【文章內(nèi)容簡介】 應(yīng)愈多，常見的主要副反應(yīng)如下： (1) 乙醛的生成： C2H2+H2O→CH3CHO CH2CHOCOCH3+H2O→CH3CHO+CH3COOH CH3CH(OCOCH3)2→CH3CHO+(CH3CO)2O (2) 丁烯醛的生成： 2CH3CHO→CH3CH=CHCHO+H2O HC≡CH+CH3CHO→CH3CH=CHCHO (3) 丙酮的生成： 2CH3COOH→CH3COCH3+CO2+H2O Zn(OCOCH3)2→CH3COCH2+CO2+ZnO CH≡CH+2CH3COOH→CH3CH(OCOCH3)2 (4) 醋酐的生成： 2CH3COOH→(CH3CO)2O+H2O CH3CH(OCOCH3)2→(CH3CO)2O+CH3CHO Zn(OCOCH3)2→(CH3CO)2O+ZnO (5) 乙炔聚合物的生成： 3C2H2→C6H6 2C2H2→CH2=CHC≡CH 以上副反應(yīng)的產(chǎn)生不僅浪費(fèi)了原料，而且影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，必須嚴(yán)格控制原料質(zhì)量，選擇適宜的工藝條件，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低消耗。 生產(chǎn)工藝流程示意圖電石經(jīng)電磁振動加料器連續(xù)加入乙炔發(fā)生器，電石與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的乙炔從發(fā)生器頂部逸出進(jìn)入乙炔凈化裝置中凈化，再進(jìn)入反應(yīng)器中與醋酸蒸汽反應(yīng)合成醋酸乙烯，反應(yīng)器出料混合物轉(zhuǎn)移至分離工段進(jìn)行初步分離再進(jìn)入精餾工段中進(jìn)行精餾，%的醋酸乙烯目的生成物[12]，該工藝生產(chǎn)醋酸乙烯的工藝流程[13]。 電石乙炔氣相法合成醋酸乙烯工藝流程圖Figure calcium carbide acetylene of gasphase vinyl acetate synthesis process flow diagram第3章 醋酸乙烯的物料衡算 主要的反應(yīng)方程式 按各個(gè)反應(yīng)的選擇性來說，床式反應(yīng)器內(nèi)主要發(fā)生這三個(gè)主要反應(yīng)。 合成乙炔: CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑ (31) 主反應(yīng): C2H2 +CH3COOH→CH3COOH=CH2 (32)副反應(yīng)：CH3COOCHCH2+H2O→CH3CHO+CH3COOH (33) 副反應(yīng)：2CH3CHO→CH3CH=CHCHO+H2O (34) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 裝置的工藝數(shù)據(jù) (1) 生產(chǎn)規(guī)模:醋酸乙烯生產(chǎn)能力是100kt/a。 (2) 生產(chǎn)時(shí)間:年工作日300d,每天24h，總共7200h。 (3) 產(chǎn)品為一級品:%。 (4) 。 (5) 乙炔的單程轉(zhuǎn)化率為16%,醋酸的單程轉(zhuǎn)化率為40%,醋酸乙烯的選擇性 和總收率按醋酸計(jì)均為97%。丁烯醛的選擇性按乙醛計(jì)為30%。 (6) 乙醛和丁烯醛，%。 小時(shí)生產(chǎn)能力 按年工作日300d，按每年7200h計(jì)算，醋酸乙烯的小時(shí)生產(chǎn)能力為： L=40kt/7200h=40106/7200h= %= 此過程屬于連續(xù)操作過程，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，選kg/h作為計(jì)算單位。 原料規(guī)格 電石(純度80%，雜質(zhì)氧化鈣約占20%），醋酸為一等品（乙酸含量≥%，水分≤%，甲酸含量≤%，乙醛含量≤%，蒸發(fā)殘?jiān)?）。 乙炔工序 則HAc產(chǎn)率 則HAc用量M4=。 ，設(shè)乙炔的流量為M3，則解得M3=。 乙炔的單程轉(zhuǎn)化率為16%，參與主反應(yīng)的乙炔流量為：M316%=。 已知乙炔用量，則根據(jù)反應(yīng)CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑，計(jì)算80%純度的電石用量、所需水量和電石灰渣的量如下： 電石的雜質(zhì)是CaO，它會與H2O反應(yīng)，消耗了水。同時(shí)，精制乙炔時(shí)，乙炔會從NaClO溶液帶走水蒸氣。 總水量：M2=（M316%36/26+M120%18/56）+ 電石灰渣：M5=M316%74/26+M120%74/55=Table the material balance table in the acetylene generator 進(jìn) 料 出 料物料名稱 流量(kg/h) 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 物料名稱 流量(kg/h) 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 電石 乙炔 水 電石灰渣 合計(jì) 合計(jì) 反應(yīng)工序 (1) 醋酸乙烯的選擇習(xí)慣按醋酸記為97%，則40%的醋酸生成的醋酸乙烯有3%用于發(fā)生副反應(yīng)（33）和副反應(yīng)（34）。乙醛(ALd)和丁烯醛(CrALd或巴豆醛)的總收率均按100%計(jì)算。 反應(yīng)（33）CH3COOCHCH2+H2O →CH3CHO+CH3COOH 相對分子量: 86 18 44 60 反應(yīng)（33）生成ALd的量：Z=（40%86/603%）44/86100%= 反應(yīng)（33）所需的水量：X=（40%86/603%）18/86= 反應(yīng)（33）生成的HAc流量：Y=（40%86/603%）60/86= 已知CrALd的選擇性按乙醛計(jì)是30%，則生成CrALd的流量：M=Z30%70/88100%=30%70/88100%= 剩余ALd的量為：N=Z70%=70%=(2) 分離工段第一段是利用循環(huán)液洗滌掉氣體中含有的催化劑粉末和并除去大部分HAc；第二段是冷凝大部分的VAc，CrALd和H2O等高沸物；第三段是分離出不凝氣乙炔（含有N2，O2，ALd，HAc，CO2等）。進(jìn)口氣體中75%的乙炔、%的CO2,3%的N2和O2等空氣被完全排除（實(shí)際上還有ALd和HAc也被排除，但隨著乙炔進(jìn)入了反應(yīng)器循環(huán)，可以不考慮在內(nèi)）。(3) %%的其他副產(chǎn)物是有乙炔和醋酸反應(yīng)的副反應(yīng)生成的，流量q=（M3+M4+）%=。(4) 綜上，反應(yīng)消耗量 +=，+=，86/86/44=，連帶生成副產(chǎn)物ALd ，CrALd ，還有未反應(yīng)完全的乙炔氣體和醋酸蒸汽。此外，隨乙炔和醋酸蒸汽進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)的還有空氣（不影響反應(yīng)，不列入物料衡算）。(5) 反應(yīng)工段進(jìn)出料情況匯總Table Reaction section material calculation summary of Reaction section 進(jìn) 料 出 料物料名稱 流量(kg/h) 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 物料名稱 流量(kg/h) 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 乙炔 粗醋酸乙烯 乙醛 水蒸氣 丁烯醛 其它 醋酸 剩余乙炔 剩余醋酸 合計(jì) 合計(jì) 分離工序 (1) %，逸出的空氣占3..84%，逸出有效氣體。激冷塔底部流出液體混合物M8，。 (2) 分離工段進(jìn)出料情況匯總 Table Reaction section material calculation summary of Separation section 進(jìn) 料 出 料物料名稱 流量(kg/h) 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 物料名稱 流量(kg/h) 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 醋酸乙烯 醋酸 乙醛 乙炔 丁烯醛 醋酸乙烯 其它 乙醛 乙炔 丁烯醛 醋酸 其它 合計(jì) 合計(jì) 精餾工序 (1) 在粗餾裝置中，乙醛、丙醛、醋酸甲酯等作為初餾分分離。液體餾分在后續(xù)醋酸乙烯徑流裝置、醋酸精餾裝置及丁烯醛蒸餾塔和殘余物蒸餾塔中進(jìn)行分離。 進(jìn)料量 M8=M6M7=（M４+M３+）M７=++= %的VAc產(chǎn)品從醋酸乙烯提純蒸餾塔塔頂餾出，M10=。 醋酸從醋酸蒸餾塔塔頂餾出，M9=。精餾重組分從各精餾塔塔底餾出，M11=M8M9M10=。 (2) 精餾工段進(jìn)出料情況匯總Table Reaction section material calculation summary of distillation sections 進(jìn) 料 出 料物料名稱 流量(kg/h) 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 物料名稱 流量(kg/h)