年产10万吨醋酸工艺的设计说明

1、 PAGE22 / NUMPAGES23 摘 要醋酸是一种用途广泛的基本有机产品, 也是化工、医药、纺织、轻工、食品等行业不可缺少的重要原料。随着醋酸衍生产品的不断发展, 以醋酸为基础的工业不仅直接关系到化学工业的发展，而且与国民经济的各个行业息息相关，醋酸生产与消费正引起世界各国的普遍重视，为了满足经济发展对醋酸的需求，开展了此年产10万吨醋酸项目。本设计采用成熟的乙醛氧化法合成醋酸。 首先确定乙醛氧化法生产醋酸工艺流程，然后对整个工艺过程进行物料和能量衡算。 关键词：醋酸，工艺流程，物料衡算 一、概述醋酸是一种有机化合物，又叫乙酸别名： HYPERLINK :/baike.baidu /v

2、iew/106631.htm t _blank 醋酸、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/348229.htm t _blank 冰醋酸。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/292167.htm t _blank 分子式：C2H4O2（常简写为 HYPERLINK :/baike.baidu /view/405782.htm t _blank HAc）或CH3COOH。是典型的脂肪酸。被公认为食醋酸味与刺激性气味的来源。纯的无水乙酸（冰醋酸）是无色的吸湿性液体，凝固点为16.7 C (62 F) ，凝固后为无色晶体。尽管根据乙酸在水溶液中的离

3、解能力它是一个弱酸，但是乙酸是具有腐蚀性的，其蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。乙酸是一种简单的羧酸，是一个重要的化学试剂。乙酸也被用来制造电影胶片所需要的醋酸纤维素和木材用胶粘剂中的聚乙酸乙烯酯，以与很多合成纤维和织物。在家庭中，乙酸稀溶液常被用作除垢剂。食品工业方面，在食品添加剂列表E260中，乙酸是规定的一种酸度调节剂（一）醋酸生产的历史早在公元前三千年，人类已经能够用酒经过各种醋酸菌氧化发酵制醋。十九世纪后期，人们发现从木材干馏制木炭的副产馏出液中可以回收醋酸1，成为醋酸的另一重要来源。但这两种方法原料来源有限，都需要脱除大量水分和许多杂质，浓缩提纯费用甚高，因此，随着20世纪有机化学工业的发

4、展，诞生了化学合成醋酸的工业. 乙醛易氧化生成醋酸，收率甚高，成为最早的合成醋酸的有效方法。1911年，德国建成了第一套乙醛氧化合成醋酸的工业装置并迅速推广到其它国家早期的乙醛来自粮食、糖蜜发酵生成的乙醇的氧化2，1928年德国以电石乙炔进行水合反应生成乙醛，是改用矿物原料生成醋酸的开始。二次大战后石油化工兴起发展了烃直接氧化生产醋酸的新路线，但氧化产物组分复杂，分离费用昂贵。因此19571959年德国Wacher-chemie和Hoechst两公司联合开发了乙烯直接氧化制乙醛法后，乙烯乙醛醋酸路线迅速发展为主要的醋酸生产方法。70年代石油价格上升，以廉价易得、原料资源不受限制的甲醇为原料的羰

5、基化路线开始与乙烯路线竞争。 甲醇羰基化制醋酸虽开始研究于20年代，60年代已有BASF公司的高压法工业装置，但直到1971年美国Monsanto公司的甲醇低压羰基化制醋酸工厂投产成功，证明经济上有压倒优势，现已取代乙烯路线而占领先地位。 1989年世界醋酸总生产能力为480kt，一套甲醇低压羰基化装置的生产能力总计2000kt/a以上，除个别厂外，都已建成投产。中国工业生产合成醋酸同样从发酵法、乙醇乙醛氧化法与电石乙炔乙醛氧化路线开始，60年代末全国已形成60kt/a的生产能力。70年代开始发展乙烯路线，引进了每套年产约7万吨大型装置。 轻油氧化制醋酸，天然气制甲醇，低压羰基化制醋酸的工艺路

6、线正积极研究。 可以肯定这些将会使我国的醋酸生产出现一个飞跃。 （二）醋酸的物理性质分子式：C2H4O2分子量：60.050性质：无色透明液体。熔点16.635，沸点117.9，相对密度1.0492(20/4)折射率1.3716，闪点（开杯）57，自燃点465，粘度11.83mPas（20）。纯乙酸在16以下时，能结成冰状固体，故称冰醋酸。与水、乙醇、苯和乙醚混溶，不溶于二硫化碳。当水加到乙酸中，混合后的总体积变小，密度增加。分子比为1：1，进一步稀释，不再发生上述体积的改变。有刺激性气味。 （三）醋酸的化学性质 1酸性 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.p

7、hp?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 羧酸 羧酸中，例如乙酸，的羧基 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 氢 氢 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 原子 原子能够

8、部分电离变为氢 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 离子 离子（ HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 質子 质子）而释放出来，导致羧酸的酸性。乙酸在水溶液中是一元弱酸， HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=

9、%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 酸度系数 酸度系数为4.8，pKa=4.75（25），浓度为1mol/L的醋酸溶液（类似于家用醋的浓度）的pH为2.4，也就是说仅有0.4%的醋酸 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 分子 分子是解离的。乙酸的酸性促使它还可以与 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?tit

10、le=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 碳酸钠 碳酸钠、 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 氢氧化铜 氢氧化铜、 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 苯酚钠 苯酚钠等物质反应。

11、2CH3COOH + Na2CO32CH3COONa + CO2 + H2O 2CH3COOH + Cu(OH)2(CH3COO)2Cu + 2H2O CH3COOH + C6H5ONa C6H5OH ( HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 苯酚 苯酚）+ CH3COONa 2二聚物乙酸的 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1

12、e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 晶体结构 晶体结构显，分子间通过 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 氫鍵 氢键结合为 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 二聚體 二聚体（亦称二缔结物），二聚体也存在于120的 HYPERL

13、INK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 水蒸汽 蒸汽状态。二聚体有较高的稳定性，现在已经通过冰点降低测定分子量法以与X光衍射证明了分子量较小的羧酸如 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 甲酸 甲酸、乙酸在固态与液态，甚至气态以二聚体形式存在。当乙酸与水溶和的时候，二聚体间的氢

14、键会很快的断裂。其它的羧酸也有类似的二聚现象。（乙酸的二聚体,虚线表示氢键）3溶剂液态乙酸是一个HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 亲水亲水（HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 极性极性）HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.p

15、hp?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 质子化溶剂质子化溶剂，与HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 乙醇乙醇和HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 水水类似。因为HYP

16、ERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 介电常数介电常数为6.2，它不仅能溶解极性化合物，比如HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 無機鹽无机盐和HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8

17、&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 糖糖，也能够溶解非极性化合物，比如HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 油油类或一些HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 元素元素的HYPERLINK :/.yahoo /snap/w

18、ikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 分子分子，比如HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 硫硫和HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 碘碘。它也能与

19、许多极性或非极性溶剂混合，比如水，HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 氯仿氯仿，HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 己烷己烷。乙酸的溶解性和可混合性使其成为了化工中广泛运用的化学品。4化学反应对于许多HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikic

20、ache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 金属金属，乙酸是有HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 腐蚀腐蚀性的，例如HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 铁铁、

21、HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 镁镁和HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 锌锌，反应生成HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fb

22、e6c886814a05a3e4 o 氢氢气和金属乙酸盐。因为HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 铝铝在HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 空气空气中表明会形成HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B

23、9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 氧化铝氧化铝保护层，所以铝制容器能用来运输乙酸。金属的乙酸盐也可以用乙酸和相应的HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 碱碱性物质反应,比如最著名的例子：HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c

24、886814a05a3e4 o 碳酸氢钠小打与HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 醋醋的反应。除了醋酸HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 铬铬，几乎所有的醋酸盐能溶于水。 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title

25、=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 镁Mg(HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 固体s) + 2 CH3COOH(HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 溶液aq) (CH3COO)

26、2Mg(aq) + HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 氢H2(HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 气体g) HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214af

27、c1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 碳酸氢钠NaHCO3(s) + CH3COOH(aq) HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 乙酸钠CH3COONa(aq) + HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 二氧化碳CO2(g) + HYPERLI

28、NK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 水H2O(HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 液体l) 乙酸能发生普通羧酸的典型化学反应，特别注意的是，可以还原生成HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%

29、B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 乙醇乙醇，通过HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 親核性取代反應亲核取代机理生成乙酰氯，也可以双分子脱水生成HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 酸酐酸酐。同样，乙酸也可以成HY

30、PERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 酯酯或氨基化合物。440的高温下，乙酸分解生成HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 甲烷甲烷和HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=

31、1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 二氧化碳二氧化碳或HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 乙烯酮乙烯酮和HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 水水。 5鉴别乙酸可以通过其气味进行鉴别。若加入HYPERLINK :/.yahoo

32、/snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 氯化铁氯化铁，生成产物为深红色并且会在酸化后消失，通过此颜色反应也能鉴别乙酸。乙酸与HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 三氧化砷三氧化砷反应生成HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%8

33、5%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 氧化二甲砷氧化二甲砷，通过产物的恶臭可以鉴别乙酸 。（四）醋酸的主要生产方法与比较1甲醇羰基化法大部分乙酸是通过甲基羰基化合成的。此反应中，HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 甲醇甲醇和HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1a

34、be51fbe6c886814a05a3e4 o 一氧化碳一氧化碳反应生成乙酸，方程式如下 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 甲醇 CH3OH + HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 一氧化碳 CO CH3COOH这个过程是以碘代甲烷为中间体，分三个步骤完成

35、，并且需要一个一般由多种金属构成的催化剂。(1) CH3OH + HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 碘化氢 HI HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 碘代甲烷 CH3I + H2O(2) CH3I + HYPERLINK :/.yahoo /snap/wik

36、icache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 一氧化碳 CO CH3COI(3) CH3COI + H2O CH3COOH + HI通过控制反应条件，也可以通过同样的反应生成HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 乙酸酐乙酸酐。因为一氧化碳和甲醇均是常用的化工原料，所以甲基羰基化一直以来备受青睐。3早在1925年，英国塞拉尼斯公

37、司的Henry Drefyus已经开发出第一个甲基羰基化制乙酸的试点装置。然而，由于缺少能耐高压（200 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o Atm atm或更高）和耐腐蚀的容器，此法一度受到抑制。直到1963年，德国HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 巴斯夫

38、巴斯夫化学公司用HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 钴钴作催化剂，开发出第一个适合工业生产的办法。到了1968年，以HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 铑铑为基础的催化剂的(cisRh(CO)2I2)被发现，使得反映所需压力减到一个较低的水平并且几乎没有副产物

39、。1970年，美国HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 孟山都孟山都公司建造了首个使用此催化剂的设备，此后，铑催化甲基羰基化制乙酸逐渐成为支配性的方法（孟山都法）。90年代后期，HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o BP化学BP化学成功的将 HYPERLINK :

40、/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o Cativa Cativa催化法商业化，此法是基于HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 钌钌，使用(Ir(CO)2I2)它比孟山都法更加绿色也有更高的效率4，很大程度上排挤了孟山都法。2乙醛氧化法乙醛氧化法在孟山都法商业生产之前，大部分的乙酸是由H

41、YPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 乙醛乙醛HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 氧化氧化制得。尽管不能与甲基羰基化相比，此法仍然是第二种工业制乙酸的方法。乙醛可以通过氧化HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%

42、E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 丁烷丁烷或轻HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 石脑油石脑油制得，也可以通过HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 乙烯乙烯水合后生成。当丁烷或轻石脑

43、油在空气中加热，并有多种HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 金属金属HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 离子离子包括HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e21

44、4afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 镁镁、HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 钴钴、HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 铬铬以与过氧根离子催化，会分解出乙酸。化学方程式如下： 2 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wi

45、kicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 丁烷 C4H10 + 5 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 氧气 O2 4 CH3COOH + 2 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c8

46、86814a05a3e4 o 水 H2O此反应可以在能使丁烷保持液态的最高温度和压力下进行，一般的反应条件是150和55 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 气压 atm。副产物包括HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 丁酮丁酮，HYPERLINK :/.yah

47、oo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 乙酸乙酯乙酸乙酯，HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 甲酸甲酸和HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05

48、a3e4 o 丙酸丙酸。因为部分副产物也有经济价值，所以可以调整反应条件使得副产物更多的生成，不过分离乙酸和副产物使得反应的成本增加。 在类似条件下，使用上述催化剂，乙醛能被空气中的氧气氧化生成乙酸 2 HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 乙醛CH3CHO + HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fb

49、e6c886814a05a3e4 o 氧气O2 2 CH3COOH 使用新式催化剂，此反应能获得95%以上的乙酸产率。主要的副产物为HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 乙酸乙酯乙酸乙酯，HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 甲酸甲酸和HYPERLINK :/.y

50、ahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 甲醛甲醛。因为副产物的HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 沸點沸点都比乙酸低，所以很容易通过HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe

51、51fbe6c886814a05a3e4 o 蒸馏蒸馏除去。 3乙醇氧化法由HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 乙醇乙醇在有HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 催化剂催化剂的条件下和HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?

52、title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 氧气氧气发生HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 氧化氧化反应制得5。C2H5OH + O2=CH3COOH + H2O工艺旧,生产规模小，原料和动力消耗高，应严格控制，杜绝新建小规模生产装置。4乙烯氧化法由乙烯在催化剂(所用催化剂为HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.

53、php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 氯化钯氯化钯：PdCl2、HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o 氯化铜氯化铜：CuCl2和HYPERLINK :/.yahoo /snap/wikicache.php?title=%E4%B9%99%E9%85%B8&sig=1e214afc1abe51fbe6c886814a05a3e4 o

54、乙酸锰乙酸锰：(CH3COO)2Mn）存在的条件下，与氧气发生反应生成。此反应可以看作先将乙烯氧化成乙醛，再通过乙醛氧化法制得6。乙烯法醋酸虽然比乙炔法和酒精法先进,但与低压甲醇羰基合成法相比，原料和动力消耗高,技术经济上缺乏竞争性，不宜再用该技术新建装置。原有装置可借鉴乙烯直接氧化法进行改造。5丁烷氧化法丁烷氧化法又称为直接氧化法，这是用丁烷为主要原料，通过空气氧化而制得乙酸的一种方法，也是主要的乙酸合成方法7。 2CH3CH2CH2CH3 + 5O2=4CH3COOH + 2H2O综合文献分析，本设计采用乙醛氧化法生产醋酸工艺。因为乙醛氧化法生产工艺工业化最早 ，技术成熟 ，转化率和选择性

55、高；反应条件缓和，反应选择性高(可达99)，几乎无副产物生成；产品收率高、纯度高。二、工艺流程设计（一）工艺原理1反应原理 主反应：乙醛液相催化自氧化合成醋酸是一强放热反应，其主反应为： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 0 乙醛氧化时先生成过氧醋酸，再与乙醛合成AMP 8分解即为醋酸： SKIPIF 1 0 SKIPIF 1 99.7，其中水分含量0.03。乙醛原料中三聚乙醛可使乙醛氧化反应的诱导期增长，并易被带入成品醋酸中，影响产品质量，故要求原料乙醛中三聚乙醛含量0.01。（4）氧化液的组成在一定条件下，乙醛液相氧化所得的反应液称为氧化液。其主要成分有醋酸锰、醋酸、乙醛、氧、过氧醋

56、酸，此外还有原料带入的水分与副反应生成的醋酸甲分有醋酸锰、醋酸、乙醛、氧、过氧醋酸，此外还有原料带入的水分与副反应生成的醋酸甲酯、甲酸、二氧化碳等。氧化液中醋酸浓度和乙醛浓度的改变对氧的吸收能力有较大影响。当氧化液中醋酸含量(质量分数)为8295时，氧的吸收率保持在98左右，超出此围，氧的吸收率下降。当氧化液中乙醛含量在515时，氧的吸收率也可保持在98左右，超出此围，氧的吸收率下降。从产品的分离角度考虑，一般在流出的氧化液中，乙醛含量不应超过23。（三）反应器乙醛氧化生产醋酸反应的主要特点：反应为气液非均相的强放热反应，介质有强腐蚀性，反应潜伏着爆炸的危险性。 对氧化反应器相应的要求：能提供

57、充分的相接触界面；能有效移走反应热；设备材质必须耐腐蚀；确保安全生产防爆；流动形态要满足反应要求(全混型)。工业生产中采用的氧化反应器为全混型鼓泡床塔式反应器，简称氧化塔。按照移除热量的方式不同，氧化塔有两种形式:：冷却型（a）、外冷却型(b)如图1。(a)冷却型氧化塔 (b)外冷却型氧化塔 图1 氧化塔示意图为使氧化塔耐腐蚀，减少因腐蚀引起的停车检修次数，乙醛氧化塔材料选用含镍、铬、钼、钛的不锈钢。 （四）工艺流程乙醛氧化生产醋酸的工艺流程如图2所示，采用以重金属醋酸盐为催化剂，乙醛在常压下与氧气进行液相氧化反应生成醋酸的工艺生产方法。该流程采用了两个外冷却型氧化塔串联的合成醋酸工艺。图2

58、外冷却乙醛氧化生产醋酸工艺流程图1-第一氧化塔；2-第一氧化塔冷却器；3-第二氧化塔；4-第二氧化塔冷却器；5-尾气吸收塔；6-蒸发器；7-脱低沸物塔；8-脱高沸物塔；9-脱水塔在第一氧化塔1中盛有质量分数为0.10.3醋酸锰的浓醋酸，先加入适量的乙醛，混匀加热，而后乙醛和纯氧按一定比例连续通入第一氧化塔进行气液鼓泡反应。中部反应区控制反应温度为348K左右，塔顶压力为0.15MPa，在此条件下反应生成醋酸。氧化液循环泵将氧化液自塔底抽出，送人第一氧化塔冷却器2进行热交换，反应热由循环冷却水带走。降温后的氧化液再循环回第一氧化塔。第一氧化塔上部流出的乙醛含量为28的氧化反应液，由两塔间压差送入

59、第二氧化塔3。该塔盛有适量醋酸，塔顶压力0.080.1MPa，达到一定液位后，通人适量氧气进一步氧化其中的乙醛，维持中部反应温度在353358 K之间，塔底氧化液由泵强制循环，通过第二氧化塔冷却器4进行热交换。物料在两塔中停留时间共计57h。从第二氧化塔上部连续溢流出醋酸含量97，乙醛含量0.2，水含量1.5左右的粗醋酸(以质量分数计)送去精制。两个氧化塔上部连续通入氮气稀释尾气，以防气相达到爆炸极限。尾气分别从两塔顶部排出，各自进入相应的尾气冷却器，经冷却分液后进入尾气吸收塔，用水洗涤吸收未凝气体中未反应的乙醛与酸雾，然后排空。当采用一个氧化塔操作时，粗醋酸中醋酸含量94、水含量2、乙醛含量

60、3左右。改用双塔流程后，由于粗醋酸中杂质含量大幅度减少，为精制和回收创造了良好的条件，并省去了单塔操作时回收乙醛的工序从第二氧化塔溢流出的粗醋酸连续进入蒸发器6，用少量醋酸喷淋洗涤。蒸发器的作用是闪蒸除去一些难挥发性物质，如催化剂醋酸锰、多聚物和部分高沸物与机械杂质。它们作为蒸发器釜液被排放到催化剂配制系统9，经分离后催化剂可循环使用。而醋酸、水、醋酸甲酯、醛等易挥发的液体，加热气化后进入脱低沸物塔7。脱除低沸物后的乙酸液从塔底利用压差进入脱高沸物塔8，塔顶得到纯度高于99%的成品乙酸。脱低沸物塔顶分出的低沸物由脱水塔回收，塔顶分离出含量3.5%左右的稀乙酸废水，并含微量醛类，乙酸甲醋，甲酸与