备和控制手段,编制开题报告工艺流程方框图、开题报告;
(2)根据原料、产品和生产规模,绘制工艺流程草图,进行物料衡算和热量衡算物料平衡图、原料消耗、能量消耗综合表;
(3)进行主体设备和辅助设备的工艺计算与设备选型,并列出设备一览表;(4)绘制主体设备图;(5)绘制带控制点的工艺流程图;(6)进行生产车间布置设计生产车间平面布置图和立面布置图;(7)进行技术分析、经济效益分析、安全评价与环保评价。22设计方案的确定目前在世界范围内,上述四种工艺都已经投入运行,但在国内投入运行的只有酯化法、乙醛缩合法、乙醇脱氢法,乙酸乙烯加成法在国内还不够成熟。酯化法中新研究出的催化剂造价过高,乙醇脱氢法适合在乙醇产量高的地区或者是价格廉价的地区较合适,日本所有的乙酸乙酯都是采用乙醛缩合法并且综合上面的概述中几种工艺的对比,本课题采用乙醛缩合法生产乙酸乙酯。221反应原理
乙醛缩合法制乙酸乙酯可分为三个阶段:催化剂的制备、乙醛的缩合反应、催化剂的脱除和精馏提纯。
(1)乙醛的缩合反应反应在两个串联的反应器中进行,第一个是釜式的反应器,第二个也是采用釜
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f式的反应器。反应方程式为:CH3CHOAlOC2H53CH3COOC2H5
这样做的好处是,在第一个反应器之中,反应剧烈放出大量的热量,采用釜式的反应器搅拌的均匀,易于把热量移出,相对于管式的来说,温度易于控制,虽然转化率情况有所降低,但反应的可控性、安全性提高;第二个也采用釜式的反应器,是考虑到反应进行到后来,放热量已经不多,而且造价低。图22为缩合工序的流程简图。
乙醛
催
来自一塔
化
塔顶的乙
剂
醛
一步缩合
二步缩合去蒸发工序
图22缩合工序的流程简图
(2)催化剂的脱除我们通过加水的方法破坏掉催化剂,然后经过蒸发器将粗乙酸乙酯蒸出,氢氧化铝残液从下面排除,残液再经过一个分离器进一步分离出氢氧化铝,液体部分可以再返回蒸发器。
来自二步缩合反应器的混合物
水蒸发
去第一蒸馏塔
残渣
(3)精馏提纯
图23蒸发工序流程简图
我们采用了三塔的模式,三塔均是常压操作,一塔脱乙醛;二塔脱出乙醇,脱出的乙醇用作生产催化剂;第三塔,塔上得到产品,塔下出重组分。同时还可以设计一个小塔,用来分离第三塔得到的重组分,有效地分离较纯副产物乙缩醛,产出乙缩醛,做到了副产品的有效利用。
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f来自蒸发器的精乙酸乙酯
去缩合工序
脱乙醛
去催化剂制备工序
脱乙醇
成品乙酸r