年产5万吨乙酸乙酯生产工艺的毕业设计

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1、疥棘工辐常晚毕业设计（论文）设计（论文）题目：5 万吨/年乙酸乙酯生产工艺设计学 院 名 称：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级:07-1姓名： 应志飞 学号 07402010423指 导 教 师：周琦职 称 讲师定稿日期：2011年5月22 日摘要乙酸乙酯是一种重要的化工溶剂。乙酸乙酯在涂料、粘合剂、制药和油墨等领 域的应用十分广泛，其合成过程也受到广泛重视。传统的乙酸乙酯合成工艺为酯化 法，即乙酸和乙醇在浓硫酸的催化作用下直接合成乙酸乙酯。乙醛缩合法、乙醇脱 氢法、醋酸 乙烯加成法等是近年来开发的新技术 ，相对于传统的合成工艺，乙醛 缩合法、乙醇脱氢法、醋酸 乙烯加成法因其热力学上的有利

2、性和经济上的合理性， 被许多中外企业所采用。但基于国情及各方面的因素考虑，本论文采用乙醇脱氢法 生产乙酸乙酯，并用了 ASPEN模拟进行了物料和热量衡算。关键词：乙酸乙酯；乙醇脱氢法；工艺设计； ASPEN模拟；衡算ABSTRACTEthyl acetate (EA) is an importa nt chemical solve nt. EA is widly used in applications of coatings, adhesives, pharmaceuticals and printing ink and its synthesis meyhod has get a lot

3、of interests. The traditional synthesis method of EA is esterification, in which EA was made by direct esterification of ethanol and acetic acid with a sulphuric acid catalyst. Aldehyde condensation, dehydrogenation of ethanol and acetate/ethylene additi on react ion are the new tech no logies devel

4、oped in rece nt years. Compared with the traditi onal syn thesis, these new methods have adopted by many Chin ese and foreig n en terprises because of its favorable thermod yn amic and econo mic rati on ality. However based on national conditions and taking into consideration various aspects, this t

5、hesis usedEtha nol dehydroge nati on wasto produce ethyl acetate. ASPEN simulatio n is carried out to calculate the material and heat bala nee.Key Words : Ethyl acetateReactive Ethanol dehydrogenation was; Process design; ASPEN simulati on; Bala nee calculati on目录1项目总论1.1.1 项目意义11.2 建设规模11.3 厂区及生产概况

6、22市场分析3.2.1 产品的性质与用途32.1.1 物化特性32.1.2主要用途32.2 国、内外产业状况42.2.1 国外生产状况及发展动向 42.2.2 国内生产状况及发展动向 52.3 产品的市场需求预测 72.3.1 进出口情况72.3.2 消费现状及发展前景93厂址的选择及布置 113.1厂址选择原则113.2选择原因1.13.2.1原料来源方便113.2.2地理位置优越113.2.3交通发达123.2.4社会经济效益123.3厂区概况123.3.2厂址地区的自然条件 133.3.3厂址地区的交通运输条件 143.3.4基础设施建设 153.4厂址布置163.4.1厂区概况164工

7、艺设计方案184.1概述184.1.1生产规模184.1.2 原料184.1.3产品规格184.2工艺设计方案 184.2.1原料路线确定的原则和依据 184.3工艺方案设计及说明214.3.1流程简介214.4物料衡算 234.4.1衡算原理234.5热量衡算274.5.1衡算原理274.6典型设备设计及选型294.6.1换热器计算说明书 294.6.2脱氢缩合反应器参数说明 344.6.3设备一览表345公用工程和辅助设施方案 365.1总图运输365.1.1总平面布置361、总平面布置原则 365.1.2工厂运输375.1.3工厂绿化375.1.4 排渣375.2给排水385.2.1 概

8、述385.2.2工厂给水385.2.3工厂排水 385.2.4污水处理 385.3供电与电讯385.3.1 供电385.3.2 电信395.4通风及空气调节405.4.1通风及空调设置的原则 405.4.2采暖、通风及空调方案 405.5化验室405.6维修405.6.1 机修405.6.2 电修405.6.3仪表修理 415.7仓库415.8 土建416 总结42致谢43参考文献441项目总论1.1项目意义本项目为年产5万吨的乙酸乙酯工厂，利用来自宁波化工园区提供的乙醇来 生产乙酸乙酯产品。根据产品市场需求和产品性质及企业自身实际情况考虑，本项目产品生产规模为年产5万吨乙酸乙酯。未来的国际化

9、工发展中石油化工的的发展形势不容乐观，有经济效益增长 显著减弱，进出口贸易幅度较大，受国际市场价格影响显著，节能减排压力大等 诸多隐患。预计2008年石油化工行业销售收入增长 25%,实现利润增长2%5%,增幅 比上年出现较大回落。成本的提高和价格的波动必将使收益相对较低， 进行大规 模生产的溶剂产业造成巨大影响。在这样的形势下，一种以乙醇为原料生产的绿色溶剂”就显现出了其独特的 市场优势和广阔前景一一乙酸乙酯是一种无毒无害的绿色溶剂，可广泛应用于食 品，医药，有机合成等生产领域。目前正越来越受青睐。建设意义：（1）缓解石油化工产业盈利下滑造成的溶剂市场压力；（2）以乙醇为原料，工艺环保价格低

10、廉更能适应未来市场走向；（3）乙酸乙酯作为新型绿色溶剂无毒无害市场前景广阔。溶剂是化学工业，医药食品工业不可或缺的基本原料， 是国民经济的重要物 质基础，随着国家适应全球一体化所做的战略调整， 和国际市场对于健康环保标 准日益提高的要求，特别是对生产原材料的环保化要求使得工业化生产稳对于绿 色溶剂的需求变得更加迫切。传统的乙酸乙酯生产技术虽然产量定，但污染严重 正在逐步被淘汰。而我们采用的乙醇合成法，不但有较高的产率，并且污染低， 排放小，凸显了环保竞争力。乙酸乙酯本身作为绿色溶剂所具有的广阔国际市场 前景，也为广西打开了国际化工贸易的大门， 这些都符合国家的政策导向即绿色 环保面向国际。同时

11、推动地方经济发展，创造更多就业机会，达到经济效益，社 会效益和环境效益相统一。大规模生产和高效利用乙酸乙酯，完全符合我国能源 结构和经济、环境协调发展的可持续发展战略。因此，投资建设采用乙醇脱氢法 生产乙酸乙酯的项目具有乐观的前景，该项目将带来丰厚的经济效益和社会效 益。1.2建设规模为了满足行业日益增长的对绿色溶剂及原料的需求以及宁波化学工业区自 身发展规模以及乙醇的供给量，确定项目生产规模为年产5万吨乙酸乙酯中小型 化工厂。1.3厂区及生产概况本项目选址于宁波市化学工业园区，占地面积约 149372 m2。厂区分为生活区、行政区、生产区、和储罐区等，由本厂配套完善的水、电、 汽等动力来源，

12、建立有空亚站、变电站、净水站、循环冷却水系统、机修车间、 分析化验室、中心控制室、消防站、材料仓库等完善的公用和辅助工程设施。同时，工厂建设注重环境保护，合理进行了三废处理”降低了噪声污染，建立了以高压消防水系统和泡沫为主体的完善的消防系统，采取了一系列措施保证工人的劳动安全和工业卫生。2市场分析2.1产品的性质与用途2.1.1物化特性乙酸乙酯（ethyl acetate分子式为CH3COOC2H5,无色易挥发液体有水果 香味，熔点-83.6 C,沸点77.06 C,相对密度0.9003;微溶于水，易溶于乙醇、 乙醚等有机溶剂；与水或乙醇都能生成二元共沸混合物； 与水的共沸混合物的沸 点704

13、C，与乙醇的共沸混合物的沸点 71.8 C,与水和乙醇还可以形成三元共 沸混合物，沸点70.2 C。在酸或碱的催化下，易水解成乙酸和乙醇；此外，还 可发生自缩合等反应。2.1.2主要用途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 10。制药 醋酸

14、乙酯在制药行业用作溶剂，主要生产维生素E及一些医药中间体。我国是人口大国，到2005年人口已达到13.3亿，人口净增长、人口老龄化 问题都将增加对医药品的需求量。 同时，随着我国加入世界贸易组织，医药出口 量明显增加。2002年传统医药出口形势一路飘红，化学原料药依然是我国医药 商品出口的主要品种，产量与出口量快速上升，带动了醋酸乙酯消费。胶粘剂 胶粘剂的种类繁多，醋酸乙酯主要用于溶剂型胶粘剂，尤其是聚氨 酯类胶粘剂。我国从20世纪50年代开始研制和开发聚氨酯胶粘剂， 产量不断增 大，2000年国内聚氨酯类胶粘剂的产量约 14万t,年均增长率为25%。从未来 发展看，我国聚氨酯类胶粘剂的应用领

15、域扩展很快，我国是世界上最大的制鞋国， 目前虽有相当部分的制鞋企业以氯丁胶作为胶粘剂，但氯丁胶尽管有初粘性好、 可冷粘、价格较便宜等优点，但其不耐增塑剂渗透，必须用苯类有毒溶剂等是其 致命弱点，使得氯丁胶已经不适应制鞋工业的发展要求，国外的趋势是逐渐被聚氨酯胶粘剂所代替，欧美等发达国家 80%90%的鞋用胶已经被聚氨酯类胶粘剂 占领，国内也呈现这种趋势。近年来，东北、华北和华中等内地的鞋厂也开始使 用，并有不断扩大的势头。另外，聚氨酯胶在建筑、高速公路、飞机跑道嵌缝材 料、高层建筑玻璃密圭寸材料等方面的应用也在不断增长。涂料 醋酸乙酯主要用于高档溶剂型涂料，如聚氨酯涂料、环氧树脂涂料、丙烯酸酯

16、涂料、乙烯基涂料等。我国的醋酸酯涂料是20世纪90年代以后才迅速 发展起来的，不仅增长速度快，并且在涂料总产量中所占的比例也不断上升。2000 年聚氨酯涂料产量达到8.2万t （固含量以上），已经成为国内重要的涂料品种。 此外，环氧树脂涂料、丙烯酸酯等涂料也消费一些醋酸乙酯， 但与发达国家相比， 国内醋酸乙酯在涂料方面的应用还比较落后。从发达国家的消费情况来看，醋酸乙酯在涂料中作为溶剂应用已经相当广泛， 如美国市场醋酸乙酯在涂料中的消耗 占60%以上，而我国仅占18%。近年来，我国涂料行业迅猛发展，许多国外著 名的涂料生产商采取独资或合资的方式在我国建厂生产高档涂料。随着我国经济高速发展，尤其

17、是建筑和汽车业快速发展，对高档涂料需求日益增加，将极大促 进对醋酸乙酯的需求。2.2国、内外产业状况2.2.1国外生产状况及发展动向近年来，世界乙酸乙酯的生产能力不断增加。2001年全球乙酸乙酯的生产 能力只有125.0万吨，2006年生产能力增加到222.0万吨，2008年生产能力增 加到约300.0万吨，同比增长约15.4%。其中北美地区的生产能力为 26.6万吨/ 年，约占世界乙酸乙酯总生产能力的 8.89%;中南美地区的生产能力为12.0万 吨/年，约占总生产能力的4.0%;西欧地区的生产能力为35.0万吨/年，约占总 生产能力的11.7%，亚太地区的生产能力为215.4万吨/年，约占

18、总生产能力的 71.8%；世界其他国家和地区的生产能力为11.0万吨/年，约占总生产能力的3.7%。2010年醋酸乙酯的产能分布见图2-15。，图2-1 2010年世界醋酸乙酯产能分布11% 2%口亚太 西欧 口中南美 口北美其他I66%目前，世界乙酸乙酯的总消费量约为200.0万吨，消费主要集中在西欧、美国和亚洲地区，其中亚洲地区的消费又主要集中在日本、中国及东南亚国家。国外乙酸乙酯的消费结构与我国有所不同，美国和欧洲国家乙酸乙酯最大的应用领域 是涂料，其中美国的涂料方面的消费量约占总消费量的 60%，欧洲在涂料行业 的消费量约占总消费量50%。日本主要应用在涂料、油墨方面，分别约占总消费量

19、的40%和30%。而我国主要应用于涂料、粘合剂和制药领域。预计到2012年 全世界醋酸乙酯的总需求量将达到约250.0万吨2.2.2国内生产状况及发展动向近年来，随着我国化学工业和医药工业的快速发展，乙酸乙酯的生产发展 很快。2003年生产能力只有54.0万吨，2006年增加到90.0万吨，2008年进一 步增加到约150.0万吨，2003-2008年产能的年均增长率达到约10.8%。主要的 生产厂家有江苏索普（集团）公司（生产能力为 20.0万吨/年）、山东金沂蒙集 团公司（生产能力为18.0万吨/年）、广东江门谦信化工发展公司（生产能力为 10.0万吨/年）、上海吴泾化工有限公司（生产能力

20、为20.0万吨/年）、扬子江乙 酰化工有限公司（生产能力为10.0万/年）、江西南昌赣江溶剂厂（生产能力为8.0 万吨/年）、广东顺德集团公司（生产能力为 4.5万吨/年）、天津冠达集团公司（生产能力为3.5万吨/年）、上海石油化工公司（生产能力为2.1万吨/年）、上 海试剂有限公司（生产能力为2.0万吨/年）、成都有机化工厂（生产能力为2.0万 吨/年）、浙江建德建业有机化工有限公司（生产能力为1.2万吨/年）、江苏三木集团公司（生产能力为1.0万吨/年）、河北石家庄新宇三阳实业有限公司（1.5 万吨/年）、山东海化股份有限公司（生产能力为10.0万吨/年）、江阴百川化学工业 有限公司（生产

21、能力为3.0万吨/年）、吉林燃料乙醇有限公司（生产能力为5.0万吨 /年）以及河南孟州华兴公司（生产能力为3.0万吨/年）等。其中采用乙醇脱氢法的 生产能力约占总生产能力的12.0%，采用乙醛缩合法的约占1.4%，采用醋酸酯 化法的占86.6%。江苏索普（集团）公司是目前我国最大的醋酸乙酯生产企业， 生产能力为20.0万吨/年，约占国内总生产能力的13.3%，与醋酸产品实现了上 下游一体化，产品竞争力较强，80%的醋酸乙酯用于出口。今后几年，我国仍有多套新建或扩建乙酸乙酯装置将建成投产，主要包括江苏金茂源生物化工有限责任公司拟建的10万吨/年装置， 广西崇左市凯源酒业化工有限公司拟建的 8.0

22、万吨/年生产装置，兖矿集团拟建的10万吨/年生产装置， 广西新燊石油化 工有限公司的一期10万吨/年生产装置等，预计到2012年，我国乙酸乙酯的总生产能力将达到约195.0万吨。随着生产能力的不断增加，我国乙酸乙酯的产量也不断增加。2003年我国乙酸乙酯的产量只有34.2万吨，2006年增加到 63.0万吨，2008年尽管受到世界金融危机的影响，但是由于2007年新增的产能发挥作用，产量仍达到约约95.0万吨，同比增长约33.8%。目前国内大型醋酸乙酯企业均采用酯化法技术，主要生产厂家情况见表2-2表2-12010年醋酸乙酯主要生产厂家情况生产厂家名称地址生产能力（万吨/年）美国塞拉尼斯公司得

23、克萨斯州潘帕6.0美国伊斯曼化学公司得克萨斯州朗维尤6.1美国Solution公司马萨诸塞2.5円西罗地亚公司帕利尼涯10.0墨西哥塞拉尼斯公司卡格来吉拉9.2英国BP化学公司赫尔22.0西班牙Ercros公司塔拉戈纳6.0瑞典Sweask乙醇化学公司多姆斯乔3.5日本昭和电工公司南阳15.0日本千叶公司市原4.7日本协和发酵公司四日市4.0印度Laxmi有机工业公司马哈德3.5印度Jubilant有机合成公司加劳拉尼蜡3.2韩国三星/bp公司蔚山7.0韩国国际酯类公司蔚山7.5新加坡塞拉尼斯公司裕廊岛6.0印尼昭和酯类公司梅拉克6.0南非萨索尔公司赛库达5.0表2-2我国醋酸乙酯主要生产企业

24、情况24企业名称产能（万吨/年）江苏索普集团20.0山东金沂蒙集团公司16.0广东江门谦信化工发展公司10.0广东顺德顺冠集团公司气体溶剂有限公司3.0上海吴泾化工有限公司20.0扬子江乙酰化工有限公司10.0江西南昌赣江溶剂厂8.0广东顺德集团公司4.5天津冠达集团公司3.0上海石油化工公司2.1上海试剂有限公司2.0成都有机化工厂2.0浙江建德建业有机化工有限公司1.2江苏三木集团公司1.0目前，国内一些大型甲醇羰基合成醋酸企业或者具有乙醇装置的企业正在配套建设或拟建乙酸乙酯生产装置，主要有山东海化股份有限公司拟采用Davy公司技术，新建10.0万吨/年生产装置（近期已经建成投产），吉林燃

25、料乙醇有限公 司拟建5.0万吨/年生产装置，吉安生物化工公司拟建10.0万吨/年生产装置，广西新火石化公司拟建30.0万吨/年装置，第一期10.0万吨/年已经于2007年4月 13日开工。上海吴泾化工有限公司拟将现有生产能力扩建到15万吨/年,长春天裕生物工程公司将建5.0万吨/年生产装置，预计到2010年，我国乙酸乙酯的总 生产能力将超过120.0万吨/年。随着生产能力的不断增加，我国醋酸乙酯的产量也不断增加。2001年我国醋 酸乙酯的产量只有17.9万吨，2006年进一步增加到63.0万吨，比2005年增长 约22.19%, 2001-2006年产量的年均增长率高达 15.09%。2.3产

26、品的市场需求预测242.3.1进出口情况2005年以前， 我国是乙酸乙酯的净进口国，从2005以后，随着我国乙酸 乙酯生产能力和产量的大量增加，由净进口国转变为净出口国，2006年我国乙酸乙酯的净出口量为10.0万吨，约占国内总产量的15.87%。2008年净出口量达 到18.28万吨，同比增长41.27%。近两年，我国乙酸乙酯的进口量逐年减少，2006 年进口量为0.96万吨，2008年下降到0.11万吨，同比下降约85.52%。2009年 上半年进口量为0.03万吨，同比减少约57.14%。与此相反，我国醋酸乙酯的出 口量却在逐年增加。2006年出口量超过10.0万吨， 达到10.94万吨

27、，2008年 尽管受到全球金融危机的影响，但出口量仍高达18.39万吨，同比增长34.23%。2009年上半年出口量为8.73万吨，同比增长0.23%。2010年我国醋酸乙酯出口到30多个国家和地区，其中对亚洲国家的出口量 约占总出口量的93%，其中对韩国的出口量为3.23万吨，约占总出口量的29.6%， 其次是中国台湾，出口量为1.89万吨，约占总出口量的17.2%；再次是日本，出 口量为1.66万吨，约占总出口量的15.1%。我国醋酸乙酯出口主要集中在江苏、 山东和广东3省，2006年出口量分别为6.1万吨、2.1万吨和1.53万吨，合计出 口量占出口总量的88.78%，其他省份出口量仅为

28、1.21万吨。主要出口企业有江 苏索普、山东金沂蒙、广东江门谦信化工发展公司等大型醋酸乙酯生产企业。2003 年以前，我国醋酸乙酯的进口价格变化不大，基本上维持在520-550美元/吨，2004年以后进口价格开始上涨，2004年价格为653.2美元/吨,2006年上涨到841.4 美元/吨，比2005年上涨7.60%。出口价格近几年也不断上涨。2003年出口价格 为573.8美元/吨，2004年上涨到757.3美元/吨，2006年上涨到798.6美元/吨。2008年进一步上涨到905.7美元/吨。我国醋酸乙酯的进出口情况以及 2009年的 出口情况分别见表2-3和表2-4。表2-3近年来我国醋

29、酸乙酯的进出口情况年份进口量（万吨）进口单价（美元/吨）出口量（万吨）出口单价（美元/吨）20004.42538.80.33532.220015.35538.70.46531.820024.58530.91.09600.220034.27552.61.19573.820043.46653.22.07757.320054.64782.01.88805.320060.96841.410.94798.62007(1 7 月)0.57919.17.27797.720080.111563.718.39905.72009(1-6)0.031626.08.73698.9表2-4 2009年我国醋酸乙酯的出口

30、国家情况国家/地区出口量（万吨）所占比例（%）出口金额（力美兀）韩国3.2429.572545.57中国台湾1.8917.241466.28日本1.6615.151378.08新加坡1.4913.591138.08菲律宾0.716.46538.64阿拉伯联合酋长国0.403.68320.63越南0.383.43306.14泰国0.373.35300.20其他国家和地区0.827.51743.18合计10.94100.008736.80232消费现状及发展前景近年来，随着我国经济的快速增长，涂料、油墨、粘合剂等产品需求大幅提 升，从而拉动醋酸乙酯的消费稳步增长。1997年我国醋酸乙酯的表观消费量

31、只 有10.50万吨，2001年增加到22.79万吨，2006年进一步增加到53.02万吨，比 2005年增长约5.91%，2007年增加到580.6万吨，2009年进一步增加到 821.1 万吨，同比增长约5.91%，2004-2009年表观消费量的年均增长率约为13.71%，近年来我国醋酸乙酯的供需情况见表 2-5。表2-5近年来我国醋酸乙酯的供需情况单位：万吨/年年份生产能力产量进口量出口量表观消费量200026.217.24.420.3321.29200131.217.95.350.4622.79200239.030.74.581.0934.19200354.034.24.271.19

32、37.28200467.041.83.462.0743.19200580.047.34.641.8850.06200690.063.00.9610.9453.022007109.071.00.7613.7058.062008150.095.00.1118.3976.722009150.0105.00.0622.9582.11目前，国内醋酸乙酯主要消费地区集中在华东、中南、华北、东北地区，产 品主要用于生产涂料、制药和粘合剂，2008年我国醋酸乙酯消费结构为：制药 行业对乙酸乙酯的需求量约占总需求量的 30.0%，涂料约占35.0%，粘合剂约占 20.0%，油墨约占10.0%，其他产品约占5.0

33、%。预计到2012年，我国乙酸乙酯 的总需求量将达到约90.0万吨，供大于求，届时消费结构将有所变化，其中在 制药和粘合剂行业消费的比例将会有所下降，随着新型高档涂料的不断发展，预计涂料行业对醋酸乙酯的需求量将会有较大幅度的增加；随着电子、通讯行业的发展，油墨方面的需求量也将有所上升。另外，随着醋酸乙酯新用途的不断开发，将会使醋酸乙酯在其他方面用量的比例也有一定的增加3厂址的选择及布置3.1厂址选择原则(1) 厂址应符合国家工业布局，城市或地区的规划要求； 厂址宜选在原料、燃料供应和产品销售便利的地区；(3) 厂址应靠近水量充足、水质良好的水源地；(4) 厂址应尽可能靠近原有交通线(水运、铁路

34、、公路)，即交通运输便利 地区；(5) 厂址地区应具有热、电的供应；(6) 选址时注意节约用地，不占用或少占用良田。厂区的大小、形状和其条 件应满足工艺流程合理布置的需要，并应有发展的余地。(7) 选址得注意当地自然环境条件，并对工厂投产后可能造成的环境影响做 出预评价；(8) 厂址应避开低于洪水位或在采取措施后仍不能确保不受水淹的地段；(9) 厂址附近应建立生产污水和生活污水的处理装置；(10) 厂址应不妨碍或不破坏农业水利工程，就尽量避免拆迁。根据我厂的具体情况，选厂工作在长远规划的指导下，选择符合建厂要求且 适宜于建设该DMC项目的地方，最终确定厂址为宁波化学工业园区。3.2选择原因3.

35、2.1原料来源方便我厂主要生产经营乙醇下游产品乙酸乙酯(EA)，本工厂的主要原料系浓 度95%的工业酒精。我厂所用原料均来自园区内或园区周边地区，大大降低了 原料运输成本，且所选原料品牌信誉好，质量可靠，价格实惠。3.2.2地理位置优越宁波位于东经120度55分至122度16分，北纬28度51分至30度33分。 地处我国海岸线中段，浙江绍兴平原东端，东有舟山群岛为天然屏障，北濒杭州 湾，西接绍兴市，南临三门湾，并与台州的三门、天台相连。宁波属亚热带季风 气候，温和湿润，四季分明，年平均气温16.2摄氏度，全市无霜期一般为230天至240天，年平均降水量为1300毫米至1400毫米。宁波铁路、公

36、路、水运、航空和管道五种运输方式齐全，作为国家大型港口 的宁波港设备先进，运力充足，不但担负起宁波水路运输的重任，更成为浙江省乃至华东区域海运的重要集散地。宁波栎社国际机场不仅有发往全国各大城市的航班，更包括发往海外许多城市的航班。宁波化工园区是宁波市唯一的化学工业 专业园区，位于杭州湾南岸，宁波镇海区西北侧辽阔的海涂上， 镇海区位置优势 得天独厚，辖区内的镇海港是中国大陆第二大港宁波舟山港重要组成，拥有5万吨级液体化工专用泊位，是我国最大的液体化工码头之一。323交通发达宁波是浙江沿海的交通枢纽，已形成以深水良港为中心的水、 陆、空集疏运 网络。铁路、公路四通八达，沪杭甬高速公路使宁波到上海

37、仅3个小时车程，已建设的杭州湾跨海大桥将使宁波进入 2小时交通圈，从黑龙江同江到海南三亚的 同三”线沿海大通道宁波段128公里已建成通车；作为空港口岸的宁波栎社国际 机场已开通宁波到香港、泰国、日本以及经澳门至台北、高雄、至国内其他城市 等30多条航线。宁波拥有得天独厚的天然深水良港，自古以来是中国对外贸易的重要港口。 宁波港位于浙江东海岸，包括北仑、宁波、镇海、大榭、穿山五个港区，是对外 贸易的重要港口和海运中转枢纽，世界重要港口。现在的宁波港，已与世界500多个港口有贸易运输往来，2001年全港货物吞吐量达1.285亿吨，名列中国大陆 港口第二位，位居世界港口 20强，集装箱吞吐量121万

38、标箱。宁波港是由北仑 港区、镇海港区、宁波港区组成。内河港、河口港、海峡港并存，大、中、小泊 位配套的多功能、多层次的综合性港口。其中，以水深、浪小、不冻、不淤、陆域宽阔”著称的北仑港，其进港航道可保证30万吨级船舶运行，正建设成为进 出口铁矿中转、国际集装箱远洋中转、大型煤炭、原油、成品油、液体化工产品 储存中转等五大基地。3.2.4社会经济效益宁波是浙江省重要工业基地，也是粮、棉、油经济特产、水产品的重要基地。 拥有以服装、纺织、机械为代表的传统工业和以石化、钢铁、电力、造纸等为代 表的临港型大工业体系。宁波农村是农业产业化、农业工业化程度比较高的综合 经济区。当今的宁波是一个港口设施比较

39、先进、 工业门类比较齐全、农业经济综 合发展、内外贸易比较发达的沿海港口城市。由于国际市场DMC供不应求，故本厂产品涉及出口，将有利于增长国家关 税收入和外汇储备。同时，本厂所需生产、运输技术员工和大量销售、外贸人才 可解决一部分社会就业压力。另外本厂的生产工艺符合绿色环保概念， 对周围环 境友好，对其他化工行业起到模范效应。3.3厂区概况宁波化学工业区成立于2002年11月，是宁波市唯一的化学工业专业园区。 2006年3月份，经浙江省人民政府批准，正式成为省级开发区。宁波化工区位于经济发达的长江三角洲南翼，宁波镇海区西北侧辽阔的海涂上，规划面积56.22平方公里。区内地势平坦，依江临海，水源

40、充沛，环境容量大，自然条件优越， 同时园区提供九通一平，配套设施齐全。目前化工区已开发面积为6.5平方公里， 现有镇海炼化，韩国LG甬兴、中金石化有限公司、杭州湾腈纶、中化进出口公 司等70多家企业落户园区。按照宁波化工区总体规划（2002-2020）,园区重点 发展以炼油及乙烯为龙头的石化源头产业、合成材料产业、高分子产品产业和精细化工产业。已建的80万吨乙烯项目，为整个化工区的发展提供丰富的石油化工 原料，园区将发展成为华东乃至全国的重要石油化工基地 。园区地处著名的宁波港。宁波港位于浙江东海岸，包括北仑、宁波、镇海、 大榭、穿山五个港区，是对外贸易的重要港口和海运中转枢纽，世界重要港口。

41、 宁波港作为中国大陆重点开发建设的四大国际深水中转港之一，在区位、航道水深、岸线资源、陆域依托、发展潜力等方面具有较大优势。其共有生产性泊位311 座，其中万吨级以上深水泊位64座（5至25万吨级的特大型深水泊位33座）， 是中国超大型船舶最大集散港和全球为数不多的远洋运输节点港。2007年宁波港货物吞吐量突破3.45亿吨，同比增长11.5% ,居中国大陆港口第二位，名列全 球第四；集装箱吞吐量超935万标准箱，同比增长32.3%，集装箱吞吐量排名居 中国大陆港口第四、世界港口第十一位。2006年，宁波港入围世界集装箱 五佳 港口”是中国大陆港口中惟一入围的港口。目前宁波港已与全球100多个国

42、家和地区的600多个港口有贸易往来，形成了覆盖全球的集疏运网络。2007年宁波港集团完成营业收入53亿元，同比增长18.02%；实现利润同比增长38.7%, 主要经济指标处于全国港口领先水平。 此外，园区水陆交通便捷，四通八达，329 国道、世纪大道、舟山联岛大桥等贯通全区，随着铁路专用线的建设和2008年5 月1日杭州湾跨海大桥的建成通车，极大拉近了宁波化工区与整个长三角洲的距 离，区域优势明显。园区水陆交通便捷、四通八达，区域优势明显。园区距宁波市区仅14公里，距东方深水良港北仑港仅24公里，紧邻中国最大的液体化工码头。329国道、未来沿海快速大道、世纪大道、舟山群岛大桥等贯通全区，随着

43、杭州湾跨海大桥的建成和铁路专用线的建设，将大大拉近宁波化工区与整 个长江三角洲的距离。3.3.2厂址地区的自然条件宁波化工区位于宁波镇海区西北侧，属亚热带季风气候，冬夏季风交替明显， 气候温和湿润，全区无霜期一般为 230天至240天，四季分明，雨量充沛。风况：常风向西北，频率13.4%;次常风向东北，频率11.0%;冬季常风向 西北，夏季常风向东南；强风向东北，最大风速分别为 38米/秒和37米/秒。多 年平均大于（包括）6级风天数32天，大于（包括）7级风天数15天，大于（包 括）8级风天数6天。降水及降水特征：本地区雨量充沛，年平均降雨日数158天。每年56月为 梅雨季节，710月有台风

44、带来的暴雨，9月份雨量占全年的25%，冬季降雨量 较少。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毫米的降水天数为11天。气温：多年平均气温163C，极端最高气温399C，极端最低气温-10 C,最 高月平均气温28.1C（ 7月），最低月平均气温43C（ 1月）。潮汐：属不规则半日潮。年平均最高和最低潮位分别为宁波港3.1米和1.43米，镇海港区2.19米和1.16米，北仑港区2.9米和1.12米：年平均潮差分别为： 宁波港区1.74米，镇海港区1.71米，北仓港区1.82米o潮流：甬江潮流顺河道而流，流速一般大潮涨、落流为

45、12节，如遇甬江上 游排洪时，落潮流最大可达2.5节。大风时潮位和流速都会有一定影响。北仑港 区潮流多为往复流，已建20万吨级矿石码头设计流速为：涨潮1.50米/秒，流向 298度；落潮2.0米/秒，流向114度。波浪：宁波镇海港区均系内江，无浪。北仑港区四周有舟山群岛环保为天然 屏障，波浪较小，无需建防波堤。3.3.3厂址地区的交通运输条件宁波化工区得天独厚的交通运输优势，为园区的发展提供了十分优越的条 件。园区形成以海运、铁路、公路为主导的完整的交通网络，四通八达，快捷便 利。各种化工原料和产成品均可通过船舶、铁路专用线、公路和管道送进和输出 区内外。企业可能根据原料的供应情况和产品的销售

46、情况，选择最经济合理的运 输方式。公路：宁波市公路通车总程 5200公里，其中高速公路188公里。全市城乡 以高速公路、国道、省道为骨架，向四周形成交通网。进出市区的通道和主要干 线公路，全部达到一级以上。连接宁波与上海的杭州湾跨海大桥已于 6月8日正 式奠基。杭州湾大桥的建设，能大大缩短宁波与上海、宁波与长江三角洲北翼之 间的距离，化工区通过大桥至上海仅一个半小时车程。329国道经过宁波化工区， 规划中的全国沿海大通道和宁波世纪大道贯穿园区，公路交通十分便捷。港口：宁波港是一个多功能、综合性的现代化深水大港。现有500吨级以上 生产泊位134座，其中万吨级以上深水泊位35座。最大的有25万吨

47、级原油码头， 20万吨级（可兼靠30万吨船）的卸矿码头，第六代国际集装箱专用泊位以及5万吨级液体化工专用泊位，已与世界上 90个国家和地区的560多个港口通航。2002年宁波港货物吞吐量超过1.53亿吨，仅次于上海港，居中国大陆港口第二 位；集装箱吞吐量居中国大陆港口第六位。宁波港区内的全国最大的5万吨级液体化工码头，具有300万吨/年的液体 化工原料和产品的吞吐能力，拥有大小储罐 106座、总容量达40万立方米，并 有输送管道直通宁波化工区。铁路：宁波至杭州的萧甬铁路衔接浙赣、沪杭等线，其宁波段的复线改造工 程已于2001年完工。另有宁波至镇海港区和镇海炼化的洪镇支线、宁波至北仑 港区铁路支

48、线。年通过能力达1000万吨。航空：宁波栎社机场可起降 MD-82型、波音-737、波音-757等大中型客机。 机场已开辟宁波至日本、韩国、泰国、香港、澳门及经澳门至台北、高雄和宁波 至国内其它城市等38条航线。3.3.4基础设施建设宁波化学工业区现有完善的基础设施配套。目前已具备了 “九通一平”的条件，“九通”主要包括道路、供电、供水(工业用水，生活用水)、供热、工业 气体、雨水、污水处理、通信、天然气。供电工程华东电网35/110/220KV变电站，不间断双回路供电(2) 供水工程工业用水一期30000 t/d,二期300000 t/d;生活用水10000 t/d(3) 供热工程一期形成3

49、X 130t/h次高压循环流化床锅炉、1X 25MW抽凝式汽轮发电机 组、1X 12MW背压式发电机组等三炉二机(已运行)，可供 1.3-4.1Mpa蒸汽； 二期形成6X 130t/h次高压循环流化床锅炉、2X 25MW抽凝式汽轮发电机组、2 X 12MW背压式发电机组等六炉四机(4) 工业气体：可供氮气、氧气、氢气、二氧化碳、重整氢、一氧化碳等 雨污分流：目前处理能力：10000 t/d,扩建后总处理能力50000 t/d(6) 通信：电缆：敷设有电话电缆和宽带电缆邮政：邮政等快递业务覆盖全区(7) 危险废物处理：日焚烧处理化工废渣10吨的高温焚烧炉；日处理10吨废有 机溶剂日处理100只废

50、包装容器(8) 消防配备抢险救援车，重型水罐车，进口泡沫车，大型水罐车(21吨)，泡沫、干粉联用车，洗消车，高喷车，后勤指挥车等(9) 应急指挥中心：监控系统涵盖化工区仓储区、管廊和大企业的自备罐区等, 承担公安、消防、环保、抢救、防汛防台和危险源监控等方面的协调管理工作(10) 仓储和管廊：中间罐区正在建设中，化工物料传输管道正在建设中。3.4厂址布置3.4.1厂区概况厂区位于浙江省宁波市镇海区化学工业园区，本项目拟定厂区地形为矩形， 其中南北方向长为150m,东西方向宽为100m,总面积约15000m2厂区分为厂 前区、生产辅助区、生产区和储罐区。厂前区位于厂区西北侧，为常年主导风向 西北

51、风的上风向。主要建筑包括行政楼、食堂、停车场、宿舍等，职工宿舍和食 堂组成生活区，位于行政楼的南侧，停车场位于行政楼与生活区之前。 厂前区北 面是生产辅助区。生产辅助区主要包括中心控制楼、化验中心、维修车间、材料 仓库和水处理车间等。生产区和储罐区主要位于整个厂区的东面。 主要有四大部 分：乙醇储罐区，反应车间，分离车间和产品罐区。95%乙醇直接通过管道输送至厂区，在乙醇储罐区存放。反应车间由两层组成，其中安放了脱氢反应器和加 氢反应器及其辅助设备。反应车间的南侧集中布置分离车间，其中包括闪蒸罐一 个，精馏塔五个及其配套的辅助设备。燃料煤堆场和蒸汽锅炉房位于反应车间东 面，分离车间的北面，靠近

52、大量耗用蒸汽的精馏工段。 产品灌区位于厂区的最南 面，其中包括了氢气球罐，乙酸乙酯储罐和副产物无苯天那水溶液粗料储罐。各车间最大可能的采用露天布置，闪蒸塔、精馏塔、储罐等均布置在露天场 所，减少了建设投资，便于改扩建。其余厂房多采用单层结构，设计要求满足甲 类产品生产的耐火、防火、防爆等级。厂区设有四个出口，两扇主门一南一北，东侧开两扇侧门，厂内10米宽的中央主道横贯南北，东面出口即为总厂铁路。此外，本项目根据当地自然条件，工厂生产特点并结合全厂总平面布置进行 绿化设计，厂区绿化面积超过 20%。厂前区和生产辅助区为重点绿化、美化区， 设置花坛，种植花卉，辅以草坪。沿工厂围墙四周、道路两侧及厂

53、内适当的地点 种植乔木、灌木、绿篱，为职工生产和生活创造良好的环境条件，以达到净化空 气，保护环境，有益于人体健康的目的。绿化既要保护环境，防止污染，美化厂 容，又不应妨碍生产操作，物料运输及防火要求。我们采用的植物主要以绿色木 本植物为主，能够达到一个良好的降低空气污染的效果。4工艺设计方案4.1概述工艺设计主要说明本设计生产乙酸乙酯的具体情况，主要包括生产流程概 述、工艺流程说明、工艺特色介绍以及物料衡算书、热量衡算书。4.1.1生产规模本设计拟建产量为5万吨/年的乙酸乙酯厂以满足行业日益增长的对绿色溶 剂及原料的需求4.1.2原料本设计中的原料为95%工业乙醇。4.1.3产品规格本设计中

54、的产品为乙酸乙酯。其规格组成如表4-1。表4-1乙酸乙酯产品规格表指标名称指标优等品一等品合格品色度（铂-钴色号），号101020密度，g/cm30.8970.9020.8970.9020.8960.902乙酸乙酯，%99.098.597.0水份，%0.100.200.40酸度（以CHCOOH十），% CH3CH2OOCCH3 h2o乙醇乙酸酯化法由乙酸和乙醇在硫酸等催化剂作用下直接酯化成乙酸乙酯， 常用的工艺是用浓硫酸作催化剂的均相催化反应精馏， 该工艺是目前国内广泛采 用的生产工艺，浓硫酸有酸性强、吸水性强、性能稳定、价廉等优点，而且溶于 反应物料中，是均相催化反应，反应均匀，因而在全塔内

55、都能进行催化反应11。催化作用不受塔内温度限制，反应机理清楚，容易实现最优控制，这些优点可以 使反应精馏生产装置大型化。用浓硫酸作催化剂，也有其不可克服的缺点，即硫 酸严重腐蚀设备，其强氧化性引起磺化、碳化或聚合等副反应，产品纯度低，后 处理进程复杂，三废量大。另一种酯化的工艺是催化精馏法，它采用固体酸作催 化剂，属非均相反应精馏。在酯化合成方面，已经开发出的固体催化剂有沸石分 子筛、离子交换树脂、金属硫酸盐、固体超强酸等，具有产物纯度高，反应选择 性强，酯收率高，反应条件温和，副产物较少等优点。但若简单地将固体酸催化 剂于反应中取代硫酸，催化剂在反应液中很快失去活性。 催化精馏法不容易实现

56、工业化和大型化的困难，在于催化精馏属非均相催化反应精馏过程，机理较复杂， 目前理论还不能很好地解释这一过程，在国际上还没有一个国家提出催化精馏塔 的设计方法。（2）乙醛缩合法反应式:2CH3CHO 三乙醇铝CH3COOC2H5乙醛缩合法是由两分子乙醛经 Tishche nko反应缩合成一分子乙酸乙酯，催化 剂为乙醇铝、氯化铝及氯化锌等，反应温度为010oC。其生产工艺是将乙醛、乙醇铝催化剂及助催化剂连续送入反应器，反应液经蒸发浓缩后，再经三塔精馏， 获得纯度99.8%以上的乙酸乙酯产品。乙醛缩合法优点在于反应是在常压低温下 进行，转化率和收率高，对设备要求不高，生产成本较酯化法低；缺点是受原料

57、 来源限制，仅适宜于乙醛资源丰富的地区， 催化剂乙醇铝无法回收，最后通过加 水生成氢氧化铝排放，对环境有一定污染。乙醛缩合法在欧洲和日本是生产乙酸乙酯的主流生产方法，在我国工业性生产厂很少。乙醛贮存运输不方便，一般都是自产自用，因此乙醛缩合法乙酸乙酯 生产装置都是建在有乙醛生产的厂内。 在冰醋酸价格高的地方，该法有很强的竞 争优势。该法在国外已经大型化，在国内尚有催化剂和工程上的问题没解决，有待突破。该法的产品只能用于化工原料， 不能用于食用香料，这是因为乙醛及副 产物无法除尽。（3）乙烯加成法反应式：CH2=CH2 CH3COOH CH3COOC2H5随着化学化工产业的迅速发展，炼油技术的不

58、断提高，乙烯已经成为一种丰富的原料。由于乙烯与乙酸直接加成反应生产乙酸乙酯利用丰富的乙烯原料，原料利用合理，来源广泛，价格低廉，生产成本较低，且对合成乙酸乙酯具有较高 的产率与选择性，既是一种原子经济型反应，又是一种环境友好型反应。缺点是 此催化体系对设备腐蚀严重，投资成本高。该工艺采用的催化剂主要有液体无机 酸和有机磺酸类、分子筛类和杂多酸类催化剂。同时该工艺依赖于石化工业，需 要有大量的乙烯资源，只能在乙烯和乙酸资源相对比较丰富而廉价的地区才可以 考虑。石油价格的不断上涨，造成该工艺的劣势更加凸现，在中国这样自身石油 储量及产量不高需要大量进口石油的国家， 如果盲目发展这一工艺生产乙酸乙酯

59、 缺乏战略考虑。（4）乙醇脱氢法反应式：2CH3CH2OH 催化剂 CH3COOC2H5 2H2以乙醇为原料生产乙酸乙酯，传统工艺必须经过乙醇氧化脱氢为乙醛、乙醛 氧化成乙酸、乙酸与乙醇酯化3个工段才能完成。乙醇脱氢法则只用乙醇一种原 料，经过单一催化剂脱氢后直接得到乙酸乙酯，因此，这种方法也简称一步法， 以区别于传统的三工段工艺。乙醇脱氢法总反应实际上也是经过3个步骤完成的。具体的反应机理有两种，一种是 脱氢歧化酯化”机理，另一种是 半缩醛”机 理，即三个步骤分别为乙醇脱氢为乙醛、乙醇与乙醛反应生成半缩醛、半缩醛脱 氢为乙酸乙酯16。20世纪90年代初清华大学化学系首先对此工艺进行研究，开发

60、出催化剂 Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2,并获得了国家专利。1996年西南化工研究院也开始进行乙 醇脱氢法生产乙酸乙酯的研究，目前还在进行工业试验，取得了不小的进展。英 国Kvaerner工程公司于20世纪90年代研究乙醇脱氢法生产乙酸乙酯，同时已 经在南非建成第一家工业化生产工厂。该工艺的关键问题在于催化剂，根据反应历程，产物中有中间产物乙醛与乙 酸，另外还有副产物乙烯、丙酮、丁酮、2-丁醇等。由于氢气对平衡的抑制及降 低副反应要求，单程转化率只能控制在 60%70%。该工艺反应工段，但分离设 备较多，流程较复杂，主要的副产物必须分离。脱氢法反应特点是：反应温和，各种反应条件变化弹性很大，工艺简单，容易操 作。脱氢法优点：（1）生产成本低，在没有甲醇法乙酸生产的地区，价格优势很大；（2）每吨乙酯副产氢气509m3，适用于氢气有用场合；（3）基本无腐蚀和三废排放，副产物可用于生产无苯提案那水溶剂（香蕉水） 。脱氢法缺点：（1）产品质量不如酯化法，虽然可以达到国标，但若丁酮等杂质难以得到完全 分离，就不宜用于食品和酒增香等行业；（2）催化剂在使用前需要还原，停车后须用氮气保护避免氧化，因此只适用于 大规模连续生产