醋酸生產(chǎn)工藝分析及探討畢業(yè)論文

第一章緒論第一節(jié)乙酸的概述第二節(jié)乙酸的應(yīng)用第一頁(yè)，共二十七頁(yè)。第一節(jié)乙酸的概述O官能團(tuán)—羧基：—C—OH（或—COOH）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：CH3COOH分子式：C2H4O2相對(duì)分子質(zhì)量:60.05第二頁(yè)，共二十七頁(yè)。一、物理性質(zhì)沸點(diǎn)：117.90C、熔點(diǎn)：16.60C，易結(jié)成冰一樣的晶體。（冰醋酸由此得名）常溫下為無(wú)色有強(qiáng)烈刺激性氣味的液體與水、酒精以任意比互溶第三頁(yè)，共二十七頁(yè)。二、化學(xué)性質(zhì)

<1>與醇類(lèi)酯化反應(yīng)：<2>與不飽和烴的酯化反應(yīng)

<3>分解反應(yīng)第四頁(yè)，共二十七頁(yè)。<4>酸性能直接與一些金屬氧化物和氫化物反應(yīng)生成乙酸鹽.<5>氧化反應(yīng)<6>醋酸胺化反應(yīng)第五頁(yè)，共二十七頁(yè)。第二節(jié)醋酸的應(yīng)用在醫(yī)藥行業(yè),醋酸作為溶劑和醫(yī)藥合成原料.主要用來(lái)生成青霉素G鉀,普魯卡因青霉素,退熱水等.在天然橡膠方面,作為凝固劑/在照相中,作為顯影的配方在染料紡織印染中,主要應(yīng)用于分散和還原染料的生產(chǎn).第六頁(yè)，共二十七頁(yè)。第二章醋酸的合成工藝第一節(jié)乙醛氧化生成乙酸第二節(jié)甲醇低壓羰化生產(chǎn)乙酸第三節(jié)乙烯直接氧化法第四節(jié)輕烴液相氧化法第五節(jié)煤制醋酸第六節(jié)其他工藝第七節(jié)討論第七頁(yè)，共二十七頁(yè)。第一節(jié)乙醛氧化生成乙酸一、反應(yīng)原理二、工藝條件

乙醛液相氧化生成乙酸是通入反應(yīng)器的氧,先擴(kuò)散到乙醛溶液中然后被吸收,借助催化作用,使乙醛氧化成醋酸,所以,影響乙醛氧化的主要因素有以下幾個(gè):第八頁(yè)，共二十七頁(yè)。影響乙醛氧化成乙酸的工藝的條件1.氧的通入速度2.氧化通過(guò)液柱的高度3,催化劑的用量4.氧化液的組成5.乙醛與氧的配比6.原料純度7.反應(yīng)溫度8.反應(yīng)壓力第九頁(yè)，共二十七頁(yè)。三、工藝流程簡(jiǎn)述工藝過(guò)程為:將含5%～10%乙醛的醋酸液通入空氣或氧氣氧化,催化劑為醋酸錳或醋酸鈷,反應(yīng)溫度50～80℃,反應(yīng)壓力0.1～1.0MPa。除主產(chǎn)物醋酸外,還有甲醛和甲酸等副產(chǎn)物生成。乙醛轉(zhuǎn)化率90%以上,醋酸選擇性大于94%。第十頁(yè)，共二十七頁(yè)。第十一頁(yè)，共二十七頁(yè)。第二節(jié)甲醇低壓羰化生產(chǎn)乙酸一、反應(yīng)原理副反應(yīng):第十二頁(yè)，共二十七頁(yè)。此外,尚有甲烷、丙酸(由原料甲醇中含有的乙醇羰基化生成)等副產(chǎn)物。由上列副反應(yīng)知,生成醋酸甲酯和二甲醚的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)。因此,在生產(chǎn)上可將它們返回反應(yīng)器,以增產(chǎn)醋酸。反應(yīng)中有部分CO因副反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO２,故以一氧化碳為基準(zhǔn),生成醋酸的選擇性?xún)H為90%第十三頁(yè)，共二十七頁(yè)。二、流程概述此合成工藝流程由三部分組成：①反應(yīng)②精制③輕組分回收

第十四頁(yè)，共二十七頁(yè)。第十五頁(yè)，共二十七頁(yè)。第三節(jié)乙烯直接氧化法一、工藝原理

乙烯氣相直接氧化生成醋酸的反應(yīng)式為：

主要的副反應(yīng)有乙烯氧化生成乙醛和燃燒反應(yīng)生成二氧化碳。

第十六頁(yè)，共二十七頁(yè)。二、催化劑

催化劑體系中除以Pd為主活性組分外，還添加另兩種活性組分：①雜多酸及其鹽；②從元素周期表第一周期B族元素、第四周期B族元素、第五周期B族元素、第六周期B族元素的金屬元素中選擇一種金屬。第十七頁(yè)，共二十七頁(yè)。三、工藝流程來(lái)自界區(qū)外的新鮮乙烯、氧氣、氮?dú)夂退黄鹚瓦M(jìn)循環(huán)壓縮機(jī)排出側(cè)的循環(huán)氣流中，經(jīng)反應(yīng)器進(jìn)、出料反應(yīng)器熱交換器加熱后，進(jìn)入填充有催化劑的氣相列管反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng).反應(yīng)器為固定床副產(chǎn)蒸汽形式，送入反應(yīng)器殼側(cè)的鍋爐給水移走反應(yīng)放出的熱量并產(chǎn)生水蒸氣，在這種反應(yīng)條件下，醋酸的選擇性為86.4﹪，乙醛的選擇性8.1﹪，二氧化碳選擇性5.1﹪；乙烯的單程轉(zhuǎn)化率為7.4﹪。第十八頁(yè)，共二十七頁(yè)。反應(yīng)生成物在進(jìn)、出料熱交換器內(nèi)被熱交換器內(nèi)被冷卻到100℃，并進(jìn)一步冷卻到50℃，進(jìn)入閃蒸塔，冷凝出大部分的醋酸、水和約25﹪的乙醛。氣相物料依次進(jìn)入醋酸洗滌塔和水吸收塔，吸收其余殘余的醋酸和乙醛。洗滌塔塔頂氣體含的乙烯、氧氣、氮?dú)?、二氧化碳和水，被循環(huán)回反應(yīng)器。當(dāng)二氧化碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到5﹪時(shí)，需要抽取約占總量25％的氣體，進(jìn)入二氧化碳脫除系統(tǒng)。由于該氣體的氧含量高，可采用一種質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成為25％

4%和1%的釩酸鹽、硼酸

第十九頁(yè)，共二十七頁(yè)。鹽溶液吸收二氧化碳，貧二氧化碳?xì)怏w回入循環(huán)氣流中，富碳酸溶液經(jīng)水蒸氣加熱解吸二氧化碳而得到再生。

閃蒸塔河醋酸洗滌塔的釜液合在一起，進(jìn)入醋酸塔，從塔頂蒸出乙醛和部分水分，塔釜為醋酸溶液。由于該工藝中副產(chǎn)的乙醛量較大（8.1％選擇性）決定使用乙醛塔回收富產(chǎn)乙醛。乙醛塔釜液是醋酸稀溶液，與醋酸塔釜液匯合后送入醋酸回收系統(tǒng)。從醋酸溶液中回收醋酸，通常使用一種低第二十頁(yè)，共二十七頁(yè)。

沸點(diǎn)溶劑進(jìn)行液-液萃取，該工藝選用二異丙醚（DIPE）為萃取溶劑，醋酸水溶液先冷卻到20℃，在醋酸萃取塔內(nèi)與循環(huán)萃取劑逆流接觸。從塔頂流出的萃取液，被送去溶劑再生塔，塔底流出的萃余液被送至溶劑回收塔。第二十一頁(yè)，共二十七頁(yè)。第四節(jié)輕烴液相氧化法一、工藝原理正丁烷或石腦油在液相中氧化主反應(yīng)為：副反應(yīng)過(guò)程機(jī)理較復(fù)雜，一般認(rèn)為是自由基反應(yīng)，在此不予討論。第二十二頁(yè)，共二十七頁(yè)。二、工藝流程空氣從噴射式連續(xù)塔底部噴出，與丁烷進(jìn)行液相反應(yīng)。出塔后在冷卻器冷卻，部分未反應(yīng)烴及反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷凝后在氣液分離器中進(jìn)行分離，氣體減壓降溫后進(jìn)一步回收烴，然后放空。液相含有醋酸、水、烴及其他中間產(chǎn)物，在分離器中進(jìn)行分離，上層油相主要是烴，返回反應(yīng)塔；下層水相中的烴進(jìn)一步在分離系統(tǒng)中回收，返回循環(huán)。第二十三頁(yè)，共二十七頁(yè)。脫烴后的產(chǎn)物中含有低沸點(diǎn)醛、酮、酯、醇、酸、水以及一些高沸點(diǎn)物質(zhì)。低沸點(diǎn)產(chǎn)物可以單獨(dú)分離或者作為混合物分離，大多數(shù)成分可以氧化成醋酸。2-丁酮一般分出作為產(chǎn)品出售。一般加入醚作共沸劑以分離水。脫水后的餾分通過(guò)精餾進(jìn)行甲酸分離，然后精餾脫去其他雜質(zhì)，精餾塔底殘?jiān)M(jìn)行焚燒。第二十四頁(yè)，共二十七頁(yè)。第五節(jié)煤制醋酸

隨著煤化工在國(guó)內(nèi)的發(fā)展，以煤為原料制合成氣，在從合成氣中提取CO，剩余的合成氣去合成甲醇，生成的甲醇再與CO反應(yīng)生成醋酸。這就是目前國(guó)內(nèi)大家比較關(guān)注的煤制醋酸工藝路線(xiàn)。煤制醋酸工藝路線(xiàn)可以有中壓法和低壓法兩種，兩種方法區(qū)別在于煤氣化上，而醋酸合成、變壓吸附、氫目的是一樣的。同時(shí)也可以采用低溫精餾的方法分離CO和.第二十五頁(yè)，共二十七頁(yè)。

煤制醋酸工藝方塊圖粉煤氣化或水煤漿激冷脫硫脫碳變換壓縮變壓吸附或精餾醋