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1、年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精制工段工艺设计学 院：专 业：姓 名：指导老师：化学工程与工艺学 号：职 称：推荐精选二一四年五月推荐精选诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精制工段工艺设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名： 日期： 年 月 日推荐精选年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精制工段工艺设计摘 要 醋酸是一种重要的基本有机化工原料产品，在各行各业中有广泛的应用。本设计介绍了醋酸的一些物理性质、化学性质，用途，现状和发展状况并且对比了各种
2、合成方法，还对工艺流程进行了简述。本设计采用甲醇为原料，铑为催化剂，低压羰基化流程工艺。本工艺简单，原料来源广泛，污染少，安全可靠，转化率和选择率高，产品质量高。本工艺的设计重点是合成工序和精馏工序的物料衡算、热量衡算、主要设备计算和选型。同时绘制了工艺流程图和主要设备装置图。并且对于工艺进行车间布置和三废处理。关键词: 甲醇 低压羰基化 物料衡算 热量衡算推荐精选With an annual output of 100000 tons of low-pressure methanol carbonylation acetic acid refining process designAbstr
3、act 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, chemical properties, application status and development of acetic acid, and comparison of various synthetic methods, but also
4、on the process are described. This design uses methanol as raw materials, rhodium catalyst, low-pressure carbonylation process. This simple process, wide material source, less pollution, safe and reliable, high conversion and selectivity, high product quality. The design key of this process is a mat
5、erial balance synthesis process and distillation process calculation, heat balance calculation, calculation and selection of main equipment. At the same time, rendering the process flow diagram and main equipment installation diagram. And workshop layout and waste treatment for process.Keywords: Met
6、hanol；Low-pressure carbonylation；material balance；heat balance推荐精选目 录1 前言11.1世界醋酸生产概况11.2国内生产状况21.3醋酸的用途21.4醋酸的物理性质21.5醋酸的化学性质31.5.1与不饱和烃的酯化反应31.5.2醇醛缩合反应31.5.3与金属氧化物或碳酸盐反应31.5.4分解反应41.5.5酸碱性41.6醋酸合成方法41.6.1轻烃液相氧化法41.6.2乙醛氧化法51.6.3乙烯直接氧化法51.6.4甲醇羰基化合成法（MC）51.6.5乙烷选择性催化氧化61.6.6甲醇羰基化制备醋酸62物料衡算102.1合成塔
7、的计算102.1.1合成塔的物料衡算102.2轻组分塔的物料衡算112.3脱水塔的物料衡算122.4重组分塔的物料衡算133塔设备的计算153.1脱水塔（常压精馏塔）的计算153.1.1进料组成153.1.2平均摩尔质量153.2塔板数的确定163.2.1相对挥发度163.2.2最小回流比和操作操作比173.2.3精馏段和提馏段操作方程173.2.4塔板数计算183.2.5全塔效率的确定193.2.6确定实际塔板数193.3精馏塔物性参数计算203.3.1操作压力计算203.3.2操作温度20推荐精选3.3.3平均摩尔质量203.3.4平均密度的计算213.3.5液面的表面张力223.3.6体
8、积流率的计算233.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算243.4.1塔径和高度的计算243.4.2溢流装置计算263.4.3塔板的布置273.5浮阀塔流体力学验算293.5.1气体通过浮阀塔板的压降293.5.2液泛313.5.3物沫夹带323.6负荷性能图333.6.1物沫夹带线333.6.2液泛线343.6.3液相负荷上限353.6.4漏液线353.6.5液相负荷下限354热量衡算394.1脱水塔的热量计算394.2塔顶冷凝器热负荷及冷却水的用量404.3塔底再沸器热负荷及水蒸气的用量415附属设备的计算及接管的选取435.1接管的选取435.1.1进料管435.1.2回流管435.1.3塔底出料
9、管435.1.4塔顶蒸汽出料管445.2塔高度的计算445.2.1塔顶空间高度445.2.2封头445.2.3裙座445.2.4塔底空间高度455.2.5人孔455.2.6塔的总高度456车间布置设计466.1 车间布置设计重要性466.2车间生产要求466.3 车间安全要求466.4 车间发展要求467三废”处理和安全事项477.1 废水477.2 废气477.3 废渣47推荐精选7.4安全事项47参考文献48致谢49附录50推荐精选1 前言 醋酸作为一种重要的基本有机化工原料。氯乙酸、醋酸乙烯单体、聚乙烯醇、对苯二甲酸、醋酸酯、醋酸纤维及金属醋酸盐等主要的原料是醋酸。电影胶片所需要的醋酸纤
10、维素和木材用胶粘剂中的聚乙酸乙烯酯和很多合成纤维常用醋酸作为原料而制的。随着科学发展，醋酸在科学领域中是一种重要有机化工产品。在农药、医药、染料、粘合剂、有机溶剂等很多方面有着广泛用途。1.1世界醋酸生产概况人类最初通过酒精发酵及木材干馏而获得醋酸。在1911年德国建成了全球首套乙醛法醋酸装置。1952年Celanese公司在美国开发了更高级的低碳烷烃氧化生产醋酸的方法。60年代乙烯乙醛醋酸工艺获得快速发展，Hoechst-Wacker公司开发了乙烯直接氧化制乙醛的工艺。1960年德国BASF公司相继开发了甲醇高压羰基合成醋酸技术，但是这种技术操作压力高和副产物多，再加上产品精制复杂等原因而没
11、有得到推广。1968年，这是醋酸工业一次划时代飞跃的一年，因为美国公司Monsanto成功研发了甲醇低压羰基合成醋酸的工艺，并成功于1970年每年13.5万吨的工业化生产装置在Texas建成。1983年Holcon/Eastman公司成功开发了醋酸醋酐联产技术并且建成了每年22.5万吨醋酐生产装置。1997年日本成功开发了乙烯直接氧化制醋酸的工艺并且建成了每年10万吨的装置。目前，世界上乙烯直接氧化法，乙醛氧化法，甲醇低压羰基合成法装置能力分别占总生产能力的15、25和60。世界上最大的五大醋酸生产商分别是BP公司，Milleni-um公司，Celanese公司，Acetex公司和Daicel
12、公司。它们拥有的生产能力大概占总生产能力的80，并且有增加的趋势。1998年全球生产能力能达到758.8万吨，其主要分布在北美39.2、亚洲30.1、西欧21.0、东欧6.3、南美洲及其他地区为3.3。2002年能扩大到890万吨，新增的装置能力主要集中Celanese公司、BP公司以及东南亚地区。世界上最大的生产醋酸大国是美国，1998年生产能力能达到每年250万吨。四大醋酸生产厂是Sterling，Millennium，Eastman和Celanese公司。其中世界上最大的生产装置是Celanese公司在Texas州的Clear lake装置。生产方法是甲醇羰基化法，经过两年的扩产，生产能
13、力已达每年100万吨。1998年西欧地区生产能力已超过每年150万吨。并且BP公司是该地区最大的生产厂商，该公司在1998年底在Hull地区装置能力能达到每年67.5万吨。2000年整个西欧地区装置能力大概在每年172万吨。1998年日本的生产能力能达到每年70万吨。日本三大著名醋酸生产厂商是昭和电工，协同醋酸，大赛格。乙烯直接氧化法制醋酸的装置是1997年昭和电工投产的每年10万吨，也是全世界唯一的一家。推荐精选1.2国内生产状况1953年，乙醇乙醛醋酸工业生产装置首次在上海建成。后来乙醇为原料的中型醋酸装置相继建成。1958年，电石乙炔乙醛生产装置在吉化公司建成。70年代到80年代末，一些
14、企业利用乙烯为原料生产乙醛的技术，四套乙烯乙醛醋酸装置被自行设计而成，在我国当时缓解醋酸需求起了很大的作用。1996年，是我国醋酸工业进入一个发展的新时期的一年，我国引进Monsanto/BP技术建成了第一套甲醇低压羰基化制醋酸装置。1997年我国利用自主研发的甲醇羰基化技术建成了每年生产十万吨的醋酸装置。1998年，每年生产18万吨羰基合成醋酸装置在四川建成并投产使用。目前醋酸生产装置超过90多套，实际生产能力大概有每年生产1200万吨。其中甲醇低压羰基化装置有3套，实际生产能力大概有每年有35万吨。乙烯乙醛醋酸装置有四套实际生产能力大概有44.5万吨每年。还有一部分是乙醇乙醛醋酸装置。1998年比1997年增长11.7。1.3醋酸的用途醋酸作为一种重要的有机化工原料，它可以衍生出几百种下游产品，比如醋酐，对苯二甲酸，醋酸纤维，聚乙烯醇，醋酸酯以及金属醋酸盐。醋酸常用于基本有机合成、农药、医药、食品、印染、造漆等行业。所以醋酸工业的发展与国民经济息息相关。最初工业上合成乙酸的原料是粮食，然后是木材、煤炭、矿石、天然气。石油和煤炭是现在工业工艺主要采用的原料。1.4醋酸的物理性质表1.1 醋
