年產(chǎn)5萬噸乙酸乙酯生產(chǎn)工藝畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）</p><p>　　設(shè)計（論文）題目： 5萬噸/年乙酸乙酯生產(chǎn)工藝設(shè)計 </p><p>　　學(xué) 院 名 稱： 化學(xué)工程學(xué)院

2、 </p><p>　　專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 </p><p>　　班 級： 07-1 </p><p><b>　　摘 要</b><

3、/p><p>　　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。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。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。但基于國情及各方

4、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。</p><p>　　關(guān)鍵詞：乙酸乙酯；乙醇脫氫法；工藝設(shè)計；ASPEN模擬；衡算</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Ethyl acetate (EA) is an important chemical solve

5、nt. 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

6、 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 rec

7、ent years. </p><p>　　Key Words：Ethyl acetateReactive Ethanol dehydrogenation was; Process design; ASPEN simulation; Balance calculation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b&

8、gt;　　1 項目總論1</b></p><p>　　1.1項目意義1</p><p>　　1.2建設(shè)規(guī)模1</p><p>　　1.3廠區(qū)及生產(chǎn)概況2</p><p><b>　　2 市場分析3</b></p><p>　　2.1產(chǎn)品的性質(zhì)與用途3</p&g

9、t;<p>　　2.1.1物化特性3</p><p>　　2.1.2 主要用途3</p><p>　　2.2國、內(nèi)外產(chǎn)業(yè)狀況4</p><p>　　2.2.1國外生產(chǎn)狀況及發(fā)展動向4</p><p>　　2.2.2國內(nèi)生產(chǎn)狀況及發(fā)展動向5</p><p>　　2.3產(chǎn)品的市場需求預(yù)測

10、7</p><p>　　2.3.1進出口情況7</p><p>　　2.3.2消費現(xiàn)狀及發(fā)展前景9</p><p>　　3 廠址的選擇及布置10</p><p>　　3.1 廠址選擇原則10</p><p>　　3.2 選擇原因10</p><p>　　3.2.1 原料來源方便1

11、0</p><p>　　3.2.2 地理位置優(yōu)越10</p><p>　　3.2.3 交通發(fā)達11</p><p>　　3.2.4 社會經(jīng)濟效益11</p><p>　　3.3 廠區(qū)概況11</p><p>　　3.3.2 廠址地區(qū)的自然條件12</p><p>　　3.3.3 廠址地

12、區(qū)的交通運輸條件13</p><p>　　3.3.4 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)14</p><p>　　3.4 廠址布置15</p><p>　　3.4.1 廠區(qū)概況15</p><p>　　4 工藝設(shè)計方案16</p><p><b>　　4.1 概述16</b></p><

13、p>　　4.1.1 生產(chǎn)規(guī)模16</p><p>　　4.1.2 原料16</p><p>　　4.1.3 產(chǎn)品規(guī)格16</p><p>　　4.2 工藝設(shè)計方案16</p><p>　　4.2.1原料路線確定的原則和依據(jù)16</p><p>　　4.3工藝方案設(shè)計及說明19</p>&

14、lt;p>　　4.3.1流程簡介19</p><p>　　4.4 物料衡算20</p><p>　　4.4.1 衡算原理20</p><p>　　4.5 熱量衡算25</p><p>　　4.5.1衡算原理25</p><p>　　4.6 典型設(shè)備設(shè)計及選型27</p><p>

15、;　　4.6.1換熱器計算說明書27</p><p>　　4.6.2 脫氫縮合反應(yīng)器參數(shù)說明31</p><p>　　4.6.3 設(shè)備一覽表31</p><p>　　5 公用工程和輔助設(shè)施方案34</p><p>　　5.1 總圖運輸34</p><p>　　5.1.1 總平面布置34</p>

16、<p>　　1、總平面布置原則34</p><p>　　5.1.2工廠運輸35</p><p>　　5.1.3工廠綠化35</p><p>　　5.1.4 排渣35</p><p>　　5.2 給排水36</p><p>　　5.2.1 概述36</p><p>　　5.

17、2.2 工廠給水36</p><p>　　5.2.3 工廠排水36</p><p>　　5.2.4 污水處理36</p><p>　　5.3 供電與電訊36</p><p>　　5.3.1 供電36</p><p>　　5.3.2 電信37</p><p>　　5.4 通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)

18、38</p><p>　　5.4.1 通風(fēng)及空調(diào)設(shè)置的原則38</p><p>　　5.4.2 采暖、通風(fēng)及空調(diào)方案38</p><p>　　5.5 化驗室38</p><p><b>　　5.6 維修38</b></p><p>　　5.6.1 機修38</p><

19、;p>　　5.6.2 電修38</p><p>　　5.6.3 儀表修理39</p><p><b>　　5.7 倉庫39</b></p><p><b>　　5.8 土建39</b></p><p><b>　　6 總 結(jié)40</b></p>

20、<p><b>　　致 謝41</b></p><p><b>　　參考文獻42</b></p><p><b>　　1 項目總論</b></p><p><b>　　項目意義</b></p><p>　　本項目為年產(chǎn)5萬噸的乙酸乙酯工廠，利

21、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。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。 </p><p>　　未來的國際化工發(fā)展中石油化工的的發(fā)展形勢不容樂觀，有經(jīng)濟效益增長顯著減弱，進出口貿(mào)易幅度較大，受國際市場價格影響顯著，節(jié)能減排壓力大等諸多隱患。</p><p>　　預(yù)計2008年石油化工行業(yè)銷售收入增長25%，實現(xiàn)利潤增長2%~

22、5%，增幅比上年出現(xiàn)較大回落。成本的提高和價格的波動必將使收益相對較低，進行大規(guī)模生產(chǎn)的溶劑產(chǎn)業(yè)造成巨大影響。</p><p>　　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。目前正越來越受青睞。</p><p><b>　　建設(shè)意義：</b>&

23、lt;/p><p>　?。?）緩解石油化工產(chǎn)業(yè)盈利下滑造成的溶劑市場壓力；</p><p>　?。?）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；</p><p>　?。?）乙酸乙酯作為新型綠色溶劑無毒無害市場前景廣闊。</p><p>　　溶劑是化學(xué)工業(yè)，醫(yī)藥食品工業(yè)不可或缺的基本原料，是國民經(jīng)濟的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著國家適應(yīng)全球一體化所

24、做的戰(zhàn)略調(diào)整，和國際市場對于健康環(huán)保標準日益提高的要求，特別是對生產(chǎn)原材料的環(huán)?；笫沟霉I(yè)化生產(chǎn)穩(wěn)對于綠色溶劑的需求變得更加迫切。傳統(tǒng)的乙酸乙酯生產(chǎn)技術(shù)雖然產(chǎn)量定，但污染嚴重正在逐步被淘汰。而我們采用的乙醇合成法，不但有較高的產(chǎn)率，并且污染低，排放小，凸顯了環(huán)保競爭力。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。同時推動地方經(jīng)濟發(fā)展，創(chuàng)造更多就業(yè)機會

25、，達到經(jīng)濟效益，社會效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一。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。因此，投資建設(shè)采用乙醇脫氫法生產(chǎn)乙酸乙酯的項目具有樂觀的前景，該項目將帶來豐厚的經(jīng)濟效益和社會效益。</p><p><b>　　建設(shè)規(guī)模</b></p><p>　　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)

26、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。</p><p><b>　　廠區(qū)及生產(chǎn)概況</b></p><p>　　本項目選址于寧波市化學(xué)工業(yè)園區(qū)，占地面積約149372 m2。</p><p>　　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

27、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。</p><p>　　同時，工廠建設(shè)注重環(huán)境保護，合理進行了“三廢處理”降低了噪聲污染，建立了以高壓消防水系統(tǒng)和泡沫為主體的完善的消防系統(tǒng)，采取了一系列措施保證工人的勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生。</p><p><b>　　2 市場分析</b></p><p>&l

28、t;b>　　產(chǎn)品的性質(zhì)與用途</b></p><p><b>　　物化特性</b></p><p>　　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-83.6 ℃，沸點77.06 ℃，相對密度0.9003；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

29、點70.4℃，與乙醇的共沸混合物的沸點71.8 ℃，與水和乙醇還可以形成三元共沸混合物，沸點70.2 ℃。在酸或堿的催化下，易水解成乙酸和乙醇；此外，還可發(fā)生自縮合等反應(yīng)。</p><p>　　2.1.2 主要用途</p><p>　　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

30、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]。</p><p>　　制藥 醋酸乙酯在制藥行業(yè)用作溶劑，主要生產(chǎn)維生素E及一些醫(yī)藥中間體。我國是人口大國，到2005年人口已達到13.3億，人口凈增長、人口老齡化問題都

31、將增加對醫(yī)藥品的需求量。同時，隨著我國加入世界貿(mào)易組織，醫(yī)藥出口量明顯增加。2002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。</p><p>　　膠粘劑 膠粘劑的種類繁多，醋酸乙酯主要用于溶劑型膠粘劑，尤其是聚氨酯類膠粘劑。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，2000年國內(nèi)聚氨酯類膠粘劑的產(chǎn)量約14萬t，年均增

32、長率為25%。從未來發(fā)展看，我國聚氨酯類膠粘劑的應(yīng)用領(lǐng)域擴展很快，我國是世界上最大的制鞋國，目前雖有相當部分的制鞋企業(yè)以氯丁膠作為膠粘劑，但氯丁膠盡管有初粘性好、可冷粘、價格較便宜等優(yōu)點，但其不耐增塑劑滲透，必須用苯類有毒溶劑等是其致命弱點，使得氯丁膠已經(jīng)不適應(yīng)制鞋工業(yè)的發(fā)展要求，國外的趨勢是逐漸被聚氨酯膠粘劑所代替，歐美等發(fā)達國家80%~90%的鞋用膠已經(jīng)被聚氨酯類膠粘劑占領(lǐng)，國內(nèi)也呈現(xiàn)這種趨勢。近年來，東北、華北和華中等內(nèi)地的鞋廠也

33、開始使用，并有不斷擴大的勢頭。另外，聚氨酯膠在建筑、高速公路、飛機跑道嵌縫材料、高層建筑玻璃密封材料等方面的應(yīng)用也在不斷增長。</p><p>　　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。我國的醋酸酯涂料是20世紀90年代以后才迅速發(fā)展起來的，不僅增長速度快，并且在涂料總產(chǎn)量中所占的比例也不斷上升。2000年聚氨酯涂料產(chǎn)量達到8.2萬t（固含量以上），已經(jīng)成

34、為國內(nèi)重要的涂料品種。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(nèi)醋酸乙酯在涂料方面的應(yīng)用還比較落后。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%。近年來，我國涂料行業(yè)迅猛發(fā)展，許多國外著名的涂料生產(chǎn)商采取獨資或合資的方式在我國建廠生產(chǎn)高檔涂料。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

35、極大促進對醋酸乙酯的需求。</p><p><b>　　國、內(nèi)外產(chǎn)業(yè)狀況</b></p><p>　　國外生產(chǎn)狀況及發(fā)展動向</p><p>　　近年來， 世界乙酸乙酯的生產(chǎn)能力不斷增加。2001 年全球乙酸乙酯的生產(chǎn)能力只有125.0 萬噸，2006 年生產(chǎn)能力增加到222.0 萬噸，2008 年生產(chǎn)能力增加到約300.0 萬噸，同比增長約1

36、5.4%。其中北美地區(qū)的生產(chǎn)能力為26.6 萬噸/年，約占世界乙酸乙酯總生產(chǎn)能力的8.89%； 中南美地區(qū)的生產(chǎn)能力為12.0 萬噸/年，約占總生產(chǎn)能力的4.0%；西歐地區(qū)的生產(chǎn)能力為35.0 萬噸/年， 約占總生產(chǎn)能力的11.7%，亞太地區(qū)的生產(chǎn)能力為215.4 萬噸/年，約占總生產(chǎn)能力的71.8%； 世界其他國家和地區(qū)的生產(chǎn)能力為11.0 萬噸/年，約占總生產(chǎn)能力的3.7%。2010年醋酸乙酯的產(chǎn)能分布見圖2-1[5]。,</

37、p><p>　　圖2-1 2010年世界醋酸乙酯產(chǎn)能分布</p><p>　　目前， 世界乙酸乙酯的總消費量約為200.0 萬噸，消費主要集中在西歐、美國和亞洲地區(qū)，其中亞洲地區(qū)的消費又主要集中在日本、中國及東南亞國家。國外乙酸乙酯的消費結(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％。日

38、本主要應(yīng)用在涂料、油墨方面， 分別約占總消費量的40%和30%。而我國主要應(yīng)用于涂料、粘合劑和制藥領(lǐng)域。預(yù)計到2012 年全世界醋酸乙酯的總需求量將達到約250.0 萬噸</p><p>　　國內(nèi)生產(chǎn)狀況及發(fā)展動向</p><p>　　近年來， 隨著我國化學(xué)工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)的快速發(fā)展，乙酸乙酯的生產(chǎn)發(fā)展很快。2003 年生產(chǎn)能力只有54.0 萬噸，2006 年增加到90.0 萬噸，2008

39、年進一步增加到約150.0 萬噸，2003-2008 年產(chǎn)能的年均增長率達到約10.8%。主要的生產(chǎn)廠家有江蘇索普（集團）公司（生產(chǎn)能力為20.0 萬噸/年）、山東金沂蒙集團公司（生產(chǎn)能力為18.0 萬噸/年）、廣東江門謙信化工發(fā)展公司（生產(chǎn)能力為10.0 萬噸/年）、上海吳涇化工有限公司（生產(chǎn)能力為20.0 萬噸/年）、揚子江乙?；び邢薰荆ㄉa(chǎn)能力為10.0萬/年）、江西南昌贛江溶劑廠（生產(chǎn)能力為8.0 萬噸/年）、廣東順德集團公

40、司（生產(chǎn)能力為4.5 萬噸/年）、天津冠達集團公司（生產(chǎn)能力為3.5 萬噸/年）、上海石油化工公司（生產(chǎn)能力為2.1 萬噸/年）、上海試劑有限公司（生產(chǎn)能力為2.0 萬噸/年）、成都有機化工廠（生產(chǎn)能力為2.0 萬噸/年）、浙江建德建業(yè)有機化工有限公司（生產(chǎn)能力為1.2 萬噸/年）、江蘇三木集團公司（生產(chǎn)能力為1.0 萬噸/年）、河北石家莊新宇三陽實業(yè)有限公司(1.5 萬噸/年)、山東海化股份有限公司</p><p&

41、gt;　　表2-1 2010年醋酸乙酯主要生產(chǎn)廠家情況</p><p>　　表2-2 我國醋酸乙酯主要生產(chǎn)企業(yè)情況[24] </p><p>　　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?；煞萦邢薰緮M采用Davy公司技術(shù)，新建10.0萬噸/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5.0萬噸/年生產(chǎn)裝置，

42、吉安生物化工公司擬建10.0萬噸/年生產(chǎn)裝置，廣西新火石化公司擬建30.0萬噸/年裝置，第一期10.0萬噸/年已經(jīng)于2007年4月13日開工。上海吳涇化工有限公司擬將現(xiàn)有生產(chǎn)能力擴建到15萬噸/年，長春天裕生物工程公司將建5.0萬噸/年生產(chǎn)裝置，預(yù)計到2010年，我國乙酸乙酯的總生產(chǎn)能力將超過120.0萬噸/年。</p><p>　　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。2001年我國醋酸乙酯的產(chǎn)

43、量只有17.9萬噸，2006年進一步增加到63.0萬噸，比2005年增長約22.19%，2001-2006年產(chǎn)量的年均增長率高達15.09%。</p><p>　　產(chǎn)品的市場需求預(yù)測[24]</p><p><b>　　進出口情況</b></p><p>　　2005 年以前， 我國是乙酸乙酯的凈進口國，從2005 以后，隨著我國乙酸乙酯生產(chǎn)能

44、力和產(chǎn)量的大量增加， 由凈進口國轉(zhuǎn)變?yōu)閮舫隹趪?006 年我國乙酸乙酯的凈出口量為10.0 萬噸，約占國內(nèi)總產(chǎn)量的15.87%。2008 年凈出口量達到18.28 萬噸，同比增長41.27%。近兩年，我國乙酸乙酯的進口量逐年減少，2006 年進口量為0.96 萬噸，2008 年下降到0.11 萬噸，同比下降約85.52%。2009 年上半年進口量為0.03 萬噸，同比減少約57.14%。與此相反，我國醋酸乙酯的出口量卻在逐年增加。20

45、06 年出口量超過10.0 萬噸， 達到10.94 萬噸，2008 年盡管受到全球金融危機的影響，但出口量仍高達18.39 萬噸，同比增長34.23%。2009 年上半年出口量為8.73 萬噸，同比增長0.23%。</p><p>　　2010年我國醋酸乙酯出口到30多個國家和地區(qū)，其中對亞洲國家的出口量約占總出口量的93%，其中對韓國的出口量為3.23萬噸，約占總出口量的29.6%，其次是中國臺灣，出口量為1.

46、89萬噸，約占總出口量的17.2%；再次是日本，出口量為1.66萬噸，約占總出口量的15.1%。我國醋酸乙酯出口主要集中在江蘇、山東和廣東3省，2006年出口量分別為6.1萬噸、2.1萬噸和1.53萬噸，合計出口量占出口總量的88.78%，其他省份出口量僅為1.21萬噸。主要出口企業(yè)有江蘇索普、山東金沂蒙、廣東江門謙信化工發(fā)展公司等大型醋酸乙酯生產(chǎn)企業(yè)。2003年以前，我國醋酸乙酯的進口價格變化不大，基本上維持在520-550美元/噸，

47、2004年以后進口價格開始上漲，2004年價格為653.2美元/噸，2006年上漲到841.4美元/噸，比2005年上漲7.60%。出口價格近幾年也不斷上漲。2003年出口價格為573.8美元/噸，2004年上漲到757.3美元/噸，2006年上漲到798.6美元/噸。2008年進一步上漲到905.7美元/噸。我國醋酸乙酯的進出口情況以及2009年的出口情況分別見表2-3和表2</p><p>　　表2-3 近年

48、來我國醋酸乙酯的進出口情況 </p><p>　　表2-4 2009年我國醋酸乙酯的出口國家情況 </p><p><b>　　消費現(xiàn)狀及發(fā)展前景</b></p><p>　　近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速增長，涂料、油墨、粘合劑等產(chǎn)品需求大幅提升，從而拉動醋酸乙酯的消費穩(wěn)步增長。1997年我國醋酸乙酯的表觀消費量只有10.50萬噸，2001年增

49、加到22.79萬噸，2006年進一步增加到53.02萬噸，比2005年增長約5.91%，2007年增加到580.6萬噸，2009年進一步增加到821.1萬噸，同比增長約5.91%，2004-2009年表觀消費量的年均增長率約為13.71%，近年來我國醋酸乙酯的供需情況見表2-5。</p><p>　　表2-5 近年來我國醋酸乙酯的供需情況 單位：萬噸/年</p><p>　　目前，國內(nèi)醋酸

50、乙酯主要消費地區(qū)集中在華東、中南、華北、東北地區(qū)，產(chǎn)品主要用于生產(chǎn)涂料、制藥和粘合劑，2008年我國醋酸乙酯消費結(jié)構(gòu)為：制藥行業(yè)對乙酸乙酯的需求量約占總需求量的30.0%，涂料約占35.0%，粘合劑約占20.0%，油墨約占10.0%，其他產(chǎn)品約占5.0%。預(yù)計到2012年，我國乙酸乙酯的總需求量將達到約90.0萬噸，供大于求，屆時消費結(jié)構(gòu)將有所變化，其中在制藥和粘合劑行業(yè)消費的比例將會有所下降，隨著新型高檔涂料的不斷發(fā)展，預(yù)計涂料行業(yè)對

51、醋酸乙酯的需求量將會有較大幅度的增加；隨著電子、通訊行業(yè)的發(fā)展，油墨方面的需求量也將有所上升。另外，隨著醋酸乙酯新用途的不斷開發(fā)，將會使醋酸乙酯在其他方面用量的比例也有一定的增加。</p><p>　　3 廠址的選擇及布置</p><p>　　3.1 廠址選擇原則</p><p>　　(1) 廠址應(yīng)符合國家工業(yè)布局，城市或地區(qū)的規(guī)劃要求； </p>&

52、lt;p>　　(2) 廠址宜選在原料、燃料供應(yīng)和產(chǎn)品銷售便利的地區(qū)； </p><p>　　(3) 廠址應(yīng)靠近水量充足、水質(zhì)良好的水源地； </p><p>　　(4) 廠址應(yīng)盡可能靠近原有交通線（水運、鐵路、公路），即交通運輸便利地區(qū)； </p><p>　　(5) 廠址地區(qū)應(yīng)具有熱、電的供應(yīng)； </p><p>　　(6) 選址時注

53、意節(jié)約用地，不占用或少占用良田。廠區(qū)的大小、形狀和其條件應(yīng)滿足工藝流程合理布置的需要，并應(yīng)有發(fā)展的余地。 </p><p>　　(7) 選址得注意當?shù)刈匀画h(huán)境條件，并對工廠投產(chǎn)后可能造成的環(huán)境影響做出預(yù)評價； </p><p>　　(8) 廠址應(yīng)避開低于洪水位或在采取措施后仍不能確保不受水淹的地段； </p><p>　　(9) 廠址附近應(yīng)建立生產(chǎn)

54、污水和生活污水的處理裝置； </p><p>　　(10) 廠址應(yīng)不妨礙或不破壞農(nóng)業(yè)水利工程，就盡量避免拆遷。 </p><p>　　根據(jù)我廠的具體情況，選廠工作在長遠規(guī)劃的指導(dǎo)下，選擇符合建廠要求且適宜于建設(shè)該DMC項目的地方，最終確定廠址為寧波化學(xué)工業(yè)園區(qū)。 </p><p><b>　　3.2 選擇原因</b></p>&l

55、t;p>　　3.2.1 原料來源方便</p><p>　　我廠主要生產(chǎn)經(jīng)營乙醇下游產(chǎn)品乙酸乙酯（EA），本工廠的主要原料系濃度95%的工業(yè)酒精。。我廠所用原料均來自園區(qū)內(nèi)或園區(qū)周邊地區(qū)，大大降低了原料運輸成本，且所選原料品牌信譽好，質(zhì)量可靠，價格實惠。 </p><p>　　3.2.2 地理位置優(yōu)越</p><p>　　寧波位于東經(jīng)120度55分至122度16

56、分，北緯28度51分至30度33分。地處我國海岸線中段，浙江紹興平原東端，東有舟山群島為天然屏障，北瀕杭州灣，西接紹興市，南臨三門灣，并與臺州的三門、天臺相連。寧波屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和濕潤，四季分明，年平均氣溫16.2攝氏度，全市無霜期一般為230天至240天，年平均降水量為1300毫米至1400毫米。</p><p>　　寧波鐵路、公路、水運、航空和管道五種運輸方式齊全，作為國家大型港口的寧波港設(shè)備先進，運力

57、充足，不但擔(dān)負起寧波水路運輸?shù)闹厝?，更成為浙江省乃至華東區(qū)域海運的重要集散地。寧波櫟社國際機場不僅有發(fā)往全國各大城市的航班，更包括發(fā)往海外許多城市的航班。寧波化工園區(qū)是寧波市唯一的化學(xué)工業(yè)專業(yè)園區(qū)，位于杭州灣南岸，寧波鎮(zhèn)海區(qū)西北側(cè)遼闊的海涂上，鎮(zhèn)海區(qū)位置優(yōu)勢得天獨厚，轄區(qū)內(nèi)的鎮(zhèn)海港是中國大陸第二大港寧波舟山港重要組成，擁有5萬噸級液體化工專用泊位，是我國最大的液體化工碼頭之一。 </p><p>　　3.2.3

58、交通發(fā)達</p><p>　　寧波是浙江沿海的交通樞紐，已形成以深水良港為中心的水、陸、空集疏運網(wǎng)絡(luò)。鐵路、公路四通八達，滬杭甬高速公路使寧波到上海僅3個小時車程，已建設(shè)的杭州灣跨海大橋?qū)⑹箤幉ㄟM入2小時交通圈，從黑龍江同江到海南三亞的“同三”線沿海大通道寧波段128公里已建成通車；作為空港口岸的寧波櫟社國際機場已開通寧波到香港、泰國、日本以及經(jīng)澳門至臺北、高雄、至國內(nèi)其他城市等30多條航線。</p>

59、<p>　　寧波擁有得天獨厚的天然深水良港，自古以來是中國對外貿(mào)易的重要港口。寧波港位于浙江東海岸，包括北侖、寧波、鎮(zhèn)海、大榭、穿山五個港區(qū)，是對外貿(mào)易的重要港口和海運中轉(zhuǎn)樞紐，世界重要港口?，F(xiàn)在的寧波港，已與世界500多個港口有貿(mào)易運輸往來，2001年全港貨物吞吐量達1.285億噸，名列中國大陸港口第二位，位居世界港口20強，集裝箱吞吐量121萬標箱。寧波港是由北侖港區(qū)、鎮(zhèn)海港區(qū)、寧波港區(qū)組成。內(nèi)河港、河口港、海峽港并存

60、，大、中、小泊位配套的多功能、多層次的綜合性港口。其中，以“水深、浪小、不凍、不淤、陸域?qū)掗煛敝Q的北侖港，其進港航道可保證30萬噸級船舶運行，正建設(shè)成為進出口鐵礦中轉(zhuǎn)、國際集裝箱遠洋中轉(zhuǎn)、大型煤炭、原油、成品油、液體化工產(chǎn)品儲存中轉(zhuǎn)等五大基地。</p><p>　　3.2.4 社會經(jīng)濟效益</p><p>　　寧波是浙江省重要工業(yè)基地，也是糧、棉、油經(jīng)濟特產(chǎn)、水產(chǎn)品的重要基地。擁有以服裝

61、、紡織、機械為代表的傳統(tǒng)工業(yè)和以石化、鋼鐵、電力、造紙等為代表的臨港型大工業(yè)體系。寧波農(nóng)村是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、農(nóng)業(yè)工業(yè)化程度比較高的綜合經(jīng)濟區(qū)。當今的寧波是一個港口設(shè)施比較先進、工業(yè)門類比較齊全、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟綜合發(fā)展、內(nèi)外貿(mào)易比較發(fā)達的沿海港口城市。</p><p>　　由于國際市場DMC供不應(yīng)求，故本廠產(chǎn)品涉及出口，將有利于增長國家關(guān)稅收入和外匯儲備。同時，本廠所需生產(chǎn)、運輸技術(shù)員工和大量銷售、外貿(mào)人才可解決一部分社會就

62、業(yè)壓力。另外本廠的生產(chǎn)工藝符合綠色環(huán)保概念，對周圍環(huán)境友好，對其他化工行業(yè)起到模范效應(yīng)。 </p><p><b>　　3.3 廠區(qū)概況</b></p><p>　　寧波化學(xué)工業(yè)區(qū)成立于2002年11月，是寧波市唯一的化學(xué)工業(yè)專業(yè)園區(qū)。2006 年3月份，經(jīng)浙江省人民政府批準，正式成為省級開發(fā)區(qū)。寧波化工區(qū)位于經(jīng)濟發(fā)達的長江三角洲南翼，寧波鎮(zhèn)海區(qū)西北側(cè)遼闊的海涂上，規(guī)

63、劃面積56.22平方公里。區(qū)內(nèi)地勢平坦，依江臨海，水源充沛，環(huán)境容量大，自然條件優(yōu)越，同時園區(qū)提供"九通一平"，配套設(shè)施齊全。目前化工區(qū)已開發(fā)面積為6.5平方公里，現(xiàn)有鎮(zhèn)海煉化，韓國LG甬興、中金石化有限公司、杭州灣腈綸、中化進出口公司等70多家企業(yè)落戶園區(qū)。按照寧波化工區(qū)總體規(guī)劃（2002-2020），園區(qū)重點發(fā)展以煉油及乙烯為龍頭的石化源頭產(chǎn)業(yè)、合成材料產(chǎn)業(yè)、高分子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)和精細化工產(chǎn)業(yè)。已建的80萬噸乙烯項目，

64、為整個化工區(qū)的發(fā)展提供豐富的石油化工原料，園區(qū)將發(fā)展成為華東乃至全國的重要石油化工基地[8]。</p><p>　　園區(qū)地處著名的寧波港。寧波港位于浙江東海岸，包括北侖、寧波、鎮(zhèn)海、大榭、穿山五個港區(qū)，是對外貿(mào)易的重要港口和海運中轉(zhuǎn)樞紐，世界重要港口。寧波港作為中國大陸重點開發(fā)建設(shè)的四大國際深水中轉(zhuǎn)港之一，在區(qū)位、航道水深、岸線資源、陸域依托、發(fā)展?jié)摿Φ确矫婢哂休^大優(yōu)勢。其共有生產(chǎn)性泊位311 座，其中萬噸級以上

65、深水泊位64 座（5 至25 萬噸級的特大型深水泊位33 座），是中國超大型船舶最大集散港和全球為數(shù)不多的遠洋運輸節(jié)點港。2007 年寧波港貨物吞吐量突破3.45 億噸，同比增長11.5% , 居中國大陸港口第二位，名列全球第四；集裝箱吞吐量超935 萬標準箱，同比增長32.3%，集裝箱吞吐量排名居中國大陸港口第四、世界港口第十一位。2006 年，寧波港入圍世界集裝箱“五佳港口”，是中國大陸港口中惟一入圍的港口。目前寧波港已與全球100

66、 多個國家和地區(qū)的600 多個港口有貿(mào)易往來，形成了覆蓋全球的集疏運網(wǎng)絡(luò)。2007 年寧波港集團完成營業(yè)收入53 億元，同比增長18.02%；實現(xiàn)利潤同比增長38.7％，主要經(jīng)濟指標處于全國港口領(lǐng)先水平。此外，園區(qū)水陸交通便捷，四通八達，329 國道、世紀大道</p><p>　　園區(qū)水陸交通便捷、四通八達，區(qū)域優(yōu)勢明顯。園區(qū)距寧波市區(qū)僅14公里，距東方深水良港北侖港僅24公里，緊鄰中國最大的液體化工碼頭。329

67、國道、未來沿?？焖俅蟮馈⑹兰o大道、舟山群島大橋等貫通全區(qū)，隨著杭州灣跨海大橋的建成和鐵路專用線的建設(shè)，將大大拉近寧波化工區(qū)與整個長江三角洲的距離。</p><p>　　3.3.2 廠址地區(qū)的自然條件</p><p>　　寧波化工區(qū)位于寧波鎮(zhèn)海區(qū)西北側(cè)，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，冬夏季風(fēng)交替明顯，氣候溫和濕潤，全區(qū)無霜期一般為230天至240天，四季分明，雨量充沛。</p><p

68、>　　風(fēng)況：常風(fēng)向西北，頻率13.4%；次常風(fēng)向東北，頻率11.0%；冬季常風(fēng)向西北，夏季常風(fēng)向東南；強風(fēng)向東北，最大風(fēng)速分別為38 米/秒和37 米/秒。多年平均大于（包括）6 級風(fēng)天數(shù)32 天，大于（包括）7 級風(fēng)天數(shù)15 天，大于（包括）8 級風(fēng)天數(shù)6 天。</p><p>　　降水及降水特征：本地區(qū)雨量充沛，年平均降雨日數(shù)158 天。每年5~6 月為梅雨季節(jié)，7~10 月有臺風(fēng)帶來的暴雨，9 月份雨

69、量占全年的25%，冬季降雨量較少。多年平均降水量1411 毫米，月最大降水量243 毫米，日最大降水量145 毫米，多年平均降水量大于（包括）25 毫米的降水天數(shù)為11 天。</p><p>　　氣溫：多年平均氣溫16.3℃，極端最高氣溫39.9℃，極端最低氣溫-10℃，最高月平均氣溫28.1℃（7 月），最低月平均氣溫4.3℃（1 月）。</p><p>　　潮汐：屬不規(guī)則半日潮。年平均

70、最高和最低潮位分別為寧波港3.1 米和1.43 米，鎮(zhèn)海港區(qū)2.19 米和1.16 米，北侖港區(qū)2.9 米和1.12 米：年平均潮差分別為：寧波港區(qū)1.74 米，鎮(zhèn)海港區(qū)1.71 米，北倉港區(qū)1.82米。</p><p>　　潮流：甬江潮流順河道而流，流速一般大潮漲、落流為1~2 節(jié)，如遇甬江上游排洪時，落潮流最大可達2.5 節(jié)。大風(fēng)時潮位和流速都會有一定影響。北侖港區(qū)潮流多為往復(fù)流，已建20 萬噸級礦石碼頭設(shè)計

71、流速為：漲潮1.50 米/秒，流向298 度；落潮2.0 米/秒，流向114 度。</p><p>　　波浪：寧波鎮(zhèn)海港區(qū)均系內(nèi)江，無浪。北侖港區(qū)四周有舟山群島環(huán)保為天然屏障，波浪較小，無需建防波堤。</p><p>　　3.3.3 廠址地區(qū)的交通運輸條件</p><p>　　寧波化工區(qū)得天獨厚的交通運輸優(yōu)勢，為園區(qū)的發(fā)展提供了十分優(yōu)越的條件。園區(qū)形成以海運、鐵路、

72、公路為主導(dǎo)的完整的交通網(wǎng)絡(luò)，四通八達，快捷便利。各種化工原料和產(chǎn)成品均可通過船舶、鐵路專用線、公路和管道送進和輸出區(qū)內(nèi)外。企業(yè)可能根據(jù)原料的供應(yīng)情況和產(chǎn)品的銷售情況，選擇最經(jīng)濟合理的運輸方式。　　公路：寧波市公路通車總程5200公里，其中高速公路188公里。全市城鄉(xiāng)以高速公路、國道、省道為骨架，向四周形成交通網(wǎng)。進出市區(qū)的通道和主要干線公路，全部達到一級以上。連接寧波與上海的杭州灣跨海大橋已于6月8日正式奠基。杭州灣大橋的建設(shè)，能大大

73、縮短寧波與上海、寧波與長江三角洲北翼之間的距離，化工區(qū)通過大橋至上海僅一個半小時車程。329國道經(jīng)過寧波化工區(qū)，規(guī)劃中的全國沿海大通道和寧波世紀大道貫穿園區(qū)，公路交通十分便捷?！　「劭冢簩幉ǜ凼且粋€多功能、綜合性的現(xiàn)代化深水大港?，F(xiàn)有500噸級以上生產(chǎn)泊位134座，其中萬噸級以上深水泊位35座。最大的有25萬噸級原油碼頭，20萬噸級（可兼靠30萬噸船）的卸礦碼頭，第六代國際集裝箱專用泊位以及5萬噸級液體化工專用泊位，已與世界上90個國

74、家和地區(qū)的560多個港口通航。</p><p>　　3.3.4 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)</p><p>　　寧波化學(xué)工業(yè)區(qū)現(xiàn)有完善的基礎(chǔ)設(shè)施配套。目前已具備了“九通一平”的條件，“九通”主要包括道路、供電、供水（工業(yè)用水，生活用水）、供熱、工業(yè)氣體、雨水、污水處理、通信、天然氣。</p><p><b>　　(1) 供電工程</b></p>

75、<p>　　華東電網(wǎng)35/110/220KV 變電站，不間斷雙回路供電</p><p><b>　　(2) 供水工程</b></p><p>　　工業(yè)用水一期30000 t/d，二期300000 t/d；生活用水10000 t/d</p><p><b>　　(3) 供熱工程</b></p>&l

76、t;p>　　一期形成3×130t/h 次高壓循環(huán)流化床鍋爐、1×25MW 抽凝式汽輪發(fā)電機組、1×12MW 背壓式發(fā)電機組等三爐二機（已運行），可供1.3-4.1Mpa 蒸汽；二期形成6×130t/h 次高壓循環(huán)流化床鍋爐、2×25MW 抽凝式汽輪發(fā)電機組、2×12MW 背壓式發(fā)電機組等六爐四機</p><p>　　(4) 工業(yè)氣體：可供氮氣、氧氣

77、、氫氣、二氧化碳、重整氫、一氧化碳等</p><p>　　(5) 雨污分流：目前處理能力：10000 t/d，擴建后總處理能力50000 t/d</p><p>　　(6) 通信：電纜：敷設(shè)有電話電纜和寬帶電纜</p><p>　　郵政：郵政等快遞業(yè)務(wù)覆蓋全區(qū)</p><p>　　(7) 危險廢物處理：日焚燒處理化工廢渣10 噸的高溫焚燒爐；

78、日處理10噸廢有機溶劑日處理100 只廢包裝容器</p><p><b>　　(8) 消防</b></p><p>　　配備搶險救援車，重型水罐車，進口泡沫車，大型水罐車（21 噸），泡沫、干粉聯(lián)用車，洗消車， 高噴車，后勤指揮車等</p><p>　　(9) 應(yīng)急指揮中心：監(jiān)控系統(tǒng)涵蓋化工區(qū)倉儲區(qū)、管廊和大企業(yè)的自備罐區(qū)等，承擔(dān)公安、消防、環(huán)

79、保、搶救、防汛防臺和危險源監(jiān)控等方面的協(xié)調(diào)管理工作</p><p>　　(10) 倉儲和管廊：中間罐區(qū)正在建設(shè)中，化工物料傳輸管道正在建設(shè)中。</p><p><b>　　3.4 廠址布置</b></p><p>　　3.4.1 廠區(qū)概況</p><p>　　廠區(qū)位于浙江省寧波市鎮(zhèn)海區(qū)化學(xué)工業(yè)園區(qū)，本項目擬定廠區(qū)地形為矩

80、形，其中南北方向長為150m，東西方向?qū)挒?00m，總面積約15000m²。廠區(qū)分為廠前區(qū)、生產(chǎn)輔助區(qū)、生產(chǎn)區(qū)和儲罐區(qū)。廠前區(qū)位于廠區(qū)西北側(cè)，為常年主導(dǎo)風(fēng)向西北風(fēng)的上風(fēng)向。主要建筑包括行政樓、食堂、停車場、宿舍等，職工宿舍和食堂組成生活區(qū)，位于行政樓的南側(cè)，停車場位于行政樓與生活區(qū)之前。廠前區(qū)北面是生產(chǎn)輔助區(qū)。生產(chǎn)輔助區(qū)主要包括中心控制樓、化驗中心、維修車間、材料倉庫和水處理車間等。生產(chǎn)區(qū)和儲罐區(qū)主要位于整個廠區(qū)的東面。主要有

81、四大部分：乙醇儲罐區(qū)，反應(yīng)車間，分離車間和產(chǎn)品罐區(qū)。95%乙醇直接通過管道輸送至廠區(qū)，在乙醇儲罐區(qū)存放。反應(yīng)車間由兩層組成，其中安放了脫氫反應(yīng)器和加氫反應(yīng)器及其輔助設(shè)備。反應(yīng)車間的南側(cè)集中布置分離車間，其中包括閃蒸罐一個，精餾塔五個及其配套的輔助設(shè)備。燃料煤堆場和蒸汽鍋爐房位于反應(yīng)車間東面，分離車間的北面，靠近大量耗用蒸汽的精餾工段。產(chǎn)品灌區(qū)位于廠區(qū)的最南面，其中包括了氫氣球罐，乙酸乙酯儲罐和副產(chǎn)物無苯天那水溶液粗料儲罐。</p&

82、gt;<p>　　各車間最大可能的采用露天布置，閃蒸塔、精餾塔、儲罐等均布置在露天場所，減少了建設(shè)投資，便于改擴建。其余廠房多采用單層結(jié)構(gòu)，設(shè)計要求滿足甲類產(chǎn)品生產(chǎn)的耐火、防火、防爆等級。</p><p>　　廠區(qū)設(shè)有四個出口，兩扇主門一南一北，東側(cè)開兩扇側(cè)門，廠內(nèi)10米寬的中央主道橫貫?zāi)媳保瑬|面出口即為總廠鐵路。</p><p>　　此外，本項目根據(jù)當?shù)刈匀粭l件，工廠生產(chǎn)特

83、點并結(jié)合全廠總平面布置進行綠化設(shè)計，廠區(qū)綠化面積超過20％。廠前區(qū)和生產(chǎn)輔助區(qū)為重點綠化、美化區(qū)，設(shè)置花壇，種植花卉，輔以草坪。沿工廠圍墻四周、道路兩側(cè)及廠內(nèi)適當?shù)牡攸c種植喬木、灌木、綠籬，為職工生產(chǎn)和生活創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，以達到凈化空氣，保護環(huán)境，有益于人體健康的目的。綠化既要保護環(huán)境，防止污染，美化廠容，又不應(yīng)妨礙生產(chǎn)操作，物料運輸及防火要求。我們采用的植物主要以綠色木本植物為主，能夠達到一個良好的降低空氣污染的效果。</p

84、><p><b>　　4 工藝設(shè)計方案</b></p><p><b>　　4.1 概述</b></p><p>　　工藝設(shè)計主要說明本設(shè)計生產(chǎn)乙酸乙酯的具體情況，主要包括生產(chǎn)流程概述、工藝流程說明、工藝特色介紹以及物料衡算書、熱量衡算書。</p><p>　　4.1.1 生產(chǎn)規(guī)模</p>

85、<p>　　本設(shè)計擬建產(chǎn)量為5萬噸/年的乙酸乙酯廠以滿足行業(yè)日益增長的對綠色溶劑及原料的需求</p><p><b>　　4.1.2 原料</b></p><p>　　本設(shè)計中的原料為95%工業(yè)乙醇。</p><p>　　4.1.3 產(chǎn)品規(guī)格</p><p>　　本設(shè)計中的產(chǎn)品為乙酸乙酯。其規(guī)格組成如表4-1

86、。</p><p>　　表4-1 乙酸乙酯產(chǎn)品規(guī)格表</p><p>　　4.2 工藝設(shè)計方案</p><p>　　4.2.1原料路線確定的原則和依據(jù)</p><p>　　乙酸乙酯的合成路線主要有四種，即乙醇乙酸酯化法（其中包括了乙酸乙醇直接酯化法和反應(yīng)精餾法），乙醛縮合法，乙醇脫氫法，乙烯和乙酸直接加成法。應(yīng)當說，乙醇乙酸酯化法在乙酸乙酯

87、的合成中依然占有相當大的比例，尤其是在美國等國家，在國內(nèi)多數(shù)企業(yè)也依然采用乙酸酯化法；德國、日本等國有多套乙醛直接縮合生成乙酸乙酯的裝置；乙醇脫氫法與乙烯和乙酸直接加成法在其中所占的比例較小，技術(shù)有待成熟。下面簡單介紹四種方法的優(yōu)勢與缺陷[9]。</p><p>　?。?）乙醇乙酸酯化法</p><p><b>　　反應(yīng)式：</b></p><p&

88、gt;　　乙醇乙酸酯化法由乙酸和乙醇在硫酸等催化劑作用下直接酯化成乙酸乙酯，常用的工藝是用濃硫酸作催化劑的均相催化反應(yīng)精餾，該工藝是目前國內(nèi)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，而且溶于反應(yīng)物料中，是均相催化反應(yīng)，反應(yīng)均勻，因而在全塔內(nèi)都能進行催化反應(yīng)[11]。催化作用不受塔內(nèi)溫度限制，反應(yīng)機理清楚，容易實現(xiàn)最優(yōu)控制，這些優(yōu)點可以使反應(yīng)精餾生產(chǎn)裝置大型化。用濃硫酸作催化劑，也有其不可克服的缺點，即硫酸嚴重腐

89、蝕設(shè)備，其強氧化性引起磺化、碳化或聚合等副反應(yīng)，產(chǎn)品純度低，后處理進程復(fù)雜，三廢量大。另一種酯化的工藝是催化精餾法，它采用固體酸作催化劑，屬非均相反應(yīng)精餾。在酯化合成方面，已經(jīng)開發(fā)出的固體催化劑有沸石分子篩、離子交換樹脂、金屬硫酸鹽、固體超強酸等，具有產(chǎn)物純度高，反應(yīng)選擇性強，酯收率高，反應(yīng)條件溫和，副產(chǎn)物較少等優(yōu)點。但若簡單地將固體酸催化劑于反應(yīng)中取代硫酸，催化劑在反應(yīng)液中很快失去活性。催化精餾法不容易實現(xiàn)工業(yè)化和大型化的困難，在于催

90、化精餾屬非均相催化反應(yīng)精餾過程，機理較復(fù)雜，目前理論還不能很好地解釋這一過程，在國際上還沒有一個國家提出催化精餾塔的設(shè)計方法。</p><p><b>　?。?）乙醛縮合法</b></p><p><b>　　反應(yīng)式：</b></p><p>　　乙醛縮合法是由兩分子乙醛經(jīng)Tishchenko反應(yīng)縮合成一分子乙酸乙酯，催化

91、劑為乙醇鋁、氯化鋁及氯化鋅等，反應(yīng)溫度為0~10oC。其生產(chǎn)工藝是將乙醛、乙醇鋁催化劑及助催化劑連續(xù)送入反應(yīng)器，反應(yīng)液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后，再經(jīng)三塔精餾，獲得純度99.8%以上的乙酸乙酯產(chǎn)品。乙醛縮合法優(yōu)點在于反應(yīng)是在常壓低溫下進行，轉(zhuǎn)化率和收率高，對設(shè)備要求不高，生產(chǎn)成本較酯化法低；缺點是受原料來源限制，僅適宜于乙醛資源豐富的地區(qū)，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。</p><p>

92、　　乙醛縮合法在歐洲和日本是生產(chǎn)乙酸乙酯的主流生產(chǎn)方法，在我國工業(yè)性生產(chǎn)廠很少。乙醛貯存運輸不方便，一般都是自產(chǎn)自用，因此乙醛縮合法乙酸乙酯生產(chǎn)裝置都是建在有乙醛生產(chǎn)的廠內(nèi)。在冰醋酸價格高的地方，該法有很強的競爭優(yōu)勢。該法在國外已經(jīng)大型化，在國內(nèi)尚有催化劑和工程上的問題沒解決，有待突破。該法的產(chǎn)品只能用于化工原料，不能用于食用香料，這是因為乙醛及副產(chǎn)物無法除盡。</p><p><b>　?。?）乙烯加

93、成法</b></p><p><b>　　反應(yīng)式：</b></p><p>　　隨著化學(xué)化工產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，煉油技術(shù)的不斷提高，乙烯已經(jīng)成為一種豐富的原料。由于乙烯與乙酸直接加成反應(yīng)生產(chǎn)乙酸乙酯利用豐富的乙烯原料，原料利用合理，來源廣泛，價格低廉，生產(chǎn)成本較低，且對合成乙酸乙酯具有較高的產(chǎn)率與選擇性，既是一種原子經(jīng)濟型反應(yīng)，又是一種環(huán)境友好型反應(yīng)。缺點是此

94、催化體系對設(shè)備腐蝕嚴重，投資成本高。該工藝采用的催化劑主要有液體無機酸和有機磺酸類、分子篩類和雜多酸類催化劑。同時該工藝依賴于石化工業(yè)，需要有大量的乙烯資源，只能在乙烯和乙酸資源相對比較豐富而廉價的地區(qū)才可以考慮。石油價格的不斷上漲，造成該工藝的劣勢更加凸現(xiàn)，在中國這樣自身石油儲量及產(chǎn)量不高需要大量進口石油的國家，如果盲目發(fā)展這一工藝生產(chǎn)乙酸乙酯缺乏戰(zhàn)略考慮。</p><p><b>　?。?）乙醇脫氫

95、法</b></p><p><b>　　反應(yīng)式：</b></p><p>　　以乙醇為原料生產(chǎn)乙酸乙酯，傳統(tǒng)工藝必須經(jīng)過乙醇氧化脫氫為乙醛、乙醛氧化成乙酸、乙酸與乙醇酯化3個工段才能完成。乙醇脫氫法則只用乙醇一種原料，經(jīng)過單一催化劑脫氫后直接得到乙酸乙酯，因此，這種方法也簡稱一步法，以區(qū)別于傳統(tǒng)的三工段工藝。乙醇脫氫法總反應(yīng)實際上也是經(jīng)過3個步驟完成的。具

96、體的反應(yīng)機理有兩種，一種是“脫氫歧化酯化”機理，另一種是“半縮醛”機理，即三個步驟分別為乙醇脫氫為乙醛、乙醇與乙醛反應(yīng)生成半縮醛、半縮醛脫氫為乙酸乙酯[16]。</p><p>　　20世紀90年代初清華大學(xué)化學(xué)系首先對此工藝進行研究，開發(fā)出催化劑Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2，并獲得了國家專利。1996年西南化工研究院也開始進行乙醇脫氫法生產(chǎn)乙酸乙酯的研究，目前還在進行工業(yè)試驗，取得了不小的進展。英國Kva

97、erner工程公司于20世紀90年代研究乙醇脫氫法生產(chǎn)乙酸乙酯，同時已經(jīng)在南非建成第一家工業(yè)化生產(chǎn)工廠。</p><p>　　該工藝的關(guān)鍵問題在于催化劑，根據(jù)反應(yīng)歷程，產(chǎn)物中有中間產(chǎn)物乙醛與乙酸，另外還有副產(chǎn)物乙烯、丙酮、丁酮、2-丁醇等。由于氫氣對平衡的抑制及降低副反應(yīng)要求，單程轉(zhuǎn)化率只能控制在60%~70%。該工藝反應(yīng)工段，但分離設(shè)備較多，流程較復(fù)雜，主要的副產(chǎn)物必須分離。</p><p&

98、gt;　　脫氫法反應(yīng)特點是：反應(yīng)溫和，各種反應(yīng)條件變化彈性很大，工藝簡單，容易操作。</p><p><b>　　脫氫法優(yōu)點：</b></p><p>　?。?）生產(chǎn)成本低，在沒有甲醇法乙酸生產(chǎn)的地區(qū)，價格優(yōu)勢很大；</p><p>　?。?）每噸乙酯副產(chǎn)氫氣509m3，適用于氫氣有用場合；</p><p>　　（3）基

99、本無腐蝕和三廢排放，副產(chǎn)物可用于生產(chǎn)無苯提案那水溶劑（香蕉水）。</p><p><b>　　脫氫法缺點：</b></p><p>　　（1）產(chǎn)品質(zhì)量不如酯化法，雖然可以達到國標，但若丁酮等雜質(zhì)難以得到完全分離，就不宜用于食品和酒增香等行業(yè)；</p><p>　?。?）催化劑在使用前需要還原，停車后須用氮氣保護避免氧化，因此只適用于大規(guī)模連續(xù)生

100、產(chǎn)，經(jīng)濟規(guī)模在5000t/a以上；</p><p>　　（3）技術(shù)較復(fù)雜，尚未成熟。</p><p>　　4.3工藝方案設(shè)計及說明</p><p><b>　　4.3.1流程簡介</b></p><p><b>　　（1）氣化</b></p><p>　　選用化工園區(qū)及周邊生

101、產(chǎn)的95%乙醇，用泵進行加壓至反應(yīng)壓力（0.8MPa）之后，加熱氣化成蒸汽，并繼續(xù)加熱至反應(yīng)溫度（240℃）。</p><p><b>　　（2）脫氫縮合</b></p><p>　　過熱乙醇蒸汽進入列管式固定床反應(yīng)器，乙醇在Cu-Zn-Zr-Al-O多功能催化劑表面完成脫氫生成乙醛，再與乙醇縮合生成乙酸乙酯兩步反應(yīng)，并有乙醛、丙酮、丁酮等副產(chǎn)物產(chǎn)生。為了便于分離產(chǎn)品

102、，查閱相關(guān)文獻后，我們選擇了240℃作為反應(yīng)溫度，單程轉(zhuǎn)化率為50%。附CAD流程圖。圖4-1為Aspen plus中流程模擬的截圖[21]。</p><p>　　圖4-1 Aspen plus流程模擬截圖</p><p><b>　　（3）加氫</b></p><p>　　脫氫縮合之后的混合氣成分較復(fù)雜，在選擇了合適的反應(yīng)條件之后，可以保證除

103、乙醛外的副產(chǎn)物控制在極少的量。為了減少分離的難度，并提高乙醇的總轉(zhuǎn)化率，我們增加了加氫工段。利用前一工段產(chǎn)生的氫氣，將乙醛以及其他極少量的羰基化合物（丙酮、丁酮等）加氫還原成醇類，降低了丙酮、丁酮等產(chǎn)物對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，并且由于減少了乙醛這個含量極大的副產(chǎn)物，有利于分離的進行。</p><p><b>　?。?）閃蒸</b></p><p>　　將反應(yīng)工段出來的混合氣

104、換熱冷凝，并換熱至過冷液狀態(tài)后，利用剩余的壓力進行閃蒸，將氫氣分離出去，但由于氫氣量較大和乙酸乙酯的揮發(fā)性較強等原因，一部分乙酸乙酯以及乙醇和水也會進入氣相。液相直接轉(zhuǎn)入精餾工段。</p><p><b>　?。?）膜分離</b></p><p>　　由于閃蒸得到的氫氣含有大量的乙酸乙酯及水和乙醇，需要對氫氣進行凈化，同時回收隨氫氣蒸出的產(chǎn)品。由于氫氣分子的尺寸與乙酸

105、乙酯、乙醇、水三者的分子尺寸相差較大，我們選擇采用中空纖維膜對該混合體系進行分離。氫氣進入壓縮車間壓縮裝罐出售。其余物質(zhì)冷卻后進入精餾工段，與前一閃蒸工段得到的液相混合。</p><p><b>　?。?）萃取精餾</b></p><p>　　通過閃蒸和膜分離，得到了含有乙酸乙酯、乙醇、水的混合體系（其他極少量的醇類與酯類基本不影響產(chǎn)品的質(zhì)量，故這里不再討論），該三元

106、混合體系有四種可能的共沸物（乙酸乙酯-乙醇，乙酸乙酯-水，乙醇-水，乙酸乙酯-乙醇-水），這是所有乙酸乙酯合成方法中都會碰到的一個分離難題。我們根據(jù)相關(guān)的專利和文獻，決定采用丙三醇作為萃取劑的萃取精餾進行產(chǎn)品的精制。精餾序列如下：</p><p>　　①進入主萃取精餾塔，目的是得到符合標準的產(chǎn)品乙酸乙酯，在近塔頂位置加入萃取劑丙三醇，在精餾塔塔頂可以得到99%（mol）的高純度乙酸乙酯，塔釜中得到的是乙酸乙酯、乙

107、醇、水以及丙三醇的混合物。</p><p>　?、谶M入輔助精餾塔，在塔頂?shù)玫揭宜嵋阴?、乙醇、水的混合物，基本做到了乙酸乙酯與乙醇的回收，塔底是水和丙三醇的混合物，其中含有少量的乙醇。</p><p>　?、圻M入副萃取精餾塔，目的是除去輔助精餾塔塔頂產(chǎn)物中的水，同樣在近塔頂位置加入萃取劑丙三醇，在塔頂?shù)玫教釢夂蟮囊宜嵋阴?、乙醇、水混合物，塔底是丙三醇與水的混合物。</p>&l

108、t;p>　?、芨陛腿【s塔塔頂產(chǎn)物進入乙醇回收塔，在塔釜得到乙醇與水的共沸物，返回反應(yīng)工段，塔頂?shù)玫胶休^高濃度乙酸乙酯和乙醇的水溶液，由于總量已較小，該混合物不再進行分離，而是作為無苯天那水溶液（香蕉水）的粗原料出售。</p><p>　?、葜鞲陛腿【s塔得到的含丙三醇與水的混合液，在丙三醇回收塔中進行減壓蒸餾，由于丙三醇與水的相對揮發(fā)度甚大，極易在塔頂把其中的水分及其他易揮發(fā)雜質(zhì)蒸出，塔釜得到高濃度的丙

109、三醇，可以返回前一工段用于萃取精餾。</p><p><b>　　4.4 物料衡算</b></p><p>　　4.4.1 衡算原理</p><p>　　物料衡算的理論基礎(chǔ)是質(zhì)量守恒定律。</p><p>　　物料衡算它是指進入一個裝置（或設(shè)備）的主物料的量（包括損失量）和系統(tǒng)內(nèi)部積累起來的物料的量。進行物料衡算時，首先

110、必須確定衡算的體系，對一般體系，均可表示為：輸入量＝輸出量＋積累量</p><p>　　對于有化學(xué)反應(yīng)的系統(tǒng)，可表示為：物料輸入量=物料輸出量－生產(chǎn)量+物料消耗量－積累量</p><p>　　當系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時為：物料輸入量=物料輸出量</p><p>　　表4-2 反應(yīng)工段物料平衡狀況</p><p>　　表4-3 分離工段物料衡算<