《50kta醋酸甲酯羰基化合成醋酐工艺设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《50kta醋酸甲酯羰基化合成醋酐工艺设计（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上安徽建筑工业学院毕 业 设 计 (论 文)专 业 化学工程与工艺 班 级 07化工班 学生姓名 学 号 课 题 50kt/a醋酸甲酯羰基化合成醋酐工艺设计 指导教师 葛业君 2011年 6 月 6 日专心-专注-专业摘 要醋酐是一种重要的有机化工原料，主要作为乙酰化剂，也能用作脱水剂和溶剂等。本设计通过比较现有醋酐生产乙醛氧化联产法、醋酸裂解法和醋酸甲酯羟基合成法，醋酸甲酯羟基化法较其他两种方法具有流程短，产品质量好，消耗指标低，三废排放少等优点，代表了当前醋酐生产的先进技术潮流，国外发达国家普遍采用此技术生产醋酐。此工艺需要解决主要问题是实现CH3COOCH3和CO
2、的高效合成。设计了醋酸甲酯羰基化合成醋酐的工艺流程进并对主要设备闪蒸器进行设计。关键词： 醋酐 化工原料 羰基化 闪蒸器 醋酸甲酯ABSTRACTVinegar anhydride is an important organic chemical raw materials, mainly as a acylation agent, and can be used as dehydrant and solvent, etc. This design by comparing existing vinegar anhydride acetaldehyde oxidation method, th
3、e joint production of acetic acid methyl acetate cracking method and hydroxyl synthesis, methyl acetate hydroxyl method is better than the other two methods have good quality of product, process short, low consumption, waste discharge index wait for few advantages, represents the current acetic anhy
4、dride was the advanced technology of production trend, widely used in developed countries as the technology production vinegar anhydride. This process needs to solve the main problem is to realize efficient synthesis CH3COOCH3 and CO. Design the methyl acetate carbonyl compounds into the process flo
5、w into the repayment period of the main equipment braising apparatus to carry on the design.Keywords: vinegar anhydride chemical raw materials hydroformylation braising apparatus methyl acetate目录前言醋酐是一种重要的有机化工原料，主要作为乙酰化剂，也能用作脱水剂和溶剂等。在美国和日本，醋酐主要被用来生产醋酸纤维素，其中三醋酸纤维素是制造高级感光胶片的材料，而二醋酸纤维素则用于制造香烟过滤嘴和塑料。醋酐还
6、广泛地用于医药 染料、农药、轻工、纺织和工业，是生产阿斯匹林、维生素B 、醋酸可的松、氯霉素等几十种常用药品的原料，也是合成许多染色剂、燃料、农药和香料的必备原料。由醋酐制备的过氧化乙酰是聚合反应的引发剂，也可用作漂白剂，醋酐还可用于金属的电抛光、制造六素精炸药以及氯乙酸、氯乙酰和高级酸酐等衍生物。世界醋酸和醋酐年产量现已分别达到590万t和200万t。我国醋酸年产为60多万t，占全世界总产量的10 。而我国1999年醋酐生产仅5万多t，与世界总产量相比只占2.3 左右。所以，随着我国改革开放政策的实施和经济的蓬勃发展，在化工原材料方面，醋酐远远不能满足国内市场的需求。为了缓解这一供求矛盾，国
7、家不得不拿出大量外汇进口醋酐及其下游产品。仅以烟用过滤嘴材料二醋酸纤维素丝束而言，每年进口15万t20万t。醋酐的工业生产，国际上目前普遍采用的是乙醛氧化法、烯酮法和羰基合成法，从发展趋势来看，烯酮法工艺复杂，能耗大、环境污染严重。而乙醛氧化法生产过程中易生成过氧醋酸，特别易燃易爆，具有很大的潜在危险，而且规模小、产量低 总之，乙醛氧化法和烯酮法的生产成本都比较高，经济效益差，环境污染问题多，生产规模也不大，处于逐渐为羰基合成法所取代的过程之中。羰基合成法制醋酐是80年代发展起来的新工艺，其特点是能耗小、成本低、无污染，有利于大规模生产，应用该技术生产的醋酐目前每年已达80多万t，占世界总产量
8、的40%以上。我国的醋酐工业发展极其迟缓，目前只有上海、吉林等地10来个小厂家生产。生产技术也很落后，一直采用传统的丙酮与醋酸高温裂鳃烯酮法和乙醛氧化法，羰基合成法生产技术完全是空白。中国科学院化学研究所从80年代初以来，开展了羰基合成法制醋酸和醋酐的催化剂研究，现已开发出适合我国特点的由醋酸甲酯或直接由甲醇羰基化生产醋酐的一系列高教催化剂及其工艺，其催化活性、选择性和使用稳定性均显著优于国内外同类催化剂的技术水平。第一章 文献综述醋酐是最重要的精细化工原料之一，主要用于合成醋酸纤维素，其次用于医药、染料、香料和有机合成中的乙酰化剂。2009年中国有醋酐生产企业17家，总生产能力约为51万ta
9、。国内醋酐装置规模较小，工艺落后，今后应逐步淘汰落后装置，实现规模化生产，以降低生产成本，提高经济效益。发展技术先进的羰基合成工艺具有广阔的前景。近年来，国内醋酐价格高涨，企业效益大幅度增加，经济形势看好，使得许多企业计划新建或扩建醋酐装置。塞拉尼斯(南京)乙酰衍生物有限公司计划在江苏南京六合投资38亿元，新建一套10万ta醋酐生产装置，该公司产品主要供应其在中国的合资企业珠海醋酸纤维有限公司、昆明醋酸纤维有限公司等，届时塞拉尼斯将成为中国醋酸、醋酐和醋酸纤维素产业链的主要企业之一；江苏丹化集团醋酐有限公司拟将现有装置生产能力扩建到10万ta；山西焦化集团公司拟新建一套10万ta生产装置；山东
10、金沂蒙集团有限公司拟投资新建l5万ta羰基合成醋酸项目，同时副产醋酸7万ta，装置分两期建设，第一期装置的生产能力为5万ta。另外，江苏南通醋酸纤维公司也计划将其现有醋酐生产能力进行扩建到19万ta。预计到2011年，中国醋酐的总生产能力将有可能达到约60万ta，成为世界重要的醋酐生产国家之一。1.1 课题的工艺背景1.1.1 课题的提出1852年，Gerhard首先用苯甲酰氯与醋酸钾反应制得醋酐，其后，又用磷酰氯与醋酸钾合成醋酐，并开始工业化。1931年，Shawinigan化学公司开始用乙醛氧化法制醋酐，同时，德国Wacker化学公司进行乙烯酮与醋酸合成制醋酐。1980年，伊斯曼公司和哈尔
11、康科研开发公司开发醋酸甲酯羰基化生产目前醋酐的工业生产方法主要有乙醛氧化联产法、醋酸裂解法和醋酸甲酯羰基合成法三种。醋酸甲酯羰基化法较其他两种方法具有流程短，产品质量好，消耗指标低，三废排放少等优点，代表了当前醋酐生产的先进技术潮流，国外发达国家普遍采用此技术生产醋酐。2003年，江苏丹化集团、中科院和北京大学三家合作，建成国内第一套羰基化合成醋酐装置，装置规模为2万t/a醋酐。该装置也可以调整生产醋酸甲酯，由兰州石化设计院承担工程总承包及设计，生产出的醋酐产品纯度达到99.5%以上，醋酸甲酯达到99.9%以上。每吨醋酐消耗定额为甲醇0.353t，醋酸0.604t，CO为0.340t，催化剂0
12、.44z，蒸汽4.2t，水147t，电167kwh，仪表空气300m3。装置运行实践证明，我国自行研制的这套醋酐生产工艺是可靠的。羰基化合成醋酐工艺，反应器由酯化器和羰基化反应器构成，甲醇和醋酸在酯化器生成醋酸甲酯，醋酸甲酯在羰基化反应器内与CO合成醋酐。由于该工艺催化剂里有水，生成醋酐的-同时，还生成一部分醋酸。该工艺以生产醋酐为主时，主要原料为甲醇、CO和醋酸。另外，该工艺还可以直接用原料CO和甲醇在羰基化反应器内反应生成醋酸，无需经过酯化器。因此，该工艺可以根据市场需求进行醋酸、醋酸甲酯和醋酐的产品切换。在醋酸甲酯羰基化合成醋酐的工艺上我国还处于刚起步阶段，因此对该工艺积极进行研究对于我
13、国的醋酐工业的发展具有深远的意义。 所以本设计主要是设计醋酸甲酯羰基化合成醋酐的工艺并对主要设备闪蒸器进行设计。1.1.2 研究目标本设计将以醋酸甲酯（CH3COOCH3）和一氧化碳（CO）为原料，用醋酸甲酯羰基化的方法合成醋酐。 该设计的主要内容包括： 1、查阅文献，了解醋酐的基本结构、性质和用途，概述工业上生产醋酐的三种方法: 乙醛氧化联产法、醋酸裂解法和醋酸甲酯羰基合成法，并对这三种方法进行比较分析。 2、对醋酐生产工艺进行深入调研，选择生产工艺流程。 3、进行物料衡算。 4、生产工艺流程设计和能量衡算。 5、设备工艺条件设计。 6、绘制物料流程图，进行车间布置设计，并绘制设备平立面布置
14、图。 7、绘制带控制点的工艺流程图。 8、绘制规定设备的工艺条件图。 9、在系统检查之后进行论文稿的撰写工作。 本设计主要是解决以醋酸甲酯（CH3COOCH3）和一氧化碳（CO）为原料，用醋酸甲酯羰基化的方法合成醋酐的工艺流程问题。本设计主要是对醋酸甲酯羰基化合成醋酐的流程进行设计并对整个流程的的1.2 醋酐概述1.2.1 醋酐产品的性质醋酐学名乙酸酐，分子式为C4H60 ，为无色易挥发具有强烈刺激性气味和腐蚀性液体。在水中分解成醋酸，与乙醇生成乙酸乙酯。溶于氯仿、乙醚和苯。有毒，对眼及粘膜具有强烈的刺激性，质量浓度为0.36 mgm3时即对眼有刺激；0.18mgm3时就能改变人的脑电图象，还能引起细胞组织蛋白质变质 其蒸气刺激性更强，极易烧伤皮肤及眼睛如经常接触会引起皮炎和慢性结膜炎。当溅及或粘附于皮肤时要立即用清水或2苏打水冲洗，全身中毒时应及时就医诊治。空气中最高容许体积分数5 LL。 在水中发生水解生成乙酸，在热水中立即反应。 与醇发生醇解反应生成酯和酸，例如乙酸酐溶于乙醇生成乙酸乙酯和乙酸。 与氨作用生成乙酰胺，在氢化铝锂作用下，乙酸酐可以还原生成伯醇； 与过氧化钠或过氧化氢作用生成过氧化二乙酰； 乙醇钠做催化剂，与苯甲醛发生缩合反应生成肉桂酸。
