乙酸乙酯的反應(yīng)器設(shè)計(jì)流程

1、摘 要 乙酸乙酯是一類重要的有機(jī)溶劑和有機(jī)化工基本原料，其用途非常廣泛，目前我國采用傳統(tǒng)的方法制備即乙酸和乙醇為原料，濃硫酸為催化劑直接催化合成乙酸乙酯。所以通過對乙酸乙酯的理化性質(zhì)，社會(huì)用途與需求和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行研究調(diào)查以及乙酸乙酯在實(shí)驗(yàn)室制法和工業(yè)生產(chǎn)各方面對比之后，為此對乙醇和乙酸的縮合進(jìn)行了乙酸乙酯合成工藝的課程設(shè)計(jì)。本選題為年產(chǎn)量為年產(chǎn)5017噸乙酸乙酯的反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 。對工業(yè)生產(chǎn)中的物料衡算，熱量衡算和合成工藝的設(shè)備等方面為間歇釜式反應(yīng)器的工業(yè)設(shè)計(jì)提供較為詳盡的數(shù)據(jù)與圖紙。本選題為年產(chǎn)量為年產(chǎn)5017噸乙酸乙酯的反應(yīng)器的設(shè)計(jì) 。關(guān)鍵字：乙乙酸；乙乙醇；乙乙酸乙酯酯；合成成工藝；

2、間歇式式反應(yīng)器器AbstrracttEthyll accetaate is a kkindd off immporrtannt oorgaanicc soolveentss annd bbasiic oorgaanicc chhemiicall raaw mmateeriaals, itts aappllicaatioon iis vveryy brroadd, oour couuntrry ppreppareed uusinng ttradditiionaal mmethhodss thhat aceeticc accid andd etthannol as raww maaterriall

3、, cconccenttratted sullfurric aciid ccataalyzzed dirrectt syynthhesiis oof eethyyl aacettatee. SSo tthrooughh thhe ssociial usee off phhysiicall annd cchemmicaal ppropperttiess off etthyll sttatuus qquo neeeds, annd ccondductt reeseaarchh annd ddeveeloppmennt aat hhomee annd aabrooad as welll aas vv

4、ariiouss asspeccts of ethhyl aceetatte aafteer ccomppariing labboraatorry aand inddusttriaal pprodducttionn syysteem oof llaw, foor tthe conndennsattionn off etthannol andd accetiic aacidd weere synntheesiss off etthyll cuurriicullum dessignn. TThe toppic forr thhe aannuual prooducctioon oof 55,0117

5、 toons annnuall ouutpuut oof eethyyl rreacctorr deesiggn. In inddusttriaal pprodducttionn off maaterriall baalannce, heeat ballancce aand synntheesiss prroceess equuipmmentt too prroviide morre ddetaaileed ddataa annd ddrawwinggs ffor thee baatchh taank reaactoor iinduustrriall deesiggn. Thee toopic

6、c foor tthe annnuall prroduuctiion of 5,0017 toons annnuall ouutpuut oof eethyyl rreacctorr deesiggn.Key wwordds:Aceeticc accid; Etthannol; Etthyll accetaate; Syynthhesiis pproccesss; BBatcch rreacctorr目 錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc376373868 摘 要 HYPERLINK l _Toc376373869 Abstrractt HYPERLINK l

7、_Toc376373870 第一章 前 言 PAGEREF _Toc376373870 h 8 HYPERLINK l _Toc376373871 1.1 乙乙酸乙酯酯概述 PAGEREF _Toc376373871 h 8 HYPERLINK l _Toc376373872 1.1.11 乙酸酸乙酯的的簡介 PAGEREF _Toc376373872 h 8 HYPERLINK l _Toc376373873 1.1.22 乙酸酸乙酯的的用途 PAGEREF _Toc376373873 h 8 HYPERLINK l _Toc376373874 1.1乙乙酸乙酯酯的產(chǎn)能能和市場場需求 PAG

8、EREF _Toc376373874 h 9 HYPERLINK l _Toc376373875 1.2.11 世界界乙酸乙乙酯的產(chǎn)產(chǎn)能與消消費(fèi)情況況 PAGEREF _Toc376373875 h 9 HYPERLINK l _Toc376373876 1.2.22 我國國乙酸乙乙酯的產(chǎn)產(chǎn)能與消消費(fèi)狀況況 PAGEREF _Toc376373876 h 9 HYPERLINK l _Toc376373877 第二章 工藝流流程的比比較 PAGEREF _Toc376373877 h 12 HYPERLINK l _Toc376373878 2.1 本本課題設(shè)設(shè)計(jì)內(nèi)容容和要求求 PAGEREF

9、 _Toc376373878 h 12 HYPERLINK l _Toc376373879 2.1.11 設(shè)計(jì)計(jì)要求 PAGEREF _Toc376373879 h 12 HYPERLINK l _Toc376373880 2.1.22 具體體設(shè)計(jì)內(nèi)內(nèi)容 PAGEREF _Toc376373880 h 12 HYPERLINK l _Tocc376637338811 2.22 設(shè)計(jì)計(jì)方案的的確定 PAGEREF _Toc376373881 h 12 HYPERLINK l _Toc376373882 2.2.11反應(yīng)原原理 PAGEREF _Toc376373882 h 12 HYPERLIN

10、K l _Toc376373883 第三章 工藝設(shè)設(shè)計(jì)方案案 PAGEREF _Toc376373883 h 14 HYPERLINK l _Toc376373884 3.1原料料路線確確定的原原則和依依據(jù) PAGEREF _Toc376373884 h 14 HYPERLINK l _Toc376373885 3.1.11乙醇乙乙酸酯化化法 PAGEREF _Toc376373885 h 14 HYPERLINK l _Toc376373886 3.1.22乙醛縮縮合法 PAGEREF _Toc376373886 h 14 HYPERLINK l _Toc376373887 3.1.33乙烯

11、加加成法 PAGEREF _Toc376373887 h 15 HYPERLINK l _Toc376373888 3.1.44乙醇脫脫氫法 PAGEREF _Toc376373888 h 15 HYPERLINK l _Toc376373889 第四章 工藝設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算算 PAGEREF _Toc376373889 h 17 HYPERLINK l _Toc376373890 4.1 設(shè)設(shè)計(jì)依據(jù)據(jù) PAGEREF _Toc376373890 h 17 HYPERLINK l _Toc376373891 4.2設(shè)計(jì)計(jì)方案 PAGEREF _Toc376373891 h 17 HYPERLINK

12、l _Toc376373892 4.3設(shè)計(jì)計(jì)條件 PAGEREF _Toc376373892 h 17 HYPERLINK l _Toc376373893 4.4反應(yīng)應(yīng)條件 PAGEREF _Toc376373893 h 17 HYPERLINK l _Toc3763738944 4.55工藝計(jì)計(jì)算及方方案選擇擇 PAGEREF _Toc376373894 h 17 HYPERLINK l _Toc376373895 4.5.11反應(yīng)器器的的操操作有間間歇操作作和連續(xù)續(xù)操作 PAGEREF _Toc376373895 h 17 HYPERLINK l _Toc376373896 4.5.22間

13、歇反反應(yīng)釜進(jìn)進(jìn)料 PAGEREF _Toc376373896 h 18 HYPERLINK l _Toc376373897 4.5.33 流量量的計(jì)算算 PAGEREF _Toc376373897 h 18 HYPERLINK l _Toc376373898 4.5.44 反應(yīng)應(yīng)體積及及反應(yīng)時(shí)時(shí)間計(jì)算算 PAGEREF _Toc376373898 h 19 HYPERLINK l _Toc376373899 4.6連續(xù)續(xù)性反應(yīng)應(yīng)釜進(jìn)料料的計(jì)算算 PAGEREF _Toc376373899 h 20 HYPERLINK l _Toc376373900 4.6.11流量的的計(jì)算 PAGEREF _

14、Toc376373900 h 20 HYPERLINK l _Toc376373901 4.6.22反應(yīng)體體積及反反應(yīng)時(shí)間間計(jì)算 PAGEREF _Toc376373901 h 21 HYPERLINK l _Toc376373902 4.6.33設(shè)備和和工藝流流程圖 PAGEREF _Toc376373902 h 23 HYPERLINK l _Toc376373903 第五章 熱量衡衡算 PAGEREF _Toc376373903 h 24 HYPERLINK l _Toc376373904 5.1熱量量衡算總總式 PAGEREF _Toc376373904 h 24 HYPERLINK

15、l _Toc376373905 5.2每摩摩爾各種種物值在在不同條條件下的的值 PAGEREF _Toc376373905 h 24 HYPERLINK l _Toc376373906 5.3各種種氣象物物質(zhì)的參參數(shù)如下下表 PAGEREF _Toc376373906 h 25 HYPERLINK l _Toc376373907 5.4每摩摩爾物質(zhì)質(zhì)在800下的焓焓值 PAGEREF _Toc376373907 h 25 HYPERLINK l _Toc376373908 5.5總能能量衡算算 PAGEREF _Toc376373908 h 26 HYPERLINK l _Toc3763739

16、09 5.6 換熱設(shè)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc376373909 h 27 HYPERLINK l _Toc376373910 5.7 水蒸氣氣的用量量 PAGEREF _Toc376373910 h 27 HYPERLINK l _Toc376373911 第六章 設(shè)備設(shè)設(shè)計(jì)與選選型 PAGEREF _Toc376373911 h 28 HYPERLINK l _Toc376373912 6.1反應(yīng)應(yīng)釜體及及夾套的的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算 PAGEREF _Toc376373912 h 28 HYPERLINK l _Toc376373913 6.1.11 筒體體和封頭頭的幾何何參數(shù)的的確定 PAG

17、EREF _Toc376373913 h 28 HYPERLINK l _Toc376373914 6.1.22 筒體體和封頭頭的型式式 PAGEREF _Toc376373914 h 28 HYPERLINK l _Toc376373915 6.1.33筒體和和封頭的的直徑 PAGEREF _Toc376373915 h 28 HYPERLINK l _Toc376373916 6.1.44 確定定筒體高高度H PAGEREF _Toc376373916 h 28 HYPERLINK l _Toc376373917 6.1.55 夾套套直徑、高高度的確確定 PAGEREF _Toc37637

18、3917 h 29 HYPERLINK l _Toc376373918 6.2釜體體及夾套套厚度的的計(jì)算 PAGEREF _Toc376373918 h 29 HYPERLINK l _Toc376373919 6.2.11設(shè)備材材料 PAGEREF _Toc376373919 h 29 HYPERLINK l _Toc376373920 6.3 設(shè)設(shè)備的壁壁厚計(jì)算算 PAGEREF _Toc376373920 h 29 HYPERLINK l _Toc376373921 6.3.11 釜體體筒體壁壁厚計(jì)算算 PAGEREF _Toc376373921 h 29 HYPERLINK l _To

19、c337633739922 6.33.2 內(nèi)壓設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算算 PAGEREF _Toc376373922 h 29 HYPERLINK l _Toc376373923 6.3.33 外壓壓設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算 PAGEREF _Toc376373923 h 30 HYPERLINK l _Toc376373924 6.3.44 釜體體封頭壁壁厚計(jì)算算 PAGEREF _Toc376373924 h 30 HYPERLINK l _Toc376373925 6.3.55 夾套套筒體壁壁厚設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算 PAGEREF _Toc376373925 h 31 HYPERLINK l _Toc376373926 6.

20、3.66 夾套套封頭壁壁厚設(shè)計(jì)計(jì)與選擇擇 PAGEREF _Toc376373926 h 31 HYPERLINK l _Toc376373927 6.3.77 反應(yīng)應(yīng)釜設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù) PAGEREF _Toc376373927 h 31 HYPERLINK l _Toc376373928 6.4攪拌拌器設(shè)計(jì)計(jì) PAGEREF _Toc376373928 h 32 HYPERLINK l _Toc376373929 6.4.11 攪拌拌器的形形式選擇擇 PAGEREF _Toc376373929 h 32 HYPERLINK l _Toc376373930 6.4.22 攪拌拌器轉(zhuǎn)速速n： PAG

21、EREF _Toc376373930 h 32 HYPERLINK l _Toc376373931 6.4.33 傳動(dòng)動(dòng)功率PP： PAGEREF _Toc376373931 h 32 HYPERLINK l _Toc376373932 6.4.44 電機(jī)機(jī)功率 PAGEREF _Toc376373932 h 32 HYPERLINK l _Toc376373933 6.4.55 減速速器的選選擇 PAGEREF _Toc376373933 h 32 HYPERLINK l _Toc376373934 6.4.66 電動(dòng)動(dòng)機(jī)的選選擇 PAGEREF _Toc376373934 h 32 HYP

22、ERLINK l _Toc376373935 6.5攪拌拌軸直徑徑的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算 PAGEREF _Toc376373935 h 33 HYPERLINK l _Toc376373936 6.5.11 攪拌軸軸材料： PAGEREF _Toc376373936 h 33 HYPERLINK l _Toc376373937 6.5.22 攪拌拌軸強(qiáng)度度計(jì)算 PAGEREF _Toc376373937 h 33 HYPERLINK l _Toc376373938 6.5.33 攪拌拌軸剛度度計(jì)算 PAGEREF _Toc376373938 h 33 HYPERLINK l _Toc376373939

23、 6.6.夾夾套式反反應(yīng)釜附附屬裝置置的確定定 PAGEREF _Toc376373939 h 33 HYPERLINK l _Toc376373940 6.6.22 反反應(yīng)釜總總重 PAGEREF _Toc376373940 h 33 HYPERLINK l _Tocc376637339411 6.77 人孔孔C PAGEREF _Toc376373941 h 33 HYPERLINK l _Toc376373942 6.8接管管及其法法蘭選擇擇 PAGEREF _Toc376373942 h 34 HYPERLINK l _Toc376373943 6.8.11 水蒸蒸氣進(jìn)口口管： PAG

24、EREF _Toc376373943 h 34 HYPERLINK l _Toc376373944 6.8.22 冷卻卻水出口口管： PAGEREF _Toc376373944 h 34 HYPERLINK l _Toc376373945 6.8.33 進(jìn)料料管 PAGEREF _Toc376373945 h 34 HYPERLINK l _Toc376373946 第七章 總 結(jié) PAGEREF _Toc376373946 h 36 HYPERLINK l _Toc376373947 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc376373947 h 37 HYPERLINK l _Toc376373

25、948 致 謝 PAGEREF _Toc376373948 h 38第一章 前 言1.1 乙乙酸乙酯酯概述1.1.11 乙酸酸乙酯的的簡介乙酸乙酯(EA)，又名名醋酸乙乙酯，英英文名稱稱：Etthyll accetaate。分子式式為：CC2H8O4。它是一一種無色色透明具具有流動(dòng)動(dòng)性并且且是易揮揮發(fā)的可可燃性液液體11，呈呈強(qiáng)烈清清涼菠蘿蘿香氣和和葡萄酒酒香味。乙乙酸乙酯酯能很好好的溶于于乙醇、氯氯仿、乙乙醚、甘甘油、丙丙二醇、和和大多數(shù)數(shù)非揮發(fā)發(fā)性油等等有機(jī)溶溶劑中，稍稍溶于水水(255時(shí)，11mL乙乙酸乙酯酯可溶于于10mmL水中中)，而而且在堿堿性溶液液中易水水解成乙乙酸和乙乙醇。水水

26、分能使使其緩慢慢分解而而呈酸性性。乙酸酸乙酯與與水和乙乙醇皆能能形成二二元共沸沸混合物物，與水水形成的的共沸混混合物沸沸點(diǎn)為770.44，其中中含水量量為6.1%(質(zhì)量分分?jǐn)?shù))。與與乙醇形形成的共共沸混合合物的沸沸點(diǎn)為771.88。還與與7.88%的水水和9.0%的的乙醇形形成三元元共沸混混合物，其其沸點(diǎn)為為70.2。下表表為乙酸酸乙酯的的一些物物化參數(shù)數(shù)。表1.1 乙酸乙乙酯的物物化參數(shù)數(shù)2熔點(diǎn)()-83.66臨界溫度()250.11折光率（220)1.37008-11.37730臨界壓力(MPaa)3.83沸點(diǎn)()77.066辛醇/水分分配系數(shù)數(shù)的 對對數(shù)值0.73對密度(水水=1)0.8

27、944-0.8988閃點(diǎn)()7.2相對蒸氣密密度(空空氣=11)3.04引燃溫度()426飽和蒸氣壓壓(kPPa)13.333(277)爆炸上限%(V/V)11.5燃燒熱(kkJ/mmol)2244.2爆炸下限%(V/V)2.0室溫下的分分子偶極極距6.5555100-3001.1.22 乙酸酸乙酯的的用途乙酸乙酯是是重要的的精細(xì)化化工原料料。它是是一種具具有優(yōu)異異溶解性性能和快快干性能能的溶劑劑，已廣廣泛應(yīng)用用于化工工、醫(yī)藥藥、紡織織、染料料、橡膠膠、涂料料、油墨墨、膠粘粘劑的生生產(chǎn)中，或或作為原原料、或或作為工工藝溶劑劑、萃取取劑、稀稀釋劑等等等；由由于它具具有天然然水果香香味，因因此還可

28、可作為調(diào)調(diào)香劑組組分，應(yīng)應(yīng)用于香香料、食食品工業(yè)業(yè)中；也也可作為為粘合劑劑用于印印刷油墨墨、人造造珍珠等等的生產(chǎn)產(chǎn)；作為為提取劑劑 用于于醫(yī)藥、有有機(jī)酸的的產(chǎn)品的的生產(chǎn)等等；此外外還可用用作生產(chǎn)產(chǎn)菠蘿、香香蕉、草草莓等水水果香精精和威士士忌、奶奶油等香香料的原原料。國外乙酸乙乙酯的消消費(fèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)與我國國有所不不同，美美國和歐歐洲國家家乙酸乙乙酯最大大的應(yīng)用用領(lǐng)域是是涂料，其其中美國國涂料方方面的消消費(fèi)量約約占總消消費(fèi)量的的60%,歐洲洲在涂料料行業(yè)的的消費(fèi)量量約占總總消費(fèi)量量的500%。日日本主要要應(yīng)用在在涂料，油油墨方面面，分別別約占總總消費(fèi)量量的400%和330%。而而我國主主要應(yīng)用用于涂料

29、料，粘合合劑和制制藥領(lǐng)域域3。乙酸乙酯的的產(chǎn)能和和市場需需求1.2.11 世界界乙酸乙乙酯的產(chǎn)產(chǎn)能與消消費(fèi)情況況目前乙酸乙乙酯生產(chǎn)產(chǎn)與消費(fèi)費(fèi)主要集集中在西西歐，美美國和亞亞洲地區(qū)區(qū)，其中中亞洲地地區(qū)的生生產(chǎn)和消消費(fèi)又主主要集中中在日本本，中國國及東南南亞國家家4。近年年來，世世界乙酸酸乙酯的的生產(chǎn)能能力不斷斷增加。220011年全球球乙酸乙乙酯的生生產(chǎn)能力力只有1125.0萬噸噸/年,20006年生生產(chǎn)能力力增加到到2222.0萬萬噸/年年，2000120006年生生產(chǎn)能力力的年均均增長率率高達(dá)112.22%。其其中英國國BP化化學(xué)公司司是目前前世界上上最大的的乙酸乙乙酯生產(chǎn)產(chǎn)廠家，生生產(chǎn)能力

30、力為222.0萬萬噸/年年，約占占世界總總生產(chǎn)能能力的99.911%。其其次是中中國江蘇蘇索普集集團(tuán)公司司，生產(chǎn)產(chǎn)能力為為20.0萬噸噸/年，約約占9.01%。表11.2為為國外乙乙酸乙酯酯的生產(chǎn)產(chǎn)情況。在涂料方面面，使得得乙酸乙乙酯涂料料被水性性和高固固含量涂涂料、粉粉末涂料料和雙組組分涂料料奪去了了市場額額。雖然然這種變變化還在在繼續(xù)，但但乙酸乙乙酯市場場仍然保保持持續(xù)續(xù)增長。東東南亞地地區(qū)開始始成為全全球最重重要的乙乙酸乙酯酯的產(chǎn)地地和消費(fèi)費(fèi)地。大大部分投投資于乙乙酸乙酯酯的資金金開始將將目標(biāo)投投向乙酸酸乙酯需需求量增增長迅速速的亞洲洲和中國國。1.2.22 我國乙乙酸乙酯酯的產(chǎn)能能與消

31、費(fèi)費(fèi)狀況（1）生產(chǎn)產(chǎn)現(xiàn)狀 我國乙酸乙乙酯的生生產(chǎn)始于于20世世紀(jì)500年代，近近年來，隨隨著我國國化學(xué)工工業(yè)和醫(yī)醫(yī)藥工業(yè)業(yè)的快速速發(fā)展，乙乙酸乙酯酯的生產(chǎn)產(chǎn)發(fā)展很很快。生生產(chǎn)能力力已經(jīng)從從20001年的的37.0萬噸噸/年增增加到220066年的約約90.0萬噸噸/年。目目前，我我國乙酸酸乙酯的的生產(chǎn)廠廠家有220多家家，生產(chǎn)產(chǎn)企業(yè)主主要集中中在華南南和華東東地區(qū)。其其中國內(nèi)內(nèi)最大的的乙酸乙乙酯生產(chǎn)產(chǎn)企業(yè)江江蘇索普普集團(tuán)產(chǎn)產(chǎn)能達(dá)到到20.0萬噸噸/年，約約占國內(nèi)內(nèi)總生產(chǎn)產(chǎn)能力的的22.2%，與與乙酸產(chǎn)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了上下下游一體體化，產(chǎn)產(chǎn)品競爭爭力較強(qiáng)強(qiáng)，800%的乙乙酸乙酯酯用于出出口；其其次是

32、山山東金沂沂蒙集團(tuán)團(tuán)公司，生生產(chǎn)能力力為166.0萬萬噸/年年，約占占國內(nèi)總總生產(chǎn)能能力的113.33%，主主要原料料乙酸、乙乙醇均能能自給，產(chǎn)產(chǎn)品競爭爭能力也也較強(qiáng)。目目前國內(nèi)內(nèi)大型乙乙酸乙酯酯企業(yè)均均采用酯酯化法技技術(shù)。表1.2 國外乙乙酸乙酯酯主要生生產(chǎn)情況況生產(chǎn)廠家地址生產(chǎn)能力(萬噸/年)美國塞拉尼尼斯公司司德克薩斯州州潘帕6.0美國伊斯曼曼化學(xué)公公司德克薩斯州州朗維尤尤6.1美國Sollutiion公公司馬薩諸塞2.5巴西羅地亞亞公司帕利尼涯10.0默西哥塞拉拉尼斯公公司卡格來吉拉拉9.2英國BP化化學(xué)工司司赫爾22.0西班牙Erreroos塔拉戈納6.0瑞典Wweeaskk乙醇化化

33、學(xué)公司司多姆斯喬3.5瑞典聯(lián)合碳碳化物公公司斯德哥爾摩摩3.0日本昭和電電工公司司南陽15.0日本千葉公公司市原4.7日本協(xié)和發(fā)發(fā)酵公司司四日市4.0印度LAXXMI有有機(jī)工業(yè)業(yè)公司馬哈德3.5印度JUBBILAANT有有機(jī)合成成公司加勞拉尼蠟蠟3.2韓國三星/BP公公司蔚山7.0韓國國際酯酯類公司司蔚山7.5新加坡塞拉拉尼斯公公司裕廊島6.0印度昭和酯酯類公司司梅拉克6.0南非薩索爾爾公司賽庫達(dá)5.0隨著生產(chǎn)能能力的不不斷增加加，我國國乙酸乙乙酯的產(chǎn)產(chǎn)量也不不斷增加加5。20001年年我國乙乙酸乙酯酯的產(chǎn)量量只有117.99萬噸，220066年進(jìn)一一步增加加到633.0萬萬噸，比比20005

34、年增增長約222.119%，22001120006年年產(chǎn)量的的平均增增長率高高達(dá)155.099%，截截止到220099年100月底，我我國乙酸酸乙酯生生產(chǎn)能力力達(dá)到約約1500.0萬萬噸/年年。表1.3 國內(nèi)乙乙酸乙酯酯主要生生產(chǎn)情況況 66企業(yè)名稱產(chǎn)能 (萬萬噸/年年)江蘇索普集集團(tuán)20.0山東金沂蒙蒙集團(tuán)公公司18.0廣東江門謙謙信化工工發(fā)展公公司10.0廣東順德冠冠集團(tuán)公公司氣體體溶劑有有限公司司10.0上海吳涇化化工有限限公司20.0揚(yáng)子江乙酰?；び杏邢薰舅?0.0江西南昌贛贛江溶劑劑廠8.0廣東順德集集團(tuán)公司司4.5天津冠達(dá)集集團(tuán)公司司3.5上海石油化化工公司司 2.1上海試劑有

35、有限公司司2.0成都有機(jī)化化工廠2.0浙江建德建建業(yè)有機(jī)機(jī)化工有有限公司司1.2江蘇三木集集團(tuán)公司司1.0山東?；晒煞萦邢尴薰?0.0（2）消費(fèi)費(fèi)現(xiàn)狀、進(jìn)進(jìn)出口情情況及發(fā)發(fā)展前景景7隨著生產(chǎn)能能力的不不斷增加加，我國國乙酸乙乙酯的產(chǎn)產(chǎn)量也不不斷增加加。20008年年盡管受受到金融融危機(jī)的的影響，但但是由于于20007年新新增的產(chǎn)產(chǎn)能發(fā)揮揮作用，產(chǎn)產(chǎn)能仍達(dá)達(dá)到約995.00萬噸/年，同同比增長長約333.8%。表11.4為為我國近近年來乙乙酸乙酯酯的供需需關(guān)系。表1.4 國內(nèi)近近年來乙乙酸乙酯酯的供需需關(guān)系（單單位：萬萬噸/年年）年份產(chǎn)量進(jìn)口量出口量表觀消費(fèi)量量200230.74.581.0

36、934.199200334.24.271.1937.288200441.83.462.0743.199200547.34.641.8850.066200663.00.9610.94453.022200771.00.7613.70058.066200895.00.1118.39976.7222009(1-66月)0.038.73另外，隨著著乙酸乙乙酯新用用途的不不斷開發(fā)發(fā)，將會(huì)會(huì)使乙酸酸乙酯在在其他方方面用量量的比例例也有一一定的增增加。第二章 工藝流流程的比較2.1 本本課題設(shè)設(shè)計(jì)內(nèi)容容和要求求2.1.11 設(shè)計(jì)計(jì)要求乙酸乙酯是是一種重重要的基基本有機(jī)機(jī)化工原原料，其其生產(chǎn)方方法有直直接酯化化

37、法和間間接酯化化法。該該產(chǎn)品在在酯化工工藝中為為最基礎(chǔ)礎(chǔ)、也是是最重要要的酯化化產(chǎn)品。研研究并設(shè)設(shè)計(jì)其生生產(chǎn)工藝藝具有很很重要的的意義。2.1.22 具體體設(shè)計(jì)內(nèi)內(nèi)容 （11）查閱閱文獻(xiàn)，了了解該產(chǎn)產(chǎn)品的性性質(zhì)、性性能、合合成、應(yīng)應(yīng)用等。選選擇合理理的生產(chǎn)產(chǎn)原料和和制備工工藝，采采用先進(jìn)進(jìn)的生產(chǎn)產(chǎn)設(shè)備和和控制手手段，編編制開題題報(bào)告(工藝流流程方框框圖、開開題報(bào)告告)；（2）根據(jù)據(jù)原料、產(chǎn)產(chǎn)品和生生產(chǎn)規(guī)模模，繪制制工藝流流程草圖圖，進(jìn)行行物料衡衡算和熱熱量衡算算(物料料平衡圖圖、原料料消耗、能能量消耗耗綜合表表)；（3）進(jìn)行行主體設(shè)設(shè)備和輔輔助設(shè)備備的工藝藝計(jì)算與與設(shè)備選選型，并并列出設(shè)設(shè)備一

38、覽覽表；（4）繪制制主體設(shè)設(shè)備圖；（5）繪制制帶控制制點(diǎn)的工工藝流程程圖；（6）進(jìn)行行生產(chǎn)車車間布置置設(shè)計(jì)(生產(chǎn)車車間平面面布置圖圖和立面面布置圖圖)；（7）進(jìn)行行技術(shù)分分析、經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益分析、安安全評價(jià)價(jià)與環(huán)保保評價(jià)。2.2 設(shè)設(shè)計(jì)方案案的確定定目前在世界界范圍內(nèi)內(nèi)，上述述四種工工藝都已已經(jīng)投入入運(yùn)行，但但在國內(nèi)內(nèi)投入運(yùn)運(yùn)行的只只有酯化化法、乙乙醛縮合合法、乙乙醇脫氫氫法，乙乙酸/乙乙烯加成成法在國國內(nèi)還不不夠成熟熟。酯化化法中新新研究出出的催化化劑造價(jià)價(jià)過高，乙乙醇脫氫氫法適合合在乙醇醇產(chǎn)量高高的地區(qū)區(qū)或者是是價(jià)格廉廉價(jià)的地地區(qū)較合合適，日日本所有有的乙酸酸乙酯都都是采用用乙醛縮縮合法,并

39、且綜綜合上面面的概述述中幾種種工藝的的對比。2.2.11反應(yīng)原原理乙醛縮合法法制乙酸酸乙酯可可分為三三個(gè)階段段：催化化劑的制制備、乙乙醛的縮縮合反應(yīng)應(yīng)、催化化劑的脫脫除和精精餾提純純。（1）乙醛醛的縮合合反應(yīng)反應(yīng)在兩個(gè)個(gè)串聯(lián)的的反應(yīng)器器中進(jìn)行行，第一一個(gè)是釜釜式的反反應(yīng)器，第第二個(gè)也也是采用用釜式的的反應(yīng)器器。反應(yīng)應(yīng)方程式式為：這樣做的好好處是，在在第一個(gè)個(gè)反應(yīng)器器之中，反反應(yīng)劇烈烈放出大大量的熱熱量，采采用釜式式的反應(yīng)應(yīng)器攪拌拌的均勻勻，易于于把熱量量移出，相相對于管管式的來來說，溫溫度易于于控制，雖雖然轉(zhuǎn)化化率情況況有所降降低，但但反應(yīng)的的可控性性、安全全性提高高；第二二個(gè)也采用釜式的反應(yīng)

40、應(yīng)器，是是考慮到到反應(yīng)進(jìn)進(jìn)行到后后來，放放熱量已已經(jīng)不多多，而且且造價(jià)低低。圖22.2為為縮合工工序的流流程簡圖圖。 圖圖2.22 縮合合工序的的流程簡簡圖（2）催化化劑的脫脫除我們通過加加水的方方法破壞壞掉催化化劑，然然后經(jīng)過過蒸發(fā)器器將粗乙乙酸乙酯酯蒸出，氫氫氧化鋁鋁殘液從從下面排排除，殘殘液再經(jīng)經(jīng)過一個(gè)個(gè)分離器器進(jìn)一步步分離出出氫氧化化鋁，液液體部分分可以再再返回蒸蒸發(fā)器。圖2.3 蒸發(fā)工工序流程程簡圖（3）精餾餾提純可以采用三三塔的模模式，三三塔均是是常壓操操作，一一塔脫乙乙醛；二塔脫脫出乙醇醇，脫出出的乙醇醇用作生生產(chǎn)催化化劑；第第三塔，塔塔上得到到產(chǎn)品，塔塔下出重重組分。同同時(shí)還可

41、可以設(shè)計(jì)計(jì)一個(gè)小小塔，用用來分離離第三塔塔得到的的重組分分，有效效地分離離較純副副產(chǎn)物乙乙縮醛，產(chǎn)產(chǎn)出乙縮縮醛，做做到了副副產(chǎn)品的的有效利利用。第三章 工藝設(shè)設(shè)計(jì)方案案3.1原料料路線確確定的原原則和依依據(jù)乙酸乙酯的的合成路路線主要要有四種種，即乙乙醇乙酸酸酯化法法（其中中包括了了乙酸乙乙醇直接接酯化法法和反應(yīng)應(yīng)精餾法法），乙乙醛縮合合法，乙乙醇脫氫氫法，乙乙烯和乙乙酸直接接加成法法。應(yīng)當(dāng)當(dāng)說，乙乙醇乙酸酸酯化法法在乙酸酸乙酯的的合成中中依然占占有相當(dāng)當(dāng)大的比比例，尤尤其是在在美國等等國家，在在國內(nèi)多多數(shù)企業(yè)業(yè)也依然然采用乙乙酸酯化化法；德德國、日日本等國國有多套套乙醛直直接縮合合生成乙乙酸乙

42、酯酯的裝置置；乙醇醇脫氫法法與乙烯烯和乙酸酸直接加加成法在在其中所所占的比比例較小小，技術(shù)術(shù)有待成成熟。下下面簡單單介紹四四種方法法的優(yōu)勢勢與缺陷陷9。3.1.11乙醇乙乙酸酯化化法反應(yīng)式：乙醇乙酸酯酯化法由由乙酸和和乙醇在在硫酸等等催化劑劑作用下下直接酯酯化成乙乙酸乙酯酯，常用用的工藝藝是用濃濃硫酸作作催化劑劑的均相相催化反反應(yīng)精餾餾，該工工藝是目目前國內(nèi)內(nèi)廣泛采采用的生生產(chǎn)工藝藝，濃硫硫酸有酸酸性強(qiáng)、吸吸水性強(qiáng)強(qiáng)、性能能穩(wěn)定、價(jià)價(jià)廉等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，而而且溶于于反應(yīng)物物料中，是是均相催催化反應(yīng)應(yīng)，反應(yīng)應(yīng)均勻，因因而在全全塔內(nèi)都都能進(jìn)行行催化反反應(yīng)11。催化化作用不不受塔內(nèi)內(nèi)溫度限限制，反反應(yīng)機(jī)理理

43、清楚，容容易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)最優(yōu)控控制，這這些優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)可以使使反應(yīng)精精餾生產(chǎn)產(chǎn)裝置大大型化。用用濃硫酸酸作催化化劑，也也有其不不可克服服的缺點(diǎn)點(diǎn)，即硫硫酸嚴(yán)重重腐蝕設(shè)設(shè)備，其其強(qiáng)氧化化性引起起磺化、碳碳化或聚聚合等副副反應(yīng)，產(chǎn)產(chǎn)品純度度低，后后處理進(jìn)進(jìn)程復(fù)雜雜，三廢廢量大。另另一種酯酯化的工工藝是催催化精餾餾法，它它采用固固體酸作作催化劑劑，屬非非均相反反應(yīng)精餾餾。在酯酯化合成成方面，已已經(jīng)開發(fā)發(fā)出的固固體催化化劑有沸沸石分子子篩、離離子交換換樹脂、金金屬硫酸酸鹽、固固體超強(qiáng)強(qiáng)酸等，具具有產(chǎn)物物純度高高，反應(yīng)應(yīng)選擇性性強(qiáng)，酯酯收率高高，反應(yīng)應(yīng)條件溫溫和，副副產(chǎn)物較較少等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)。但但若簡單單地將固固體酸催催

44、化劑于于反應(yīng)中中取代硫硫酸，催催化劑在在反應(yīng)液液中很快快失去活活性。催催化精餾餾法不容容易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)工業(yè)化化和大型型化的困困難，在在于催化化精餾屬屬非均相相催化反反應(yīng)精餾餾過程，機(jī)機(jī)理較復(fù)復(fù)雜，目目前理論論還不能能很好地地解釋這這一過程程，在國國際上還還沒有一一個(gè)國家家提出催催化精餾餾塔的設(shè)設(shè)計(jì)方法法。3.1.22乙醛縮縮合法反應(yīng)式：乙醛縮合法法是由兩兩分子乙乙醛經(jīng)TTishhcheenkoo反應(yīng)縮縮合成一一分子乙乙酸乙酯酯，催化化劑為乙乙醇鋁、氯氯化鋁及及氯化鋅鋅等，反反應(yīng)溫度度為010ooC。其其生產(chǎn)工工藝是將將乙醛、乙乙醇鋁催催化劑及及助催化化劑連續(xù)續(xù)送入反反應(yīng)器，反反應(yīng)液經(jīng)經(jīng)蒸發(fā)濃濃縮后，

45、再再經(jīng)三塔塔精餾，獲獲得純度度99.8%以以上的乙乙酸乙酯酯產(chǎn)品。乙乙醛縮合合法優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)在于反反應(yīng)是在在常壓低低溫下進(jìn)進(jìn)行，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率和和收率高高，對設(shè)設(shè)備要求求不高，生生產(chǎn)成本本較酯化化法低；缺點(diǎn)是是受原料料來源限限制，僅僅適宜于于乙醛資資源豐富富的地區(qū)區(qū)，催化化劑乙醇醇鋁無法法回收，最最后通過過加水生生成氫氧氧化鋁排排放，對對環(huán)境有有一定污污染。乙醛縮合法法在歐洲洲和日本本是生產(chǎn)產(chǎn)乙酸乙乙酯的主主流生產(chǎn)產(chǎn)方法，在在我國工工業(yè)性生生產(chǎn)廠很很少。乙乙醛貯存存運(yùn)輸不不方便，一一般都是是自產(chǎn)自自用，因因此乙醛醛縮合法法乙酸乙乙酯生產(chǎn)產(chǎn)裝置都都是建在在有乙醛醛生產(chǎn)的的廠內(nèi)。在在冰醋酸酸價(jià)格高高的地方方，

46、該法法有很強(qiáng)強(qiáng)的競爭爭優(yōu)勢。該該法在國國外已經(jīng)經(jīng)大型化化，在國國內(nèi)尚有有催化劑劑和工程程上的問問題沒解解決，有有待突破破。該法法的產(chǎn)品品只能用用于化工工原料，不不能用于于食用香香料，這這是因?yàn)闉橐胰┘凹案碑a(chǎn)物物無法除除盡。3.1.33乙烯加加成法反應(yīng)式：隨著化學(xué)化化工產(chǎn)業(yè)業(yè)的迅速速發(fā)展，煉煉油技術(shù)術(shù)的不斷斷提高，乙乙烯已經(jīng)經(jīng)成為一一種豐富富的原料料。由于于乙烯與與乙酸直直接加成成反應(yīng)生生產(chǎn)乙酸酸乙酯利利用豐富富的乙烯烯原料，原原料利用用合理，來來源廣泛泛，價(jià)格格低廉，生生產(chǎn)成本本較低，且且對合成成乙酸乙乙酯具有有較高的的產(chǎn)率與與選擇性性，既是是一種原原子經(jīng)濟(jì)濟(jì)型反應(yīng)應(yīng)，又是是一種環(huán)環(huán)境友好好型

47、反應(yīng)應(yīng)。缺點(diǎn)點(diǎn)是此催催化體系系對設(shè)備備腐蝕嚴(yán)嚴(yán)重，投投資成本本高。該該工藝采采用的催催化劑主主要有液液體無機(jī)機(jī)酸和有有機(jī)磺酸酸類、分分子篩類類和雜多多酸類催催化劑。同同時(shí)該工工藝依賴賴于石化化工業(yè)，需需要有大大量的乙乙烯資源源，只能能在乙烯烯和乙酸酸資源相相對比較較豐富而而廉價(jià)的的地區(qū)才才可以考考慮。石石油價(jià)格格的不斷斷上漲，造造成該工工藝的劣劣勢更加加凸現(xiàn)，在在中國這這樣自身身石油儲(chǔ)儲(chǔ)量及產(chǎn)產(chǎn)量不高高需要大大量進(jìn)口口石油的的國家，如如果盲目目發(fā)展這這一工藝藝生產(chǎn)乙乙酸乙酯酯缺乏戰(zhàn)戰(zhàn)略考慮慮。3.1.44乙醇脫脫氫法反應(yīng)式：以乙醇為原原料生產(chǎn)產(chǎn)乙酸乙乙酯，傳傳統(tǒng)工藝藝必須經(jīng)經(jīng)過乙醇醇氧化脫脫氫

48、為乙乙醛、乙乙醛氧化化成乙酸酸、乙酸酸與乙醇醇酯化33個(gè)工段段才能完完成。乙乙醇脫氫氫法則只只用乙醇醇一種原原料，經(jīng)經(jīng)過單一一催化劑劑脫氫后后直接得得到乙酸酸乙酯，因因此，這這種方法法也簡稱稱一步法法，以區(qū)區(qū)別于傳傳統(tǒng)的三三工段工工藝。乙乙醇脫氫氫法總反反應(yīng)實(shí)際際上也是是經(jīng)過33個(gè)步驟驟完成的的。具體體的反應(yīng)應(yīng)機(jī)理有有兩種，一一種是“脫脫氫歧化化酯化”機(jī)機(jī)理，另另一種是是“半縮縮醛”機(jī)機(jī)理，即即三個(gè)步步驟分別別為乙醇醇脫氫為為乙醛、乙乙醇與乙乙醛反應(yīng)應(yīng)生成半半縮醛、半半縮醛脫脫氫為乙乙酸乙酯酯16。20世紀(jì)990年代代初清華華大學(xué)化化學(xué)系首首先對此此工藝進(jìn)進(jìn)行研究究，開發(fā)發(fā)出催化化劑Cuu/Z

49、nnO/AAl2O3/ZrrO2，并獲獲得了國國家專利利。19996年年西南化化工研究究院也開開始進(jìn)行行乙醇脫脫氫法生生產(chǎn)乙酸酸乙酯的的研究，目目前還在在進(jìn)行工工業(yè)試驗(yàn)驗(yàn)，取得得了不小小的進(jìn)展展。英國國Kvaaernner工工程公司司于200世紀(jì)990年代代研究乙乙醇脫氫氫法生產(chǎn)產(chǎn)乙酸乙乙酯，同同時(shí)已經(jīng)經(jīng)在南非非建成第第一家工工業(yè)化生生產(chǎn)工廠廠。該工藝的關(guān)關(guān)鍵問題題在于催催化劑，根根據(jù)反應(yīng)應(yīng)歷程，產(chǎn)產(chǎn)物中有有中間產(chǎn)產(chǎn)物乙醛醛與乙酸酸，另外外還有副副產(chǎn)物乙乙烯、丙丙酮、丁丁酮、22-丁醇醇等。由由于氫氣氣對平衡衡的抑制制及降低低副反應(yīng)應(yīng)要求，單單程轉(zhuǎn)化化率只能能控制在在60%700%。該該工藝反

50、反應(yīng)工段段，但分分離設(shè)備備較多，流流程較復(fù)復(fù)雜，主主要的副副產(chǎn)物必必須分離離。脫氫法反應(yīng)應(yīng)特點(diǎn)是是：反應(yīng)應(yīng)溫和，各各種反應(yīng)應(yīng)條件變變化彈性性很大，工工藝簡單單，容易易操作。脫氫法優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：（1）生產(chǎn)產(chǎn)成本低低，在沒沒有甲醇醇法乙酸酸生產(chǎn)的的地區(qū)，價(jià)價(jià)格優(yōu)勢勢很大；（2）每噸噸乙酯副副產(chǎn)氫氣氣5099m3，適適用于氫氫氣有用用場合；（3）基本本無腐蝕蝕和三廢廢排放，副副產(chǎn)物可可用于生生產(chǎn)無苯苯提案那那水溶劑劑（香蕉蕉水）。脫氫法缺點(diǎn)點(diǎn)：（1）產(chǎn)品品質(zhì)量不不如酯化化法，雖雖然可以以達(dá)到國國標(biāo)，但但若丁酮酮等雜質(zhì)質(zhì)難以得得到完全全分離，就就不宜用用于食品品和酒增增香等行行業(yè)；（2）催化化劑在使使用前需

51、需要還原原，停車車后須用用氮?dú)獗１Ｗo(hù)避免免氧化，因因此只適適用于大大規(guī)模連連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)濟(jì)規(guī)模在在50000t/a以上上；（3）技術(shù)術(shù)較復(fù)雜雜，尚未未成熟。表1.5四四種工藝藝對比表表工藝方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)酯化法濃硫酸有酸酸性強(qiáng)、吸吸水性強(qiáng)強(qiáng)、性能能穩(wěn)定、價(jià)價(jià)廉等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，而而且溶于于反應(yīng)物物料中，是是均相催催化反應(yīng)應(yīng)，反應(yīng)應(yīng)均勻，因因而在全全塔內(nèi)都都能進(jìn)行行催化反反應(yīng)。催催化作用用不受塔塔內(nèi)溫度度限制，反反應(yīng)機(jī)理理清楚，容容易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)最優(yōu)控控制設(shè)備腐蝕性性大，濃濃硫酸易易引起磺磺化、炭炭化和聚聚合等的的副反應(yīng)應(yīng)，產(chǎn)品品純度低低，后處處理過程程復(fù)雜，三三廢量大大乙醛縮合法法反應(yīng)條件溫溫和、原原料消耗耗

52、少、工工藝簡單單、設(shè)備備腐蝕小小，國外外工藝成成熟，國國內(nèi)也取取得重大大進(jìn)展必須在乙醛醛的來源源廣泛區(qū)區(qū)，催化化劑處理理上存在在一定污污染乙醇脫氫法法原料利用上上也較為為的經(jīng)濟(jì)濟(jì)，可以以副產(chǎn)氫氫氣，沒沒有腐蝕蝕性催化劑選擇擇性較差差，分離離工段塔塔多，因因而能耗耗比傳統(tǒng)統(tǒng)工藝還還高，工工藝不成成熟乙烯乙酸加加成法反應(yīng)有較高高的選擇擇性和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率適合乙烯來來源廣的的地區(qū)，乙乙烯價(jià)格格上漲后后，不利利，工藝藝不成熟熟第四章 工藝設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算算4.1 設(shè)設(shè)計(jì)依據(jù)據(jù)11級制藥藥工程制制藥反應(yīng)應(yīng)工程課課程設(shè)計(jì)計(jì)任務(wù)書書4.2設(shè)計(jì)計(jì)方案對于乙酸乙乙酯的生生產(chǎn)既可可以采用用間歇式式生產(chǎn)，也也可以采采用連續(xù)續(xù)式

53、生產(chǎn)產(chǎn)。本次次設(shè)計(jì)將將根據(jù)自自己的生生產(chǎn)規(guī)模模計(jì)算，對對設(shè)計(jì)方方案進(jìn)行行比較，得得出合理理的工藝藝設(shè)計(jì)流流程。4.3設(shè)計(jì)計(jì)條件 EQ oac(,1)生生產(chǎn)規(guī)模模：50017噸噸/年 EQ oac(,2)生生產(chǎn)時(shí)間間：間歇歇生產(chǎn)660000小時(shí)/年，連連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)80000小時(shí)時(shí)/年, EQ oac(,3)物物料消耗耗：按55%計(jì)算算 EQ oac(,4)乙乙酸的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變化率率：577%4.4反應(yīng)應(yīng)條件反應(yīng)在等溫溫下進(jìn)行行，反應(yīng)應(yīng)溫度為為80，以少少量濃硫硫酸為催催化劑，硫硫酸量為為總物料料量的11%，當(dāng)當(dāng)乙醇過過量時(shí)，其其動(dòng)力學(xué)學(xué)方程為為： 。AA為乙酸酸，建議議采用配配比為乙乙酸：乙乙醇=11：

54、5（摩摩爾比），反反應(yīng)物料料密度為為，反應(yīng)應(yīng)速度常常數(shù)k為為。4.5工藝藝計(jì)算及及方案選選擇4.5.11反應(yīng)器器的的操操作有間間歇操作作和連續(xù)續(xù)操作反應(yīng)器的設(shè)設(shè)計(jì)基于于“三傳一一反”?！叭齻鳌敝纲|(zhì)量量、熱量量和動(dòng)量量傳遞，其其質(zhì)量平平衡，熱熱量平衡衡和動(dòng)量量平衡可可以分別別表述如如下：質(zhì)量平衡熱量平衡動(dòng)量平衡4.5.22間歇反反應(yīng)釜進(jìn)進(jìn)料間歇反應(yīng)釜釜操作期期間沒有有任何物物料流入入或流出出，假定定反應(yīng)釜釜內(nèi)部物物料混合合均勻，各各物質(zhì)濃濃度、溫溫度不隨隨空間位位置而變變，根據(jù)據(jù)質(zhì)量守守恒，對對反應(yīng)物物進(jìn)行衡衡算：年產(chǎn)量為間間歇生產(chǎn)產(chǎn)60000小時(shí)時(shí)/年，224小時(shí)時(shí)生產(chǎn)制制，一年年2500個(gè)工

55、作作日。4.5.33 流量量的計(jì)算算1）乙酸乙乙酯的產(chǎn)產(chǎn)量化學(xué)反應(yīng)方方程式：乙酸乙酯的的相對分分子質(zhì)量量為888，所以以要求的的生產(chǎn)流流量為2）乙酸的的流量乙酸采用工工業(yè)二級級品（含含量988%），乙乙酸與乙乙酸乙酯酯的物質(zhì)質(zhì)的量比比為1:1，乙乙酸的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率xx=0.57,物料損損失以55%計(jì)， 則乙酸酸的進(jìn)料料量（即即為）3）乙醇的的流量乙醇與乙酸酸的摩爾爾配比為為5：1，則乙乙醇的進(jìn)進(jìn)料量為為總物料量流流量：硫酸的流量量總物料的質(zhì)質(zhì)量流量量如下計(jì)計(jì)算，因硫酸為總總流量的的1%，則則即可算其物物質(zhì)的量量流量表3-5-1 物料進(jìn)進(jìn)料量表表 名稱乙酸乙醇濃硫酸流量17.989.50.534.5

56、.44 反應(yīng)應(yīng)體積及及反應(yīng)時(shí)時(shí)間計(jì)算算當(dāng)乙醇過量量時(shí)，可可視為對對乙酸濃濃度為二二級的反反應(yīng)，其其反應(yīng)速速率方程程（A為乙酸酸）當(dāng)反應(yīng)溫度度為800，催化化劑為硫硫酸時(shí)，反反應(yīng)速率率常數(shù)因?yàn)橐掖即蟠蟠筮^量量，反應(yīng)應(yīng)混合物物密度視視為恒定定，等于于0.885kgg/L,則乙酸酸的初始始濃度為為：當(dāng)乙酸轉(zhuǎn)化化率x=0.557，由由間歇釜釜反應(yīng)有有：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取取非生產(chǎn)產(chǎn)時(shí)間，則則反應(yīng)體體積因裝料系數(shù)數(shù)為0.75，故故實(shí)際體體積要求每釜體體積小于于5m33則間歇釜需需2個(gè)，每每釜體積積V=44.288 m33圓整，取取實(shí)際體體積。4.6連續(xù)續(xù)性反應(yīng)應(yīng)釜進(jìn)料料的計(jì)算算輸入的量=輸出的的量+反應(yīng)消消耗的量

57、量+累積量量圖4-6-1 連續(xù)流流動(dòng)釜式式反應(yīng)器器示意圖圖特點(diǎn)：反應(yīng)器有效效容積中中任意一一點(diǎn)處的的組成、溫溫度等狀狀態(tài)完全全相同。出口物料的的各種狀狀態(tài)與反反應(yīng)釜中中相應(yīng)的的狀態(tài)相相同4.6.11流量的的計(jì)算乙酸乙酯的的相對分分子質(zhì)量量為888，所以以要求的的生產(chǎn)流流量為2）乙酸的的流量乙酸采用工工業(yè)二級級品（含含量988%），乙乙酸與乙乙酸乙酯酯的物質(zhì)質(zhì)的量比比為1:1，乙乙酸的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化率xx=0.57,物料損損失以55%計(jì)， 則乙酸酸的進(jìn)料料量（即即為）3）乙醇的的流量乙醇與乙酸酸的摩爾爾配比為為5：1，則乙乙醇的進(jìn)進(jìn)料量為為總物料量流流量：硫酸的流量量總物料的質(zhì)質(zhì)量流量量如下計(jì)計(jì)算，因硫

58、酸為總總流量的的1%，則則即可算其物物質(zhì)的量量流量名稱乙酸乙醇濃硫酸流量13.467.10.40表4-6-1 物料進(jìn)進(jìn)料量表表 .4.6.22反應(yīng)體體積及反反應(yīng)時(shí)間間計(jì)算當(dāng)乙醇過量量時(shí)，可可視為對對乙酸濃濃度為二二級的反反應(yīng)，其其反應(yīng)速速率方程程（A為為乙酸）當(dāng)反應(yīng)溫度度為800，催化化劑為硫硫酸時(shí)，反反應(yīng)速率率常數(shù)kk=155因?yàn)橐掖即蟠蟠筮^量量，反應(yīng)應(yīng)混合物物密度視視為恒定定，等于于0.885。因因硫酸少少量，忽忽略其影影響，乙酸的初始始濃度：乙醇的初始始濃度：對于連續(xù)式式生產(chǎn)1）若采用用兩釜串串聯(lián)，系系統(tǒng)為定定態(tài)流動(dòng)動(dòng)，且對對恒容系系統(tǒng)，不不變，不不變2）若采用用兩釜等等溫操作作，則代數(shù)

59、解得 所以 裝料系數(shù)為為0.775，故故實(shí)際體體積V=1.7770.75=2.336。故采用一條條的生產(chǎn)產(chǎn)線生產(chǎn)產(chǎn)即可，即即兩釜串串聯(lián)，反反應(yīng)器的的體積VV0，故應(yīng)應(yīng)是外界界向系統(tǒng)統(tǒng)供熱。5.6 換熱設(shè)設(shè)計(jì)換熱采用夾夾套加熱熱，設(shè)夾夾套內(nèi)的的過熱水水蒸氣由由1300降到1110，溫差差為200。5.7 水蒸氣氣的用量量忽略熱損失失，則水水的用量量為5第六章 設(shè)備設(shè)設(shè)計(jì)與選選型6.1反應(yīng)應(yīng)釜體及及夾套的的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算6.1.11 筒體體和封頭頭的幾何何參數(shù)的的確定設(shè)備圖6.1.22 筒體體和封頭頭的型式式選擇圓筒體體，橢圓圓形封頭頭。6.1.33筒體和和封頭的的直徑反應(yīng)物料為為液夜相相類型，由由表

60、H/Di=1.01.44 考慮容容器不是是很大，故故可取HH/Dii=1.1由式反應(yīng)釜內(nèi)徑徑的估算算值應(yīng)圓圓整到公公稱直徑徑DN系系列，故故可取116000 mmm 。封封頭取相相同內(nèi)徑徑，其直直邊高度度ho由附表表123 初選hho=400 mmm 。6.1.44 確定定筒體高高度H當(dāng) Dg=16000 mmm ，hho= 440 mmm 時(shí)時(shí)，由附表1223可查得得橢圓形形封頭的的容積為為 V封封 =0.6617 m查得筒體11米高的的容積VV1米=2.0144 m33取 H = 16680 mm 則 HH/Dii = 16880/1160001.11 選取取橢圓封封頭，其其公稱直直徑為1