二〇〇八年八月 浙江杭州
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前 言
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。
目前，国内外市场需求量不断增长。在人类日益注重环保的今天，在涂料、油墨生产中采用高档溶剂是大势所趋。作为高档溶剂，乙酸乙酯在国内外的应用在持续稳定增长，建筑、汽车等行业的迅速发展，也会带动对乙酸乙酯类溶剂的需求。
本项目拟采用乙醇脱氢法生产乙酸乙酯。只需要乙醇一种原料，经过单一催化剂脱氢后直接得到乙酸乙酯，简称一步法。
本设计小组根据化工设计的原则，在查阅各种相关文献的基础上，对原料、厂址等进行了选择，同时对工艺路线、自动控制、管路等进行了设计，还对生产成本、环境效益等进行了分析估算。并将设计结果分列于以下各章节。这个设计工作的特点在于：
（1）本项目的原料是广西贵糖集团乙醇厂用生物发酵废糖浆制得的95%乙醇，凭借该地区丰富的甘蔗资源和发达的制糖工业，乙醇来源能够得到可靠保证，运输方便，价格低廉，同时符合国家对发酵法制乙醇的相关规定，绿色环保；
（2）本项目采用乙醇脱氢法工艺生产乙酸乙酯，有反应温和，各种反应条件变化弹性大，工艺简单，容易操作等特点，相对于传统工艺，基本无腐蚀和三废排放。该工艺具有良好的“环境效益”, “社会效益”,“经济效益”；
（3）针对乙醇脱氢法产品中副产物成分复杂，难以分离的不足，我们采用了增加加氢反应的方案，使原料乙醇的综合利用率得到提高，减少了主要的副产物乙醛，有利于后续分离的进行，同时使其中微量的羰基化合物（主要是丙酮和丁酮）得到了还原，提高了产品的质量和应用范围；
（4）采用膜分离的方法分离氢气，既做到了提纯氢气，又使其中的乙酸乙
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酯得到回收，减少了常规气体分离中的多级深冷操作，采用以丙三醇为萃取剂的萃取精馏分离乙酸乙酯-乙醇-水中的乙酸乙酯，自行设计了精馏流程，在分离出高纯度乙酸乙酯（99%mol）的同时，回收了绝大部分的丙三醇和大部分的乙醇。分离后剩余的乙酸乙酯和乙醇混合溶液以无苯天那（香蕉水）的形式外售，满足当地油漆产业的需要又增加了利润。
（5）采用热集成技术，大大降低了能量消耗，每吨乙酸乙酯的蒸汽消耗量从文献报道的5~6吨节省至3吨左右（中压蒸汽按价格折成了低压蒸汽），冷却水用量也得到了大幅度的缩减。
（6）生产过程中产生的废渣为锅炉煤渣和失活的金属催化剂，在环境保护方案中均得到了妥善的处理，废水主要为精馏产生的含有微量乙酸乙酯、乙醇和丙三醇的水，在自建的污水处理池处理达到国家相关标准后直接排放，基本无废气。
整个设计的具体结果分列于以下各章节。
由于水平有限，如设计存在的不妥或遗漏之处，希望诸位前辈予以批评指正。
浙江工业大学尤里卡设计小组
2008年8月
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目 录
1
总 论 ................................................................................................................................. - 10 -1.1
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
项目总述 ............................................................................................................ - 10 -
项目可行性分析 ........................................................................................ - 11 - 项目审核 .................................................................................................... - 11 - 厂区及生产概况 ........................................................................................ - 11 - 原料来源 .................................................................................................... - 11 - 设计工艺 .................................................................................................... - 12 -
2
总图运输 ........................................................................................................................... - 13 -2.1
2.1.1 2.1.2 2.1.2.1 2.1.2.2 2.1.2.3 2.1.2.4 2.2 2.2.1 2.2.2
厂址概况 .................................................................................................... - 13 - 厂址的地理位置、地形、地貌概况及交通运输条件 ............................ - 13 - 基础设施建设 ............................................................................................ - 15 -
供水工程 ............................................................................................ - 15 - 排污工程 ............................................................................................ - 15 - 供电工程 ............................................................................................ - 15 - 通信工程 ............................................................................................ - 15 - 工厂布置 .................................................................................................... - 15 - 厂区概况 .................................................................................................... - 15 - 厂区布置与规划 ........................................................................................ - 15 -
3
工艺设计方案.................................................................................................................... - 18 -3.1
概述 .................................................................................................................... - 18 - 3.1.1 生产规模 .................................................................................................... - 18 - 3.1.2 原料 ............................................................................................................ - 18 - 3.1.3 产品规格 .................................................................................................... - 18 - 3.2 工艺设计方案 .................................................................................................... - 18 -
3.2.1 原料路线确定的原则和依据 .................................................................... - 18 - 3.2.1.1 乙醇乙酸酯化法 ................................................................................ - 19 - 3.2.1.2 乙醇乙酸酯化法 ................................................................................ - 19 - 3.2.1.3 乙烯加成法 ........................................................................................ - 20 - 3.2.1.4 乙醇脱氢法 ........................................................................................ - 20 - 3.2.2 工艺方案设计及说明 ................................................................................ - 21 - 3.2.2.1 流程简介 ............................................................................................ - 21 - 3.3 物料衡算 ............................................................................................................ - 23 -
3.3.1 衡算原理 .................................................................................................... - 23 - 3.4 热量衡算 ............................................................................................................ - 24 -
3.4.1 衡算原理 .................................................................................................... - 24 - 3.4.2 衡算结果 .................................................................................................... - 24 - 4
设备设计方案.................................................................................................................... - 25 -4.1
设计原则 ............................................................................................................ - 25 - 4.1.1 反应器设计原则 ........................................................................................ - 25 - 4.1.2 塔设备设计原则 ........................................................................................ - 25 -