第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)乙酸乙酯與國(guó)外先進(jìn)水平相比存在較大差距。
1、合成技術(shù)落后,國(guó)內(nèi)主要采用傳統(tǒng)的乙酸乙醇酯化法,產(chǎn)品質(zhì)量差,原料消耗高;
2、生產(chǎn)廠家眾多,規(guī)模較小,有許多數(shù)百噸/年生產(chǎn)裝置,沒(méi)有形成規(guī)模效益;
3、原料生產(chǎn)成本較高,我國(guó)乙醇與乙酸價(jià)格高于國(guó)際平均水平,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)乙酸乙酯產(chǎn)品無(wú)法與國(guó)外產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)抗衡。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程
乙酸乙酯是工業(yè)上的重要溶劑,生產(chǎn)量很大,廣泛用作人造香精、乙基纖維素、硝化纖維素、清漆、涂料、人造革、印刷油墨等的溶劑。自20世紀(jì)90年代以后,國(guó)內(nèi)學(xué)者為改進(jìn)現(xiàn)有乙酸乙酯工藝進(jìn)行了大量的 研究 工作, 研究 報(bào)道層出不窮。其中最具有代表性的有清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的乙醇一步法生產(chǎn)乙酸乙酯和廣西民族學(xué)院開(kāi)發(fā)的固體酸催化精餾生產(chǎn)乙酸乙酯;這兩項(xiàng)技術(shù)都進(jìn)行過(guò)中試,其工藝相對(duì)于其他 研究 報(bào)道的要成熟一些,但是這兩種工藝分別由于反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)品過(guò)多和不能直接放大至工業(yè)規(guī)模,仍然難以直接應(yīng)用于當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)。如果對(duì)現(xiàn)有工藝進(jìn)行改造,克服其原有的缺陷,對(duì)國(guó)內(nèi)乙酸乙酯的生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō),是一種切實(shí)可行的技術(shù)改造方法。
1、傳統(tǒng)的乙酸乙酯工藝方法
國(guó)內(nèi)乙酸乙酯生產(chǎn)廠家采用的醇酸酯化法一般為連續(xù)法,即生產(chǎn)裝置由酯化塔、脫水塔、精制塔和回收塔組成,其工藝特點(diǎn)是酯化反應(yīng)在酯化釜內(nèi)進(jìn)行,分離過(guò)程主要采用共沸精餾工藝脫水和脫醇,由于乙酸乙酯- 水- 乙醇三元共沸體系的特點(diǎn),酯化塔頂有機(jī)相回流中水含量較高,因此回流帶水能力較差,通常酯化塔的回流比都在3~5左右;同樣原因?qū)е逻M(jìn)入脫水塔的粗酯中水含量比較高,為保證塔釜采出不含有水和乙醇的同時(shí),提高乙酸乙酯的收率,塔頂?shù)幕亓鞅韧ǔT?以上;另外,原工藝為降低乙醇的消耗,脫水塔頂采出含有乙酸乙酯、乙醇和水的有機(jī)相回到酯化塔釜繼續(xù)參加反應(yīng),導(dǎo)致一部分水在酯化和脫水工藝中循環(huán);這兩個(gè)塔的能耗總和占整個(gè)工藝能耗的4/5以上;由于兩個(gè)塔的氣液相負(fù)荷比較大,生產(chǎn)能力也受到一定的限制。
2、采用直接加鹽萃取技術(shù)改進(jìn)現(xiàn)有乙酸乙酯的生產(chǎn)工藝
采用直接加鹽萃取技術(shù)改造現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的特點(diǎn),就是利用加鹽萃取降低酯化塔頂采出有機(jī)相中的水含量,可以降低脫水塔的回流比,降低脫水塔的熱負(fù)荷;由于降低了回流比,同時(shí)也降低了脫水塔的氣液相負(fù)荷,有利于脫水塔提高生產(chǎn)能力;采用此工藝在設(shè)備上需要增加一個(gè)萃取塔和萃取劑蒸發(fā)器,設(shè)備投資最少。萃取劑可以回收利用,無(wú)污染排放問(wèn)題。
3、采用前脫水工藝改進(jìn)現(xiàn)有乙酸乙酯的生產(chǎn)工藝
生產(chǎn)乙酸乙酯的廠家為了降低原料成本,通常購(gòu)買(mǎi)工業(yè)乙醇作為生產(chǎn)原料,由于工業(yè)乙醇中含有w(H2O),8% 左右的水,脫除這部分水可以降低酯化塔的回流比,也可以提高酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。在設(shè)備上需要增加一個(gè)萃取精餾塔和萃取劑回收塔。由于新增設(shè)備的獨(dú)立性很強(qiáng),對(duì)原有工藝設(shè)備無(wú)任何影響,設(shè)備投資相對(duì)直接加鹽萃取工藝略多。采用前脫水工藝可以有效地降低酯化塔的熱負(fù)荷,并降低氣液相負(fù)荷,酯化塔可以增加30%的生產(chǎn)能力。
采用此工藝對(duì)現(xiàn)有工藝改造后,將脫酸工藝放到萃取工藝之前,使脫酸后的粗酯進(jìn)入萃取塔脫水,這就避免了醋酸的損耗。用產(chǎn)品乙酸乙酯的一部分作為酯化塔的回流,替代從萃取塔脫水后的粗酯回流,避免了含鹽萃取劑的損耗,需要增加一個(gè)前脫酸塔,一個(gè)萃取塔和萃取劑蒸發(fā)器,設(shè)備投資比前兩種方案大。
4、采用改進(jìn)加鹽萃取技術(shù)改進(jìn)現(xiàn)有乙酸乙酯
乙酸乙酯的生產(chǎn)工藝由于酯化塔頂有機(jī)相中含有少量醋酸,如果直接進(jìn)行加鹽萃取可能會(huì)帶來(lái)少量物料損耗,為避免醋酸損失,將直接加鹽萃取工藝進(jìn)一步改進(jìn),改進(jìn)后的流程。
第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 分析
乙酸乙酯作為一種重要的化工基本原料和有機(jī)溶劑,其需求量不斷增加,如何高效、快速、低耗地生產(chǎn)乙酸乙酯,是當(dāng)前
研究
的重點(diǎn)。由于各地區(qū)的差別,就必須考慮環(huán)境、資源和經(jīng)濟(jì)效益等多重因素,但要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,就必須以循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念來(lái)
規(guī)劃
產(chǎn)業(yè),以清潔化、規(guī)?;?、特色化的發(fā)展原則來(lái)發(fā)展乙酸乙酯工業(yè),構(gòu)筑當(dāng)?shù)靥厣幕ぎa(chǎn)業(yè)鏈,通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈
規(guī)劃
與資源再生循環(huán)利用,以盡可能少的資源消耗、盡可能小的環(huán)境代價(jià)實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。
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