【正文】 Pπ共軛效應(yīng)，從而OH鍵極性增大而呈現(xiàn)酸性；CO鍵為極性鍵，所以發(fā)生取代反應(yīng)中OH被其他基團(tuán)取代；因?yàn)轸驶奈娮幼饔脤?dǎo)致烴基上的aH原子被其他基團(tuán)取代后而生成取代酸。③酸性和成鹽反應(yīng)。經(jīng)過幾十年的法展，醋酸工業(yè)大概形成八種工藝路線。輕烴液相氧化法又被稱為丁烷氧化法或直接氧化法，主要原料為正丁醇和石腦油。溫度控制在170—200℃之間。原理如下：C4H10+ →2CH3COOH+H2O其工藝流程如下：空氣與原料在噴射式連續(xù)塔的液相中進(jìn)行反應(yīng)。液相組分再經(jīng)分離器后分離出低沸點(diǎn)產(chǎn)物，然后再次氧化為醋酸，再經(jīng)過脫水，精餾后就可得到成品醋酸。最早實(shí)現(xiàn)氧化法工藝是乙醛氧化法。在催化劑的存在下，反應(yīng)條件一般為55atm和150℃時，乙醛能與氧化劑反應(yīng)生產(chǎn)醋酸。日本昭和電工株式會社開發(fā)的專利技術(shù)就是乙烯直接氧化法。該工藝是采用一步法氣相工藝把乙烯直接氧化成醋酸而不需要經(jīng)過乙烯轉(zhuǎn)為乙醛的步驟。是一種清潔生產(chǎn)工藝。而且根據(jù)反應(yīng)條件不同又分為低壓法和高壓法這兩種工藝。1960年BAsF公司完成投產(chǎn)高壓法的使用，但是由于很多缺點(diǎn)的存在：投資耗能大，產(chǎn)品精制復(fù)雜，副產(chǎn)物多，反應(yīng)條件苛刻等，這種方法已全部停止使用。低壓法反應(yīng)工藝主要有eelanese的AoPlus工藝，BPeativa工藝和孟山都工藝，但由于催化劑存在回收難和價格高的缺點(diǎn)，工藝的改進(jìn)和催化劑的創(chuàng)新仍在進(jìn)行中。主要是有兩個方面：一方面是開發(fā)穩(wěn)定性好，相對便宜和催化劑效率高的新式催化劑；另一方面是對現(xiàn)有的老式催化劑改良；第二個方向是對現(xiàn)有的工藝流程改進(jìn)，主要是針對低壓甲醇撥基法各個階段的特點(diǎn)開發(fā)和優(yōu)化成各具有特色的流程；第三個方向是針對現(xiàn)在裝置的挖潛改造及設(shè)備的強(qiáng)化，主要方法是改善系統(tǒng)平衡條件、改良催化劑、提升設(shè)備能力；還有運(yùn)用新設(shè)備及新材料和進(jìn)一步純化產(chǎn)品等。該工藝主要是將乙烷和乙烯的混合物催化氧化制取醋酸?！佐姿峒状茁?lián)產(chǎn)工藝在醋酐撥基合成工藝的基礎(chǔ)上英國公司進(jìn)行了新的工藝改進(jìn)并提出了甲醇生產(chǎn)醋酐聯(lián)產(chǎn)物的工藝流程。然后再進(jìn)行撥基化反應(yīng)，從而合成醋配聯(lián)產(chǎn)醋酸。乙烷直接氧化制醋酸工藝是被沙特基礎(chǔ)工業(yè)（sABIC）公司開發(fā)，其原理是乙烷催化氣相氧化制取醋酸。最近提出的一項新的專利技術(shù)是天然氣非經(jīng)合成氣制醋酸工藝。反應(yīng)式如下：2CH4+2HBr+O2 → 2CH3Br+2H2OCH4+O2 →CO+H2+H2OCH3Br+H2O+CO →CH3COOH+HBr該流程主要優(yōu)勢是：轉(zhuǎn)化率高、工藝危險性低、副產(chǎn)物少、原料性質(zhì)溫和。該法主要的優(yōu)點(diǎn)是：副產(chǎn)品少，原料路線多樣化，以煤焦、天然氣和重油為基本原料，特別適用于煤化工，三廢少，并且壽命長，用量少，催化劑活性高，易于處理，但是物料的腐蝕性比較強(qiáng)，所以其設(shè)備、管件、儀表、管道閥門等要采用比較昂貴的合金，因此成本投資比較大。高壓法是在溫度為250℃，以碘為助化劑，羰基鈷為催化劑羰基化合成醋酸，收率在88％—90％之間。因?yàn)楦邏悍ǚ蛛x流程復(fù)雜、投資高、能耗高，目前低壓法已經(jīng)取代高壓法。甲醇羰基化法的改進(jìn)：改進(jìn)方向主要是低水技術(shù)、工藝流程和催化劑等方面的改進(jìn)。雖然國外對這方面已研究，但還是停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段；第二方面是雙反應(yīng)器串聯(lián)工藝，為了使第一個反應(yīng)器未反應(yīng)完全的原料充分反應(yīng)再串聯(lián)第二個反應(yīng)器，從而提高反應(yīng)效率并且減輕尾氣回收系統(tǒng)的負(fù)荷和分離精制，雖然這種技術(shù)在國內(nèi)外有了一定的發(fā)展，但是特點(diǎn)各有不同。低壓甲醇羰基化法無論是工藝流程和設(shè)備，還是催化劑都在不斷提高，不斷改進(jìn)，從而促進(jìn)了生產(chǎn)裝置的大型化、成本降低、能耗降低和競爭力提高。其中Rh系金屬的活性比較高，而且Rh的活性最高。助催化劑一般用鹵化物或鹵素及其他質(zhì)子極性溶劑為最佳，在鹵素中碘為最好而且常用碘甲烷。配體常用含氧族元素和氮族的堿性有機(jī)基團(tuán)或化合物為最好。碳分子篩及活性炭對提高甲醇?xì)庀鄵芑钚宰钣欣?。造氣工段大概包括造氣、預(yù)硫、壓縮、脫硫脫碳工序；醋酸生產(chǎn)可以分為反應(yīng)工序和精制工序，反應(yīng)工序主要包括：預(yù)處理、合成、轉(zhuǎn)化等工段；精制工序主要包括：蒸發(fā)、脫輕、脫水、提溜、脫烷、成品等工段。原料進(jìn)料是在加熱到185℃時，甲醇從反應(yīng)器底部噴入，CO也從反應(yīng)器底部噴入。從閃蒸罐頂部出來進(jìn)入精制工序的是含有水、碘甲烷、醋酸和碘化氫的蒸汽。并且將反應(yīng)溫度控制在130℃—180℃之間，175℃為最佳。由輕組分、脫水塔、重組分塔、廢酸汽提塔組成，各塔的主要作用如下。從閃蒸罐出來的氣流進(jìn)入輕組分塔，蒸出物從塔頂出來經(jīng)冷凝，凝液碘甲烷返回到反應(yīng)器，而不凝性尾氣送往吸收工序；醋酸、水、碘化鉀等高沸物和少量的銠催化劑從輕組分塔塔底排除然后再返回閃蒸罐；而含水醋酸由輕組分塔側(cè)線出料進(jìn)入脫水塔上部。從脫水塔塔頂餾出的水還含有少量醋酸、碘甲烷、輕質(zhì)烴，然后返回吸收工序。重組分塔。廢酸汽提塔。從汽提塔塔底出來的廢料中含有重質(zhì)烴和丙酸，所以需要進(jìn)一步處理。未吸收的廢棄主要含CO、CO汽提解吸后的醋酸作為吸收液循環(huán)，再用于高壓和低壓二個吸收塔。假設(shè)：精乙酸中乙酸含量（wt%）：% 粗乙酸含量（wt%）：% 重組分：H2O（wt%）: 5% CH3CH2COOH（wt%）: % CH3COOH3（wt%）:% HI（wt%）: % 輕組分：CH3I（wt%）:% CH3COOCH3（wt%）: %根據(jù)前面的數(shù)據(jù)能求出： 時產(chǎn)精乙酸： 時產(chǎn)粗乙酸：各組分生成量如下表 合成塔的物料衡算表物質(zhì)質(zhì)量產(chǎn)量kg/h摩爾產(chǎn)量Kmol/hCH3I(142)CH3COOCH3(74)CH3COOH (60)HI(128)CH3CH2COOH(74)H2O(18)總含量 進(jìn)料F=編號進(jìn)料組分mol%摩爾流量Fi/kmol/h1CH3I(LK)2CH3COOH(HK)3CH3COOCH34HI5CH3CH2COOH6H2O設(shè)計分離要求餾出液中CH3COOH濃度 ≦1mol%釜液中CH3I濃度 ≦%組分1（碘甲烷）是輕關(guān)鍵組分，組分3（乙酸）是重關(guān)鍵組分，而組分2，組分4，組分5，組分6都是重組分。 假定為清晰分割，即x1,w=0,x4,D=0,x5,D=： 塔中物料組分進(jìn)料組分進(jìn)料，F(xiàn)i餾出液，di釜液，wiCH3I0CH3COOCH30H2O(LK)CH3COOH(HK)CH3CH2COOH0 則 = Kmol/h Kmol/h 脫水塔物料衡算表進(jìn)料，F(xiàn)i塔頂塔釜組分(kmol/h)Di(kmol/h)yi（mol%）Wi(kmol/h)xi（mol%）CH3I00CH3COOCH300H2O CH3COOHCH3CH2COOH00∑100100假設(shè)重組分塔的進(jìn)料為脫水塔塔釜流量的98%，則F= 重組分塔設(shè)計條件編號進(jìn)料組分mol%摩爾流量Fi/kmol/h1CH3I2CH3COOCH33H2O4CH3COOH(LK)5CH3CH2COOH(HK)設(shè)計分離要求餾出液中CH3CH2COOH濃度 ≦%釜液中CH3COOH濃度 ≦%同理清晰分割方法可得= Kmol/h Kmol/h 重組分塔物料衡算表進(jìn)料，F(xiàn)i塔頂塔釜組分(kmol/h)Di(kmol/h)yi（mol%）Wi(kmol/h)xi（mol%）CH3I00CH3COOCH300H2O 00CH3COOHCH3CH2COOH∑1001003塔設(shè)備的計算（常壓精餾塔）的計算計算條件：①塔底精制乙酸含量（wt%）：% ，塔頂餾出液中乙酸含量（wt%）：1% ②操作條件：塔頂操作壓力 每層塔板壓降 塔頂溫度 80℃ 塔底溫度 110℃ 進(jìn)料溫度 100℃③假設(shè)從輕組分塔測線中出來的組分為100%，計算時假設(shè)脫水塔中只有水和醋酸兩個組分。 溫度與飽和蒸汽壓的關(guān)系進(jìn)料塔頂塔底溫度80100110醋酸/KPa80水/KPa對于理想溶液 ，相對揮發(fā)度： （33）代入數(shù)據(jù)得 ===塔的平均相對會揮發(fā)度 精餾段平均相對會揮發(fā)度 提餾段平均相對會揮發(fā)度 平衡方程 : （34） 代入數(shù)據(jù)得 因?yàn)榕蔹c(diǎn)進(jìn)料 q=1代人平衡方程 最小回流比 （35）代入數(shù)據(jù)得 取操作回流比 精餾段操作線方程