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乙酸乙酯合成与水解综合实训设备

一、 装置技术特点

1、装置创新的运行模式

本装置的总体配置可满足两种运行模式：

1）间歇反应-连续精馏模式：装置可作为间歇酯化反应及精制设备单独运行，完成乙酸乙酯的合成反应及精制。

2）固定床连续反应-连续精馏模式：装置可作为固定床连续酯化反应及精制设备单独运行，完成乙酸乙酯的合成反应及精制。

3）水解模式：装置可作为独立的水解及分离设备单独运行，完成乙酸乙酯的水解反应及产物分离。

2、装置功能多样性

1）装置具有实训、考核、竞赛、研究功能。

2）符合《化工总控工国家职业技能标准》，满足中、高级工、技师、高级技师培训与考核的要求。

3）装置按照工业标准设计、制造，贴近工厂实际，提供了工业化的实训、考核、竞赛、研究平台。

4）多专业共享，可满足化工工程、化工工艺、机械、仪表和分析等专业的实训、实习。

5）装置可进行安全、健康、环保，培训相关的职业意识、知识、技能的培训。

3、装置的整体设计说明

1）装置的合成、水解采用釜式间歇反应、固定床催化反应与连续精馏相结合的生产工艺，能以乙醇、乙酸为原料，以固体酸为催化剂，进行乙酸乙酯的连续生产。

2）装置设计、制造符合  HG/T 20519-2009《化工工艺设计标准》、HG/T20546-2009《化工装置设备布置设计规定》、HG/T20636-1998《自控专业设计管理规定》、HG/T 20508-2014《控制室设计规范》等相关标准的要求。

3）装置主要设计参数

装置在综合考虑了工艺、能耗、物耗、操作、安全、环保、健康等多方面要求的情况下进行工业化设计，主要设备、技术参数、指标见下表（详见《装置配置清单》）。

4）装置控制系统

装置控制系统由PLC系统及现场操作控制台组成，位于实体装置区，可在现场实现对装置的操作控制。

5）装置公用工程

公用工程分为四部分：循环冷却水系统、空气吹扫系统、废气废水排放系统和罐区。

（1）循环冷却水系统

设备1：纯水机 1m³/h 1台,储水罐1台，循环泵1台。

储水罐的冷却水通过循环泵送入分水器，然后送往每台装置的各个冷却器的冷却水入口，在冷却器内进行换热；冷却器出口的冷却水通过止回阀后进入冷却水总管路，送至室外翘片换热器进行降温，然后回到储水罐。

     设备2：冷水机组

     设备功率：1.5kw，水泵扬程10m，循环水量3立方每小时，温度范围：5-室温。

（2）空气吹扫系统：

设备：空压机  1.5kW，空气缓冲罐。

（3）废气、水排放系统：

设备：轴流风机 250mm，电机110W。

每台装置的放空顶部安装抽风罩，将废气抽入排放总管排至室外，且总管装有防风帽。

6)装置防腐措施

（1）工艺防腐措施

通过采用适当的原料配比、工艺路线及操作参数，控制和提高乙酸转化率，降低系统乙酸过流设备及浓度，达到避免和减轻腐蚀的目标。

（2）设备材质防腐措施

根据不同设备种类（静设备、动设备、阀门、管道、传感器）、物料成分、使用环境和功能，采用不锈钢316L、玻璃、内壁衬氟、加大壁厚等多种耐腐蚀材质和防腐措施。

      （3）设备维护防腐措施

装置公用工程配置了专用清洗、吹扫系统（详见公用工程配置），可在长期停车、定期检修、日常维护时对装置进行清洗、置换、吹扫，避免腐蚀物料在装置停运期间与设备长时间接触，达到防腐目的。

7)装置安全、环保、健康措施

（1）装置公用工程中设置了尾气放空总管，按照相关安全、环保标准引至室外排放。

（2）装置公用工程中设置了废水罐，可于装置进行水解操

作时作为原料使用；排放水由地沟中的封闭总管排放至集污井，避免排放水与室内空气接触。

       （3）装置设置了循环冷却水系统（详见公用工程配置），有利于节水降耗。

（4）装置配置了有毒气体、可燃气体报警器，灭火器、洗眼器等安全设备，并配备防酸手套、工作鞋、安全帽、护目镜防毒面具等专用安防、消防、劳保用品，详见装置配置清单。

       （5）装置通过HSE文化建设，配置相关警示标识、标志、标语、操作规范、行为标准，营造HSE氛围，灌输HSE理念，培训HSE技能。

二、 装置流程简述

1生产工艺概述

1.1生产工艺概述

原料乙酸和乙醇在固定床反应器中高温下催化合成乙酸乙酯，经1^#精馏塔分离出粗乙酸乙酯，然后经2^#精馏塔精制得到产品乙酸乙酯。

乙酸乙酯的水解过程为，原料乙酸乙酯和水，在装有催化剂的固定床内进行水解反应，然后通过1^#精馏塔、2^#精馏塔进行乙酸和乙醇的分离。

1.2生产流程说明：

1.2.1乙酸乙酯的合成

1）预先在1^#精馏塔中加入一定量的乙酸，开启加热器和温度控制器，待预热器、汽化器、1^#精馏塔塔釜以及反应器的温度均稳定在规定的温度后，开启1^#精馏塔塔釜回流泵，使乙酸按一定的LHSV沿着汽化器、反应器、1^#精馏塔塔釜进行循环。然后启动乙酸泵和乙醇泵，将乙酸和乙醇按照一定的摩尔比加入预热器中，原料与循环的釜液在预热器中混合后进入汽化器，接着进入反应器进行反应。

2）反应后的混合物含乙酸、乙酸乙酯、水和少量乙醇，导入1^#精馏塔的塔釜底部，沸点较低的乙酸乙酯、水和少量乙醇沿着精馏塔上升，进入1^#精馏塔塔顶冷凝器，冷却后进入1^#精馏塔塔顶再冷器，降温后的混合液进入1^#分离器，分离器上部的有机相一部分作为回流液通过1^#精馏塔塔顶回流泵从塔的上部回到1^#精馏塔中；另一部分通过2^#精馏塔进料泵打入2^#精馏塔中进行精制。分离器下部水相去1^#中间罐。

3）粗品乙酸乙酯从塔的中上部进入2^#精馏塔，轻组分沿着2^#精馏塔上升，经过2^#精馏塔塔顶冷凝器冷却后进入2^#分离器，分离器上部的有机相全部作为回流液，经2^#精馏塔塔顶回流泵从塔的上部回到2^#精馏塔中，分离器下部水相去污水处理系统。乙酸乙酯产品，从2^#精馏塔中部以下的适当位置采出，经2^#精馏塔塔中产品冷凝器冷却后进入乙酸乙酯产品罐。

1.2.2乙酸乙酯的水解

1）乙酸乙酯通过水解进料泵，经1^#水解进料加热器加热升温后进入装有催化剂的反应器中，原料水经过2^#水解进料加热器升温后进入反应器中，在此，乙酸乙酯和水在催化剂的作用下发生水解反应，生成乙酸和乙醇。

2）反应后的混合物含乙酸、乙醇、乙酸乙酯和水，进入3^#精馏塔中，沸点较低的乙酸乙酯、水和少量乙醇沿着精馏塔上升，进入3^#精馏塔塔顶冷凝器，冷却后进入3^#分离器，分离器上部的有机相一部分作为回流液通过3^#精馏塔塔顶回流泵从塔的上部回到3^#精馏塔中，分离器下部水相去污水处理系统。3^#精馏塔塔釜液为乙酸和乙醇的混合物，经过再沸器后，进入中间储罐。

3）中间储罐的乙酸、乙醇的混合物经过4^#精馏塔进料泵导入4^#精馏塔中，乙醇作为轻组分沿着精馏塔上升，经过4^#精馏塔塔顶冷凝器冷却后进入4^#分离器，分离器上部的有机相一部分作为回流液，经4^#精馏塔塔顶回流泵从塔的上部回到4^#精馏塔中；另一部分作为乙醇产品进入乙醇产品罐中储存。分离器下部水相去污水处理系统。4^#精馏塔釜主要为乙酸溶液，经4^#精馏塔塔釜冷凝器冷却后进入乙酸产品罐。