【正文】 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。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 設(shè)計(jì)（論文）題目： 5 萬(wàn)噸 /年 乙酸乙酯生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 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(jí)： 071 姓 名： 應(yīng)志飛 學(xué) 號(hào) 07402021423 指 導(dǎo) 教 師： 周琦 職 稱 講師 定稿日期： 2021 年 5 月 22 日中文摘要 Ⅰ I 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(guò)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(lái)開發(fā)的新技術(shù) [1]，相對(duì)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(jì)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(jì) ； 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(chǎng)需求和產(chǎn)品性質(zhì)及企業(yè)自身實(shí)際情況考慮，本項(xiàng)目產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn) 5萬(wàn)噸乙酸乙酯 。 預(yù)計(jì) 2021 年石油化工行業(yè)銷售收入增長(zhǎng) 25%，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)增長(zhǎng) 2%~5%， 增幅比上年出現(xiàn)較大回落。 在這樣的形勢(shì)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(dú)特的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)和廣闊前景 ——乙酸乙酯是一種無(wú)毒無(wú)害的綠色溶劑，可廣泛應(yīng)用于食品，醫(yī)藥，有機(jī)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(chǎng)壓力 ； （ 2）以乙醇為 原料，工藝環(huán)保價(jià)格低廉更能適應(yīng)未來(lái)市場(chǎng)走向 ； （ 3）乙酸乙酯作為新型綠色溶劑無(wú)毒無(wú)害市場(chǎng)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(guó)際 市場(chǎng)前景，也為廣西打開了國(guó)際化工貿(mào)易的大門，這些都符合國(guó)家的政策導(dǎo)向即綠色環(huán)保面向國(guó)際。大規(guī)模生產(chǎn)和高效利用乙酸乙酯 ， 完全符合我國(guó)能源結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)、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(zhǎng)的對(duì)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(xiàng)目 生產(chǎn)規(guī)模為 年產(chǎn) 5 萬(wàn)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(chǔ)罐區(qū)等，由本廠配套完善的水、電、汽等動(dòng)力來(lái)源，建立有空亞站、變電站、凈水站、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、機(jī)修車間、分析化驗(yàn)室、中心控制室、消防站、材料倉(cāng)庫(kù)等完善的公用和輔助工程設(shè)施。 寧波工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2 市場(chǎng) 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(wú)色易揮發(fā)液體有水果香味，熔點(diǎn) ℃ ，沸點(diǎn) ℃ ，相對(duì)密度 ；微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有機(jī)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(diǎn) ℃ ，與乙醇的共沸混合物的沸點(diǎn) ℃ ，與水和乙醇還可以形成三元共沸混合物，沸點(diǎn) ℃ 。 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(jī)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(guó)是人口大國(guó)，到 2021 年人口 已 達(dá)到 億，人口凈增長(zhǎng)、人口老齡化問(wèn)題都將增加對(duì)醫(yī)藥品的需求量。 2021 年傳統(tǒng)醫(yī)藥出口形勢(shì)一路飄紅，化學(xué)原料藥依然是我國(guó)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(dòng)了醋酸乙酯消費(fèi)。我國(guó)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， 2021 年國(guó)內(nèi)聚氨酯類膠粘劑的產(chǎn)量約 14 萬(wàn) t，年均增長(zhǎng)率為 25%。近年來(lái)，東北、華北和華中等內(nèi)地的鞋廠也開始使用，并有不斷擴(kuò)大的勢(shì)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。 2021年聚氨酯涂料產(chǎn)量達(dá)到 萬(wàn) t（固含量以上），已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)重要的涂料品種。從發(fā)達(dá)國(guó)家的消費(fèi)情況來(lái)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(guó)市場(chǎng)醋酸乙酯在涂料中的消耗占 60%以上，而我國(guó)僅占 18%。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，尤其是建筑和汽車業(yè)快速發(fā)展，對(duì)高檔涂料需求日益增加，將極大促進(jìn)對(duì)醋酸乙酯的需求。 2021 年全球乙酸乙酯的生產(chǎn)能力只有 萬(wàn)噸 ， 2021 年生產(chǎn)能力增加到 萬(wàn)噸 ， 2021 年生產(chǎn)能力增加到約 萬(wàn)噸 ， 同比增長(zhǎng)約 %。 2021年醋酸乙酯的 產(chǎn)能分布見圖 21[5]。 國(guó)外寧波工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 乙酸乙酯的消費(fèi)結(jié)構(gòu)與我國(guó)有所不同 ， 美國(guó)和歐洲國(guó)家乙酸乙酯最大的應(yīng)用領(lǐng)域是涂料 ， 其中美國(guó)的涂料方面的消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的 60%， 歐洲在涂料行業(yè)的消費(fèi)量約占總消費(fèi)量 50％ 。 而我國(guó)主要應(yīng)用于涂料 、 粘合劑和制藥領(lǐng)域 。 2021 年生產(chǎn)能力只有 萬(wàn)噸 ， 2021 年增加到 萬(wàn)噸 ， 2021 年進(jìn)一步增加到約 萬(wàn)噸 ， 20212021 年產(chǎn)能的年均增長(zhǎng)率達(dá)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(guó)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(wàn)噸 /年裝置 ， 廣西崇左市凱源酒業(yè)化 工有限公司擬建的 萬(wàn)噸 /年生產(chǎn)裝置 ， 兗礦集團(tuán)擬建的 10 萬(wàn)噸 /年生產(chǎn)裝置 ， 廣西新 燊 石油化工有限公司的一期 10 萬(wàn)噸 /年生產(chǎn)裝置等 ， 預(yù)計(jì)到 2021 年 ， 我國(guó)乙酸乙酯的總生產(chǎn)能力將達(dá)到約 萬(wàn)噸 。 2021 年我國(guó)乙酸乙酯的產(chǎn)量只有 萬(wàn)噸 ， 2021 年增加到 萬(wàn)噸 ， 2021 年盡管受到世界金融危機(jī)的影響 ， 但是由于 2021 年新增的產(chǎn)能發(fā)揮作用 ， 產(chǎn)量仍達(dá)到約約 萬(wàn)噸 ， 同比增長(zhǎng)約 %。 寧波工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 表 21 2021 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(wàn)噸 /年 ) 美國(guó)塞拉尼斯公司 得克薩斯州潘帕 美國(guó)伊斯曼化學(xué)公司 得克薩斯州朗 維尤 美國(guó) 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(lái)吉拉 英國(guó) 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(yáng) 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(guó)三星 /BP 公司 蔚山 韓國(guó)國(guó)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(kù)達(dá) 表 22 我國(guó)醋酸乙酯主要生產(chǎn)企業(yè)情況 [24] 企 業(yè) 名 稱 產(chǎn) 能 (萬(wàn)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? 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 寧波工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 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(guó)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(wàn)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(wàn)噸 /年生產(chǎn)裝置，吉安生物化工公司擬建 萬(wàn)噸 /年生產(chǎn)裝置，廣西新火石化公司擬建 萬(wàn)噸 /年裝置，第一期 萬(wàn)噸 /年已經(jīng)于 2021 年 4 月13 日開工。 隨著生產(chǎn)能力的不斷增加，我國(guó)醋酸乙酯的產(chǎn)量也不斷增加。 產(chǎn)品的市場(chǎng)需求預(yù)測(cè) [24] 進(jìn) 出口情況 2021 年以前 ， 我國(guó)是乙酸乙酯的凈進(jìn)口國(guó) ， 從 2021 以后 ， 隨著我國(guó)乙酸乙酯生產(chǎn)能力和產(chǎn)量的大量增加 ， 由凈進(jìn)口國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)閮舫隹趪?guó) ， 2021 年我國(guó)乙酸乙酯的凈出口量為 萬(wàn)噸 ， 約占國(guó)內(nèi)總產(chǎn)量的 %。 近兩年 ， 我國(guó)乙酸乙酯的進(jìn)口量逐年減少 ， 2021 年進(jìn)口量為 萬(wàn)噸 ， 2021 年下降到 萬(wàn)噸 ， 同比下降約 %。 與此相反 ， 我國(guó)醋酸乙酯的出口量卻在逐年增加 。2021 年上半年出口量為 萬(wàn)噸 ， 同比增長(zhǎng) %。我國(guó)醋酸乙酯出口主要集中在江蘇、山東和廣東 3 省， 2021 年出口量分別為 萬(wàn)噸、 萬(wàn)噸和 萬(wàn)噸，合計(jì)出口量占出口總量的 %，其他省份出口量?jī)H為 萬(wàn)噸。 2021年以前，我國(guó)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，2021年以后進(jìn)口價(jià)格開始上漲， 2021年價(jià)格為 /噸， 2021年上漲到 寧波工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 美元 /噸，比 2021 年上漲 %。 2021 年出口價(jià)格為 美元 /噸， 2021 年上漲到 美元 /噸， 2021 年 上漲到 美元 /噸。我 國(guó)醋酸乙酯的進(jìn)出口情況以及 2021 年的出口情況分別見表 23 和表 24。 1997 年我國(guó)醋酸乙酯的表觀消費(fèi)量只有 萬(wàn)噸， 2021 年增加到 萬(wàn)噸， 2021 年進(jìn)一步增加到 萬(wàn)噸，比2021 年增長(zhǎng)約 %， 2021 年 增加到 萬(wàn)噸， 2021 年進(jìn)一步增加到 萬(wàn)噸， 同比 增長(zhǎng)約 %， 20212021 年表觀消費(fèi)量