醋酸的生产工艺
醋酸生产工艺
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。
醋酸生产工艺
醋酸生产工艺醋酸是一种重要的有机化学品，广泛应用于食品、医药、化工和农业等领域。
醋酸的生产可以通过化学合成和发酵两种方式进行。
下面我们将详细介绍醋酸的生产工艺。
1. 化学合成法化学合成法是一种传统的醋酸生产工艺，主要通过醇酸化反应来获得。
该反应通常采用合成醋酸法和气相醋酸法两种方法。
合成醋酸法是利用金属催化剂（如钴、锰等）催化乙烯与氧反应合成醋酸。
反应原料包括乙烯、空气、氢气和甲酸等，经过气相反应、液相催化和分离、蒸馏等步骤得到纯醋酸。
气相醋酸法是将乙烷通过氢气催化合成乙烯，然后再参照合成醋酸的方法进行醋酸的合成。
这种方法相比于合成醋酸法更加环保，但是较为复杂，工艺较复杂。
在这一步骤中，还需要进行甲烷脱氢、乙烯脱氢、醇酸化反应、再生和提纯等多个步骤才能得到纯醋酸。
2. 发酵法发酵法是利用酒精菌进行发酵来生产醋酸。
该方法是以含糖的物质（如苹果、葡萄、玉米等）为原料，通过发酵产生乙醇，再通过氧化反应形成醋酸。
发酵生产工艺通常包括以下几个步骤：首先将原料经过处理研磨成细颗粒或浆状物；然后将其与醋酸菌接种发酵。
发酵温度通常控制在30-35摄氏度，发酵时间需要数周到数个月不等。
在发酵过程中，醋酸菌将乙醇氧化生成醋酸，同时逆向反应也会发生，因此需要采取措施来保护醋酸菌的生长。
完成发酵后，产生的液体称为“醋母”，它包含了醋酸、水和其他微量成分。
为了得到纯净的醋酸，还需要进行多个步骤的分离和纯化，包括过滤、浓缩、脱水和再结晶等。
总体来说，化学合成法生产醋酸工艺成熟、高效，适用于大规模的工业生产。
而发酵法相对来说更加环保、天然，适用于小规模的生产。
根据不同需求和条件，可以选择合适的工艺来生产醋酸。
乙醛氧化法生产醋酸工艺流程
乙醛氧化法生产醋酸工艺流程一、乙醛氧化法生产醋酸的基本原理1.1 这乙醛氧化啊，就像是一场奇妙的化学变身秀。
乙醛，那可是个活跃的小分子，它和氧气一接触，就像干柴遇烈火一样，在特定的条件下开始发生反应。
这个反应不是简单的一加一等于二，而是经过一系列复杂的化学步骤，最终变成了醋酸。
1.2 从化学方程式看，就是2CH₃CHO + O₂→ 2CH₃COOH，这式子看起来简单，可实际过程那是相当复杂的。
就好比看着菜谱做菜，知道原料和成品，但做菜过程中的火候、调味等细节才是关键。
二、工艺流程的主要步骤2.1 原料准备阶段首先得有高质量的乙醛原料，这就像盖房子得有好砖头一样。
乙醛的纯度啊，那是相当重要的，如果乙醛不纯，就像在好米里掺了沙子，后续反应肯定会出问题。
而且，氧气的供应也得稳定可靠，不能时有时无，不然反应就没法好好进行，就像人呼吸，得均匀顺畅才行。
2.2 反应阶段把乙醛和氧气送进反应釜，这反应釜就像一个魔法厨房。
反应釜里的温度、压力等条件得严格控制。
温度高了，就像火太大把菜烧焦了，可能会产生一些副反应，生成乱七八糟的东西；温度低了，反应又像乌龟爬一样慢。
压力也得合适，压力不合适，反应就像没吃饱饭的人干活，有气无力的。
而且反应釜里通常还得加催化剂，这催化剂就像化学反应的小助手，能让反应更快更高效地进行，就像给汽车加了高性能的润滑油。
2.3 产物分离与提纯阶段反应完了得到的是混合产物，这里面有醋酸，还有没反应完的乙醛、水等杂质。
这就需要把醋酸从这些杂质里分离出来，就像从一堆杂物里挑出宝贝一样。
可以采用蒸馏的方法，根据不同物质的沸点不同，把醋酸蒸馏出来。
这就像把不同沸点的水和油分开一样，沸点低的先跑出来，沸点高的留在后面。
提纯后的醋酸还得检测质量，得符合标准才行，可不能滥竽充数。
三、工艺流程的注意事项3.1 安全方面这个生产过程中，安全可是重中之重。
乙醛是易燃易挥发的物质，就像个小炸弹一样。
所以整个生产车间得做好防火防爆措施，不能有一点马虎。
醋酸生产—醋酸生产工艺流程组织
1、乙醛氧化制醋酸工艺流程
两个氧化塔上部连续通入N2稀释尾气，尾气从塔顶排出，进入尾气冷却器，经冷却分 液后进入尾气吸收塔，用水洗涤吸收未凝气体中未反应的乙醛及酸雾，然后排空。 采用一个氧化塔：w(醋酸) ≈ 94％、w(水) ≈ 2％、w(乙醛) ≈3％。 改用双塔流程：粗醋酸中杂质含量大幅度减少，省去了回收乙醛的工序。 从第二氧化塔溢流出的粗醋酸连续进入蒸发器6，用少量醋酸喷淋洗涤。 蒸发器的作用：闪蒸除去一些难挥发性物质，如醋酸锰、多聚物和部分高沸物及机械 杂质，作为蒸发器釜液被排放到催化剂配制系统。
1、乙醛氧化制醋酸工艺流程
醋酸、水、醋酸甲酯、醛等易挥发的液体，加热气化后进入脱低沸物塔7。 脱低沸物塔7：分离除去沸点低于醋酸的物质，如未反应的乙醛及副产物醋酸甲酯、甲酸、 水等，从塔顶蒸出。 脱除低沸物后的醋酸液从塔底利用压差进入脱高沸物塔8，塔顶得纯度高于99%的成品醋酸， 塔釜为含有二醋酸亚乙酯及微量催化剂的醋酸混合物，送至回收塔，脱除醋酸锰及部分杂质， 蒸馏分离可得到w(醋酸) ＞ 98.5%的半成品，作为配制催化剂或蒸发器喷淋醋酸。 脱低沸物塔顶分出的低沸物由脱水塔9回收，塔顶分离出含量3.5%左右的稀醋酸废水，并含 微量醛类、醋酸甲醋、甲酸及水，经中和及生化处理后排放；塔中部抽出含水的甲乙混合酸； 塔釜为含量大于98.5%的回收醋酸，用作蒸发器的喷淋乙酸。
低压羰基化法生产醋酸工艺流程图
1-反应系统；2-洗涤系统；3-轻组分分离塔；4-脱水塔；流程
原料甲醇与CO和经过净化的反应尾气混合，进入反应系统1，在催化剂作用下，于1.4～ 3.4MPa、180℃进行羰基化合成反应。 从反应系统上部出来的气体经过洗涤系统2洗涤，回收轻组分（包括有机碘化物），并循环回 反应器中。 从反应系统出来的粗醋酸：进入轻组分分离塔3，塔顶轻组分和含催化剂的塔釜物料均循环回 反应器。 产物醋酸从塔的中部侧线采出，进入脱水塔4，脱水干燥。脱水塔塔顶为醋酸和水的混合物， 用泵循环回流到反应系统1。脱水塔塔釜流出的无水醋酸进入重组分分离塔5，由塔釜除去重组分 丙酸等，塔顶流出的醋酸进入精制塔6进行进一步提纯，采用气相侧线出料，得到高纯度的醋酸。
冰醋酸生产工艺
冰醋酸生产工艺
冰醋酸的生产工艺可以分为以下几个步骤：
1. 原料准备：冰醋酸的主要原料是乙醇和氧化剂。
乙醇一般通过发酵或化学合成来获取，而氧化剂一般采用氧气或过氧化氢。
2. 氧化反应：将乙醇与氧化剂加入反应釜中，控制反应温度和压力，进行氧化反应。
氧化反应的反应条件一般是在酸性催化剂的存在下，将乙醇氧化为乙醛，然后进一步氧化为醋酸。
3. 醋酸转化：将乙醛通过催化转化为醋酸。
这一步的重要催化剂是醋酸细菌，通过与醋酸细菌的接触，乙醛会被细菌氧化为醋酸，同时还会生成二氧化碳和水。
4. 醋酸提纯：将得到的混合醋酸进行进一步的提纯。
提纯方法有蒸馏和结晶两种。
蒸馏是通过控制温度和压力，将混合醋酸蒸馏出来，得到纯度较高的醋酸。
结晶方法则是通过加入一定的溶剂，使得醋酸结晶成纯净的醋酸晶体。
5. 包装和贮存：将提纯好的醋酸进行包装，一般使用塑料容器或玻璃瓶进行包装。
然后将包装好的醋酸存放在阴凉、干燥的地方。
通过以上几个步骤，就可以生产出冰醋酸。
需要注意的是，在整个生产过程中，需要控制好反应温度、压力和各种催化剂的浓度，以确保反应的顺利进行和产品质量的稳定。
醋酸发酵工艺流程
醋酸发酵工艺流程
《醋酸发酵工艺流程》
醋酸是一种常见的食品添加剂，也被广泛用于食品加工和保鲜。
醋酸是由发酵产生的，其制作过程需要经过一系列的工艺流程。
首先，醋酸发酵的原料主要包括淀粉和糖类的废料，如玉米、小麦、稻米、马铃薯等，或者是果蔬废料和酿酒废液。
这些原料要先进行破碎和粉碎处理，然后加入水中混合搅拌，使淀粉和糖类充分溶解。
接下来，将混合好的原料放入发酵罐中，加入适量的发酵剂，一般是醋酸菌或酵母菌，然后进行发酵。
发酵过程需要控制好温度和通风，促进有机物质的分解和细菌的生长，产生醋酸。
发酵过程一般需要持续数天至数月不等，具体时间根据发酵罐的规格以及醋酸的浓度要求来确定。
发酵后，再进行过滤、脱水和精馏等处理，得到精制的醋酸成品。
最终，醋酸成品需要进行品质检测和包装，确保其质量符合国家标准并能够长时间保存。
总的来说，醋酸发酵工艺流程包括原料处理、发酵、精制和包装等环节，通过这些步骤可以生产出优质的醋酸产品，满足人们的日常生活和工业生产需要。
《化工生产技术》项目8 醋酸的生产
05 醋酸生产设备
1.内冷却型氧化塔
内冷却型氧化塔塔身分为多节，各节设有冷却盘管或直管传 热装置，内通冷却水移走反应热以控制温度。
氧气分数段通入，各段设有氧气分配管，氧气由分配管上小 孔吹入塔中（也有用泡罩或喷射装置的），通过花板，达到氧 气均匀分布。
在氧化塔上部设有扩大空间部分，目的是使废气在此缓冲减 速，减少醋酸和乙醛的夹带量。
项目八 醋酸的生产
任务一 醋酸工业概貌
目录COBiblioteka TENTS01醋酸工业现状及发展趋势 02 醋酸的生产方法 03 醋酸的生产原理
04 工艺条件的确定
05 醋酸生产设备 06 醋酸生产工艺
01 醋酸工业现状及发展趋势
世界醋酸主要用于生产醋酸乙烯、醋酸酯以及PTA等产品，醋酸乙烯对醋酸的需 求量约占总消费量的31%，PTA的需求量约占24%。预计2023年前，世界醋酸的需求 量将保持年均约3.3%的速率增长，到2023年消费量将达到1689万吨。
04 工艺条件的确定
催化剂体系
催化剂为金属铑的络合物，通常是可溶性的化合物，以碘化物为助催化剂。催 化剂的活性组分为{Rh（CO）2I2}-，由Rh2O3 , RhCL3等铑化合物和一氧化碳、碘 化物反应形成，是甲醇羰基化反应中主要起催化作用的物质。
助催化剂可以使用各种碘化物，最常使用的是碘化氢。在反应状态下，碘化氢 与甲醇反应形成碘甲烷。助催化剂的作用是与金属铑的络合物作用生成甲基与铑的 化学键，它不仅可以促进一氧化碳形成酰基与铑的化学键，而且对生成羰基铑起到 抑制作用。
06 醋酸生产工艺
6.3 乙醛氧化法生产醋酸工艺
1-第一氧化塔； 2-第一氧化塔冷却器； 3-第二氧化塔； 4-第二氧化塔冷却器； 5-尾气吸收塔； 6-蒸发器； 7-脱低沸物塔； 8-脱高沸物塔； 9-脱水塔
年产2万吨醋酸工艺设计
醋酸是一种广泛应用的有机化合物，常用于食品添加剂、工业溶剂和制药原料等领域。
本文将围绕年产2万吨醋酸的工艺设计展开讨论。
一、工艺背景二、工艺流程1.原料准备：2万吨醋酸的生产需要大量的原料，主要包括乙醇、催化剂、氧化剂和溶剂等。
乙醇作为主要原料需要通过蒸馏纯化，催化剂和氧化剂需要进行配制和准备。
2.乙醇预处理：乙醇作为乙醇氧化法生产醋酸的主要原料，需要通过蒸馏和脱水等工艺进行预处理，以提高乙醇的纯度和稳定性，减少对后续工艺的影响。
3.反应器：反应器是乙醇氧化法生产醋酸的核心设备，一般采用连续式反应器。
在反应器中，乙醇与氧气在催化剂的作用下进行反应，生成醋酸和水。
为了提高反应速率和产物纯度，可以采用高效催化剂和合适的反应温度和压力。
4.分离和净化：反应器出口的混合物需要进行分离和净化，以得到纯度较高的醋酸产品。
主要的分离方法包括蒸馏、晶体分离和吸附等。
蒸馏方法常用于醋酸的提纯，通过多级蒸馏可以得到高纯度的醋酸。
晶体分离方法常用于醋酸的结晶分离，通过控制温度和浓度，可以得到高品质的醋酸晶体。
吸附方法常用于溶剂的回收和醋酸的净化，通过选择合适的吸附剂和操作条件，可以有效地去除杂质，提高醋酸的纯度。
5.尾气处理：醋酸生产过程中会产生大量的尾气，其中含有一定浓度的乙醛和醋酸，对环境造成污染。
尾气需要进行处理，常用的方法包括吸收法和催化燃烧法等。
吸收法通过将尾气中的有机物与溶液进行接触，使有机物被溶解和吸收，从而达到净化的目的。
催化燃烧法通过催化剂的作用，将尾气中的有机物进行氧化分解，使其转化为无害的二氧化碳和水。
三、主要设备主要设备包括乙醇预处理装置、连续式反应器、分离装置、尾气处理装置等。
乙醇预处理装置主要由蒸馏塔、深度脱水塔、冷凝器和换热器等组成。
连续式反应器主要由反应器本体、加热器和冷却器等组成。
分离装置主要由蒸馏塔、结晶器和吸附塔等组成。
尾气处理装置主要由吸收塔、催化燃烧炉和除尘器等组成。
四、工艺优化和控制在工艺设计过程中，需要考虑到工艺的经济性和环境友好性。
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甲醇低压羰基合成工艺
成熟的醋酸生产工艺有乙炔乙醛法、乙醇乙醛法、乙烯乙醛法、丁烷氧化法和甲醇低压羰基合成法。
乙炔乙醛法由于存在严重的汞污染已被淘汰；乙醇乙醛法因生产工艺落后、成本高，国外也已淘汰，国内尚有少量生产；乙烯乙醛法因需消耗乙烯资源，产品成本较高，国外已淘汰，但在我国目前还是主要生产工艺；丁烷氧化法仅适用于轻油比较丰富的地区，不具推广性。
目前应用较广泛的为甲醇低压羰基合成法，依据催化剂体系不同，各公司开发出各具特色的甲醇低压羰基合成工艺技术：
★BP Cative工艺
BP公司在其传统工艺技术上，将铑系催化剂改为铱系催化剂，即为BP Cative工艺。
该工艺采用铼、钌、锇等多种稀有金属为助催化剂，铱系催化剂的催化活性明显高于铑系,水含量较低时，铱系催化剂稳定性高，能耗低，丙烯等副产物少，并可在水含量≤5%（Vol，下同）下操作，可大大改进传统的甲醇羰基化过程，降低生产费用和投资。
此外，因水含量降低，CO的利用效率提高，蒸汽消耗减少。
Cative工艺首先在韩国三星公司的醋酸装置应用成功，目前重庆扬子江乙酰化工有限公司和南京也拟采用该工艺。
★塞拉尼斯AO Plus工艺
1980年，美国塞拉尼斯公司推出AO Plus工艺（酸优化法）。
该工艺通过加入高浓度的无机碘（主要是碘化锂）改变催化剂的组成，使反应器在低水含量4%～5%下运行，提高了羰基化反应的产率和精制能力。
该工艺采用特殊的专利技术，可使醋酸的产率达99%，反应速率也非常快，产品残留的总碘含量低于5×10-12。
★塞拉尼斯Silverguard工艺
塞拉尼斯公司针对AO Plus工艺在高碘含量下易造成设备腐蚀、产品中碘残留量高、会引起下游应用中催化剂中毒的缺陷，开发了Silverguard工艺。
该工艺采用银离子交换树脂为铑催化剂载体，可将产品中残留碘降至2μg/g；而采用传统方法，产品中残留碘一般为10μg/g。
★千代田Acetica工艺
千代田公司于1997年开发出Acetica工艺。
该工艺采用多相铑催化剂与聚乙烯基吡啶树脂组合成为相载体催化剂体系，此催化剂体系可改进铑的催化活性，使醋酸的产率超过99%。
用碘代甲烷作促进剂，采用悬浮的固体铑基复合催化剂（负载于特种材料球体上），于175℃、2.8MPa的条件下，在鼓泡塔式闭路反应器中进行反应，反应产物经闪蒸、脱水、精制后得到终产品，甲醇的转化率≥99%。
乙烷及乙烯原料路线生产醋酸技术
★乙烷选择性催化氧化
乙烷选择性催化氧化工艺由联碳公司于20世纪80年代开发，称为Ethoxene工艺。
该工艺的主要特点是除生成醋酸外，还生成一定比例的乙烯。
目前尚未实现工业化。
沙特阿拉伯沙特基础工业公司开发了经磷改性的钼-铌-钒酸盐催化剂，以乙烷为原料，联产醋酸和乙烯的新工艺。
乙烷和空气（15:85）在260℃、1.38MPa的条件下反应，当乙烷的转化率为53.3%时，醋酸和乙烯的选择性分别为49.9%和10.5%。
★乙烯直接氧化
日本昭和电工公司开发了乙烯直接氧化制醋酸的工艺，于1997年在千叶工厂建成一套生产能力为10万t/a的醋酸装置。
该工艺采用钯系催化剂，于150～160℃、压力约0.9MPa、在固定床反应器内进行反应，乙烯的单程转化率为7.4%，醋酸、乙醛和CO2的选择性分别为86.4%、8.1%和5.1%。
该工艺非常简单，废水排放量仅为乙烯乙醛法的1/10。
国内甲醇低压羰基合成工艺技术
★西南院产业化进程
西南化工研究院历经20多年完成了10万t/a甲醇低压羰基合成制醋酸工艺包的技术开发。
该工艺采用双反应器串联，第二个反应器可使第一个反应器内未反应的原料充分反应，以提高反应效率，并能减轻精制和尾气回收系统的负荷。
西南化工研究院为解决催化剂的沉淀问题，采取增加一个转化器、降低反应液中水含量等措施，提高反应转化率和铑系催化剂的承热能力；在产出粗酸时采用蒸发流程，可大大提高粗醋酸中醋酸的含量，减少母液循环量，降低分离工段的负荷；与醋酸作吸收剂相比，甲醇吸收剂的吸收效果好、用量少、对设备腐蚀性小。
原国家石油化学工业局组织专家进行技术鉴定后认为，该工艺的转化率
和选择性高，副产物少，“三废”排放少，产品质量达到世界先进水平。
该工艺于1998年1月实现工业化，1999年获国家专利。
★应用情况
1996年上海吴泾化工有限公司从英国BP公司引进的国内第一套10万t/a甲醇低压羰基合成醋酸装置建成投产。
尔后，该公司经3年多的实践探索，完成了20万t/a工艺包开发；装置的生产能力达20万t/a。
同时，核心设备制造和PDP软件包等核心技术开发取得重大突破，其中有8项专利已报国家专利局审批。
目前，该公司正努力完善其现有装置，争取使醋酸的生产能力达到23万～25万t/a。
江苏索普集团的10万t/a醋酸工程是国内第一套以天然气为原料、采用国内西南院技术的甲醇羰基合成醋酸项目，1994年11月开工建设，1998年1月一次性投料试车成功，产出合格产品。
1998年11月，对醋酸装置进行生产考核后认为，该装置醋酸的生产能力可达300t/d，其产量、质量和原辅料消耗均达到设计要求。
该工程实际完成总投资10.3459亿元。
2000年，该公司投资4715.34万元对10万t/a醋酸装置进行技术改造，对工艺进行适
当改进并增加少量设备，使产能提高2.5万t/a。
索普集团醋酸二期工程在一期工程的基础上，采用国内技术对原有的醋酸生产装置进行改造，新增生产能力15万t/a；项目投资总额为9.19亿元，该项目于2003年开工建设，2004年10月竣工，11月投料试车。
兖州煤矿集团公司的煤电工程包括醋酸20万t/a、甲醇23.6万t/a、发电装机71.8MW。
其中，醋酸装置采用西南化工研究院开发的甲醇低压羰基合成醋酸技术。
该工程总投资11亿元，于2003年5月开工建设，已于2005年7月投产。
大庆油田甲醇厂的20万t/a醋酸项目，以天然气为原料，采用国内甲醇羰基合成醋酸技术，2003年7月可行性研究报告获批准，同时，该厂与西南化工研究院正式签订了20万t/a醋酸项目专利许可和相关技术服务合同。
该项目总投资15亿元，计划2004年4月开工，2005年底投产。
其他省市如陕西、山西、河南、山东、贵州等正积极准备采用国内技术建20万t/a醋酸装置，显示了国内醋酸生产的勃勃生机。
国内甲醇低压羰基合成醋酸技术的成功开发，打破了国际上少数醋酸专利商对我国的技术封销，为国内醋酸工业的发展提供了更多的选择余地，必将推动我国醋酸工业的快速发展。
国内技术在完成20万t/a 放大工作后，应积极进行50万t/a的放大工作，同时应抓紧对非铑系催化剂的研究工作。