【正文】 反應(yīng)： C H OHC2→O+HCHC2 3222 C O O HHC2→O+C H OHC2 223 乙烯直接氧化 乙烯直接氧化工藝是由昭和電工公司開(kāi)發(fā)的一步法氣相工藝 (Showa Denko工藝 )并于1997年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化該工藝由于所用投資費(fèi)用相對(duì)縮減 (不需要生產(chǎn)一氧化碳所需基本施 )，因此，對(duì)于生產(chǎn)生產(chǎn)能力較小的乙酸裝置，頗具經(jīng)濟(jì)性 [6]。其中， 4 甲醇羰基化法 是應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，占全球總產(chǎn)能的 60%以上，而且這種趨勢(shì)還在不斷增長(zhǎng) [4]?，F(xiàn)在主要工藝方法采用的原料是石油和煤炭 [3]。在染料、農(nóng)藥、醫(yī)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(lái)發(fā)展較快的重要的有機(jī)化工產(chǎn)品之一。 乙酸的工業(yè)用途 乙酸是一種重要的基本有機(jī)化工原料，主要用來(lái)制取醋酸乙烯單體 (VCM)、醋酸纖維 、醋酐、精對(duì)苯二甲酸 （ PTA） 、氯乙酸、聚乙烯醇、醋酸酯及金屬醋酸鹽等。 還原反應(yīng) 再?gòu)?qiáng)還原劑氧化鋁鋰的作用下可將還原成伯醇。 生成羧酸衍生物 乙酸羧基中的羥基可以被鹵素、酰氧基、烴氧基、氨基取代，分別得到酰氯、酸酐、酯、酰胺。 乙酸和成鹽反應(yīng) 乙酸在水溶 液中離解出氫離子而顯酸性，具有酸的一般性質(zhì)。乙酸是一種簡(jiǎn)單的羧酸，是一種重要的化學(xué)試劑 [1]。純無(wú)水乙 3 酸 (冰乙酸 )是無(wú)色的吸濕性液體，凝固后是無(wú)色固體。 乙酸性質(zhì) 乙酸的物理性質(zhì) 乙酸，又稱(chēng)醋酸 (acetic acid)、冰醋酸 (glacial acetic acid)，分子式為 CH3COOH(常簡(jiǎn)寫(xiě)成 HAC)，無(wú)色透明液體，有刺激性氣味，相對(duì)密度 ，熔點(diǎn) ℃ ，沸點(diǎn) ℃ ，折射率 ，閃點(diǎn) 57℃ ，自然點(diǎn) 465℃ ，粘度 *s,與水、乙醇、乙醚和苯混溶，不溶于二硫化碳。 四 . 利用普通精餾工藝計(jì)算的基石，選擇合適精餾塔類(lèi)型，進(jìn)行塔體尺寸的計(jì)算，以及主要塔內(nèi)件及輔助設(shè)備的選型及計(jì)算。 二 . 針對(duì)本設(shè)計(jì)題目為“年產(chǎn) 2萬(wàn)噸乙酸 精制工藝設(shè)計(jì)”，選擇合適的乙酸生產(chǎn)工藝方案，為后面精制工藝計(jì)算及塔體設(shè)計(jì)提供依據(jù)。隨著揚(yáng)子石化公 司化工廠PTA裝置高負(fù)荷運(yùn)行，已不能滿足 PTA60萬(wàn) /a生產(chǎn)的需要，溶劑脫水塔一直達(dá)不到工藝指標(biāo)要求，塔頂餾出物含乙酸在 %~%，塔頂出水乙酸不達(dá)標(biāo)不僅造成乙酸浪費(fèi)，且對(duì)環(huán)境造成污染。 本文設(shè)計(jì)以孟山都 (Monsanto)工藝為基礎(chǔ)， 采用催化劑優(yōu)化工藝 酚醛樹(shù)脂基活性炭(PHAC)負(fù)載鎳代替?zhèn)鹘y(tǒng)銠催化劑作為主催化劑、碘甲烷為助催化劑，鎳作為一種廉價(jià)金屬對(duì)甲醇羰基化合成乙酸有較高的活性，在攪 拌式反應(yīng)器中催化甲醇羰基化合成乙酸的反應(yīng)，同時(shí)用普通精餾的方法精制乙酸，完成年產(chǎn) 2萬(wàn)噸乙酸精制工藝設(shè)計(jì)，使目的產(chǎn)品達(dá)到 %(w%)。但是孟山都 (Monsanto)工藝也存在一些固有的缺點(diǎn) :主催化劑金屬銠價(jià)格昂貴； Rh(I)催化劑不穩(wěn)定 ,在 CO不足時(shí) 易 被氧化為 Rh(Ⅲ )而從體系中沉淀出 RhI3；反應(yīng)體系中存在大量的水會(huì)造成產(chǎn)物分離的困難和投資的增加；碘化物的存在會(huì)造成嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕。該工藝已成為羰基合成乙酸的主導(dǎo)工藝技術(shù)，采用 銠基均相絡(luò)合為主催化劑、碘化物為助催化劑，反應(yīng)活性高，以甲醇計(jì)乙酸的收率為 99%,以 CO計(jì) 為 85%。乙酸可由以乙醛、甲醇、乙烯、乙烷，以及丁烷 (或輕油 )為原料制的。 關(guān)鍵詞 ：乙酸 甲醇 羰基化 普通精餾 填料塔 II The Refining Process Design for Annual Output 20200 Tons of Acetic Acid Abstract： The design is aim at producing an annual production target of 20,000 tons acetic acid, So I use the carbonylation of methanol to finish acetic acid process and use distillation method to finish process design and equipment selection of acetic acid and water purification section in the separation system. According to the design requirements, I carried on the theoretical material balance and energy balance, and calculated equipment size and selection of tower. Then, I checked the diameter of plate for achieving the desired process conditions. For the distillation tower and auxiliary equipment, I calculated the process and equipment design parameters. I make sure that the diameter of tower is 800mm, and the height of filling layer is , and theoretical plate number is 55, and plete the design of acetic acid with the quality of % . From all of them, the dates what I got from the distillation of acetic acid and water have instructive significance. They can change the situation that solvent dehydration tower is not up to process requirements in the production of the purified terephthalic acid in our country, and change the waste of acetic acid , environmental pollution and other issues. Keywords： acetic acid methanol carbonylation general distillation filled tower 1 引言 本文旨在設(shè)計(jì)為年產(chǎn) 2萬(wàn)噸乙酸精制工藝設(shè)計(jì)。 從而獲得到乙酸與水體 系精餾過(guò)程中對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義的參數(shù)。針對(duì)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行理論上的物料衡算、熱量衡算，塔設(shè)備尺寸計(jì)算與選型， 并對(duì)塔板直徑校核驗(yàn)算，以 達(dá)到所需要的工藝條件。 年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸乙酸精制工藝設(shè)計(jì) The Refining Process Design for Annual Output 20200 Tons of Acetic Acid 目錄 摘要 ........................................................................I Abstract ........................................................................................................................................ II 引言 ................................................................................................................................................ 1 第 1 章 文獻(xiàn)綜述 ...................................................................................................................... 2 本設(shè)計(jì)的研究意義及內(nèi)容 ............................................................................................... 2 乙酸性質(zhì) ........................................................................................................................... 2 乙酸的物理性質(zhì) ............................................................................................................ 2 乙酸化學(xué)性質(zhì) ................................................................................................................ 3 乙酸的工業(yè)用途 ............................................................................................................... 3 乙酸的生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀 ....................................................................................................... 3 乙烯氧化法 .................................................................................................................... 4 乙烷氧化法 .................................................................................................................... 4 甲醇羰基化法 ................................................................................................................ 5 國(guó)內(nèi)外乙酸研究現(xiàn)況 ....................................................................................................... 6 國(guó)內(nèi)乙酸生產(chǎn)現(xiàn)狀 ........................................................................................................ 6 國(guó)外乙酸生產(chǎn)現(xiàn)狀 ........................................................................................................ 7 乙酸未來(lái)發(fā)展趨向 ........................................................................................................... 7 第 2 章 乙酸精制工藝設(shè)計(jì)概論 .......................................................................................... 9 乙酸生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 9 概述 ................................................................................................................................ 9 乙酸生產(chǎn)設(shè)計(jì)方案 ........................................................................................................ 9 甲醇羰基化法生產(chǎn)原理 ..................................................