醋酐生产工艺文献综述

北京化工大学北方学院毕业设计——文献综述PAGE4文献综述前言本文根据目前国内外学者对醋酐合成工段工艺设计的研究成果，借鉴他们的成功经验，在此基础上，查阅了大量资料，并吸取其它醋酐生产厂家的经验，力求使各工艺条件达到理想操作状态，整个生产过程达到最优化，为醋酐装置的工艺设计提供参考。本文主要查阅近几年有关醋酐工艺设计的文献期刊。本文主要从简介、性质、生产方法和比较、应用、市场发展及预测等方面对醋酐进行了详细的论述。一、产品简介1.1.1产品性质醋酐又名醋酸酐、乙酐，分子式C4H6O3，相对密度1.080，熔点-73℃，沸点139℃。折光率1.3904，闪点54℃，自燃点400℃。常温下是一种有强烈的乙酸气味的无色透明液体，具有吸湿性，可溶于氯仿和乙醚并可缓慢地溶于水形成乙酸，与乙醇作用生成乙酸乙酯。醋酐是一种有毒化学药品，半数致死量约为（大鼠，经口）1780mg/kg；质量浓度为0.36mg/m3时即可对眼产生刺激，0.18mg/m3时就能改变人的脑电图像，还能引起细胞组织蛋白质变质；其蒸气刺激性更强,极易烧伤皮肤及眼睛,如经常接触会引起皮炎和慢性结膜炎[1]。1.1.2产品用途醋酐的化学性质非常活泼，可用作酯化剂，与乙醇反应生成乙酸乙酯；在水中缓慢水解成醋酸，在热水中分解成醋酸；也可用作酰化剂、硝化或者磺化的脱水剂等[1]。醋酐是最重要的精细化工原料之一，目前主要用作醋酸纤维素、香烟过滤嘴、胶卷和胶片、纺织用醋酸纤维和赛璐珞塑料等，其次是用于医药、染料、香料和有机合成中的乙酰化剂。醋酐还有许多未开发或者刚开发出来的应用领域，如洗涤剂、炸药、液晶显示器等，尤其在液晶显示器方面市场前景较广[1]。未来醋酐的消费重点在医药、燃料、农药和二醋酸纤维素，二者占总消费量的75%以上。醋酐在医药方面主要用做合成药物中间体的乙酰化剂和脱水剂。在染料领域中主要用于分散染料的生产，少量用于活性染料、还原染料等。农药行业中醋酐主要用于乙酰甲胺磷、三氯杀虫酯、霜脲氰、氟磺胺草醚、吡嘧磺隆等的生产，还可用于三酸甘油酯、氯乙酸和聚四亚甲基乙二醇醚(PTMEG)等的生产。除上述用途外，醋酐最大的应用在于生产醋酸纤维素，尤其是醋酸纤维素经抽丝加工成香烟过滤咀是目前醋酐最大的应用，截至2008年国内香烟过滤嘴仍主要依赖进口，因此醋酸纤维素市场将成为未来国内醋酐最大的潜在市场[2.,3]。二、醋酐的生产方法和比较1.3产品生产方法文献记载醋酐的工业化生产方法主要有三种：乙醛氧化法、乙烯酮法、甲醇羰基化法。其中甲醇羰基化法以其流程短、质量好、消耗低、三废少等优势正逐渐取代另外两种方法。国外现有水平高出1~5倍[10,11]。中科院山西煤化所的贾庆龙等人以活性炭为载体，采用等体积法浸渍法制备了Ni-Sn-Cr/Ac催化剂，其催化醋酸甲酯羰基化反应时醋酸甲酯转化率可达38.8%，醋酐选择性81.8%，产品收率31.5%[11]。美国Eastman公司在1983年首先采用甲醇羰基化工艺技术建成了年产22.7万t的工业化装置，截至2005年生产能力已达81.7万t/a[8]。2003年江苏丹化集团在北京大学先锋公司变压吸附制取CO技术和中科院化学所铑系催化剂配置技术成果的基础上建立了中国第一套2万t/a的羰基合成装置，2003年投产运行稳定，至2005年装置扩至3万t/a[1]。西北大学王振宇等人开发出羰基化合成醋酐联产醋酸的工艺和均相催化剂体系,在实验室研究的基础上,建立了一套模拟工业生产的试验装置(模试装置),对主要设备结构、操作工艺条件等进行了全面的研究考核,结果表明,模试装置工艺设计先进,反应器、闪蒸塔等主要设备结构设计合理,性能稳定[14,15,16]。结论由参考文献可知现阶段工业化技术较成熟的生产方法包括三种，本设计在比较三种方法后拟采用醋酸甲酯均相羰基化制醋酐联产醋酸工艺。该工艺是目前工艺流程最简便的醋酐工业生产途径，其最大特点是能量利用率高，所得产品产率、质量均比其他两种方法好，此外，产品醋酐与醋酸的比例可根据需要进行调节，在经济上具有较大吸引力。未来我国将扩建和新建醋酐装置，醋酐工业必定有一个较大发展。为提高我国醋酐在行业中的竞争力，除引进国外先进技术外，十分有必要发展国产化技术。尤其是催化剂的开发和关键设备的国产化。为了提高自身的竞争力，各生产厂家应在加强工艺改进的同时，还要不断开发新技术，以提高单产能，降低产品的能耗，力求在大量进口产品冲击下在国内醋酐市场站稳脚跟并冲向国际市场,使我国的醋酐行业走向一个辉煌的阶段。参考文献[1]路守彦.醋酐市场分析及工业技术.化工科技市场,2010,33(6):8-10[2]王会串.醋酐生产技术与应用前景.精细与专用化学品,2003,(24):8-9[3]秦旭东,宋洪强,钱明理等.甲醇羰基化制醋酐工艺及市场分析.化工设计,2008,18(6):47-50[4]陶炯心.关于醋酸劣化制备醋酐的讨论.江苏化工,1995,23(2):24-26[5]樊丽华,梁英华.醋酐合成的化学平衡计算.河北理工大学学报,2003,25(1):103-108[6]黄宝华,王转铃.醋酸、醋酐的生产工艺.化学工程师,2008,(10):29-32[7]MorinagaT,KawadanN.Theproductionofaceticacidfromcar-bondioxideandhydrogenbyananaerobicbacterium.Biotech,1990,14(2):187.[8]张蕾.羰基合成醋酐联产醋酸技术.博士论文.西安:西北大学.2008.[9]AndrewC.Marr,PhilipLightfoot.Thecarbonylationofmethylacetatetoaceticanhydridecatalysedby[Cp*Rh(CO)2]intheabsenceofhydrogen,InorganicChemistryCommunications,2000,(3):617-619[10]崔波,董丽丽.醋酸甲酯羰基化合成醋酐的工程动力学研究.青岛科技大学学报,2006,27(5):383~386[11]贾庆龙,谭猗生,韩怡卓.焙烧条件对Ni-Sn-Cr/Ac催化剂乙酸甲酯气象羰基化合成醋酐反应性能的影响.石油化工,2009,38(9):935-939。[12] 刘艳杰,丁国荣,赵庆国.国内外醋酐生产技术及应用状况.天津化工,2005,19(2):15-17[13] 高俊文.甲醇羰基化制醋酐市场及技术进展.工业催化,2008,16(增刊):18-22[14] 王振宇,唐应急,高俊文.多组分羰基劣化制备醋