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1、年产3万吨醋酐精馏工段工艺设计摘要醋酐是国家鼓励发展的基本有机化工原料，主要用于生产醋酸纤维素，其中二醋酸纤维素用于制造香烟过滤嘴和塑料，三醋酸纤维素是制造高级感光胶片的材料，还广泛用于医药，染料，农药，军工，香料，金属抛光等行业。长期以来，我国的氯乙酸生产大都采用硫磺法，存在严重的三废污染，而且能耗较高，劳动强度较大和产品杂质多等缺陷。醋酐法氯乙酸工艺的投产，既解决了三废污染又大大减轻了工人的劳动强度，改善了工作环境。醋酐法生产氯乙酸的最大优点是不含硫，弥补了硫酸法氯乙酸的最大缺陷，并可用作食品添加剂。本文主要介绍醋酐精馏合成的各种工艺方法与发展前景，目前主要方法有乙醛氧化法，乙烯酮法，醋酸
2、甲酯羰基化法。在这里，主要讨论乙烯酮法的具体工艺流程，并且对吸收塔设备的各个部件进行了设计，将此反应过程中物料和能量进行了衡算。吸收塔设备设计的容和步骤，塔设备的强度和稳定性计算。用AutoCAD将化工工艺流程设计和设备设计，并对吸收塔和厂区设备布置图进行了绘制。关键词：醋酐；精馏；乙烯酮法；工艺设计Annual output of 30000tons of acetic anhydride distillation process designAbstractAcetic anhydride is the country to encourage the development of bas
3、ic organic chemical raw materials, mainly used for the production of cellulose acetate, of which two cellulose acetate is used in the manufacture of cigarette filter tip and plastic, three cellulose acetate is the manufacturing of advanced film material, is widely used in medicine, dyes, pesticides,
4、 military, spices, metal finishing industries.For a long time, Chinas chloroacetic acid production with sulfur method mostly, serious pollution, and high energy consumption, large labor intensity and more product impurities and other defects.Process for the production of chloroacetic acid by acetic
5、anhydride method, not only solved the pollution and greatly reduce the labor intensity of workers, improves the working environment. The production of chloroacetic acid anhydride method has the advantage of no sulfur, sulfuric acid chloroacetic acid makes up the biggest defect, and can be used as a
6、food additive.This paper mainly introduces the acetic anhydride distillation for the synthesis of various process methods and the prospects for development, at present the main method of oxidation of acetaldehyde, ethylene ketone, methyl acetate by carbonylation.Here, mainly discusses the ketene met
7、hod the specific process, and the absorption tower equipment in various parts of the design, the reaction process of material and energy for the balance.Absorption tower equipment design content and steps, the strength and stability of tower equipment. Using AutoCAD to chemical process design and eq
8、uipment design, and the absorption tower and plant equipment layout of drawing.Key words: acetic anhydride; distillation; ethylene ketone method; process design目录摘要IAbstractII引言- 1 -第1章概述- 2 -1.1 本课题的设计背景与现实意义- 2 -1.2 醋酐的理化性质- 2 -1.3 醋酐的作用与用途- 3 -1.4 醋酐的危险性- 3 -1.4 醋酐中毒的急救措施- 3 -1.6 醋酐的操作处置与存储- 4 -1
9、.7 醋酐的研究进展- 4 -1.8 醋酐的毒理学性质- 7 -1.9 拟解决的问题- 8 -第2章 工艺设计原理- 9 -2.1 产品介绍- 9 -2.2 反应原理- 9 -第3章 工艺流程设计- 12 -3.1 工艺流程- 12 -3.2 中控分析工序控制参数- 13 -3.3 物料回收- 13 -3.4 泄露应急处理- 14 -第4章 工艺计算- 15 -4.1 物料衡算- 15 -4.2 蒸发工序热量衡算- 15 -4.3 精馏塔热量衡算- 16 -第5章 主要设备计算与选型- 18 -5.1 精馏塔塔高的计算- 18 -5.2 精馏塔塔径的计算- 19 -5.3冷凝器的设计- 20
10、-5.4泵的计算- 20 -5.5接管设计计算- 21 -5.6 接管设计计算结果表- 21 -第6章 车间布局设计- 22 -6.1 车间布置设计重要性- 22 -6.2 车间生产要求- 22 -6.3 车间安全要求- 22 -6.4 车间发展要求- 22 -结论和展望- 23 -致- 24 -参考文献- 25 -表格目录表3-1 中控分析工序控制参数- 13 -表4-1 蒸发工序热量衡算表- 16 -表4-2 精馏塔热量衡算表- 16 -表5-1 管路设计计算结果表- 17 -插图目录图2-1 醋酐分子结构图- 9 -图3-1 工艺简易流程图- 13 -图3-2 稀乙酸回收简图- 14 -
11、 / 引言自五十年代末期开始，我国已开始生产醋酐，至今已有六十多年的历史。随着社会发展，醋酐在我国的用量也越来越大，醋酐的生产除普遍采用乙醛氧化法，烯酮法外，新兴的羰基合成法以其投资少，运行成本低越来越受到关注。从而使其生产规模进一步扩大，市场也显著拓宽，经济效益大大提高。醋酐又名酯酸酐，乙酐，学名乙酸酐。无色易挥发液体，具有强烈刺激性气味和腐蚀性。醋酐是“易制毒”产品，醋酐的经营和生产都要依法在公安机关备案取证，企业卖出的每一批产品都要进行详细的备案登记，并到公安机关备案。 1973年Halcon科学开发集团公司取得了醋酸甲酯羰基化生产的醋酐的专利，1983年，其与美国Eastman-Kod
12、ak公司合作建成了第一套羰基合成醋酐生产装置。Celanese公司也拥有此技术。生产工艺如下：首先是甲醇和醋酸在硫酸催化剂作用下生成醋酸甲酯，反应压力为常压，反应温度为 6585，醋酸转化率约100%。然后，醋酸甲酯与甲醇和一氧化碳在碘甲烷和铑系催化剂或镍系催化剂(因铑系催化剂催化活性是镍系催化剂的十倍，因此工业上多采用铑系催化剂)存在下，进行羰基化反应生成醋酐，并联产醋酸。反应压力为2.55Mpa左右，反应温度为180左右。其醋酐/醋酸比可以根据需要进行调节。 醋酸甲酯羰基合成法具有流程短、产品质量好、消耗低、三废排放少等优点，该法代表着 醋酐生产技术的先进水平。国外多采用该工艺生产醋酐。液
13、相工艺比气相工艺成熟。英国BP公司在Halcon合成醋酐和 Monsanto羰基化制醋酸工艺的基础上，成功开发了甲醇羰基化联产醋酐工艺1。第1章 概述1.1 本课题的设计背景与现实意义随着社会的发展，各行各业的进步，人类社会对醋酐的需求量越来越大。那么在这种大背景下，探索醋酐生产的新工艺就成为了一种必然趋势。我国醋酐的工业生产始于20世纪50年代，到2006年我国醋酐的总生产能力为33万吨/年，主要生产厂家有吉化公司、化学试剂总厂、丹化集团醋酐、醋酸纤维公司、醋酸化工股份以与醋酐厂等。 我国醋酐的表观消费量2001年只有15.52万吨，2006年增加到约24万吨， 20012006 年需求量的
14、年均增长率约为8.9%。 我国是世界上最大的香烟生产和消费国，卷烟产量位居世界之首，对醋酸纤维素(主要是二醋酸纤维素)的年消费量在16万吨以上，当前的生产能力和产量无法满足国需求，仍需要大量进口。香烟过滤嘴将是我国未来醋酐最具有潜力的市场，预计2011年烟用纤维对醋酐的需求量将达到22万吨。 由于受成本比较低的聚酯纤维的影响，国纺织市场对三醋酸纤维的需求量主要依赖进口，随着国际市场纺织品配额的放开，我国三醋酸纤维的用量还将有一定的增长，从而推动国醋酐消费量的增加。由此可见，未来醋酸纤维素仍将是我国醋酐最主要的消费领域，预计2011年总消费量将达到29 万吨。 在医药工业上，醋酐消费量基数较大，
15、下游产品的出口形势看好。预计到2011年对醋酐的需求量将达到约 6万吨。 由此可见，由于醋酸纤维素以与医药工业不断发展，预计今后几年我国对醋酐的需求量将以年均约10.9% 的速度增长，到2011年，我国对醋酐的总消费量将达到40万吨2。 所以，不断研究新工艺，不断提升醋酐产量是很有现实意义的。1.2 醋酐的理化性质1.2.1物理性质外观与性状：无色透明液体，有刺激气味，其蒸气为催泪毒气。 熔点()：-73.1。相对密度（水=1）：1.08。沸点()：138.6。相对蒸气密度（空气=1）：3.52。分子式：C4H6O3。分子量：102.09。 饱和蒸气压(kPa)：1.33（36）。燃烧热（kJ/mol）：1804.5。临界温度（）：326。 临界压力（MPa）：4.36。闪点（）：49。爆炸上限%（V/V）：10.3。引燃温度（）：316。爆炸下限%（V/V）：2.0。溶解性：溶于乙醇、乙醚、苯。 1.2.2化学性质易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混
