《乙醛氧化制醋酸氧化工段》由会员分享，可在线阅读，更多相关《乙醛氧化制醋酸氧化工段（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、乙醛氧化制醋酸工艺氧化工段目录第一章概述2第二章生产方法及工艺路线32.1生产方法及反应机理32.2工艺流程简述42.2.1装置流程简述42.2.2氧化系统流程简述5第三章工艺技术指标63.1控制指标63.2分析项目 7第四章岗位操作法.74.1冷态开车/装置开工74.1.1开工应具备的条件74.1.2引公用工程84.1.3 N2吹扫、置换气密84.1.4系统水运试车84.1.5酸洗反应系统84.1.6全系统大循环和精馏系统闭路循环84.1.7第一氧化塔配制氧化液94.1.8第一氧化塔投氧开车94.1.9第二氧化塔投氧114.1.10吸收塔投用114.1.11氧化塔出料114.2正常停车124
2、.2.1氧化系统停车124.3紧急停车124.3.1事故停车124.3.2紧急停车124.4岗位操作法144.4.1第一氧化塔144.4.2 第二氧化塔（T102）154.4.3洗涤液罐154.5联锁停车15第一章概述乙酸又名醋酸，英文名称为acetic acid，是具有刺激气味的无色透明液体，无水乙酸在 低温时凝固成冰状，俗称冰醋酸。在16.7C以下时，纯乙酸呈无色结晶，其沸点是118C。 乙酸蒸气刺激呼吸道及粘膜(特别是对眼睛的粘膜)，浓乙酸可灼烧皮肤。乙酸是重要的 有机酸之一。其结构式是：OH3C8OH乙酸是稳定的化合物；但在一定的条件下，能引起一系列的化学反应。如：在强酸 (H2SO4
3、或HCl)存在下，乙酸与醇共热，发生酯化反应：H +CH COOH+C H OCH COOC H+H O乙酸是许多有机物的良好溶剂，能与水、醇、酯和氯仿等溶剂以任意比例相混合。乙酸除用作溶剂外，还有广泛的用途，在化学工业中占有重要的位置，其用途遍及醋酸 乙烯、醋酸纤维素、醋酸酯类等多种领域。乙酸是重要的化工原料，可制备多种乙酸衍 生物如乙酸酎、氯乙酸、乙酸纤维素等，适用于生产对苯二甲酸、纺织印染、发酵制氨 基酸，也作为杀菌剂。在食品工业中，乙酸作为防腐剂；在有机化工中，乙酸裂解可制 得乙酸酎，而乙酸酎是制取乙酸纤维的原料。另外，由乙酸制得聚酯类，可作为油漆的 溶剂和增塑剂；某些酯类可作为进一步
4、合成的原料。在制药工业中，乙酸是制取阿司匹 林的原料。利用乙酸的酸性，可作为天然橡胶制造工业中的胶乳凝胶济，照相的显像停 止剂等。乙酸的生产具有悠久的历史，早期乙酸是由植物原料加工而获得或者通过乙醇发酵的方法制 得，也有通过木材干馏而获得的。目前，国内外已经开发出了乙酸的多种合成工艺，包括烷烃、 烯烃及其酯类的氧化，其中应用最广的是乙醛氧化法制备乙酸。下面主要介绍乙醛氧化法制备乙 酸。第二章生产方法及工艺路线2.1生产方法及反应机理乙醛首先与空气或氧气氧化成过氧醋酸，而过氧醋酸很不稳定，在醋酸锰的催化下发 生分解，同时使另一分子的乙醛氧化，生成二分子乙酸。氧化反应是放热反应。CH3CHO+O2
5、CH3COOOHCH3COOOH+CH3CHO 一 2CH3COOH总的化学反应方程式为：CH3CHO + 1/2O2 一 CH3COOH + 292.0kj/mol在氧化塔内，还有一系列的氧化反应，主要副产物有甲酸、甲酯、二氧化碳、水、醋 酸甲酯等。CH3COOOH 一 CH3OH+CO2CH3OH+CO2HCOOH+ H2OCH COOOH+ CH COOHCH COOCH + CO + HO333322CH3OH+ CH3COOH 一+ H2Och3oh 一 ch4+coCH CH OH+ CH COOHCH COOC H + HO32332 52CH3CH2OH+ HCOOH 一 HC
6、OOC2H5 + H2O3CH3CHO+3O2HCOOH+ 2CH3COOH+ CO2+ H2O4CH3CHO+5O24CO2+ 4H2O3CH3CHO+2O2CH3CH(OCOCH3)2+ H2O2CH3COOH 一 CH3COCH3+ CO2+ H2Och3cooh 一 ch4+co2乙醛氧化制醋酸的反应机理一般认为可以用自由基的链接反应机理来进行解释，常温 下乙醛就可以自动地以很慢的速度吸收空气中的氧而被氧化生成过氧醋酸。CH CHO+O 一H3CCOOH过氧醋酸以很慢的速度分解生成自由基。CH3COOOH 一H3C 气 OHO自由基CH3COO引发下列的链锁反应:吵一 C%CO + O
7、OHCH3CO + O2 一OOH3CVo CH. -CH3COOOHH3CO。oh+ CH3CHO 一 2 CH3COOH自由基引发一系列的反应生成醋酸。但过氧醋酸是一个极不安定的化合物，积累到一 定程度就会分解而引起爆炸。因此，该反应必须在催化剂存在下才能顺利进行。催化剂的作 用是将乙醛氧化时生成的过氧醋酸及时分解成醋酸，而防止过氧醋酸的积累、分解和爆炸。2.2工艺流程简述2.2.1装置流程简述本反应装置系统采用双塔串联氧化流程，主要装置有第一氧化塔T101、第二氧化塔 T102、尾气洗涤塔T103、氧化液中间贮罐V102、碱液贮罐V105。其中T101是外冷式反应 塔，反应液由循环泵从塔
8、底抽出，进入换热器中以水带走反应热，降温后的反应液再由反应 器的中上部返回塔内；T102是内冷式反应塔，它是在反应塔内安装多层冷却盘管，管内以 循环水冷却。乙醛和氧气首先在全返混型的反应器-第一氧化塔T101中反应（催化剂溶液直接进入T101内），然后到第二氧化塔T102中，通过向T102中加氧气，进一步进行氧 化反应（不再加催化剂）。第一氧化塔T101的反应热由外冷却器E102A/B移走，第二氧化 塔T102的反应热由内冷却器移除，反应系统生成的粗醋酸送往蒸馏回收系统，制取醋酸成 品。蒸馏采用先脱高沸物，后脱低沸物的流程。粗醋酸经氧化液蒸发器E201脱除催化剂，在脱高沸塔T201中脱除高沸物
9、，然后在脱 低沸塔T202中脱除低沸物，再经过成品蒸发器E206脱除铁等金属离子，得到产品醋酸。从低沸塔T202顶出来的低沸物去脱水塔T203回收醋酸，含量99%的醋酸又返回精馏 系统，塔T203中部抽出副产物混酸，T203塔顶出料去甲酯塔T204。甲酯塔塔顶产出甲酯， 塔釜排出废水去中和池处理。2.2.2氧化系统流程简述乙醛和氧气按配比流量进入第一氧化塔（T101），氧气分两个入口入塔，上口和下口 通氧量比约为1： 2,氮气通入塔顶气相部分，以稀释气相中氧和乙醛。乙醛与催化剂全部进入第一氧化塔，第二氧化塔不再补充。氧化反应的反应热由氧化 液冷却器（E102A/B）移去，氧化液从塔下部用循环泵
10、（P101A/B）抽出，经过冷却器（E102 A/B）循环回塔中，循环比（循环量：出料量）约110140： 1。冷却器出口氧化液温度为 60，塔中最高温度为7578C，塔顶气相压力0.2Mpa （表），出第一氧化塔的氧化液中醋 酸浓度在9295%，从塔上部溢流去第二氧化塔（T102）。第二氧化塔为内冷式，塔底部补充氧气，塔顶也加入保安氮气，塔顶压力0.1Mpa（表）， 塔中最高温度约85C，出第二氧化塔的氧化液中醋酸含量为9798%。第一氧化塔和第二氧化塔的液位显示设在塔上部，显示塔上部的部分液位（全塔高90% 以上的液位）。出氧化塔的氧化液一般直接去蒸馏系统，也可以放到氧化液中间贮罐（V10
11、2）暂存。 中间贮罐的作用是：正常操作情况下做氧化液缓冲罐，停车或事故时存氧化液，醋酸成品不 合格需要重新蒸馏时，由成品泵（P402）送来中间贮存，然后用泵（P102）送蒸馏系统回 炼。两台氧化塔的尾气分别经循环水冷却的冷却器（E101）中冷却，凝液主要是醋酸，带少量乙醛，回到塔顶，尾气最后经过尾气洗涤塔（T103）吸收残余乙醛和醋酸 后放空，洗涤塔采用下部为新鲜工艺水，上部为碱液，分别用泵（P103、P104）循环。洗 涤液温度常温，洗涤液含醋酸达到一定浓度后（7080%），送往精馏系统回收醋酸，碱洗段定期排放至中和池。第三章工艺技术指标3.1控制指标序号名称仪表信号单位控制指标备注1T10
12、1压力PIC109A/BMPa0.190.012T102压力PIC112A/BMpa0.10.023T101底温度TI103AC7714T101中温度TI103BC7325T101上部液相温度TI103CC6836T101气相温度TI103EC与上部液相温差大于13C7E102出口温度TIC104A/BC6028T102底温度TI106AC8329T102温度TI106BC857010T102温度TI106CC85 7011T102温度TI106DC857012T102温度TI106EC857013T102温度TI106FC857014T102温度TI106GC85 7015T102气相温度T
13、I106HC与上部液相温差大于15 C16T101液位LIC101%351517T102液位LIC102%351518T101加氮量FIC101M3/H1505019T102加氮量FIC105M3/H75253.2分析项目序号名称位号单位控制指标备注1T101出料含醋酸AIAS102%92 952T101出料含醛AIAS103%974T102出料含醛AIAS107%0.35T101尾气含氧AIAS101A、B、C%56T102尾气含氧AIAS105%57T103中含醋酸AIAS106%80第四章岗位操作法4.1冷态开车/装置开工说明：斜体字部分是在仿真范围外或必须和其它工段配合的操作。4.1.
14、1开工应具备的条件（1）检修过的设备和新增的管线，必须经过吹扫、气密、试压、置换合格（若是氧气系统，还要脱酯处理）（2）电气、仪表、计算机、联锁、报警系统全部调试完毕，调校合格、准确好用。（3）机电、仪表、计算机、化验分析具备开工条件，值班人员在岗。（4）备有足够的开工用原料和催化剂。4.1.2引公用工程 4.1.3 N2吹扫、置换气密4.1.4系统水运试车4.1.5酸洗反应系统(1) 首先将尾气吸收塔T103的放空阀V45打开；从罐区V402 (开阀V57)将酸送 入V102中，而后由泵P102向第一氧化塔T101进酸，T101见液位(约为2%)后停泵 P102,停止进酸。“快速灌液”说明，向T101灌乙酸时，选择“快速灌液”按钮，在 LIC101有液位显示之前，灌液速度加速10倍，有液位显示之后，速度变为正常；对 T102灌酸时类似。使
