年产5万吨乙酸乙酯生产工艺的毕业设计.doc

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毕业设计（论文）

设计（论文）题目：

5万吨/年乙酸乙酯生产工艺设计

学院名称：

化学工程学院

专业：

班级：

姓名：

学号

指导教师：

职称

定稿日期：

2011年5月22日

中文摘要

摘要

乙酸乙酯是一种重要的化工溶剂。

乙酸乙酯在涂料、粘合剂、制药和油墨等领域的应用十分广泛，其合成过程也受到广泛重视。

传统的乙酸乙酯合成工艺为酯化法，即乙酸和乙醇在浓硫酸的催化作用下直接合成乙酸乙酯。

乙醛缩合法、乙醇脱氢法、醋酸∕乙烯加成法等是近年来开发的新技术[1]，相对于传统的合成工艺，乙醛缩合法、乙醇脱氢法、醋酸∕乙烯加成法因其热力学上的有利性和经济上的合理性，被许多中外企业所采用。

但基于国情及各方面的因素考虑，本论文采用乙醇脱氢法生产乙酸乙酯，并用了ASPEN模拟进行了物料和热量衡算。

关键词：

乙酸乙酯；乙醇脱氢法；工艺设计；ASPEN模拟；衡算

I

Ⅰ

英文摘要

ABSTRACT

Ethylacetate（EA）isanimportantchemicalsolvent.EAiswidlyusedinapplicationsofcoatings,adhesives,pharmaceuticalsandprintinginkanditssynthesismeyhodhasgetalotofinterests.ThetraditionalsynthesismethodofEAisesterification,inwhichEAwasmadebydirectesterificationofethanolandaceticacidwithasulphuricacidcatalyst.Aldehydecondensation,dehydrogenationofethanolandacetate/ethyleneadditionreactionarethenewtechnologiesdevelopedinrecentyears.Comparedwiththetraditionalsynthesis,thesenewmethodshaveadoptedbymanyChineseandforeignenterprisesbecauseofitsfavorablethermodynamicandeconomicrationality.However，basedonnationalconditionsandtakingintoconsiderationvariousaspects,thisthesisusedEthanoldehydrogenationwastoproduceethylacetate.ASPENsimulationiscarriedouttocalculatethematerialandheatbalance.

KeyWords：

EthylacetateReactiveEthanoldehydrogenationwas;Processdesign;ASPENsimulation;Balancecalculation

43

目录

目录

1项目总论 1

1.1 项目意义 1

1.2 建设规模 1

1.3 厂区及生产概况 2

2市场分析 3

2.1 产品的性质与用途 3

2.1.1 物化特性 3

2.1.2主要用途 3

2.2 国、内外产业状况 4

2.2.1 国外生产状况及发展动向 4

2.2.2 国内生产状况及发展动向 5

2.3 产品的市场需求预测 7

2.3.1 进出口情况 7

2.3.2 消费现状及发展前景 9

3厂址的选择及布置 10

3.1厂址选择原则 10

3.2选择原因 10

3.2.1原料来源方便 10

3.2.2地理位置优越 10

3.2.3交通发达 11

3.2.4社会经济效益 11

3.3厂区概况 11

3.3.2厂址地区的自然条件 12

3.3.3厂址地区的交通运输条件 13

3.3.4基础设施建设 14

3.4厂址布置 15

3.4.1厂区概况 15

4工艺设计方案 16

4.1概述 16

4.1.1生产规模 16

4.1.2原料 16

4.1.3产品规格 16

4.2工艺设计方案 16

4.2.1原料路线确定的原则和依据 16

4.3工艺方案设计及说明 19

4.3.1流程简介 19

4.4物料衡算 20

4.4.1衡算原理 20

4.5热量衡算 25

4.5.1衡算原理 25

4.6典型设备设计及选型 27

4.6.1换热器计算说明书 27

4.6.2脱氢缩合反应器参数说明 31

4.6.3设备一览表 31

5公用工程和辅助设施方案 34

5.1总图运输 34

5.1.1总平面布置 34

1、总平面布置原则 34

5.1.2工厂运输 35

5.1.3工厂绿化 35

5.1.4排渣 35

5.2给排水 36

5.2.1概述 36

5.2.2工厂给水 36

5.2.3工厂排水 36

5.2.4污水处理 36

5.3供电与电讯 36

5.3.1供电 36

5.3.2电信 37

5.4通风及空气调节 38

5.4.1通风及空调设置的原则 38

5.4.2采暖、通风及空调方案 38

5.5化验室 38

5.6维修 38

5.6.1机修 38

5.6.2电修 38

5.6.3仪表修理 39

5.7仓库 39

5.8土建 39

6总结 40

致谢 41

参考文献 42

宁波工程学院毕业设计（论文）

1项目总论

1.1项目意义

本项目为年产5万吨的乙酸乙酯工厂，利用来自宁波化工园区提供的乙醇来生产乙酸乙酯产品。

根据产品市场需求和产品性质及企业自身实际情况考虑，本项目产品生产规模为年产5万吨乙酸乙酯。

未来的国际化工发展中石油化工的的发展形势不容乐观，有经济效益增长显著减弱，进出口贸易幅度较大，受国际市场价格影响显著，节能减排压力大等诸多隐患。

预计2008年石油化工行业销售收入增长25%，实现利润增长2%~5%，增幅比上年出现较大回落。

成本的提高和价格的波动必将使收益相对较低，进行大规模生产的溶剂产业造成巨大影响。

在这样的形势下，一种以乙醇为原料生产的“绿色溶剂”就显现出了其独特的市场优势和广阔前景——乙酸乙酯是一种无毒无害的绿色溶剂，可广泛应用于食品，医药，有机合成等生产领域。

目前正越来越受青睐。

建设意义：

（1）缓解石油化工产业盈利下滑造成的溶剂市场压力；

（2）以乙醇为原料，工艺环保价格低廉更能适应未来市场走向；

（3）乙酸乙酯作为新型绿色溶剂无毒无害市场前景广阔。

溶剂是化学工业，医药食品工业不可或缺的基本原料，是国民经济的重要物质基础，随着国家适应全球一体化所做的战略调整，和国际市场对于健康环保标准日益提高的要求，特别是对生产原材料的环保化要求使得工业化生产稳对于绿色溶剂的需求变得更加迫切。

传统的乙酸乙酯生产技术虽然产量定，但污染严重正在逐步被淘汰。

而我们采用的乙醇合成法，不但有较高的产率，并且污染低，排放小，凸显了环保竞争力。

乙酸乙酯本身作为绿色溶剂所具有的广阔国际市场前景，也为广西打开了国际化工贸易的大门，这些都符合国家的政策导向即绿色环保面向国际。

同时推动地方经济发展，创造更多就业机会，达到经济效益，社会效益和环境效益相统一。

大规模生产和高效利用乙酸乙酯，完全符合我国能源结构和经济、环境协调发展的可持续发展战略。

因此，投资建设采用乙醇脱氢法生产乙酸乙酯的项目具有乐观的前景，该项目将带来丰厚的经济效益和社会效益。

1.2建设规模

为了满足行业日益增长的对绿色溶剂及原料的需求以及宁波化学工业区自身发展规模以及乙醇的供给量，确定项目生产规模为年产5万吨乙酸乙酯中小型化工厂。

1.3厂区及生产概况

本项目选址于宁波市化学工业园区，占地面积约149372m2。

厂区分为生活区、行政区、生产区、和储罐区等，由本厂配套完善的水、电、汽等动力来源，建立有空亚站、变电站、净水站、循环冷却水系统、机修车间、分析化验室、中心控制室、消防站、材料仓库等完善的公用和辅助工程设施。

同时，工厂建设注重环境保护，合理进行了“三废处理”降低了噪声污染，建立了以高压消防水系统和泡沫为主体的完善的消防系统，采取了一系列措施保证工人的劳动安全和工业卫生。

2市场分析

2.1产品的性质与用途

2.1.1物化特性

乙酸乙酯（ethylacetate）分子式为CH3COOC2H5，无色易挥发液体有水果香味，熔点-83.6℃，沸点77.06℃，相对密度0.9003；微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂；与水或乙醇都能生成二元共沸混合物；与水的共沸混合物的沸点70.4℃，与乙醇的共沸混合物的沸点71.8℃，与水和乙醇还可以形成三元共沸混合物，沸点70.2℃。

在酸或碱的催化下，易水解成乙酸和乙醇；此外，还可发生自缩合等反应。

2.1.2主要用途

乙酸乙酯是应用最广泛的脂肪酸酯之一，具有优良的溶解性能，是一种较好的工业溶剂，已被广泛应用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树脂、合成橡胶等生产，也可用于生产复印机用液体硝基纤维墨水，在纺织工业中用作清洗剂；在食品工业中用作特殊改性酒精的香味萃取剂，在香料工业中是最重要的香料添加剂，可作为调香剂的组分，乙酸乙酯也可用作粘合剂的溶剂，油漆的稀释剂以及作为制造药物、染料等的原料[10]。

制药醋酸乙酯在制药行业用作溶剂，主要生产维生素E及一些医药中间体。

我国是人口大国，到2005年人口已达到13.3亿，人口净增长、人口老龄化问题都将增加对医药品的需求量。

同时，随着我国加入世界贸易组织，医药出口量明显增加。

2002年传统医药出口形势一路飘红，化学原料药依然是我国医药商品出口的主要品种，产量与出口量快速上升，带动了醋酸乙酯消费。

胶粘剂胶粘剂的种类繁多，醋酸乙酯主要用于溶剂型胶粘剂，尤其是聚氨酯类胶粘剂。

我国从20世纪50年代开始研制和开发聚氨酯胶粘剂，产量不断增大，2000年国内聚氨酯类胶粘剂的产量约14万t，年均增长率为25%。

从未来发展看，我国聚氨酯类胶粘剂的应用领域扩展很快，我国是世界上最大的制鞋国，目前虽有相当部分的制鞋企业以氯丁胶作为胶粘剂，但氯丁胶尽管有初粘性好、可冷粘、价格较便宜等优