Método de preparación del acetato de etilo
En la actualidad, los principales métodos de preparación de acetato de etilo industrial en el mundo incluyen el método de esterificación de acetato, el método de condensación de acetaldehído, el método de adición de etileno y el método de deshidrogenación de alcohol. El proceso tradicional de esterificación de acetato se ha eliminado gradualmente en el extranjero y los equipos de producción a gran escala utilizan principalmente el método de condensación de acetaldehído y el método de deshidrogenación de alcohol. En áreas con abundantes materias primas de acetaldehído, se han utilizado ampliamente equipos de método de condensación de acetaldehído con más de 10.000 toneladas. La deshidrogenación de etanol es una nueva tecnología desarrollada en los últimos años y ha sido promovida en áreas con abundantes recursos de etanol y bajos costos. El último método de producción de acetato de etilo es el método de adición de etileno. En 1998, utilizando la tecnología patentada de Showa Electric, se construyó una instalación de producción de 50 kt/a en Malaku, Indonesia.
(1) Esterificación del ácido acético
El método de esterificación acética es un método tradicional de producción de acetato de etilo, que se obtiene mediante la reacción de esterificación del ácido acético y etanol en presencia de un catalizador.
ch 3c H2 oh+ch 3c ooh = ch 3c ooch 2ch 3+H2O
Etanol ácido acético acetato de etilo agua
El agua generada se puede eliminar mediante la reacción obtiene altos rendimientos. Las principales desventajas de este método para producir acetato de etilo son el alto costo y el equipo altamente corrosivo. Es una ruta de proceso que ha sido eliminada a nivel internacional.
(2) Método de condensación de acetaldehído
En presencia de un catalizador de etóxido de aluminio, dos moléculas de acetaldehído se oxidan y condensan automáticamente y se reordenan para formar una molécula de acetato de etilo.
2CH3CHO→CH3COOCH2CH3
Acetato de etil acetaldehído
Este método ha formado una producción a gran escala en Europa, América, Japón y otros lugares en la década de 1970. El dispositivo ha ventajas obvias en términos de coste de producción y protección del medio ambiente.
(3) Deshidrogenación de etanol
Utilice un catalizador a base de cobre para deshidrogenar etanol y obtener acetato de etilo crudo. La materia en ebullición se elimina mediante destilación a alta y baja presión para obtener una pureza superior. 99,8% acetato de etilo.
2C2H5OH→CH3COOCH2CH3+H2
Etanol acetato de etilo hidrógeno
(4) Proceso aditivo de etileno
En sales metálicas de heteropoliácidos O en En presencia de heteropoliácido soportado sobre sílice y otros vehículos como catalizador, el etileno se esterifica directamente con ácido acético vaporizado después de la hidratación en fase gaseosa para generar acetato de etilo.
CH2CH2+CH3COOH=CH3COOCH2CH3
Etilvinilacetato
En lo que respecta al etileno, la tasa de conversión del ácido acético es del 66%, la elección del etilo acetato La seguridad es del 94%. Empresas multinacionales como Rhône-Poulenc, Showa Electric y BP han desarrollado este proceso de producción.
Dado que Shanghai Petrochemical Company es rica en recursos de etileno, ácido acético y acetaldehído, se realizó un análisis comparativo de los indicadores técnicos y económicos del método de esterificación de acetato, el método de condensación de acetaldehído y el método de adición de etileno para la producción de acetato de etilo.
Comparación de indicadores técnicos y económicos
Se analizan los indicadores económicos y técnicos de una misma unidad de producción industrial de acetato de etilo de 80 kt/a, como se muestra en la Tabla 2.
Tabla 2 Comparación de indicadores técnicos y económicos de la ruta del proceso de acetato de etilo
Ruta de bienestar público
Método de condensación de aldehídos
Proceso de aditivo de etileno
p>
Método de esterificación
Consumo unitario de materia prima
/t t-1
Etileno
-
0,355
-
Acetaldehído
1,02
-
-
Ácido acético
-
0,718
0,692
Etanol
-
-
0,533
Otros
0,005
0,01
0,005
Consumo unitario Proyecto Público
Electricidad/kWh t-1
26.014
176.367
15.432
Agua de refrigeración /t t-1+0
150.198
166.887
66.755
Agua pura t t-1
8.344
Vapor (1.4 MPa)/t t-1
0.4
cuatro
4.2
Vapor (0,4 MPa)/t t-1
1,1
Congelado/MJ T-1
1161,0
Consumo energético integral
/ MJ t-1
6 892
15 616
14 652
En la Tabla 2 se puede ver que entre los tres métodos, el consumo de vapor del método de acetaldehído para producir acetato de etilo es significativamente menor que el de los otros dos métodos, y el consumo total integral de energía del método de acetaldehído es mucho menor que el del método de etileno. y el método del éster etílico.
Dado que la producción de acetato de etilo mediante el método del acetaldehído se encuentra en una etapa madura en el extranjero, especialmente en Japón, y que mi país acaba de lograr una industrialización de 10.000 toneladas basada en pruebas piloto en la década de 1990, todavía hay un brecha entre los indicadores técnicos y los niveles externos avanzados.
4 Comparación de inversión y coste
4.1 Comparación de inversión
Para la unidad de producción industrial internacional de acetato de etilo de 80 kt/a, bajo el mismo entorno de inversión, Analizar la inversión del proyecto, como se muestra en la Tabla 3.
Cuadro 30.000 Comparativa de inversión total de diferentes procesos para producir acetato de etilo.
Ruta del proceso
Método de condensación de aldehídos
Proceso de aditivo de etileno
Método de esterificación
Inversión total
2 830
5 250
3 780
Equipos de producción
1 420
3 000
1 910
Instalaciones compensadas
850
1 200
1 110
Otros proyectos
570
1 050
760
Entre los tres métodos de producción de acetato de etilo a la misma escala, The El método del acetaldehído tiene la inversión más baja y el método del etileno tiene la inversión más alta. La inversión total del método del acetaldehído es el 75% de la del método de esterificación y sólo el 54% de la del método del etileno.
4.2 Comparación de Costos
El cálculo comparativo del costo unitario de preparar acetato de etilo mediante diferentes procesos se muestra en la Tabla 4.
Tabla 4 Comparación de costos unitarios del acetato de etilo preparado mediante diferentes procesos
Artículo
Precio unitario
/yuan T-1< /p >
Método de condensación de aldehídos
Proceso de aditivo de etileno
Método de esterificación
Consumo unitario/ton t-1
Unidad Coste
/yuan T-1
Consumo unitario/tonelada t-1
Costo unitario
/yuan T-1 p>
Consumo unitario/tonelada t-1
Costo unitario
/yuan T-1
Materias primas
4 295,45
4 631,99
5 392,42
Etileno
4 212
0,353
1 486,84
Acetaldehído
4 110
1,02
4 191,86
Ácido acético
4 159
0,717 7
2 985,15
0,692
2 878,26
Etanol
4 717
0,005
23,59
0,533
2 514,16
Otros
p>80.00
160.00
Proyectos de construcción pública
253.69
572.58
459.26
p>Vapor
100
1.5
150.00
4.0
400,00
4,2
420,00
Actual
0,60
26,01
15,61
176,37
105,82
15,43
9,26
Salmuera congelada
1,00
28
28,00
Agua de refrigeración
0,40
150,2
60,08
166,89
66,76
75
30,00
Costo variable total
4 549,13
5 204,57
5 851,68
Coste directo total
132,80
265,60
174,30
Costo total de distribución
116,20
224,10
149,40
Nota: ①El precio unitario no incluye impuesto;
(2) La referencia al precio promedio en Shanghai incluye precios de obras públicas;
(3) Los precios del etanol, ácido acético y acetaldehído en las materias primas son los precios nacionales. precios promedio de mercado en septiembre de 1999-2001;
④El precio del etileno en las materias primas se calcula sobre la base del precio CIF de importación promedio en septiembre de 1999 a 2001 más la tarifa de manejo ⑤En la columna de electricidad, el precio unitario; es "KW·H·T-1" y el coste unitario es "yuan (KW·H)-1".
Como se puede observar en la tabla anterior, el costo de la materia prima, el costo de los servicios públicos y el costo total de producir acetato de etilo mediante el método del acetaldehído son los más bajos, mientras que el método de esterificación es el más alto que tiene el método del etileno; la mayor inversión total y otros gastos también son altos. Tiene la mayor depreciación y costos fijos. Comparando los tres métodos, el costo unitario del método del acetaldehído es el 78% del del método de esterificación y el 82% del del método del etileno.
5 Estimación del beneficio económico
Dado que los tres métodos de producción de acetato de etilo tienen diferencias obvias en los costos de producción y la inversión en equipos de producción, los beneficios económicos de la inversión en equipos de producción también son obviamente diferentes. Bajo el actual sistema interno de precios de materias primas, la producción de acetaldehído sin duda tiene ventajas obvias, como se muestra en la Tabla 5.
Tabla 5 Comparación de beneficios económicos de diferentes procesos de preparación de acetato de etilo
Proyecto
Método de condensación de aldehídos
Proceso de aditivo de etileno
p>
Método de esterificación
Comentarios
Costo unitario de producción
5 047,13
6 167,37
6 499.08
Gasto de ventas unitario
25.24
61.67
64.99
Total unidad coste
5 072,37
6 229,04
6 564,07
Sin impuestos
Incluida la depreciación unitaria
249,00
473,10
323,70
Precio de venta unitario
5 669,23
5 669,23
5 669,23
Impuestos no incluidos
Beneficio unitario por ventas
596,86
-559,81
- 894,84
Impuesto sobre la renta unitario
196,96
La tasa impositiva es del 33%
Beneficio unitario después de impuestos
399,90
p>Beneficio anual total/10.000 yuanes
3 199,19
Inversión total/10.000 yuanes
12 000,00
Tasa de beneficio de inversión, %
26,66
Período de recuperación estático/a
3,48
Nota: ①El La capacidad de producción del dispositivo es de 80 kt/a. La producción anual se calcula basándose en el 100% de la carga.
②El precio de venta del acetato de etilo es el precio promedio cotizado en el mercado interno desde 1997-2001 hasta enero.
(3) Dado que tanto el método de etileno como el método de esterificación de acetato calculan el costo de las materias primas en función de los precios de mercado, se calculan como pérdidas en la producción real, generalmente se utilizan las materias primas iniciales, por lo que. los costes se reducen en consecuencia. Si el método del acetaldehído utiliza etileno como material de partida para calcular el costo, el costo será menor y la ganancia será mayor.