齐齐哈尔大学化学工程与工艺专业毕业设计论文(20万吨甲醇羰基化法醋酸车间醋酸精馏工段)
醋酸的工艺设计范文
醋酸的工艺设计范文醋酸工艺设计是指将乙醇通过化学反应转化成醋酸的过程。
下面是一个关于醋酸工艺设计的详细介绍，包括原料准备、反应过程、分离和纯化以及工艺优化。
一、原料准备醋酸的原料主要是乙醇和氧气。
乙醇可以通过发酵食用醋、糖蜜或乙烯水合制备。
氧气可以通过空分设备从空气中分离得到。
同时，还需要添加催化剂如钯或钼，以加速反应速率。
二、反应过程醋酸的制备主要通过催化剂催化氧化乙醇得到。
反应的主要反应式为：C2H5OH+O2->CH3COOH+H2O反应过程一般分为液相反应和气相反应两个阶段。
液相反应是指在液体溶剂中进行反应，而气相反应是指在气体相中进行反应。
液相反应的工艺一般包括乙醇酯化、逆向酯化、氧化和解酯四个步骤。
乙醇首先与醋酸反应生成乙酸乙酯，然后通过逆向酯化反应将乙酸乙酯分解成乙醇和醋酸。
之后，将乙醇溶液分解成氢气和醋酸。
最后通过解酯反应将乙酸乙酯分解成乙醇和醋酸。
气相反应的工艺一般包括醇能力低温蒸馏和氧化反应两个步骤。
首先，在低温下将乙醇与氧气通过反应器进行反应，然后通过低温蒸馏将产物纯化得到醋酸。
三、分离和纯化得到的醋酸产物需要经过一系列的分离和纯化操作来提高纯度。
这包括蒸馏、萃取、结晶、吸附等过程。
蒸馏是最常用的分离纯化方法。
通过在适当的温度和压力下对混合物进行蒸馏，通过液体与气体之间的相互转移来分离各组分。
萃取是利用溶剂来分离混合物的方法。
在醋酸制备中，可以使用较低熔点的醋酸与乙醇的混合物进行萃取，并通过升华或蒸馏将目标物质分离出来。
结晶是将溶解在溶液中的物质通过冷却或加入合适的溶剂浓缩，使其结晶沉淀出来，并用过滤或离心等方法分离出固体。
吸附是利用固相材料对混合物的吸附性选择性来进行分离的方法。
将混合物通过填料床或鼓风干燥机等设备进行吸附分离。
四、工艺优化为了提高醋酸的产率和纯度，工艺优化是必不可少的。
工艺优化包括反应条件的选择、催化剂的选择、反应器的优化等。
反应条件的选择包括反应温度、反应压力、反应时间等。
年产 20 万吨乙酸车间工艺设计
审阅 4、2019.05.06.～ 2019.05.17. 修改、完善论文并装订成册 5、2019.05.20.～ 2019.05.24. 准备毕业设计答辩相关事宜、完成答辩
必读参考资料： 1、 黄仲九，房鼎业. 化学工艺学[M]. 北京：高等教育出版社，2011. 2、 中国石化集团上海工程有限公司. 化工工艺设计手册（上）[M]. 北京：化学工业出版社， 2003. 3、 中国石化集团上海工程有限公司. 化工工艺设计手册（下）[M].北京：化学工业出版社， 2003. 4、 周莺，尹新，等. 乙酸生产现状与市场分析[J].化学工业与工程技术，2003，2：27-31. 5、 徐翠珍. 由甲醇与一氧化碳液相羰基化生产乙酸[J].石油化工，2004，2：192.
年产 20 万乙酸车间工艺设计
设计（论文）主要内容： 本次毕业设计以涉及乙酸生产的相关文献报道为主要设计依据，结合毕业实习中积累的相关工
业生产知识，如生产工艺流程、控制点、“三废”处理工艺、主要生产设备的布置、技术安全措施、 卫生要求、管道连接方式等，同时参考生产现场主要生产设备的操作规程、技术管理方法、主要操 作工序、操作条件等，完成设计任务。
某20万吨-年醋酸项目总图设计分析
某20万吨/年醋酸项目总图设计分析摘要：本文介绍了某20万吨/年醋酸项目在总图设计过程中所需要解决的问题，并分析了本项目总图设计的优缺点，总结了类似项目设计需要注意的事项。
关键词：场地、通道、台阶某20万吨/年醋酸项目的特点及概况本项目工艺装置较少，但辅助设施配套完备。
工艺装置仅为co制备装置、醋酸装置及中间罐区，储运及辅助设施包括成品罐区及装车台、循环水站、消防水站、空压冷冻站、综合仓库、焚烧及火炬、变电所、综合楼、浴室及食堂等。
本项目周围情况复杂。
场地北侧紧邻厂外公路，厂外公路的另外一侧为某化肥厂；化肥厂紧邻厂外公路一侧为废弃库房等建构筑物。
场地西侧隔条围墙紧邻一焦化厂，焦化厂靠近围墙一侧建构筑物较多，从北向南有总变电站（110kv）、煤气气柜（10000m³）等工艺设施；场地南侧为某化机厂的库房及辅助用房；场地东侧紧邻一条自然沟壑，为自然林地和农田。
场地北部紧邻厂外公路有一条从变电站引出的高压线路，跨越厂外公路。
高压线线塔高28米。
（详见附图。
）场地自然地形复杂。
拟建厂区场地周围均已修建砖砌围墙，场地地形由东北向西南倾斜，高差较大，场地海拔高程在1977.77～1991.21之间，高差约13.5米。
该地地貌属喀斯特溶蚀地貌。
场地南北长400米，自然坡度3.4%；场地从东北向西南有一条自然冲沟，沟宽30米，沟深2-7米。
东西向相对高差变化较小。
土地使用现状本项目围墙内用地约12.0公顷。
场地东北角靠近厂外公路有少量民宅需要拆迁，场地内无需拆迁建构筑物。
设计思路及总图布置方案总平面及竖向布置原则1）满足工艺流程需要，符合卫生、安全、防火要求，便于生产管理。
2）结合厂址自然地形和周围的环境，合理组织运输，厂内交通通畅，对外联系便利。
3）充分利用地形，建构筑物尽量合并集中布置，经济、合理的利用土地。
4）因地制宜，充分利用并合理改造地形，使场地设计标高与自然地形相适应，在满足工艺、运输、检修维修对场地竖向要求的前提下，尽量减少土石方工程量。
年产20万吨甲醇低压羰基化制醋酸工业设计_毕业设计(论文)
年产20万吨甲醇低压羰基化制醋酸工业设计摘要醋酸，又名乙酸，作为一种应用广泛的重要化工原料，醋酸主要被用于合成乙酸乙烯醋的单体VAM、合成乙酸醉的原料及生产精制对苯二甲酸(PTA)的溶剂等。
自20世纪70年代美国Monsanto(孟山都)公司首创低压拨基合成醋酸工艺后，此方法已成为世界生产醋酸的主要方法。
甲醇低压碳基合成醋酸工艺确立了碳一化学含氧化合物的产业优势，从此，醋酸及其衍生物的工艺和技术创新成为研究人员研究的发展方向。
甲醇低压羰基化法合成醋酸工艺主要包括CO造气和醋酸生产两部分。
造气工段主要包括造气、预硫、压缩、脱硫脱碳工序，醋酸生产又可分为反应工序和精制工序。
反应工序包括：预处理、合成、转化等工段；精制工序包括：蒸发、脱轻、脱水、提馏、脱烷、成品等工段。
关键词：醋酸；甲醇；合成AbstractAcetate, also known as ethanoic acid, is widely used as a kind of important chemical raw materials, acetic acid is mainly used for vinyl acetate synthesis V AM vinegar of monomer, synthesis of acetic acid raw materials and production of purified terephthalic acid (PTA) solvent, etc.Since the 1970 s the United States Monsanto, Monsanto company pioneering low-pressure dial base acetate synthesis process, the main method of this method has become the world's production of acetic acid.Methyl acetate synthesis low carbon technology established a carbon chemical oxygen containing compound industry advantage, since then, technology and technical innovation of acetic acid and its derivatives become the development direction of researchers. Low pressure methanol carbonylation synthesis of acetic acid process mainly includes CO gasification and acetic acid production of two parts.Gasification process of sulfur mainly includes gasification, and compressed, the decarburization desulfurization process, acetic acid can be divided into the reaction process and refining production process.Reaction process includes: pretreatment, synthesis, transformation section, etc.Refining process including: evaporation, light, dehydration, stripping section, alkanes, finished products, etc.Key words: acetic acid; Methanol; synthetic目录第一章引言 (1)1.1 醋酸性质和用途 (1)1.1.1 醋酸的物理性质 (1)1.1.2 醋酸的化学性质 (1)1.1.3 醋酸的用途 (3)第二章醋酸合成方法概述 (4)2.1 生产 (4)2.1.1 世界醋酸生产概况 (4)2.1.2 国内生产状况 (5)2.2 醋酸合成方法 (5)2.2.1 轻烃液相氧化法 (5)2.2.2 乙醛氧化法 (6)2.2.3 乙烯直接氧化法 (6)2.2.4 甲醇羰基合成法(MC) (6)2.2.5 乙烷选择性催化氧化 (7)2.2.6 醋酸一醋酐一醋酸甲醋联产工艺 (7)2.2.7 SABIC乙烷直接氧化制醋酸工艺 (7)2.2.8 天然气经非合成气制醋酸工艺 (8)第三章甲醇羰基化制备醋酸 (9)3.1 甲醇羰基化制备醋酸 (9)3.1.1 甲醇羰基化法 (9)3.1.2 甲醇羰基化法分类 (9)3.2甲醇羰基化法的改进 (9)3.2.1甲醇低压羰基化法的改进 (9)3.3用于低压甲醇碳基化法制醋酸的催化剂 (10)3.4甲醇低压羰基化制醋酸工艺流程 (10)3.4.1流程说明 (11)第四章 Aspen模拟软件简介 (12)第五章甲醇低压羰基化制醋酸合成计算 (13)5.1合成塔计算 (13)5.1.1 合成塔物料衡算 (13)5.2.1物料衡算 (16)5.2.2 塔板数的确定 (17)5.2.3 精馏塔物性参数计算 (20)5.2.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (23)5.2.5 塔板主要工艺尺寸计算 (25)5.2.6 塔板流体力学演算 (28)5.2.7 塔板负荷性能图 (31)第六章 aspen软件模拟...................................... 错误！未定义书签。
20万吨醋酸工艺技术方案
20万吨醋酸工艺技术方案
一、工艺流程介绍
1.燃料及原材料准备
主要原材料有乙醇和硫酸，硫酸用沸石或大豆胶聚硫酸钙催化反应，
燃料主要为石油系列，如汽油、煤油等，也可用天然气及液氨等燃料。
2.反应过程
硫酸和乙醇在等温情况下反应，反应产物为醋酸，同时也产生一定量
的蒸汽，热量随温度的升高而增加，反应温度一般选择120℃—150℃时
可达最高反应率。
反应过程中，反应池内的气态物料经不定向搅动机均匀
混合，加热以提高反应温度，加压以增大反应范围，经催化剂加速，反应
池内的乙醇、硫酸及水混合物迅速反应，总体反应温度有时扩大到200℃
以上，以加快反应速度，减少反应池体积，提高反应效率。
3.蒸馏精制
反应产物液体经分段式蒸馏馏分，使用复式、三相、四相或两相蒸馏
精制，从而达到醋酸分离要求，同时醋酸含水量由原来的20％降低到＜
0.1％。
4.净化处理
醋酸的净化处理一般结合过滤净化和干式净化两种方式，过滤净化时，将醋酸液体经过滤膜将其中的微细颗粒污染物等滤除，以达到净化的目的；。
年产20万吨醋酸车间设计
• 选题目的及意义 • 工艺路线确定 • 物料、热量衡算 • 主体设备的设计 • 致谢
选题目的及意义
➢ 醋酸是最重要的有机酸之一，有机化工原料之一，在有机化学 工业中处于重要地位。
➢ 醋酸可作调味剂、酸味剂、增香剂。如可生产合成食用醋。 ➢ 每年醋酸的工业需求持续增长。
工艺路线的确定
➢乙醇氧化法--工艺陈旧，生产规模小，原料和动力消耗高。 ➢乙烯氧化法---原料和动力消耗高，技术经济上缺乏竞争性。 ➢巴斯夫高压法--相应压力高，原料消耗定额高，副反应多，工 艺复杂。 ➢乙醛氧化法--原料来源广，产率高，工艺简单具有竞争力。
T0201 脱轻组分塔
T0202 脱重组分塔
P0204 T0203
醋酸回收塔
粗醋酸
物料衡算
质量衡算主要依据质量守恒定律。 质量衡算的主要目的是为了主体设备设计，热
量衡算以及后面的车间布置做铺垫。
物料衡算
进料
原料乙醛
工业氧 工业氮 催化剂
乙醛
醋酸 水
三聚乙醛 氧气
氮气 氮气 氧气 醋酸
水 醋酸锰
总计
乙醛
三聚乙醛
醋酸锰
放
二氧化碳
空
废ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
氮气
气
氧气
乙醛
0. 38 0. 18 0. 07
质量（kg） 26120.05
157.86 417.61 54.64 96.4
91.94 20. 00 16.13 739.39 721.84 142.85 47.36
28742.84kg
热量衡算
热量衡算主要依据热量守恒定律。 热量衡算的主要目的是为了确定加热剂或冷却
剂的用量以及设备的换热面积，或可建立起进 入和离开设备的物料的热状态之间的关系
简述醋酸生产甲醇羰基化工艺中杂质的处理
简述醋酸生产甲醇羰基化工艺中杂质的处理
醋酸生产甲醇羰基化工艺中，杂质是一直存在的问题。
其中最主要的杂质是水、二甲醚、硫化氢等，这些都会对生产工艺产生负面影响。
因此，在生产过程中，需要采取一定的处理措施来减少或消除这些杂质。
首先，对于水这一杂质，通常采用气相吸附法进行处理。
由于水分对甲醇的生产有很大的影响，因此需要将空气中的水分去除。
方法是将空气通过吸附剂进行处理，通过化学反应将水分与吸附剂反应生成水合物，从而去除水分。
另外，也可以通过加压吸收法来去除水分。
这种方法主要是将甲醇气体通过一层吸收液体，在液体中，水分会被吸收并与溶剂呈现反应，从而达到去除水分的目的。
对于二甲醚这一杂质，其通常是由于催化剂过于活泼、裂化严重或弊端化等原因造成的，其去除方法主要有两种：反应分离法和蒸馏法。
前者是利用反应原料中的二甲醚或原料制造成的二甲醚对其进行反应，将二甲醚消耗掉，从而去除二甲醚。
后者则是通过蒸馏的方法，将原料中的二甲醚分离出来并去除。
另外，硫化氢等有毒气体也是醋酸生产中常见的杂质。
处理这种气体的方法，一般是采用氧化反应，将其转变成硫酸或硫酸盐。
另外，也可以通过吸收液体进行处理。
一般来说，吸收液体采用钠碱液或活性氧化铁液等，来吸收和去除硫化氢。
最后，对于整个醋酸生产过程中的杂质处理，还需要对生产设备进行清洗以及对催化剂进行回收和再利用等措施。
在生产过程中，只有尽可能降低杂质的含量，才能得到高质量的醋酸产品。
20万吨醋酸实用工艺技术设计
20万吨/年醋酸项目技术—评价报告—目录第一章产品方案及生产规模 (1)第一节生产规模 (1)1.1.1 建设规模 (1)第二节产品方案 (1)1.2.1 产品方案、规格 (1)第二章工艺技术方案 (2)第一节工艺路线选择 (2)2.1.1 原料路线确定 (2)第二节工艺概述 (2)2.2.1 概述 (2)2.2.3 生产流程简述 (3)2.2.4 主要设备的选择说明 (4)第三节技术来源对比 (6)2.3.1 技术来源 (6)2.3.2 技术发展历程 (7)第三章原、辅料规格及消耗 (8)第一节原料规格 (8)3.1.1 原料的主要技术规格 (8)第二节原、辅料及公用工程消耗 (9)3.2.1 原料的主要技术规格 (9)第四章成本估算及投资 (10)第一节成本估算 (10)4.1.1 醋酸消耗及成本 (10)第二节投资估算 (11)4.2.1项目投入总资金 (11)第五章建厂条件 (11)第六章结论和建议 (12)第一节总结论 (12)第二节建议 (12)第一章产品方案及生产规模第一节生产规模1.1.1 建设规模年产量：20万吨(操作时间8000小时/年)第二节产品方案1.2.1 产品方案、规格1.2.2.1 产品名称名称：醋酸（又名冰醋酸）化学式：CH3COOH分子量：601.2.2.2 产品规格产品醋酸质量符合GB/T1628.1-2000优等品指标。
表1-1 产品规格表第二章工艺技术方案第一节工艺路线选择2.1.1 原料路线确定醋酸各种工艺技术路线可归纳为如下四种原料路线：(1) 乙烯路线(2) 乙炔、乙醇路线(3) 丁烷或轻油路线(4) 甲醇路线上述原料路线中，乙炔、乙醇路线由于成本高，新建装置已不再采用此法，原有装置将逐渐在市场竞争中被淘汰。
乙烯、丁烷路线受资源限制，一般靠近原料产地建设；而甲醇路线则不同，甲醇易于生产，运输方便而受资源限制较少。
依托股份公司原料和公用工程建设本装置，故本工程采用甲醇路线即甲醇羰基合成路线。
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摘要甲醇羰基化法醋酸又名尼龙酸，是己二酸生产过程产生的副产物，仅国内己二酸生产企业每年就副产混合二元酸40-60万吨。
由于其含杂质、水分多，颜色呈绿色或黄褐色，难以利用。
国外一般将其送进污水处理装置作焚烧或填埋处理；国内有采用重结晶法回收，但回收率低于60％，废水量较大，不仅对环境造成污染，而且也造成资源的浪费。
为了物尽其用，本文开展了应用基础研究以C4-C6混合二元酸为原料、对甲苯磺酸为催化剂，制备混合二元酸二甲酯，并利用减压精馏得到纯净的二甲酯。
实验中考查了各种反应的影响因素，并利用制备的混合二甲酸二甲酯与异辛醇进行酯交换制备混合二元酸二异辛酯。
根据实验数据表明，通过酯化法分离混合二元酸的工艺路线是可行的。
酯化的适宜反应条件为：反应时间5.0h，醇酸物质的量比6:1，催化剂用量1.0%混合酸，以此条件，二元酸二甲酯的收率可达89%。
酯化所得粗酯可以在压力为40mmHg下进行减压精馏，截取95～105℃下的馏分，为丁二酸二甲酯，截取110～120℃下的馏分，为戊二酸二甲酯，截取145～155℃下的馏分，为己二酸二甲酯。
利用精馏所得的二元酸二甲酯，通过酯交换法制得的二元酸二异辛酯的颜色很浅，说明通过酯化法可以有效地分离混合二元酸。
关键词：甲醇羰基化；醋酸；酯交换；混合二元酸二甲酯AbstractMixed dibasic acid (DBA), also known as nylon acid, adipic acid production process by-products, only domestic producers of adipic acid by-product mixture in each of dicarboxylic acid 40-60 million tons. Because of its impurities, water content, the color green or brown, it is difficult to use. Foreign general to be sent to sewage treatment plant for incineration or landfilling; domestic use recrystallization recovery, but recovery was less than 60%, large amount of wastewater, not only pollute the environment, but also a waste of resources. In order to make the best use, this application of basic research carried out to C4-C6 dicarboxylic acid as raw material mixture, p-toluenesulfonic acid as catalyst, prepared by mixing two yuan acid ester, and the use of vacuum distillation to get pure dimethyl ester. Experiment examined the response of various factors, and use a mixture of dimethyl ester prepared with different octanol prepared by mixing two yuan for transesterification ethylhexyl sebacate.According to the experimental data show that, by esterification of dicarboxylic acid mixture separation process route is feasible. Esterification of the appropriate reaction conditions: reaction time 5.0h, alkyd molar ratio of 6:1, 1.0% mixed acid catalyst, in this condition, binary acid ester yield of 89%. Esters derived from crude esterification can be carried out under the pressure of 40mmHg vacuum distillation, the interception of 95 ~ 105 ℃under the distillate, as dimethyl succinate, the interception of 110 ~ 120 ℃under the fractions for Dimethyl glutarate , the interception of 145 ~ 155 ℃under the distillate, is dimethyl adipate. The use of binary distillation from acid ester by transesterification of the binary system were acid-ethylhexyl the color is very light, indicating that by esterification can be effectively separated mixed dicarboxylic acid.Key words: mixed dibasic acid; toluenesulfonate; transesterification; mixed two yuan Dimethyl目录摘要 .............................................. 错误！未定义书签。
Abstract . (II)第1章绪论 (5)1.1 课题的目的、意义 (5)1.1.1 甲醇羰基化法醋酸的由来 (5)1.1.2 甲醇羰基化法醋酸的利用 (6)1.1.3 甲醇羰基化法醋酸的分离 (7)1.1.4 甲醇羰基化法醋酸的用途 (10)1.2 甲醇羰基化法醋酸制备的研究 (11)1.2.1 固体酸H催化法 (11)1.2.2 硫酸氢钠催化法 (12)1.2.3 固载磷钨酸催化法 (12)1.2.4 树脂催化法 ............................ 错误！未定义书签。
1.2.5 一水硫酸氢钠催化法 .................... 错误！未定义书签。
1.2.6 复合固体酸催化法 ...................... 错误！未定义书签。
1.2.7 杂多酸催化法 .......................... 错误！未定义书签。
1.3 本课题的研究内容........................... 错误！未定义书签。
第2章实验部分 ................................... 错误！未定义书签。
2.1 实验原理................................... 错误！未定义书签。
2.1.1 酯化反应原理 ........................... 错误！未定义书签。
2.1.2 减压蒸馏原理 ........................... 错误！未定义书签。
2.1.3 酯交换反应原理 ......................... 错误！未定义书签。
2.2 实验仪器设备及试剂 ......................... 错误！未定义书签。
2.2.1 实验仪器设备 ........................... 错误！未定义书签。
2.2.2 实验试剂 ............................... 错误！未定义书签。
2.3 实验装置图 ................................. 错误！未定义书签。
2.4 实验步骤 ................................... 错误！未定义书签。
2.4.1 甲醇羰基化法醋酸的合成 ................... 错误！未定义书签。
2.4.2 甲醇羰基化法醋酸的分离 ................... 错误！未定义书签。
2.4.3 甲醇羰基化法醋酸的应用实验 ............... 错误！未定义书签。
2.5 工艺流程框图 ............................... 错误！未定义书签。
2.6 分析方法 ................................... 错误！未定义书签。
2.6.1 酸值的测定 ............................. 错误！未定义书签。
2.6.2 酯化率的确定 ........................... 错误！未定义书签。
第3章实验记录及数据处理 ......................... 错误！未定义书签。
3.1 酯化的影响因素选择及其水平的确定 ........... 错误！未定义书签。
3.2 酯化正交实验结果 ........................... 错误！未定义书签。
3.3 数据处理 ................................... 错误！未定义书签。
第4章实验结果讨论 ............................... 错误！未定义书签。
4.1 酯化过程中反应时间的影响................... 错误！未定义书签。
4.2 酯化过程中醇酸摩尔比的影响................. 错误！未定义书签。
4.3 酯化过程中催化剂用量的影响................. 错误！未定义书签。
4.4 甲醇羰基化法醋酸的分离与提纯................. 错误！未定义书签。
4.5 甲醇羰基化法醋酸的应用实验................... 错误！未定义书签。
结论 .............................................. 错误！未定义书签。