8.2万吨年醋酸反应精馏工序工艺设计毕业论文目录第1章设计说明书 (1)第1.1节设计依据 (2)第1.2节产品的主要用途 (2)第1.3节设计地区大自然条件 (2)第1.4节原料和辅助原料及产品技术规格 (3)第1.5节车间的三废处理 (4)第2章工艺论证及工艺论述 (5)第2.1节生产方法的论述 (5)第2.2节生产原理的论述 (5)2.2.1 本设计生产醋酸的方法 (5)2.2.2 生产原理 (5)第2.3节工艺流程论证 (6)2.3.1 氧化部分 (6)2.3.2 蒸馏部分 (6)第2.4节工艺流程叙述 (6)2.4.1氧化部分 (6)2.4.2 蒸馏部分 (6)第3章工艺设备的选择 (8)第3.1节氧化塔的选择 (8)第3.2节乙醛储罐的选择 (8)第3.3节蒸发器的选择 (8)第3.4节脱低沸塔的选择 (8)第3.5节脱高沸塔的选择 (9)第4章工艺条件及控制项目 (10)第4.1节确定生产条件 (10)4.1.1 催化剂的浓度 (10)4.1.2 氧化塔的反应温度 (10)4.1.3 氧化塔塔顶压力的控制 (10)4.1.4 蒸发器温度 (10)4.1.5 脱低沸塔及脱高沸塔的温度压力 (10)第4.2节工艺条件一览表 (11)第4.3节生产控制一览表 (12)第5章物料衡算 (14)第5.1节氧化部分物料衡算 (14)第5.2节蒸发器物料衡算 (17)第5.3节脱高沸塔物料衡算 (18)第5.4节脱低沸塔物料衡算 (19)第6章热量衡算： (20)第6.1节氧化部分热量衡算 (20)第6.2节蒸发器热量衡算 (22)第6.3节脱低沸物塔热量衡算 (25)第6.4节脱高塔热量衡算 (28)第7章设备计算 (31)第7.1节循环泵的计算与选型 (31)第7.2节脱低沸物塔的设备计算 (32)第7.3节脱高沸塔设备计算： (45)第7.4节脱低、脱高塔的接管计算 (47)主要符号说明 (51)设备一览表 (52)参考文献 (53)致谢.................................... 错误！未定义书签。

前言本设计是依据北京化工大学下达的任务书和模拟中国石油吉林石化公司电石厂醋酸装置设计而成。

在此，我要感谢指导教师和同学们对我的大力支持。

虽然经过了近三年的系统学习，但是只是初步掌握工艺设计的一般程序和方法，综合运用能力有待进一步提高。

在今后的工作实践中仍然希望得到老师的指导和同学们的帮助，使自己分析、解决工程技术问题的能力得到提高。

受时间，水平有限等因素影响，并且还是初次搞设计，因此，设计中的错误和存在的问题是在所难免的，敬请给予批评指正，使我在此基础上得到更大的提高。

第1章设计说明书第1.1节设计依据本设计是根据吉化公司电石厂醋酸生产车间的多年生产经验，经下厂实习和调研。

并全面查阅有关醋酸生产工艺方面的文献、资料、尤其是乙醛氧化法生产醋酸的文献，分析对比各种工艺路线、流程的优、缺点。

结合我们所学的基础理论知识，在指导老师的帮助下经过初步计算、核算后，根据所给的任务书、生产条件设计的。

第1.2节产品的主要用途(1) 制醋酸乙炔。

醋酸乙炔是乙烯醇、维尼纶纤维的主要原料。

(2) 制醋酸纤维素。

醋酸和醋酸纤维素均广泛用于制造塑料、人造丝、喷漆、照相底片、及染料医药等。

(3) 制醋酸酯类溶剂。

醋酸酯大量用作工业溶剂。

喷漆、增塑剂、药物、香料等。

(4) 制氯醋酸和醋酸盐。

氯醋酸是制除草剂的原料。

(5) 织物的整理剂。

醋酸可做尼龙、丙烯纤维织物的整理剂。

(6) 用于制药工业。

可作生产维生素、抗生素、荷尔蒙的原料。

(7) 制取乙酰化合物。

第1.3节设计地区大自然条件平均气压 745.66mmHg 最高温度 36.6℃最低温度－38℃平均相对温度 71%最深冻土深度 74cm 最大降雪量 420mm平均风速 2.7m/s 松花江水温 15℃最高水温 25℃第1.4节原料和辅助原料及产品技术规格表1-1第1.5节车间的三废处理表1-2第2章 工艺论证及工艺论述 第2.1节 生产方法的论述目前世界上生产醋酸的工业化方法约有六种：亚丁烷法，轻油氧化法，甲醇法，乙烯法，酒精法，电石法。

1）乙烯法：乙烯法制醋酸国内有4套装置，生产能力为24.5万吨/年，占醋酸的生产能力的60%，乙烯收率和转化率高达95%，这是其最大的优点。

2）丁烷或轻油氧化法：该方法转化率低，选者性差，生成的副产物较多。

3）甲醇羰基化法。

该方法采用了活性高、选择性好的铑系催化剂，它一方面可以节约设备投资，另一方面促进原料利用率的提高，减少了用于回收副产物的设备投资，提高了它的工艺的经济性。

另外，该法的反应系统和精制系统呈一体，可以采用电子计算机控制系统巧妙的进行工艺控制，实现操作条件的最优化。

目前，我国正在引进甲醇羰基合成法，上海引进一套十万吨/年醋酸装置，贵州有机化工厂引进一套六万吨/年醋酸生产装置。

第2.2节 生产原理的论述2.2.1 本设计生产醋酸的方法本设计采用乙醛氧化法制醋酸。

2.2.2 生产原理乙醛和氧气反应生成醋酸其主要反应方程式：① COOH CH O CHO CH 32321→+ 94.7%② O H OCOCH CH CH O CHO CH 223323)(3+→+ 0.25%③ 223323232CO O H COOCH CH O CHO CH ++→+ 0.45%④ O H CO O CHO CH 22234452+=+ 3.6% ⑤ 22323233CO O H COOH CH HCOOH O CHO CH +++→+ 1.0%⑥ CHCOOH CH CH O CHCHO CH CH =→+=32321（全部）反应机理：采用的催化剂醋酸锰，在诱导期反应，当产生足量的三价锰之后，溶液有了大量的自由基，因此发生自由基的增长和转移，迅速而大量地生成过氧醋酸，过氧醋酸再与乙醛作用，生成醋酸并放出热量。

催化剂醋酸锰通过再生循环使用。

第2.3节工艺流程论证2.3.1 氧化部分从动力学因素和工程因素角度考虑，本设计采用内冷自然循环氧化塔。

于此塔各节间均用筛板隔开，有效到限制了液相返混，虽然各节内返混严重，但整塔却近似于多级全混釜串联，总体的返混程度不大。

有利氧化反应进行；提高转化率。

2.3.2 蒸馏部分蒸馏过程采用高—低—高的分离方式。

这样可以保证一级品醋酸的质量，避免高沸物在塔底积聚。

从能源上讲，脱低塔底可以免设一个再沸器，可以节省能量。

从质量上讲，蒸发器相当于一层塔板，有利于反应进行。

第2.4节工艺流程叙述2.4.1氧化部分由乙醛车间来的乙醛，先进入乙醛贮罐，再用氮气压入氧化塔104的底部。

该量用自动调节控制。

氧气来自102厂，送入氧气缓冲罐调节比例后分五段进氧化塔104，其量各自有调节阀及仪表显示。

由102厂空分车间来的氮气，减压后送入氮气缓冲罐，自动调节后以50-80立方米/小时的流量送入104顶部。

催化剂醋酸锰调节定量后加入104底部，使锰含量在0.08-0.12%，两小时后关闭，开始锰循环工艺。

氧化塔104塔内氧化成粗醋酸，控制适宜温度，由远距离调节阀调节冷却水流量控制，氧化塔104顶部排出的废气，经过旋风分离器分离后，液体回到104塔底，气体进入冷凝器107，冷凝液回流104底，未冷凝的液体进入洗涤管，总酸大于95%的粗醋酸流入中间贮罐127以备精制，104塔的液面由串级调节自动控制在溢流口上方200-800m处。

氧化反应出现异常时，手动电磁阀解除压力。

2.4.2 蒸馏部分粗醋酸流到蒸发器116中，调节后控制液面对蒸发器加热，调节温度将醋酸汽化醋酸蒸汽。

低沸物、部分高沸物进入脱低沸塔117中部，底部的醋酸锰及高沸物适时清洗。

残渣压入二级品蒸发器135内，回收二级品醋酸。

脱低沸物从第34块板进料，精馏有冷水控制温度。

塔顶馏出物有乙醛、醋酸甲酯、甲酸、水等低沸物和醋酸，送至稀酸浓缩塔。

经过脱低沸物之后的醋酸蒸汽自动控制流量，在脱低沸物塔117最下板出料进入脱高沸塔中下部。

117塔底温度由再沸器118调节蒸汽量，并控制温度为128-135℃。

进入脱高沸塔119的醋酸，分馏后，控制温度在118-120℃。

塔顶的成品醋酸蒸汽进入冷凝器128中，冷凝后得到一级品醋酸。

未被冷凝的部分酸气体和不凝气体，分离后不凝气放入大气，酸气自然冷凝分离冷凝液部分回流，部分流到贮罐。

塔底温度由再沸器120自动调节，控制温度在155-130℃。

为保证一级品醋酸的质量，以80-150kg/h的流量抽出釜液送入二级品蒸发器内或者排放到事故放料槽110内。

第3章工艺设备的选择第3.1节氧化塔的选择从动力学因素和工程因素角度考虑，本设计采用内冷自然循环氧化塔。

因为这样可以及时控制反应过程的温度。

防止乙醛挥发，在无催化剂的条件下，生成PAA并积聚引起爆炸；由于此塔各节间均用筛板隔开，有效到限制了液相返混，虽然各节内返混严重，但整塔却近似以多级全混釜串联，总返混程度不大，有利氧化反应进行，提高转化率。

第3.2节乙醛储罐的选择因为设备体积大，采用球形贮罐，它占地面积小，操作方便。

乙醛沸点低，夏季采用喷淋装置，可以降温。

用16MnR钢。

第3.3节蒸发器的选择由于粗醋酸中有甲酸、醋酸甲酯、锰等，采用耐腐蚀、耐高温材料。

用OOCr17Ni13MO2Ti为有利于蒸发和排渣，采用卧式，圆筒形，封头可以打开，便于检修和冲刷，加热管在圆筒的下半部，上部留有空间。

蒸发器液面高于蛇管，器壁上装有视镜，便于观察蒸发器内情况。

粗醋酸由蒸发器上部加入，气体由顶部进精馏塔，底部设有排渣管。

第3.4节脱低沸塔的选择采用浮阀塔。

醋酸在这里精制，应使气液相充分接触，使低沸点组分与醋酸分离。

特点：1）为增大接触面积、蒸发量、生产能力，在有降液管的塔板上开孔，每孔装浮阀。

2）操作弹性大，阀片右可以自己升降，以适应气量的变化，维持正常操作所允许的负荷，波动范围比其他塔大。

3）塔板效率高，上升气体以水平方向吹入液层，气液接触时间较长，雾沫夹带少。

4）气体压降及液面落差小，气液物流流过浮阀塔时所遇阻力小。

5）结构简单，安装方便，浮阀塔的造价为同等生产能力的泡罩塔的60—80%、筛板塔的120—130%。

浮阀塔采用不锈钢制造，即O0Cr17Ni13MO2tTi ，可耐腐蚀。

本塔为冷凝，凝液直接回流到塔内，损失小，效率高。

第3.5节脱高沸塔的选择与脱低塔相似，浮阀塔塔顶设有冷凝器，材质为O0Cr17Ni13MO2CU第4章工艺条件及控制项目第4.1节确定生产条件4.1.1 催化剂的浓度控制催化剂浓度在0.08—0.25%。

因为是液相反应，加入催化剂可以提高氧化反应的选择性，加快反应速度、分解速度，抑制过氧化物的生成。

浓度过低，则醋酸产量降低，转化率降低。