對醋酸工藝流程物料衡算畢業(yè)論文(存儲版)
【正文】 由基的雜質(zhì)，稱為阻化劑。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。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。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。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。 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]。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。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。 5．鑒別乙酸可以通過其氣味進(jìn)行鑒別。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。 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)。s（20℃）。 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。在家庭中，乙酸稀溶液常被用作除垢劑。是典型的脂肪酸。C (62 176。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。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。當(dāng)水加到乙酸中，混合后的總體積變小，密度增加。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。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)。（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。1970年，美國孟山都公司建造了首個(gè)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）。副產(chǎn)物包括丁酮，乙酸乙酯，甲酸和丙酸。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]。氧化劑：采用氧氣作氧化劑的較多。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。（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。但溫度不宜太高，過高的溫度會使副反應(yīng)加劇，同時(shí)，為使乙醛保持液相，必須提高系統(tǒng)壓力，否則，在氧化塔頂部空間乙醛與氧氣的濃度會增加，增加了爆炸的危險(xiǎn)性，并且溫度過高會造成催化劑燒結(jié)甚至失活，還會增加設(shè)備投資。故要求原料乙醛含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))％，其中水分含量％。（三）反應(yīng)器乙醛氧化生產(chǎn)醋酸反應(yīng)的主要特點(diǎn)：反應(yīng)為氣液非均相的強(qiáng)放熱反應(yīng)，介質(zhì)有強(qiáng)腐蝕性，反應(yīng)潛伏著爆炸的危險(xiǎn)性。中部反應(yīng)區(qū)控制反應(yīng)溫度為348K左右，在此條件下反應(yīng)生成醋酸。尾氣分別從兩塔頂部排出，各自進(jìn)入相應(yīng)的尾氣冷卻器，經(jīng)冷卻分液后進(jìn)入尾氣吸收塔，用水洗滌吸收未凝氣體中未反應(yīng)的乙醛及酸霧，然后排空。三、物料衡算（一）設(shè)計(jì)依據(jù) 醋酸生產(chǎn)消耗定額見表1表1 消耗定額名稱單耗（每噸醋酸）乙醛氧氣冷卻水醋酸錳770kg260m3250m32kg 醋酸年產(chǎn)量：10萬噸 選擇年開工時(shí)間：8000小時(shí) 則 每小時(shí)生產(chǎn)醋酸 根據(jù)消耗定額得每小時(shí)乙醛進(jìn)料量為： 所以，選擇每小時(shí)乙醛進(jìn)料量為10000kg（二）氧化塔物料衡算（1）氧化塔物料衡算[10]中的已知數(shù)據(jù)① 每小時(shí)通入氧化塔的乙醛量為10000kg/h② 氧化過程中乙醛總轉(zhuǎn)化率為99. 3%③ 氧化過程中氧的利用率為98. 4%④ 氧化塔塔頂補(bǔ)充的工業(yè)氮使其濃度達(dá)到45%⑤ 未轉(zhuǎn)化的乙醛在氣液相中的分配率（體積%） 氣相：34% 液相：66%⑥ 催化劑中醋酸錳用量為氧化塔進(jìn)料乙醛重量的0. 08%⑦ 原料組成見表2表2 原料組成原料乙醛%（質(zhì)量）工業(yè)氧%（質(zhì)量）工業(yè)氮%（質(zhì)量）催化劑溶液%（質(zhì)量）乙醛 99. 5醋酸 0. 1水 0. 3三聚乙醛0. 1氧氣 98氮?dú)? 2氮?dú)? 97氧氣 3醋酸 60醋酸錳 10水 30 ?、?氧化過程中乙醛的分配率 主反應(yīng) 96%副反應(yīng) % % % % （2）反應(yīng)式衡算 純乙醛量：10000%=9950 ① 主反應(yīng) 96% a. 乙醛用量：9950= b. 需用氧量(x) 44:16=:x x= c. 生成醋酸量(y) 44:60=:y y=?、?副反應(yīng) % a. 乙醛用量：9950= b. 需用氧量(x) 132:96=:x x= c. 生成醋酸量(y) 132:120=:y y= d. 生成甲酸量(z) 132:46=:z z= e. 生成水量(w) 132:18=:w w= f. 生成二氧化碳量(v) 132:44=:v v= ③ 副反應(yīng) % a.
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