年產(chǎn)10萬噸醋酸工藝設(shè)計-在線瀏覽
2025-05-01 20:40本頁面
【正文】 泵強(qiáng)制循環(huán)，通過第二氧化塔冷卻器 4 進(jìn)行熱交換。從第二氧化塔上部連續(xù)溢流出醋酸含量≥ 97％，乙醛含量 ％ ，水含量 ％ 左右的粗醋酸 (以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計 )送去精制。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。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。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。 脫除低沸物后的乙酸液從塔底利用壓差進(jìn)入脫高沸物塔 8，塔頂?shù)玫郊兌雀哂?99%的成品乙酸。 三、物料衡算 （一）設(shè)計依據(jù) 醋酸生產(chǎn)消耗定額見表 1 表 1 消耗定額 名稱 單耗（每噸醋酸） 乙醛 氧氣 冷卻水 醋酸錳 770kg 260m3 250m3 2kg 醋酸年產(chǎn)量 ： 10 萬噸 選擇年開工時間： 8000 小時 則 每小時生產(chǎn)醋酸 hkg /12 50080 0010 0010 5 ?? 根據(jù)消耗定額得每小時乙醛進(jìn)料量為： x125007701000 ? kgx 9625? 所以，選擇每小時乙醛進(jìn)料量為 10000kg 13 （二） 氧化塔物料衡算 （ 1）氧化塔物料衡算 [10]中的已知數(shù)據(jù) ① 每小時通入氧化塔的乙醛量為 10000kg/h ② 氧化過程中乙醛總轉(zhuǎn)化率為 99. 3% ③ 氧化過程中氧的利用率為 98. 4% ④ 氧化塔塔頂補(bǔ)充的工業(yè)氮使其濃度達(dá)到 45% ⑤ 未轉(zhuǎn)化的乙醛在氣液相中的分配率（體積 %） 氣相： 34% 液 相： 66% ⑥ 催化劑中醋酸錳用量為氧化塔進(jìn)料乙醛重量的 0. 08% ⑦ 原料組成見表 2 表 2 原料組成 原料乙醛 %（質(zhì)量） 工業(yè)氧 %（質(zhì)量） 工業(yè)氮 %（質(zhì)量） 催化劑溶液 %（質(zhì)量） 乙醛 99. 5 醋酸 0. 1 水 0. 3 三聚乙醛 0. 1 氧氣 98 氮?dú)? 2 氮?dú)? 97 氧氣 3 醋酸 60 醋酸錳 10 水 30 ⑧ 氧化過程中乙醛的分配率 主反應(yīng) CO O HCHOCH OCH323 21 ?? 96% 副反應(yīng) OHCOC O O HCHH C O OHOC H OCH 22323 233 ????? % ? ? OHO C O C HCHCHOC H OCH 2233233 ??? % OHCOCO O CHCHOCH OCH223323 232 ???? % OHCOOC H OCH 2223 4452 ??? % （ 2）反應(yīng)式衡算 純乙醛量： 10000 %=9950 ① 主反應(yīng) CO O HCHOCH OCH323 21 ?? 96% a. 乙醛用量： 9950 = b. 需用氧量 (x) 44:16=:x x= 14 c. 生成醋酸量 (y) 44:60=:y y= ② 副反應(yīng) OHCOC O O HCHH C O OHOC H OCH 22323 233 ????? % a. 乙醛用量： 9950 = b. 需用氧量 (x) 132:96=:x x= c. 生成醋酸量 (y) 132:120=:y y= d. 生成甲酸量 (z) 132:46=:z z= e. 生成水量 (w) 132:18=:w w= f. 生成二氧化碳量 (v) 132:44=:v v= ③ 副反應(yīng) ? ? OHO C O C HCHCHOC H OCH 2233233 ??? % a. 乙醛用量： 9950 = b. 需用氧量 (x) 132:32=:x x= c. 生成亞乙基二醋酸量 (y) 132:146=:y y= d. 生成水量 (z) 132:18=:z z= ④ 副反應(yīng) OHCOCO O CHCHOCH OCH223323 232 ???? % ： 9950 = (x) 88:48=:x x= (y) 88:74=:y y= (z) 88:44=:z z= (w) 88:18=:w w= ⑤ 副反應(yīng) OHCOOC H OCH 2223 4452 ??? % ： 9950 = (x) 88:160=:x x= (y) 88:72=:y y= (z) 88:176=:z z= 根據(jù)反應(yīng)式衡算出來的反應(yīng)物總耗量及反應(yīng)生成物總量如下： ① 反應(yīng)掉的乙醛總量 10000 = 15 ② 未轉(zhuǎn)化的乙醛量 10000 = （其中液相中乙醛含量 = 氣相中乙醛含量 69. 65 0. 34=23. 68kg) ③ 反應(yīng)掉的氧氣總量 ++++=3858. 42kg 則所需工業(yè)氧氣量 ?? 其中： 氧氣 = = 氮?dú)?= = 所以未反應(yīng)的氧氣 == ④ 反應(yīng)生成物重量 醋酸： += 二氧化碳： ++= 水： +++= 甲酸： 亞乙基二醋酸酯： 醋酸甲酯： （ 3）催化劑用量 已知催化劑溶液中醋酸錳用量為氧化塔進(jìn)料乙醛重量的 %，催化劑中醋酸錳的含量為 10%，設(shè)催化劑溶液用量為 x ? ? xx 0 0 0 00 0 0 ??? kgx ?? 其中： 醋酸錳 = 水 = 醋酸 = （ 4）保安氮用量 設(shè)保安氮為 xkg 塔頂干氣量計算： 氮?dú)猓?+ 氧氣 ： + 二氧化碳： 16 則 ??? ? x x=45% x= （其中氮?dú)猓? = 氧氣： 289. 57 =8. 69kg） 塔頂干氣量 氮?dú)?: += 氧氣 : += 二氧化碳 : 整理以上數(shù)據(jù)，列出氧化塔物料平衡結(jié)果，見表 3 表 3 氧化塔物料衡算結(jié)果 進(jìn) 料 出 料 含量 (%) 質(zhì)量（ kg） 含量
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