50kta醋酸甲酯羰基化合成醋酐工艺设计.docx

《50kta醋酸甲酯羰基化合成醋酐工艺设计.docx》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.docx（47页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、醋酢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醉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，代表了当前醋醉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醉。此工艺需要解决主要问题是实现CH3COOCH3和CO的高效合成。设计了醋酸甲酯城基化合成醋酎的工艺流程进并对主要设备闪蒸器进行设计。关键词：醋酎化工原料埃基化闪蒸器醋酸甲酯ABSTRACTVinegaranhydrideisanimportantorganicchemica1rawmateria1s

2、,main1yasaacy1ationagent,andcanbeusedasdehydrantandso1vent,etc.Thisdesignbycomparingexistingvinegaranhydrideaceta1dehydeoxidationmethod,thejointproductionofaceticacidmethy1acetatecrackingmethodandhydroxy1synthesis,methy1acetatehydroxy1methodisbetterthantheothertwomethodshavegoodqua1ityofproduct,proc

3、essshort,1owconsumption,wastedischargeindexwaitforfewadvantages,representsthecurrentaceticanhydridewastheadvancedtechno1ogyofproductiontrend,wide1yusedindeve1opedcountriesasthetechno1ogyproductionvinegaranhydride.Thisprocessneedstoso1vethemainprob1emistorea1izeefficientsynthesisCH3COOCH3andCO.Design

4、themethy1acetatecarbony1compoundsintotheprocessf1owintotherepaymentperiodofthemainequipmentbraisingapparatustocarryonthedesign.Keywords:vinegaranhydridechemica1rawmateria1shydroformy1ationbraisingapparatusmethy1acetate目录摘要1前言5第一章文献综述71.1 课题的工艺背景71.1.1 课题的提出71.1.2 研究目标81.2 醋酎概述91.2.1 醋0T产品的性质91.2.2 醋

5、酎产品的用途101.2.3 醋酎在新技术中的应用1213国内外醋醉生产的概况1313.1国内外醋酊工业现状131.3.2国内外醋酎生产工艺技术151.4 醋酎生产工艺流程的选择171.4.1 各种醋酊生产工艺的比较171.4.2 选择合适的生产工艺201.5 醋酎闪蒸工艺的流程221.5.1 工艺流程概述221.5.2 典型的工艺流程231.5.3 影响精馅操作的因素与调节251.6 崎酢精储工段的流程251.6.1 精锵工段流程设计251.6.2 醋酎精僧流程25第二章醋酊各工段的物料衡算和热量衡算262.1 有关物料衡算和热量衡算的知识262.1.1 物料衡算的基础262.1.2 热量衡算

6、的基础271.1.2 埃基反应前后的物料衡算271.1.3 埃基反应前后的热量衡算292.3 闪蒸工段的衡算292.3.1 闪蒸进行的条件292.3.2 蒸前后的物料衡算292.3.3 闪蒸前后的热量衡算302.4 第一精馅工段的衡算312.4.1 第一精僧塔进行的条件312.4.2 精馅前后的物料衡算312.4.3 精锚前后的热量衡算322.5 第二精馅工段的衡算322.5.1 第二精循塔进行的条件322.5.2 精馅前后的物料衡算322.5.3 精谯前后的热量衡算33第三章主要设别闪蒸器的设计333.1 设计、制造、检验、验收标准的选用333.1.1 国内铝制容器标准现状333.1.2 国

7、外铝制窖器标准的比较343.1.3 确定设计、制造、检验、验收标准规范353.2 闪蒸器353.2.1 温度353.2.2 压强363.2.3 物料流量363.2.4 估算尺寸363.2.5 公称直径373.2.6 壳体厚度373.2.7 焊接要求和无损检测383.2.8 耐压试验及校核383.2.9 封头的选择393.2.10 坡口的选择对焊接要求的影响39第四章结论41参考文献43致谢45附录46前百醋酊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，醋酢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

8、和塑料。醋醉还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。由醋酊制备的过氧化乙酰是聚合反应的引发剂，也可用作漂白剂，醋醉还可用于金属的电抛光、制造六素精炸药以及氯乙酸、氯乙酰和高级酸好等衍生物。世界醋酸和醋醉年产量现已分别达到590万t和200万K我国醋酸年产为60多万3占全世界总产量的10%O而我国1999年醋Sf生产仅5万多3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，醋醉远远不能满足国内市场的需求。为了缓解这一供求矛

9、盾，国家不得不拿出大量外汇进口醋酢及其下游产品。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。醋酊的工业生产，国际上目前普遍采用的是乙醛氧化法、烯酮法和谈基合成法，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，处于逐渐为线基合成法所取代的过程之中。染基合成法制醋醉是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醉目前每年已达80多万3占世界总产

10、量的40%以上。我国的醋醉工业发展极其迟缓，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鲤烯酮法和乙醛氧化法，锁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，开展了堞基合成法制醋酸和醋醉的催化剂研究，现已开发出适合我国特点的由醋酸甲酯或直接由甲醇携基化生产醋酢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。第一章文献综述醋酊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年中国有醋酊生产企业17家，总生产能力约为51万t/

11、a。国内醋酢装置规模较小，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。发展技术先进的线基合成工艺具有广阔的前景。近年来，国内醋酊价格高涨，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酊装置。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3.8亿元，新建一套10万t/a醋醉生产装置，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、醋酊和醋酸纤维素产业链的主要企业之一；江苏丹化集团醋醉有限公司拟将现有装置生产能力扩建到10万t/a；山西焦化集团公司拟新建一套10万t/a生产

12、装置；山东金沂蒙集团有限公司拟投资新建15万t/a相基合成醋酸项目，同时副产醋酸7万t/a,装置分两期建设，第一期装置的生产能力为5万t/a。另外，江苏南通醋酸纤维公司也计划将其现有醋好生产能力进行扩建到19万t/ao预计到2011年，中国醋酊的总生产能力将有可能达到约60万t/a,成为世界重要的醋好生产国家之一。1.1 课题的工艺背景.课题的提出1852年，Gerhard首先用苯甲酰氯与醋酸钾反应制得醋酎，其后，又用磷酰氯与醋酸钾合成醋醉，并开始工业化。1931年，ShaWinigan化学公司开始用乙醛氧化法制醋醉，同时，德国WaCker化学公司进行乙烯酮与醋酸合成制醋酊。1980年，伊斯曼

13、公司和哈尔康科研开发公司开发醋酸甲酯线基化生产目前醋酊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银基合成法三种。醋酸甲酯染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，代表了当前醋酊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酊。2003年，江苏丹化集团、中科院和北京大学三家合作，建成国内第一套线基化合成醋酊装置,装置规模为2万t/a醋酢。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，生产出的醋醉产品纯度达到99.5%以上，醋酸甲酯达到99.9%以上。每吨醋醉消耗定额为甲醇0.3533醋酸0.6041,CO为0.340t,

14、催化剂0.44z,蒸汽4.2t,水147t,电167kwh,仪表空气30Om3。装置运行实践证明，我国自行研制的这套醋酊生产工艺是可靠的。携基化合成醋酊工艺，反应器由酯化器和皴基化反应器构成，甲醇和醋酸在酯化器生成醋酸甲酯，醋酸甲酯在皴基化反应器内与CO合成醋酊。由于该工艺催化剂里有水，生成醋酊的-同时，还生成一部分醋酸。该工艺以生产醋酊为主时，主要原料为甲醇、CO和醋酸。另外，该工艺还可以直接用原料Cc)和甲醇在线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、醋酸甲酯和醋酊的产品切换。在醋酸甲酯线基化合成醋酊的工艺上我国还处于刚起步阶段，因此对该工艺积极进行

15、研究对于我国的醋酊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皴基化合成醋酊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，用醋酸甲酯段基化的方法合成醋酊。该设计的主要内容包括：1、查阅文献，了解醋酢的基本结构、性质和用途，概述工业上生产醋酎的三种方法：乙醛氧化联产法、醋酸裂解法和醋酸甲酯黑基合成法，并对这三种方法进行比较分析。2、对醋肝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，用醋酸甲酯线基化的方法合成醋酊的工艺流程问题。本设计主要是对醋酸甲酯银基化合成醋酊的流程进行设计并对整个流程的的1.2 醋酎概述1.2.1 醋好产品的性质醋酎学名乙酸肝，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、乙醛和苯。有毒，对眼及粘膜具有强