年产10万吨醋酸工艺设计
第一章概述
醋酸是一种有机化合物，又叫乙酸（ethanoic acid）别名：醋酸(acetic acid)、冰醋酸(glacial acetic acid)。分子式：C2H4O2（常简写为HAc）或CH3COOH。是典型的脂肪酸。被公认为食醋内酸味及刺激性气味的来源。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，以及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.
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, 醋酸生产
工艺及相关问题的研究开发正在日益加深和发展。从最初的粮食发酵, 木材干馏生产醋酸开始, 合成醋酸的工艺路线主要有乙醛氧化法、乙炔电石法、乙醇氧化法、乙烯氧化法、丁烷氧化法和羰基合成法等。这些方法都各有它的优点和缺点，在选择合成醋酸的路线时，应与当地的原料资
源情况密切联系起来，因地制宜，按醋酸用量的大小，工业技术条件等作综合的平衡.
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，其次对整个工艺过程进行物料和能量衡算，然后对其中的单元设备——精馏塔进行设备设计，最后对此进行经济效益分析.
1.1 醋酸生产的历史沿革
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。[1]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，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.[2]早期的乙醛来自粮食、糖蜜发酵生成的乙醇的氧化，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1957～1959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—乙醛氧化法及电石乙炔—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。
1.2 醋酸的物理性质
醋酸的主要物性数据列于表1-1
表1-1 纯醋酸的物理性质[3]
1.3 醋酸的化学性质
1.3.1 酸性
羧酸中，例如乙酸，的羧基氢原子能够部分电离变为氢离子（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，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%的醋酸分子是解离的。
乙酸的酸性促使它还可以与碳酸钠、氢氧化铜、苯酚钠等物质反应。
2CH3COOH + Na2CO3→2CH3COONa + CO2 + H2O
2CH3COOH + Cu(OH)2→(CH3COO)2Cu + 2H2O
CH3COOH + C6H5ONa →C6H5OH (苯酚）+ CH3COONa
1.3.2 乙酸的二聚体,虚线表示氢键
乙酸的晶体结构显，分子间通过氢键结合为二聚体（亦称二缔结物），二聚体也存在于120℃的蒸汽状态。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及X光衍射证明了分子量较小的羧酸如甲酸、乙酸在固态及液态，甚至气态以二聚体形式存在。当乙酸与水溶和的时候，二聚体间的氢键会很快的断裂。其它的羧酸也有类似的二聚现象。
1.3.3 溶剂
液态乙酸是一个亲水（极性）质子化溶剂，与乙醇和水类似。因为介电常数为6.2，它不仅能溶解极性化合物，比如无机盐和糖，也能够溶解非极性化合物，比如油类或一些元素的分子，比如硫和碘。它也能与许多极性或非极性溶剂混合，比如水，氯仿，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。
1.3.4 化学反应
对于许多金属，乙酸是有腐蚀性的，例如铁、镁和锌，反应生成氢气和金属乙酸盐。因为铝在空气中表明会形成氧化铝保护层，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碱性物质反应,比如最著名的例子：小苏打与醋的反应。除了醋酸铬（II），几乎所有的醋酸盐能溶于水。
Mg(s) + 2 CH3COOH(aq) → (CH3COO)2Mg(aq) + H2(g)
NaHCO3(s) + CH3COOH(aq) → CH3COONa(aq) + CO2(g) + H2O(l)
乙酸能发生普通羧酸的典型化学反应，特别注意的是，可以还原生成乙醇，通过亲核取代机理生成乙酰氯，也可以双分子脱水生成酸酐。同样，乙酸也可以成酯或氨基化合物。440℃的高温下，乙酸分解生成甲烷和二氧化碳或乙烯酮和水。
1.3.5 鉴别
乙酸可以通过其气味进行鉴别。若加入氯化铁（III），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。乙酸与三氧化砷反应生成氧化二甲砷，通过产物的恶臭可以鉴别乙酸。
1.4 醋酸的生产方法评述
1.4.1 甲醇羰基化
大部分乙酸是通过甲基羰基化合成的。此反应中，甲醇和一氧化碳反应生成乙酸，方程式如下
CH3OH + CO → CH3COOH
这个过程是以碘代甲烷为中间体，分三个步骤完成，并且需要一个一般由多种金属构成的催化剂（第二部中）
(1) CH3OH + HI → CH3I + H2O
(2) CH3I + 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。[4]早在1925年，英国塞拉尼斯公司的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（200atm或更高）和耐腐蚀的容器，此法一度受到抑制。直到1963年，德国巴斯夫化学公司用钴作催化剂，开发出第一个适合工业生产的办法。到了1968年，以铑为基础的催化剂的(cis?[Rh(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。1970年，美国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）。[5]90年代后期，BP化学成功的将Cativa催化法商业化，此法是基于钌，使用([Ir(CO)2I2]?)它比孟山都法更加绿色也有更高的效率，很大程度上排挤了孟山都法。
1.4.2 乙醇氧化法
由乙醇在有催化剂的条件下和氧气发生氧化反应制得。工艺陈旧,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。
1.4.3 乙烯氧化法
由乙烯在催化剂(所用催化剂为氯化钯:PdCl2、氯化铜：CuCl2和乙酸锰：(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。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。
1.4.4 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。
1.4.5 巴斯夫高压法
巴斯夫高压法尽管已工业化多年,与其它原料路线相比,具有一定的竞争性;但与低压法相比,相应压力高,原料消耗定额高,副反应多,工艺复杂。[6]因此,不提倡发展高压法。
1.4.6 UOP/ 千代田工艺
UOP/ 千代田工艺技术先进,在某些方面比BP技术更有吸引力,但还没有工业化生产装置,引进的风险大。[7]周修和.国外合成醋酸概括[J].石油化工，1993，2(3):251～263.如果在对其风险性进行充分论证的情况下,可积极引进。
1.4.7 乙醛氧化法
乙醛氧化法在孟山都法商业生产之前，大部分的乙酸是由乙醛氧化
制得。[8]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。乙醛可以通过氧化丁烷或轻石脑油制得，也可以通过乙烯水合后生成。当丁烷或轻石脑油在空气中加热，并有多种金属离子包括镁，钴，铬以及过氧根离子催化，会分解出乙酸。
化学方程式如下：
2 C4H10 + 5 O2→ 4 CH3COOH + 2 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 atm。副产物包括丁酮，乙酸乙酯，甲酸和丙酸。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 CH3CHO + O2→ 2 CH3COOH
使用新式催化剂，此反应能获得95%以上的乙酸产率。主要的副产物为乙酸乙酯，甲酸和甲醛。因为副产物的沸点都比乙酸低，所以很容易通过蒸馏除去。
第二章 工艺流程设计
综合文献分析，结合本地区特点，本设计采用乙醛氧化法生产醋酸工艺。
乙醛液相催化自氧化合成醋酸是一强放热反应，总反应式为：
)(2
1)(323液液COOH CH O CHO CH →+ mol kJ H K /294298-=?θ
乙醛氧化时先生成过氧醋酸，再与乙醛合成AMP [9]分解即为醋酸： COOOH CH O CHO CH 323=+ COOH CH AMP CHO CH COOOH CH 3332→→+ 乙醛和催化剂溶液自反应塔中上部加入，为了使乙醛不被大量惰性气体带走，工业上一般采用氧作催化剂，且氧分段鼓泡通入反应液中，与乙醛进行液相氧化反应，氧化过程释放的大量反应热通过外循环冷却而移出，出反应器的反应尾气经冷凝回收乙醛后放空，反应液首先经蒸发器除掉醋酸锰催化剂，醋酸蒸汽则先经精馏塔1蒸出未反应的乙醛、甲
酸、醋酸甲酯、水、三聚乙醛等轻组分，然后经精馏塔2脱除高沸点副产物后得成品醋酸，要求纯度＞99%，其余的则进入醋酸回收塔回收粗醋酸. 工艺流程图如图2-1：
图2-1 工艺流程图
第三章物料衡算
3.1 设计依据
醋酸生产消耗定额见表3-1
表3-1消耗定额[10]
醋酸年产量：10万吨 选择年开工时间：8000小时
则 每小时生产醋酸
h kg /125008000
1000
105=? 根据消耗定额得每小时乙醛进料量为：
x
12500
7701000= kg x 9625= 所以，选择每小时乙醛进料量为10000kg 3.2 氧化塔物料衡算
（1）氧化塔物料衡算中的已知数据
① 每小时通入氧化塔的乙醛量为10000kg/h ② 氧化过程中乙醛总转化率为99. 3% ③ 氧化过程中氧的利用率为98. 4%
④ 氧化塔塔顶补充的工业氮使其浓度达到45%
⑤ 未转化的乙醛在气液相中的分配率（体积%） 气相：34% 液相：66%
⑥ 原料组成见表3-2
表3-2 原料组成[11]
催化剂中醋酸锰用量为氧化塔进料乙醛重量的0. 08% ⑦ 氧化过程中乙醛的分配率[12]
主反应 C O O H CH O CHO CH 3232
1→+ 96%
副反应 O H CO COOH CH HCOOH O CHO CH 22323233+++→+ 1. 4%
()O H O C O C H CH CH O CHO CH 2233233+→+ 0. 25%
O H CO COOCH CH O CHO CH 22332323
2++→+ 0. 95%
O H CO O CHO CH 22234452+→+ 1. 4%
（2）氧化塔物料衡算图见图3-1
图3-1 氧化塔物料衡算图
（3）反应式衡算
纯乙醛量：10000×99. 5%=9950 ① 主反应 C O O H CH O CHO CH 3232
1
→+ 96% a. 乙醛用量：9950×0. 993×0. 96=9485. 14kg b. 需用氧量(x) 44:16=9485. 14:x x=3449. 14kg c. 生成醋酸量(y) 44:60=9485. 14:y y=12934. 28kg
② 副反应 O H CO COOH CH HCOOH O CHO CH 22323233+++→+ 1. 4%
a. 乙醛用量：9950×0. 993×0. 014=138. 32kg
b. 需用氧量(x) 132:96=138. 32:x x=100. 60kg
c. 生成醋酸量(y) 132:120=138. 32:y y=125. 75kg
d. 生成甲酸量(z) 132:46=138. 32:z z=48. 20kg
e. 生成水量(w) 132:18=138. 32:w w=18. 86kg
f. 生成二氧化碳量(v) 132:44=138. 32:v v=46. 11kg
③ 副反应 ()O H O C O C H CH CH O CHO CH 2233233+→+ 0. 25% a. 乙醛用量：9950×0. 993×0. 0025=24. 70kg b. 需用氧量(x) 132:32=24. 70:x x=5. 99kg
c. 生成亚乙基二醋酸量(y) 132:146=24. 70:y y=27. 32kg
d. 生成水量(z) 132:18=24. 70:z z=3. 37kg
④ 副反应 O H CO COOCH CH O CHO CH 2233232
3
2++→+ 0. 95% a.乙醛用量：9950×0. 993×0. 0095=93. 86kg b.需用氧量(x) 88:48=93. 86:x x=51. 20kg c.生成醋酸甲酯量(y) 88:74=93. 86:y y=78. 93kg d.生成二氧化碳量(z) 88:44=93. 86:z z=46. 93kg e.生成水量(w) 88:18=93. 86:w w=19. 20kg ⑤ 副反应 O H CO O CHO CH 22234452+→+ 1. 4% a.乙醛用量：9950×0. 993×0. 014=138. 32kg b.需用氧量(x) 88:160=138. 32:x x=251. 49kg c.生成水量(y) 88:72=138. 32:y y=113. 17kg d.生成二氧化碳量(z) 88:176=138. 32:z z=276. 64kg 根据反应式衡算出来的反应物总耗量及反应生成物总量如下： ① 反应掉的乙醛总量 10000×0. 995×0. 993=9880. 35kg ② 未转化的乙醛量 10000×0. 995×0. 007=69. 65kg
（其中液相中乙醛含量69. 65×0. 66=45. 97 气相中乙醛含量69. 65×0.
34=23. 68kg)
③ 反应掉的氧气总量 3449. 14+100. 60+5. 99+51. 20+251. 49=3858. 42kg
则所需工业氧气量
kg 18.4001984
.098.042
.3858=?
其中： 氧气=40014. 8×0. 98=3921. 16kg 氮气=4001. 18×0. 02=80. 02kg 所以未反应的氧气=3921. 16-3858. 42=62. 74kg ④ 反应生成物重量
醋酸：12934. 28+125. 75=13060. 03kg 二氧化碳：46. 11+46. 93+276. 64=369. 68kg 水：18. 86+3. 37+19. 20+113. 17=154. 60kg 甲酸：48. 20kg
亚乙基二醋酸酯：27. 32kg 醋酸甲酯：78. 93kg （4）催化剂用量
已知催化剂溶液中醋酸锰用量为氧化塔进料乙醛重量的0.08%，催化剂中醋酸锰的含量为10%，设催化剂溶液用量为x
()x x 1.010*******.0=+? kg x 65.80=?
其中： 醋酸锰 80. 65×0. 1=8. 06kg 水 80. 65×0. 3=24. 20kg 醋酸 80. 65×0. 6=48. 39kg （5）保安氮用量
设保安氮为xkg
塔顶干气量计算： 氮气：80. 02+0. 97x
氧气 ：62. 74+0. 03x 二氧化碳：369. 68kg
则
68
.36974.6202.8097.002.80++++x x
=45% x=289. 57kg
（其中氮气：289. 57×0. 97=280. 88kg 氧气：289. 57×0. 03=8. 69kg ） 塔顶干气量 氮气: 80. 02+0. 97x=360. 90kg 氧气: 62. 74+0. 03x=71. 43kg 二氧化碳: 369. 68kg
整理以上数据，列出氧化塔物料平衡结果，见表3-3
表3-3氧化塔物料衡算结果
3.2 蒸发器物料衡算
已知数据： h kg F /6.13362= %07.00=x （进料中醋酸锰含量）
%0.81=x （完成液中醋酸锰含量） 蒸发器进出物料图见图3-2
图3-2 蒸发器进出物料图
列衡算式： 10x L x F ?=? h kg L /92.116=?
????
?
?-=10
1x x F W h kg W /68.13245
=? 3.3 精馏塔物料衡算 3.3.1 精馏塔1物料衡算
已知数据：（1）进料流量13245. 68kg/h
（2）醋酸质量分数0. 968，水的质量分数0. 0154
年产2万吨醋酸工艺设计 一综述 醋酸是一种有机化合物，又叫乙酸（ethanoic acid）别名：醋酸(acetic acid)、冰醋酸(glacial acetic acid)。分子式：C2H4O2（常 简写为HAc）或CH3COOH。是典型的脂肪酸。被公认为食醋内酸味及刺激性气味的来源。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，以及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. 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, 醋酸生产工艺及相关问题的研究开发正在日益加深和发展。从最初的粮食发酵, 木材干馏生产醋酸开始, 合成醋酸的工艺路线主要有乙醛氧化法、乙炔电石法、乙醇氧化法、乙烯氧化法、丁烷氧化法和羰基合成法等。这些方法都各有它的优点和缺点，在选择合成醋酸的路线时，应与当地的原料资源情况密切联系起来，因地制宜，按醋酸用量的大小，工业技术条件等作综合的平衡. 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，其次对整个工艺过程进行初步的物料和能量衡算，然后对其中的单元设备——精馏塔进行设备设计，最后对此进行经济效益分析.
第一章文献综述 摘要: 本文介绍了生产醋酸的几种工艺方法、特点以及主要工艺技术研究进展情况。特别介绍了甲醇低压羰基合成醋酸工艺及其改进工艺。 关键词: 醋酸；工艺；综述 Abstract: Several process methods, characteristics and the progress of main technology for producing acetic acid were introduced in brief. A new method of Monsanto Acetic Acid Process as an important method for the manufacture of acetic acid by catalytic carbonylation of methanol was especially introduced. Key words: acetic acid; technics; review 前言 醋酸是一种重要的基本有机化工原料，主要用于制取醋酸乙烯单体（VCM）、醋酸纤维、醋酐、对苯二甲酸、氯乙酸、聚乙烯醇、醋酸酯及金属醋酸盐等。醋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，以及很多合成纤维。在染料、医药、农药及粘合剂、有机溶剂等方面有着广泛的用途，是近几年来发展较快的重要的有机化工产品之一。 但我国目前醋酸的产量还不能满足需求。在醋酸的生产工艺中，甲醇羰基化法应用最广，占全球总产能的60%以上，且这种趋势还在不断增长。该法虽然有许多优点，但需特别指出的是在该工艺中精制工段还存在许多诸如能耗高、转化率低等问题。为促进国内工业化生产，解决存在的技术问题。鉴于这种情况，设计一套甲醇低压羰基化合成醋酸(10万t/a)工艺装臵，以促进醋酸基础研究，有利于平衡我国对醋酸的供需矛盾。 1.1醋酸的性质 1.1.1醋酸的物理性质 乙酸又名醋酸(acetic acid)、冰醋酸(glacial acetic acid)，分子式为 C2H 4O2（常简写为HAc）或CH 3 COOH，分子量为60.05。
目录 一、设计任务 (2) 二、概述 (2) 1．乙酸乙酯性质及用途 (2) 2.乙酸乙酯发展状况 (3) 三. 乙酸乙酯的生产方案及流程 (4) 1、酯化法 (4) 2. 乙醇脱氢歧化法 (5) 3、乙醛缩合法 (6) 4、乙烯、乙酸直接加成法 (7) 5、确定工艺方案及流程 (8) 四．工艺计算 (8) 4.1. 物料衡算 (8) 4.2 初步物料衡算 (10) 五. 设备设计 (16) 5.1 精馏塔Ⅱ的设计 (16) 5.2最小回流比的估算 (18) 5.3 逐板计算 (20) 5.4 逐板计算的结果及讨论 (20) 六. 热量衡算 (21) 6.1 热力学数据收集 (21) 6.2 热量计算，水汽消耗，热交换面积 (23) 6.3 校正热量计算、水汽消耗、热交换面积(对塔Ⅱ) (26) 表10校正后的热量计算汇总表 (32)
乙酸乙酯车间工艺设计 一、设计任务 1.设计任务：乙酸乙酯车间 2.产品名称：乙酸乙酯 3.产品规格：纯度99% 4.年生产能力：折算为100%乙酸乙酯1880吨/年 5.产品用途：作为制造乙酰胺、乙酰乙酸酯、甲基庚烯酮、其他有机化合物、合成香料、合成药物等的原料；用于乙醇脱水、乙酸浓缩、萃取有机酸；作为溶剂广泛应用于各种工业中；食品工业中作为芳香剂等。 由于本设计为假定设计，因此有关设计任务书中的其他项目如：进行设计的依据、厂区或厂址、主要技术经济指标、原料的供应、技术规格以及燃料种类、水电汽的主要来源，与其他工业企业的关系、建厂期限、设计单位、设计进度及设计阶段的规定等均从略。 二、概述 1．乙酸乙酯性质及用途 乙酸乙酯又名乙酸乙酯，乙酸醚，英文名称Ethyl Acetate或 Acetic Ether Vinegar naphtha.乙酸乙酯是具有水果及果酒芳香的无色透明液体，其沸点为77℃，熔点为-83.6℃，密度为0.901g/cm3,溶于乙醇、氯仿、乙醚和苯等有机溶剂。 乙酸乙酯的重要用途是工业溶剂，它是许多树脂的高效溶剂，广泛应用于油墨、人造革、胶粘剂的生产中，也是清漆的组份。它还用于乙基纤维素、人造革、油毡、着色纸、人造珍珠的粘合剂、医用药品、有机酸的提取剂以及菠萝、香蕉、草莓等水果香料和威士忌、奶油等香料。此外，还用于木材纸浆加工等产业部门。对于用很多天然有机物的加工，例如樟脑、
8.2万吨年醋酸反应精馏工序工艺设计毕业论文 目录 第1章设计说明书 (1) 第1.1节设计依据 (2) 第1.2节产品的主要用途 (2) 第1.3节设计地区大自然条件 (2) 第1.4节原料和辅助原料及产品技术规格 (3) 第1.5节车间的三废处理 (4) 第2章工艺论证及工艺论述 (5) 第2.1节生产方法的论述 (5) 第2.2节生产原理的论述 (5) 2.2.1 本设计生产醋酸的方法 (5) 2.2.2 生产原理 (5) 第2.3节工艺流程论证 (6) 2.3.1 氧化部分 (6) 2.3.2 蒸馏部分 (6) 第2.4节工艺流程叙述 (6) 2.4.1氧化部分 (6) 2.4.2 蒸馏部分 (6) 第3章工艺设备的选择 (8) 第3.1节氧化塔的选择 (8) 第3.2节乙醛储罐的选择 (8) 第3.3节蒸发器的选择 (8) 第3.4节脱低沸塔的选择 (8) 第3.5节脱高沸塔的选择 (9) 第4章工艺条件及控制项目 (10) 第4.1节确定生产条件 (10) 4.1.1 催化剂的浓度 (10) 4.1.2 氧化塔的反应温度 (10) 4.1.3 氧化塔塔顶压力的控制 (10)
4.1.4 蒸发器温度 (10) 4.1.5 脱低沸塔及脱高沸塔的温度压力 (10) 第4.2节工艺条件一览表 (11) 第4.3节生产控制一览表 (12) 第5章物料衡算 (14) 第5.1节氧化部分物料衡算 (14) 第5.2节蒸发器物料衡算 (17) 第5.3节脱高沸塔物料衡算 (18) 第5.4节脱低沸塔物料衡算 (19) 第6章热量衡算： (20) 第6.1节氧化部分热量衡算 (20) 第6.2节蒸发器热量衡算 (22) 第6.3节脱低沸物塔热量衡算 (25) 第6.4节脱高塔热量衡算 (28) 第7章设备计算 (31) 第7.1节循环泵的计算与选型 (31) 第7.2节脱低沸物塔的设备计算 (32) 第7.3节脱高沸塔设备计算： (45) 第7.4节脱低、脱高塔的接管计算 (47) 主要符号说明 (51) 设备一览表 (52) 参考文献 (53) 致谢.................................... 错误！未定义书签。
江汉大学课程设计报告 题目：年产50000吨聚醋酸乙烯酯的工艺设计 学院：化学与环境工程学院 专业：高分子材料与工程 学号：122209107137 姓名：张攀钦 指导老师：朱超
《聚醋酸乙烯酯乳液聚合课程设计》 一、本课程设计的性质、任务与目的 1. 本课程设计的性质 本课程是应用化学专业的一门实用性和技术性很强的专业课程。学生在聚合物工艺学课程后，综合运用所学的高分子化学与材料及化工原理相关知识，进行初步的聚醋酸乙烯酯合成的工艺设计。 2.本课程任务是： ①撰写简要设计说明书。 ②绘制物料流程示意图、车间平面图各一张。 ③设计并绘制聚合釜 3.本课程设计的目的 ①了解和掌握聚醋酸乙烯酯的、结构与性能，其制备过程中的基本反应类型、添加剂与材料成型工艺等内容的基础知识； ②掌握检索文献的方法； ③通过阅读文献，了解并掌握聚醋酸乙烯酯制备与设计的基本原理，并能完成聚醋酸乙烯酯的整个工艺流程。 ④通过专业课程设计使学生掌握应具备的基本高分子化工设计技能。 二、课程设计的主要内容 1.设计方案选择，对给定或选定的设计方案进行简要论述。 2.工艺计算，应完成工艺流程各过程的物料衡算，能量衡算。绘制物料流程示意图，编写物料平衡表及热量平衡表。 3.主要设备设计，在满足工艺条件的前提下，进行主要设备的选型及结构设计。 4.典型辅助设备设计选型，包括典型设备主要结构尺寸计算和设备型号规格的选定
目录 一、概述 (1) 二、工艺流程和方案的说明和论证 (1) 1、工艺流程 (1) 2、方案的说明 (2) 3、聚醋酸乙烯酯乳液聚合的工艺条件 (3) 三、物料衡算 (6) 四、热量衡算 (11) 五、聚合釜及各设备选型 (13) 六、生产车间布置 (16) 1. 要满足生产工艺要求 (16) 2. 要符合经济原则 (16) 3. 要符合安全生产要求 (17) 4. 便于安装和检修 (17) 5．要有良好的操作条件 (17) 七、对设计的评述及结论 (18) 八、参考文献 (19)
分类号： TQ54 单位代码： 108 本科毕业论文（设计） 题目: 20万吨/年煤制甲醇工艺过程设计
延安大学学士学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：日期： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解延安大学有关保留和使用学位论文的规定，即：本科生在校攻读学士学位期间论文工作的知识产权单位属延安大学，学生公开发表需经指导教师同意。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在 2 年解密后
适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 作者签名：日期： 导师签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。
醋酸生产工艺流程 [醋酸生产工艺流程设计] 1 醋酸生产工艺流程设计 1.1 工艺路线简介制醋酸的方法主要有：（1）生料固态酿造法。（2）酶法液化通风回流喷淋制醋．（3）空气自吸式发酵罐液态深层发酵制醋。 1．2 工艺流程设计空气自吸式发酵罐液态深层发酵制醋节省了空气压缩系统，减少了设备投资，便于实现自动化和连续化，应用范围广。 主要工艺流程：（1）菌种选择; （2）原料预处理; （3）糖化; （4）酒精发酵; （5）醋酸发酵；（6）压滤；（7）配兑和灭菌；（8）陈酿。 2 设计任务批量生产17吨醋酸发酵罐设计 2.1 技术参数生产规模：年产5000t（醋酸含量4% 质量分数）制度：全年工作300日，三班作业。 项目数量温度控制冷却水温-35℃ pH控制 4.8pH DO控制 20% 2.2.1 物料衡算理论上1g酒精能生产1.30g醋酸，实际的醋酸得率一般以理论得率的80%计算，实际上1g酒精能生产1g左右的醋酸。
2.3结果预算根据计算结果得到可供选择的发酵罐如表2所示： 表2 17t/d醋酸精馏塔型号公差容积17 m3 公差容积20 m3 公差容积30m3 塔釜加热电压v 122.5 132.5 117.5 进料量（l/min） 8 9 11 额定压力（MPa） 25 35 50 最高温度（℃） 80 80 80 进料位置下下下 2.4 醋酸精馏塔设计 2.4.1 生产能力的计算每生产1t食醋需酒精发酵成熟醪体积：641.7L = 0.642m3 每天生产食醋17t，醋酸精馏塔填充量70%，则每天需要醋酸蒸馏塔的总容积：17×0.642/0.70 = 15.59m3 2.4.2 醋酸精馏塔数量N的确定：若取公称容积15m3的，实际容积为17m3. N1 = ﹙15.59×8﹚／17 = 7.3 （个）若取公称容积17m3精馏塔7个若取公称容积20m3的精馏塔，实际容积为22m3. N2 = ﹙15.59×8﹚／22 = 5.6 （个）若取公称容积20m3精馏塔6个。 若取公称容积30m3的精馏塔，实际容积为32m3. N3 = ﹙15.59×8﹚／32 = 3.9 （个）若取公称容积30m3精馏塔4个。 2.5 设备结果列表为了满足生产需要，选择适合此规模要求的相应设计结果如表3 型号流量L/H 最大压力（MPa）额定压力（MPa）最高温度（℃）电机功率（Kw）外形尺寸（长*宽*高）单价（元）厂家公称容30m3 1500 60 50 80 37 1605*1200*1585 20000 上海联环生物设备有限公司结论醋酸生产工艺流程：薯干(或碎米、高粱等)→粉碎→加麸皮、谷糠混合→润水→蒸料→冷却
目录 中文摘要、关键词................................................. I 英文摘要、关键词................................................ II 引言.. (1) 第1章绪论 (2) 1.1 醋酸乙烯的理化性质 (2) 1.2 醋酸乙烯的主要用途 (2) 1.3 醋酸乙烯的生产现状与发展趋势 (3) 1.3.1 醋酸乙烯的国内生产现状及市场前景 (3) 1.3.2 醋酸乙烯的国外生产现状及市场前景 (5) 1.4 课题要求及意义 (6) 1.4.1 课题的要求 (6) 1.4.2 课题的意义 (6) 第2章醋酸乙烯的生产技术及研究 (7) 2.1 醋酸乙烯的生产工艺方法 (7) 2.1.1 乙炔液相法 (7) 2.1.2 乙炔气相法 (7) 2.1.3 乙烯液相法 (8) 2.1.4 乙烯气相法 (8) 2.1.5 其它方法 (8) 2.2 醋酸乙烯的生产工艺选择 (9) 2.2.1 乙炔气相法和乙烯气相法的比较 (9) 2.2.2 乙炔气相法Wacker流程和Borden流程的比较 (10)
2.3.1 主反应方程式 (11) 2.3.2 主要的副反应方程式 (11) 2.3.3 醋酸乙烯合成反应原理 (11) 2.3.4 生产工艺流程示意图 (12) 第3章醋酸乙烯的物料衡算 (14) 3.1 主要的反应方程式 (14) 3.2 基础数据 (14) 3.2.1 装置的工艺数据 (14) 3.2.2 小时生产能力 (14) 3.2.3计算基础 (14) 3.2.4 原料规格 (15) 3.3各工序的物料衡算 (15) 3.3.1 乙炔工序 (15) 3.3.2 反应工序 (16) 3.3.3、分离工序 (18) 3.3.4、精馏工序 (18) 3.4醋酸乙烯生产过程物料衡算汇总 (19) 第4章醋酸乙烯的热量衡算 (21) 4.1 基础数据 (21) 4.2 反应系统的热量衡算 (22) 4.3 分离系统的热量衡算 (26) 4.4 精馏系统的热量衡算 (27) 4.4.1 精馏一塔热量衡算 (27) 4.4.2 精馏二塔热量 (28) 4.4.3 精馏三塔的热量衡算 (29) 4.5 总热量衡算汇总 (30) 第5章主要设备的工艺设计和选型 (31) 5.1 固定床反应器 (31)
年产10万吨醋酸工艺设计 第一章概述 醋酸是一种有机化合物，又叫乙酸（ethanoic acid）别名：醋酸(acetic acid)、冰醋酸(glacial acetic acid)。分子式：C2H4O2（常简写为HAc）或CH3COOH。是典型的脂肪酸。被公认为食醋内酸味及刺激性气味的来源。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，以及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. 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, 醋酸生产工艺及相关问题的研究开发正在日益加深和发展。从最初的粮食发酵, 木材干馏生产醋酸开始, 合成醋酸的工艺路线主要有乙醛氧化法、乙炔电石法、乙醇氧化法、乙烯氧化法、丁烷氧化法和羰基合成法等。这些方法都各有它的优点和缺点，在选择合成醋酸的路线时，应与当地的原料资源情况密切联系起来，因地制宜，按醋酸用量的大小，工业技术条件等作综合的平衡. 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，其次对整个工艺过程进行物料和能量衡算，然后对其中的单元设备——精馏塔进行设备设计，最后对此进行经济效益分析. 1.1 醋酸生产的历史沿革 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。[1]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，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.[2]早期的乙醛来自粮食、糖蜜发酵生成的乙醇的氧化，1928年德国以电石乙炔进行水合反应生成乙醛，是
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：醋酸、冰醋酸。分子式：C2H4O2（常简写为HAc）或CH3COOH。是典型的脂肪酸。被公认为食醋内酸味及刺激性气味的来源。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，以及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1957～1959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
1 绪论 1.1 概述 1.1.1醋酸乙烯的理化性质 醋酸乙烯（Vinyl acetate，简称V Ac），全称为醋酸乙烯酯，分子式C4H6O2,结构式是CH3COOH=CH2,分子量86.09。在常温下醋酸乙烯是一种无色透明液体，易挥发、稍有毒性、带有特殊的气味，对人的眼睛和皮肤有刺激作用。它的蒸汽为湿麻醉剂，能刺激皮肤及呼吸器官。醋酸乙烯能与水部分互溶，与甲醇、乙醇等形成共沸物，能与苯、水形成三元恒沸物[1]。醋酸乙烯的熔点-92.3℃，沸点72.2℃，相对密度0.9317，折射率1.3953，闪点-1℃，爆炸极限2.6～13.4 (V%)，能溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、四氯化碳等有机溶剂，不溶于水[2]。 醋酸乙烯是不饱和的羧酸酯，由于分子内存在不饱和双键及羧基，化学性质活泼，能够发生聚合反应、加成反应、水解反应、乙烯基转移反应、氧化反应等化学反应[2]。 1.1.2醋酸乙烯的主要用途 醋酸乙烯是一种重要的有机化工原料，在实际应用中，它通过自身聚合或与其它单体共聚，可以生成聚乙烯醇（PVA）、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液（VAE）或共聚树酯（EVA）、聚醋酸乙烯（PVAc）、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物（EVC）、聚乙烯醇缩甲醛、乙烯-乙烯醇（EVOH）、氯醋共聚物（VC/VAc）和聚丙烯腈变性体等衍生物[3]。 1.2醋酸乙烯的生产现状 1.2.1醋酸乙烯的国外生产现状 加拿大人F.Klatte在1912年首次发现V Ac，后来这一发现发展成乙炔液相法技术。1921年德国Consortium fur Electrochemische Industrie公司开始工业化生产V Ac，即用乙炔气相法技术[4]，这拉开了VAc工业生产的序幕。V Ac工业历经近百年发展，技术已经非常成熟，尤其是第二次世界大战后各国对V Ac的需求大幅度上升促进了V Ac的生产得到快速的发展。世界V Ac的产地主要集中在北美、西欧和亚洲，这三个地区的产能和产量均占世界的80%以上。据ICIS统计，2008年全球V Ac生产
毕业设计（论文） 任务书 题目名称醋酸的生产工艺 审题人（指导教师） 题目性质□√真实题目□ 虚拟题目 学生学号指导教师 学生姓名 专业名称精细化学品生产技术技术职称教授/副教授/讲师 学生院系化学工程学院 学生层次高职专科 2012年11月02日 云南广播电视大学 云南国防工业职业技术学院 毕业设计说明书 作者: 学号： 学院: 化工学院
专业: 精细化学品生产技术 题目: 醋酸的生产工艺及制备 指导者： 评阅者： 2012年12月 摘要 本设计主要是，通过不同的制取方法了解它们各自的制备及生产工艺。从而寻找出较好的制取醋酸的生产工艺。培养人们积极探索客观事物之间存在的联系，能更好的运用他们来服务人类，为工业的发展，人们生活水品的提高。通过对醋酸的生产工艺以及制备的深入探索，能更好的运用现代技术去制取醋酸。从而更好地为人类制取醋酸提供了方便。也能降低产品的生产成本，从而更好的让产品服务社会，为国家的发展做出贡献。 醋酸是一种重要的基本有机化工原料，醋酸广泛用于有机合成、医药、农药、印染、轻纺、食品、造漆、粘合剂等诸多工业部门因此,醋酸工业的发展与国民经济各部门息息相关。 通过查阅资料和咨询老师，采用了乙醛氧化法的醋酸生产技术。详细的对此方法的优缺点及工艺流程进行了分析和概述，并对具体的生产过程中所使用的原料、催化剂、生产设备进行了论述。 关键词：制备；生产工艺；有机合成；醋酸；乙醛氧化。 目录 摘要 (3) 目录 (5) 第一章醋酸的结构 (5)
1.1醋酸的结构 (5) 1.2 醋酸的物理性质 (6) 1.3醋酸的化学性质 (6) (6) 1.3.2乙酸的二聚体 (8) 1.3.3化学反应 (7) 1.4醋酸的用途 (8) (8) 第二章.醋酸生产工艺 (8) 2.1 醋酸生产的历史沿革 (8) 2.2 醋酸工艺生产方法 (9) 2.3 乙醇的氧化法 (10) 2.4 乙烯的氧化法 (11) 2.5 丁烷氢化法 (11) 2.6 干代田工艺 (11) 2.7 乙醛氢化法 (11) 第三章乙醛的氧化法 (12) 3.1乙醛氧化法的工艺过程 (12) (12) 参考文献 (23) 谢辞 (25)
年产5万吨聚醋酸乙烯酯生产工艺设计
学 生 毕 业 设 计（论 文） 课题名称 年产5万吨聚醋酸乙烯酯生产工艺设计 姓 名 XXX 学 号 1008103-14 学 院 化学与环境工程学院 专 业 化学工程 指导教师 XXX 讲师 2014年06月02日 ※ ※※※※※※※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※※※※※※※※※ xxxx 届学生 毕业设计(论文)材料 （四）
XXXX大学本科毕业设计诚信声明 本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本科毕业设计作者签名： 二零一四年六月二日
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 1. 概述 (2) 1.1 产品概述 (2) 1.1.1 聚醋酸乙烯酯的概述 (2) 1.1.2 醋酸乙烯的概述 (2) 1.2 国内外聚醋酸乙烯酯生产现状与分析 (3) 1.2.1 国外聚醋酸乙烯酯生产现状与分析 (3) 1.2.2 国内聚醋酸乙烯酯生产现状分析 (3) 1.3 国内外醋酸乙烯酯的生产技术及研究情况 (4) 1.3.1 醋酸乙烯的生产工艺概述 (4) 1.3.2 聚醋酸乙烯的生产工艺概述 (7) 1.4 本人见解 (8) 1.4.1 乙炔气相法和乙烯气相法的比较 (8) 1.4.2 乙炔气相法Wacker流程和Borden流程的比较 (8) 1.4.3 乳液聚合法和其他聚合法的比较 (9) 1.5 生产所需原料 (9) 2. 聚醋酸乙烯酯生产工艺 (9) 2.1 聚醋酸乙烯酯生产的反应原理 (9) 2.1.1 醋酸乙烯合成反应原理 (9) 2.1.2 醋酸乙烯聚合反应原理 (11) 2.2 聚醋酸乙烯酯生产工艺流程简述 (11) 2.2.1 醋酸乙烯酯生产工艺流程简述 (11) 2.2.2 醋酸乙烯酯生产工艺流程简图 (12) 2.2.3 聚醋酸乙烯酯生产工艺流程简述 (12) 2.2.4聚醋酸乙烯酯生产工艺流程简图 (13)
年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精 制工段工艺设计 学院： 专业：姓名：指导老师：化学工程与工艺学号： 职称：
二○一四年五月
诚信承诺书 本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精制工段工艺设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。 本人签名： 日期：年月日
年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精制工段工艺设计 摘要 醋酸是一种重要的基本有机化工原料产品，在各行各业中有广泛的应用。本设计介绍了醋酸的一些物理性质、化学性质，用途，现状和发展状况并且对比了各种合成方法，还对工艺流程进行了简述。 本设计采用甲醇为原料，铑为催化剂，低压羰基化流程工艺。本工艺简单，原料来源广泛，污染少，安全可靠，转化率和选择率高，产品质量高。本工艺的设计重点是合成工序和精馏工序的物料衡算、热量衡算、主要设备计算和选型。同时绘制了工艺流程图和主要设备装置图。并且对于工艺进行车间布置和三废处理。 关键词: 甲醇低压羰基化物料衡算热量衡算
With an annual output of 100000 tons of low-pressure methanol carbonylation acetic acid refining process design Abstract Acetic acid is an important basic organic chemical raw material products, have been widely applied in all walks of life. This design introduces some physical properties, chemical properties, application status and development of acetic acid, and comparison of various synthetic methods, but also on the process are described. This design uses methanol as raw materials, rhodium catalyst, low-pressure carbonylation process. This simple process, wide material source, less pollution, safe and reliable, high conversion and selectivity, high product quality. The design key of this process is a material balance synthesis process and distillation process calculation, heat balance calculation, calculation and selection of main equipment. At the same time, rendering the process flow diagram and main equipment installation diagram. And workshop layout and waste treatment for process. Keywords: Methanol；Low-pressure carbonylation；material balance；heat balance
摘要 (2) 一、概述 (3) （一）醋酸生产的历史 (3) （二）醋酸的物理性质 (3) （三）醋酸的化学性质 (4) （四）醋酸的主要生产方法及比较 (5) 二、工艺流程设计 (6) (一）工艺原理 (6) （二）工艺条件 (7) （三）反应器 (8) （四）工艺流程 (8) 三、物料衡算 (10) （一）设计依据 (10) （二）氧化塔物料衡算（1,2,3，4四个塔和在一起算） (10) （三）脱低沸物塔物料衡算 (13) (四）脱高沸物塔物料衡算 (14) （五）醋酸回收塔物料衡算 (15)
摘要 醋酸，也叫乙酸、冰醋酸，化学式CH3COOH，是一种有机一元酸，为食醋内酸味及刺激性气味的来源。纯的冰醋酸（无水乙酸）是无色的吸湿性液体，凝固点为16.7℃（62℉），凝固后为无色晶体。尽管根据醋酸在水溶液中的解离能力它是一种弱酸，但是醋酸是具有腐蚀性的，其蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。 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 醋酸不仅是一种简单的羧酸，还是一个重要的化学试剂。醋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，以及很多合成纤维和织物。在家庭中，醋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，醋酸是规定的一种酸度调节剂.液态乙酸是一个亲水（极性）质子化溶剂，与乙醇和水类似。因为介电常数为6.2，它不仅能溶解极性化合物，比如无机盐和糖，也能够溶解非极性化合物，比如油类或一些元素的分子，比如硫和碘。它也能与许多极性或非极性溶剂混合，比如水，氯仿，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。 （一）醋酸生产的历史 公元前三千年，人类已经能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，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世纪有机化学工业发展，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，氧化产物组分复杂，分离费用昂贵。因此1957～1959年德国的两个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—乙醛氧化法及电石乙炔—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
石河子大学 毕业论文(设计)开题报告 题目： 甲醇低压羰基化合成醋酸(10万t/a)精制工段工艺设计 学院：化学化工学院 专业：化学工程与工艺 学生姓名：马志远 学号：2007071572 指导教师：白兰莉 职称：讲师 毕业论文(设计)起止时间： 2011年3月至2011年6月
一、本课题来源及研究的目的和意义 1. 本课题的来源为：导师自定 2. 研究的目的和意义 醋酸是一种重要的基本有机化工原料，主要用于制取醋酸乙烯单体（VCM）、醋酸纤维、醋酐、对苯二甲酸、氯乙酸、聚乙烯醇、醋酸酯及金属醋酸盐等。醋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，以及很多合成纤维和织物。在染料、医药、农药及粘合剂、有机溶剂等方面有着广泛的用途，是近几年来发展较快的重要的有机化工产品之一。然而我国目前醋酸的供求不平衡。 在醋酸的生产工艺中，甲醇羰基化法是应用最广的技术，占全球总产能的60%以上，而且这种趋势还在不断增长。以孟山都（Monsanto）/BP工艺为代表的甲醇低压羰基化法是目前工艺最成熟，最为经济，具有先进技术，原料转化率高等优点。在我国现有的醋酸生产工艺中孟山都（Monsanto）/BP己形成规模的生产。但需要特别指出的是在该工艺还存在许多诸如能耗高、转化率低等问题。为促进国内工业化生产，解决存在的技术问题。鉴于这种情况，设计一套甲醇低压羰基化合成醋酸(10万t/a)工艺装臵，以满足国民经济发展的需要。 二、本课题所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析 1、国外醋酸生产现状及市场分析
2007年世界醋酸生产能力为1168.8 万t/a，其中采用甲醇羰基化合成工艺的占66％，乙烯法约占7.2％，乙醛法约占15.3％，其他工艺占11.5％。预计未来5年醋酸需求增长速度将高于过去5年，国际醋酸缺口将进一步扩大[1]。 2、我国醋酸生产现状及市场分析 目前我国醋酸主要采用甲醇羰基化合成法、乙烯直接氧化法和乙醛法3种工艺路线。2008年我国甲醇羰基化合成法生产能力占我国醋酸总生产能力的78.0％，乙醛法占11.3％，乙烯直接氧化法占6.8％，其他占3.7％[1]。 2008年我国醋酸产量约为260.39万吨，已占全球近30％，占亚洲60％。2009年我国已成为醋酸净出口国，且出口增长趋势持续增强。随着国内竞争进一步加剧，预计未来中国醋酸及其衍生物出口量还将不断增长[1]。 3. 醋酸的生产工艺现状 现已工业化的醋酸生产技术主要有：乙醛氧化法、乙烯直接氧化法和轻油(丁烷或石脑油)氧化法、甲醇羰基化法。其中，甲醇羰基化法是应用最广的技术，占全球总产能的60%以上，而且这种趋势还在不断增长。 3.1 乙醛氧化法 乙醛氧化法分两步反应完成，首先乙烯在催化剂的作用下，在温度为100~150℃、压力为0.3 MPa的条件下反应生成乙醛；乙醛在醋酸锰催化剂的作用下，与纯氧、富氧或空气在液相条件下氧化成醋酸。由于该工艺简单，收率较高，原料来源广，因此成为60年代
' 江汉大学课程设计报告题目：年产50000吨聚醋酸乙烯酯的工艺设计— 学院：化学与环境工程学院 专业：高分子材料与工程 学号： 姓名：张攀钦 ] 指导老师：朱超
《聚醋酸乙烯酯乳液聚合课程设计》 一、本课程设计的性质、任务与目的 1. 本课程设计的性质 本课程是应用化学专业的一门实用性和技术性很强的专业课程。学生在聚合物工艺学课程后，综合运用所学的高分子化学与材料及化工原理相关知识，进行初步的聚醋酸乙烯酯合成的工艺设计。 2.本课程任务是： ①撰写简要设计说明书。 ②绘制物料流程示意图、车间平面图各一张。 ③设计并绘制聚合釜 3.本课程设计的目的 ①了解和掌握聚醋酸乙烯酯的、结构与性能，其制备过程中的基本反应类型、添加剂与材料成型工艺等内容的基础知识； ②掌握检索文献的方法； ③通过阅读文献，了解并掌握聚醋酸乙烯酯制备与设计的基本原理，并能完成聚醋酸乙烯酯的整个工艺流程。 ④通过专业课程设计使学生掌握应具备的基本高分子化工设计技能。 二、课程设计的主要内容 1.设计方案选择，对给定或选定的设计方案进行简要论述。 2.工艺计算，应完成工艺流程各过程的物料衡算，能量衡算。绘制物料流程示意图，编写物料平衡表及热量平衡表。 3.主要设备设计，在满足工艺条件的前提下，进行主要设备的选型及结构设计。 4.典型辅助设备设计选型，包括典型设备主要结构尺寸计算和设备型号规格的选定
目录 一、概述 (1) 二、工艺流程和方案的说明和论证 (1) 1、工艺流程 (1) 2、方案的说明 (2) 3、聚醋酸乙烯酯乳液聚合的工艺条件 (3) 三、物料衡算 (6) 四、热量衡算 (11) 五、聚合釜及各设备选型 (13) 六、生产车间布置 (16) 1. 要满足生产工艺要求 (16) 2. 要符合经济原则 (16) 3. 要符合安全生产要求 (17) 4. 便于安装和检修 (17) 5．要有良好的操作条件 (17) 七、对设计的评述及结论 (18) 八、参考文献 (19)