年产20万吨甲醇低压羰基化制醋酸工业设计摘要醋酸，又名乙酸，作为一种应用广泛的重要化工原料，醋酸主要被用于合成乙酸乙烯醋的单体VAM、合成乙酸醉的原料及生产精制对苯二甲酸(PTA)的溶剂等。

自20世纪70年代美国Monsanto(孟山都)公司首创低压拨基合成醋酸工艺后，此方法已成为世界生产醋酸的主要方法。

甲醇低压碳基合成醋酸工艺确立了碳一化学含氧化合物的产业优势，从此，醋酸及其衍生物的工艺和技术创新成为研究人员研究的发展方向。

甲醇低压羰基化法合成醋酸工艺主要包括CO造气和醋酸生产两部分。

造气工段主要包括造气、预硫、压缩、脱硫脱碳工序，醋酸生产又可分为反应工序和精制工序。

反应工序包括：预处理、合成、转化等工段；精制工序包括：蒸发、脱轻、脱水、提馏、脱烷、成品等工段。

关键词：醋酸；甲醇；合成AbstractAcetate, also known as ethanoic acid, is widely used as a kind of important chemical raw materials, acetic acid is mainly used for vinyl acetate synthesis V AM vinegar of monomer, synthesis of acetic acid raw materials and production of purified terephthalic acid (PTA) solvent, etc.Since the 1970 s the United States Monsanto, Monsanto company pioneering low-pressure dial base acetate synthesis process, the main method of this method has become the world's production of acetic acid.Methyl acetate synthesis low carbon technology established a carbon chemical oxygen containing compound industry advantage, since then, technology and technical innovation of acetic acid and its derivatives become the development direction of researchers. Low pressure methanol carbonylation synthesis of acetic acid process mainly includes CO gasification and acetic acid production of two parts.Gasification process of sulfur mainly includes gasification, and compressed, the decarburization desulfurization process, acetic acid can be divided into the reaction process and refining production process.Reaction process includes: pretreatment, synthesis, transformation section, etc.Refining process including: evaporation, light, dehydration, stripping section, alkanes, finished products, etc.Key words: acetic acid; Methanol; synthetic目录第一章引言 (1)1.1 醋酸性质和用途 (1)1.1.1 醋酸的物理性质 (1)1.1.2 醋酸的化学性质 (1)1.1.3 醋酸的用途 (3)第二章醋酸合成方法概述 (4)2.1 生产 (4)2.1.1 世界醋酸生产概况 (4)2.1.2 国内生产状况 (5)2.2 醋酸合成方法 (5)2.2.1 轻烃液相氧化法 (5)2.2.2 乙醛氧化法 (6)2.2.3 乙烯直接氧化法 (6)2.2.4 甲醇羰基合成法(MC) (6)2.2.5 乙烷选择性催化氧化 (7)2.2.6 醋酸一醋酐一醋酸甲醋联产工艺 (7)2.2.7 SABIC乙烷直接氧化制醋酸工艺 (7)2.2.8 天然气经非合成气制醋酸工艺 (8)第三章甲醇羰基化制备醋酸 (9)3.1 甲醇羰基化制备醋酸 (9)3.1.1 甲醇羰基化法 (9)3.1.2 甲醇羰基化法分类 (9)3.2甲醇羰基化法的改进 (9)3.2.1甲醇低压羰基化法的改进 (9)3.3用于低压甲醇碳基化法制醋酸的催化剂 (10)3.4甲醇低压羰基化制醋酸工艺流程 (10)3.4.1流程说明 (11)第四章 Aspen模拟软件简介 (12)第五章甲醇低压羰基化制醋酸合成计算 (13)5.1合成塔计算 (13)5.1.1 合成塔物料衡算 (13)5.2.1物料衡算 (16)5.2.2 塔板数的确定 (17)5.2.3 精馏塔物性参数计算 (20)5.2.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (23)5.2.5 塔板主要工艺尺寸计算 (25)5.2.6 塔板流体力学演算 (28)5.2.7 塔板负荷性能图 (31)第六章 aspen软件模拟...................................... 错误！未定义书签。

参考文献.. (1)致谢 (2)附件6： (3)第一章 引言1.1 醋酸性质和用途1.1.1 醋酸的物理性质醋酸，学名乙酸，分子式COOH CH 3，结构式 ，相对分子质量60.06，是一种重要的低级脂肪族一元羧酸。

纯醋酸为无色水状液体，具有浓烈刺激性气味，并有强腐蚀性，10%左右的醋酸水溶液腐蚀性最大。

醋酸是食用醋的主要成分，故得名醋酸。

99%以上的高纯度醋酸在温度低于16℃时即凝结成片状晶片，故俗称为冰醋酸。

醋酸蒸汽易着火，能和空气形成爆炸性混合物。

冰醋酸有强烈的吸湿性，水含量每增加0.1%，其凝固点降低0.15%~0.2%左右，可利用此特性测定冰醋酸的纯度。

纯醋酸的物理性质见表1-1。

表 1-1 醋酸的物理性质1.1.2 醋酸的化学性质根据《有机化工原料大全》的资料显示，醋酸具有一元所酸的一切典型的化学性质，属于典型的脂肪族一元羧酸酸。

其分子结构中含有羧基和烷基。

1.1.2.1 与醇类的醋化反应O H COOR CH ROH COOH CH 233+→+酯化反应会生成等分子的水。

反应中生产的水会减慢酯化反应速度。

通常在酯化反应中会加入过量的醋酸，以稀释并减少水的存在对反应速度的影响。

或者采用共沸蒸馏除去生成的水，以达到加快反应速度和加大反应进行的完全程度的目的。

实际操作中，为了控制反应速度，一般用Karl 一Fiseher 法或电导率法测定反应系统中的水浓度。

在实际工业化生产中，一般都使用无机酸或有机酸作为醋酸酯化反应的催化剂，如高氯酸、磷酸和硫酸等。

非酸性的盐类、金属和金属氧化物在特定条件下也可以作为酯化反应的催化剂，如丝光沸石、脱阳离子的Y 分子筛等。

氯化钴、钴A12C16在工业生产中也作为正丁醇与乙酸的酯化反应催化剂。

1.1.2.2 与不饱和烃的酯化反应醋酸和烯烃反应会生成醋酸酯，以仲醇或叔醇类的醋酸酯居多。

和丙烯反应生成醋酸异丙酯，和异丁烯反应可生成醋酸叔丁酯。

以上反应，如加入铂等贵金属催化剂，则反应产物会变为不饱和酯。

1.1.2.3 醇醛缩合反应在有催化剂的存在下(一般使用硅铝酸钙钠或负载氢氧化钾的硅胶为催化剂)，醋酸和甲醛可发生缩合反应生成丙烯酸，O H COOH CH 223CH HCHO COOH H +-=→+该缩合反应的单程转化率在50%一60%之间，反应收率可达到80%一100%。

但是这种工艺路线的能耗比其它工艺大得多，所以没有进一步的工业化应用。

1.1.2.4 与金属氧化物或碳酸盐反应醋酸是一种弱酸，具有酸性物质的一般化学特性。

可以与金属氧化物、碳酸盐反应，生成醋酸盐。

其反应速度小于硫酸、盐酸这种强酸，但大于大部分有机酸。

对于许多金属，醋酸的水溶液是有腐蚀性的。

1.1.2.5 分解反应醋酸燃烧生成二氧化碳和水。

浓硫酸在高温下能使醋酸脱水炭化，生成二氧化碳和少量二氧化硫。

在227℃、低压且存在PC 催化剂的条件下，醋酸分解得到乙烯酮、甲烷、二氧化碳等产物。

干燥的醋酸经蒸馏可生成醋酸酐，一般条件下，沸腾7小时方达到平衡，如果加入酸性催化剂，则达到平衡仅需20分钟。

达到平衡状态时每L 醋酸含有4.2mmol 醋酸酐。

醋酸经乙酸酮合成醋酸酐，是生产醋酸酐的工业方法之一。

在特定条件下，醋酸分子脱去-COOH ，放出2CO ，成为脱羧反应。

1.1.2.6 酸碱性醋酸是典型的一价弱酸。

常温下，醋酸在水中的解离常数是pK 。

=4.76。

一般用于水中极弱的碱的定量分析。

醋酸与金属氧化物和氢氧化物可发生反应生成醋酸盐。

醋酸的粗品焦木酸经与石灰石或菱镁矿中和，生成氧化钙的醋酸盐或氧化镁的醋酸盐。

一些非常强的酸，如超强酸，在醋酸中仍表现出强酸性，可作为醋酸醋化反应的酸催化剂。

醋酸在水溶液中能离解出氢离子而显酸性，具有酸的一般性质。

醋酸能与强碱、碳酸盐、金属氧化物反应，生成盐和水。

醋酸中羰基碳原子与氧原子相连，因此O与C=O之间存在р-π共轭效应，导致O－H键极性增大，而呈现酸性；C－O键为极性键，故－OH可被其它基团取代而发生取代反应；由于羧基的吸电子作用，导致烃基上α-H原子可被其它原子或原子团取代而生成取代酸。

醋酸可参与的反应：①.酸性和成盐反应②.生成羧酸衍生物：醋酸羧基中的羟基可以被卤素(-X) 、酰氧基（-O-CO-R）、烃氧基(-O-R’) 、氨基(2-NH)取代，分别得到酰卤、酸酐、酯、酰胺。

③.脱羧反应④.还原反应在强还原剂氢化铝锂（LiAlH4）可将其还原成伯醇。

⑤.α-氢的卤代反应：在P、S、I2或光照的催化下可被Cl2或Br2逐步取代。

1.1.3 醋酸的用途醋酸是一种重要的有机化工原料,由其可以衍生出几百种下游产品,如醋酸乙烯单体(VAM)、醋酸纤维、醋酐、醋酸酯、氯乙酸、对苯二甲酸(FFA)、聚乙烯醇以及金属醋酸盐等。

由于醋酸广泛用于基本有机合成、医药、农药、印染、轻纺、食品、造漆、粘合剂等行业。