年產(chǎn)10萬噸丙烯酸丁酯合成工藝設計

1、課程設計題目年產(chǎn) 10 萬噸丙烯酸丁酯合成工藝設計學院化學化工學院專業(yè)化學工程與工藝班級學生學號指導教師化學工程系課程指導小組二一五年十一月二十日課程設計學院專業(yè) 化學工程與工藝學生學號設計題目年產(chǎn) 10 噸丙烯酸丁酯合成工藝設計一、課程設計的內(nèi)容主要內(nèi)容為年產(chǎn)10 萬噸丙烯酸丁酯的工藝設計。通過工藝對比選擇合適的方案，進行物料衡算和能量衡算，確定關(guān)鍵設備的選型和材料，繪制出工藝流程圖、設備圖等相關(guān)圖紙，對生產(chǎn)過程中進行經(jīng)濟核算與分析。二、課程設計的要求1.查閱國內(nèi)外的相關(guān)文獻不得少于15 篇，完成課程設計任務。2.獨立完成給定的設計任務后編寫出符合要求的課程設計說明書，要求工藝設計合理，將研

2、究、開發(fā)的技術(shù)及過程開發(fā)的成果與過程建設、經(jīng)濟核算銜接起來；繪制出必要的設計圖紙。3. 綜合應用化學工程和相關(guān)學科的理論知識與技能， 分析和解決實際問題。4. 完成課程設計的撰寫。三、文獻查詢方向及范圍1利用學校的清華同方數(shù)據(jù)庫、萬方學位論文全文數(shù)據(jù)庫、ScienceDirect 、ACS( 美國化學學會 )數(shù)據(jù)庫查詢丙烯酸酯工業(yè)制備方法等中英文文獻與碩博論文。2主要參考文獻1夏濤 . 丙烯酸正丁酯合成反應的新型催化劑及工藝研究D. 長沙 : 湖南大學 2002.2楊召啟，李石磊 ,方曉明 .丙烯酸丁酯最佳反應條件的選擇J. 甘肅科技 , 2010,26(1): 41-43.3徐金文，丁鵬飛

3、. 降低精制塔底重組份中丁酯含量J. 山東化工 , 2015,44(16): 119-120.4李汝新 . 丙烯酸及酯的市場分析 J. 甘肅科技 , 2006, 22(5): 1-8.5邵艷秋，張桂芳 . 丙烯酸丁酯合成方法的改進 J.濃陽化工 , 2000, 29(2), 70-75.6 Acrylic acid technology, Chemical Week, 2003, 165(21): 25-26.7 Acrylic acid, European Chemical News, 2002, 77(2021): 17.I課程設計目錄1.1產(chǎn)品的性質(zhì)、用途、價格及其變化趨勢.- 1 -1

4、.1.1產(chǎn)品的性質(zhì)及用途 .- 1 -1.1.2產(chǎn)品價格及變化趨勢 .- 1 -1.2產(chǎn)品歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 .- 2 -1.3 世界范圍內(nèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家、產(chǎn)量.- 2 -1.4 世界范圍內(nèi)生產(chǎn)工藝及分析 .- 2 -1.4.1氰乙醇法 .- 3 -1.4.2丙烯腈水解法 .- 3 -1.4.3丙內(nèi)酯法 .- 4 -1.4.4改良雷珀法 .- 4 -1.4.5酯交換法 .- 5 -1.4.6直接酯化法 .- 5 -2 工藝設計 .- 6 -2.1工藝路線設計 .- 6 -2.2工藝流程設計 .- 8 -3 可行性分析 .- 9 -3.1工藝可行性分析 .- 9 -3.1.1原料來源 .- 9

5、 -3.1.2設備、工藝操作條件 .-10-3.13 收率、產(chǎn)品質(zhì)量和對環(huán)境的影響 .-10-3.2經(jīng)濟效益可行性分析 .-11-3.2.1可變成本、固定成本及總成本 .-11-3.2.2年產(chǎn)值、年利潤 .-12-3.2.3投資利潤率 .-12-4 總結(jié) .-13-5 參考文獻 .-14-II課程設計1 前言1.1 產(chǎn)品的性質(zhì)、用途、價格及其變化趨勢本設計主要產(chǎn)品為丙烯酸丁酯 （CH2=CHCOO(CH2)3CH3）以其特有的性質(zhì)， 包括易于配制，黏接性，耐水性，耐久性，常被用作有機合成中間體、粘合劑、乳化劑、涂料等。并且，作為有機化工原料，常將其制成聚合物或共聚物，如制成多種丙烯酸類樹脂產(chǎn)品

6、（主要是乳液型，溶劑型及水溶型的） ，并用作涂料、膠粘劑、腈綸纖維改性、塑料改性、纖維及織物加工、紙張?zhí)幚韯?、皮革加工以及丙烯酸類橡膠等許多方面。1.1.1 產(chǎn)品的性質(zhì)及用途丙烯酸丁酯（ CH2=CHCOO(CH2)3CH3），又稱丙烯酸正丁酯， 為無色液體，易燃，相對密度（ 25， 4）：0.8934 ；熔點 -64.6 ，沸點 145-146，相對蒸氣密度（空氣 =1）：4.42 ；性質(zhì)穩(wěn)定；微溶于水， 能與乙醇、乙醚混溶；遇熱很快聚合，有聚合危害，即隨溫度升高，貯存時間的延長，自聚傾向加劇。在使用過程中， 丙烯酸丁酯往往被合成為聚合物或共聚物。 丙烯酸丁酯屬于軟單體，可以與各種硬單體如甲

7、基丙烯酸甲酯、丙烯腈、乙酸乙烯等，及官能性單體如（甲基）丙烯酸羥乙酯、縮水甘油酯、 （甲基）丙烯酰胺及基衍生物等進行共聚、交聯(lián)、接枝等，制成多種丙烯酸類樹脂產(chǎn)品以用于制造合成樹脂、合成纖維、合成橡膠、塑料，有機玻璃、皮革，涂料以及粘合劑等產(chǎn)品，在工業(yè)上用途廣泛。1.1.2 產(chǎn)品價格及變化趨勢目前市場丙烯酸丁酯價格為6500-15000 元/ 噸，目前主流以小單為主， 即主流價格穩(wěn)定在 6700-7000 元/ 噸。近期價格變化趨勢因其原料丁醇市場重心商談松動，主流出廠集中至4900元 /噸，丙烯酸市場處于供需矛盾， 小幅下滑，窄幅有所走低的情況、 而處于走低漸穩(wěn)的狀態(tài)，且其貨源供應量增加，產(chǎn)銷

8、競爭激烈，生廠商及經(jīng)銷商多穩(wěn)盤操作，短線內(nèi)挺價動力不足。 故而丙烯酸丁酯的整體價格變化趨勢， 應為小幅下滑， 漸漸穩(wěn)定的狀況。- 1 -課程設計1.2 產(chǎn)品歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢丙烯酸丁酯經(jīng)過1.3 世界范圍內(nèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家、產(chǎn)量丙烯酸丁酯作為化工原料歐洲、 美國等地趨于生產(chǎn)工藝成熟， 在中國、東南亞乃至拉丁美洲有著廣泛的需求， 隨著技術(shù)的引進， 工藝日漸成熟。 丙烯酸丁酯在建筑、紡織、包裝和衛(wèi)生材料領域的廣泛應用， 也使我國成為丙烯酸丁酯的消費大國。目前國內(nèi)外有大量公司進行著丙烯酸丁酯的生產(chǎn)。國外公司有主要陶氏化學公司、 日本三菱化學公司、 日本觸媒化學公司以及德國巴斯夫股份公司等。 而國內(nèi)大

9、小生產(chǎn)丙烯酸丁酯的公司數(shù)十家， 主要包括上海華誼丙烯酸有限公司、 臺塑丙烯酸酯 （寧波）有限公司以及正和集團股份有限公司等。及中外合資的揚子石化 巴斯夫有限責任公司。 有調(diào)查表明， 世界主要生產(chǎn)企業(yè)包括巴斯夫、 陶氏化學、臺塑以及阿科瑪?shù)仁侨蛑饕s占全球丙烯酸丁酯總產(chǎn)能的 54.7% , 其中巴斯夫約占 19.5% , 陶氏化學約占 16.3% , 阿科瑪約占 9.8% , 臺塑約占 9.1%。到 2012 年，全球丙烯酸丁酯的總產(chǎn)能約為 310 噸 /年，產(chǎn)量 250 萬噸 /年左右。北美、西歐和亞洲是世界丙烯酸丁酯主要生產(chǎn)地區(qū)。 世界丙烯酸丁酯產(chǎn)能分布如下表。表 1.1世界丙烯酸丁酯產(chǎn)能

10、分布地區(qū)產(chǎn)能 占比 /%北美22.5西歐16.7亞洲53.6非洲3.0中東歐2.3中南美1.91.4 世界范圍內(nèi)生產(chǎn)工藝及分析世界范圍內(nèi)生產(chǎn)丙烯酸丁酯的工藝以直接酯化法為主， 其他方法還包括氰乙醇法、丙烯腈水解法、丙內(nèi)酯法、改良雷珀法、酯交換法。- 2 -課程設計1.4.1 氰乙醇法以氯乙醇和氰化鈉為原料， 反應生成氰乙醇： 氰乙醇在硫酸存在下發(fā)生水解反應，若水解在正丁醇中進行，則生成丙烯酸正丁酯。反應式如下：ClCH 2 CH2 OH + NaCNHOCH 2CH 2CN + NaCl(1.1a)n-CHOH(1.1b)HOCH2CH2CN2 49-n 44H2SO4,2CHCHOCH+NH

11、SO49HO雖然氰乙醇法使用原料成本低廉， 但反應步驟較多， 用到劇毒物腈化鈉， 副產(chǎn)物有大量用處不大的硫酸一硫酸銨， 污染環(huán)境， 并使生產(chǎn)成本升高， 因此限制了該法的應用和發(fā)展。1.4.2 丙烯腈水解法第一步 :將丙烯腈與硫酸一起加熱到 90，使丙烯腈水解生成丙烯酞銨的硫酸鹽，其反應式如下：CH2CHCNH2OCH2CHCONH 2 H2SO4H2SO4(1.2a)第二步 : 由硫酸鹽酯化生成丙烯酸正丁酯, 其反應式如下 :CHn-C4H9OHCHCONHH2SO4CHCHCO-OCH222CH4 2 9-n CHCOOC 4 H9-n(1.2b)酯化反應在 150進行，由于丙烯酸正丁酯能夠

12、自聚，致使收率降低。如果添加足夠量的阻聚劑，收率可達到 90%。近年來的專利報道，以丙烯腈為原料，采用一步法生產(chǎn)，酯的收率可達到 95%。其反應式如下 :CHCHCNn-C4H9OH2H2O,H2SO4CH2CHCOC4H9-n(1.2c)- 3 -課程設計此法實際上是早期氰乙醇法的發(fā)展。 由于以硫酸為催化劑， 腐蝕嚴重，且水解后生成的副產(chǎn)物硫酸氫銨處理困難，原料丙烯睛的價格較貴，因而成本較高。1.4.3丙內(nèi)酯法以乙酸為原料， 磷酸三乙醋為催化劑， 在 625730下裂解生成乙烯酮 ,然后與無水甲醛在 AIC1 3 或 BP，催化劑存在下，在25進行氣相反應，生成丙內(nèi)酯，其反應式如下：CH 3

13、COOHCH 2COCH2CCH 2OCH 2COOCH 2O(1.3a)(1.3b)由丙內(nèi)酯法（不經(jīng)提純） ，直接與正丁醇及硫酸反應而得到丙烯酸正丁酯，反應式如下 :CH2CO n-C4H9OHCHCOOC4H9-n + H2OCH2CH2OH2SO4(1.3c)丙內(nèi)酯法產(chǎn)品純度高、收率也較高 ,副產(chǎn)物和未反應的物料循環(huán)使用 ,能進行連續(xù)生產(chǎn) ;此法條件比較苛刻，需高溫、無水原料等，同時需要建立裂解裝置，投資大，生產(chǎn)成本較高。1.4.4 改良雷珀法雷珀在研究工作中發(fā)現(xiàn)了兩種方法能使乙炔、一氧化碳與水或醇反應合成丙烯酸或丙烯酸酯，即“化學計量法”和“催化法”，后來經(jīng)過發(fā)展成為羅姆·哈

14、氏公司在生產(chǎn)中采用的改良的雷珀法。(1)化學計量法此方法是使乙炔、羰基鎳 (提供一氧化碳 )與正丁醇在比較溫和的條件下 (40、 0.MIPa)反應，生成丙烯酸正丁酯其反應式如下：CHCHn-C4H9OHCH2CHCOOC4H9-n + H2OHCl , Ni(CO) 4(1.4a)- 4 -課程設計該法在反應中有游離氫氣釋放出，與丙烯酸進一步反應使副產(chǎn)物高達20%，分離比較困難， 反應中所需的一氧化碳全部由羰基鎳提供， 生成 100 份丙烯基需要 61 份羰基鎳，用量大，毒性高，制造麻煩，故此法的發(fā)展受到了限制。(2)催化法：乙炔、一氧化碳、正丁醇在羰基鎳催化劑存在下，于150、1.53MP

15、a 進行反應制得丙烯酸正丁酯，其反應式如下：CHCH + n-C4H9OH+ CONi(CO)4HCH2 2CHCOOC44 H9-n9-nCH（1.4b）1.4.5 酯交換法以丙烯酸甲酯與正丁醇為主要原料， 采用對甲苯磺酸為催化劑， 通過酯交換反應合成丙烯酸正丁酯，其反應式如下：CH2 CHCOOCOOCH+n-C4H9OHcatCHCHCOOC H -n+ CH3OH3(1.5)24 9工藝過程簡述 :將丙烯酸甲酯與正丁醇按 2:1（摩爾比）加入到反應器中，再加催化劑對甲苯磺酸和阻聚劑對苯二酚 ,用量分別為正丁醇重量的 1/30 和丙烯酸甲酯重量的 l/40 。反應器上裝分餾柱（為防止聚合

16、物阻塞 ,柱中不裝填料 )，將混合物加熱至沸騰 ,開始反應。在甲醇和丙烯酸甲酯的共沸溫度（ 62-63）下 ,盡可能將副產(chǎn)物甲醇與丙烯酸甲酯一起蒸出。 隨著酯交換過程的進行（6-10 小時后），甲醇幾乎除盡，此時蒸出的是過量的丙烯酸甲酯 ,最后蒸餾取出產(chǎn)品丙烯酸正丁酯。在甲醇與丙烯酸甲酯的共沸混合物中， 約含有 45%的丙烯酸甲酯， 在其中投入大量的水或鹽水， 洗去甲醇，將丙烯酸甲酯經(jīng)蒸餾脫水回收， 本工藝過程產(chǎn)品收率為 78-94%。此法由于工藝路線較復雜 ,反應時間較長，而且后處理工序較多，現(xiàn)在主要用于高級酯的生產(chǎn)。1.4.6 直接酯化法直接酯化法是目前最常使用， 且最主要的合成丙烯酸丁酯

17、的方法。 目前主要采用丙烯酸和正丁醇為主要原料， 無機強酸作為催化劑， 通過催化酯化合成丙烯酸正丁等。對直接酯化法的催化劑研究也是目前對該法的一個主要研究方向。 本- 5 -課程設計法有間歇式和連續(xù)式兩種工藝流程。間歇式生產(chǎn)工藝過程簡述： 將丙烯酸與正丁醉按 1:1.3（摩爾比）投入反應器中，再加入阻聚劑和作為催化劑的濃硫酸。 反應時，溫度控制在 80左右。 由于反應生成的水與酯共沸，可快速進入水分離塔中 ,分離成兩個液相 ,有機相返回反應器 ,水相作為中和器的堿稀釋水。 反應終止后，將反應物送到中和器， 冷卻后用氫氧化鈉水溶液中和。 中和液在分離槽中分成兩個液相， 上層液相送至脫堿塔塔底，用

18、塔頂進來的工藝水洗滌， 脫過堿的酯液經(jīng)過蒸餾除去輕組分后， 再通過精制得到高純度的丙烯酸正丁酯。連續(xù)式生產(chǎn)工藝過程簡述： 丙烯酸正丁酯的酯化反應是在有機共沸劑及濃硫酸催化劑存在下進行的。生成的水通過共沸蒸餾塔分離。反應條件為：常壓下，溫度為 358-368K,在反應器中平均停留時間為 35 小時，醇和酸的摩爾比為 1.0-1.1。丙烯酸直接酯化法具有產(chǎn)品收率高， 過程簡單，反應時間較短等特點。 因此，目前工業(yè)生產(chǎn)過程中，大多數(shù)都采用此法來生產(chǎn)丙烯酸丁酯。2 工藝設計2.1 工藝路線設計綜合考慮，本次設計采取直接酯化法進行丙烯酸丁酯的合成設計。目前對于丙烯酸丁酯的催化酯化反應大多采用濃硫酸作為催

19、化劑雖然其催化活性高，但存在如下缺點：（1） 濃硫酸同時具有酯化、脫水和氧化等作用，導致一系列副反應；（2） 后處理工藝復雜，環(huán)境污染嚴重；（3） 嚴重腐蝕設備，導致生產(chǎn)成本提高。近年來，為了開發(fā)更具工業(yè)應用價值的酯化催化劑， 很多研究人員進行了多方位研究。根據(jù)酯化反應機理和反應物與催化劑分離較復雜這一特點， 新型高效固體催化劑的研究開發(fā)成為最為活躍的領域。 它們大多數(shù)是具有較強酸性的固體酸物質(zhì)，或負載型固體催化劑，相比濃硫酸具有如下優(yōu)點：（1）高活性和高選擇性，用量少，產(chǎn)率高；（2）化學和熱穩(wěn)定性好，可再生重復使用；（3）后處理簡單，不產(chǎn)生環(huán)境污染；（4）不腐蝕設備，成本低。- 6 -課程設

20、計經(jīng)查閱多方文獻，研究人員所研究新型酯化催化劑主要如下表。表 2.1 新型酯化催化劑及酯收率催化劑分子篩負載TiO 2/SO42- 固體超強酸催化劑復合固體超強酸催化劑TiO 2/SO42- -Al 2O3復合固體超強酸催化劑SO42-/ZrO 2- Al 2O3復合固體超強酸催化劑Fe2O3- SO42-復合固體超強酸催化劑SO42-/ZrO 2- TiO 2復合固體超強酸催化劑 SO2-MoO 3- TiO 24復合固體超強酸催化劑SO42-/ZrO 2- SiO2復合固體超強酸催化劑WO3- TiO 2 - SO42-層柱狀粘土、鋯鹽、鈰鹽和鋯氧化合物強酸性陽離子交換樹脂沸石增強酸催化劑

21、新型雜多酸（硅鎢酸）新型雜多酸（磷鎢酸）TiSiW 12O40/TiO 2 固載雜多酸鹽Mo/HZSM-5分子篩對甲苯磺酸磺化聚芳醚酮酮(S-PEKK) 樹脂酯收率 /%96.697.696.993.1796.097.293.096.093.597.152.393.8471.696.791.497.4589.3在這些研究較多的固體酸催化劑中，催化效果較好， 且具有發(fā)展前途的是雜多酸及其鹽類，以及有很強酸性的固體超強酸和強酸性陽離子交換樹脂等盡管實驗數(shù)據(jù)表明這些新型酯化固體催化劑啊有著相對濃硫酸較好的特點。但以上數(shù)據(jù)均出于實驗室研究成果，但由于催化劑壽命、 制備的重現(xiàn)性、 以及催化劑價格等多種因

22、素，故現(xiàn)在仍在工業(yè)上較少采用。綜上所述，本次設計的反應路線仍采用丙烯酸與正丁酯在濃硫酸的催化下合成目標產(chǎn)物丙烯酸丁酯， 并采用連續(xù)式生產(chǎn)工藝， 采用膜分離等手法進行污染處理以解決廢水等廢棄物處理問題。- 7 -課程設計2.2 工藝流程設計采取連續(xù)的工藝流程設計，流程簡圖如下：圖 2.1 丙烯酸正丁酯工藝流程圖- 8 -課程設計3 可行性分析3.1 工藝可行性分析3.1.1 原料來源本次工藝主要采取丙烯酸與丁醇進行直接酯化，并采用對苯磺酸為催化劑，進行丙烯酸丁酯的合成，故其主要原料為丙烯酸及丁醇。（1）丙烯酸丙烯酸是重要的有機合成原料及合成樹脂單體， 是聚合速度非?？斓囊蚁╊悊误w。是最簡單的不飽

23、和羧酸， 由一個乙烯基和一個羧基組成。 純的丙烯酸是無色澄清液體，帶有特征的刺激性氣味。它可與水、醇、醚和氯仿互溶，是由從煉油廠得到的丙烯制備的。大多數(shù)用以制造丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、羥乙酯等丙烯酸酯類。丙烯酸及丙烯酸酯可以均聚及共聚， 其聚合物用于合成樹脂、 合成纖維、高吸水性樹脂、建材、涂料等工業(yè)部門。丙烯酸在 20 世紀 30 年代實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)， 其生產(chǎn)方法經(jīng)歷了氰乙醇法、 羰基合成法、烯酮法、丙烯腈水解法和丙烯氧化法， 前面四種工藝因技術(shù)和經(jīng)濟原因已基本被淘汰。 丙烯氧化法是 20 世紀 60 年代發(fā)展起來的方法， 最初分為一步法和兩步法。 20 世紀 80 年代后新建和擴建的丙烯酸

24、裝置 95%96%均采用丙烯兩步氧化法。丙烯兩步氧化法即在復合金屬氧化物催化劑存在下， 經(jīng)空氣氧化先生成丙烯醛，再進一步催化氧化生成丙烯酸。 工業(yè)生產(chǎn)中應用的該技術(shù)主要有美國索亥俄（ Sohio）技術(shù)、日本觸媒技術(shù)、日本三菱油化技術(shù)、日本化藥技術(shù)、德國 BASF 技術(shù)等。上海華誼公司與中石油蘭州石化研究中心聯(lián)合對丙烯酸生產(chǎn)工藝及催化劑進行研究， 2001 年進行了 6000 噸 /年工業(yè)試驗， 其后成功應用于上海華誼丙烯酸有限公司 3 萬噸 /年工業(yè)裝置，取得了良好的應用結(jié)果，綜合性能達到日本三菱技術(shù)水平，其催化劑已步入工業(yè)應用階段，可以替代同類進口產(chǎn)品。表 3.1國內(nèi)丙烯酸及酯主要生產(chǎn)企業(yè)及

25、規(guī)模企業(yè)名稱企業(yè)駐地揚子 - 巴斯夫南京東方化工廠北京吉林石化分公司吉林上海華誼上海- 9 -課程設計江蘇裕廊江蘇鹽城浙江衛(wèi)星浙江嘉興臺塑浙江寧波沈陽石蠟化工沈陽山東開泰山東淄博蘭州石化甘肅蘭州山東正和山東廣饒（2）正丁醇正丁醇是無色液體， 有酒味，與乙醇 /乙醚及其他多種有機溶劑混溶， 蒸氣與空氣形成爆炸性混合物。爆炸極限 1.45-11.25（體積）；熔點 ()：-88.9；沸點 ()：117.5；相對蒸氣密度（空氣 =1）：2.55；飽和蒸氣壓 (kPa)： 0.82(25)；燃燒熱 (kJ/mol)： 2673.2。正丁醇最早由法國人孚茲于1852 年從發(fā)酵過程制酒精所得的雜醇油中發(fā)現(xiàn)

26、。1913 年，英國斯特蘭奇格拉哈姆公司首先以玉米為原料經(jīng)發(fā)酵過程生產(chǎn)丙酮，正丁醇則作為主要副產(chǎn)物。 以后，由于正丁醇需求量增加， 發(fā)酵法工廠改以生產(chǎn)正丁醇為主，丙酮、乙醇作為副產(chǎn)物。第二次世界大戰(zhàn)期間，德國魯爾化學公司用丙烯羰基合成法生產(chǎn)正丁醇。 50 年代石油化工興起，正丁醇的合成制法發(fā)展迅速，尤以丙烯羰基合成法最快。 正丁醇的工業(yè)制法主要有發(fā)酵法、 丙烯羰基合成法和乙醛醇醛縮合法三種。此外，由乙烯制高級脂肪醇時也副產(chǎn)正丁醇。3.1.2 設備、工藝操作條件3.13 收率、產(chǎn)品質(zhì)量和對環(huán)境的影響本設計采用直接酯化法制備丙烯酸丁酯，相較其他制備方案， 反應工序簡單原材料易得，反應條件易于控制，

27、故收率高。在工藝設計時采取連續(xù)法制備目標產(chǎn)品。并在工藝設計時在反應階段采取串聯(lián)反應器進行酯化，提高反應收率，并提升了產(chǎn)品質(zhì)量。反應后廢水主要包括，精餾后的塔底排出液，包括未反應的丙烯酸和丁醇，以及未升至塔頂排出的丙烯酸丁酯。另包括，塔頂產(chǎn)品冷凝后的廢液。-10-課程設計工藝過程中為減少廢液對環(huán)境的影響，改變精餾塔塔頂與塔底的溫度與壓力，以及改變精餾塔回流比， 以減少廢液中丁酯的含量， 增大收率， 且減少丁酯排放對環(huán)境的傷害。 工業(yè)上常用分離膜、 萃取等方法以進行廢水的處理，以減少對環(huán)境的危害。3.2 經(jīng)濟效益可行性分析3.2.1 可變成本、固定成本及總成本可變成本是指在產(chǎn)品總成本中， 隨產(chǎn)量的

28、增減而成比例地增減的那一部分費用，如原材料費用等。表 3.2丙烯酸丁酯工藝設計的可變成本款項費用 /（元 /噸）丙烯酸5000正丁醇4000濃硫酸5.7電費160燃料費20合計9185.7而固定成本是指不隨產(chǎn)品產(chǎn)銷量的增減而變化的那一部分費用。表 3.3丙烯酸丁酯工藝設計的固定成本款項費用 /（元 /噸）工資及福利150修理費120其他費用（含銷售費）300折舊費320維檢費120管理費用100合計7110-11-課程設計3.2.2 年產(chǎn)值、年利潤本次設計要求為年產(chǎn)10 萬噸丙烯酸丁酯。故年產(chǎn)值 =10 萬噸。根據(jù)表 3.2 及表 3.3 可對年利潤進行計算：年利潤 =19000-7110-9185.7=2704.3元/噸。3.2.3 投資利潤率所謂投資利潤率，即指項目達到設計生產(chǎn)能力后的一個正常的生產(chǎn)年份的年利率總額與項目總投資的比率，它是考察項目單位投資盈利能力的靜態(tài)指標，對生產(chǎn)期內(nèi)各年的利潤總額變化幅度較大的項目，應計算生產(chǎn)期平均利潤總額與項目總投資的比率。計算方法如下：投資利潤率 =年利潤總額 /項目總投資× 100%(3.1)年利潤總額 =年產(chǎn)品銷售收入 -年產(chǎn)品銷售稅金及附加-年總成本費用(3.2)故本設計中年利潤總額 =100000×2704.3=2704.3萬元。且本設