【正文】 g/kmol和18kg/kmol 低沸塔進(jìn)出物料圖見圖4圖4 低沸塔進(jìn)出物料圖則：進(jìn)料組成 進(jìn)料平均摩爾質(zhì)量進(jìn)料流量列衡算式： =0. 97 =0. 98得： 即： 第5節(jié) 脫高沸物塔物料衡算已知數(shù)據(jù)：（1）進(jìn)料流量F= （2）進(jìn)料醋酸含量98%，釜?dú)堃捍姿岷?0%，%高沸塔進(jìn)出物料圖見圖5圖5 高沸塔進(jìn)出物料圖列衡算式： 得： 第6節(jié) 醋酸回收塔物料衡算已知數(shù)據(jù)：（1）進(jìn)料流量F=+= （2）經(jīng)回收后得到粗醋酸含量65%以上（按65%計(jì)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(jìn)出物料圖見圖6圖6 醋酸回收塔進(jìn)出物料圖 列衡算式： F=X+Y F=+ 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(jìn) 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9950103010放空廢氣二氧化碳氮?dú)庋鯕庖胰?69. 68360. 9071. 4323. 68工業(yè)氧氣氧氣氮?dú)?921. 1680. 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?dú)獾獨(dú)庋鯕?80. 888. 69催化劑醋酸水醋酸錳48. 3924. 208. 06總 計(jì)14371. 40kg14371. 40kg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(shí)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(jìn)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(yuǎn)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(jì)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(jì)，具有技術(shù)先進(jìn)且成熟，原料轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)率高等許多優(yōu)點(diǎn)。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(jìn)應(yīng)用。截止到2007我國已有四川揚(yáng)子有限公司、上海太平洋（集團(tuán)）公司等6家生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用該工藝。該工藝原料便宜、來源合理、工藝先進(jìn)，催化劑性能穩(wěn)定、選擇性好、活性高，得率高、副反應(yīng)少、產(chǎn)品質(zhì)量高，建設(shè)費(fèi)用少、設(shè)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(shè)備管路腐蝕嚴(yán)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(jì)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(jì)、技術(shù)先進(jìn)、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(jìn)應(yīng)用。且該工藝還有原料便宜、來源合理、工藝先進(jìn)，催化劑性能穩(wěn)定、選擇性好、活性高，副反應(yīng)少、建設(shè)費(fèi)用少、設(shè)備緊湊、占地面積小、公用工程消耗低，成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。表12 不同醋酸生產(chǎn)工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較方法乙烷直接氧化乙烯直接氧化甲醇羰基化Monsanto/BPCelaneseBP工藝SABIC工藝昭和電工傳統(tǒng)BPAO PlusCative規(guī)模/ kt/a200200200500500總投資/百萬美元生產(chǎn)成本/美元/t346528394297310原料費(fèi)用187348238231233公用工程費(fèi)用/美元/t43529202210％投資回收率/美元/t10377792935總生產(chǎn)成本/美元/t449605473326345針對近年基于Monsanto/BP法的改進(jìn)的三種工藝，有關(guān)文獻(xiàn)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(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較如表12[14]。雖然基于孟山都(Monsanto ) /BP工藝的改進(jìn)工藝在許多方面都優(yōu)于原工藝，但主要是對原工藝中催化劑的改進(jìn)，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(shè)計(jì)與優(yōu)化，故仍采用孟山都(Monsanto ) /BP工藝完成設(shè)計(jì)任務(wù)。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(shè)為主，引進(jìn)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。％，％，％,％[14]。②. 我國生產(chǎn)現(xiàn)狀，已占全球近30％，占亞洲60％。2009年我國已成為醋酸凈出口國，且出口增長趨勢持續(xù)增強(qiáng)。隨著國內(nèi)競爭進(jìn)一步加劇，預(yù)計(jì)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 萬t/a，其中采用甲醇羰基化合成工藝的占66％，％，％，％。預(yù)計(jì)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(jìn)一步擴(kuò)大[15]。結(jié) 論醋酸是一種重要的基本有機(jī)化工原料，在染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥及粘合劑、有機(jī)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(jī)化工產(chǎn)品之一。同時(shí)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(jìn)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(jìn)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(jìn)工藝，而其改進(jìn)工藝主要是對原工藝中催化劑的改進(jìn)，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(shè)計(jì)的任務(wù)。 參考文獻(xiàn)[1] 李東風(fēng),[M].華中科技大學(xué)出版社,[2] 黃寶華,、醋酐的生產(chǎn)工藝[J].,10:29[3] [J].,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] [J].,19(6):2629[7] 王玉和,賀德華,[J].,3(15):219[8] 房鼎業(yè),. [M][9] 杜松,范懌濤,[J].現(xiàn)代化工. 2010(30)2:78[10] 趙驤,[J].,2:57[11] [J].,8:10[12] [P].特開平789896[13] [J].,5(21):15[14] 趙驤,[J].,2:61[15] 耿艷文,任民,郝繼紅,[J].,5:8~10[16] 張愛娟．醋酸生產(chǎn)綜述[J]．乙醛醋酸及其衍生物．2001,14(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(yīng)用化工，2001，30(4):3～6.[18] 楊松清．醋酸生產(chǎn)技術(shù)綜述[J]．江蘇化工，2001,30(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(xiàng)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(jì)，1998，16(3):14～.[23] 吳指南．基本有機(jī)化工工藝學(xué)[M]．修訂版．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1990年．282～286.[24] 時(shí)均，王家鼎，化學(xué)工程手冊[M]．第二版．上冊．北京：化學(xué)工業(yè)出版社1996.[25] 倪進(jìn)方．化工設(shè)計(jì)[M]．上海：華東理工大學(xué)出版社．1994,52170.[26] 賈紹義．柴誠敬等．[M]．天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社．2001.致 謝在本次設(shè)計(jì)過程中，感謝孔老師在設(shè)計(jì)過程中給予的細(xì)心指導(dǎo)和幫助，他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作用，感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到設(shè)計(jì)的最終完成，嚴(yán)格要求我完成每一步的設(shè)計(jì)和計(jì)算，并不惜花費(fèi)自己寶貴的時(shí)間對我的設(shè)計(jì)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(xué)二年期間所有教我做人、授我學(xué)業(yè)的老師們，我會永遠(yuǎn)記住各位老師的教誨，祝您們身體健康、工作順利、事事順心！