1. 研究目的与意义
醋酸是一种有机化合物，又叫乙酸（ethanoic acid），别名醋酸(acetic acid)、冰醋酸（glacial acetic acid）。分子式c2h4o2（常简写为hac）或ch3cooh。是典型的脂肪酸。乙酸在常温下是一种有强烈刺激性酸味的无色液体。乙酸的熔点为16.6℃，沸点117.9℃。相对密度1.05，闪点39℃，爆炸极限4%～17%（体积分数）。纯的乙酸在低于熔点时会冻结成冰状晶体，所以无水乙酸又称为冰醋酸。乙酸易溶于水和乙醇，其水溶液呈弱酸性。乙酸盐也易溶于水。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。乙酸在水溶液中是一元弱酸，酸度系数为4.8，pka=4.75（25℃），浓度为1mol/l的醋酸溶液（类似于家用醋的浓度）的ph为2.4，即仅有0.4%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。
冰醋酸是最重要的有机酸之一。主要用于醋酸乙烯、醋酐、醋酸纤维、醋酸酯和金属醋酸盐等，也用作农药、医药和染料等工业的溶剂和原料，在照相药品制造、织物印染和橡胶工业中都有广泛用途。冰醋酸是重要的有机化工原料之一，它在有机化学工业中处于重要地位。醋酸广泛用于合成纤维、涂料、医药、农药、食品添加剂、染织等工业，是国民经济的一个重要组成部分。冰醋酸按用途又分为工业和食用两种，食用冰醋酸可作酸味剂、增香剂。可生产合成食用醋。用水将乙酸稀释至4～5%浓度，添加各种调味剂而得食用醋。其风味与酿造醋相似。常用于番茄调味酱、蛋黄酱、醉米糖酱、泡菜、干酪、糖食制品等。使用时适当稀释，还可用于制作蕃茄、芦笋、婴儿食品、沙丁鱼、鱿鱼等罐头，还有酸黄瓜、肉汤羹、冷饮、酸法干酪用于食品香料时，需稀释，可制作软饮料，冷饮、糖果、焙烤食品、布丁类、胶媒糖、调味品等。作为酸味剂，可用于调饮料、罐头等。洗涤通常使用的冰醋酸，浓度分别为28%、56%、99%的。如果买的是冰醋酸，把28ml的冰醋酸加到72ml的水里，就可得到28%的醋酸。更常见的是它以56%的浓度出售，这是因为这种浓度的醋酸只要加同量的水，即可得到28%的醋酸。浓度大干28%的醋酸会损坏醋酸纤维和代纳尔纤雏。草酸是有机酸中的强酸之一，在高锰酸钾的酸性溶液中，草酸易被氧化生成二氧化碳和水。草酸能与碱类起中和反应，生成草酸盐。醋酸也一样，28%的醋酸具有挥发性，挥发后使织物是中性；就像氨水可以中和酸一样，28%的醋酸也可以中和碱。碱也会导致变色。用酸（如28%的醋酸）即可把变色恢复过来。这种酸也常用来减少由丹宁复合物、茶、咖啡、果计、软饮料以及啤酒造成的黄渍。在去除这些污渍时，28%的醋酸用在水和中性润滑剂之后，可用到最大程度。
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, 醋酸生产工艺及相关问题的研究开发正在日益加深和发展。从最初的粮食发酵, 木材干馏生产醋酸开始, 合成醋酸的工艺路线主要有乙醛氧化法、乙炔电石法、乙醇氧化法、乙烯氧化法、丁烷氧化法和羰基合成法等。这些方法都各有它的优点和缺点，在选择合成醋酸的路线时，应与当地的原料资源情况密切联系起来，因地制宜，按醋酸用量的大小，工业技术条件等作综合的平衡。
2. 研究内容和预期目标
设计要求采用乙醛氧化法生产醋酸，并对年产1万吨醋酸生产工艺中的氧化工段进行详细设计，对醋酸生产流程以及过程中催化剂、温度、氧醇比、停留时间和空间速度、压力等各方面因素进行理论分析。
确定整个工段的工艺流程（包括装置流程以及氧化系统流程）、所需设备的类型（包括反应器、蒸发器、辅助设备中泵、冷凝器等）、设备结构及尺寸（包括各工段塔板数、塔径、塔的有效高度、进料液管径、塔釜残留液管径、回流液管径等的选取）
物料衡算以及热量衡算（包括氧化塔、蒸发器、精馏塔等的物料和热量衡算）、车间布置方法，要遵循布置的基本原则和要求，尤其对厂房建筑、生产操作、设备装修方面，三废处理方法（废气处理、废水处理及综合利用、噪声的预防等）、安全问题（安全第一，预防为主，要严格按规定、规范采取各种预防及保护措施），
3. 研究的方法与步骤
研究方法
（1）乙醛氧化法
乙醛首先与空气或氧气氧化成过氧醋酸，而过氧醋酸很不稳定，在醋酸锰的催化下发生分解，同时使另一分子的乙醛氧化，生成二分子乙酸。氧化反应是放热反应。
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
2022-3-04～2022-3-15查阅文献，熟悉相关的专业知识及技能，完成文献翻译工作。并与指导教师进行学习和探讨，确定设计的初步方案，完成开题报告。
2022-3-16～2022-5-16查找资料，完成工艺流程的设计，进行系统的物料衡算及热量衡算，对主体及附属设备进行设计，确定设备类型及尺寸等。
2022-5-17～2022-5-31完成工艺流程图、设备图、布置图等的绘制完成设计说明书；提交设计说明书查重。
