当前位置：文档之家 › 年产7200t乙酸乙酯间歇反应釜设计

年产7200t乙酸乙酯间歇反应釜设计

  • 格式：doc
  • 大小：636.79 KB
  • 文档页数：17

I 年产7200t乙酸乙酯的工艺设计 摘要：本选题为年产量为年产6×103T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331.31m、换热量为65.510/hKJ。设备设计结果表明，反应器的特征尺寸为高3320mm，直径3200mm；夹套的特征尺寸为高2550mm，内径为3400mm。还对塔体等进行了辅助设备设计，换热则是通过夹套与内冷管共同作用完成。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;

主要符号一览表 V——反应釜的体积 t——反应时间 0Ac——反应物A的起始浓度 0Bc——反应物的B起始浓度 0Sc——反应物S的起始浓度 f——反应器的填充系数 iD——反应釜的内径 H——反应器筒体的高度 2h——封头的高度 P——操作压力 Pc——设计压力 φ——取焊缝系数 [σ]t——钢板的许用应力 C1——钢板的负偏差 C2——钢板的腐蚀裕量 S——筒壁的计算厚度 dS——筒壁的设计厚度 nS——筒壁的名义厚度 jH——反应器夹套筒体的高度 v——封头的体积 TP——水压试验压力

jD——夹套的内径

Q——乙酸的用量 Q0——单位时间的处理量年产6××10 ³T乙酸乙酯设计说明书

- 1 - 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： 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每年生产7200h。反应在100℃下等温操作，其反应速率方程如下 rR=k1(CACB－CRCS/K) [1] 100℃时，k1=4.76×10-6L/(mol·min),平衡常数K=2.92。乙酸的转化率XA=0.4，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 LkmolQ/675.234.024300881010633 由于原料液的组成为 1+2+1.35=4.35Kg 单位时间的处理量

hmQ/06.6102035.460675.2330

2.2原料液起始浓度 LmolcA/908.306.6675.230 乙醇和水的起始浓度 LmolcB/2.1046260908.30

LmolcS/59.171835.160908.30 将速率方程变换成转化率的函数 )1(0AAAXcc AABBXccc00

AARXcc0 AASSXccc00 年产6××10 ³T乙酸乙酯设计说明书 2 2021)(AAAAccXbXakr

其中：61.2908.32.1000BAcca 15.5)92.2908.359.17908.32.101().1(0000KccccbASAB

6575.092.21111kc 434.46575.061.24)15.5(422acb

2.3反应时间

AfXAAAAcXbXa

dX

ckt

0201

1

aXacbbaXacbbacbckAfAfA2)4(2)4(ln4122201 min18861.224.0)434.415.5(61.224.0)434.415.5(ln434.4908.31076.414

2.4反应体积 300048.25)160188(06.6)(mttQVr

反应器的实际体积 331.318.0048.25mfVVr

第3章 热量核算 3.1工艺流程 反应釜的简单工艺流程图 年产6××10 ³T乙酸乙酯设计说明书 3 3.2物料衡算 根据乙酸的每小时进料量为23.675/kmolh，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： 物质 进料/kmolh 出料/kmolh

乙酸 23.675 14.21 乙醇 36.30 26.83 乙酸乙酯 0 9.47 水 81.68 90.15

3.3能量衡算

3.3.1热量衡算总式 1234QQQQ 式中：1Q进入反应器无聊的能量，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 年产6××10 ³T乙酸乙酯设计说明书 4 3.3.2每摩尔各种物值在不同条件下的,pmc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,pmcABTCTDT[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 物质 A B×103 C×103 D×103 乙醇 -67.4442 18.4252 -7.29726 1.05224 乙酸 65.98 1.469 0.15 — 乙酸乙酯 155.94 2.3697 -1.9976 0.4592 水 50.8111 2.12938 -0.630974 0.0648311 由于乙醇和乙酸乙酯的沸点为78.5℃和77.2℃，所以：

(1) 乙醇的,pmc值

23,,351.5pmlKcABTCTDT

1325367.444218.425210351.57.2972610351.51.0522410351.5

67.4442647.64578901.5929456.9733 11135.5820JmolK••

同理： (2) 乙酸乙酯的,pmc值

23,,350.2pmlKcABTCTDT

13253155.942.369710350.21.997610350.20.459210350.2

155.9482.9395244.9857197.2197 11191.1135JmolK••

(3) 水的,pmc值

2

23,,,373pmHOlKcABTCTDT

1325350.81112.12938103730.630974103730.064831110373

50.811179.44265987.7867833.64418 1176.111JmolK••

(3) 乙酸的,pmc值 年产6××10 ³T乙酸乙酯设计说明书 5 23,,373pmlKcABTCTDT

132365.981.469103750.15103750375

65.9855.087521.09380 1199.9737JmolK••

3.3.3各种气象物质的参数如下表 气相物质的热容参数[4] 物质 A B×103 C×103 D×103 乙醇 6.731842 2.315286 -12.11626 2.493482 乙酸乙酯 24.54275 3.288173 -9.926302 1.998997

(1) 乙醇的,pmc值

23,,g,373pmKcABTCTDT

152836.7318422.3152861037312.11626103732.49348210373

6.73184286.360216.85721.2940 1177.5288JmolK••

(2) 乙酸乙酯的,pmc值

23,g,373pmKcABTCTDT

1528324.542753.288173103739.926302103731.99899710373

24.54275123.306513.81341.0374 11135.0733JmolK••

3.3.4每摩尔物质在100℃下的焓值 (1) 每摩尔水的焓值 2

3733r2,,,37329876.1111037329840.688vapmmHOpmHOlKHcdTH

140.3963KJmol•

同理： (3) 每摩尔的乙醇的焓值

合集下载

年产量6500吨乙酸乙酯生产的的工艺设计

年产量6500吨乙酸乙酯生产的的工艺设计

一、生产工艺选择
1、乙酸乙酯的合成工艺选择
乙酸乙酯是立体异构体，合成其馏分比较困难，且其合成代谢本身存在较多种反应路线，目前流行的乙酸乙酯合成方法有双氧水-甲醛-乙醇反应法、甲醛-乙醇反应法、丙酮-乙醇反应法等，但由于反应热敏感性强，收率受到温度控制的限制，所以工艺相对繁琐。

本工程中主要采用双氧水-甲醛-乙醇反应法合成乙酸乙酯，该法的工艺流程主要包括以下几个步骤：首先将乙醇作为底物，添加双氧水和甲醛作为氧化剂，在低温和低压的条件下，受催化剂的作用，将乙醇氧化成乙酸乙酯；然后，乙酸乙酯的馏分比由精密全自动混合馏分机进行控制，最终将乙酸乙酯冷却，蒸馏出达到指定标准的产品。

2、乙酸乙酯生产设备选择
（1）馏分混合机
馏分混合机是乙酸乙酯合成反应和馏分生产过程中使用的一种设备，它采用全自动控制，具有自动调节馏分比、自动排料、自动停止等功能，可满足在不同工况下乙醇液的可靠馏分，由于其反应热性较强，采用双壁式结构，内外壁之间空间小，可有效抵消外界温度的变化，从而确保反应的连续性，并且具有很高的馏分比控制精度。

年产30万吨乙酸乙酯的工艺设计

年产30万吨乙酸乙酯的工艺设计

乙酸乙酯（ethyl acetate，简称EA）是一种常用的有机化工原料，广泛用于溶剂、涂料、胶粘剂、香精等行业中。

本文将为您介绍年产30万吨乙酸乙酯的工艺设计。

1.原料准备本工艺设计中所需原料包括乙酸、乙醇和催化剂等。

乙酸和乙醇的纯度应达到工业级标准，催化剂选择的是硫酸。

原料的准备包括弃水、脱硫等处理。

2.乙酸乙酯的制备反应乙酸乙酯的制备反应是乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯。

反应的条件包括温度、压力和催化剂的选择。

在本工艺设计中，酯化反应采用连续流程进行。

首先，将经处理的乙酸和乙醇以一定的摩尔比例混合后进入反应器。

根据经验，酯化反应的摩尔比一般为2:1、然后，在适当的温度下（一般为50-60℃）加入适量的硫酸催化剂，促进反应的进行。

反应器中的乙酸乙酯生成后，通过蒸汽加热或外部加热方式升温。

随着温度的升高，乙酸乙酯以气态形式蒸发出反应器。

3.乙酸乙酯的分离净化乙酸乙酯的分离净化主要包括提纯和脱色两个过程。

提纯过程中，需将乙酸乙酯的气态产物进入一个冷凝器进行冷凝，将其转化为液态，然后通过过滤去除其中的悬浮物。

脱色过程中，将提纯后的液态乙酸乙酯通过活性炭等脱色剂进行脱色，以提高乙酸乙酯的纯度。

脱色后的乙酸乙酯经过过滤，得到清澈的乙酸乙酯产物。

4.乙酸乙酯的回收利用在乙酸乙酯制备反应过程中，有部分乙酸乙酯会以气体的形式带出反应器，在分离净化过程中被捕集并回收利用。

在回收过程中，将乙酸乙酯的气态产物与乙酸乙酯的液态产物进行冷凝，将其转化为液态，然后通过分离装置进行分离，将回收的乙酸乙酯重新加入到反应器中。

5.产品质量控制在乙酸乙酯的制备过程中，需要对产品质量进行严密的控制。

主要的质量指标包括乙酸乙酯的纯度、含水量和酸度等。

为了确保产品质量，需要定期对反应器和分离净化设备进行清洗和维护，以避免杂质的积累影响产品质量。

以上就是年产30万吨乙酸乙酯的工艺设计。

通过合理的反应控制和分离净化过程，可以高效地制备乙酸乙酯产品，并确保产品质量。

间歇釜式反应器设计操作与控制

间歇釜式反应器设计操作与控制


一、产品的应用
PET主要用于纤维，少量用于薄膜和工程塑料。ＰＥ Ｔ纤维主要用于纺织工业。ＰＥＴ薄膜主要用于电器绝缘 材料，如电容器、电缆绝缘、印刷电路布线基材，电极槽 绝缘等。ＰＥＴ薄膜的另一个应用领域是片基和基带，如 电影胶片、Ｘ光片、录音磁带、电子计算机磁带等。
ＰＥＴ薄膜也应用于真空镀铝制成金属化薄膜，如金 银线、微型电容器薄膜等。ＰＥＴ的另一个用途就是吹塑 制品，用于包装的聚酯拉伸瓶。 玻璃纤维增强ＰＥＴ 适用于电子电气和汽车行业，用于各种线圈骨架、变压器、 电视机、录音机零部件和外壳、汽车灯座、灯罩、白热灯 座、继电器、硒整流器等 PET除纤维之外主要用于薄膜 和片材、瓶类及工程塑料三大类
开旋涡泵出口阀，启动旋涡泵。开EG高位槽进口阀进料 至一定液位。 • 检查EG储罐出口阀EG高位槽进料阀出料阀打浆釜的进 料阀出料阀是否处于关闭状态。 • 2备PTA • 用磅秤称好PTA，启动电动葫芦，挂好PTA料袋。起吊并 将料袋移至打浆釜搅料，解开料袋口袋绳。 • 二、打浆 • 开启EG计量槽的出口阀和打浆釜的进料阀，将EG放入打 浆釜。当计量槽的液位达到设定目标后，关闭EG计量槽 的出口阀，开启打浆釜的搅拌，将计量好的PTA CAT 稳 定剂缓缓从投料口投入打浆釜，继续搅拌15min，打浆结 束，准备向酯化釜进料。
随着PET的生成，体系的粘度会急剧升高，要不停的移去产生的 EG，该反应必需在高真空中进行，一般真空度也由常压提高到 20~100Pa左右(机械真空泵的极限真空度)。 缩聚初期采用水循环泵 抽真空，缩聚后期采用蒸汽喷射泵抽真空。
材料选择：
项目
原料
酯化
缩聚
工作温度 工作压力 物料化学性质
内衬
常温
常压
指标与控制
乙酸乙酯的反应器设计流程

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AbstractEthyl 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 (8)1.1 乙酸乙酯概述 (8)1.1.1 乙酸乙酯的简介 (8)1.1.2 乙酸乙酯的用途 (8)1.1乙酸乙酯的产能和市场需求 (9)1.2.1 世界乙酸乙酯的产能与消费情况 (9)1.2.2 我国乙酸乙酯的产能与消费状况 (9)第二章工艺流程的比较 (12)2.1 本课题设计内容和要求 (12)2.1.1 设计要求 (12)2.1.2 具体设计内容 (12)2.2 设计方案的确定 (12)2.2.1反应原理 (12)第三章工艺设计方案 (14)3.1原料路线确定的原则和依据 (14)3.1.1乙醇乙酸酯化法 (14)3.1.2乙醛缩合法 (14)3.1.3乙烯加成法 (15)3.1.4乙醇脱氢法 (15)第四章工艺设计计算 (17)4.1 设计依据 (17)4.2设计方案 (17)4.3设计条件 (17)4.4反应条件 (17)4.5工艺计算及方案选择 (17)4.5.1反应器的的操作有间歇操作和连续操作 (17)4.5.2间歇反应釜进料 (18)4.5.3 流量的计算 (18)4.5.4 反应体积及反应时间计算 (19)4.6连续性反应釜进料的计算 (20)4.6.1流量的计算 ................................................................................................................... 20 4.6.2反应体积及反应时间计算 ............................................................................................. 21 4.6.3设备和工艺流程图 .. (23)第五章 热量衡算 ................................................................................................................................ 24 5.1热量衡算总式 (24)5.2每摩尔各种物值在不同条件下的m p C ,值 ................................................................................. 24 5.3各种气象物质的参数如下表 .................................................................................................... 25 5.4每摩尔物质在80℃下的焓值 ................................................................................................... 25 5.5总能量衡算 ............................................................................................................................. 26 5.6 换热设计 .............................................................................................................................. 27 5.7 水蒸气的用量 ....................................................................................................................... 27 第六章 设备设计与选型 (28)6.1反应釜体及夹套的设计计算 (28)6.1.1 筒体和封头的几何参数的确定 ..................................................................................... 28 6.1.2 筒体和封头的型式 ....................................................................................................... 28 6.1.3筒体和封头的直径 ........................................................................................................ 28 6.1.4 确定筒体高度H ........................................................................................................... 28 6.1.5 夹套直径、高度的确定 ................................................................................................ 29 6.2釜体及夹套厚度的计算 .. (29)6.2.1设备材料 ....................................................................................................................... 29 6.3 设备的壁厚计算 (29)6.3.1 釜体筒体壁厚计算 ....................................................................................................... 29 6.3.2 内压设计计算 .............................................................................................................. 29 6.3.3 外压设计计算 .............................................................................................................. 30 6.3.4 釜体封头壁厚计算 ....................................................................................................... 30 6.3.5 夹套筒体壁厚设计计算 ................................................................................................ 31 6.3.6 夹套封头壁厚设计与选择 ............................................................................................ 31 6.3.7 反应釜设计参数 ........................................................................................................... 31 6.4搅拌器设计 .. (32)6.4.1 搅拌器的形式选择 ....................................................................................................... 32 6.4.2 搅拌器转速n ： ........................................................................................................... 32 6.4.3 传动功率P ： ............................................................................................................... 32 6.4.4 电机功率 ...................................................................................................................... 32 6.4.5 减速器的选择 .............................................................................................................. 32 6.4.6 电动机的选择 .............................................................................................................. 32 6.5搅拌轴直径的设计计算 .. (33)6.5.1 搅拌轴材料： .............................................................................................................. 33 6.5.2 搅拌轴强度计算 ........................................................................................................... 33 6.5.3 搅拌轴刚度计算 ........................................................................................................... 33 6.6.夹套式反应釜附属装置的确定 (33)6.6.2 反应釜总重 ................................................................................................................ 33 6.7 人孔C .................................................................................................................................... 33 6.8接管及其法兰选择 (34)6.8.1 水蒸气进口管： ........................................................................................................... 34 6.8.2 冷却水出口管： ........................................................................................................... 34 6.8.3 进料管 . (34)第七章 总 结 ................................................................................................................................ 36 参考文献 . (37)致谢 (38)第一章前言1.1 乙酸乙酯概述1.1.1 乙酸乙酯的简介乙酸乙酯(EA)，又名醋酸乙酯，英文名称：Ethyl acetate。