【《乙酸乙酯（EA）生产物料衡算计算过程案例》2000字】

乙酸乙酯（EA）生产物料衡算计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u24710乙酸乙酯（EA）生产物料衡算计算过程案例 1190321.1数据采集 191711.1.1全流程的工艺数据 1241861.1.2催化剂的配方 1300581.1.3操作条件 2182711.1.4原料和产品的控制指标 227891.1.5物料平衡关系图 2233141.2一步缩合反应釜的物料衡算 314011.3二步缩合反应釜的物料衡算 4132941.4单效蒸发器的物料衡算 5256661.5脱乙醛塔的物料衡算 746371.6脱乙醇塔的物料衡算 7169521.7脱重组分塔物料衡算 81.1数据采集1.1.1全流程的工艺数据（1）设计项目：乙醛在催化剂作用下生产乙酸乙酯（假定乙醛纯度为99.7%）（2）产品名称：乙酸乙酯（3）生产规模：年产18万吨（优等品纯度=99.7%）折算为100%的年产量为17.95万吨（4）生产时间：年工作时间为300天，共7200小时（5）生产效率：一步缩合反应器中乙醛转化率为86.9%，二步缩合反应器中乙醛转化率为89.3%，两个反应器中主反应的选择性为99.2%。1.1.2催化剂的配方（1）催化剂的原料配比：见表2-1表2-1催化剂的原料配比（单位：g）乙酸乙酯乙醇铝氯化铝氯化汞碘总计1402852微量微量175催化剂与原料的质量比在此反应中将催化剂和纯原料的质量比设为1:8。1.1.3操作条件（1）操作压力：常压操作（2）操作温度：一步反应器和二步反应器的操作温度都为10℃。单效蒸发器的操作温度为90℃。脱乙醛塔塔顶温度为299.2K，塔底温度为350.2K。脱乙醇塔塔顶温度为349.3K，塔底温度为281.2K。脱重组分塔塔顶温度为356K，塔底温度为383K。1.1.4原料和产品的控制指标表2-2原料和产品的控制指标项目优等品指标乙酸乙酯乙醛纯度/%≥99.799.7水分/%≤0.30.03乙醇含量≤0.1对乙醛在进料前进行干燥，干燥后的乙醛纯度为99.9%。1.1.5物料平衡关系图 Ao1一步反应混合物料 乙醛进料 一步缩合反应釜 二步缩合反应釜（A0） （A1） 破坏液 乙醛 回收乙醇 B1二步反应混合物料 单效蒸发器 脱乙醛塔 脱乙醇塔（A2） （A3） (A4) B2 脱重组分塔 产品(A5) (A6)乙缩醛图2-1物料衡算关系式1.2一步缩合反应釜的物料衡算本设计为连续操作，单位以kg/h为基准。纯乙酸乙酯在脱重组分出口量为W==24930.56kg/h则需要的乙醛进料（纯度为99.9%）：m==24955.52kg/h由于反应过程中有损失，因此乙醛的进料量定位26000kg/h则m中含有：乙醛m1=26000×0.999=25974kg/h水m10=26000×0.001=26kg/h催化剂的用量为m2=26000÷8=3250kg/h则催化剂原料中含：乙酸乙酯：3250×=2600kg/h乙醇：3250×=520kg/h铝：3250×=91.86kg/h氯化铝：3250×=37.14kg/h乙醇与铝在催化剂作用下反应生成乙醇铝：53.96276323.9691.86×0.98465.46kg/h546.34kg/h=91kg/h为防止乙醇铝水解失效，在物料中需加入600kg/h乙醇以此来保护催化剂乙醇铝。则一步缩合反应釜中含有：乙酸乙酯：2600kg/h铝：91.86×（1-0.98）=1.86kg/h乙醇铝：546.34kg/h其它轻组分：反应器中主反应方程式：88 8825974×0.869×0.992=22390.83kg/h 22390.83kg/h副反应方程式：44921181825974×0.869×（1-0.992）=180.57kg/h377.56kg/h484.26kg/h73.87kg/h在A1流股中含有：乙酸乙酯：25974×0.869×0.992+2600=24990.83kg/h乙醛：25974-22390.83-180.57=3401.6kg/h乙醇：465.46-377.56=87.90kg/h乙缩醛：484.26kg/h水：26+73.87=99.87kg/h乙醇铝：546.34kg/h其它微量杂质：39kg/h则一步缩合反应器的物料衡算可看表2-3。1.3二步缩合反应釜的物料衡算主反应方程式：88883401.6×0.893×0.992=3014.21kg/h3014.21kg/h副反应方程式：4492118183401.6×0.893×（1-0.992）=24.31kg/h50.83kg/h65.19kg/h9.95kg/h表2-3一步缩合反应器物料衡算名称进口物料/(kg/h)出口物料/(kg/h)乙酸乙酯260024990.83乙醛259743401.6乙醇465.4687.9水2699.87乙缩醛0484.26轻组分3939乙醇铝546.34546.34总计29650.829650.8在A2流股中：乙酸乙酯：24990.83+3014.21=28005.04kg/h乙醛：3401.6-3014.21-24.31=364.08kg/h乙缩醛：484.26+65.19=549.45kg/h乙醇：87.9-50.83=37.07kg/h水：99.87+9.95=109.82kg/h其它轻组分：39kg/h乙醇铝：546.34kg/h二步缩合反应器物料衡算如表2-4所示。1.4单效蒸发器的物料衡算此过程主要目的是为了破坏物料中的催化剂乙醇铝。在B2中含有氢氧化铝、铝、氯化铝等重组分，重组分被完全脱除，B2中重组分的质量分数为0.27（经验值）。可得B2中总质量流量为=1118.59kg/h乙缩醛在B2中所占的质量分数为5%则B2中含有：乙缩醛：1118.59×5%=55.93kg/h乙酸乙酯：1118.59×95%=1061.66kg/h该过程发生的反应：54161.98 77.98138181.14kg/h546.34kg/h263.02kg/h465.46kg/h表2-4二步缩合反应器物料衡算进口物料/(kg/h)出口物料/(kg/h)乙酸乙酯24990.8328005.04乙醛3401.6364.08乙醇87.937.07水99.87109.82乙缩醛484.26549.45轻组分3939乙醇铝546.34546.34总计29650.829650.8B1中：水：9.95+99.78=109.73kg/h乙醇：13.72kg/h乙酸乙酯：128.30kg/h乙醛：19.01kg/hA3流股中：乙醛：364.08+19.01=383.09kg/h乙醇：37.07+465.46+13.72=516.25kg/h乙酸乙酯：28005.04+128.30-1061.66=27070.68kg/h水：109.8+109.73-181.14=37.41kg/h乙缩醛：549.45-55.93=493.52kg/h单效蒸发器的物料衡算可看表2-5。表2-5单效蒸发器的物料衡算进口物料/(kg/h)出口物料/(kg/h)乙酸乙酯28005.0427070.68乙醛364.08383.09乙醇37.07516.25水109.8237.41乙缩醛549.45549.45轻组分390乙醇铝546.340总计29650.829650.81.5脱乙醛塔的物料衡算在该塔中，塔顶组分乙醛的质量分数xd1=0.999,xd2=0.0183,xw=0.0001C1流股中：乙醛383.09×0.999=381.71kg/h乙酸乙酯383.09×（1-0.999）=3.83kg/hC2流股中（侧线出料）：水：1061.66×0.0581=61.74kg/h乙醇：1061.66×0.1649=175.23kg/h 乙酸乙酯：1061.66×0.7587=806.24kg/h乙醛：1061.66×0.0183=19.45kg/hA4流股中：乙醛:16.16kg/h 乙醇:516.25-175.23=341.02kg/h乙酸乙酯：27070.68-3.83-806.24=26260.61kg/h水：109.73-61.74=47.99kg/h乙缩醛：493.52kg/h脱乙醛塔的物料衡算可看表2-6。表2-6脱乙醛塔的物料衡算进口物料/(kg/h)出口物料/(kg/h)乙酸乙酯27070.6826260.61乙醛383.0916.16乙醇516.25341.02水37.4147.99乙缩醛493.52493.52总计28500.9227159.31.6脱乙醇塔的物料衡算E流股中，乙醇和乙酸乙酯形成共沸精馏，该流股物料去回收工段。E流股中：乙醇：339.65kg/h乙酸乙酯：981.25kg/h乙醛：11.43kg/h 水：31.15kg/hA5流股中：乙醇：3.49kg/h 乙酸乙酯：22888.51kg/h乙醛：3.73kg/h水：18.80kg/h乙缩醛：493.52kg/h脱乙醇塔的物料衡算可看表2-7。表2-7脱乙醇塔物料衡算进口物料/(kg/h)出口物料/(kg/h)续表2-7进口物料/(kg/h)出口物料/(kg/h)乙酸乙酯26260.6122888.51乙醛16.163.73乙醇341.023.49水47.9918.80乙缩醛493.52493.52总计27159.323408.051.7脱重组分塔物料衡算该塔除去重组分乙缩醛，从精馏塔塔顶得到乙酸乙酯，塔底乙缩醛的质量分数为99.9%。则塔底产