成功的将催化法商业化，此法是基于钌，使用−它比孟山都法更加绿色也有更高的效率，很大程度上排挤了孟山都法。乙醛氧化法乙醛氧化法在孟山都法商业生产之前，大部分的乙酸是由乙醛氧化制得。尽管不能与甲基羰基化相比，此法仍然是第二种工业制乙酸的方法。乙醛可以通过氧化丁烷或轻石脑油制得，也可以通过乙烯水合后生成。当丁烷或轻石脑油在空气中加热，并有多种金属离子包括镁钴铬以及过氧根离子催化，会分解出乙酸。化学方程式如下此反应可以在能使丁烷保持液态的最高温度和压力下进行，般的反应条件是和。副产物包括丁酮，乙酸乙酯，甲酸和丙酸。因为部分副产物也有经济价值，所以可以调整反应条件使得副产物更多的生成，不过分离乙酸和副产物使得反应的成本增加。在类似条件下，使用上述催化剂，乙醛能被空气中的氧气氧化生成乙酸使用新式催化剂，此反应能获得以上的乙酸产率。主要的副产物为乙酸乙酯，甲酸和甲醛。因为副产物的沸点都比乙酸低，所以很容易通过蒸馏除去。乙醇氧化法由乙醇在有催化剂的条件下和氧气发生氧化反应制得。工艺陈旧，生产规模小，原料和动力消耗高，应严格控制，杜绝新建小规模生产装置。乙烯氧化法由乙烯在催化剂所用催化剂为氯化钯氯化铜和乙酸锰存在的条件下，与氧气发生反应生成。此反应可以看作先将乙烯氧化成乙醛，再通过乙醛氧化法制得。乙烯法醋酸虽然比乙炔法和酒精法先进，但与低压甲醇羰基合成法相比，原料和动力消耗高，技术经济上缺乏竞争性，不宜再用该技术新建装置。原有装置可借鉴乙烯直接氧化法进行改造。丁烷氧化法丁烷氧化法又称为直接氧化法，这是用丁烷为主要原料，通过空气氧化而制得乙酸的种方法，也是主要的乙酸合成方法。综合文献分析，本设计采用乙醛氧化法生产醋酸工艺。因着我。从课题的选择到设计的最终完成，严格要求我完成每步的设计和计算，并不惜花费自己宝贵的时间对我的设计做了精心的修改。在此，我表示最诚挚的感谢和崇高的敬意,最后感谢大学二年期间所有教我做人授我学业的老师们，我会永远记住各位老师的教诲，祝您们身体健康工作顺利事事顺心,摘要醋酸是种用途广泛的基本有机产品，也是化工医药纺织轻工食品等行业不可缺少的重要原料。随着醋酸衍生产品的不断发展，以醋酸为基础的工业不仅直接关系到化学工业的发展，而且与国民经济的各个行业息息相关，醋酸生产与消费正引起世界各国的普遍重视，为了满足经济发展对醋酸的需求，开展了此年产万吨醋酸项目。本设计采用成熟的乙醛氧化法合成醋酸。首先确定乙醛氧化法生产醋酸工艺流程，然后对整个工艺过程进行物料和能量衡算。关键词醋酸，工艺流程，物料衡算概述醋酸是种有机化合物，又叫乙酸别名醋酸冰醋酸。分子式常简写为或。是典型的脂肪酸。被公认为食醋内酸味及刺激性气味的来源。纯的无水乙酸冰醋酸是无色的吸湿性液体，凝固点为，凝固后为无色晶体。尽管根据乙酸在水溶液中的离解能力它是个弱酸，但是乙酸是具有腐蚀性的，其蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。乙酸是种简单的羧酸，是个重要的化学试剂。乙酸也被用来制造电影胶片所需要的醋酸纤维素和木材用胶粘剂中的聚乙酸乙烯酯，以及很多合成纤维和织物。在家庭中，乙酸稀溶液常被用作除垢剂。食品工业方面，在食品添加剂列表中，乙酸是规定的种酸度调节剂醋酸生产的历史早在公元前三千年，人类已经能够用酒经过各种醋酸菌氧化发酵制醋。十九世纪后期，人们发现从木材干馏制木炭的副产馏出液中可以回收醋酸，成为醋酸的另重要来源。但这两种方法原料来源有限，都需要脱除大量水分和许多杂质，浓缩提纯费用甚高，因此，随着世纪有机化学工业的发展，诞生了化学合成醋酸的工业乙醛易氧化生成醋酸，收率甚高，成为最早的合成醋酸的有效方法。年，德国建成了第套乙醛氧化合成醋酸的工业装置并迅速推广到其它国家早期的乙醛来自粮食糖蜜发酵生成的乙醇的氧化，年德国以电石乙炔进行水合反应生成乙醛，是改用矿物原料生成醋酸的开始。二次大战后石油化工兴起发展了烃直接氧化生产醋酸的新路线，但酸与水溶和的时候，二聚体间的氢键会很快的断裂。其它的羧酸也有类似的二聚现象。乙酸的二聚体，虚线表示氢键溶剂液态乙酸是个亲水极性质子化溶剂，与乙醇和水类似。因为介电常数为，它不仅能溶解极性化合物，比如无机盐和糖，也能够溶解非极性化合物，比如油类或些元素的分子，比如硫和碘。它也能与许多极性或非极性溶剂混合，比如水，氯仿，己烷。乙酸的溶解性和可混合性使其成为了化工中广泛运用的化学品。化学反应对于许多金属，乙酸是有腐蚀性的，例如铁镁和锌，反应生成氢气和金属乙酸盐。因为铝在空气中表明会形成氧化铝保护层，所以铝制容器能用来运输乙酸。金属的乙酸盐也可以用乙酸和相应的碱性物质反应，比如最著名的例子小苏打与醋的反应。除了醋酸铬，几乎所有的醋酸盐能溶于水。乙酸能发生普通羧酸的典型化学反应，特别注意的是，可以还原生成乙醇，通过亲核取代机理生成乙酰氯，也可以双分子脱水生成酸酐。同样，乙酸也可以成酯或氨基化合物。的高温下，乙酸分解生成甲烷和二氧化碳或乙烯酮和水。鉴别乙酸可以通过其气味进行鉴别。若加入氯化铁，生成产物为深红色并且会在酸化后消失，通过此颜色反应也能鉴别乙酸。乙酸与三氧化砷反应生成氧化二甲砷，通过产物的恶臭可以鉴别乙酸。四醋酸的主要生产方法及比较甲醇羰基化法大部分乙酸是通过甲基羰基化合成的。此反应中，甲醇和氧化碳反应生成乙酸，方程式如下这个过程是以碘代甲烷为中间体，分三个步骤完成，并且需要个般由多种金属构成的催化剂。通过控制反应条件，也可以通过同样的反应生成乙酸酐。因为氧化碳和甲醇均是常用的化工原料，所以甲基羰基化直以来备受青睐。早在年，英国塞拉尼斯公司的已经开发出第个甲基羰基化制乙酸的试点装置。然而，由于缺少能耐高压或更高和耐腐蚀的容器，此法度受到抑制。直到年，德国巴斯夫化学公司用钴作催化剂，开发出第个适合工业生产的办法。到了年，以铑为氧化产物组分复杂，分离费用昂贵。因此年德国和两公司联合开发了乙烯直接氧化制乙醛法后，乙烯乙醛醋酸路线迅速发展为主要的醋酸生产方法。年代石油价格上升，以廉价易得原料资源不受限制的甲醇为原料的羰基化路线开始与乙烯路线竞争。甲醇羰基化制醋酸虽开始研究于年代，年代已有公司的高压法工业装置，但直到年美国公司的甲醇低压羰基化制醋酸工厂投产成功，证明经济上有压倒优势，现已取代乙烯路线而占领先地位。年世界醋酸总生产能力为，套甲醇低压羰基化装置的生产能力总计以上，除个别厂外，都已建成投产。中国工业生产合成醋酸同样从发酵法乙醇乙醛氧化法及电石乙炔乙醛氧化路线开始，年代末全国已形成的生产能力。年代开始发展乙烯路线，引进了每套年产约万吨大型装置。轻油氧化制醋酸，天然气制甲醇，低压羰基化制醋酸的工艺路线正积极研究。可以肯定这些将会使我国的醋酸生产出现个飞跃。二醋酸的物理性质分子式分子量性质无色透明液体。熔点，沸点，相对密度折射率，闪点开杯，自燃点，粘度。纯乙酸在以下时，能结成冰状固体，故称冰醋酸。与水乙醇苯和乙醚混溶，不溶于二硫化碳。当水加到乙酸中，混合后的总体积变小，密度增加。分子比为，进步稀释，不再发生上述体积的改变。有刺激性气味。三醋酸的化学性质酸性羧酸中，例如乙酸，的羧基氢原子能够部分电离变为氢离子质子而释放出来，导致羧酸的酸性。乙酸在水溶液中是元弱酸，酸度系数为浓度为的醋酸溶液类似于家用醋的浓度的为，也就是说仅有的醋酸分子是解离的。乙酸的酸性促使它还可以与碳酸钠氢氧化铜苯酚钠等物质反应。苯酚二聚物乙酸的晶体结构显，分子间通过氢键结合为二聚体亦称二缔结物，二聚体也存在于的蒸汽状态。二聚体有较高的稳定性，现在已经通过冰点降低测定分子量法以及光衍射证明了分子量较小的羧酸如甲酸乙酸在固态及液态，甚至气态以二聚体形式存在。当乙序从第二氧化塔溢流出的粗醋酸连续进入蒸发器，用少量醋酸喷淋洗涤。蒸发器的作用是闪蒸除去些难挥发性物质，如催化剂醋酸锰多聚物和部分高沸物及机械杂质。它们作为蒸发器釜液被排放到催化剂配制系统，经分离后催化剂可循环使用。而醋酸水醋酸甲酯醛等易挥发的液体，加热气化后进入脱低沸物塔。脱除低沸物后的乙酸液从塔底利用压差进入脱高沸物塔，塔顶得到纯度高于的成品乙酸。脱低沸物塔顶分出的低沸物由脱水塔回收，塔顶分离出含量左右的稀乙酸废水，并含微量醛类，乙酸甲醋，甲酸及水，其数量不多，经中和及生化处理后排放塔中部抽出含水的混合酸塔为含量大于的回收乙酸，用作蒸发器的喷淋乙酸。三物料衡算设计依据醋酸生产消耗定额见表表消耗定额名称单耗每吨醋酸乙醛氧气冷却水醋酸锰醋酸年产量万吨选择年开工时间小时则每小时生产醋酸根据消耗定额得每小时乙醛进料量为所以，选择每小时乙醛进料量为二氧化塔物料衡算氧化塔物料衡算中的已知数据每小时通入氧化塔的乙醛量为氧化过程中乙醛总转化率为氧化过程中氧的利用率为④氧化塔塔顶补充的工业氮使其浓度达到未转化的乙醛在气液相中的分配率体积气相液相催化剂中醋酸锰用量为氧化塔进料乙醛重量的原料组成见表表原料组成原料乙醛质量工业氧质量工业氮质量催化剂溶液质量乙醛醋酸水三聚乙醛氧气氮气氮气氧气醋酸醋酸锰水氧化过程中乙醛的分配率主反应副反应反应式衡算纯乙醛量主反应乙醛用量需用氧量生成醋酸量副反应乙醛用量需用氧量生成醋酸量生成甲酸量生成水量生成二氧化碳量副，釜液中醋酸的回收率为醋酸和水的摩尔质量分别为和低沸塔进出物料图见图图低沸塔进出物料图则进料组成进料平均摩尔质量进料流量列衡算式得即五脱高沸物塔物料衡算已知数据进料流量进料醋酸含量，釜残液醋酸含量，成品醋酸含量高沸塔进出物料图见图图高沸塔进出物料图列衡算式得六醋酸回收塔物料衡算已知数据进料流量经回收后得到粗醋