對醋酸工藝流程物料衡算畢業(yè)論文(文件)
【正文】 資。液柱高，氣液兩相接觸時(shí)間長，吸收效果好，吸收率增加。（2）氧氣分布板孔徑為防止局部過熱，生產(chǎn)中采取氧氣分段通入氧化塔，各段氧氣通入處還設(shè)置有氧氣分布板，以使氧氣均勻地分布成適當(dāng)大小的氣泡，加快氧的擴(kuò)散與吸收。但是，通氧速率并非是可以無限增加的，因?yàn)檠鯕獾奈章逝c通入氧氣的速率不是簡單的線性關(guān)系。工業(yè)上普遍采用醋酸錳作為催化劑，有時(shí)也可適量加入其他金屬的醋酸鹽。 整個自由基反應(yīng)由三個階段組成： （1）鏈引發(fā)經(jīng)過鏈引發(fā)后，氧化反應(yīng)速率加快，由于自由基的存在使分子鏈增長（2）鏈增長 （3）鏈終止通常情況下，反應(yīng)速率常數(shù)kkkk8和k9小于kkkk7。氧化劑：采用氧氣作氧化劑的較多。 2CH3CH2CH2CH3 + 5O2=4CH3COOH + 2H2O綜合文獻(xiàn)分析，本設(shè)計(jì)采用乙醛氧化法生產(chǎn)醋酸工藝。此反應(yīng)可以看作先將乙烯氧化成乙醛，再通過乙醛氧化法制得[6]。因?yàn)楦碑a(chǎn)物的沸點(diǎn)都比乙酸低，所以很容易通過蒸餾除去。副產(chǎn)物包括丁酮，乙酸乙酯，甲酸和丙酸。乙醛可以通過氧化丁烷或輕石腦油制得，也可以通過乙烯水合后生成。1970年，美國孟山都公司建造了首個使用此催化劑的設(shè)備，此后，銠催化甲基羰基化制乙酸逐漸成為支配性的方法（孟山都法）。[3]早在1925年，英國塞拉尼斯公司的Henry Drefyus已經(jīng)開發(fā)出第一個甲基羰基化制乙酸的試點(diǎn)裝置。（四）醋酸的主要生產(chǎn)方法及比較1．甲醇羰基化法 大部分乙酸是通過甲基羰基化合成的。440℃的高溫下，乙酸分解生成甲烷和二氧化碳或乙烯酮和水。金屬的乙酸鹽也可以用乙酸和相應(yīng)的堿性物質(zhì)反應(yīng),比如最著名的例子：小蘇打與醋的反應(yīng)。它也能與許多極性或非極性溶劑混合，比如水，氯仿，己烷。當(dāng)乙酸與水溶和的時(shí)候，二聚體間的氫鍵會很快的斷裂。乙酸在水溶液中是一元弱酸，pKa=（25℃），濃度為1mol/L的醋酸溶液（類似于家用醋的濃度），%的醋酸分子是解離的。當(dāng)水加到乙酸中，混合后的總體積變小，密度增加?！?，℃，(20/4℃)，閃點(diǎn)（開杯）57℃，自燃點(diǎn)465℃，70年代開始發(fā)展乙烯路線，引進(jìn)了每套年產(chǎn)約7萬噸大型裝置。70年代石油價(jià)格上升，以廉價(jià)易得、原料資源不受限制的甲醇為原料的羰基化路線開始與乙烯路線競爭。但這兩種方法原料來源有限，都需要脫除大量水分和許多雜質(zhì)，濃縮提純費(fèi)用甚高，因此，隨著20世紀(jì)有機(jī)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，誕生了化學(xué)合成醋酸的工業(yè). 乙醛易氧化生成醋酸，收率甚高，成為最早的合成醋酸的有效方法。乙酸也被用來制造電影膠片所需要的醋酸纖維素和木材用膠粘劑中的聚乙酸乙烯酯，以及很多合成纖維和織物。C (62 176。分子式：C2H4O2（常簡寫為HAc）或CH3COOH。是典型的脂肪酸。F) ，凝固后為無色晶體。在家庭中，乙酸稀溶液常被用作除垢劑。1911年，德國建成了第一套乙醛氧化合成醋酸的工業(yè)裝置并迅速推廣到其它國家早期的乙醛來自糧食、糖蜜發(fā)酵生成的乙醇的氧化[2]，1928年德國以電石乙炔進(jìn)行水合反應(yīng)生成乙醛，是改用礦物原料生成醋酸的開始。 甲醇羰基化制醋酸雖開始研究于20年代，60年代已有BASF公司的高壓法工業(yè)裝置，但直到1971年美國Monsanto公司的甲醇低壓羰基化制醋酸工廠投產(chǎn)成功，證明經(jīng)濟(jì)上有壓倒優(yōu)勢，現(xiàn)已取代乙烯路線而占領(lǐng)先地位。 輕油氧化制醋酸，天然氣制甲醇，低壓羰基化制醋酸的工藝路線正積極研究。s（20℃）。分子比為1：1，進(jìn)一步稀釋，不再發(fā)生上述體積的改變。 乙酸的酸性促使它還可以與碳酸鈉、氫氧化銅、苯酚鈉等物質(zhì)反應(yīng)。其它的羧酸也有類似的二聚現(xiàn)象。乙酸的溶解性和可混合性使其成為了化工中廣泛運(yùn)用的化學(xué)品。除了醋酸鉻，幾乎所有的醋酸鹽能溶于水。 5．鑒別乙酸可以通過其氣味進(jìn)行鑒別。此反應(yīng)中，甲醇和一氧化碳反應(yīng)生成乙酸，方程式如下 CH3OH + CO → CH3COOH 這個過程是以碘代甲烷為中間體，分三個步驟完成，并且需要一個一般由多種金屬構(gòu)成的催化劑。然而，由于缺少能耐高壓（200atm或更高）和耐腐蝕的容器，此法一度受到抑制。90年代后期，BP化學(xué)成功的將Cativa催化法商業(yè)化，此法是基于釕，使用([Ir(CO)2I2]?)它比孟山都法更加綠色也有更高的效率[4]，很大程度上排擠了孟山都法。當(dāng)丁烷或輕石腦油在空氣中加熱，并有多種金屬離子包括鎂、鈷、鉻以及過氧根離子催化，會分解出乙酸。因?yàn)椴糠指碑a(chǎn)物也有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，所以可以調(diào)整反應(yīng)條件使得副產(chǎn)物更多的生成，不過分離乙酸和副產(chǎn)物使得反應(yīng)的成本增加。 3．乙醇氧化法由乙醇在有催化劑的條件下和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)制得[5]。乙烯法醋酸雖然比乙炔法和酒精法先進(jìn),但與低壓甲醇羰基合成法相比，原料和動力消耗高,技術(shù)經(jīng)濟(jì)上缺乏競爭性，不宜再用該技術(shù)新建裝置。因?yàn)橐胰┭趸ㄉa(chǎn)工藝工業(yè)化最早 ，技術(shù)成熟 ，轉(zhuǎn)化率和選擇性高；反應(yīng)條件緩和，反應(yīng)選擇性高(可達(dá)99％)，幾乎無副產(chǎn)物生成；產(chǎn)品收率高、純度高。用氧氣做氧化劑的要求：（1）充分保證氧氣和乙醛在液相中反應(yīng)，避免在氣相中進(jìn)行；（2）在塔頂應(yīng)引入氮?dú)庖韵♂屛矚?，使尾氣組成不達(dá)到爆炸范圍。因此，乙醛氧化生成醋酸的反應(yīng)初期存在引發(fā)階段，即誘導(dǎo)期，這也是生產(chǎn)中必須有催化劑存在下才能順利進(jìn)行的原因之一。％~％。當(dāng)通入氧氣速率超過一定值后，氧氣的吸收率反而會降低，氧氣的損耗相應(yīng)地加大，甚至還會把大量乙醛與醋酸液物料帶出。氧氣分布板的孔徑與氧的吸收率成反比，孔徑小可增加氣泡的數(shù)量和氣液兩相接觸面積，但孔徑過小則造成流體流動阻力增加，使氧氣的輸送壓力增高。此外，氣體的溶解性能也與壓力有關(guān)，液柱高則靜壓高，有利于氧氣的溶解和吸收。但溫度也不宜過低，溫度過低會降低乙醛氧化為過氧醋酸以及過氧醋酸分解的速率，易導(dǎo)致過氧醋酸的積累，同樣存在不安全性。
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