【導讀】盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包。含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢。獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由。申請學位論文與資料若有不實之處，本人承擔一切相關(guān)責任。[1]李東風,李炳奇.有機化工工藝學[M].華中科技大學出版社,[3]佟項軍．乙醛氧化法合成醋酸[M]．吉林：吉林化工出版社，1990.本文介紹了生產(chǎn)醋酸的幾種工藝方法、特點以及主要工藝技術(shù)研究進展情況。別介紹了甲醇低壓羰基合成醋酸工藝及其改進工藝。業(yè)不可缺少的重要原料。隨著醋酸衍生產(chǎn)品的不斷發(fā)展,以醋酸為基礎的工業(yè)不僅直。本設計采用成熟的乙醛氧化法合成醋酸。藝流程，然后對整個工藝過程進行物料和能量衡算。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。

　　

【正文】 ??? hkgL /?? ???????? ?? 101 xxFW hkgW / 5?? 第 4 節(jié) 脫低沸物塔 物料衡算 已知數(shù)據(jù)：（ 1）進料流量 13245. 68kg/h （ 2）醋酸質(zhì)量分數(shù) 0. 968，水的質(zhì)量分數(shù) 0. 0154 （ 3）餾出液中醋酸含量 3%，釜液中醋酸的回收率為 98% （ 4）醋酸和水的摩爾質(zhì)量分別為 60kg/kmol 和 18kg/kmol XX 技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 23 低沸塔進出物料圖見圖 4 圖 4 低沸塔進出物料圖 則：進料組成 ?FX 60/? ? 進料平均摩爾質(zhì)量 ? ? k m o lkgM m / 5 0 5 0 ?????? 進料流量 hk mo lF / 2 3 2 4 5 ?? 列衡算式： WDF ?? WDF WXDXFX ?? FDFXDX =0. 97 )1( )1(FWXF XW ?? =0. 98 得： hk m olW hk m olD / 1 3 /?? ????WDXX 即： hkgD / 9? hkgW /? 第 5 節(jié) 脫高沸物塔 物料衡算 已知數(shù)據(jù)：（ 1）進料流量 F= （ 2）進料醋酸含量 98%， 釜殘液醋酸含量 10%，成品醋酸含量 % 高沸塔 進出物料圖見圖 5 XX 技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 24 圖 5 高沸塔 進出物料圖 列衡算式： LWF ?? ????? LWF 得： hkgW / 8? hkgL /? 第 6 節(jié) 醋酸回收塔物料衡算 已知數(shù)據(jù)：（ 1）進料流量 F=+= （ 2）經(jīng)回收后得到粗醋酸含量 65%以上（按 65%計算） （ 3）從精餾塔出來的醋酸含量 20%，副產(chǎn)物中含 5%的醋酸 醋酸回收塔進出物料圖見圖 6 圖 6 醋酸回收塔進出物料圖 列衡算式： F=X+Y F=+ XX 技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 25 得： X= 整理以上數(shù)據(jù)，得總物料衡算結(jié)果，見表 4 表 4 總物料衡算結(jié) [11] 進 料 出 料 名 稱 質(zhì)量（ kg） 名 稱 質(zhì)量（ kg） 乙 醛 乙醛 醋酸 水 三聚乙醛 9950 10 30 10 放空 廢氣 二氧化碳 氮氣 氧氣 乙醛 369. 68 360. 90 71. 43 23. 68 工業(yè)氧氣 氧氣 氮氣 3921. 16 80. 02 催化劑殘液 成品醋酸 粗醋酸 其它副產(chǎn)物量 116. 92 工業(yè)氮氣 氮氣 氧氣 280. 88 8. 69 催化劑 醋酸 水 醋酸錳 48. 39 24. 20 8. 06 總 計 14371. 40kg 14371. 40kg XX 技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 26 第 7 節(jié) 甲醇醋酸聯(lián)產(chǎn)工藝 Haldor Topsoe的甲醇醋酸聯(lián)產(chǎn)工藝是一種全新的醋酸生產(chǎn)技術(shù) ,還處于研究階段，未實現(xiàn)工業(yè)化。傳統(tǒng)的羰基化生產(chǎn)醋酸工藝的原料甲醇一般是從外部購買。為取消外供甲醇的需要， Haldor Topsoe采取了將甲醇的合成結(jié)合進醋酸生產(chǎn)中的辦法，將甲醇生產(chǎn)和 CO 的生產(chǎn)并列。該工藝的主要不足是甲醇合成壓力遠高于醋酸合成的壓力。 醋酸生產(chǎn)方法的比較 假如將目前世界上工業(yè)化的幾種生產(chǎn)方法，盡可能地將原料折合成石油來計算， 孟山都(Monsanto ) /BP工藝消耗最少。 所以 孟山都 (Monsanto ) /BP工藝 最經(jīng)濟，具有技術(shù)先進且成熟，原料轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)率高等許多優(yōu)點。由于該工藝操作條件不苛刻、生產(chǎn)的醋酸產(chǎn)品質(zhì)量高使得該工藝在我國廣泛引進應用。截止到 2020我國已有四川揚子有限公司、上海太平洋（集團）公司等 6家生產(chǎn)企業(yè)應用該工藝。 該工藝原料便宜、來源合理、工藝先進，催化劑性能穩(wěn)定、選擇性好、活性高，得率高、副反應少、產(chǎn)品質(zhì)量高，建設費用少、設備緊湊、 占地面積小、公用工程消耗低，成本低。但是對原料要求較高，易造成部分設備管路腐蝕嚴重，因此要求使用特種材料。還有該工藝對操作人員要求較高。 第 8 節(jié) 醋酸生產(chǎn)工藝的技術(shù)經(jīng)濟比較 通過對比醋酸生產(chǎn)的各種工藝，孟山都 (Monsanto ) /BP工藝 最為經(jīng)濟、技術(shù)先進、原料轉(zhuǎn)化率高。該工藝操作條件不苛刻、生產(chǎn)的醋酸產(chǎn)品質(zhì)量高使得該工藝在我國廣泛引進應用。且該工藝還有原料便宜、來源合理、工藝先進，催化劑性能穩(wěn)定、選擇性好、活性高，副反應少、建設費用少、設備緊湊、占地面積小、公用工程消耗低，成本低等諸多優(yōu)點。 表 12 不同醋酸生產(chǎn)工藝的技術(shù)經(jīng)濟比較 針對近年基于 Monsanto/BP法的改進的三種工藝，有關(guān)文獻曾對傳統(tǒng)的 Monsanto/BP法、Celanese工藝、 Cativa工藝這 3種低壓甲醇羰基化法醋酸工藝進行了技術(shù)經(jīng)濟比較如表 12[14]。 雖然基于 孟山都 (Monsanto ) /BP工藝的改進工藝在許多方面都優(yōu)于原工藝，但主要是對原方法 乙烷直接氧化 乙烯直接氧化 甲醇羰基化 Monsanto/BP Celanese BP 工藝 SABIC工藝 昭和電工 傳統(tǒng) BP AO Plus Cative 規(guī)模 / kt/a 200 200 200 500 500 總投資 /百萬美元 生產(chǎn)成本 /美元 /t 346 528 394 297 310 原料費用 187 348 238 231 233 公用工程費用 /美元/t 4 35 29 20 22 10％投資回收率 /美元 /t 103 77 79 29 35 總生產(chǎn)成本 /美元 /t 449 605 473 326 345 XX 技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 27 工藝中催化劑的改進， 本文的主要目的是采用甲醇低壓羰基法合成醋酸的工藝路線的設計與優(yōu)化，故仍采用 孟山都 (Monsanto ) /BP工藝 完成設計任務。 第 9 節(jié) 國內(nèi)外醋酸生產(chǎn)現(xiàn)狀 (1). 我國醋酸生產(chǎn)現(xiàn)狀 ①. 我國技術(shù)現(xiàn)狀 我國醋酸以自主技術(shù)建設為主，引進和中外合資為輔。目前我國醋酸主要采用甲醇羰基化合成法、乙烯法和乙醛法 3種工藝路線。 2020年我國甲醇羰基化合成法生產(chǎn)能力占我國醋酸總生產(chǎn)能力的 ％，乙烯法占 ％，乙醛法占 ％ ,其他占 ％ [14]。 ②. 我國生產(chǎn)現(xiàn)狀 2020年我國醋酸產(chǎn)量約為 ，已占全球近 30％，占亞洲 60％。 2020年我國已成為醋酸凈出口國，且出口增長趨勢持續(xù)增強。隨著國內(nèi)競爭進一步加劇，預計未來中國醋酸及其衍生物出口量還將不斷增長 [15]。 (2). 國外醋酸生產(chǎn)現(xiàn)狀 2020年世界醋酸生產(chǎn)能力為 萬 t/a，其中采用甲醇羰基化合成工藝的占 66％，乙烯法約占 ％，乙醛法約占 ％，其他工藝占 ％。預計未來 5年醋酸需求增長速度將高于過去 5年，國際醋酸缺口將進一步擴大 [15]。 XX 技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 28 結(jié) 論 醋酸 是一種重要的基本有機化工原料，在染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥及粘合劑、有機溶劑等方面有著廣泛的用途，是近幾年來發(fā)展較快的重要的有機化工產(chǎn)品之一。 同時醋酸還是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要原料和助劑。我國現(xiàn)有的醋酸生產(chǎn)工藝中 孟山都（ Monsanto） /BP己形成規(guī)模的生產(chǎn)。但需要特別指出的是在該工藝中精制工段還存在許多諸如能耗高、轉(zhuǎn)化率低等問題。為促進國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)，解決存在的技術(shù)問題，有必要對醋酸的生產(chǎn)工藝進行深入研究。 與 乙烯氧化法、乙烯直接氧化法、乙烷氧化法相比， 甲醇低壓羰基法合成醋酸工藝的優(yōu)勢顯而易見。在已工業(yè)化的甲醇 低壓羰基法合成醋酸工藝有四種，包括： 孟山都 (Monsanto ) /BP工藝和其改進工藝，而其改進工藝主要是對原工藝中催化劑的改進， 本文的主要目的是采用甲醇低壓羰基法合成醋酸的工藝路線，故仍采用 孟山都 (Monsanto ) /BP工藝 完成年產(chǎn) 10萬噸醋酸精制工段 設計的任務。 XX 技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 29 參考文獻 [1] 李東風 ,李炳奇 .有機化工工藝學 [M].華中科技大學出版社 , [2] 黃寶華 ,王轉(zhuǎn) .醋酸、醋酐的生產(chǎn)工藝 [J].化學工程師 .2020,10:29 [3] 王俐 .醋酸生產(chǎn)技術(shù)進展 [J].石油化工 .2020,34(8):797. [4] NaY, Unhide H, SanoK. Catalyst for Production of Acetic Acid and Ethyl Acetate, Process for Its Production and Process for Prodiction of corticoid and Ethyl Acetate Using Its US Pate, l [5] Arum K, AlHazmiM H, Khan A, entail Oxidation of Ethane to Acetic Acid and Ethylene Using Molybdenum and Vanadium Based Catalysts. US PatApp,l [6] 菊華 .國內(nèi)外醋酸生產(chǎn)應用及市場分析 [J].石油化工技術(shù)經(jīng)濟 .2020,19(6):2629 [7] 王玉和 ,賀德華 ,徐柏慶 .甲醇羰基化制乙酸 [J].化學進展 .2020,3(15):219 [8] 房鼎業(yè) ,黃仲九編 .化學工藝學 . [M]高等教育出版社 [9] 杜松 ,范懌濤 ,張俊杰 .甲醇低壓羰基合成醋酸的關(guān)鍵控制及其實現(xiàn)方法[J].現(xiàn)代化工 . 2020(30)2:78 [10] 趙驤 ,佟浚芳 .國內(nèi)外醋酸工業(yè)現(xiàn)狀 [J].西部煤化工 .2020,2:57 [11] 李永慶 .醋酸生產(chǎn)工藝應用及技術(shù)進展 [J].化工科技市場 .2020,8:10 [12] 昭和電工株式會社 .乙酸的制造方法 [P].特開平 789896 [13] 吳文晶 .10萬噸 /年低壓甲醇撥基化法生產(chǎn)醋酸裝置 [J].上?；?.2020,5(21):15 XX 技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 30 [14] 趙驤 ,佟浚芳 .國內(nèi)外醋酸工業(yè)現(xiàn)狀 [J].西部煤化工 .2020,2:61 [15] 耿艷文 ,任民 ,郝繼紅 ,趙慶國 .國內(nèi)外醋酸生產(chǎn)與市場分析 [J].精細化工原料與中間體 .2020,5:8~10 [16] 張愛娟 ． 醋酸生產(chǎn)綜述 [J]． 乙醛醋酸及其衍生物 ． 2020,14(2):22～ 24. [17] 李方偉 ， 遲克棚 ， 王桂芝等 ． 醋酸生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向 [J]． 應用化工， 2020， 30(4):3～ 6. [18] 楊松清 ． 醋酸生產(chǎn)技術(shù)綜述 [J]． 江蘇化工 ， 2020,30(1):14～ 1. [19] 周修和 ． 國外合成醋酸概括 [J]． 石油化工 ， 1993,2(3):251～ 263. [20] 佟項軍 ． 乙醛氧化法合成醋酸 [M]． 吉林 ： 吉林化工出版社 ， 1990. [21] 王富平 ． 國外合成醋酸綜述 [J]． 石油化工 ， 1993,3(2):45～ 47. [22] 宗言恭 ． UOP/Chiyoda 醋酸生產(chǎn)新工藝 [J]． 化工技術(shù)經(jīng)濟 ， 1998，16(3):14～ . [23] 吳指南 ． 基本有機化工工藝學 [M]． 修訂版 ． 北京 ： 化學工業(yè)出版社 ，1990 年 ． 282～ 286. [24] 時均 ， 王家鼎 ， 化學工程手冊 [M]． 第二版 ． 上冊 ． 北京 ： 化學工業(yè)出版社 1996. [25] 倪進方 ． 化工設計 [M]． 上海：華東理工大學出版社 ． 1994,52170. [26] 賈紹義 ． 柴誠敬等 ． 化工原理 .下冊 [M]． 天津 ： 天津科學技術(shù)出版社 ． 2020. XX 技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 31 致 謝 在本次設計過程中， 感謝 孔老師在設計過程中給予 的 細心指導 和幫助 ，他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作用，感染和激勵著我。從課題的選擇到設計的最終完成，嚴格要求我完成每一步的設計和計算，并不惜花費自己寶貴的時間對我的設計做了精心的修改。 在此，我表示最誠摯的感謝和崇高的敬意！ 最后感謝大學二年期間所有教我做人、授我學業(yè)的 老師 們 ，我會永遠記住各位老師的教誨 ， 祝 您 們 身體健康、工作順利、事事順心！