對(duì)醋酸工藝流程物料衡算畢業(yè)論文-免費(fèi)閱讀
【正文】 脫除低沸物后的乙酸液從塔底利用壓差進(jìn)入脫高沸物塔8，塔頂?shù)玫郊兌雀哂?9%的成品乙酸。從第二氧化塔上部連續(xù)溢流出醋酸含量≥97％，乙醛含量％，％左右的粗醋酸(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))送去精制。該流程采用了兩個(gè)外冷卻型氧化塔串聯(lián)的合成醋酸工藝。當(dāng)氧化液中乙醛含量在5％～15％時(shí)，氧的吸收率也可保持在98％左右，超出此范圍，氧的吸收率下降。阻化劑的存在，會(huì)使反應(yīng)速度顯著下降。一般，液柱超過4m時(shí)，氧的吸收率可達(dá)97％～98％以上，液柱再增加，氧的吸收率無明顯變化。此外，氧氣的吸收不完全會(huì)引起尾氣中氧的濃度增加，造成不安全因素。3．催化劑催化劑的要求：（1）應(yīng)能既加速過氧醋酸的生成，又能促使其迅速分解，使反應(yīng)系統(tǒng)中過氧醋酸的濃度維持在最低限度。二、工藝流程設(shè)計(jì)（一）工藝原理1．反應(yīng)原理 主反應(yīng)：乙醛液相催化自氧化合成醋酸是一強(qiáng)放熱反應(yīng)，其主反應(yīng)為： 乙醛氧化時(shí)先生成過氧醋酸，再與乙醛合成AMP [8]分解即為醋酸： 副反應(yīng)：CH3CHO+02→CH3COOOH(過氧醋酸)CH3COOH→CH30H+CO2CH30H+02→HCOOH+H20CH3COOH+CH30H→CH3COOCH3+H203CH3CHO+02→CH3CH(0COCH3)2+H20主要副產(chǎn)物：甲酸、醋酸甲酯、甲醇、二氧化碳等。C2H5OH + O2=CH3COOH + H2O工藝陳舊,生產(chǎn)規(guī)模小，原料和動(dòng)力消耗高，應(yīng)嚴(yán)格控制，杜絕新建小規(guī)模生產(chǎn)裝置?；瘜W(xué)方程式如下： 2 C4H10 + 5 O2 → 4 CH3COOH + 2 H2O 此反應(yīng)可以在能使丁烷保持液態(tài)的最高溫度和壓力下進(jìn)行，一般的反應(yīng)條件是150℃和55直到1963年，德國巴斯夫化學(xué)公司用鈷作催化劑，開發(fā)出第一個(gè)適合工業(yè)生產(chǎn)的辦法。若加入氯化鐵，生成產(chǎn)物為深紅色并且會(huì)在酸化后消失，通過此顏色反應(yīng)也能鑒別乙酸。4．化學(xué)反應(yīng) 對(duì)于許多金屬，乙酸是有腐蝕性的，例如鐵、鎂和鋅，反應(yīng)生成氫氣和金屬乙酸鹽。 2CH3COOH + Na2CO3→2CH3COONa + CO2 + H2O 2CH3COOH + Cu(OH)2 →(CH3COO)2Cu + 2H2O CH3COOH + C6H5ONa →C6H5OH (苯酚）+ CH3COONa 2．二聚物乙酸的晶體結(jié)構(gòu)顯，分子間通過氫鍵結(jié)合為二聚體（亦稱二締結(jié)物），二聚體也存在于120℃的蒸汽狀態(tài)。純乙酸在16℃以下時(shí)，能結(jié)成冰狀固體，故稱冰醋酸。 1989年世界醋酸總生產(chǎn)能力為480kt，一套甲醇低壓羰基化裝置的生產(chǎn)能力總計(jì)2000kt/a以上，除個(gè)別廠外，都已建成投產(chǎn)。食品工業(yè)方面，在食品添加劑列表E260中，乙酸是規(guī)定的一種酸度調(diào)節(jié)劑（一）醋酸生產(chǎn)的歷史早在公元前三千年，人類已經(jīng)能夠用酒經(jīng)過各種醋酸菌氧化發(fā)酵制醋。被公認(rèn)為食醋內(nèi)酸味及刺激性氣味的來源。純的無水乙酸（冰醋酸）是無色的吸濕性液體， 176。十九世紀(jì)后期，人們發(fā)現(xiàn)從木材干餾制木炭的副產(chǎn)餾出液中可以回收醋酸[1]，成為醋酸的另一重要來源。中國工業(yè)生產(chǎn)合成醋酸同樣從發(fā)酵法、乙醇—乙醛氧化法及電石乙炔—乙醛氧化路線開始，60年代末全國已形成60kt/a的生產(chǎn)能力。與水、乙醇、苯和乙醚混溶，不溶于二硫化碳。二聚體有較高的穩(wěn)定性，現(xiàn)在已經(jīng)通過冰點(diǎn)降低測(cè)定分子量法以及X光衍射證明了分子量較小的羧酸如甲酸、乙酸在固態(tài)及液態(tài)，甚至氣態(tài)以二聚體形式存在。因?yàn)殇X在空氣中表明會(huì)形成氧化鋁保護(hù)層，所以鋁制容器能用來運(yùn)輸乙酸。乙酸與三氧化砷反應(yīng)生成氧化二甲砷，通過產(chǎn)物的惡臭可以鑒別乙酸 。到了1968年，以銠為基礎(chǔ)的催化劑的(cis?[Rh(CO)2I2]?)被發(fā)現(xiàn)，使得反映所需壓力減到一個(gè)較低的水平并且?guī)缀鯖]有副產(chǎn)物。atm。4．乙烯氧化法由乙烯在催化劑(所用催化劑為氯化鈀：PdCl氯化銅：CuCl2和乙酸錳：(CH3COO)2Mn）存在的條件下，與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成。工業(yè)生產(chǎn)中都采用乙醛液相氧化法。（2）應(yīng)能充分溶解于氧化液中。所以，氧氣的通入速率受到經(jīng)濟(jì)性和安全性的制約，存在一適宜值。2．乙醛氧化速率的影響因素（1）反應(yīng)溫度溫度在乙醛的氧化過程中是一個(gè)非常重要的因素，乙醛氧化成過氧醋酸及過氧醋酸分解的速率都隨溫度的升高而加快。水就是一種典型的能阻抑鏈反應(yīng)進(jìn)行的阻化劑。從產(chǎn)品的分離角度考慮，一般在流出的氧化液中，乙醛含量不應(yīng)超過2％～3％。圖2 外冷卻乙醛氧化生產(chǎn)醋酸工藝流程圖1第一氧化塔；2第一氧化塔冷卻器；3第二氧化塔；4第二氧化塔冷卻器；5尾氣吸收塔；6蒸發(fā)器；7脫低沸物塔；8脫高沸物塔；9脫水塔％～％醋酸錳的濃醋酸，先加入適量的乙醛，混勻加熱，而后乙醛和純氧按一定比例連續(xù)通入第一氧化塔進(jìn)行氣液鼓泡反應(yīng)。兩個(gè)氧化塔上部連續(xù)通入氮?dú)庀♂屛矚?，以防氣相達(dá)到爆炸極限。脫低沸物塔頂分出的低沸物由脫水塔回收，%左右的稀乙酸廢水，并含微量醛類，乙酸甲醋，甲酸及水，其數(shù)量不多，經(jīng)中和及生化處理后排放；塔中部抽出含水的混合酸；%的回收乙酸，用作蒸發(fā)器的噴淋乙酸。而醋酸、水、醋酸甲酯、醛等易揮發(fā)的液體，加熱氣化后進(jìn)入脫低沸物塔7。物料在兩塔中停留時(shí)間共計(jì)5～7h。 （四）工藝流程 乙醛氧化生產(chǎn)醋酸的工藝流程如圖2所示，采用以重金屬醋酸鹽為催化劑，乙醛在常壓下與氧氣進(jìn)行液相氧化反應(yīng)生成醋酸的工藝生產(chǎn)方法。當(dāng)氧化液中醋酸含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為82％～95％時(shí)，氧的吸收率保持在98％左右，超出此范圍，氧的吸收率下降。（3）原料純度乙醛氧化生成醋酸反應(yīng)的特點(diǎn)是以自由基為鏈載體，所以凡能奪取反應(yīng)鏈中自
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