年產(chǎn)萬噸乙酸乙酯初步設(shè)計(jì)說明書

二〇〇八年八月浙江杭州前言乙酸乙酯是應(yīng)用最廣泛的脂肪酸酯之一，具有優(yōu)良的溶解性能，是一種較好的工業(yè)溶劑，已被廣泛應(yīng)用于醋酸纖維、乙基纖維、氯化橡膠、乙烯樹脂、乙酸纖維樹脂、合成橡膠等生產(chǎn)，也可用于生產(chǎn)復(fù)印機(jī)用液體硝基纖維墨水，在紡織工業(yè)中用作清洗劑；在食品工業(yè)中用作特殊改性酒精的香味萃取劑，在香料工業(yè)中是最重要的香料添加劑，可作為調(diào)香劑的組分，乙酸乙酯也可用作粘合劑的溶劑，油漆的稀釋劑以及作為制造藥物、染料等的原料。目前，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求量不斷增長(zhǎng)。在人類日益注重環(huán)保的今天，在涂料、油墨生產(chǎn)中采用高檔溶劑是大勢(shì)所趨。作為高檔溶劑，乙酸乙酯在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用在持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，建筑、汽車等行業(yè)的迅速發(fā)展，也會(huì)帶動(dòng)對(duì)乙酸乙酯類溶劑的需求。本項(xiàng)目擬采用乙醇脫氫法生產(chǎn)乙酸乙酯。只需要乙醇一種原料，經(jīng)過單一催化劑脫氫后直接得到乙酸乙酯，簡(jiǎn)稱一步法。本設(shè)計(jì)小組根據(jù)化工設(shè)計(jì)的原則，在查閱各種相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)原料、廠址等進(jìn)行了選擇，同時(shí)對(duì)工藝路線、自動(dòng)控制、管路等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，還對(duì)生產(chǎn)成本、環(huán)境效益等進(jìn)行了分析估算。并將設(shè)計(jì)結(jié)果分列于以下各章節(jié)。這個(gè)設(shè)計(jì)工作的特點(diǎn)在于：（1）本項(xiàng)目的原料是廣西貴糖集團(tuán)乙醇廠用生物發(fā)酵廢糖漿制得的95%乙醇，憑借該地區(qū)豐富的甘蔗資源和發(fā)達(dá)的制糖工業(yè)，乙醇來源能夠得到可靠保證，運(yùn)輸方便，價(jià)格低廉，同時(shí)符合國(guó)家對(duì)發(fā)酵法制乙醇的相關(guān)規(guī)定，綠色環(huán)保；（2）本項(xiàng)目采用乙醇脫氫法工藝生產(chǎn)乙酸乙酯，有反應(yīng)溫和，各種反應(yīng)條件變化彈性大，工藝簡(jiǎn)單，容易操作等特點(diǎn)，相對(duì)于傳統(tǒng)工藝，基本無腐蝕和三廢排放。該工藝具有良好的“環(huán)境效益”,“社會(huì)效益”,“經(jīng)濟(jì)效益”；（3）針對(duì)乙醇脫氫法產(chǎn)品中副產(chǎn)物成分復(fù)雜，難以分離的不足，我們采用了增加加氫反應(yīng)的方案，使原料乙醇的綜合利用率得到提高，減少了主要的副產(chǎn)物乙醛，有利于后續(xù)分離的進(jìn)行，同時(shí)使其中微量的羰基化合物（主要是丙酮和丁酮）得到了還原，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和應(yīng)用范圍；（4）采用膜分離的方法分離氫氣，既做到了提純氫氣，又使其中的乙酸乙酯得到回收，減少了常規(guī)氣體分離中的多級(jí)深冷操作，采用以丙三醇為萃取劑的萃取精餾分離乙酸乙酯-乙醇-水中的乙酸乙酯，自行設(shè)計(jì)了精餾流程，在分離出高純度乙酸乙酯（99%mol）的同時(shí)，回收了絕大部分的丙三醇和大部分的乙醇。分離后剩余的乙酸乙酯和乙醇混合溶液以無苯天那（香蕉水）的形式外售，滿足當(dāng)?shù)赜推岙a(chǎn)業(yè)的需要又增加了利潤(rùn)。（5）采用熱集成技術(shù)，大大降低了能量消耗，每噸乙酸乙酯的蒸汽消耗量從文獻(xiàn)報(bào)道的5~6噸節(jié)省至3噸左右（中壓蒸汽按價(jià)格折成了低壓蒸汽），冷卻水用量也得到了大幅度的縮減。（6）生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣為鍋爐煤渣和失活的金屬催化劑，在環(huán)境保護(hù)方案中均得到了妥善的處理，廢水主要為精餾產(chǎn)生的含有微量乙酸乙酯、乙醇和丙三醇的水，在自建的污水處理池處理達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后直接排放，基本無廢氣。整個(gè)設(shè)計(jì)的具體結(jié)果分列于以下各章節(jié)。由于水平有限，如設(shè)計(jì)存在的不妥或遺漏之處，希望諸位前輩予以批評(píng)指正。浙江工業(yè)大學(xué)尤里卡設(shè)計(jì)小組2008年8月目錄1 總論 -3-1.1 項(xiàng)目總述 -3-1.2 項(xiàng)目可行性分析 -3-1.3 項(xiàng)目審核 -3-1.4 廠區(qū)及生產(chǎn)概況 -3-1.5 原料來源 -3-1.6 設(shè)計(jì)工藝 -3-2 總圖運(yùn)輸 -3-2.1 廠址概況 -3- 廠址的地理位置、地形、地貌概況及交通運(yùn)輸條件 -3- 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) -3- 供水工程 -3- 排污工程 -3- 供電工程 -3-2.1.2.4 通信工程 -3-2.2 工廠布置 -3- 廠區(qū)概況 -3- 廠區(qū)布置與規(guī)劃 -3-3 工藝設(shè)計(jì)方案 -3-3.1 概述 -3- 生產(chǎn)規(guī)模 -3- 原料 -3- 產(chǎn)品規(guī)格 -3-3.2 工藝設(shè)計(jì)方案 -3- 原料路線確定的原則和依據(jù) -3- 乙醇乙酸酯化法 -3- 乙醇乙酸酯化法 -3- 乙烯加成法 -3- 乙醇脫氫法 -3- 工藝方案設(shè)計(jì)及說明 -3- 流程簡(jiǎn)介 -3-3.3 物料衡算 -3- 衡算原理 -3-3.4 熱量衡算 -3- 衡算原理 -3- 衡算結(jié)果 -3-4 設(shè)備設(shè)計(jì)方案 -3-4.1 設(shè)計(jì)原則 -3- 反應(yīng)器設(shè)計(jì)原則 -3- 塔設(shè)備設(shè)計(jì)原則 -3-4.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) -3-4.3 非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì) -3- 合成塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -3- 精餾塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -3-4.4 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì) -3- 換熱器設(shè)計(jì) -3-5 自動(dòng)控制 -3-5.1 儀表設(shè)計(jì)說明 -3- 生產(chǎn)過程控制 -3- 檢測(cè)和控制方案 -3- 儀表的防護(hù) -3- 施工安裝與檢修中儀表安全防護(hù)注意事項(xiàng) -3- 操作運(yùn)行過程中儀表安全防護(hù)注意事項(xiàng) -3-5.2 儀表設(shè)計(jì)規(guī)定 -3- 儀表和控制系統(tǒng)的選用規(guī)定及集散控制系統(tǒng) -3- 溫度儀表 -3- 壓力儀表 -3- 流量?jī)x表 -3-6 電信 -3-6.1 電信設(shè)計(jì)說明 -3- 概述 -3- 行政電話、調(diào)度電話和直通電話 -3- 無線電話 -3- 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) -3- 擴(kuò)音對(duì)講系統(tǒng) -3- 電信線路 -3-6.2 設(shè)計(jì)原則和設(shè)備材料選用原則 -3-6.3 電信用戶表 -3-6.4 主要設(shè)備規(guī)格書 -3-6.5 主要設(shè)備材料表 -3-6.6 電信設(shè)備配置圖 -3-6.7 擴(kuò)音對(duì)講系統(tǒng)圖 -3-6.8 監(jiān)視電視系統(tǒng)圖 -3-6.9 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖 -3-6.10 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)圖 -3-7 建筑結(jié)構(gòu) -3-7.1 建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明 -3- 建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù) -3- 地方材料的采用 -3- 設(shè)計(jì)范圍和分工 -3- 生產(chǎn)特點(diǎn)對(duì)建、構(gòu)筑物的要求 -3-7.2 建筑設(shè)計(jì) -3- 建筑設(shè)計(jì)原則 -3- 對(duì)有特殊要求的建、構(gòu)筑物所采取的建筑措施 -3-7.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -3- 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 -3- 建、構(gòu)筑物概況 -3- 結(jié)構(gòu)型式的選擇 -3- 基礎(chǔ)方案選擇 -3- 特殊的結(jié)構(gòu)措施 -3- 計(jì)算方案 -3- 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 -3- 標(biāo)準(zhǔn)圖和通用圖 -3-7.4 建筑物一覽表 -3-7.5 構(gòu)筑物一覽表 -3-7.6 主要建、構(gòu)筑物平面圖、立面圖及剖面圖 -3- 平面圖 -3- 立面圖 -3- 剖面圖 -3-7.7 梁、柱布置圖 -3-8 通風(fēng)與空調(diào) -3-8.1 通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)說明 -3- 概述 -3- 通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng) -3-8.2 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)定 -3- 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)用氣象參數(shù) -3- 室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù) -3- 建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能 -3- 標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 -3-8.3 公用物料和能量消耗 -3-8.4 暖通空調(diào)設(shè)備表 -3-8.5 綜合材料表 -3-8.6 ·設(shè)計(jì)圖紙 -3- 通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)流程圖 -3-8.6.2 通風(fēng)/空調(diào)設(shè)備、風(fēng)道平面布置圖 -3-9 分析化驗(yàn) -3-9.1 分析化驗(yàn)設(shè)計(jì)說明 -3-9.2 分析化驗(yàn)設(shè)計(jì)規(guī)定 -3-9.3 分析項(xiàng)目一覽表 -3-9.4 分析家俱一覽表 -3-9.5 分析設(shè)備一覽表 -3-9.6 引進(jìn)分析設(shè)備一覽表 -3-9.7 綜合材料一覽表 -3-9.8 化驗(yàn)室家俱布置圖 -3-9.9 引用標(biāo)準(zhǔn) -3-9.10 檢驗(yàn)方法 -3-10 給排水 -3-10.1 給排水設(shè)計(jì)說明 -3- 設(shè)計(jì)范圍 -3- 給排水水量 -3- 可依托的現(xiàn)狀情況 -3- 給水系統(tǒng) -3- 排水系統(tǒng) -3- 污水處理系統(tǒng) -3-10.2 給排水設(shè)計(jì)規(guī)定 -3- 設(shè)計(jì)采用的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 -3- 專業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定 -3-10.3 給排水設(shè)計(jì)圖紙及表格 -3- 輸配水、給排水管線平面圖 -3- 平面布置圖 -3- 工藝流程圖 -3- 高程圖 -3- 設(shè)備布置圖 -3- 設(shè)備表 -3- 材料表 -3- 機(jī)泵數(shù)據(jù)表 -3-11 供電配電工程 -3-11.1 說明 -3- 概述 -3- 原則 -3-11.2 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) -3-11.3 供電方案 -3- 全廠用電負(fù)荷及負(fù)荷等級(jí) -3- 全廠供電方案 -3-11.4 供、配電系統(tǒng) -3- 接線方案 -3- 電氣設(shè)備材料選型原則 -3- 繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)置原則 -3-11.5 配電設(shè)計(jì) -3- 裝置環(huán)境特征 -3- 選型和敷設(shè)方式要求 -3- 電動(dòng)機(jī) -3- 大型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式 -3-11.6 照明系統(tǒng) -3-12 節(jié)能 -3-12.1 本項(xiàng)目能耗 -3-12.2 主要節(jié)能措施 -3- 選用先進(jìn)工藝 -3- 反應(yīng)工藝 -3- 分離工藝 -3- 熱量集成 -3- 其他節(jié)能措施 -3-13 消防設(shè)計(jì)專篇 -3-13.1 設(shè)計(jì)依據(jù) -3-13.2 項(xiàng)目概述 -3- 項(xiàng)目概況 -3- 項(xiàng)目工藝流程 -3- 工程的消防環(huán)境狀況 -3-13.3 火災(zāi)危險(xiǎn)性分析 -3-13.4 防火安全措施 -3- 總平面布置 -3- 危險(xiǎn)物料的安全控制 -3- 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) -3- 防雷、防靜電及保護(hù)接地設(shè)計(jì) -3- 供電安全 -3- 建構(gòu)筑物防火 -3-13.5 消防系統(tǒng)設(shè)計(jì) -3- 消防專業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定 -3- 室外水消防系統(tǒng) -3- 室內(nèi)水消防系統(tǒng) -3- 水噴霧（淋）消防系統(tǒng) -3- 泡沫滅火系統(tǒng) -3- 自動(dòng)氣體滅火系統(tǒng) -3- 蒸汽滅火系統(tǒng) -3- 干粉滅火系統(tǒng) -3- 滅火器 -3-13.6 消防設(shè)施專項(xiàng)投資 -3-13.7 圖紙及表格 -3- 消防設(shè)施平面圖 -3- 消防水管道系統(tǒng)流程圖 -3- 泡沫滅火系統(tǒng)流程圖 -3- 氣體滅火系統(tǒng)流程圖 -3- 設(shè)備一覽表 -3- 綜合材料表 -3-14 環(huán)境保護(hù)專篇 -3-14.1設(shè)計(jì)依據(jù) -3-14.2項(xiàng)目概述 -3- 項(xiàng)目概況 -3- 清潔生產(chǎn)評(píng)述 -3-14.3“三廢”防治措施方案 -3- 綜合利用方案 -3-14.4設(shè)置環(huán)境檢測(cè)站 -3-14.5環(huán)境影響預(yù)測(cè)分析 -3-14.6其他 -3-14.7環(huán)境保護(hù)費(fèi)用 -3-14.8綠化 -3-14.9環(huán)境影響報(bào)告書及其批復(fù)意見的執(zhí)行情況 -3-15 勞動(dòng)安全衛(wèi)生專篇 -3-15.1 設(shè)計(jì)依據(jù) -3-15.2 項(xiàng)目概述 -3-15.3 安全衛(wèi)生防范措施 -3- 電氣設(shè)備和控制儀表 -3- 安全設(shè)施 -3- 防雷、防靜電設(shè)施 -3- 安全疏散 -3-16 概算 -3-16.1 編制說明 -3- 工程概況 -3- 編制依據(jù) -3- 特殊說明 -3-16.2 總概算表 -3-16.3 單項(xiàng)工程綜合概算表 -3-16.4 單位工程概算表 -3-16.5 其他費(fèi)用計(jì)算表 -3-16.6 初步設(shè)計(jì)概算與批復(fù)的可行性研究報(bào)告投資估算對(duì)比表 -3-總論項(xiàng)目總述乙酸乙酯(ethylacetate)又稱醋酸乙酯。純凈的乙酸乙酯是無色透明有芳香氣味的液體，是一種用途廣泛的精細(xì)化工產(chǎn)品，具有優(yōu)異的溶解性、快干性，用途廣泛，是一種非常重要的有機(jī)化工原料和極好的工業(yè)溶劑，被廣泛用于醋酸纖維、乙基纖維、氯化橡膠、乙烯樹脂、乙酸纖維樹酯、合成橡膠、涂料及油漆等的生產(chǎn)過程中。其主要用途有：作為工業(yè)溶劑，用于涂料、粘合劑、乙基纖維素、人造革、油氈著色劑、人造纖維等產(chǎn)品中；作為粘合劑，用于印刷油墨、人造珍珠的生產(chǎn)；作為提取劑，用于醫(yī)藥、有機(jī)酸等產(chǎn)品的生產(chǎn)；作為香料原料，用于菠蘿、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，它作為一種無毒、無公害型溶劑正逐漸取代含苯溶劑、甲基乙基酮等對(duì)人體和環(huán)境帶來極大危害的溶劑。現(xiàn)今乙酸乙酯的生產(chǎn)路線分為酯化法、乙醛縮合法、乙烯加成法和乙醇脫氫法等。乙醇脫氫法是二十世紀(jì)九十年代后期發(fā)展起來的新技術(shù)，可以將乙醇經(jīng)一步脫氫轉(zhuǎn)化為乙酸乙酯，同時(shí)生成副產(chǎn)品氫氣。采用這種方法生產(chǎn)的乙酸乙酯純度高、含水和各種重金屬等雜質(zhì)低，質(zhì)量超過國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。目前中國(guó)的主要生產(chǎn)方法是酯化法，是一種比較傳統(tǒng)的方法。乙醇脫氫法是新技術(shù)，目前在中國(guó)有兩套裝置正在建設(shè)，一個(gè)是吉林燃料乙醇公司的，一套是山東海化集團(tuán)的。本項(xiàng)目是貴糖集團(tuán)投資建設(shè)的年產(chǎn)5萬噸乙酸乙酯工廠，采用乙醇一步法，將乙醇以氣相形式通過高性能催化劑的固定床反應(yīng)器，脫氫縮合制得含乙酸乙酯、乙醛、氫氣及未反應(yīng)乙醇的混合氣體通入加氫反應(yīng)器，將副產(chǎn)的乙醛等羰基化合物還原成醇類，冷凝成汽液兩相,進(jìn)入分離工段，用膜分離法分離隨氫氣帶出的乙酸乙酯和乙醇等，與前一工段得到的液相相混合,采用丙三醇作為萃取劑的萃取精餾制得高純度乙酸乙酯，未反應(yīng)的乙醇以95%乙醇的形式進(jìn)行回收，萃取劑丙三醇也進(jìn)行回收。環(huán)保無污染，無廢氣，設(shè)備腐蝕小，單位產(chǎn)量能耗低。根據(jù)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委有關(guān)化工建設(shè)的相關(guān)規(guī)定提出的要求，秉承優(yōu)恤、合理投資辦廠的原則，結(jié)合產(chǎn)品市場(chǎng)需求和產(chǎn)品性質(zhì)以及企業(yè)自身實(shí)際情況考慮，經(jīng)過可行性調(diào)查和研究后，確定本產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模為5萬噸/年.本項(xiàng)目總投資8481.2178萬人民幣，項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度考慮建設(shè)各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)間安排以及干擾因素的影響，建設(shè)周期為1年。項(xiàng)目可行性分析通過可行性研究論證后，從經(jīng)濟(jì)利益角度上，本項(xiàng)目?jī)?nèi)部收益率為20.618%。但是，其前提是能夠保證國(guó)家相關(guān)優(yōu)惠政策及時(shí)到位、充足的原料供應(yīng)、產(chǎn)品的銷售價(jià)格和足夠的市場(chǎng)（包括出口）以及相關(guān)工業(yè)項(xiàng)目能夠得到共同開發(fā)。其中，原料供應(yīng)是否充足、國(guó)家各項(xiàng)優(yōu)惠政策是否及時(shí)到位是能否盈利的主要控制因素。項(xiàng)目審核經(jīng)過可行性分析本項(xiàng)目從產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局、發(fā)展重點(diǎn)、原料來源、水資源平衡、運(yùn)輸安全、環(huán)境保護(hù)、項(xiàng)目管理和風(fēng)險(xiǎn)防范等方面，基本符合國(guó)家有關(guān)對(duì)化工行業(yè)的規(guī)范和要求。廠區(qū)及生產(chǎn)概況本項(xiàng)目選址于廣西貴港市貴糖生態(tài)工業(yè)園，占地面積約1.35萬平米。廠區(qū)分為廠前區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、生產(chǎn)輔助區(qū)和儲(chǔ)罐區(qū)，由工業(yè)園區(qū)配套完善的水、電、汽等動(dòng)力來源，建立有變電站、機(jī)修車間、檢驗(yàn)中心、消防系統(tǒng)、罐裝成品倉(cāng)庫(kù)等完善的公用和輔助工程設(shè)施。原料來源本工廠的主要原料系濃度95%的工業(yè)酒精。廣西貴港生態(tài)工業(yè)示范園是我國(guó)目前規(guī)模大、進(jìn)展快的生態(tài)工業(yè)園之一。貴糖集團(tuán)利用甘蔗榨糖，在此基礎(chǔ)上成功地建設(shè)了一個(gè)生態(tài)工業(yè)園的雛形。貴港生態(tài)工業(yè)園現(xiàn)由兩條主鏈組成：甘蔗→制糖→廢糖蜜制酒精→酒精廢液制復(fù)合肥→復(fù)合肥回施甘蔗田，以及甘蔗→制糖→蔗渣造紙→堿回收。貴糖集團(tuán)目前正在建設(shè)一個(gè)年產(chǎn)10萬噸的造紙廠，并規(guī)劃生產(chǎn)工業(yè)用酒精和其它產(chǎn)品，示范園區(qū)建成后。將形成30萬噸糖、20萬噸工業(yè)酒精的生產(chǎn)規(guī)模。原料供應(yīng)充足，價(jià)格低廉，可大幅縮減運(yùn)輸成本。由于世界糧食產(chǎn)量下降，糧食供給出現(xiàn)緊張，為了保證糧食安全，避免與人爭(zhēng)糧的情況出現(xiàn)，國(guó)務(wù)院通過《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，限制發(fā)展以糧食為原料的制取乙醇工藝。而貴糖制取乙醇是通過甘蔗渣、廢糖漿制得，屬于變廢為寶，綠色，環(huán)保，符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展要求。設(shè)計(jì)工藝脫氫法該工藝采用乙醇一種原料，直接合成乙酸乙酯，不僅減少了酯合成的中間環(huán)節(jié)，能從根本上克服設(shè)備腐蝕，環(huán)境污染等傳統(tǒng)工藝上的缺點(diǎn)。雖然該工藝的乙醇轉(zhuǎn)化率在60%～65%之間,乙酸乙酯的選擇性在85%～90%之間。但采用物料循環(huán)回流的方式，并使用了高效率的非晶態(tài)銅基催化劑，使總轉(zhuǎn)化率達(dá)到較高水平。該工藝路線因?yàn)閷?duì)設(shè)備無腐蝕，故可以采用價(jià)格較為低廉的碳鋼，從而大大減少了設(shè)備投資，延長(zhǎng)設(shè)備使用年限。同時(shí)，建立先進(jìn)的熱集成系統(tǒng)，科學(xué)合理地充分利用各股能量，達(dá)到節(jié)能減排的效果。在廣西貴港地區(qū)，是重要的甘蔗制糖基地，有大量的廢糖漿發(fā)酵制得的副產(chǎn)乙醇，價(jià)格低廉。所選廠址所在地區(qū)工業(yè)發(fā)達(dá)，配套設(shè)施齊全，適合采用脫氫法?？倛D運(yùn)輸廠址概況擬建工廠最終確定建在廣西壯族自治區(qū)貴港市貴糖生態(tài)工業(yè)園。廠址的地理位置、地形、地貌概況及交通運(yùn)輸條件廠區(qū)地形平坦，全為第四系全新統(tǒng)松散沉積物。經(jīng)勘察認(rèn)為：廠區(qū)地形平坦、一般高差0.5米左右，地形條件良好。地下水位埋深一般0.7-1.2米，基坑開挖如不穿過粘土或亞粘土層，無需排水。僅在亞砂土層開挖時(shí)需要注意。雨后施工會(huì)有少量水。有的廠房座落在水田或水塘上，基坑內(nèi)的稀泥必須清除干凈。以免房基可能產(chǎn)生不均勻沉陷，而使建筑物破壞。砂卵石層中的地下水豐富，水量在1500-2000噸/晝夜以上。水質(zhì)良好，僅鐵離子含量超標(biāo)，經(jīng)處理后可作為飲用水，作鍋爐用水屬不起泡和半腐蝕性的水?；^(qū)內(nèi)地表水流量受季節(jié)影響較大。該廠區(qū)地勢(shì)較高，河流洪水不會(huì)對(duì)廠區(qū)造成不良影響，廠區(qū)地下水屬于空隙潛水，地下水位埋深大于20米該地區(qū)不屬于地震斷層帶地區(qū)和基本烈度為9度以上的地震區(qū)。貴港市是一座具有兩千多年歷史的古郡，也是一座充滿生機(jī)的新興內(nèi)河港口城市，位于廣西東南部、西江流域的中游。1995年10月經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)將原屬玉林地區(qū)的貴港市（縣級(jí)）、桂平市（縣級(jí)）和平南縣合并，成立地級(jí)貴港市，轄港北區(qū)、港南區(qū)、覃塘區(qū)、平南縣和桂平市，總面積10606平方公里，總?cè)丝?78.89萬。山川秀麗，資源豐富。北回歸線橫貫貴港中部，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫21.5℃，年均降雨日166天，年均降雨量1600毫米，無霜期353天。貴港擁有廣西最大的沖積平原——潯郁平原，農(nóng)業(yè)資源、水力資源、礦產(chǎn)資源、旅游資源十分豐富，是廣西重要的商品糧、糖、果、肉桂和禽畜生產(chǎn)基地，素有廣西“魚米之鄉(xiāng)”、“荔枝之鄉(xiāng)”、“龍眼之鄉(xiāng)”等美喻。境內(nèi)水能總蘊(yùn)藏量達(dá)160萬千瓦以上，年發(fā)電量超過11億千瓦時(shí)。主要礦產(chǎn)資源有全國(guó)儲(chǔ)量第一的三水鋁和鐵、錳、金、銅、銻、石灰石、白云石等60區(qū)位獨(dú)特，交通便捷。貴港地處華南地區(qū)與西南地區(qū)的結(jié)合部，面向粵港澳，背靠大西南，聯(lián)通東南亞，區(qū)位優(yōu)勢(shì)十分明顯。貴港交通十分便利，黎湛鐵路、324和209國(guó)道、南(寧)梧(州)高等級(jí)公路、南(寧)廣(州)高速公路以及西江航道交匯貫通全境，是連接我國(guó)東南沿海地區(qū)與中西部地區(qū)的橋梁和紐帶，是大西南出海最便捷的通道之一。貴港是國(guó)家一類對(duì)外開放口岸，海關(guān)等口岸聯(lián)檢機(jī)構(gòu)齊全。西江航道一年四季可通行千噸級(jí)船舶，30個(gè)小時(shí)即可直達(dá)粵、港、澳，全市港口年貨物吞吐量超過3000萬噸，貴港港是華南地區(qū)和西部地區(qū)最大的內(nèi)河港口。隨著南寧至廣州高速鐵路、三江至北海高速公路、蒼梧至龍邦高速公路、荔浦至鐵山港高速公路的建設(shè)，貴港參與區(qū)域經(jīng)濟(jì)合作、承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的區(qū)位交通優(yōu)勢(shì)將更加突出。環(huán)境優(yōu)越，服務(wù)優(yōu)良。城市道路、供排水、供電、路燈、綠化、垃圾處理等基礎(chǔ)設(shè)施日趨完善，城市框架不斷擴(kuò)大，承載能力進(jìn)一步增強(qiáng)，重點(diǎn)城鎮(zhèn)發(fā)展加快，城鄉(xiāng)面貌日新月異，正在向具有濃郁南國(guó)特色的園林港口城市發(fā)展。投資環(huán)境寬松優(yōu)越，服務(wù)工作高效優(yōu)質(zhì)，制定了一系列鼓勵(lì)外來投資的政策措施，在土地、稅收、規(guī)費(fèi)、審批、權(quán)益保護(hù)等方面給外來投資者提供更優(yōu)惠的政策、更高效的服務(wù)、更有力的保障，使貴港成為國(guó)內(nèi)外客商投資的熱土、創(chuàng)業(yè)的樂園和成功的理想之地。目前，香港華潤(rùn)、臺(tái)灣水泥、印尼愛凱爾、中國(guó)華電、中國(guó)華強(qiáng)、五菱福達(dá)等一大批國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)相繼落戶貴港投資興業(yè)，并獲得了豐厚的回報(bào)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)供水工程由貴港市自來水公司和廣西水利網(wǎng)保證供應(yīng)，日供水能力10萬噸。排污工程污水經(jīng)自行處理，直接排出。供電工程由華南電網(wǎng)供應(yīng)，質(zhì)量穩(wěn)定，電力充足。通信工程郵電通訊設(shè)施完備，移動(dòng)通訊、電話、數(shù)字寬帶通訊、CATV等網(wǎng)絡(luò)通訊，技術(shù)先進(jìn)，保證信息交流之需要。工廠布置廠區(qū)概況廠區(qū)位于廣西貴糖生態(tài)工業(yè)園之內(nèi)，地形為矩形，總面積約13500m2。廠區(qū)分為生產(chǎn)區(qū)與生產(chǎn)輔助區(qū)、行政生活區(qū)、和儲(chǔ)罐區(qū)。廠區(qū)布置與規(guī)劃本公司位于廣西壯族自治區(qū)貴港市貴糖生態(tài)工業(yè)園內(nèi)，基地的東側(cè)為貴糖集團(tuán)總廠，南側(cè)為一河流，西側(cè)和北側(cè)均為閑置工業(yè)用地。目前，項(xiàng)目所在地現(xiàn)狀為閑置工業(yè)用地，地勢(shì)平坦，無任何建構(gòu)筑物。本項(xiàng)目擬定廠區(qū)地形為矩形，其中南北方向長(zhǎng)為135m，東西方向?qū)挒?00m，總面積約13500m2。廠區(qū)南面鄰河，筑有防洪堤，北面為總廠公路，東面為鐵路支線。廠區(qū)分為廠前區(qū)、生產(chǎn)輔助區(qū)、生產(chǎn)區(qū)和儲(chǔ)罐區(qū)。廠前區(qū)位于廠區(qū)西北側(cè)，為常年主導(dǎo)風(fēng)向西北風(fēng)的上風(fēng)向。主要建筑包括行政樓、食堂、停車場(chǎng)、宿舍等，職工宿舍和食堂組成生活區(qū)，位于行政樓的南側(cè)，停車場(chǎng)位于行政樓與生活區(qū)之前。廠前區(qū)北面是生產(chǎn)輔助區(qū)。生產(chǎn)輔助區(qū)主要包括中心控制樓、化驗(yàn)中心、維修車間、材料倉(cāng)庫(kù)和水處理車間等。生產(chǎn)區(qū)和儲(chǔ)罐區(qū)主要位于整個(gè)廠區(qū)的東面。主要有四大部分：乙醇儲(chǔ)罐區(qū)，反應(yīng)車間，分離車間和產(chǎn)品罐區(qū)。貴糖集團(tuán)乙醇廠的95%乙醇直接通過管道輸送至廠區(qū)，在乙醇儲(chǔ)罐區(qū)存放。反應(yīng)車間由兩層組成，其中安放了脫氫反應(yīng)器和加氫反應(yīng)器及其輔助設(shè)備。反應(yīng)車間的南側(cè)集中布置分離車間，其中包括閃蒸罐一個(gè)，精餾塔五個(gè)及其配套的輔助設(shè)備。燃料煤堆場(chǎng)和蒸汽鍋爐房位于反應(yīng)車間東面，分離車間的北面，靠近大量耗用蒸汽的精餾工段。產(chǎn)品灌區(qū)位于廠區(qū)的最南面，其中包括了氫氣球罐，乙酸乙酯儲(chǔ)罐和副產(chǎn)物無苯天那水溶液粗料儲(chǔ)罐。各車間最大可能的采用露天布置，閃蒸塔、精餾塔、儲(chǔ)罐等均布置在露天場(chǎng)所，減少了建設(shè)投資，便于改擴(kuò)建。其余廠房多采用單層結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)要求滿足甲類產(chǎn)品生產(chǎn)的耐火、防火、防爆等級(jí)。廠區(qū)設(shè)有四個(gè)出口，兩扇主門一南一北，東側(cè)開兩扇側(cè)門，廠內(nèi)10米寬的中央主道橫貫?zāi)媳?，東面出口即為總廠鐵路。此外，本項(xiàng)目根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件，工廠生產(chǎn)特點(diǎn)并結(jié)合全廠總平面布置進(jìn)行綠化設(shè)計(jì)，廠區(qū)綠化面積超過20％。廠前區(qū)和生產(chǎn)輔助區(qū)為重點(diǎn)綠化、美化區(qū)，設(shè)置花壇，種植花卉，輔以草坪。沿工廠圍墻四周、道路兩側(cè)及廠內(nèi)適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)種植喬木、灌木、綠籬，為職工生產(chǎn)和生活創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，以達(dá)到凈化空氣，保護(hù)環(huán)境，有益于人體健康的目的。綠化既要保護(hù)環(huán)境，防止污染，美化廠容，又不應(yīng)妨礙生產(chǎn)操作，物料運(yùn)輸及防火要求。我們采用的植物主要以綠色木本植物為主，能夠達(dá)到一個(gè)良好的降低空氣污染的效果。工藝設(shè)計(jì)方案概述工藝設(shè)計(jì)主要說明本設(shè)計(jì)生產(chǎn)乙酸乙酯的具體情況，主要包括生產(chǎn)流程概述、工藝流程說明、工藝特色介紹以及物料衡算書、熱量衡算書。生產(chǎn)規(guī)模本設(shè)計(jì)擬建產(chǎn)量為5萬噸/年的乙酸乙酯廠以滿足行業(yè)日益增長(zhǎng)的對(duì)綠色溶劑及原料的需求5萬噸年乙酸乙酯工廠屬于中小型化工廠，為了達(dá)到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。原料本設(shè)計(jì)中的原料為95%工業(yè)乙醇。產(chǎn)品規(guī)格本設(shè)計(jì)中的產(chǎn)品為乙酸乙酯。其規(guī)格組成如表3-1。表3.1乙酸乙酯產(chǎn)品規(guī)格表指標(biāo)名稱指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品色度(鉑-鈷色號(hào))，號(hào)≤101020密度，g/cm30.897~0.9020.897~0.9020.896~0.902乙酸乙酯，%≥99.098.597.0水份，%≤0.100.200.40酸度(以CH3COOH計(jì))，%≤0.0040.0050.010蒸發(fā)殘?jiān)?≤0.0010.0050.010工藝設(shè)計(jì)方案原料路線確定的原則和依據(jù)乙酸乙酯的合成路線主要有四種，即乙醇乙酸酯化法（其中包括了乙酸乙醇直接酯化法和反應(yīng)精餾法），乙醛縮合法，乙醇脫氫法，乙烯和乙酸直接加成法。應(yīng)當(dāng)說，乙醇乙酸酯化法在乙酸乙酯的合成中依然占有相當(dāng)大的比例，尤其是在美國(guó)等國(guó)家，在國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)也依然采用乙酸酯化法；德國(guó)、日本等國(guó)有多套乙醛直接縮合生成乙酸乙酯的裝置；乙醇脫氫法與乙烯和乙酸直接加成法在其中所占的比例較小，技術(shù)有待成熟。下面簡(jiǎn)單介紹四種方法的優(yōu)勢(shì)與缺陷。乙醇乙酸酯化法反應(yīng)式：乙醇乙酸酯化法由乙酸和乙醇在硫酸等催化劑作用下直接酯化成乙酸乙酯，常用的工藝是用濃硫酸作催化劑的均相催化反應(yīng)精餾，該工藝是目前國(guó)內(nèi)廣泛采用的生產(chǎn)工藝，濃硫酸有酸性強(qiáng)、吸水性強(qiáng)、性能穩(wěn)定、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，而且溶于反應(yīng)物料中，是均相催化反應(yīng)，反應(yīng)均勻，因而在全塔內(nèi)都能進(jìn)行催化反應(yīng)。催化作用不受塔內(nèi)溫度限制，反應(yīng)機(jī)理清楚，容易實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制，這些優(yōu)點(diǎn)可以使反應(yīng)精餾生產(chǎn)裝置大型化。用濃硫酸作催化劑，也有其不可克服的缺點(diǎn)，即硫酸嚴(yán)重腐蝕設(shè)備，其強(qiáng)氧化性引起磺化、碳化或聚合等副反應(yīng)，產(chǎn)品純度低，后處理進(jìn)程復(fù)雜，三廢量大。另一種酯化的工藝是催化精餾法，它采用固體酸作催化劑，屬非均相反應(yīng)精餾。在酯化合成方面，已經(jīng)開發(fā)出的固體催化劑有沸石分子篩、離子交換樹脂、金屬硫酸鹽、固體超強(qiáng)酸等，具有產(chǎn)物純度高，反應(yīng)選擇性強(qiáng)，酯收率高，反應(yīng)條件溫和，副產(chǎn)物較少等優(yōu)點(diǎn)。但若簡(jiǎn)單地將固體酸催化劑于反應(yīng)中取代硫酸，催化劑在反應(yīng)液中很快失去活性。催化精餾法不容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和大型化的困難，在于催化精餾屬非均相催化反應(yīng)精餾過程，機(jī)理較復(fù)雜，目前理論還不能很好地解釋這一過程，在國(guó)際上還沒有一個(gè)國(guó)家提出催化精餾塔的設(shè)計(jì)方法。乙醇乙酸酯化法反應(yīng)式：乙醛縮合法是由兩分子乙醛經(jīng)Tishchenko反應(yīng)縮合成一分子乙酸乙酯，催化劑為乙醇鋁、氯化鋁及氯化鋅等，反應(yīng)溫度為0~10oC。其生產(chǎn)工藝是將乙醛、乙醇鋁催化劑及助催化劑連續(xù)送入反應(yīng)器，反應(yīng)液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后，再經(jīng)三塔精餾，獲得純度99.8%以上的乙酸乙酯產(chǎn)品。乙醛縮合法優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)是在常壓低溫下進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率和收率高，對(duì)設(shè)備要求不高，生產(chǎn)成本較酯化法低；缺點(diǎn)是受原料來源限制，僅適宜于乙醛資源豐富的地區(qū)，催化劑乙醇鋁無法回收，最后通過加水生成氫氧化鋁排放，對(duì)環(huán)境有一定污染。乙醛縮合法在歐洲和日本是生產(chǎn)乙酸乙酯的主流生產(chǎn)方法，在我國(guó)工業(yè)性生產(chǎn)廠很少。乙醛貯存運(yùn)輸不方便，一般都是自產(chǎn)自用，因此乙醛縮合法乙酸乙酯生產(chǎn)裝置都是建在有乙醛生產(chǎn)的廠內(nèi)。在冰醋酸價(jià)格高的地方，該法有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。該法在國(guó)外已經(jīng)大型化，在國(guó)內(nèi)尚有催化劑和工程上的問題沒解決，有待突破。該法的產(chǎn)品只能用于化工原料，不能用于食用香料，這是因?yàn)橐胰┘案碑a(chǎn)物無法除盡。乙烯加成法反應(yīng)式：隨著化學(xué)化工產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，煉油技術(shù)的不斷提高，乙烯已經(jīng)成為一種豐富的原料。由于乙烯與乙酸直接加成反應(yīng)生產(chǎn)乙酸乙酯利用豐富的乙烯原料，原料利用合理，來源廣泛，價(jià)格低廉，生產(chǎn)成本較低，且對(duì)合成乙酸乙酯具有較高的產(chǎn)率與選擇性，既是一種原子經(jīng)濟(jì)型反應(yīng)，又是一種環(huán)境友好型反應(yīng)。缺點(diǎn)是此催化體系對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，投資成本高。該工藝采用的催化劑主要有液體無機(jī)酸和有機(jī)磺酸類、分子篩類和雜多酸類催化劑。同時(shí)該工藝依賴于石化工業(yè)，需要有大量的乙烯資源，只能在乙烯和乙酸資源相對(duì)比較豐富而廉價(jià)的地區(qū)才可以考慮。石油價(jià)格的不斷上漲，造成該工藝的劣勢(shì)更加凸現(xiàn)，在中國(guó)這樣自身石油儲(chǔ)量及產(chǎn)量不高需要大量進(jìn)口石油的國(guó)家，如果盲目發(fā)展這一工藝生產(chǎn)乙酸乙酯缺乏戰(zhàn)略考慮。乙醇脫氫法反應(yīng)式：以乙醇為原料生產(chǎn)乙酸乙酯，傳統(tǒng)工藝必須經(jīng)過乙醇氧化脫氫為乙醛、乙醛氧化成乙酸、乙酸與乙醇酯化3個(gè)工段才能完成。乙醇脫氫法則只用乙醇一種原料，經(jīng)過單一催化劑脫氫后直接得到乙酸乙酯，因此，這種方法也簡(jiǎn)稱一步法，以區(qū)別于傳統(tǒng)的三工段工藝。乙醇脫氫法總反應(yīng)實(shí)際上也是經(jīng)過3個(gè)步驟完成的。具體的反應(yīng)機(jī)理有兩種，一種是“脫氫歧化酯化”機(jī)理，另一種是“半縮醛”機(jī)理，即三個(gè)步驟分別為乙醇脫氫為乙醛、乙醇與乙醛反應(yīng)生成半縮醛、半縮醛脫氫為乙酸乙酯。20世紀(jì)90年代初清華大學(xué)化學(xué)系首先對(duì)此工藝進(jìn)行研究，開發(fā)出催化劑Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2，并獲得了國(guó)家專利。1996年西南化工研究院也開始進(jìn)行乙醇脫氫法生產(chǎn)乙酸乙酯的研究，目前還在進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，取得了不小的進(jìn)展。英國(guó)Kvaerner工程公司于20世紀(jì)90年代研究乙醇脫氫法生產(chǎn)乙酸乙酯，同時(shí)已經(jīng)在南非建成第一家工業(yè)化生產(chǎn)工廠。該工藝的關(guān)鍵問題在于催化劑，根據(jù)反應(yīng)歷程，產(chǎn)物中有中間產(chǎn)物乙醛與乙酸，另外還有副產(chǎn)物乙烯、丙酮、丁酮、2-丁醇等。由于氫氣對(duì)平衡的抑制及降低副反應(yīng)要求，單程轉(zhuǎn)化率只能控制在60%~70%。該工藝反應(yīng)工段，但分離設(shè)備較多，流程較復(fù)雜，主要的副產(chǎn)物必須分離。脫氫法反應(yīng)特點(diǎn)是：反應(yīng)溫和，各種反應(yīng)條件變化彈性很大，工藝簡(jiǎn)單，容易操作。脫氫法優(yōu)點(diǎn)：（1）生產(chǎn)成本低，在沒有甲醇法乙酸生產(chǎn)的地區(qū)，價(jià)格優(yōu)勢(shì)很大；（2）每噸乙酯副產(chǎn)氫氣509m3，適用于氫氣有用場(chǎng)合；（3）基本無腐蝕和三廢排放，副產(chǎn)物可用于生產(chǎn)無苯提案那水溶劑（香蕉水）。脫氫法缺點(diǎn)：（1）產(chǎn)品質(zhì)量不如酯化法，雖然可以達(dá)到國(guó)標(biāo)，但若丁酮等雜質(zhì)難以得到完全分離，就不宜用于食品和酒增香等行業(yè)；（2）催化劑在使用前需要還原，停車后須用氮?dú)獗Ｗo(hù)避免氧化，因此只適用于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)規(guī)模在5000t/a以上；（3）技術(shù)較復(fù)雜，尚未成熟。工藝方案設(shè)計(jì)及說明流程簡(jiǎn)介工藝流程圖詳見所附文件圖3.1為Aspenplus中流程模擬的截圖。（1）氣化選用貴糖集團(tuán)乙醇廠生產(chǎn)的95%乙醇，用泵進(jìn)行加壓至反應(yīng)壓力（0.8MPa）之后，加熱氣化成蒸汽，并繼續(xù)加熱至反應(yīng)溫度（240℃）。（2）脫氫縮合過熱乙醇蒸汽進(jìn)入列管式固定床反應(yīng)器，乙醇在Cu-Zn-Zr-Al-O多功能催化劑表面完成脫氫生成乙醛，再與乙醇縮合生成乙酸乙酯兩步反應(yīng)，并有乙醛、丙酮、丁酮等副產(chǎn)物產(chǎn)生。為了便于分離產(chǎn)品，查閱相關(guān)文獻(xiàn)后，我們選擇了240℃作為反應(yīng)溫度，單程轉(zhuǎn)化率為50%。圖3.1Aspenplus流程模擬截圖（3）加氫脫氫縮合之后的混合氣成分較復(fù)雜，在選擇了合適的反應(yīng)條件之后，可以保證除乙醛外的副產(chǎn)物控制在極少的量。為了減少分離的難度，并提高乙醇的總轉(zhuǎn)化率，我們?cè)黾恿思託涔ざ?。利用前一工段產(chǎn)生的氫氣，將乙醛以及其他極少量的羰基化合物（丙酮、丁酮等）加氫還原成醇類，降低了丙酮、丁酮等產(chǎn)物對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，并且由于減少了乙醛這個(gè)含量極大的副產(chǎn)物，有利于分離的進(jìn)行。（4）閃蒸將反應(yīng)工段出來的混合氣換熱冷凝，并換熱至過冷液狀態(tài)后，利用剩余的壓力進(jìn)行閃蒸，將氫氣分離出去，但由于氫氣量較大和乙酸乙酯的揮發(fā)性較強(qiáng)等原因，一部分乙酸乙酯以及乙醇和水也會(huì)進(jìn)入氣相。液相直接轉(zhuǎn)入精餾工段。（5）膜分離由于閃蒸得到的氫氣含有大量的乙酸乙酯及水和乙醇，需要對(duì)氫氣進(jìn)行凈化，同時(shí)回收隨氫氣蒸出的產(chǎn)品。由于氫氣分子的尺寸與乙酸乙酯、乙醇、水三者的分子尺寸相差較大，我們選擇采用中空纖維膜對(duì)該混合體系進(jìn)行分離。氫氣進(jìn)入壓縮車間壓縮裝罐出售。其余物質(zhì)冷卻后進(jìn)入精餾工段，與前一閃蒸工段得到的液相混合。（6）萃取精餾通過閃蒸和膜分離，得到了含有乙酸乙酯、乙醇、水的混合體系（其他極少量的醇類與酯類基本不影響產(chǎn)品的質(zhì)量，故這里不再討論），該三元混合體系有四種可能的共沸物（乙酸乙酯-乙醇，乙酸乙酯-水，乙醇-水，乙酸乙酯-乙醇-水），這是所有乙酸乙酯合成方法中都會(huì)碰到的一個(gè)分離難題。我們根據(jù)相關(guān)的專利和文獻(xiàn)，決定采用丙三醇作為萃取劑的萃取精餾進(jìn)行產(chǎn)品的精制。精餾序列如下：①進(jìn)入主萃取精餾塔，目的是得到符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品乙酸乙酯，在近塔頂位置加入萃取劑丙三醇，在精餾塔塔頂可以得到99%（mol）的高純度乙酸乙酯，塔釜中得到的是乙酸乙酯、乙醇、水以及丙三醇的混合物。②進(jìn)入輔助精餾塔，在塔頂?shù)玫揭宜嵋阴?、乙醇、水的混合物，基本做到了乙酸乙酯與乙醇的回收，塔底是水和丙三醇的混合物，其中含有少量的乙醇。③進(jìn)入副萃取精餾塔，目的是除去輔助精餾塔塔頂產(chǎn)物中的水，同樣在近塔頂位置加入萃取劑丙三醇，在塔頂?shù)玫教釢夂蟮囊宜嵋阴?、乙醇、水混合物，塔底是丙三醇與水的混合物。④副萃取精餾塔塔頂產(chǎn)物進(jìn)入乙醇回收塔，在塔釜得到乙醇與水的共沸物，返回反應(yīng)工段，塔頂?shù)玫胶休^高濃度乙酸乙酯和乙醇的水溶液，由于總量已較小，該混合物不再進(jìn)行分離，而是作為無苯天那水溶液（香蕉水）的粗原料出售。⑤主副萃取精餾塔得到的含丙三醇與水的混合液，在丙三醇回收塔中進(jìn)行減壓蒸餾，由于丙三醇與水的相對(duì)揮發(fā)度甚大，極易在塔頂把其中的水分及其他易揮發(fā)雜質(zhì)蒸出，塔釜得到高濃度的丙三醇，可以返回前一工段用于萃取精餾。詳見附錄一物料衡算衡算原理物料衡算的理論基礎(chǔ)是質(zhì)量守恒定律。物料衡算它是指進(jìn)入一個(gè)裝置（或設(shè)備）的主物料的量（包括損失量）和系統(tǒng)內(nèi)部積累起來的物料的量。進(jìn)行物料衡算時(shí)，首先必須確定衡算的體系，對(duì)一般體系，均可表示為：輸入量＝輸出量＋積累量對(duì)于有化學(xué)反應(yīng)的系統(tǒng)，可表示為：物料輸入量=物料輸出量－生產(chǎn)量+物料消耗量－積累量當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)為：物料輸入量=物料輸出量結(jié)果見附錄二熱量衡算衡算原理熱量衡算的理論依據(jù)是熱力學(xué)第一定律，以能量守衡形式表達(dá)如下：∑Q入=∑ Q出+∑ Q損即，輸入=輸出+損失式中，∑Q入：輸入設(shè)備熱量總和∑Q出：輸出設(shè)備熱量總和∑Q損：損失熱量總和對(duì)于單元設(shè)備的熱量衡算，熱平衡方程可以寫成下面形式Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6式中，Q1：各股物料帶入設(shè)備的熱