1. 研究目的与意义
醋酸是一种广泛存在于自然界的一种普遍的有机化工原料,它广泛的被用于化工、电子、纺织、食品、医药等行业。而今世界工业生产醋酸的技术主要有:甲醇羰基化法(分为高压和低压)、乙醛氧化法(有乙炔、乙醇、乙烯三种原料路线)、乙烯直接氧化法、正丁烷或轻油氧化法。其中甲醇羰基化法是应用最为广泛的技术。
1960年以前,醋酸的主要是以糖与醇的天然生物合成法和丁烷与萘的非选择性烷烃活化法进行工业生产的。到了20世纪60年代,wacker公司发明了乙醛两步乙烯氧化工艺,并在随后的工作中实现了该工艺醋酸生产的工业化。20世纪90年代,昭和电工公司对乙醛两步乙烯氧化工艺进行了改进,将一步乙烯氧化工艺用于工业化工业生产。近年来也有很多公司尝试了各种工艺生产醋酸。sabic公司通过选择催化氧化乙烷的烷烃活化进行醋酸的工业化生产。celanese尝试进行生物催化生产醋酸的高新技术研究。2003年世界醋酸总生产能力仅为96万吨年产量约为81万吨。但是到近几年每年世界生产的醋酸约有500万吨,呈几何数字增长。然而每年世界消耗量为650万吨,所以在醋酸产能的供应上,还有很大的空间。
我国醋酸生产工艺主要为甲醇羰基化法、乙烯及乙醇氧化法,我国的生产技术主力为乙烯氧化法,现生产能力受羰基化生产设备及乙烯原料的影响,年产能力仅90万吨/年左右。随着我国化学工业和经济的发展,对醋酸的需求日渐增长,从1995年到2000年的短短五年时间,醋酸的需求量从48万吨直接翻倍增长至97万吨,为了满足如此庞大的需求增长,自1996年至2000年,我国每年需要进口10万吨以上的醋酸及其衍生物。解决问题需要从源头抓起,羰基化生产设备的问题首当其冲。
2. 研究内容和预期目标
1.研究内容
对年产1万吨的甲醇低压羰基化法合成醋酸精制工段进行初步设计,包括:
(1)根据对不同醋酸生产工艺的分析、总结确定工艺流程
3. 研究的方法与步骤
1.研究方法
甲醇羰基法是如今应用最多的一个工艺,其分别有巴斯夫高压法。bp/孟山都法以及ucp/千代田法等,本课题主要采用甲醇低压羰基化法合成醋酸的工艺路线设计,故采用bp/孟山都法。
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。反应段工序包括:预处理、合成、转化工段;精制工序包括:蒸发、脱氢、脱水、提馏、脱烷、成品工段。
4. 参考文献
[1] 娄爱娟,化工设计[m]. 上海:华东理工大学出版社,2002
[2] 陈敏恒,化工原理(第三版)[m]. 北京:化学工业出版社,2006
[3] 周大军,化工工艺制图[m]. 北京:化学工业出版社,2005
5. 计划与进度安排
1.2022-2-15~2022-3-15:明确设计任务,查阅相关资料,确定工艺路线,完成开题报告
2.2022-3-16~2022-3-26:深入研究课题,进行工艺流程设计
3.2022-3-27~2022-4-30:根据确定的工艺路线进行物料衡算和能量衡算并完成设备的设计与选型计算工作
