【正文】 ...................... 42 1 1 項目總論 項目意義 本項目為年產(chǎn) 5萬噸的乙酸乙酯工廠，利用來自寧波化工園區(qū)提供的乙醇來生產(chǎn)乙酸乙酯產(chǎn)品。 Process design。但基于國情及各方面的因素考慮，本論文采用 乙醇脫氫法生產(chǎn)乙酸乙酯 ， 并用了 ASPEN 模擬進行了物料和 熱量衡算 。傳統(tǒng)的乙酸乙酯合成工藝為酯化法，即乙酸和乙醇在濃硫酸的催化作用下直接合成乙酸乙酯。中文摘要 Ⅰ I 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 設(shè)計（論文）題目： 5 萬噸 /年 乙酸乙酯生產(chǎn)工藝設(shè)計 學(xué) 院 名 稱： 化學(xué)工程學(xué)院 專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 班 級： 071 中文摘要 Ⅰ II 摘 要 乙酸乙酯是一種重要的化工溶劑。乙酸乙酯在涂料、粘合劑、制藥和油墨等領(lǐng)域的應(yīng)用 十分廣泛，其合成過程也受到廣泛重視。乙醛縮合法、乙醇脫氫法、醋酸 ∕乙烯加成法等是近年來開發(fā)的新技術(shù) [1]，相對于傳統(tǒng)的合成工藝，乙醛縮合法、乙醇脫氫法、醋酸 ∕乙烯加成法因其熱力學(xué)上的有利性和經(jīng)濟上的合理性，被許多中外企業(yè)所采用。 關(guān)鍵詞： 乙酸乙酯 ； 乙醇脫氫法 ； 工藝設(shè)計 ； ASPEN 模擬 ； 衡算 英文摘 要 II ABSTRACT Ethyl acetate (EA) is an important chemical solvent. EA is widly used in applications of coatings, adhesives, pharmaceuticals and printing ink and its synthesis meyhod has get a lot of interests. The traditional synthesis method of EA is esterification, in which EA was made by direct esterification of ethanol and acetic acid with a sulphuric acid catalyst. Aldehyde condensation, dehydrogenation of ethanol and acetate/ethylene addition reaction are the new technologies developed in recent years. Compared with the traditional synthesis, these new methods have adopted by many Chinese and foreign enterprises because of its favorable thermodynamic and economic rationality. However， based on national conditions and taking into consideration various aspects, this thesis used Ethanol dehydrogenation was to produce ethyl acetate. ASPEN simulation is carried out to calculate the material and heat balance. Key Words： Ethyl acetateReactive Ethanol dehydrogenation was。 ASPEN simulation。根據(jù)產(chǎn)品市場需求和產(chǎn)品性質(zhì)及企業(yè)自身實際情況考慮，本項目產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn) 5萬噸乙酸乙酯 。 預(yù)計 2020 年石油化工行業(yè)銷售收入增長 25%，實現(xiàn)利潤增長 2%~5%， 增幅比上年出現(xiàn)較大回落。 在這樣的形勢下，一種以乙醇為原料生產(chǎn)的 “綠色溶劑 ”就顯現(xiàn)出了其獨特的市場優(yōu)勢和廣闊前景 ——乙酸乙酯是一種無毒無害的綠色溶劑，可廣泛應(yīng)用于食品，醫(yī)藥，有機合成等生產(chǎn)領(lǐng)域。 建設(shè)意義 ： （ 1）緩解石油化工產(chǎn)業(yè)盈利下滑造成的溶劑市場壓力 ； （ 2）以乙醇為原料，工藝環(huán)保價格低廉更能適應(yīng)未來市場走向 ； （ 3）乙酸乙酯作為新型綠色溶劑無毒無害市場前景廣闊 。傳統(tǒng)的乙酸乙酯生產(chǎn)技術(shù)雖然產(chǎn)量定，但污染嚴(yán)重正在逐步被淘汰。 乙酸乙酯本身作為綠色溶劑所具有的廣闊國際市場前景，也為廣西打開了國際化工貿(mào)易的大門，這些都符合國家的政策導(dǎo)向即綠色環(huán)保面向國際。大規(guī)模生產(chǎn)和高效利用乙酸乙酯 ， 完全符合我國能源結(jié)構(gòu)和經(jīng) 濟、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。 建設(shè)規(guī)模 為了 滿足行業(yè)日益增長的對綠色溶劑及原料的需求 以及 寧波化學(xué)工業(yè)區(qū) 自身發(fā)展規(guī)模 以及乙醇的供給量 ， 確定項目 生產(chǎn)規(guī)模為 年產(chǎn) 5 萬噸 乙酸乙酯 中小型化工廠 。 廠區(qū)分為生活區(qū)、行政區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、和儲罐區(qū)等，由本廠配套完善的水、電、汽等動力來源，建立有空亞站、變電站、凈水站、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、機修車間、分析化驗室、中心控制室、消防站、材料倉庫等完善的公用和輔助工程設(shè)施。 3 2 市場 分析 產(chǎn)品的性質(zhì)與用途 物化特性 乙酸乙酯（ ethyl acetate）分子式為 CH3COOC2H5，無色易揮發(fā)液體有水果香味，熔點 ℃ ，沸點 ℃ ，相對密度 ；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 水的共沸混合物的沸點 ℃ ，與乙醇的共沸混合物的沸點 ℃ ，與水和乙醇還可以形成三元共沸混合物，沸點 ℃ 。 主要用途 乙酸乙酯是應(yīng)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(yīng)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(fù)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(diào)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 [10]。我國是人口大國，到 2020 年人口 已 達到 億，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。 2020 年傳統(tǒng)醫(yī)藥出口形勢一路飄紅，化學(xué)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(jì) 50 年代開始研制和開發(fā)聚氨酯膠粘劑，產(chǎn)量不斷增大， 2020 年國內(nèi)聚氨酯類膠粘劑的產(chǎn)量約 14 萬 t，年均增長率為 25%。近年來，東北、華北和華中等內(nèi)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。 2020年聚氨酯涂料產(chǎn)量達到 萬 t（固含量以上），已經(jīng)成為國內(nèi)重要的涂料品種。從發(fā)達國家的消費情況來看，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%。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。 2020 年全球乙酸乙酯的生產(chǎn)能力只有 萬噸 ， 2020 年生產(chǎn)能力增加到 萬噸 ， 2020 年生產(chǎn)能力增加到約 萬噸 ， 同比增長約 %。 2020年醋酸乙酯的 產(chǎn)能分布見圖 21[5]。 國外 5 乙酸乙酯的消費結(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量約占總消費量的 60%， 歐洲在涂料行業(yè)的消費量約占總消費量 50％ 。 而我國主要應(yīng)用于涂料 、 粘合劑和制藥領(lǐng)域 。 2020 年生產(chǎn)能力只有 萬噸 ， 2020 年增加到 萬噸 ， 2020 年進一步增加到約 萬噸 ， 20202020 年產(chǎn)能的年均增長率達到約 %。 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 %。 今后幾年 ， 我國仍有多套新建或擴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)計到 2020 年 ， 我國乙酸乙酯的總生產(chǎn)能力將達到約 萬噸 。 2020 年我國乙酸乙酯的產(chǎn)量只有 萬噸 ， 2020 年增加到 萬噸 ， 2020 年盡管受到世界金融危機的影響 ， 但是由于 2020 年新增的產(chǎn)能發(fā)揮作用 ， 產(chǎn)量仍達到約約 萬噸 ， 同比增長約 %。 6 表 21 2020 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 有機工業(yè)公司 馬哈德 印度 Jubilant 有機合成公司 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 印尼昭和酯類公司 梅拉克 南非薩索爾公司 賽庫達 表 22 我國醋酸乙酯主要生產(chǎn)企業(yè)情況 [24] 企 業(yè) 名 稱 產(chǎn) 能 (萬噸 /年 ) 江蘇索普集團 山東金沂蒙集團公司 廣東江門謙信化工發(fā)展公司 廣東順德順冠集團公司氣體溶劑有限公司 上海吳涇化工有限公司 揚子江乙?；び邢薰? 江西南昌贛江溶劑廠 廣東順德集團公司 天津冠達集 團公司 上海石油化工公司 上海試劑有限公司 7 成都有機化工廠 浙江建德建業(yè)有機化工有限公司 江蘇三木集團公司 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，主要有山東海化股份有限公司擬采用 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 2020 年 4 月13 日開工。 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。 產(chǎn)品的市場需求預(yù)測 [24] 進 出口情況 2020 年以前 ， 我國是乙 酸乙酯的凈進口國 ， 從 2020 以后 ， 隨著我國乙酸乙酯生產(chǎn)能力和產(chǎn)量的大量增加 ， 由凈進口國轉(zhuǎn)變?yōu)閮舫隹趪?， 2020 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 %。 近兩年 ， 我國乙酸乙酯的進口量逐年減少 ， 2020 年進口量為 萬噸 ， 2020 年下降到 萬噸 ， 同比下降約 %。 與此相反 ， 我國醋酸乙酯的出口量卻在逐年增加 。2020 年上半年出口量為 萬噸 ， 同比增長 %。我國醋酸乙酯出口主要集中在江蘇、山 東和廣東 3 省， 2020 年出口量分別為 萬噸、 萬噸和 萬噸，合計出口量占出口總量的 %，其他省份出口量僅為 萬噸。 2020年以前，我國醋酸乙酯的進口價格變化不大，基本上維持在 520550 美元 /噸，2020年以后進口價格開始上漲， 2020年價格為 /噸， 2020年上漲到 8 美元 /噸，比 2020 年上漲 %。 2020 年出口價格為 美元 /噸， 2020 年上漲到 美元 /噸， 2020 年 上漲到 美元 /噸。我 國醋酸乙酯的進出口情況以及 2020 年的出口情況分別見表 23 和表 24。 1997 年我國醋酸乙酯的表觀消費量只有 萬噸， 2020 年增加到 萬噸， 2020 年進一步增加到 萬噸，比2020 年增長約 %， 2020 年 增加到 萬噸， 2020 年進一步增