【正文】 c. 生成醋酸量(y) 44:60=:y y=　② 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=　④ 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== 氮氣== 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塔頂干氣量計算： 氮氣：+ 氧氣 ：+ 二氧化碳：則 =45% x=（其中氮氣：= 氧氣：289. 57=8. 69kg） 塔頂干氣量 氮氣: += 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 料出 料含量(%)質(zhì)量（kg）含量（%）質(zhì)量（kg）原料乙醛乙醛醋酸水三聚乙醛99. 50. 10. 30. 19950103010氧 化 液醋酸醋酸甲酯水亞乙基二醋酸甲酸乙醛三聚乙醛醋酸錳96. 00. 801. 500. 680. 390. 380. 180. 0713118. 4278. 93208. 8027. 3248. 2045. 9710. 008. 06工業(yè)氧氧氣氮氣9823921. 1680. 02工業(yè)氮氮氣氧氣973280. 888. 69催化劑醋酸水醋酸錳60301048. 3924. 208. 06放空廢氣二氧化碳氮氣氧氣乙醛369. 68360. 9071. 4323. 68總計14371. 40kg14371. 40kg醋酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 968，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 0154第3節(jié) 蒸發(fā)器物料衡算已知數(shù)據(jù)： （進料中醋酸錳含量） （完成液中醋酸錳含量） 蒸發(fā)器進出物料圖見圖3圖3 蒸發(fā)器進出物料圖列衡算式： 第4節(jié) 脫低沸物塔物料衡算 已知數(shù)據(jù)：（1）進料流量13245. 68kg/h （2）醋酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 968，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 0154 （3）餾出液中醋酸含量3%，釜液中醋酸的回收率為98% （4）醋酸和水的摩爾質(zhì)量分別為60kg/kmol和18kg/kmol 低沸塔進出物料圖見圖4圖4 低沸塔進出物料圖則：進料組成 進料平均摩爾質(zhì)量進料流量列衡算式： =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）進料流量F= （2）進料醋酸含量98%，釜殘液醋酸含量10%，%高沸塔進出物料圖見圖5圖5 高沸塔進出物料圖列衡算式： 得： 第6節(jié) 醋酸回收塔物料衡算已知數(shù)據(jù)：（1）進料流量F=+= （2）經(jīng)回收后得到粗醋酸含量65%以上（按65%計算） （3）從精餾塔出來的醋酸含量20%，副產(chǎn)物中含5%的醋酸 醋酸回收塔進出物料圖見圖6圖6 醋酸回收塔進出物料圖 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 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氣氧氣乙醛369. 68360. 9071. 4323. 68工業(yè)氧氣氧氣氮氣3921. 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)氮氣氮氣氧氣280. 888. 69催化劑醋酸水醋酸錳48. 3924. 208. 06總 計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，未實現(xiàn)工業(yè)化。為取消外供甲醇的需要，Haldor Topsoe采取了將甲醇的合成結(jié)合進醋酸生產(chǎn)中的辦法，將甲醇生產(chǎn)和CO的生產(chǎn)并列。 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算，孟山都(Monsanto ) /BP工藝消耗最少。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應(yīng)用。該工藝原料便宜、來源合理、工藝先進，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)費用少、設(shè)備緊湊、占地面積小、公用工程消耗低，成本低。還有該工藝對操作人員要求較高。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應(yīng)用。表12 不同醋酸生產(chǎn)工藝的技術(shù)經(jīng)濟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原料費用187348238231233公用工程費用/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行了技術(shù)經(jīng)濟比較如表12[14]。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，引進和中外合資為輔。％，％，％,％[14]。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。(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％，％，％，％。結(jié) 論醋酸是一種重要的基本有機化工原料，在染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥及粘合劑、有機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化工產(chǎn)品之一。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)。為促進國內(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)工藝進行深入研究。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工藝和其改進工藝，而其改進工藝主要是對原工藝中催化劑的改進，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)計的任務(wù)。從課題的選擇到設(shè)計的最終完成，嚴(yán)格要求我完成每一步的設(shè)計和計算，并不惜花費自己寶貴的時間對我的設(shè)計做了精心的修