【正文】 改用雙塔流程后，由于粗醋酸中雜質(zhì)含量大幅度減少，為精制和回收創(chuàng)造了良好的條件，并省去了單塔操作時(shí)回收乙醛的工序從第二氧化塔溢流出的粗醋酸連續(xù)進(jìn)入蒸發(fā)器6，用少量醋酸噴淋洗滌。工業(yè)生產(chǎn)中采用的氧化反應(yīng)器為全混型鼓泡床塔式反應(yīng)器，簡(jiǎn)稱氧化塔。因此，用氧氣氧化時(shí)，適宜溫度控制為343～353K，所以生產(chǎn)中必須及時(shí)連續(xù)地除去反應(yīng)熱。 （二）工藝條件乙醛液相氧化生產(chǎn)醋酸的過(guò)程是一個(gè)氣液非均相反應(yīng)，可分為兩個(gè)基本過(guò)程：一是氧氣擴(kuò)散到乙醛的醋酸溶液界面，繼而被溶液吸收的傳質(zhì)過(guò)程；二是在催化劑作用下，乙醛轉(zhuǎn)化為醋酸的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。原有裝置可借鑒乙烯直接氧化法進(jìn)行改造。2．乙醛氧化法乙醛氧化法在孟山都法商業(yè)生產(chǎn)之前，大部分的乙酸是由乙醛氧化制得。 Mg(s) + 2 CH3COOH(aq) → (CH3COO)2Mg(aq) + H2(g) NaHCO3(s) + CH3COOH(aq) → CH3COONa(aq) + CO2(g) + H2O(l) 乙酸能發(fā)生普通羧酸的典型化學(xué)反應(yīng)，特別注意的是，可以還原生成乙醇，通過(guò)親核取代機(jī)理生成乙酰氯，也可以雙分子脫水生成酸酐。有刺激性氣味。二次大戰(zhàn)后石油化工興起發(fā)展了烴直接氧化生產(chǎn)醋酸的新路線，但氧化產(chǎn)物組分復(fù)雜，分離費(fèi)用昂貴。對(duì)醋酸工藝流程物料衡算畢業(yè)論文一、概述醋酸是一種有機(jī)化合物，又叫乙酸別名：醋酸、冰醋酸。因此1957～1959年德國(guó)Wacherchemie和Hoechst兩公司聯(lián)合開發(fā)了乙烯直接氧化制乙醛法后，乙烯—乙醛—醋酸路線迅速發(fā)展為主要的醋酸生產(chǎn)方法。 （三）醋酸的化學(xué)性質(zhì) 1．酸性羧酸中，例如乙酸，的羧基氫原子能夠部分電離變?yōu)闅潆x子（質(zhì)子）而釋放出來(lái)，導(dǎo)致羧酸的酸性。同樣，乙酸也可以成酯或氨基化合物。盡管不能與甲基羰基化相比，此法仍然是第二種工業(yè)制乙酸的方法。 5．丁烷氧化法丁烷氧化法又稱為直接氧化法，這是用丁烷為主要原料，通過(guò)空氣氧化而制得乙酸的一種方法，也是主要的乙酸合成方法[7]。1．氣液傳質(zhì)的影響因素（1）氧氣通入速度通入氧氣速率越快，氣液接觸面積越大，氧氣的吸收率越高，設(shè)備的生產(chǎn)能力也就會(huì)增大。（2）反應(yīng)壓力提高反應(yīng)壓力，既可以促進(jìn)氧向液體界面擴(kuò)散，又有利于氧被反應(yīng)液吸收，還能使乙醛沸點(diǎn)升高，減少乙醛的揮發(fā)。按照移除熱量的方式不同，氧化塔有兩種形式:：內(nèi)冷卻型（a）、外冷卻型(b)如圖1。蒸發(fā)器的作用是閃蒸除去一些難揮發(fā)性物質(zhì)，如催化劑醋酸錳、多聚物和部分高沸物及機(jī)械雜質(zhì)。當(dāng)采用一個(gè)氧化塔操作時(shí)，粗醋酸中醋酸含量94％、水含量2％、乙醛含量3％左右。 對(duì)氧化反應(yīng)器相應(yīng)的要求：①能提供充分的相接觸界面；②能有效移走反應(yīng)熱；③設(shè)備材質(zhì)必須耐腐蝕；④確保安全生產(chǎn)防爆；⑤流動(dòng)形態(tài)要滿足反應(yīng)要求(全混型)。但溫度也不宜過(guò)低，溫度過(guò)低會(huì)降低乙醛氧化為過(guò)氧醋酸以及過(guò)氧醋酸分解的速率，易導(dǎo)致過(guò)氧醋酸的積累，同樣存在不安全性。％~％。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(dòng)力消耗高,技術(shù)經(jīng)濟(jì)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)性，不宜再用該技術(shù)新建裝置。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。除了醋酸鉻，幾乎所有的醋酸鹽能溶于水。分子比為1：1，進(jìn)一步稀釋，不再發(fā)生上述體積的改變。1911年，德國(guó)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(guó)家早期的乙醛來(lái)自糧食、糖蜜發(fā)酵生成的乙醇的氧化[2]，1928年德國(guó)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。分子式：C2H4O2（常簡(jiǎn)寫為HAc）或CH3COOH。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(jìng)爭(zhēng)。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。440℃的高溫下，乙酸分解生成甲烷和二氧化碳或乙烯酮和水。乙醛可以通過(guò)氧化丁烷或輕石腦油制得，也可以通過(guò)乙烯水合后生成。 　　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。但是，通氧速率并非是可以無(wú)限增加的，因?yàn)檠鯕獾奈章逝c通入氧氣的速率不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。但是，升高壓力會(huì)增加設(shè)備投資費(fèi)用和操作費(fèi)用。 (a)內(nèi)冷卻型氧化塔 (b)外冷卻型氧化塔 圖1 氧化塔示意圖為使氧化塔耐腐蝕，減少因腐蝕引起的停車檢修次數(shù)，乙醛氧化塔材料選用含鎳、鉻、鉬、鈦的不銹鋼。它們作為蒸發(fā)器釜液被排放到催化劑配制系統(tǒng)[9]，經(jīng)分離后催化劑可循環(huán)使用。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）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。但溫度不宜太高，過(guò)高的溫度會(huì)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(huì)增加，增加了爆炸的危險(xiǎn)性，并且溫度過(guò)高會(huì)造成催化劑燒結(jié)甚至失活，還會(huì)增加設(shè)備投資。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。此反應(yīng)可以看作先將乙烯氧化成乙醛，再通過(guò)乙醛氧化法制得[6]。1970年，美國(guó)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）。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)。當(dāng)水加到乙酸中，混合后的總體積變小，密度增