無損探傷）腐蝕裕量C2=2mm筒體的設計厚度：δd =+ C2 =+ 2 ≈ 考慮到鋼板負偏差，初選C1 = mm += ，圓整到標準系列取5 mm。= =圓整到規(guī)格鋼板厚度，= 5mm，與夾套筒體的壁厚相同，這樣便于焊接。第6章 反應釜釜體及夾套的壓力試驗16MnR的屈服極限由所以水壓強度足夠。若質量合格，緩慢降壓將釜體內的水排凈，用壓縮空氣吹干釜體。水壓試驗合格后再做氣壓試驗。、水溫壓力表的最大量程：P表=2=2= P表4PT ， 水溫≥5℃ 操作過程：在保持釜體表面干燥的條件下，首先用水將釜體內的空氣排空，保壓不低于30，保壓足夠長時間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄露和明顯的殘留變形。若質量不合格，修補后重新試壓直至合格為止。第7章 攪拌器的選型攪拌設備規(guī)模、操作條件及液體性質覆蓋面非常廣泛，選型時考慮的因素很多，但主要考慮的因素是介質的黏度、攪拌過程的目的和攪拌器能造成的流動形態(tài)。為了經(jīng)濟高效地達到攪拌的目的，必須對攪拌設備作合理的選擇。根據(jù)攪拌目的選擇攪拌器的類型：均相液體的混合宜選推進式，器循環(huán)量大、耗能低。氣體吸收用圓盤渦輪式最適宜，其流量大、剪切強、氣體平穩(wěn)分散。根據(jù)以上本反應釜選用圓盤式攪拌器。功率計算需要知到臨界雷諾數(shù)，用代替進行攪拌功率計算。查表知：所以功率：，?。?）電機的功率＝20 ，攪拌軸的轉速＝120，根據(jù)文獻取用材料為1Cr18Ni9Ti ， [