毕业设计（论文）醋酸生产方法的比较.doc

南京化工职业技术学院毕业设计（论文） 题目：醋酸生产方法的比较 姓 名： 所在系部： 化学工程系 专业班级： 应用化工技术0924 指导老师： 2012年4月6 目录摘要和关键词...................................................................................................................21 醋酸性质.......................................................................................................................4 1.1醋酸化学性质....................................................................................................41.2醋酸物理性质....................................................................................................52 甲醇碳基化制醋酸.......................................................................................................5 2.1工艺流程............................................................................................................5 2.2技术经济指标....................................................................................................7 2.3甲醇羰基化制醋酸工艺技术............................................................................73 BASF高压法.................................................................................................................10(1)概况......................................................................................................................10(2)基本原理..............................................................................................................10(3)高压法生产工艺..................................................................................................114 Monsanto低压法..............................................................................................................12(1)概况......................................................................................................................12(2)工艺原理..............................................................................................................12(3)Monsanto法生产工艺...........................................................................................................13 (4)Monsanto法的改进...............................................................................................................155结论................................................................................................................................16参考文献.............................................................................................................................................17致谢...................................................................................................................................18摘要 甲醇羰基化法制醋酸是目前世界工业上生产醋酸最主要的方法，用这一工艺生产醋酸占世界醋酸总产量的60%以上。

目前甲醇羰基化法主要工艺有BASF工艺、Celanese公司改进的Monsanto工艺和BP公司的Cativa工艺然而，这些工艺还都有不足，仍有待改进结合实际生产的情况，本文主要介绍甲醇碳基化法制醋酸的生产技术详细的对此方法和技术进展进行分析和概述，并对生产过程中所使用的原料、催化剂进行了论述 关键词：醋酸，甲醇碳基化，生产工艺，技术进展 南京化工职业技术学院毕业论文1醋酸性质据统计，截止2006年，世界拥有醋酸生产能力1019万吨/年，其中，塞拉尼斯公司为252.4万吨/年，占24.8%，BP公司224万吨/年，占22.0%；莱昂得尔千年化学公司54.4万吨/年，占5.3%；江苏索普（集团）有限公司51.8万吨/年，占5.1%；伊士曼化学公司50.8万吨/年，占5.0%；中国石化集团公司48万吨/年，占4.7%；Sterling化学公司45.4万吨/年，占4.4%[1]自1999年以来，世界醋酸需求的年增长率在3%-5%之间，需求增长最快的是中国，其年需求呈两位数速率增长据美国斯坦福咨询公司预测，至2013年，世界醋酸需求的年增长率为4%美国醋酸生产约30%用于出口，其余大部分自用，美国绝大数醋酸生产与下游产品构成一体化生产模式。

1.1醋酸化学性质 醋酸（ethanoic acid)分子式C2H4O2，，相对分子质量60.05醋酸具有有机酸所特有的官能团—羧酸，而且含有两个碳原子，在化学上称它为乙酸，它是食用醋的主要化学成分（普通食用醋含有乙酸3%~5%）它是一种具有强烈刺激性气味的无色液体，沸点118℃，熔点16.6℃当温度低于它的熔点时，就凝结成冰状晶体，所以又叫冰醋酸[2]它也易溶于水和乙醇 醋酸具有羧酸的典型性质[3]，主要表现在以下两个方面： （1）酸性 醋酸具有明显的酸性，在水溶液里能电离出氢离子，它是一种弱酸醋酸的电离常数Ki是1.8×10-5(25℃)，其酸性比碳酸（25℃时第一级Ki是4.3×10-7）强醋酸具有酸的通性例如，它能使蓝色石蕊试纸变红；能跟金属反应，也能跟碱、碳酸钠和碳酸氢钠等反应 CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O 2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+CO2↑+H2O CH3COOH+NaHCO3→CH3COONa+CO2↑+H2O （2）酯化反应 醋酸跟乙醇在浓硫酸存在下加热，生成具有香味的乙酸乙酯。

用氧的同位素示踪，可以知道上述酯化反应过程中，乙酸分子中的羟基跟醇分子羟基上的氢原子结合成水，其余部分结合成酯酸跟醇作用生成酯和水的反应叫做酯化反应酯化反应是可逆反应，不仅有机酸能发生酯化反应，而且无机酸如硝酸、硫酸等也能跟醇发生酯化反应例如，浓硝酸跟丙三醇反应生成的酯叫做硝酸甘油酯，它是制炸药的原料1.2醋酸物理性质醋酸是一种透明的无色液体，其中所含杂质主要是水和微量的乙醛、乙酸酐、甲酸以及其它氧化物产物等凝固的醋酸固体是无色片状或冰晶状晶体乙酸的纯度不同其凝固点也有所改变，可用凝固点来确定醋酸的纯度醋酸蒸气易着火，能和空气形成爆炸性混合物[4]2 甲醇碳基化制醋酸2.1工艺流程 甲醇低压羰基法合成醋酸首先由美国Monsanto公司实现工业化后，经过近40年的发展，不断得以改进，形成了各具特色的工艺路线Monsanto工艺[5]以铑-碘（HI、MeI）为催化剂体系，反应液中水浓度必须维持在13%～15%（质量分数）左右以保证高浓度（300×10-6 ～400×10-6）铑催化剂的活性，该体系的时空产率为7～8mol醋酸/（L·h）由于系统中高水浓度，所以公用工程（循环水、蒸汽）的消耗高。

流程见图 甲醇由甲醇中间贮槽经甲醇加料泵送至甲醇加热器，用蒸汽加热后进入反应釜，以控制反应釜的温度反应釜温度主要控制手段是调整闪蒸流出量此流出量应与甲醇进入反应釜的流量成一定比例一般为16～22之间精制CO以一定压力及一定流量由反应釜底部进入釜内CO分配管在搅拌器的作用下，CO在溶液中扩散溶解在一定的压力和温度下，在铑催化剂、碘甲烷促进剂及碘化氢的作用下，CO与MEOH（甲醇）在反应釜内生成HAC（醋酸）刚开车时，反应釜内液体经开工循环泵和开工加热器循环加热逐渐提高反应釜内温度至170℃以上 反应釜内未反应完的CO及N2、CH4等惰性气体，以及副反应生成的CO2和H2经反应釜冷凝器冷却后进入冷凝液分离器含有大量碘甲烷、醋酸、醋酸甲酯等的冷凝液送回反应釜，冷却后的气体进入高压吸收塔，用贫液（醋酸）吸收气体中的碘甲烷，吸收了碘甲烷的富液从高压吸收塔底部排出进入再生塔进行再生吸收后的尾气以流量控制去火炬系统，通过排出气体流量来控制反应釜内的CO分压于指定值范围内 反应釜内生。