年产量6500吨乙酸乙酯生产的的工艺设计
年产量6500吨
乙酸乙酯的生产工艺设计
专业：化学工程与工艺
姓名：*******
学号：**********
指导教师：某某
化学与材料学院
2014年5月
课程设计任务书
一、设计时间及地点
1、设计时间：2014年5月26日—— 6月6日
具体安排：
2014年5月26日上午教师组织学生分组，布置课程设计任务
2014年5月26日下午学生开始查阅资料，整理资料，理出设计思路
2014年5月27日开始学生在教师指导下开始进行课程设计计算
2014年6月3日开始学生在教师指导下编写设计说明书并绘制图纸
2014年6月6日上午分组进行答辩
2、设计地点：5#楼402教室
二、设计目的和要求
通过课程设计，要求更加熟悉工程设计基本内容，掌握化学反应器设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力、独立工作和创新能力。
三、设计题目和内容
设计题目：年产量6500T乙酸乙酯酯，乙酸的转化率为45%的反应器的设计。乙酸乙酯酯化反应的化学式为：
CH3COOH+C2H5OH=====CH3COOC2H5+H2O
A B R S
原料中反应组分的质量比为：A：B：S=1：2：1.35
反应液的密度为1020kg/m3，并假定在反应过程中不变。
每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1h，
每天计24h每年300d。
反应在100℃下等温操作，其反应速率方程如下
r R=k1(C A C B－C R C S/K)
100℃时，k1=4.76×10-4L/(mol·min)，平衡常数K=2.92。
反应器的填充系数f=0.8，为此反应设计一个反应器。
四、设计方法和步骤
1、设计方案简介
根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有资料的分析对比，初步确定工艺流程。对选定的工艺流程、主要设备的型式以及数值积分计算等进行简要的论述。
2、主要设备的工艺设计计算
①反应的物料衡算、热量衡算、动量衡算
②催化剂床层高度计算
③出口转化率计算
3、典型辅助设备的选型和计算:
包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定
4、制图：
①绘制带控制点的工艺流程图
②绘制主体设备图
③绘制温度、转化率、压力与床层高度L曲线
5、编写设计说明书
五、设计成果的编制
本课程的设计任务要求学生做设计说明书1份、图纸3张。各部分具体要求如下：
（一）设计说明书的内容与顺序：
1、封面（包括题目、学生班级、学生姓名、指导教师姓名等）
2、设计任务书
3、目录
4、正文
4.1 绪论：工艺生产技术方法及进展，反应动力学概述、设计任务的意义、设计结果简述
4.2 设计方案简介
4.3 物料流程图及说明
4.4 设计计算说明书（包括装置的工艺计算：物料衡算、热量衡算、动量衡算，反应器床层计算）
4.5 装置流程图（带控制点的工艺流程图和主体设备图）及其说明
4.6 设计结果概要
4.7 设计体会及今后的改进意见
5、参考文献
6、主要符号说明（必须注明意义和单位）
说明书必须书写工整、图文清晰。说明书中所有公式必须写明编号。
（二）设计图纸的要求：
1、流程图：
要求画“生产装置工艺流程图”一张，图纸大小为A2。
本图应表示出装置、单元设备、辅助设备和机器、管道、物料流向。
以线条和箭头表示物料流向，并以指引线表示物料的流量、温度和组成等。辅助物料的管线以较细的线条表示。
工艺物料管道用粗实线，辅助物料管道用中粗线，其他用细实线。横向管道标注在管道上方，竖向管道标注在管道右侧。辅助物料（如冷却水、加热蒸汽等）的管线以较细的线条表示。
图表和表格中的所有文字写成长仿宋体。
设备以细实线绘制，画出能够显示形状特征的主要轮廓。设备的高低和楼面高低的相对位置一般也按比例绘制。设备的位号、名称标注在相应设备图形的上方或下方，或以指引线引出设备编号，在专栏中注明每个设备的位号、名称等。
2、主体设备图：
本设计要求画主体设备详图一张，图纸大小为A1。表示其结构形式、尺寸（表示设备的尺寸，如圆筒形设备的直径等）、技术特性等。
设备图基本内容有：
视图：一般用主视图、剖面图或俯视图表示主要设备结构形状；
尺寸：图上应注明设备直径、高度以及表示设备总体大小和规格的尺寸；
技术特性表：列出设备操作压力、温度、物料名称、设备特性等；
标题栏：说明设备名称、图号、比例、设计单位、设计人、审校人等。
本设计标题栏规定如下所示：
图纸要求：投影正确、布置合理、线型规范、字迹工整。
（三）参考文献的格式：
期刊类：（序号）作者1，作者2，……作者n，文章名，期刊名（版本），
出版年，卷次（期次）。
图书类：（序号）作者1，作者2，……作者n，书名，版本，出版地：出版社，出版年。
六、评分标准及成绩评定
1.课程设计成绩评定应以学生出勤情况、工作态度、完成工作任务的情况、设计说明书和图纸以及答辩情况为依据。
2.课程设计的成绩采用五级计分制即优秀、良好、中等、及格、不及格。
3.评分标准：
优秀：能圆满地完成课题任务，设计说明书内容完整、计算正确、层次分明，说明书书写规范，图纸符合要求，独立工作能力强，工作态度认真；答辩时概念清楚，回答问题正确。
良好：能较好地完成课题任务；设计说明书完整、计算及论述基本正确；说明书写书规范，图纸符合要求，工作态度认真，答辩时概念较清楚，回答问题基本正确。
中等：完成课题任务，出勤好，设计说明书的内容基本完整、计算及论述无原则性错误；说明书的书写基本规范，图纸质量一般；工作表现较好；答辩时能回答所提出的主要问题，且基本正确。
及格：基本完成课题任务；设计说明书，质量一般，无大的原则性错误；说明书的书写不够规范，图纸不够完整；答辩时讲述不够清楚，对任务涉及的问题基本上能够回答，虽有错误，但不是重大原则错误。
不及格：没有完成课题任务或设计说明书（论文）中有重大原则性错误，答辩中逻辑混乱，概念不清。
七、参考文献
[1] 郭锴等编著.《化学反应工程》.第二版.化学工业出版社，2007.
[2] 陈甘棠主编．《化学反应工程》．第三版．化学工业出版社，2009
[3] 周大军、揭嘉主编.《化工工艺制图》.化学工业出版社，2005
[4] 陈国桓主编．《化工机械基础》．第二版. 化学工业出版社，2007
[5] 姚玉英主编．《化工原理》．修订版.天津科学技术出版社，2006
[6] 印永嘉等主编．《物理化学简明教程》.第四版．高等教育出版社，2007
[7] 李少芬主编，反应工程[M]，北京：化学工业出版社，2010.2
[8] 冯新，宣爱国．化工热力学[M]．.北京：化学工业出版社，2009
[9] 舒均杰．基本有机化工工艺学（第2版）[M]．北京：化学工业出版社，2004
[10] 丁伯民, 黄正林编. 《化工容器》[M]. 化学工业出版社. 2003.
[11] 王凯, 虞军编. 搅拌设备[M]. 北京: 化学工业出版社. 2003
[12] 陈志平, 曹志锡编. 《过程设备设计与选型基础》[M]. 浙江: 浙江大学出版
社. 2007
八、课程设计期间纪律：
设计期间学生仍要按上课时间正常出勤，按时到教室做设计。
1.在设计期间有要事的学生须向自己的指导教师履行请假手续。不履行请假手续的视为旷课。
2.除请假外，学生可以利用较短时间内去图书馆借阅资料。借资料时须提前在教室黑板写明姓名、事由、外出起止时间。
3.设计期间要保持教室纪律，不能大声喧哗，影响周边教室正常上课。
目 录
绪论 2 第1章 设计任务及条件 ........................................................................................................... 2 第2章 工艺设计 ..................................................................................... 错误！未定义书签。
2.1原料的处理量 ..................................................................................................................... 2 2.2原料液起始浓度 ................................................................................................................. 2 2.3反应时间 ............................................................................................................................. 3 2.4反应体积 ............................................................................................................................. 3 第3章 热量核算 .. (4)
3.1工艺流程 ............................................................................................................................. 4 3.2物料衡算 ............................................................................................................................. 4 3.3能量衡算 .. (4)
3.3.1热量衡算总式 (4)
3.3.2每摩尔各种物值在不同条件下的
,p m
c 值 (5)
3.3.3各种气象物质的参数如下表 .................................................................................. 6 3.3.4每摩尔物质在100℃下的焓值 ............................................................................... 7 3.3.5总能量衡算 .. (8)
第4章 反应釜釜体设计 (9)
4.1反应器的直径和高度 ......................................................................................................... 9 4.2筒体壁厚的设计 (10)
4.2.1设计参数的确定 .................................................................................................... 10 4.2.2筒体的壁厚 ............................................................................................................ 10 4.3釜体封头厚 ....................................................................................................................... 10 第5章 反应釜夹套的设计 .. (11)
5.1夹套DN 、PN 的确定 (11)
5.1.1夹套的DN ............................................................................................................. 11 5.1.2夹套的PN .............................................................................................................. 11 5.2夹套筒体的壁厚 ............................................................................................................... 11 5.3夹套筒体的高度 ............................................................................................................... 12 5.4夹套的封头 .. (12)
5.4.1封头的厚度 ............................................................................................................ 12 5.5传热面积校核 ................................................................................................................... 12 第6章 反应釜釜体及夹套的压力试验 (13)
6.1釜体的水压试验 (13)
6.1.1水压试验压力的确定 ............................................................................................ 13 6.1.2水压试验的强度校核 ............................................................................................ 13 6.1.3压力表的量程、水温 ............................................................................................ 13 6.1.4水压试验的操作过程 ............................................................................................ 13 6.2夹套的液压试验 (14)
6.2.1水压试验压力的确定 (14)
6.2.2水压试验的强度校核 (14)
6.2.3压力表的量程、水温 (14)
6.2.4水压试验的操作过程 (14)
第7章搅拌器的选型 (15)
7.1搅拌桨的尺寸及安装位置 (15)
7.2搅拌功率的计算 (15)
7.3搅拌轴的的初步计算 (16)
7.3.1搅拌轴直径的设计 (16)
7.3.2搅拌抽临界转速校核计算 (17)
7.4联轴器的型式及尺寸的设计 (17)
结论17 参考书目18
绪论
反应工程课程设计是《化工设备机械基础》和《反应工程》课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性，学习初次尝试反应釜机械设计。化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己做出决策，根据老师给定的设计要求自己选择方案、查取数据、进行过程和设备的设计计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。
反应工程是培养学生设计能力的重要实践教学环节。在教师指导下，通过裸程设计，培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。因此，当学生首次完成该课程设计后，应达到一下几个目的：
1、熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的
数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。
2、在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要
求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。
3、准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。
4、用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算
结果。
化工设备机械基础课程设计是一项很繁琐的设计工作，而且在设计中除了要考虑经济因素外，环保也是一项不得不考虑的问题。除此之外，还要考虑诸多的政策、法规，因此在课程设计中要有耐心，注意多专业、多学科的综合和相互协调。
摘要：本选题为年产量为年产6500T的间歇釜式反应器的设计。通过物料衡算、热量衡算，反应器体积为3
32m、换热量为h
203
.
0。设备设计
kmol/
结果表明，反应器的特征尺寸为高3430mm，直径3200mm；夹套的特征尺寸为高2550mm，内径为3400mm。搅拌器的形式为圆盘式搅拌器，搅拌轴直径60mm。在此基础上绘制了设备条件图。本设计为间歇釜式反应器的工业设计提供较为详尽的数据与图纸。
关键字：间歇釜式反应器; 物料衡算; 热量衡算; 壁厚设计;
第1章 设计任务及条件
1.1设计任务及条件
乙酸乙酯酯化反应的化学式为：
CH 3COOH+C 2H 5OH=====CH 3COOC 2H 5+H 2O A B R S
原料中反应组分的质量比为：A ：B ：S=1：2：1.35，反应液的密度为1020kg/m 3，并假定在反应过程中不变。每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1h ，每天计24h 每年300d 每年生产7200h 。反应在100℃下等温操作，其反应速率方程如下
r R =k 1(C A C B －C R C S /K) [1]
100℃时，k 1=4.76×10-4L/(mol ·min),平衡常数K=2.92。乙酸的转化率XA=0.45，反应器的填充系数f=0.8，为此反应设计一个反应器。
2.1原料的处理量
根据乙酸乙酯的产量可计算出每小时的乙酸用量为
h kmol Q /797.2245
.024300881065003
=????=
由于原料液的组成为 1+2+1.35=4.35Kg 单位时间的处理量
h m Q /833.51020
35
.460797.2230=??=
2.2原料液起始浓度
L mol c A /910.383
.5797
.220==
乙醇和水的起始浓度
L mol c B /2.1046
2
60910.30=??=
L mol c S /595.1718
35.160910.30
=??=
将速率方程变换成转化率的函数
)1(0A A A X c c -= A A B B X c c c 00-= A A R X c c 0=
A A S S X c c c 00+=
2
021)(A A A A c cX bX a k r ++=
其中：609.2910
.32
.1000===
A B c c a 150.5)92
.2910.3595
.17910.32.101().1(0000-=?++-=++
-=K c c c c b A S A B 658.092
.21111=-=-
=k c 433.4658.0609.24)150.5(422=??--=-ac b
2.3反应时间
?
++=A f
X A
A A
A cX bX a dX c k t 0
2
11 a
X ac b b a X ac b b ac
b c k Af Af A 2)4(2)4(ln
412
22
01+--+-+-=
m i n 205609
.2245.0)433.4150.5(609
.2245.0)433.4150.5(ln 433.4910.31076.414
=?+?--?+?+-???=
- 2.4反应体积
300762.25)160
205
(
833.5)(m t t Q V r =+?=+= 反应器的实际体积
3203.328
.0762.25m f V V r ===
第3章 热量核算
3.1工艺流程
反应釜的简单工艺流程图
3.2物料衡算
根据乙酸的每小时进料量为22.797kmol ，在根据它的转化率和反应物的初始质量比算出各种物质的进料和出料量，具体结果如下表：
3.3能量衡算 3.3.1热量衡算总式
1234Q Q Q Q ++=
式中：1Q 进入反应器物料的能量，KJ
2Q ：化学反应热，KJ
3Q ：供给或移走的热量，有外界向系统供热为正，有系统向外界移去热量为负，KJ 4Q ：离开反应器物料的热量，KJ
3.3.2每摩尔各种物值在不同条件下的,p m c 值
对于气象物质，它的气相热容与温度的函数由下面这个公式计算：
23,p m c A BT CT DT =+++[2]
各种液相物质的热容参数如下表[3]：
液相物质的热容参数
由于乙醇和乙酸乙酯的沸点为78.5℃和77.2℃，所以： (1) 乙醇的,p m c 值
()23,,351.5p m l K c A BT CT DT =+++
1325367.444218.425210351.57.2972610351.5 1.0522410351.5---=-+??-??+?? 67.4442647.64578901.5929456.9733=-+-+
11135.5820J mol K --=??
同理：
(2) 乙酸乙酯的,p m c 值
()23,,350.2p m l K c A BT CT DT =+++
13253155.94 2.369710350.2 1.997610350.20.459210350.2---=+??-??+?? 155.9482.9395244.9857197.2197=+-+
11191.1135J mol K --=??
(3) 水的,p m c 值
()223,,,373p m H O l K c A BT CT DT =+++
1325350.8111 2.12938103730.630974103730.064831110373---=+??-??+?? 50.811179.44265987.7867833.64418=+-+
1176.111J mol K --=??
(3) 乙酸的,p m c 值
()23,,373p m l K c A BT CT DT =+++
132365.98 1.469103750.151********--=+??-??+? 65.9855.087521.09380=+-+
1199.9737J mol K --=??
3.3.3各种气象物质的参数如下表
[4]
(1) 乙醇的,p m c 值
()23,,g,373p m K c A BT CT DT =+++
152836.731842 2.3152861037312.1162610373 2.49348210373---=+??-??+?? 6.73184286.360216.8572 1.2940=+-+
1177.5288J mol K --=??
(2) 乙酸乙酯的,p m c 值
()23,g,373p m K c A BT CT DT =+++
1528324.54275 3.288173103739.92630210373 1.99899710373---=+??-??+?? 24.54275123.306513.8134 1.0374=+-+
11135.0733J mol K --=??
3.3.4每摩尔物质在100℃下的焓值
(1) 每摩尔水的焓值
()()
()2373
3r 2,,,373298
76.1111037329840.688vap m m H O p m H O l K H c dT H -?=+?=??-+?
140.3963KJ mol -=?
同理：
(3) 每摩尔的乙醇的焓值
()()
(
)351.5
373
r 32,32,,351.5,32,,373298
351.5
vap m m CH CH OH p m CH CH OH l C
p m CH CH OH l C
H c dT H c dT ???=+?+?
?
()()33135.582010351.529838.74477.528810373351.5--=??-++??-
7.253638.744 1.6669=++
147.6645KJ mol -=?
(4) 每摩尔乙酸的焓值
()(
)()373
3r
3,3,,373298
99.973710373298m CH COOH p m CH COOH l C
H c dT ?-==??-?
17.4980KJ mol -=?
(5) 每摩尔乙酸乙酯的焓值
()()
(
)350.2
373
r 323,323,,350.2,323,,373298
350.2
vap m m CH COOOCH CH p m CH COOOCH CH l C
p m CH COOOCH CH l C
H c dT H c dT
???=+?+?
? ()()3
3
191.113510350.229830.539135.0733********.2--=??-++??-
9.976130.539 3.0797=++
143.5948KJ mol -=?
3.3.5总能量衡算
（1）1Q 的计算
)
323(323)23(232023m 31Q CH COCH CH m r CH COCH CH OH CH CH m r OH CH CH H m r O H COOH CH r COOH CH H n H n H H H n ??+??+??+??=）（）（
95
.71496745948.431006645.4710470.593963.4010587.1024980.710797.223333=?+??+??+??=（2）2Q 的计算
3253252CH COOH C H OH CH COOC H H O +=+
)
(10259.10)3()23()323()2(32CO O H CH m r O H CH CH m r O CCH CH CH m r O H m r H H H H Q ?+?-?+???=607
.2957526645.47-4980.7-5948.433963.4010259.103=+??=）
（
（3）4Q 的计算
)
323(323)
2(2)23(23)3(34OCCH CH CH m r OCCH CH CH l
O H m r l O H OH CH CH m r l OH CH CH COOH CH m r l COOH CH H n H n H n H n Q ??+??+??+??=
56
.74454275948.4310259.106645.4710211.493963.4010846.1124980.710538.123333=??+??+??+??=因为： 1234
Q Q Q Q ++= 即：7445427.56=Q +295752.607+7149674.953 求得：h kmol Q /03=
0Q 3=，故系统与外界无热量交换，不需要换热器。
第4章 反应釜釜体设计
4.1反应器的直径和高度
在已知搅拌器的操作容积后，首先要选择罐体适宜的高径比（H/D i ），以确定罐体的直径和高度。选择罐体高径比主要考虑以下两方面因数：
1、 高径比对搅拌功率的影响：在转速不变的情况下，3i D p α（其中D —搅拌器直径，P —搅拌功率），P 随釜体直径的增大，而增加很多，减小高径比只能无谓地消耗一些搅拌功率。因此一般情况下，高径比应选择大一些。
2、 高径比对传热的影响：当容积一定时，H/D i 越高，越有利于传热。
[6]假定高径比为H/D i =1.2，先忽略罐底容积
???
? ??≈
≈
i i i D H D H D V 344
π
π
[7]
m D i 24.3=
取标准mm m D i 32002.3==
表3—2 用标准椭球型封头参数见表[8]
mm m D V H i 343043.34
2.361.420
3.3242==?-=?-=
π
πυ 釜体高径比的复核
08.13200
34702==+=i i D h H D H 满足要求
4.2筒体壁厚的设计 4.2.1设计参数的确定
[9]
的设计压力
P c =1.1P=1.1×0.4MPa=0.44MPa
该反应釜的操作温度为100℃，设计温度为120℃。 由此选用16MnR 卷制
16MnR 材料在120℃是的许用应力[σ]t =170MPa 焊缝系数的确定
取焊缝系数φ=1.0（双面对接焊，100％无损探伤） 腐蚀裕量C 2=2mm
4.2.2筒体的壁厚
计算厚度
[]mm P D P S c
t
i
c 1465.444
.0117023200
44.02=-???=
-Φ=
σ[10]
钢板负偏差 mm C 8.01= 设计厚度 mm C S S d 1465.621465.42=+=+= 名义厚度
mm C S S d n 78.01465.61=+=++=圆整
按钢制容器的制造取壁厚 mm S n 8=
4.3釜体封头厚
计算厚度
[]mm P D P S c
t
i
c 15.444
.05.0117023200
44.05.02=?-???=
-Φ=
σ
钢板负偏差 mm C 6.01= 设计厚度 mm C S S d 15.6215.42=+=+= 名义厚度
mm C S S d n 78.015.61=+=++=圆整
按钢制容器的制造取壁厚 mm S n 8=
第5章 反应釜夹套的设计
5.1夹套DN 、PN 的确定 5.1.1夹套的DN
由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知：
mm D D i j 34002003200200=+=+=
5.1.2夹套的PN
由设备设计条件可知，夹套内介质的工作压力为常压，取PN=0.25MPa ，由于压力不高所以夹套的材料选用Q235—B 卷制
Q235—B 材料在120℃是的许用应力[σ]t =113MPa 焊缝系数的确定
取焊缝系数φ=1.0（双面对接焊，100％无损探伤） 腐蚀裕量C 2=2mm
5.2夹套筒体的壁厚
计算厚度
[]mm P Dj P S c
t
c 77.325.0111323400
25.02=-???=-Φ=
σ 钢板负偏差 mm C 8.01= 设计厚度 mm C S S d 77.5277.32=+=+= 名义厚度
mm C S S d n 78.077.51=+=++=圆整
按钢制容中DN=3400mm 的壁厚最小不的小于8mm 所以取
mm S n 8=
5.3夹套筒体的高度
m D v
fV H i j 63.22.34
61
.4203.328.04
2
2
=?-?=
-=
π
π
5.4夹套的封头 5.4.1封头的厚度
夹套的下封头选标准椭球封头，内径与筒体（mm D j 3400=）相同。夹套的上封头选带折边形的封头，且半锥角?=45α。 计算厚度
[]mm P Dj P S c t
c 77.325
.05.0111323400
25.05.02=?-???=-Φ=
σ 钢板负偏差 mm C 8.01= 设计厚度 mm C S S d 77.5277.32=+=+= 名义厚度
mm C S S d n 78.077.51=+=++=圆整
按钢制容中DN=3400mm 的壁厚最小不的小于8mm 所以取
mm S n 8=
带折边锥形封头的壁厚
考虑到风头的大端与夹套筒体对焊，小端与釜体筒体角焊，因此取封头的壁厚与夹套筒体壁厚一致，即mm S n 8=
5.5传热面积校核
由于反应釜内进行的反应是放热反应，产生的热量不仅能够维持反应的不短进行，且会引起反应釜内的温度升高。为防止反应釜内温度过高，在反应釜的上方设置了冷凝器进行换热，因此不需要进行传热面积的校核。如果反应釜内进行的是吸热反应，则需进行传热面积的校核。
课程设计概念设计
课程设计概念设计 荆楚理工学院课程设计任务书 设计题目：3000吨/年乙酸乙酯项目概念设计。 教研室主任：许维秀指导教师：危想平 2019年11月 乙酸乙酯车间工艺设计 一、设计任务 1.设计任务：乙酸乙酯项目概念设计 2.产品名称：乙酸乙酯 3、设计规模：3000吨/年乙酸乙酯 4、开工时间：7000小时/年 3、原料组成：冰醋酸100%、乙醇95%、硫酸93% 4、全装置总收率，损耗分配和设备类型自定 5.产品用途：作为制造乙酰胺、乙酰乙酸酯、甲基庚烯酮、其他有机化合物、合成香料、合成药物等的原料；用于乙醇脱水、乙酸浓缩、萃取有机酸；作为溶剂广泛应用于各 种工业中；食品工业中作为芳香剂等。 二、概述 1．乙酸乙酯性质及用途 乙酸乙酯又名乙酸乙酯，乙酸醚，英文名称Ethyl Acetate或 Acetic Ether Vinegar naphtha.乙酸乙酯是具有水果及果酒芳香的无色透明液体，其沸点为77℃，熔点为-83.6℃，密度为0.901g/cm3,溶于乙醇、氯仿、乙醚和苯等有机溶剂。 乙酸乙酯的重要用途是工业溶剂，它是许多树脂的高效溶剂，广泛应用于油墨、人造革、胶粘剂的生产中，也是清漆的组份。它还用于乙基纤维素、人造革、油毡、着色纸、 人造珍珠的粘合剂、医用药品、有机酸的提取剂以及菠萝、香蕉、草莓等水果香料和威士忌、奶油等香料。此外，还用于木材纸浆加工等产业部门。对于用很多天然有机物的加工，例如樟脑、脂肪、抗生素、某些树脂等，常使用乙酸乙酯和乙醚配制成共萃取剂，它还可 用作纺织工业和金属清洗剂。 2.乙酸乙酯发展状况
（1）国内发展状况 为了改进硫酸法的缺点，国内陆续开展了新型催化剂的研究，如酸性阳离子交换树脂 ﹑全氟磺酸树脂﹑HZSM-5等各种分子筛﹑铌酸﹑ZrO2-SO42－等各种超强酸，但均未用于 工业生产。 国内还开展了乙醇一步法制取乙酸乙酯的新工艺研究，其中有清华大学开发的乙醇脱 氢歧化酯化法，化学工业部西南化工研究院开发的乙醇脱氢法和中国科学院长春应用化学 研究所的乙醇氧化酯化法。 中国科学研究院长春应用化学研究所对乙醇氧化酯化反应催化剂进行了研究，认为采 用Sb2O4-MoO3复合催化剂可提高活性和选择性。化学工业部西南化工研究院等联合开发 的乙醇脱氢一步合成乙酸乙酯的新工艺，已通过单管试验连续运行1000小时，取得了满 意的结果。现正在进行工业开发工作。 近来关于磷改性HZSM-5沸石分子筛上乙酸和乙醇酯化反应的研究表明，用HZSM-5及 磷改性HZSM-5作为乙酸和乙醇酯化反应的催化剂，乙醇转化率变化不大，但酯化反应选 择性明显提高。 使用H3PMo12O40?19H2O代替乙醇-乙酸酯化反应中的硫酸催化剂，可获得的产率为 91.48%,但是关于催化剂的剂量、反应时间和乙醇／乙酸的质量比对产品产量的研究 还在进行之中。 （2）国外发展状况 由于使用硫酸作为酯化反应的催化剂存在硫酸腐蚀性强、副反应多等缺点，近年各国 均在致力于固体酸酯化催化剂的研究和开发，但这些催化剂由于价格较贵、活性下降快等 原因，至今工业应用不多。据报道，美Davy Vekee公司和UCC公司联合开发的乙醇脱氢 制乙酸乙酯新工艺已工业化。 据报道，国外开发了一种使用Pd/silicoturgstic双效催化剂使用乙烯和氧气一步生 成乙酸乙酯的新工艺。低于180℃和在25％的乙烯转化率的条件下，乙酸乙酯的选择性为46％。催化剂中的Pd为氧化中心silicoturgstic酸提供酸性中心。 随着科技的不断进步，更多的乙酸乙酯的生产方法不断被开发，我国应不断吸收借鉴 国外的先进技术，从根本上改变我国乙酸乙酯的生产状况。 三. 乙酸乙酯的生产方案及流程 1.酯化法 酯化工艺是在硫酸催化剂存在下,乙酸与乙醇发生酯化脱水反应生成乙酸乙酯的工艺。
化学实验报告——乙酸乙酯的合成
乙酸乙酯的合成 一、 实验目的和要求 1、 通过乙酸乙酯的制备，加深对酯化反应的理解； 2、 了解提高可逆反应转化率的实验方法； 3、 熟练蒸馏、回流、干燥、气相色谱、液态样品折光率测定等技术。 二、 实验内容和原理 本实验用乙酸与乙醇在少量浓硫酸催化下反应生成乙酸乙酯： 243323252H SO CH COOH CH CH OH CH COOC H H O ++ 副反应： 24 32322322H SO CH CH OH CH CH OCH CH H O ???→+ 由于酯化反应为可逆反应，达到平衡时只有2/3的物料转变为酯。为了提高酯的产率，通常都让某 一原料过量，或采用不断将反应产物酯或水蒸出等措施，使平衡不断向右移动。因为乙醇便宜、易得，本实验中乙醇过量。但在工业生产中一般使乙酸过量，以便使乙醇转化完全，避免由于乙醇和水及乙酸乙酯形成二元或三元共沸物给分离带来困难，而乙酸通过洗涤、分液很容易除去。 由于反应中有水生成，而水和过量的乙醇均可与乙酸乙酯形成共沸物，如表一表示。这些共沸物的沸点都很低，不超过72 ℃，较乙醇的沸点和乙酸的沸点都低，因此很容易被蒸馏出来。蒸出的粗馏液可用洗涤、分液除去溶于其中的乙酸、乙醇等，然后用干燥剂去除共沸物中的水分，再进行精馏便可以得到纯的乙酸乙酯产品。 表一、乙酸乙酯共沸物的组成与沸点 三、 主要物料及产物的物理常数 表二、主要物料及产物的物理常数
四、主要仪器设备 仪器100mL三口烧瓶；滴液漏斗；蒸馏弯头；温度计；直形冷凝管；250mL分液漏斗；50mL锥形瓶3个；25mL梨形烧瓶；蒸馏头；阿贝(Abbe)折光仪；气相色谱仪。 试剂冰醋酸；无水乙醇；浓硫酸；Na2CO3饱和溶液；CaCl2饱和溶液；NaCl饱和溶液。 五、实验步骤及现象 表三、实验步骤及现象
化工设计专业课程设计
南京工业大学 《化工设计》专业课程设计 设计题目乙醛缩合法制乙酸乙酯 学生姓名胡曦班级、学号化工091017 指导教师姓名任晓乾 课程设计时间2012年5月12日-2012年6月1日 课程设计成绩 设计说明书、计算书及设计图纸质量，70% 独立工作能力、综合能力及设计过程表现，30% 设计最终成绩（五级分制） 指导教师签字
目录一、设计任务3 二、概述4 2.1乙酸乙酯性质及用途4 2.2乙酸乙酯发展状况4 三. 乙酸乙酯的生产方案及流程5 3.1酯化法5 3.2乙醇脱氢歧化法7 3.3乙醛缩合法7 3.4乙烯、乙酸直接加成法9 3.5各生产方法比较9 3.5确定工艺方案及流程9 四．工艺说明10 4.1. 工艺原理及特点10 4.2 主要工艺操作条件错误!未定义书签。 4.3 工艺流程说明10 4.4 工艺流程图（PFD）错误!未定义书签。4.5物流数据表10 4.6物料平衡错误!未定义书签。 4.6.1工艺总物料平衡10 4.6.2 公共物料平衡图错误!未定义书签。 五. 消耗量19 5.1 原料消耗量19 5.2 催化剂化学品消耗量19 5.3 公共物料及能量消耗21 六. 工艺设备19 6.1工艺设备说明19 6.2 工艺设备表19 6.3主要仪表数据表19 6.4工艺设备数据表19 6.5精馏塔Ⅱ的设计19 6.6最小回流比的估算21 6.7逐板计算23 6.8逐板计算的结果及讨论23 七. 热量衡算24 7.1热力学数据收集24
7.2热量计算，水汽消耗，热交换面积26 7.3校正热量计算、水汽消耗、热交换面积(对塔Ⅱ)29 八．管道规格表24 8.1 装置中危险物料性质及特殊储运要求24 8.2 主要卫生、安全、环保说明26 8.3 安全泄放系统说明24 8.4 三废排放说明26 九．卫生安全及环保说明24 9.1 装置中危险物料性质及特殊储运要求24 9.2 主要卫生、安全、环保说明26 9.3 安全泄放系统说明24 9.4 三废排放说明26 表10校正后的热量计算汇总表34 十有关专业文件目录34 乙酸乙酯车间工艺设计 一、设计任务 1.设计任务：乙酸乙酯车间 2.产品名称：乙酸乙酯 3.产品规格：纯度99.5% 4.年生产能力：折算为100%乙酸乙酯10000吨/年 5.产品用途：作为制造乙酰胺、乙酰醋酸酯、甲基庚烯酮、其他有机化合物、合成香料、合成药物等的原料；用于乙醇脱水、醋酸浓缩、萃取有机酸；作为溶剂广泛应用于各种工业中；
富马酸二甲酯合成工艺设计
一．设计任务 1、基本数据 生产任务：年产200吨富马酸二甲酯 反应原料纯度：顺丁烯二酸 98% 甲醇 98% 硫酸 98% 生产要求：年工作日为300天，间歇生产 2、设计内容及要求 （一）内容 1、对富马酸二甲酯反应系统的物料衡算、热量衡算； 2、主体反应设备合成釜的选型计算以及辅助设备的选型计算； 3、绘制物料衡算的工艺流程图（一张）； 4、绘制带控制节点的的工艺流程图（一张）； 5、绘制车间平面布置图（一张）； 6、编制设计说明书（一份）。 （二）具体要求 1、绘制的带控制点的工艺流程图必须符合化工制图的规范，并且字体必须工整。 2、编制的课程设计说明书应对计算过程与工艺流程的选择以及控点的确定进行详细的说明和解释。 二．产品简介 富马酸二甲酯为由甲醇与富马酸或顺丁烯二酸酐、顺丁烯二酸酯化而成,简称富马酯(DMF) ,学名反丁烯二甲酯、别名延胡索酸二甲酯,结构式 ( :CHCOOCH3) 2 ,分子式C6H8O4 ,是无色或白色鳞片晶体,熔点102～105 ℃, 常温会升华,无味,略具酯的香味,易溶于氯仿、醇、丙酮、乙酸乙酯,可溶于苯、甲苯、CCl4 ,微溶于水及热水中,对光稳定,在紫外线及阳光下72 h 基本无变化,110 ℃热 1 h 不分解,对热、碱、盐也有一定的稳定性。但其水溶液对热的酸、碱稳定性较差,对氧化剂、还原剂、蛋白质、纤维、脂肪、糖等有好的稳定性,对金属无腐蚀性,其水溶液pH 值为 6. 7～7. 3 ,所以DMF 性质稳定。富马酸二甲酯(DMF)是目前国内外研究开发的一种新型防霉防腐剂,具有良好的抑菌杀菌作用,其应用pH 值范围较广(为3～8) ,可在酸性或中性条件下使用,能抑制30 多种霉菌。其综合抗菌防腐性能优于目前常用的苯甲酸、山梨酸、丙酸及
乙酸乙酯的反应器设计流程
摘要 乙酸乙酯是一类重要的有机溶剂和有机化工基本原料，其用途非常广泛，目前我国采用传统的方法制备即乙酸和乙醇为原料，浓硫酸为催化剂直接催化合成乙酸乙酯。所以通过对乙酸乙酯的理化性质，社会用途与需求和国内外发展现状进行研究调查以及乙酸乙酯在实验室制法和工业生产各方面对比之后，为此对乙醇和乙酸的缩合进行了乙酸乙酯合成工艺的课程设计。本选题为年产量为年产5017吨乙酸乙酯的反应器的设计。对工业生产中的物料衡算，热量衡算和合成工艺的设备等方面为间歇釜式反应器的工业设计提供较为详尽的数据与图纸。本选题为年产量为年产5017吨乙酸乙酯的反应器的设计。 关键字：乙酸；乙醇；乙酸乙酯；合成工艺；间歇式反应器 Abstract Ethyl acetate is a kind of important organic solvents and basic organic chemical raw materials,
its application is very broad, our country prepared using traditional methods that acetic acid and ethanol as raw material, concentrated sulfuric acid catalyzed direct synthesis of ethyl acetate. So through the social use of physical and chemical properties of ethyl status quo needs, and conduct research and development at home and abroad as well as various aspects of ethyl acetate after comparing laboratory and industrial production system of law, for the condensation of ethanol and acetic acid were synthesis of ethyl curriculum design. The topic for the annual production of 5,017 tons annual output of ethyl reactor design. In industrial production of material balance, heat balance and synthesis process equipment to provide more detailed data and drawings for the batch tank reactor industrial design. The topic for the annual production of 5,017 tons annual output of ethyl reactor design. Key words: Acetic acid; Ethanol; Ethyl acetate; Synthesis process; Batch reactor 目录 摘要 (Ⅰ) Abstract (Ⅱ) 第一章前言 (4) 1.1 乙酸乙酯概述 (4)
乙酸乙酯
乙酸乙酯 乙酸乙酯的分子式是C4H8O2,CAS号为141-78-6.是乙酸中的羟基被乙氧基取代而生成的化合物。 无色透明液体，有水果香，易挥发，对空气敏感，能吸水分，水分能使其缓慢分解而呈酸性反应。可用作纺织工业的清洗剂和天然香料的萃取剂，也是制药工业和有机合成的重要原料。 基本信息 乙酸乙酯 Aceticether 醋酸乙酯 CH3COOC2H5 相对分子质量 有机物-酯 不管制 密封阴凉干燥保存 展开 分子结构 基本信息 中文名称:乙酸乙酯 英文名称:Ethyl acetate 中文别名:醋酸乙酯;醋酸乙脂 英文别名:Acetic acid ethyl ester; ethyl acetate B&J brand 4 L; ETHYLACETATE ULTRA RESI-ANAL.; ETHYL ACETATE CAPILLARY GRADE; Ethyl Acetate Specially Purified - SPECIFIED; Acetic Ether; RFE; acetic ester CAS号:141-78-6 分子式:C4H8O2 分子量:
物性数据 1.性状：无色澄清液体，有芳香气味，易挥发。[1] 2.熔点（℃）：[2] 3.沸点（℃）：[3] 4.相对密度（水=1）：（20℃）[4] 5.相对蒸气密度（空气=1）：[5] 6.饱和蒸气压（kPa）：（20℃）[6] 7.燃烧热（kJ/mol）：-2072[7] 8.临界温度（℃）：[8] 9.临界压力（MPa）：[9] 10.辛醇/水分配系数：[10] 11.闪点（℃）：-4（CC）；（OC）[11] 12.引燃温度（℃）：[12] 13.爆炸上限（%）：[13] 14.爆炸下限（%）：[14] 15.溶解性：微溶于水，溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等多数有机溶剂。[15] 16.黏度（mPa·s,20oC）： 17.闪点（oC,闭口）：-3 18.闪点（oC,开口）： 19.燃点（oC）： 20.蒸发热（KJ/mol,.）： 21.熔化热（KJ/mol）： 22.生成热（KJ/mol）： 23.（KJ/(kg·K),,定压）： 24.电导率（S/m,25oC）：×10-9 25.热导率（W/(m·K),20oC）： 26.体膨胀系数（K-1,20oC）： 27.临界密度（g·cm-3）： 28.临界体积（cm3·mol-1）：286 29.临界压缩因子： 30.偏心因子： 31.溶度参数(J·cm-3)： der Waals面积（cm2·mol-1）：×109 der Waals体积（cm3·mol-1）： 34.气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：
乙酸乙酯车间工艺设计
目录 一、设计任务 (2) 二、概述 (2) 1．乙酸乙酯性质及用途 (2) 2.乙酸乙酯发展状况 (3) 三. 乙酸乙酯的生产方案及流程 (4) 1、酯化法 (4) 2. 乙醇脱氢歧化法 (5) 3、乙醛缩合法 (6) 4、乙烯、乙酸直接加成法 (7) 5、确定工艺方案及流程 (8) 四．工艺计算 (8) 4.1. 物料衡算 (8) 4.2 初步物料衡算 (10) 五. 设备设计 (16) 5.1 精馏塔Ⅱ的设计 (16) 5.2最小回流比的估算 (18) 5.3 逐板计算 (20) 5.4 逐板计算的结果及讨论 (20) 六. 热量衡算 (21) 6.1 热力学数据收集 (21) 6.2 热量计算，水汽消耗，热交换面积 (23) 6.3 校正热量计算、水汽消耗、热交换面积(对塔Ⅱ) (26) 表10校正后的热量计算汇总表 (32)
乙酸乙酯车间工艺设计 一、设计任务 1.设计任务：乙酸乙酯车间 2.产品名称：乙酸乙酯 3.产品规格：纯度99% 4.年生产能力：折算为100%乙酸乙酯1880吨/年 5.产品用途：作为制造乙酰胺、乙酰乙酸酯、甲基庚烯酮、其他有机化合物、合成香料、合成药物等的原料；用于乙醇脱水、乙酸浓缩、萃取有机酸；作为溶剂广泛应用于各种工业中；食品工业中作为芳香剂等。 由于本设计为假定设计，因此有关设计任务书中的其他项目如：进行设计的依据、厂区或厂址、主要技术经济指标、原料的供应、技术规格以及燃料种类、水电汽的主要来源，与其他工业企业的关系、建厂期限、设计单位、设计进度及设计阶段的规定等均从略。 二、概述 1．乙酸乙酯性质及用途 乙酸乙酯又名乙酸乙酯，乙酸醚，英文名称Ethyl Acetate或 Acetic Ether Vinegar naphtha.乙酸乙酯是具有水果及果酒芳香的无色透明液体，其沸点为77℃，熔点为-83.6℃，密度为0.901g/cm3,溶于乙醇、氯仿、乙醚和苯等有机溶剂。 乙酸乙酯的重要用途是工业溶剂，它是许多树脂的高效溶剂，广泛应用于油墨、人造革、胶粘剂的生产中，也是清漆的组份。它还用于乙基纤维素、人造革、油毡、着色纸、人造珍珠的粘合剂、医用药品、有机酸的提取剂以及菠萝、香蕉、草莓等水果香料和威士忌、奶油等香料。此外，还用于木材纸浆加工等产业部门。对于用很多天然有机物的加工，例如樟脑、
乙酸乙酯的工业制备方法研究
制备乙酸乙酯的工业方法研究 摘要：乙酸乙酯是一种重要的精细化学品应用比较广泛，世界需求量很大。其主要工业制备方法有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙醇脱氢法和乙烯加成法。本文介绍了四种制法的反应原理和工艺特点，结合当代社会精细化工产业的发展特点对这几种制法进行比较分析。 关键字：乙酸乙酯酯化反应反应机理乙醛缩合乙醇脱氢乙烯加成Abstract: Ethyl acetate is an important fine chemicals，it is used widely in the world and in great demand.The main industrial preparation of ethyl acetate are acid esterification，oxidation of acetaldehyde，ethanol dehydrogenation and ethylene-plus method.This article describes the principle of the reaction system of law and process characteristics.With contemporary society characterized by the development of fine chemical industry we compare these various methods . Keywords: ethyl acetate、esterification、reaction mechanis、aldehyde condensation Dehydrogenation of ethanol、Addition of ethylene 1.前言 精细化工产品（即精细化学品）是指那些具有特定的应用功能，技术密集，商品性强，产品附加值较高的化工产品。精细化工产品种类多、附加值高、用途广、产业关联度大，直接服务于国民经济的诸多行业和高新技术产业的各个领域。大力发展精细化工已成为我国调整化学工业结构、提升化学工业产业能级和扩大经济效益的战略重点[1]。 乙酸乙酯( EA)，又名醋酸乙酯，作为一类重要的精细化学品应用较为广泛，具有良好的溶解性、快干性，被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树酯、乙酸纤维树酯、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；食品工业中用作特殊改性酒精的香味萃取剂；香料工业中是重要的香料添加剂，可作为调香剂的组分。此外，乙酸乙酯也可用作
乙酸乙酯反应器课程设计
《反应工程》 课程设计说明书 院（部）名称化学与材料工程学院学生姓名 设计项目乙酸乙酯的反应器设计 指导教师 专业班级化学工程与工艺
前言 反应工程课程设计是《化工设备机械基础》和《反应工程》课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性，学习初次尝试反应釜机械设计。化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己做出决策，根据老师给定的设计要求自己选择方案、查取数据、进行过程和设备的设计计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。 反应工程是培养学生设计能力的重要实践教学环节。在教师指导下，通过裸程设计，培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。因此，当学生首次完成该课程设计后，应达到一下几个目的： 1、熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的 数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。 2、在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要 求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。 3、准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。 4、用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算 结果。 化工设备机械基础课程设计是一项很繁琐的设计工作，而且在设计中除了要考虑经济因素外，环保也是一项不得不考虑的问题。除此之外，还要考虑诸多的政策、法规，因此在课程设计中要有耐心，注意多专业、多学科的综合和相互协调。
乙酸乙酯的几种制备方法
几种工业乙酸乙酯制备方法的技术经济对比 李雄 （中国石化上海石油化工股份有限公司，200540） 乙酸乙酯是应用最广泛的脂肪酸酯之一，其制备方法有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙烯加成法和乙醇脱氢法等。相对比，乙醛缩合法生产乙酸乙酯路线投资低、成本也较低，较适合乙醛富裕地区投资生产。 关键词：乙醛乙酸乙酯技经指标成本 1 用途及市场情况介绍 乙酸乙酯(EA),又名醋酸乙酯,是应用最广泛的脂肪酸酯之一,具有优良的溶解性能,是一种快干性的、极好的工业溶剂,被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树酯、乙酸纤维树酯、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；食品工业中用作特殊改性酒精的香味萃取剂；香料工业中是最重要的香料添加剂,可作为调香剂的组分。以外，EA也可用作粘合剂的溶剂、油漆的稀释剂以及制造药物、染料的原料。 1.1 国际市场分析 乙酸乙酯由于其特殊的性能，在世界化工市场相当活跃。美国和日本是世界上最大的乙酸乙酯生产和消费国。全世界生产能力中美国占31.73%,日本占35.75%。美国的主要生产公司是Eastman公司、Hoechst Calanese及孟山都公司，总生产能力为127 kt/a。日本的主要生产公司是千叶乙酸乙酯、日本合成化学、德山石油化学及协和油化，总生产能力为193 kt/a。 在亚洲地区，乙酸乙酯的主要市场是日本、中国和东南亚。日本是该地区乙酸乙酯的净出口国，有近50%的生产能力在日本，该地区的生产缺口达70 kt/a，目前主要从美国和欧洲进口。近年来，日本的乙酸乙酯产量以每年10%的速率增长，增加量基本用于出口。 1.2 国内供需及预测 （1）生产能力 目前，我国乙酸乙酯的生产企业有30多家，年生产能力在万吨以上的仅有两家，其余均为千吨级生产装置，除上海石化采用乙醛法生产、山东临沭化肥厂是采用乙醇脱氢法生产外都是采用直接酯化法。 （2）产量和进口量
乙酸乙酯反应器设计
青海大学《化工过程设备设计Ⅱ》 设计说明书 设计题目：年产×103t乙酸乙酯反应器设计 班级：2013级化工2班 姓名：邬天贵 学号：30
前言 乙酸乙酯，又称醋酸乙酯，分子式C4H8O2。它是一种无色透明易挥发的可燃性液体，呈强烈清凉菠萝香气和葡萄酒香味。乙酸乙酯能很好的溶于乙醇、氯仿、乙醚、甘油、丙二醇和大多数非挥发性油等有机溶剂中，稍溶于水，25℃时，1ml乙酸乙酯可溶于10ml水中，而且在碱性溶液中易分解成乙酸和乙醇。水能使其缓慢分解而呈酸性。乙酸乙酯与水和乙醇都能形成二元共沸混合物，与水形成的共沸物沸点为℃，其中含水量为%（质量分数）。与乙醇形成的共沸物沸点为℃。还与%的水和%的乙醇形成三元共沸物，其沸点为℃。 乙酸乙酯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，已经被广泛应用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙醛纤维树脂、合成橡胶等的生产，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味添加剂，可作为调香剂的组分，乙酸乙酯也可用作黏合剂的溶剂，油漆的稀释剂以
及作为制造药物、染料等的原料。 目前，国内外市场需求不断增加。在人类不断注重环保的今天，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的增长，在建筑、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。 工业生产技术 目前全球乙酸乙酯工业生产方法主要有醋酸酯化法、乙醛缩合法、乙醇脱氢法和乙烯加成法等。传统的醋酸酯化法工艺在国外被逐步淘汰，而大规模生产装置主要采用后三种方法，其中新建装置多采用乙烯加成法。本设计采用醋酸酯化法。 醋酸酯化法 在硫酸催化剂作用下，醋酸和乙醇直接酯化生成乙酸乙酯。该工艺方法技术成熟，投资少，操作简单，但缺点是生产成本高、硫酸对设备腐蚀性强、副反应多、产品处理困难、环境污染严重。目前我国大多数企业仍采用醋酸酯化法生产乙酸乙酯。
乙酸乙酯的制备
乙酸乙酯的制备 摘要： 关键词：乙酸乙酯制备酯化 引言 [1]纯净的乙酸乙酯是无色透明有芳香气味的液体，微溶于水，溶于醇、酮、醚、氯仿等多数有机溶剂。乙酸乙酯是一种用途广泛的精细化工产品，具有优异的溶解性、快干性，用途广泛，是一种非常重要的有机化工原料和极好的工业溶剂。它特有的溶解性和快干性使其被广泛应用于工业合成有机纤维、医疗制药业和食品食用香精加工业和化妆品香料制造业，更被作为低毒有机溶剂推广于化工生产的各个领域。 一、实验目的 （1）、熟悉和掌握酯化反应的基本原理和制备方法 （2）掌握回流、洗涤、蒸馏等基本操作 二、实验原理与用品 （1）原理 本实验乙酸乙酯采用乙酸和乙醇在少量浓硫酸催化下进行制备，反应式为 CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2+H2O 酯化反应是一个可逆反应，在反应中，酯的合成与酯的水解形成一个动态平衡，采用增加醇或酸的量，蒸出酯和水的方法，可以增加酯的产率。由于酯和水能形成二元共沸混合物，比乙醇和乙酸的沸点都低，因此乙酸乙酯很容易被蒸出。制得的粗产物需要进行纯化，进一步除去其中混有的乙醇和水。 （2）用品 实验仪器：圆底烧瓶蒸馏头球形冷凝管直形冷凝管锥形瓶量筒温度计分液漏斗烧杯折射仪电热套 实验试剂: 冰醋酸浓硫酸无水乙醇饱和碳酸钠溶液饱和食盐水饱和氯化钙溶液无水硫酸镁 三实验步骤 （1）制备 在50ml圆底烧瓶中加入19ml无水乙醇、12ml冰醋酸和2ml浓硫酸，加入几粒沸石，摇匀后，装上球形冷凝管，在电热套上小火加热，回流30min后停止加热。冷却后，取下球形冷凝管，装上蒸馏头，将仪器改装成普通蒸馏装置，加热蒸馏，至流出液体积约为反应物总体积的1/2为止。 （2）纯化 馏出液中含有乙酸乙酯及少量乙醇、乙醚、水和醋酸。在摇动下，缓缓地加入饱和碳酸钠溶液约10ml，直至无二氧化碳气体逸出，然后移入分液漏斗中，充分振荡，静置后，分去下层水相，酯层用10ml饱和食盐水洗涤后，再分别用10ml饱和氯化钙溶液洗涤两次，弃去下层液，酯层自漏斗上口倒入干燥的50ml锥形瓶中，用无水硫酸钠干燥30min。 将干燥过的乙酸乙酯滤入干净的蒸馏瓶中，加入沸石后在电热套上进行蒸馏，收集73~78℃的馏分。 四、实验结果及讨论 （1）结果；本实验乙酸乙酯13ml，折射率为1.5159。
乙醛缩合法制乙酸乙酯专业课程设计报告书
《化工设计》专业课程设计 设计题目乙醛缩合法制乙酸乙酯 设计人员杨福、胡曦、王义超、常伟 指导教师姓名任晓乾 课程设计时间20 12年5月12日-20 12年6月1日 课程设计成绩
指导教师签字 目录 一、设计任务 (6) 二、概述 2.1乙酸乙酯性质及用途 (7) 2.2乙酸乙酯发展状况 (8) 三. 乙酸乙酯的生产方案及流程 3.1 酯化法 (9) 3.2乙醇脱氢歧化法 (11) 3.3乙醛缩合法 (11) 3.4乙烯、乙酸直接加成法 (13) 3.5经济指标对比 (13) 3.6讨论分析 (19) 3.7确定工艺方案及流程 (22) 3.8厂区布置说明总述 (23) 四．工艺计算 4.1物料衡算 (27) 4.2乙醛缩合法生产乙酸乙酯步骤 (28) 4.3物性数据表 (28) 4.4计算结果列表汇总 (31) 五. 设备选型 5.1 催化剂反应器选型 (38)
5.2 列管式反应器 (40) 5.3 乙醛储罐 (41) 5.4乙酸乙酯储罐 (41) 5.5精馏塔Ⅰ的设计 (42) 5.6精馏塔Ⅱ的设计 (43) 5.7精馏塔Ⅲ的设计 (44) 5.7.1精馏塔设计计算示例 (45) 5.8沉降器 (61) 5.9回流罐 (62) 5.10管口表 (62) 5.11动设备选型 (63) 5.12换热器选型 (65) 六. 控制系统设计 6.1 DCS控制系统 (68) 6.2 先进控制系统APC (70) 6.3 紧急停车系统ESD (71) 七. 供电系统 7.1 设计范围 (72) 7.2 电力负荷性质 (72) 7.3 高压供电及变电所系统设计 (72) 7.4功率因数补偿 (73) 7.5厂区高压配电及车间变电所安全设计 (73)
工业乙酸乙酯的制备方法
工业乙酸乙酯的制备方法 目前世界上工业乙酸乙酯主要制备方法有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙烯加成法和乙醇脱氢法等。传统的乙酸酯化法工艺在国外被逐步淘汰，而大规模生产装置主要是乙醛缩合法和乙醇脱氢法，在乙醛原料较丰富的地区万吨级以上的乙醛缩合法装置得到了广泛的应用。乙醇脱氢法是近年开发的新工艺，在乙醇丰富且低成本的地区得到了推广。最新的乙酸乙酯生产方法是乙烯加成法，1998年在印度尼西亚迈拉库地区采用日本昭和电工专利技术建成了50 kt/a生产装置。 （1）乙酸酯化法 乙酸酯化法是传统的乙酸乙酯生产方法，在催化剂存在下，由乙酸和乙醇发生酯化反应而得。 CH3CH2OH+CH3COOH＝CH3COOCH2CH3+H2O 乙醇乙酸乙酸乙酯水 反应除去生成水，可得到高收率。该法生产乙酸乙酯的主要缺点是成本高、设备腐蚀性强，在国际上是属于被淘汰的工艺路线。 （2）乙醛缩合法 在催化剂乙醇铝的存在下，两个分子的乙醛自动氧化和缩合，重排形成一分子的乙酸乙酯。 2CH3CHO→CH3COOCH2CH3 乙醛乙酸乙酯 该方法20世纪70年代在欧美、日本等地已形成了大规模的生产装置，在生产成本和环境保护等方面都有着明显的优势。 （3）乙醇脱氢法 采用铜基催化剂使乙醇脱氢生成粗乙酸乙酯，经高低压蒸馏除去共沸物，得到纯度为99.8%以上乙酸乙酯。 2C2H5OH→CH3COOCH2CH3+H2 乙醇乙酸乙酯氢 （4）乙烯加成法
在以附载在二氧化硅等载体上的杂多酸金属盐或杂多酸为催化剂的存在下，乙烯气相水合后与气化乙酸直接酯化生成乙酸乙酯。 CH2CH2+CH3COOH＝CH3COOCH2CH3 乙烯乙酸乙酸乙酯 该反应乙酸的单程转化率为66%，以乙烯计乙酸乙酯的选择性为94%。Rhone-Poulenc 、昭和电工和BP等跨国公司都开发了该生产工艺。 由于上海石化股份有限公司具有丰富的乙烯、乙酸和乙醛，故本文对乙酸酯化法、乙醛缩合法和乙烯加成法生产乙酸乙酯的技术经济指标予以对比分析。 技术经济指标对比 对于同为80 kt/a级的工业乙酸乙酯生产装置，分析其各项经济技术指标，对比如表2。表2 乙酸乙酯各工艺路线技术经济指标对照 工艺路线 乙醛缩合法 乙烯加成法 酯化法 原料单耗 /t·t-1 乙烯 - 0.355 乙醛 1.02 乙酸 0.718 0.692 乙醇 - 0.533 其他 0.005 0.01 0.005
乙酸乙酯的合成
乙酸乙酯的制备 一、实验目的 1. 掌握乙酸乙酯的制备原理及方法，掌握可逆反应提高产率的措施。 2. 掌握分馏的原理及分馏柱的作用。 3. 进一步练习并熟练掌握液体产品的纯化方法。 二、实验原理 乙酸乙酯的合成方法很多，例如：可由乙酸或其衍生物与乙醇反应制取，也可由乙酸钠 与卤乙烷反应来合成等。其中最常用的方法是在酸催化下由乙酸和乙醇直接酯化法。常用浓 硫酸、氯化氢、对甲苯磺酸或强酸性阳离子交换树脂等作催化剂。若用浓硫酸作催化剂，其 用量是醇的%即可。其反应为： H2SO4 主反应：CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 + H2O H2SC4 畐I」反应：2CH3CH2CH CH3CH2CCH2CH3 + H2C H2SC4 CH3CH2CH CH2二CH2 + H2C 酯化反应为可逆反应，提高产率的措施为：一方面加入过量的乙醇，另一方面在反应过程中不断蒸出生成的产物和水，促进平衡向生成酯的方向移动。但是，酯和水或乙醇的共沸物沸点与乙醇接近，为了能蒸出生成的酯和水，又尽量使乙醇少蒸出来，本实验采用了较长的分馏柱进行分馏。 药品及物理常数
四、实验装置图 温度计水洗涤后，再每次用10ml饱和氯化钙溶液洗涤两次，弃去下层水相，酯层自漏斗上口 倒入干燥的锥形瓶中，用无水碳酸钾干燥。
将干燥好的粗乙酸乙酯小心倾入 60ml 的梨形蒸馏瓶中(不要让干燥剂进入瓶中) ，加 入沸石后在水浴上进行蒸馏，收集 73- 80C 的馏分。产品5-8g 。 七、 操作要点及说明 1、本实验一方面加入过量乙醇，另一方面在反应过程中不断蒸出产物，促进平衡向生 刺形分懈柱 温度计 五、实验流程图 10ml 乙醇 8ml 醋酸 分液漏 斗中混 合均匀 4ml 乙醇一三口瓶 5ml 浓硫酸 中混合 2粒沸石一均匀 10ml 饱 4和氯化 钙洗涤 2次- 无水 —碳酸钾 干燥 六、 实验步骤 在100ml 三颈瓶中，加入 4ml 乙醇，摇动下慢慢加入 5ml 浓硫酸，使其混合均匀，并 加入几 粒沸石。三颈瓶一侧口插入温度计， 另一侧口插入滴液漏斗， 漏斗末端应浸入液面以 下，中间口安一长的刺形分馏柱（整个装置如上图） 。 仪器装好后，在滴液漏斗内加入 10ml 乙醇和8ml 冰醋酸，混合均匀，先向瓶内滴入约 2ml 的混合液，然后，将三颈瓶在石棉网上小火加热到 110— 120C 左右，这时蒸馏管口应有 液体流出，再自滴液漏斗慢慢滴入其余的混合液， 控制滴加速度和馏出速度大致相等， 并维 持反应温度在110— 125 C 之间，滴加完毕后，继续加热 10分钟，直至温度升高到 130C 不 再有馏出液为止。 馏出液中含有乙酸乙酯及少量乙醇、 乙醚、水和醋酸等， 在摇动下，慢慢向粗产品中加 入饱和的碳酸钠溶液（约 6ml ）至无二氧化碳气体放出，酯层用 PH 试纸检验呈中性。移入 分液漏斗中，充分振摇（注意及时放气！ ）后静置，分去下层水相。酯层用 10ml 饱和食盐 直形冷凝管 滴液漏斗 蒸馏装置 蒸懈瓶 约6ml 饱和碳酸钠 110 — 125 °C 干燥仪― 收集73 — 80 C 的馏分, 器蒸馏 称重，计算产率。 10ml 饱 ?和食盐 水洗涤
乙酸乙酯间歇反应釜课程设计
乙酸乙酯间歇反应釜 工 艺 设 计 说 明 书
目录 前言 (3) 摘要 (4) 一．设计条件和任务 (4) 二.工艺设计 (6) 1. 原料的处理量 (6) 2. 原料液起始浓度 (7) 3. 反应时间 (7) 4. 反应体积 (8) 三. 热量核算 (8) 1. 物料衡算 (8) 2. 能量衡算 (9) 3. 换热设计 (12) 四. 反应釜釜体设计 (13) 1. 反应器的直径和高度 (13) 2. 筒体的壁厚 (14) 3. 釜体封头厚度 (15) 五. 反应釜夹套的设计 (15) 1. 夹套DN、PN的确定 (15) 2. 夹套筒体的壁厚 (15) 3. 夹套筒体的高度 (16) 4. 夹套的封头厚度 (16) 六. 搅拌器的选型 (17) 1. 搅拌桨的尺寸及安装位置 (17) 2. 搅拌功率的计算 (18) 3. 搅拌轴的的初步计算 (18) 结论 (19) 主要符号一览表 (20) 总结 (21) 参考书目 (22)
前言 反应工程课程设计是《化工设备机械基础》和《反应工程》课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性，学习初次尝试反应釜机械设计。化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己做出决策，根据老师给定的设计要求自己选择方案、查取数据、进行过程和设备的设计计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。 反应工程是培养学生设计能力的重要实践教学环节。在教师指导下，通过裸程设计，培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。因此，当学生首次完成该课程设计后，应达到一下几个目的： 1、熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的 数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。 2、在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要 求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。 3、准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。 4、用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算 结果。 化工设备机械基础课程设计是一项很繁琐的设计工作，而且在设计中除了要考虑经济因素外，环保也是一项不得不考虑的问题。除此之外，还要考虑诸多的政策、法规，因此在课程设计中要有耐心，注意多专业、多学科的综合和相互协调。
乙酸乙酯的合成
乙酸乙酯的合成 实验五乙酸乙酯的合成 【实验目的】 1、了解以直接酯化法制备有机酸酯的一般原理及方法。 2、掌握蒸馏、分液漏斗的操作方法。 【实验原理】 醇和有机酸在酸的催化下发生酯化反应可生成酯: 这一反应为可逆反应，为了提高酯的产量，实验中采取加入过量乙醇及不断把反应中生成的酯和水蒸出的方法，在工业中，一般采用加入过量的乙酸，以便使乙醇转化完全，避免由于乙醇和水及乙酸乙酯形成二元或三元恒沸物给分离带来困难。 实验步骤: 方法一、在250ml三颈瓶中加入9ml乙醇，摇动下慢慢加入12ml浓硫酸使混合均匀，并加入几粒沸石。三颈瓶中一侧口加入温度计到液面下，另一侧口连接蒸馏装置，中间口安装滴液漏斗，漏斗末端应浸入液面以下，距瓶底约0.5,1cm。 仪器装好后，在滴液漏斗中加入由14ml乙醇和14.3ml冰醋酸组成的混合液，先向瓶内滴入3,4ml,然后用电热套加热到110,120?左右，这时蒸馏管口应有液体流出，再自滴液漏斗中慢慢滴入其余的混合液，控制滴加速度和馏出速度大致相等，并维持反应温度在110,120?左右，滴加完毕后，继续加热15分钟，直至温度升到130,132?，并不再有馏出液馏出为止。 在振摇下，慢慢向馏出液中加入饱和的碳酸钠溶液至无二氧化碳气体逸出，酯层对pH试纸实验呈中性。将混合液移至分液漏斗中，充分振摇后静置，分去下层水相。酯层用10ml饱和食盐水洗涤后，再每次用10ml饱和氯化钙溶液洗涤两次，
弃去下层液，酯层自漏斗上口倒入干燥的锥形瓶中，用无水硫酸镁干燥。将干燥后的粗乙酸乙酯滤入蒸馏瓶中，加入沸石后在水浴上进行蒸馏，收集73,78?的馏分，产量12,12g。 方法二、在100ml圆底烧瓶中加入15ml冰醋酸和23ml95,乙醇，在振摇和冷却下分次加入7.5ml浓硫酸，混合均匀，装入沸石，装上回流冷凝管，水浴加热回流30分钟。稍冷，拆去回流装置，加入沸石，改装成蒸馏装置，水浴蒸馏至不再有馏出物为止。往馏出液中加10ml饱和碳酸钠溶液，充分振摇，使有机相呈碱性或中性。将混合液移至分液漏斗中，静置后分去水相，有机相中加10ml 饱和食盐水洗涤，再用饱和氯化钙溶液洗涤两次，每次用量10ml。分出有机相于一干燥的小锥形瓶中，加入沸石，水浴加热蒸馏，收集73,78?的馏分，称重。产量约13.1,15.6g。 【注意】 1、加热温度不宜过高，否则会增加副产物乙醚的含量。滴加速度太快会使醋酸和乙醇来不及作用而被蒸出。 2、馏出液中除了酯和水外，还有少量尾反应的乙醇和乙酸等杂质，顾用碱除去其中的酸，用饱和氯化钙溶液除去其中的醇，否则会影响收率。 3、用饱和氯化钙溶液洗涤前碳酸钠必须除去，否则用饱和氯化钙溶液洗涤时，会产生絮状的碳酸钙沉淀，造成分离困难。尾减少酯在水中的溶解度，顾用饱和食盐水洗涤。
乙酸乙酯的合成
乙酸乙酯的合成工艺 1.乙酸乙酯简介 乙酸乙酯又称醋酸乙酯（分子式：C4H8O2 ）。纯净的乙酸乙酯是无色透明具有刺激性气味的液体，是一种用途广泛的精细化工产品，具有优异的溶解性、快干性，用 途广泛，是一种非常重要的有机化工原料和极好的工业溶剂，被广泛用于醋酸纤维、 乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树酯、合成橡胶、涂料及油漆等的生产过 程中。 其主要用途有：作为工业溶剂，用于涂料、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡 着色剂、人造纤维等产品中；作为粘合剂，用于印刷油墨、人造珍珠的生产；作为提 取剂，用于医药、有机酸等产品的生产；作为香料原料，用于菠萝、香蕉、草莓等水 果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。用作溶剂，及用于染料和一些医药中间体 的合成。是食用香精中用量较大的合成香料之一，大量用于调配香蕉、梨、桃、菠萝、葡萄等香型食用香精。是硝酸纤维素、乙基纤维素、乙酸纤维素和氯丁橡胶的快干溶剂，也是工业上使用的低毒性溶剂。还可用作纺织工业的清洗剂和天然香料的萃取剂，也是制药工业和有机合成的重要原料。 2.乙酸乙酯的合成方法 目前世界上工业乙酸乙酯主要制备方法有乙酸酯化法、乙醛缩合法、乙烯加成法 和乙醇脱氢法等。传统的乙酸酯化法工艺在国外被逐步淘汰，而大规模生产装置主要 是乙醛缩合法和乙醇脱氢法，我国多采用乙酸酯化法进行生产。 2.1.乙酸乙醇酯化法 乙酸乙醇酯化法是乙酸和乙醇在浓硫酸催化作用下发生酯化反应来产乙酸乙酯, 该法在欧美被广泛采用, 如目前世界上最大生产厂商BP-Amoco公司, 采用酯化法生产EA, 其生产能力达200Kt/a。但酯化法存在硫酸腐蚀性强、副反应多、副产物处理困 难及对环境造成污染等缺点。近年来, 各国积极开发固体酸酯化催化剂来代替硫酸, 如 采用沸石分子筛固载的固体酸催化剂。但这些催化剂价格较贵, 活性下降快, 工业应用 尚不多。 2.2.乙醛酸合法 乙醛缩合法是将即两分子乙醛在乙醇（三乙氧基铝）作用下, 经反应生产乙酸乙酯。与酯化法相比, 缩合法具有原料消耗小、工艺简单、设备腐蚀小、投资少、三废排放量少等优点, 是一种比较经济的方法。但这种工艺受原料乙醛的限制, 一般应建在乙烯、