《年產(chǎn)10萬噸甲醇低壓羰基化合成醋酸精制工段工藝設(shè)計[共81頁]》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《年產(chǎn)10萬噸甲醇低壓羰基化合成醋酸精制工段工藝設(shè)計[共81頁]（81頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、年產(chǎn) 10萬噸甲醇低壓羰基化合成醋酸精 制工段工藝設(shè)計 學 院： 專 業(yè)： 化學工程與工藝 姓 名： 學 號： 指導老師： 職 稱： 二○一四年五月 XXXX 大學 2014 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 誠信承諾書 本人鄭重承諾： 本人承諾呈交的畢業(yè)設(shè)計《年產(chǎn) 10 萬噸甲醇低 壓羰基化合成醋酸精制工段工藝設(shè)計》是在指導教師的指導下， 獨立開展研究取得的成果，文中引用他人的觀點和材料，均在 文后按順序列出其參考文獻，設(shè)計使用的數(shù)據(jù)真實可靠。 本人簽名： 日期： 年 月 日 XXXX 大學 2014 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 年產(chǎn) 10 萬噸甲醇低壓羰基化合成醋酸精制工段工藝設(shè)

2、計 摘 要 醋酸是一種重要的基本有機化工原料產(chǎn)品，在各行各業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計介 紹了醋酸的一些物理性質(zhì)、 化學性質(zhì)，用途，現(xiàn)狀和發(fā)展狀況并且對比了各種合成方法， 還對工藝流程進行了簡述。 本設(shè)計采用甲醇為原料，銠為催化劑，低壓羰基化流程工藝。本工藝簡單，原料來 源廣泛，污染少，安全可靠，轉(zhuǎn)化率和選擇率高，產(chǎn)品質(zhì)量高。本工藝的設(shè)計重點是合 成工序和精餾工序的物料衡算、熱量衡算、主要設(shè)備計算和選型。同時繪制了工藝流程 圖和主要設(shè)備裝置圖。并且對于工藝進行車間布置和三廢處理。 關(guān)鍵詞: 甲醇 低壓羰基化 物料衡算 熱量衡算 I XXXX 大學 2014 屆本科生畢業(yè)設(shè)計

3、 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, chem

4、ical 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, les

5、s 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 th

6、e 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 II XXXX 大學 2014 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 目 錄 1 前言 ..................................................................

7、.......................................................................................... 1 1.1 世界醋酸生產(chǎn)概況 ........................................................................................................................... 1 1.2 國內(nèi)生產(chǎn)狀況 .......................................................

8、............................................................................ 2 1.3 醋酸的用途 ...................................................................................................................................... 2 1.4 醋酸的物理性質(zhì) ............................................................

9、................................................................... 2 1.5 醋酸的化學性質(zhì) ............................................................................................................................... 2 1.5.1 與不飽和烴的酯化反應(yīng) .....................................................................

10、................................... 3 1.5.2 醇醛縮合反應(yīng) ........................................................................................................................ 3 1.5.3 與金屬氧化物或碳酸鹽反應(yīng) ................................................................................................ 3 1.5.4

11、 分解反應(yīng) ................................................................................................................................ 4 1.5.5 酸堿性 .................................................................................................................................... 4 1.6 醋酸合成方法 .....

12、.............................................................................................................................. 4 1.6.1 輕烴液相氧化法 .................................................................................................................... 4 1.6.2 乙醛氧化法 ........................

13、.................................................................................................... 5 1.6.3 乙烯直接氧化法 .................................................................................................................... 5 1.6.4 甲醇羰基化合成法（ MC ） .........................................

14、........................................................ 5 1.6.5 乙烷選擇性催化氧化 ............................................................................................................ 6 1.6.6 甲醇羰基化制備醋酸 ................................................................................................

15、............ 6 2 物料衡算 ................................................................................................................................................... 10 2.1 合成塔的計算 ..................................................................................................................

16、............... 10 2.1.1 合成塔的物料衡算 .............................................................................................................. 10 2.2 輕組分塔的物料衡算 ......................................................................................................................11 2.3 脫水塔的物料衡算 .

17、........................................................................................................................ 12 2.4 重組分塔的物料衡算 ..................................................................................................................... 13 3 塔設(shè)備的計算 ..............................

18、............................................................................................................. 15 3.1 脫水塔（常壓精餾塔）的計算 ..................................................................................................... 15 3.1.1 進料組成 ...................................................

19、........................................................................... 15 3.1.2 平均摩爾質(zhì)量 ...................................................................................................................... 15 3.2 塔板數(shù)的確定 .........................................................................

20、........................................................ 16 3.2.1 相對揮發(fā)度 .......................................................................................................................... 16 3.2.2 最小回流比和操作操作比 ..................................................................................

21、................ 17 3.2.3 精餾段和提餾段操作方程 .................................................................................................. 17 3.2.4 塔板數(shù)計算 .......................................................................................................................... 18 3.2.5 全塔效率的確定 .....

22、............................................................................................................. 19 3.2.6 確定實際塔板數(shù) .................................................................................................................. 19 3.3 精餾塔物性參數(shù)計算 .......................................

23、.............................................................................. 20 3.3.1 操作壓力計算 ...................................................................................................................... 20 3.3.2 操作溫度 ......................................................................

24、........................................................ 20 3.3.3 平均摩爾質(zhì)量 ...................................................................................................................... 20 3.3.4 平均密度的計算 .........................................................................................

25、......................... 21 3.3.5 液面的表面張力 .................................................................................................................. 22 III XXXX 大學 2014 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 3.3.6 體積流率的計算 ...............................................................................................

26、................... 23 3.4 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 ......................................................................................................... 24 3.4.1 塔徑和高度的計算 .............................................................................................................. 24 3.4.2 溢流裝置計算 ......

27、................................................................................................................ 26 3.4.3 塔板的布置 .......................................................................................................................... 27 3.5 浮閥塔流體力學驗算 ..............................

28、....................................................................................... 29 3.5.1 氣體通過浮閥塔板的壓降 .................................................................................................. 29 3.5.2 液泛 ..............................................................................

29、....................................................... 31 3.5.3 物沫夾帶 .............................................................................................................................. 32 3.6 負荷性能圖 ........................................................................................

30、............................................ 33 3.6.1 物沫夾帶線 .......................................................................................................................... 33 3.6.2 液泛線 ......................................................................................................

31、............................ 34 3.6.3 液相負荷上限 ...................................................................................................................... 34 3.6.4 漏液線 .........................................................................................................................

32、......... 35 3.6.5 液相負荷下限 ...................................................................................................................... 35 4 熱量衡算 ...............................................................................................................................................

33、.... 38 4.1 脫水塔的熱量計算 ......................................................................................................................... 38 4.2 塔頂冷凝器熱負荷及冷卻水的用量 ............................................................................................. 39 4.3 塔底再沸器熱負荷及水蒸氣的用量 ..............

34、............................................................................... 40 5 附屬設(shè)備的計算及接管的選取 ................................................................................................................ 42 5.1 接管的選取 .........................................................................

35、........................................................... 42 5.1.1 進料管 .................................................................................................................................. 42 5.1.2 回流管 .................................................................................

36、................................................. 42 5.1.3 塔底出料管 .......................................................................................................................... 42 5.1.4 塔頂蒸汽出料管 .............................................................................................

37、..................... 43 5.2 塔高度的計算 ................................................................................................................................. 43 5.2.1 塔頂空間高度 ....................................................................................................................

38、.. 43 5.2.2 封頭 ..................................................................................................................................... 43 5.2.3 裙座 ..................................................................................................................................... 43

39、 5.2.4 塔底空間高度 ...................................................................................................................... 44 5.2.5 人孔 ..................................................................................................................................... 44 5.2.6 塔的總高度 ....

40、...................................................................................................................... 44 6 車間布置設(shè)計 ........................................................................................................................................... 45 6.1 車間布置設(shè)計重要性 ..........

41、.......................................................................................................... 45 6.2 車間生產(chǎn)要求 ................................................................................................................................. 45 6.3 車間安全要求 .................................

42、............................................................................................... 45 6.4 車間發(fā)展要求 ................................................................................................................................ 45 7 三廢”處理和安全事項 ...........................................

43、................................................................................. 46 7.1 廢水 ............................................................................................................................................... 46 7.2 廢氣 ....................................................

44、........................................................................................... 46 7.3 廢渣 ............................................................................................................................................... 46 7.4 安全事項 ........................................

45、................................................................................................ 46 參考文獻 ...................................................................................................................................................... 47 IV XXXX 大學 2014 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 致謝 .........

46、..................................................................................................................................................... 48 附錄 ................................................................................................................................. 錯誤!未定義書簽。 V

47、 XXXX 大學 2014 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 1 前言 醋酸作為一種重要的基本有機化工原料。氯乙酸、醋酸乙烯單體、聚乙烯醇、對苯 二甲酸、醋酸酯、醋酸纖維及金屬醋酸鹽等主要的原料是醋酸。電影膠片所需要的醋酸 纖維素和木材用膠粘劑中的聚乙酸乙烯酯和很多合成纖維常用醋酸作為原料而制的。 隨 著科學發(fā)展，醋酸在科學領(lǐng)域中是一種重要有機化工產(chǎn)品。在農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、粘合 劑、有機溶劑等很多方面有著廣泛用途。 1.1 世界醋酸生產(chǎn)概況 人類最初通過酒精發(fā)酵及木材干餾而獲得醋酸。在 1911 年德國建成了全球首套乙 醛法醋酸裝置。 1952 年 Celanese 公司在美國開發(fā)了更高級的

48、低碳烷烴氧化生產(chǎn)醋酸的 方法。60 年代乙烯—乙醛—醋酸工藝獲得快速發(fā)展， Hoechst-Wacker 公司開發(fā)了乙烯 直接氧化制乙醛的工藝。 1960 年德國 BASF公司相繼開發(fā)了甲醇高壓羰基合成醋酸技術(shù)， 但是這種技術(shù)操作壓力高和副產(chǎn)物多，再加上產(chǎn)品精制復雜等原因而沒有得到推廣。 1968 年，這是醋酸工業(yè)一次劃時代飛躍的一年，因為美國公司 Monsanto成功研發(fā)了甲 醇低壓羰基合成醋酸的工藝， 并成功于 1970年每年 13.5 萬噸的工業(yè)化生產(chǎn)裝置在 Texas 建成。1983年 Holcon/Eastman 公司成功開發(fā)了醋酸醋酐聯(lián)產(chǎn)技術(shù)并且建成了每年 22.5

49、萬噸醋酐生產(chǎn)裝置。 1997 年日本成功開發(fā)了乙烯直接氧化制醋酸的工藝并且建成了每年 10 萬噸的裝 置。目前，世界上乙烯直接氧化法，乙醛氧化法，甲醇低壓羰基合成法裝置能力分別占 總生產(chǎn)能力的 15％、25％和 60％。世界上最大的五大醋酸生產(chǎn)商分別是 BP 公司， Milleni-um 公司，Celanese 公司，Acetex 公司和 Daicel 公司。 它們擁有的生產(chǎn)能力大 概占總生產(chǎn)能力的 80％，并且有增加的趨勢。 1998 年全球生產(chǎn)能力能達到 758.8 萬噸， 其主要分布在北美 39.2％、亞洲 30.1 ％、西歐 21.0 ％、東歐 6.3 ％、南美洲及其他地

50、 區(qū)為 3.3 ％。2002 年能擴大到 890 萬噸，新增的裝置能力主要集中 Celanese 公司、BP 公司以及東南亞地區(qū)。 世界上最大的生產(chǎn)醋酸大國是美國， 1998年生產(chǎn)能力能達到每年 250 萬噸。四大醋酸生產(chǎn)廠是 Sterling ，Millennium ，Eastman和Celanese 公司。其中 世界上最大的生產(chǎn)裝置是 Celanese 公司在 Texas 州的 Clear lake 裝置。生產(chǎn)方法是甲 醇羰基化法， 經(jīng)過兩年的擴產(chǎn)， 生產(chǎn)能力已達每年 100 萬噸。1998 年西歐地區(qū)生產(chǎn)能力 已超過每年 150萬噸。并且 BP公司是該地區(qū)最大的生產(chǎn)廠商， 該公

51、司在 1998年底在 Hull 地區(qū)裝置能力能達到每年 67.5 萬噸。2000年整個西歐地區(qū)裝置能力大概在每年 172 萬 噸。1998 年日本的生產(chǎn)能力能達到每年 70 萬噸。日本三大著名醋酸生產(chǎn)廠商是昭和電 工，協(xié)同醋酸，大賽格。乙烯直接氧化法制醋酸的裝置是 1997 年昭和電工投產(chǎn)的每年 1 XXXX 大學 2014 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 10 萬噸，也是全世界唯一的一家。 1.2 國內(nèi)生產(chǎn)狀況 1953 年，乙醇—乙醛—醋酸工業(yè)生產(chǎn)裝置首次在上海建成。 后來乙醇為原料的中型 醋酸裝置相繼建成。 1958 年，電石—乙炔—乙醛生產(chǎn)裝置在吉化公司建成。 70 年代到 80

52、 年代末，一些企業(yè)利用乙烯為原料生產(chǎn)乙醛的技術(shù)， 四套乙烯—乙醛—醋酸裝置被自 行設(shè)計而成， 在我國當時緩解醋酸需求起了很大的作用。 1996年，是我國醋酸工業(yè)進入 一個發(fā)展的新時期的一年， 我國引進 Monsanto/BP技術(shù)建成了第一套甲醇低壓羰基化制 醋酸裝置。1997 年我國利用自主研發(fā)的甲醇羰基化技術(shù)建成了每年生產(chǎn)十萬噸的醋酸裝 置。1998 年，每年生產(chǎn) 18 萬噸羰基合成醋酸裝置在四川建成并投產(chǎn)使用。 目前醋酸生產(chǎn)裝置超過 90多套，實際生產(chǎn)能力大概有每年生產(chǎn) 1200萬噸。其中甲 醇低壓羰基化裝置有 3 套，實際生產(chǎn)能力大概有每年有 35 萬噸。乙烯—乙醛—醋酸裝

53、 置有四套實際生產(chǎn)能力大概有 44.5 萬噸每年。還有一部分是乙醇—乙醛—醋酸裝置。 1998 年比 1997 年增長 11.7﹪。 1.3 醋酸的用途 醋酸作為一種重要的有機化工原料，它可以衍生出幾百種下游產(chǎn)品，比如醋酐，對 苯二甲酸，醋酸纖維，聚乙烯醇，醋酸酯以及金屬醋酸鹽。醋酸常用于基本有機合成、 農(nóng)藥、醫(yī)藥、食品、印染、造漆等行業(yè)。所以醋酸工業(yè)的發(fā)展與國民經(jīng)濟息息相關(guān)。最 初工業(yè)上合成乙酸的原料是糧食，然后是木材、煤炭、礦石、天然氣。石油和煤炭是現(xiàn) 在工業(yè)工藝主要采用的原料。 1.4 醋酸的物理性質(zhì) 表 1.1 醋酸的物理性質(zhì) 熔點 16.6℃ 相對密度 1.049

54、2 沸點 117.9℃ 爆炸極限 上限 4.0v％ 下限 17.0v％ 折射率（ 20℃） 1.3718 溶解度 能溶水，乙醇等 閃點 39℃ 蒸汽壓（ 20℃） 1.50kpa 比熱容（ 20℃） 2.01kJ/（kg·℃） 粘度 （20℃） 1.22cp 蒸發(fā)潛熱 kJ/kg 60℃ 880 表面張力（ 20℃） 29.58 80℃ 812 0.0994 醋酸又叫乙酸，是一種有機物又是典型的脂肪酸。分子式： C2H4O2（常簡寫為 HAc） 或 C H3COO。H相對分子質(zhì)量為 60.06 ，純的醋酸具有強烈的刺激氣味和強腐蝕性， 并為無 色水狀液體。吃用醋的主要成分是

55、醋酸，故得名醋酸。大部分高純度醋酸在低于 16 度 時可以凝結(jié)成片狀晶體，所以也被稱為冰醋酸。另外醋酸蒸汽易著火，并且能夠和空氣 2 XXXX 大學 2014 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 在一定條件下形成爆炸性混合物。強的吸濕性也是冰醋酸的一個性質(zhì)，水的含量每增加 0.1 %凝固點就降低 0.15 ％左右。根據(jù)這性質(zhì)，可以有以下物理性質(zhì)。 1.5 醋酸的化學性質(zhì) 根據(jù)有關(guān)資料顯示， 醋酸屬于典型的脂肪族一元羧酸并具有一元酸的所有典型化學 性質(zhì)。羧基和烷基是醋酸分子結(jié)構(gòu)所具有的。 CH 3COOH+R→OHCH3COOR+2OH 這是酯化反應(yīng)并且生成等分子的水。在反應(yīng)過程中生成的水會減

56、慢反應(yīng)的速度。為 了減少對反應(yīng)速度的影響通常在反應(yīng)過程中加入過量的醋酸。另外采用共沸蒸餾法，既 能除去水，也能達到加快反應(yīng)速度和加大反應(yīng)進程的目的。實際操作中，為了更好地控 制反應(yīng)速度，通常采用電導率法測定反應(yīng)系統(tǒng)中的水濃度。在實際工業(yè)生產(chǎn)中，酯化反 應(yīng)的催化劑一般使用無機酸和有機酸，比如磷酸，高氯酸和硫酸等。在特定條件下非酸 性的鹽類、金屬和金屬氧化物也可以作為反應(yīng)得催化劑，比如絲光沸石、 Y 分子篩等。 在生產(chǎn)工業(yè)中正丁醇與乙酸的酯化反應(yīng)用到的催化劑一般是氯化鈷。 1.5.1與不飽和烴的酯化反應(yīng) 醋酸酯大多是仲醇或者叔醇類，生成醋酸酯一般是由醋酸和烯烴反應(yīng)生成。醋酸和 丙

57、烯反應(yīng)生成異丙酯；和異丁烯反應(yīng)生成醋酸叔丁酯。但反應(yīng)中催化劑不一樣，產(chǎn)物也 不一樣，如加入鉑等貴金屬催化劑，以上反應(yīng)產(chǎn)物會變成不飽和酯。 1.5.2醇醛縮合反應(yīng) 在有催化劑的存在下，醋酸和甲醛能發(fā)生縮合反應(yīng)生成丙烯酸。 ( 一般使用負載氫 氧化鉀的硅膠為催化劑 ) H 3COOH+HC→HOCH2=CH-COOH2+OH 該縮合反應(yīng)的單程轉(zhuǎn)化率在 50％—60％之間和收率可達到 80％—100％. 但是這種 工藝路線的能耗比較多，所以沒有進一步工業(yè)化應(yīng)用。 1.5.3與金屬氧化物或碳酸鹽反應(yīng) 醋酸是一種弱酸并具有酸性物質(zhì)的一般化學性質(zhì)，能與金屬氧化物、碳酸鹽反應(yīng)生 成醋酸鹽

58、。其反應(yīng)速度大于大部分有機酸，但小于硫酸、鹽酸這種強酸。醋酸的水溶液 對于許多金屬是有腐蝕性的。 3 XXXX 大學 2014 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 1.5.4分解反應(yīng) 醋酸燃燒后生成二氧化碳和水。在高溫下，濃硫酸可使醋酸脫水炭化生成二氧化碳 和少量二氧化硫。在 227℃、低壓和 PC催化劑存在條件下，醋酸可以分解得到乙烯酮、 甲烷、二氧化碳等產(chǎn)物。干燥的醋酸經(jīng)蒸餾就能生成醋酸酐，一般條件下沸騰 7 小時就 能達到平衡，如果加入酸性催化劑，則平衡就縮小為 20 分鐘。生產(chǎn)醋酸酐的工業(yè)方法 之一是醋酸經(jīng)乙酸酮合成醋酸酐。在一定條件下，醋酸分子脫去— COOH放, 出去 C O2，所

59、 以成為脫羧反應(yīng)。 1.5.5酸堿性 醋酸是一價弱酸，常溫下醋酸在水中的解離常數(shù)是 pKa=4.76。常用于水中的極弱的 堿的定量分析。醋酸鹽就是醋酸與金屬氧化物和氫氧化物反應(yīng)生成。醋酸的粗品焦木酸 經(jīng)與石灰石中和并生成氧化鈣的醋酸鹽。一些非常強的酸，可作為醋酸醋化反應(yīng)的催化 劑，如超強酸，在醋酸中仍表現(xiàn)出超強性。醋酸具有酸的一般性質(zhì)，因為醋酸在水溶液 中能離解出氫離子而顯酸性。醋酸與強堿，金屬氧化物反應(yīng)生成鹽和水。 由于醋酸中羰基碳原子與氧原子相連， 所以 O與 C=O之間存在 P-π共軛效應(yīng)， 從而 O-H鍵極性增大而呈現(xiàn)酸性；C-O鍵為極性鍵，所以發(fā)生取代反應(yīng)中 -OH

60、被其他基團取代； 因為羰基的吸電子作用導致烴基上的 a-H 原子被其他基團取代后而生成取代酸。 醋酸常 參加的反應(yīng)有：①脫酸反應(yīng) ②α- 氫的鹵代反應(yīng)：主要是在 P、S、I 2 或者光照的催化下 能被 CI2、Br2取代。 ③酸性和成鹽反應(yīng)。 ④還原反應(yīng)， 在強還原劑下可將其還原成伯醇。 1.6 醋酸合成方法 經(jīng)過幾十年的法展，醋酸工業(yè)大概形成八種工藝路線。工藝路線有：醋酸—醋酐— 醋酸甲醋聯(lián)產(chǎn)，乙醛氧化法，輕烴液相氧化法，乙烷直接氧化法，天然氣經(jīng)非合成氣氧 化法，甲醇拔基合成法，乙烷選擇性催化氧化等。 1.6.1輕烴液相氧化法 輕烴液相氧化法又被稱為丁烷氧化法或直接氧化法，

61、主要原料為正丁醇和石腦油。 在催化劑存在條件下，石腦油（正丁烷）與氧化劑進行氧化反應(yīng)生產(chǎn)醋酸。壓力控制在 5.0MPa左右，溫度控制在 170—200℃之間。反應(yīng)收率就在 75﹪—80﹪之間。原理如下： C4H10+2.5O2 →2CH3COOH+2OH 其工藝流程如下： 空氣與原料在噴射式連續(xù)塔的液相中進行反應(yīng)。在氣液分離器中反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷卻后 4 XXXX 大學 2014 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 分離液相 ( 主要為醋酸和水 ) 和氣相（未反應(yīng)的原料） 。液相組分再經(jīng)分離器后分離出低 沸點產(chǎn)物，然后再次氧化為醋酸，再經(jīng)過脫水，精餾后就可得到成品醋酸。但是，該工 藝的缺點是副產(chǎn)物

62、多、機理復雜、設(shè)備腐蝕嚴重。 1.6.2乙醛氧化法 最早實現(xiàn)氧化法工藝是乙醛氧化法。原料乙醛來源主要有兩種：一種是乙烯水合制 取乙醛；另外是輕石腦油或丁烷氧化而制得。 在催化劑的存在下， 反應(yīng)條件一般為 55atm 和 150℃時，乙醛能與氧化劑反應(yīng)生產(chǎn)醋酸。其反應(yīng)原理如下： C H3CHO+2O→2CH3COOH 但是這種生產(chǎn)工藝的缺點是：催化劑難取，產(chǎn)品單耗大，并且催化劑毒性對環(huán)境污 染比較嚴重。 1.6.3乙烯直接氧化法 日本昭和電工株式會社開發(fā)的專利技術(shù)就是乙烯直接氧化法。 1997年在日本建成了 第一套運用該技術(shù)的生產(chǎn)裝置，并投產(chǎn)使用。該工藝是采用一步法氣相工藝把

63、乙烯直接 氧化成醋酸而不需要經(jīng)過乙烯轉(zhuǎn)為乙醛的步驟。 在催化劑存在條件下， 其反應(yīng)原理如下： C2H4+O2 →2CH3COOH 這種工藝的好處是：選擇性高，工藝簡單，收率高，三廢少。是一種清潔生產(chǎn)工藝。 1.6.4甲醇羰基化合成法（ MC ） 目前用最廣泛的工藝方法是甲醇和一氧化碳生成醋酸。而且根據(jù)反應(yīng)條件不同又分 為低壓法和高壓法這兩種工藝。這兩種工藝都依賴催化劑體系并且生產(chǎn)工藝原理相似。 1960 年 BAsF公司完成投產(chǎn)高壓法的使用，但是由于很多缺點的存在：投資耗能大，產(chǎn) 品精制復雜，副產(chǎn)物多，反應(yīng)條件苛刻等，這種方法已全部停止使用。目前低壓甲醇羰 基化合成法主要用于

64、新建的醋酸生產(chǎn)裝置并投產(chǎn)使用。 低壓法反應(yīng)工藝主要有 eelanese 的 AoPlus 工藝，BPeativa 工藝和孟山都工藝，但由于催化劑存在回收難和價格高的缺 點，工藝的改進和催化劑的創(chuàng)新仍在進行中。催化劑的研究開發(fā)對低壓法工藝的研究有 重要的意義。主要是有兩個方面：一方面是開發(fā)穩(wěn)定性好，相對便宜和催化劑效率高的 新式催化劑；另一方面是對現(xiàn)有的老式催化劑改良；第二個方向是對現(xiàn)有的工藝流程改 進，主要是針對低壓甲醇撥基法各個階段的特點開發(fā)和優(yōu)化成各具有特色的流程；第三 個方向是針對現(xiàn)在裝置的挖潛改造及設(shè)備的強化，主要方法是改善系統(tǒng)平衡條件、改良 催化劑、提升設(shè)備能力；還有運

65、用新設(shè)備及新材料和進一步純化產(chǎn)品等。 5 XXXX 大學 2014 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 1.6.5乙烷選擇性催化氧化 乙烷選擇性催化氧化法被聯(lián)合碳化物公司品牌聯(lián)合碳化物公司開發(fā)，同時又稱為 Ethoxene 工藝。該工藝主要是將乙烷和乙烯的混合物催化氧化制取醋酸。 該生產(chǎn)工藝主 要特點是：操作條件簡單、選擇性好，但是副產(chǎn)物多。 1.6.5.1醋酸—醋酐—醋酸甲醋聯(lián)產(chǎn)工藝 在醋酐撥基合成工藝的基礎(chǔ)上英國公司進行了新的工藝改進并提出了甲醇生產(chǎn)醋 酐聯(lián)產(chǎn)物的工藝流程。該工藝流程主要是利用醋配與甲醇反應(yīng)制得醋酸甲醋。然后再進 行撥基化反應(yīng)，從而合成醋配聯(lián)產(chǎn)醋酸。該工藝的主要優(yōu)勢是：工

66、藝調(diào)節(jié)方便、反應(yīng)速 率高、產(chǎn)品線豐富、原料獲取方便等。 1.6.5.2乙烷直接氧化制醋酸工藝 乙烷直接氧化制醋酸工藝是被沙特基礎(chǔ)工業(yè)（ sABIC）公司開發(fā)，其原理是乙烷催 化氣相氧化制取醋酸。其反應(yīng)式： C2H6+3/2O2 →C H3COOH +2HO 該工藝的主要優(yōu)勢：催化劑性能穩(wěn)定、轉(zhuǎn)化率高、選擇性高、運行費用低。 1.6.5.3天然氣經(jīng)非合成氣制醋酸工藝 最近提出的一項新的專利技術(shù)是天然氣非經(jīng)合成氣制醋酸工藝。流程是甲烷經(jīng)非合 成氣過程制的醋酸、二甲醚和甲醇。反應(yīng)式如下： 2CH4+2HBr+O2 → 2CH3Br+2H2O C H4+O2 →CO+H2+H2O C H3Br+H2O+CO→C H3COOH+HBr 該流程主要優(yōu)勢是：轉(zhuǎn)化率高、工藝危險性低、副產(chǎn)物少、原料性質(zhì)溫和。 1.6.6甲醇羰基化制備醋酸 1.6.6.1甲醇羰基化法 甲醇羰基化法就是以甲醇和 CO為原料經(jīng)過羰基化合成醋酸。該法主要的優(yōu)點是： 副產(chǎn)品少，原料路線多樣化，以煤焦、天然氣和重油為基本原料，特別適用于煤化工， 三廢少，并且壽命長，用量少，催化劑活性高，易于處理