對(duì)醋酸工藝流程物料衡算畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-08-07 14:07本頁(yè)面
【正文】 為使氧化塔耐腐蝕，減少因腐蝕引起的停車(chē)檢修次數(shù)，乙醛氧化塔材料選用含鎳、鉻、鉬、鈦的不銹鋼。該流程采用了兩個(gè)外冷卻型氧化塔串聯(lián)的合成醋酸工藝。中部反應(yīng)區(qū)控制反應(yīng)溫度為348K左右，在此條件下反應(yīng)生成醋酸。降溫后的氧化液再循環(huán)回第一氧化塔。該塔盛有適量醋酸，～，達(dá)到一定液位后，通人適量氧氣進(jìn)一步氧化其中的乙醛，維持中部反應(yīng)溫度在353～358 K之間，塔底氧化液由泵強(qiáng)制循環(huán)，通過(guò)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％，％左右的粗醋酸(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))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(shí)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?9%的成品乙酸。三、物料衡算（一）設(shè)計(jì)依據(jù) 醋酸生產(chǎn)消耗定額見(jiàn)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770kg260m3250m32kg 醋酸年產(chǎn)量：10萬(wàn)噸 選擇年開(kāi)工時(shí)間：8000小時(shí) 則 每小時(shí)生產(chǎn)醋酸 根據(jù)消耗定額得每小時(shí)乙醛進(jìn)料量為： 所以，選擇每小時(shí)乙醛進(jìn)料量為10000kg（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(shí)通入氧化塔的乙醛量為10000kg/h② 氧化過(guò)程中乙醛總轉(zhuǎn)化率為99. 3%③ 氧化過(guò)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(jiàn)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(guò)程中乙醛的分配率 主反應(yīng) 96%副反應(yīng) % % % % （2）反應(yīng)式衡算 純乙醛量：10000%=9950 ① 主反應(yīng) 96% a. 乙醛用量：9950= b. 需用氧量(x) 44:16=:x x= c. 生成醋酸量(y) 44:60=:y y=?、?副反應(yīng) % 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=?、?副反應(yīng) % 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=?、?副反應(yīng) % ：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) % ：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(lái)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=② 未轉(zhuǎn)化的乙醛量 10000=（= 氣相中乙醛含量69. 650. 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 %，催化劑中醋酸錳的含量為10%，設(shè)催化劑溶液用量為x 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(jì)算： 氮?dú)猓? 氧氣 ：+ 二氧化碳：則 =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
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