醋酸生产工艺分析及探讨毕业论文

第一章绪论第一节乙酸的概述第二节乙酸的应用第一页，共二十七页。第一节乙酸的概述O官能团—羧基：—C—OH（或—COOH）结构简式：CH3COOH分子式：C2H4O2相对分子质量:60.05第二页，共二十七页。一、物理性质沸点：117.90C、熔点：16.60C，易结成冰一样的晶体。（冰醋酸由此得名）常温下为无色有强烈刺激性气味的液体与水、酒精以任意比互溶第三页，共二十七页。二、化学性质

<1>与醇类酯化反应：<2>与不饱和烃的酯化反应

<3>分解反应第四页，共二十七页。<4>酸性能直接与一些金属氧化物和氢化物反应生成乙酸盐.<5>氧化反应<6>醋酸胺化反应第五页，共二十七页。第二节醋酸的应用在医药行业,醋酸作为溶剂和医药合成原料.主要用来生成青霉素G钾,普鲁卡因青霉素,退热水等.在天然橡胶方面,作为凝固剂/在照相中,作为显影的配方在染料纺织印染中,主要应用于分散和还原染料的生产.第六页，共二十七页。第二章醋酸的合成工艺第一节乙醛氧化生成乙酸第二节甲醇低压羰化生产乙酸第三节乙烯直接氧化法第四节轻烃液相氧化法第五节煤制醋酸第六节其他工艺第七节讨论第七页，共二十七页。第一节乙醛氧化生成乙酸一、反应原理二、工艺条件

乙醛液相氧化生成乙酸是通入反应器的氧,先扩散到乙醛溶液中然后被吸收,借助催化作用,使乙醛氧化成醋酸,所以,影响乙醛氧化的主要因素有以下几个:第八页，共二十七页。影响乙醛氧化成乙酸的工艺的条件1.氧的通入速度2.氧化通过液柱的高度3,催化剂的用量4.氧化液的组成5.乙醛与氧的配比6.原料纯度7.反应温度8.反应压力第九页，共二十七页。三、工艺流程简述工艺过程为:将含5%～10%乙醛的醋酸液通入空气或氧气氧化,催化剂为醋酸锰或醋酸钴,反应温度50～80℃,反应压力0.1～1.0MPa。除主产物醋酸外,还有甲醛和甲酸等副产物生成。乙醛转化率90%以上,醋酸选择性大于94%。第十页，共二十七页。第十一页，共二十七页。第二节甲醇低压羰化生产乙酸一、反应原理副反应:第十二页，共二十七页。此外,尚有甲烷、丙酸(由原料甲醇中含有的乙醇羰基化生成)等副产物。由上列副反应知,生成醋酸甲酯和二甲醚的反应是一个可逆反应。因此,在生产上可将它们返回反应器,以增产醋酸。反应中有部分CO因副反应转化为CO２,故以一氧化碳为基准,生成醋酸的选择性仅为90%第十三页，共二十七页。二、流程概述此合成工艺流程由三部分组成：①反应②精制③轻组分回收

第十四页，共二十七页。第十五页，共二十七页。第三节乙烯直接氧化法一、工艺原理

乙烯气相直接氧化生成醋酸的反应式为：

主要的副反应有乙烯氧化生成乙醛和燃烧反应生成二氧化碳。

第十六页，共二十七页。二、催化剂

催化剂体系中除以Pd为主活性组分外，还添加另两种活性组分：①杂多酸及其盐；②从元素周期表第一周期B族元素、第四周期B族元素、第五周期B族元素、第六周期B族元素的金属元素中选择一种金属。第十七页，共二十七页。三、工艺流程来自界区外的新鲜乙烯、氧气、氮气和水一起送进循环压缩机排出侧的循环气流中，经反应器进、出料反应器热交换器加热后，进入填充有催化剂的气相列管反应器中进行反应.反应器为固定床副产蒸汽形式，送入反应器壳侧的锅炉给水移走反应放出的热量并产生水蒸气，在这种反应条件下，醋酸的选择性为86.4﹪，乙醛的选择性8.1﹪，二氧化碳选择性5.1﹪；乙烯的单程转化率为7.4﹪。第十八页，共二十七页。反应生成物在进、出料热交换器内被热交换器内被冷却到100℃，并进一步冷却到50℃，进入闪蒸塔，冷凝出大部分的醋酸、水和约25﹪的乙醛。气相物料依次进入醋酸洗涤塔和水吸收塔，吸收其余残余的醋酸和乙醛。洗涤塔塔顶气体含的乙烯、氧气、氮气、二氧化碳和水，被循环回反应器。当二氧化碳质量分数达到5﹪时，需要抽取约占总量25％的气体，进入二氧化碳脱除系统。由于该气体的氧含量高，可采用一种质量分数组成为25％

4%和1%的钒酸盐、硼酸

第十九页，共二十七页。盐溶液吸收二氧化碳，贫二氧化碳气体回入循环气流中，富碳酸溶液经水蒸气加热解吸二氧化碳而得到再生。

闪蒸塔河醋酸洗涤塔的釜液合在一起，进入醋酸塔，从塔顶蒸出乙醛和部分水分，塔釜为醋酸溶液。由于该工艺中副产的乙醛量较大（8.1％选择性）决定使用乙醛塔回收富产乙醛。乙醛塔釜液是醋酸稀溶液，与醋酸塔釜液汇合后送入醋酸回收系统。从醋酸溶液中回收醋酸，通常使用一种低第二十页，共二十七页。

沸点溶剂进行液-液萃取，该工艺选用二异丙醚（DIPE）为萃取溶剂，醋酸水溶液先冷却到20℃，在醋酸萃取塔内与循环萃取剂逆流接触。从塔顶流出的萃取液，被送去溶剂再生塔，塔底流出的萃余液被送至溶剂回收塔。第二十一页，共二十七页。第四节轻烃液相氧化法一、工艺原理正丁烷或石脑油在液相中氧化主反应为：副反应过程机理较复杂，一般认为是自由基反应，在此不予讨论。第二十二页，共二十七页。二、工艺流程空气从喷射式连续塔底部喷出，与丁烷进行液相反应。出塔后在冷却器冷却，部分未反应烃及反应产物经冷凝后在气液分离器中进行分离，气体减压降温后进一步回收烃，然后放空。液相含有醋酸、水、烃及其他中间产物，在分离器中进行分离，上层油相主要是烃，返回反应塔；下层水相中的烃进一步在分离系统中回收，返回循环。第二十三页，共二十七页。脱烃后的产物中含有低沸点醛、酮、酯、醇、酸、水以及一些高沸点物质。低沸点产物可以单独分离或者作为混合物分离，大多数成分可以氧化成醋酸。2-丁酮一般分出作为产品出售。一般加入醚作共沸剂以分离水。脱水后的馏分通过精馏进行甲酸分离，然后精馏脱去其他杂质，精馏塔底残渣进行焚烧。第二十四页，共二十七页。第五节煤制醋酸

随着煤化工在国内的发展，以煤为原料制合成气，在从合成气中提取CO，剩余的合成气去合成甲醇，生成的甲醇再与CO反应生成醋酸。这就是目前国内大家比较关注的煤制醋酸工艺路线。煤制醋酸工艺路线可以有中压法和低压法两种，两种方法区别在于煤气化上，而醋酸合成、变压吸附、氢目的是一样的。同时也可以采用低温精馏的方法分离CO和.第二十五页，共二十七页。

煤制醋酸工艺方块图粉煤气化或水煤浆激冷脱硫脱碳变换压缩变压吸附或精馏醋