年产3万吨乙酸乙酯 - 毕业设计说明书(3)

2019-09-02 18:54

201.0中含有:

乙醛:3900?0.999?3896.1kg/h 水:3900?(1-0.999)?3.9kg/h 201.1中含有:

3896.1?0.999?493.88kg/h

8140则催化剂原料中含:乙酯:493.88??395.1kg/h

1755 铝:493.88??14.11kg/h

17528 乙醇:493.88??79.02kg/h

1752 氯化铝:493.88??5.64kg/h

175催化剂用量为 :

乙醇和铝在催化剂的作用下生成乙醇铝:

2Al+6CH3CH2OH53.9614.11x0.98276.3670.85 2Al(CH3CH2O)+3H2324.3283.12

201.1物流中需加入60kg/h的乙醇来保护催化剂中的乙醇铝,防止其水解失效。 201.1中含有:

乙酸乙酯:395.1kg/h

铝:14.11?(1?0.98)?0.28kg/h 乙醇:79.2?70.85?60?68.17kg/h 其它轻组分:5.64?0.28?5.92kg/h 乙醇铝:83.12kg/h

301.1流股中为纯度为99.9%的乙醛,其他为乙酸乙酯。因此301.1物料中含有: 乙醛:51.65?0.999?51kg/h 乙酸乙酯:51.65?0.001?0.51kg/h 反应器中主反应方程式如下:

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2C2H4O88.103947.10 x0.992x0.896副反应方程式如下:

C2H4O + 2C2H6O123.192.14C4H8O288.123327.13

C6H14O2118.1796.58+H2O18.0210.734021.06x0.896x0.014154.88

因此在201.2流股中含有:

乙酯:3327.13?0.896?0.992?395.61?3722.74kg/h 乙醛:3947.1?(1?0.896)?517.07kg/h 乙缩醛:96.58kg/h

水: 3.9?10.73?14.63kg/h 乙醇:13.29kg/h 乙醇铝:83.12kg/h 其它微量杂量:5.92kg/h

总进口流量为:W进口=3947.1?395.61?103.17?5.92?3.9?83.12?4488.35kg/h 总出口流量为:W出口=3722.74?517.07?48.29?14.29?14.63

?96.58?5.92?83.12?4488.35kg/h

表3.3 一步缩合釜物料衡算表

乙酸乙酯 乙醛 乙醇 水 乙缩醛 轻组分 乙醇铝 总计

进口物料 /(kg/h) 395.61 3947.1 68.17 3.9 96.58 5.92 83.12 4488.35

出口物料 /(kg/h) 3722.74 517.07 48.29 14.63 96.58 5.92 83.12 4488.35

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3.3 二步缩合反应釜的物料衡算

201.2 R202 202.1 图3.3 二步缩合物料平衡简图

二步缩合反应釜的出口物流中: 主反应方程式为:

2C2H4O88.10517.07x0.998x0.992C4H8O288.12458.5

副反应方程式为:

C2H4O + 2C2H6O123.192.14C6H14O2118.1712.99+H2O18.021.44

517.07x0.893x0.0087.38所以,在202.1流股中:

乙酸乙酯:3722.74?458.5?4181.24kg/h 乙醛:517.07?(1?0.893)?55.32kg/h 乙缩醛:12.99?96.58?109.57kg/h 水:14.63?1.44?16.07kg/h 其它轻组分:5.92kg/h 乙醇:13.29?7.38?5.91kg/h 氯化铝:5.74kg/h 乙醇铝 :83.12kg/h 二步缩合反应器中:

W进口?3722.74?517.07?48.29?14.29?14.63

?96.58?5.92?83.12?4488.35kg/h

W出口? 4181.24?55.32?40.91?16.07?109.57?5.92

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?83.12?4488.35kg/h

表3.4 二步缩合釜物料衡算表

乙酸乙酯 乙醛 乙醇 水 乙缩醛 乙醇铝 总计

进口物料 kg/h 3722.74 517.07 13.29 14.63 96.58 83.12 4488.35

出口物料 kg/h

4181.24 55.32 40.91 16.07 109.57 83.21 4488.35

3.4单效蒸发器的物料衡算

此过程主要目的是为了破坏物流中的乙醇铝催化剂。

E30 301.2 202.1 301.3 图3.4 单效蒸发器物料平衡简图

该过程中发生的化学反应为乙醇铝的水解:

301.1 3H2O + Al(CH3CH2O)3 54.0627.7416283.123CH3CH2OH +Al(OH)313870.817840.42

301.1流股中含有氢氧化铝、铝和氯化铝重组分,重组分被完全脱除,并且301.1流股中重组分的质量分数为0.27,则可求得301.1物流中总质量流量为:

40.02?5.92?170.81kg/h

0.27乙缩醛在301.1流股中所占的质量分数为5%,则301.1流股中含: 乙酸乙酯:170.81?0.95?162.27kg/h 乙缩醛:170.81?0.05?8.54kg/h 202.1流股是来自二步缩合釜的出口物料。

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301.3流股中:

乙醛:55.32?2.1?57.42kg/h 乙醇:5.91?70.81?6.877?83.59kg/h 水:16.7?0.65?26?27.74?15.61kg/h 乙缩醛:109.57?8.54?101.06kg/h 乙酯:9.98?4181.24?162.27?4118.97kg/h

301.1流股为氢氧化铝混合物,包括微量的铝和氯化铝:(去回收工段)

Al(OH)3 :40.02kg/h 铝 :0.28kg/h 氯化铝:5.61kg/h 乙酯:162.27kg/h 乙缩醛:8.54kg/h 301.2流股中:

水:0.65?26?26.65kg/h 乙醇:2.31kg/h 乙酸乙酯:21.6kg/h 乙醛:2.91kg/h

表3.5 单效蒸发器物料衡算表

乙酸乙酯 乙醛 乙醇 水 乙缩醛 乙醇铝 总计

进口物料 kg/h 4268.12 57.54 59.79 42.72 109.57 83.21 4488.35

出口物料 kg/h 4268.12 57.54 130.6 15.61 109.57 4488.35

3.5脱乙醛塔的物料衡算

在该塔中,塔顶轻组分乙醛的质量分数xD1=0.999,塔底轻组分乙醛的质量分数xw=0.0001。

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