年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精制工段工艺设计-文献综述

第一章文献综述摘要: 本文介绍了生产醋酸的几种工艺方法、特点以及主要工艺技术研究进展情况。

特别介绍了甲醇低压羰基合成醋酸工艺及其改进工艺。

关键词: 醋酸；工艺；综述Abstract: Several process methods, characteristics and the progress of main technology for producing acetic acid were introduced in brief. A new method of Monsanto Acetic Acid Processas an important method for the manufacture of acetic acid by catalytic carbonylation of methanol was especially introduced.Key words: acetic acid; technics; review前言醋酸是一种重要的基本有机化工原料，主要用于制取醋酸乙烯单体（VCM）、醋酸纤维、醋酐、对苯二甲酸、氯乙酸、聚乙烯醇、醋酸酯及金属醋酸盐等。

醋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。

在染料、医药、农药及粘合剂、有机溶剂等方面有着广泛的用途，是近几年来发展较快的重要的有机化工产品之一。

但我国目前醋酸的产量还不能满足需求。

在醋酸的生产工艺中，甲醇羰基化法应用最广，占全球总产能的60%以上，且这种趋势还在不断增长。

该法虽然有许多优点，但需特别指出的是在该工艺中精制工段还存在许多诸如能耗高、转化率低等问题。

为促进国内工业化生产，解决存在的技术问题。

鉴于这种情况，设计一套甲醇低压羰基化合成醋酸(10万t/a)工艺装臵，以促进醋酸基础研究，有利于平衡我国对醋酸的供需矛盾。

1.1醋酸的性质1.1.1醋酸的物理性质乙酸又名醋酸(acetic acid)、冰醋酸(glacial acetic acid)，分子式为C2H4O2（常简写为HAc）或CH3COOH，分子量为60.05。

年产10万吨醋酸工艺设计[1]标题：年产10万吨醋酸工艺设计摘要：本文档对年产10万吨醋酸的工艺设计进行了详细的分析和规划。

首先介绍了醋酸的应用领域和市场需求，然后对原料选取、反应工艺、分离提纯、废水处理等环节进行了逐一分析和设计。

最后对整个生产流程进行了综合考虑，并制定了相应的操作指南和安全措施。

1.引言1.1醋酸的应用领域和市场需求1.2工艺设计目标和意义2.原料选取2.1醋酸原料的选择和质量要求2.2乙醇的选取和质量要求2.3氧化催化剂的选择和质量要求3.反应工艺3.1乙醇氧化反应机理和条件3.2反应器的选型和设计3.3控制反应温度和时间3.4催化剂的投加和回收4.分离提纯4.1反应混合物的净化和分离4.2提纯工艺流程的选择和设计4.3醋酸产品的质量检测和控制5.废水处理5.1废水的组成和特点5.2废水处理工艺流程的选择和设计5.3废水处理设备的选型和运行参数6.生产流程整合6.1全流程工艺设计的整合和考虑6.2生产能力和资源消耗的评估6.3工艺优化和改进的方向7.操作指南和安全措施7.1生产操作规程的制定和培训7.2安全生产措施的制定和执行7.3应急预案和事故处理措施总结：本文档旨在对年产10万吨醋酸工艺设计进行详细的分析和规划，全面考虑了原料选取、反应工艺、分离提纯、废水处理等环节的要求和措施。

根据市场需求和生产能力，设计了整个生产流程的综合方案，并对操作指南和安全措施进行了制定。

通过该工艺设计，可实现年产10万吨醋酸的高效、安全和可持续生产。

**学院
毕业设计设计题目：年产10万吨甲醇精馏工段工艺设计
系别：环境与化学工程系
班级：
姓名：
指导教师：
2011年6月 3 日
唐山学院毕业设计（论文）任务书
环境与化学工程系化学工程与工艺专业班姓名：
毕业设计（论文）时间：2011 年 3 月21 日至2011 年 6 月 3 日
年产10万吨甲醇精馏工段工艺设计
摘要
甲醇作为重要的有机化工原料，对其质量提出了更多更高的要求。

如今了解和熟悉甲醇精制的过程变得越来越普遍。

而通过精馏操作，可以将粗甲醇进行精制。

本设计需要将原料粗甲醇精制到含醇量99.95%的纯度。

根据现代对甲醇精馏工艺设计的了解，甲醇三塔精馏技术以其能耗低、产品质量好的优点领先于其他工艺。

所以本设计以三塔精馏工艺为依据，通过对粗甲醇进行物料衡算、能量衡算，设备选型，以及对主要设备常压塔的工艺尺寸计算，车间布局等完成本次初步设计，对提纯粗甲醇有更深刻的认识。

关键词：甲醇工艺设计三塔精馏常压塔。

甲醇羰基化合成醋酸技术新进展及我国现状摘要：化学工业的主要原料是煤、石油、天然气等能源资源，我国的煤炭资源十分丰富，全国的煤炭保有储量达1万亿吨。

从可持续发展战略的观点出发，新世纪将是以一碳化学为基础的新一代煤化工发展新时期。

发展新一代煤化工具有最大竞争力的是含氧化合物类产品，其中最具代表性的是用途广、产量大的有机酸棗醋酸。

醋酸广泛用于化工、轻工、纺织、农药、医药、电子、食品等工业部门，醋酸下游产品很多，其衍生化学品多达数百种。

自70年代美国孟山都公司首创低压羰基合成醋酸工艺以后，该方法已成为当今世界生产醋酸的主要方法。

甲醇低压羰基合成醋酸工艺确立了一碳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一直成为世人追求的发展目标。

关键词：甲醇，乙酸，羰基化，催化一、甲醇羰基化合成醋酸技术发展概况近年来甲醇羰基化法工业化生产醋酸技术的主要进展包括：BP公司的Cativa 工艺、Celanese公司开发出的Celanese低水含量工艺、UOP/Chiyoda开发出UOP/Chiyoda Acetica工艺、Haldor Topsoe的合成气经甲醇/二甲醚生产醋酸新工艺、我国西南化工研究设计院开发的蒸发流程。

以上新技术有的已用于工业化生产装置的改进，有的正在准备用于工业装置的建设或改造。

在醋酸的生产工艺中，甲醇羰基化法是应用最广的技术，占全球总产能的60%以上，而且这种趋势还在不断增长。

以孟山都（Monsanto）/BP工艺为代表的甲醇低压羰基化法是目前工艺最成熟，最为经济，具有先进技术，原料转化率高等优点。

在我国现有的醋酸生产工艺中孟山都（Monsanto）/BP己形成规模的生产。

但需要特别指出的是在该工艺还存在许多诸如能耗高、转化率低等问题。

为促进国内工业化生产，解决存在的技术问题。

鉴于这种情况，设计一套甲醇低压羰基化合成醋酸(10万t/a)工艺装置，以满足国民经济发展的需要。

二、本课题所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析1、国外醋酸生产现状及市场分析2007年世界醋酸生产能力为1168.8 万t/a，其中采用甲醇羰基化合成工艺的占66％，乙烯法约占7.2％，乙醛法约占15.3％，其他工艺占11.5％。

甲醇是一种无色、易挥发的液体，是一种重要的化工原料。

甲醇可用作溶剂、防冻剂、燃料等，并且也是合成多种化学品的重要原料。

本文将介绍一种年产10万吨甲醇的工艺设计。

1.原料选择甲醇的主要原料是天然气或煤炭。

在本设计中，采用天然气作为原料，主要原因是天然气作为清洁能源，不仅含有丰富的甲烷，而且还有其他杂质，如醇、醛和硫化物等。

2.甲醇生产工艺流程甲醇的生产过程主要分为气化、合成气净化、变换反应、甲醇的分离和精制等环节。

气化：天然气通过一系列的处理后，首先进入气化炉进行气化反应，将甲烷转化成一氧化碳和氢气。

合成气净化：气化产生的合成气中含有一氧化碳、二氧化碳、氢气等杂质，需要通过一系列净化步骤，去除杂质，如一氧化碳的选择性氧化、水蒸气转化等，使得合成气的组成符合变换反应的要求。

变换反应：减少二氧化碳的含量并提高一氧化碳的转化率，需要进行一系列变换反应。

主要反应有水汽变换反应和低温甲醇合成反应。

甲醇的分离和精制：合成后的甲醇进入精制塔，通过分离和纯化操作，去除杂质和溶剂，获得高纯度的甲醇。

3.工艺优化为了提高甲醇的生产效率和降低成本，可以对工艺进行优化。

提高合成气的利用率：在气化炉中，采用高效的催化剂和反应条件，提高一氧化碳和氢气的产率。

减少能量消耗：通过余热回收系统，对高温废气和废水进行换热，降低能量消耗。

优化反应条件：根据反应的动力学特性，确定最佳反应温度和压力，提高甲醇的选择性和收率。

改进分离和纯化技术：对精制塔进行优化设计，提高甲醇的回收率和纯度。

4.安全措施甲醇是一种易燃易爆液体，在生产过程中需要采取一系列安全措施，包括防火、防爆、通风和泄漏处理等。

此外，还需要定期检查和维护设备，确保工艺安全可靠运行。

综上所述，本文介绍了年产10万吨甲醇的工艺设计，包括原料选择、工艺流程、工艺优化和安全措施。

通过对工艺的优化和改进，可以提高甲醇的生产效率和质量，并降低生产成本，达到经济效益和环境效益的双重目标。

年产10万吨低压法甲醇精制工段设计（生物与化学工程学院10化学工程与工艺班）摘要：本设计所用的低压法采用51—1型铜基催化剂，合成压力为5MPa°以天然气为原料，利用铜基催化剂合成粗甲醇后再经过三塔精憎合成纯度更髙的甲醇。

再通过査阅相关的精餾工艺资料；在实习车间观摩实际操作过程；并整合与精馅相关的文献，从物料和热量衡算，设备选型与il•算的角度，设计出符合生产要求的精憾工艺路线。

关键词：甲醇；低压法：精制：工段设汁引言甲醇在现代工业中占着及其重要的地位，他不仅仅是碳一化工的基本原料，而且在无论是在化工、医药，还是在轻工纺织行业都有着广泛的应用。

甲醇用途广泛，加工后可以作为优质燃料。

其衍生物也用途广泛，诸如屮醛、醋酸、氯甲烷等现代工业的基础产品都能通过甲醇的加工得到，现今，我国已有三十多种工业产品是通过甲醇的一次加工得到的，同时，在市场需求的不断扩张下，如何生产出高质量、高纯度的甲醇产品，已经影响到了每个甲醇生产企业的生存能力。

工艺原理：造气工段：使用二步造气法⑴CH4+H2O （气）-CO+3H2 AH=-205.85kJ/molCH4+O2—CO2+2H2 AH =+109.45kJ / molCH4+7 Ch-CO+2H2 AH =+35.6kJ / molCH4+2H2-CO2+2H2O AH =+802.3kJ / mol合成工段：鲁奇低压工艺法，在5MPa,铜基催化剂条件下合成。

主反应：CO+2H2—CH3OH AH=+102.37kJ/mol副反应：2CO+4H2—CH3（O）+H2O AH =+200.3kJ / molCO+3H2—CH4+H2O AH =+115.69kJ / mol 4CO+8H2—C4H9OH+3H2OAH =+49.62kJ / molCO2+H2-CO+H2O AH =-42.92kJ / mol (1) 因为除了(1)反应之外，所有反应都增加了反应物CO的消耗，从反应平衡的角度考虑，必须抑制除(1)外所有副反应的进行，以此增加CO反应物的物质的量，利于反应向合成甲醇方向进行，增加产率。

年产10万吨甲醇羰基化制醋酸工艺流程1. 原料准备：甲醇和一氧化碳是制备醋酸的主要原料。

首先经过脱硫处理，去除其中的硫化物。

然后进入预处理设备，调整其比例，准备进入反应器。

2. 反应器反应：原料进入反应器，添加催化剂，进行甲醇和一氧化碳的羰基化反应，生成乙酸甲酯。

这是一个高温高压反应，需要严格控制反应条件，保证产物的质量和产率。

反应后得到混合物。

3. 分离精馏：通过精馏技术，将混合物进行分离，得到醋酸甲酯和未反应的甲醇和一氧化碳。

这些未反应物料可以循环利用，提高原料的利用率。

4. 气相吸附：将反应器废气中的有机物通过气相吸附装置进行吸附去除，以减少有机废气的排放对环境的影响。

5. 醋酸甲酯酯化：将得到的醋酸甲酯进行水解反应，生成醋酸和甲醇。

这一步是去除醋酸甲酯中的甲醇，以获得纯度更高的醋酸。

6. 精制产品：通过再次精馏和冷凝，得到高纯度的醋酸产品。

7. 产品储存：最后，将得到的醋酸产品储存至成品仓库，待包装和销售。

以上便是年产10万吨甲醇羰基化制醋酸的工艺流程。

在整个工艺过程中，需注意安全生产、环保等方面，确保产品质量和工艺稳定性。

很荣幸继续为您描述制备醋酸的工艺流程。

下面我们将详细说明剩余的步骤。

8. 废水处理：制备醋酸的生产过程中产生大量废水，其中包含有机废水和含有盐类化合物和杂质的废水。

废水处理是非常关键的部分，以确保环境不受污染，符合相关的排放标准。

废水通常需要经过中和、沉淀、过滤、生物处理等步骤，最终达到排放标准允许的水质。

9. 能源回收：在制备醋酸的工艺中，反应所需的热能和蒸汽通常会通过余热锅炉或热交换器进行回收和循环利用。

这有助于降低生产成本，节约能源资源，并减少对环境的影响。

10. 环保设施：在整个工艺流程中，应该配备相关的环保设施，包括废气处理装置、废水处理设施等，以符合国家环保法规要求，确保工厂的环保效益。

11. 运输和储存：醋酸是一种易燃易爆的化学品，因此在运输和储存过程中，必须符合相关的安全标准，包括适当的包装、标识和储存条件。

摘要醋酸是一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10万吨醋酸项目。

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，物料衡算一、概述醋酸是一种有机化合物，又叫乙酸别名：醋酸、冰醋酸。

分子式：C2H4O2（常简写为HAc）或CH3COOH。

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16.7 °C (62 °F) ，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一个弱酸，但是乙酸是具有腐蚀性的，其蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。

乙酸是一种简单的羧酸，是一个重要的化学试剂。

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E260中，乙酸是规定的一种酸度调节剂（一）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[1]，成为醋酸的另一重要来源。

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20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。

1911年，德国建成了第一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[2]，1928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。

泰山医学院毕业设计（论文）题目：年产10万吨甲醇生产工艺流程设计院（部）系化工学院所学专业化学工程与工艺年级、班级完成人姓名指导教师姓名专业技术职称1论文原创性保证书我保证所提交的论文都是自己独立完成，如有抄袭、剽窃、雷同等现象，愿承担相应后果，接受学校的处理。

专业：化学工程与工艺班级：09级本科一班签名：2013年6 月10 日摘要本设计重点描述了甲醇合成工艺流程。

甲醇是重要的化工原料和燃料，应用于多个领域。

首先简单地介绍了甲醇的生产发展、甲醇合成的反应热力学和动力学、甲醇反应需要的催化剂、甲醇合成工艺和甲醇的发展前景。

其中，甲醇合成催化剂和工艺选择关系着甲醇合成产量。

中低压、铜基催化剂的条件有利于甲醇合成。

紧接着介绍了甲醇合成工艺。

甲醇合成首先要进行造气。

造气选用煤作原料，得到的粗煤气经脱硫、脱碳等净化操作后进入合成塔合成甲醇。

甲醇合成工艺选择Luigi低压合成，合成气于5MPa、220℃下进入Luigi管壳式反应器。

从合成塔得到的粗甲醇必须要进行精馏。

本设计需要将原料粗甲醇精制到含醇量99.95%的纯度。

根据现代对甲醇精馏工艺设计的了解，甲醇三塔精馏技术以其能耗低、产品质量好的优点领先于其他工艺。

所以本设计采用三塔精馏工艺。

再接着对甲醇的生产合成和精馏过程进行了详细的物料衡算。

最后进行了常压精馏塔的计算，包括设备选型、塔的外形设计以及塔板流体力学验算。

通过本次设计，对合成甲醇以及提纯甲醇有更深刻的认识。

关键词：甲醇；合成；工艺设计；三塔精馏；常压塔AbstractThis design for methanol synthesis processes were described emphatically. Methanol is an important chemical raw material and fuel, is applied to the fields. First simply introduces the methanol production development, the reaction thermodynamics and kinetics of methanol synthesis, methanol reaction requires a catalyst, methanol synthesis process and the development prospects of methanol. Methanol synthesis catalyst and process selection is one of the relationship between the yield of methanol synthesis. In conditions of low pressure, copper base catalyst for methanol synthesis. Followed by methanol synthesis process was introduced. Gasification methanol synthesis should first. Gasification coal as raw materials, the raw coal gas after desulfurization and decarbonization purification operation into the synthesis of methanol synthesis tower. Choose Luigi low-pressure synthesis methanol synthesis process, synthesis gasin 5 mpa, 220 ℃ under into Luigi tubular reactor. From the crude methanol synthesis tower has to be distillation. This design need to be material crude methanol refining to the alcohol content of 99.95% purity. According to the modern understanding of the methanol distillation process design, methanol tower distillation technology for its low energy consumption, product quality good advantage ahead of other technology. So this design USES three tower distillation process. We'll go on with the production of methanol synthesis and material balance of distillation process in detail. Finally, the calculation of atmospheric distillation column was carried out, including equipment type selection, design of the tower and tray hydrodynamics calculation. Through the design, for methanol synthesis and purification of methanol has a more profound understanding.Keywords：methanol；synthetic ;process design ;three tower distillation ;atmospheric column目录第1章前言 (1)1.1 概述 (1)1.1.1 生产及技术发展 (1)1.1.2 甲醇的性质 (2)1.2 甲醇合成 (3)1.2.1 合成反应热力学 (3)1.2.2 合成反应动力学 (3)1.2.3 合成反应催化剂 (4)1.2.4 合成工艺 (4)1.2.5 合成甲醇的目的和意义 (5)第2章工艺概述 (7)2.1 造气工段 (7)2.1.1 原料 (7)2.1.2 原料气的制备 (7)2.1.3 造气工艺概述 (8)2.1.4 净化工段 (10)2.2 合成工段 (10)2.3 精馏工段 (12)第3章工艺计算 (15)3.1 甲醇生产的物料平衡计算 (15)3.1.1 合成塔物料平衡计算 (15)3.1.2 甲醇精馏的物料平衡计算 (19)第4章常压精馏塔计算 (22)4.1 基础数据 (22)4.2 塔板数的计算 (23)4.2.1 处理能力 (23)4.2.2 最小理论板数 (23)4.2.3 最小回流比 (24)4.2.4 理论板数 (24)4.2.5 进料位置 (24)4.2.6 全塔效率的估算 (24)4.3 精馏段与提馏段的体积流量 (25)4.3.1 精馏段 (25)续表4-3 (27)4.3.2 提馏段 (27)4.4 塔径计算 (28)4.4.1 精馏段 (28)4.4.2 提馏段 (29)4.5 塔内件设计 (30)4.5.1 溢流堰的设计 (30)4.5.2 溢流装置 (30)4.5.3 塔板布置及浮阀数目与排列 (31)4.6 塔板流体力学验算 (33)4.6.1 塔板压降 (33)4.6.2 液泛 (34)4.6.3 雾沫夹带 (34)4.7 塔板负荷性能图 (35)4.7.1 雾沫夹带线 (35)4.7.2 液泛线 (36)4.7.3 液相负荷上限线 (36)4.7.4 漏液线 (37)4.7.5 液相负荷下限线 (37)4.8 常压塔工艺计算汇总 (38)表4-8 浮阀塔板工艺设计计算结果 (38)4.9 常压塔塔高计算 (39)第5章 Aspen Plus 的模拟计算 (40)5.1 Aspen Plus简介 (40)5.2 Aspen Plus的主要功能 (40)5.3 Aspen Plus的精馏塔模拟 (40)第6章结论 (45)第1章前言1.1 概述甲醇是最简单的化学品之一，是重要的化工基础原料和清洁液体燃料，广泛应用于有机合成、染料、医药、农药、涂料、汽车和国防等工业中。

年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精制工段工艺设计学院：专业：姓名：指导老师：化学工程与工艺学号：职称：二○一四年五月诚信承诺书本人重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精制工段工艺设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。

本人签名：日期：年月日年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精制工段工艺设计摘要醋酸是一种重要的基本有机化工原料产品，在各行各业中有广泛的应用。

本设计介绍了醋酸的一些物理性质、化学性质，用途，现状和发展状况并且对比了各种合成方法，还对工艺流程进行了简述。

本设计采用甲醇为原料，铑为催化剂，低压羰基化流程工艺。

本工艺简单，原料来源广泛，污染少，安全可靠，转化率和选择率高，产品质量高。

本工艺的设计重点是合成工序和精馏工序的物料衡算、热量衡算、主要设备计算和选型。

同时绘制了工艺流程图和主要设备装置图。

并且对于工艺进行车间布置和三废处理。

关键词: 甲醇低压羰基化物料衡算热量衡算With an annual output of 100000 tons of low-pressure methanol carbonylation acetic acid refining process designAbstractAcetic acid is an important basic organic chemical raw material products, have been widely applied in all walks of life. This design introduces some physical properties, chemical properties, application status and development of acetic acid, and comparison of various synthetic methods, but also on the process are described.This design uses methanol as raw materials, rhodium catalyst, low-pressure carbonylation process. This simple process, wide material source, less pollution, safe and reliable, high conversion and selectivity, high product quality. The design key of this process is a material balance synthesis process and distillation process calculation, heat balance calculation, calculation and selection of main equipment. At the same time, rendering the process flow diagram and main equipment installation diagram. And workshop layout and waste treatment for process.Keywords: Methanol；Low-pressure carbonylation；material balance；heat balance目录1 前言 (1)1.1世界醋酸生产概况 (1)1.2国生产状况 (2)1.3醋酸的用途 (2)1.4醋酸的物理性质 (2)1.5醋酸的化学性质 (2)1.5.1与不饱和烃的酯化反应 (3)1.5.2醇醛缩合反应 (3)1.5.3与金属氧化物或碳酸盐反应 (3)1.5.4分解反应 (4)1.5.5酸碱性 (4)1.6醋酸合成方法 (4)1.6.1轻烃液相氧化法 (4)1.6.2乙醛氧化法 (5)1.6.3乙烯直接氧化法 (5)1.6.4甲醇羰基化合成法（MC） (5)1.6.5乙烷选择性催化氧化 (6)1.6.6甲醇羰基化制备醋酸 (6)2物料衡算 (10)2.1合成塔的计算 (10)2.1.1合成塔的物料衡算 (10)2.2轻组分塔的物料衡算 (11)2.3脱水塔的物料衡算 (12)2.4重组分塔的物料衡算 (13)3塔设备的计算 (15)3.1脱水塔（常压精馏塔）的计算 (15)3.1.1进料组成 (15)3.1.2平均摩尔质量 (15)3.2塔板数的确定 (16)3.2.1相对挥发度 (16)3.2.2最小回流比和操作操作比 (17)3.2.3精馏段和提馏段操作方程 (17)3.2.4塔板数计算 (18)3.2.5全塔效率的确定 (19)3.2.6确定实际塔板数 (19)3.3精馏塔物性参数计算 (20)3.3.1操作压力计算 (20)3.3.2操作温度 (20)3.3.3平均摩尔质量 (20)3.3.4平均密度的计算 (21)3.3.5液面的表面力 (22)3.3.6体积流率的计算 (23)3.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (24)3.4.1塔径和高度的计算 (24)3.4.2溢流装置计算 (26)3.4.3塔板的布置 (27)3.5浮阀塔流体力学验算 (29)3.5.1气体通过浮阀塔板的压降 (29)3.5.2液泛 (31)3.5.3物沫夹带 (32)3.6负荷性能图 (33)3.6.1物沫夹带线 (33)3.6.2液泛线 (34)3.6.3液相负荷上限 (34)3.6.4漏液线 (35)3.6.5液相负荷下限 (35)4热量衡算 (38)4.1脱水塔的热量计算 (38)4.2塔顶冷凝器热负荷及冷却水的用量 (39)4.3塔底再沸器热负荷及水蒸气的用量 (40)5附属设备的计算及接管的选取 (42)5.1接管的选取 (42)5.1.1进料管 (42)5.1.2回流管 (42)5.1.3塔底出料管 (42)5.1.4塔顶蒸汽出料管 (43)5.2塔高度的计算 (43)5.2.1塔顶空间高度 (43)5.2.2封头 (43)5.2.3裙座 (43)5.2.4塔底空间高度 (44)5.2.5人孔 (44)5.2.6塔的总高度 (44)6车间布置设计 (45)6.1 车间布置设计重要性 (45)6.2车间生产要求 (45)6.3 车间安全要求 (45)6.4 车间发展要求 (45)7三废”处理和安全事项 (46)7.1 废水 (46)7.2 废气 (46)7.3 废渣 (46)7.4安全事项 (46)参考文献 (47)致谢 (48)附录 ............................................................... 错误!未定义书签。

年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精制工段工艺设计学院：专业：姓名：指导老师：化学工程与工艺学号：职称：二○一四年五月诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精制工段工艺设计》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。

本人签名：日期：年月日年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精制工段工艺设计摘要醋酸是一种重要的基本有机化工原料产品，在各行各业中有广泛的应用。

本设计介绍了醋酸的一些物理性质、化学性质，用途，现状和发展状况并且对比了各种合成方法，还对工艺流程进行了简述。

本设计采用甲醇为原料，铑为催化剂，低压羰基化流程工艺。

本工艺简单，原料来源广泛，污染少，安全可靠，转化率和选择率高，产品质量高。

本工艺的设计重点是合成工序和精馏工序的物料衡算、热量衡算、主要设备计算和选型。

同时绘制了工艺流程图和主要设备装置图。

并且对于工艺进行车间布置和三废处理。

关键词: 甲醇低压羰基化物料衡算热量衡算With an annual output of 100000 tons of low-pressure methanol carbonylation acetic acid refining process designAbstractAcetic acid is an important basic organic chemical raw material products, have been widely applied in all walks of life. This design introduces some physical properties, chemical properties, application status and development of acetic acid, and comparison of various synthetic methods, but also on the process are described.This design uses methanol as raw materials, rhodium catalyst, low-pressure carbonylation process. This simple process, wide material source, less pollution, safe and reliable, high conversion and selectivity, high product quality. The design key of this process is a material balance synthesis process and distillation process calculation, heat balance calculation, calculation and selection of main equipment. At the same time, rendering the process flow diagram and main equipment installation diagram. And workshop layout and waste treatment for process.Keywords: Methanol；Low-pressure carbonylation；material balance；heat balance目录1 前言 (1)1.1世界醋酸生产概况 (1)1.2国内生产状况 (2)1.3醋酸的用途 (2)1.4醋酸的物理性质 (2)1.5醋酸的化学性质 (2)1.5.1与不饱和烃的酯化反应 (3)1.5.2醇醛缩合反应 (3)1.5.3与金属氧化物或碳酸盐反应 (3)1.5.4分解反应 (4)1.5.5酸碱性 (4)1.6醋酸合成方法 (4)1.6.1轻烃液相氧化法 (4)1.6.2乙醛氧化法 (5)1.6.3乙烯直接氧化法 (5)1.6.4甲醇羰基化合成法（MC） (5)1.6.5乙烷选择性催化氧化 (6)1.6.6甲醇羰基化制备醋酸 (6)2物料衡算 (10)2.1合成塔的计算 (10)2.1.1合成塔的物料衡算 (10)2.2轻组分塔的物料衡算 (11)2.3脱水塔的物料衡算 (12)2.4重组分塔的物料衡算 (13)3塔设备的计算 (15)3.1脱水塔（常压精馏塔）的计算 (15)3.1.1进料组成 (15)3.1.2平均摩尔质量 (15)3.2塔板数的确定 (16)3.2.1相对挥发度 (16)3.2.2最小回流比和操作操作比 (17)3.2.3精馏段和提馏段操作方程 (17)3.2.4塔板数计算 (18)3.2.5全塔效率的确定 (19)3.2.6确定实际塔板数 (19)3.3精馏塔物性参数计算 (19)3.3.1操作压力计算 (19)3.3.2操作温度 (20)3.3.3平均摩尔质量 (20)3.3.4平均密度的计算 (21)3.3.5液面的表面张力 (22)3.3.6体积流率的计算 (23)3.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (24)3.4.1塔径和高度的计算 (24)3.4.2溢流装置计算 (25)3.4.3塔板的布置 (27)3.5浮阀塔流体力学验算 (29)3.5.1气体通过浮阀塔板的压降 (29)3.5.2液泛 (31)3.5.3物沫夹带 (32)3.6负荷性能图 (33)3.6.1物沫夹带线 (33)3.6.2液泛线 (33)3.6.3液相负荷上限 (34)3.6.4漏液线 (35)3.6.5液相负荷下限 (35)4热量衡算 (38)4.1脱水塔的热量计算 (38)4.2塔顶冷凝器热负荷及冷却水的用量 (39)4.3塔底再沸器热负荷及水蒸气的用量 (40)5附属设备的计算及接管的选取 (42)5.1接管的选取 (42)5.1.1进料管 (42)5.1.2回流管 (42)5.1.3塔底出料管 (42)5.1.4塔顶蒸汽出料管 (43)5.2塔高度的计算 (43)5.2.1塔顶空间高度 (43)5.2.2封头 (43)5.2.3裙座 (43)5.2.4塔底空间高度 (44)5.2.5人孔 (44)5.2.6塔的总高度 (44)6车间布置设计 (45)6.1 车间布置设计重要性 (45)6.2车间生产要求 (45)6.3 车间安全要求 (45)6.4 车间发展要求 (45)7三废”处理和安全事项 (46)7.1 废水 (46)7.2 废气 (46)7.3 废渣 (46)7.4安全事项 (46)参考文献 (47)致谢 (48)附录 .............................................................. 错误！未定义书签。

年产10万吨甲醇羰基化制醋酸工艺流程引言甲醇羰基化制醋酸是一种重要的有机合成工艺，其产品醋酸广泛应用于化工、医药等领域。

本文将介绍一种年产10万吨甲醇羰基化制醋酸的工艺流程。

原料准备在甲醇羰基化制醋酸的工艺中，主要原料为甲醇和一定比例的氧气。

此外，还需要使用一种催化剂来促进反应的进行。

一般来说，常用的催化剂有钒酸盐和过渡金属催化剂。

反应过程1.原料准备：将甲醇和氧气按照一定比例加入反应釜中。

需要注意的是，甲醇的纯度对反应的效果有重要影响，因此需要对甲醇进行脱水、脱醇等处理。

2.催化剂添加：将选用的催化剂按照一定比例添加到反应釜中。

需要控制好添加的催化剂的量，过多会造成不必要的浪费，过少则会影响反应的效果。

3.反应开始：将反应釜加热至适当的温度并保持一定的压力。

一般来说，甲醇羰基化制醋酸的反应温度在200-400摄氏度之间。

4.反应控制：在反应过程中，需要对温度和压力进行严格控制，以保证反应的顺利进行。

同时，需要定期抽样检测反应的进展情况，以调整反应条件。

5.反应结束：当反应达到预定的终点时，停止加热并降温。

由于反应过程中会产生大量的热量，因此需要进行良好的冷却系统设计，以确保反应结束后的安全性。

6.产物分离：反应结束后，通过分离技术将产生的醋酸和副产物进行分离。

常用的分离技术有蒸馏、结晶、萃取等。

7.产品处理：对分离得到的醋酸进行后续处理，如再纯化、干燥等，以得到符合标准的醋酸产品。

8.废物处理：处理产生的废物，如废液、废气等，以符合环保要求。

设备要求在年产10万吨甲醇羰基化制醋酸的工艺中，需要具备以下设备： - 反应釜：具备加热、冷却、压力控制等功能，以满足反应过程的要求。

- 分离设备：如蒸馏柱、结晶器、萃取塔等，用于将产物与副产物进行分离。

- 冷却系统：用于控制反应的温度，在反应结束后进行降温。

- 废物处理设备：如废液处理系统、废气处理系统等，以满足环保要求。

- 控制系统：用于对反应过程中的温度、压力进行控制，并及时监测和调整反应条件。

1 总论1.1 概述甲醇作为及其重要的有机化工原料，是碳一化学工业的基础产品，在国民经济中占有重要地位。

长期以来，甲醇都是被作为农药，医药，染料等行业的工业原料，但随着科技的进步与发展，甲醇将被应用于越来越多的领域。

1）甲醇（英文名；Methanol，Methyl alcohol）又名木醇，木酒精，甲基氢氧化物，是一种最简单的饱和醇。

化学分子式为CH3OH。

甲醇的性质；甲醇是一种无色、透明、易燃、易挥发的有毒液体，略有酒精气味。

分子量32.04，相对密度0.792(20/4℃)，熔点-97.8℃，沸点64.5℃，闪点12.22℃，自燃点463.89℃，蒸气密度 1.11，蒸气压13.33KPa(100mmHg 21.2℃)，蒸气与空气混合物爆炸下限6～36.5 % ，能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶，遇热、明火或氧化剂易燃烧。

甲醇的用途；甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料。

主要应用于精细化工，塑料等领域，用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。

甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料，也加入汽油掺烧。

甲醇的毒性及常用急救方法；甲醇被人饮用后，就会产生甲醇中毒。

甲醇的致命剂量大约是70毫升。

甲醇有较强的毒性，对人体的神经系统和血液系统影响最大，它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应，甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。

急性中毒症状有：头疼、恶心、胃痛、疲倦、视力模糊以至失明，继而呼吸困难，最终导致呼吸中枢麻痹而死亡。

慢性中毒反应为：眩晕、昏睡、头痛、耳鸣、现力减退、消化障碍。

甲醇摄入量超过4克就会出现中毒反应，误服一小杯超过10克就能造成双目失明，饮入量大造成死亡。

甲醇中毒，通常可以用乙醇解毒法。

其原理是，甲醇本身无毒，而代谢产物有毒，因此可以通过抑制代谢的方法来解毒。

甲醇和乙醇在人体的代谢都是同一种酶，而这种酶和乙醇更具亲和力。

年产10万吨甲醇合成工段的工艺设计目录1概述 (1)1.1甲醇发展现状 (1)1.2甲醇的发展前景 (1)1.3甲醇合成 (2)1.3.1甲醇合成方法及设备简介 (2)1.3.2甲醇合成工艺流程简介 (2)1.4甲醇合成催化剂的选择 (3)2合成工段工艺计算 (4)2.1合成工段物料衡算 (4)2.1.1设计条件及参数 (5)2.1.2合成工段物料衡算 (5)2.2合成工段热量衡算 (11)2.2.1合成塔的热量计算 (11)2.2.2入塔气换热器的热量计算 (13)2.2.3水冷器热量的计算 (14)3主要设备的工艺计算和设备选型 (16)3.1甲醇合成塔的设计选型 (16)3.1.1传热面积计算 (16)3.1.2催化剂用量计算 (16)3.1.3传热管数计算 (16)3.1.4合成塔壳体直径计算 (16)3.1.5合成塔壳体厚度计算 (17)3.1.6合成塔封头计算 (17)3.1.7管子拉脱力计算 (17)3.1.8折流板计算 (18)年产10万吨甲醇合成工段的工艺设计3.1.9管板计算 (18)3.1.10支座计算 (18)3.1.11合成塔设计汇总表 (18)3.2甲醇合成工段设备一览表 (19)年产10万吨甲醇合成工段的工艺设计1概述1.1 甲醇发展现状随着我国国民经济不断稳定的发展，不管是能源生产总量还是需求总量都在不断增长。

7O年代两次石油危机和石油价格的不断上涨，让世界各国充分认识到当今社会将是能源结构逐步向多元化结构发展的时代[1]。

目前，人类己经面临着石油及天然气这一宝贵的化石能源在不断的枯竭，根据我国提出的经济可持续发展的战略，需要合理有效地利用资源。

“缺油、少气、富煤”的客观现实，意味着今后30年内，我国一次能源消费以煤为主的格局不会改变。

但是我们如果还是沿用落后技术，把煤直接燃烧用于发电和其它工业目的，不断扩大低效、高污染应用技术中煤的用量，则同样是难以为继的，同时对环境的污染将是难以估量的。

年产10万吨醋酸工艺设计[1]醋酸是一种广泛应用于工业和生活中的有机化合物，工业上主要用于制造染料、染料助剂、醋酸纤维、香料等。

设计年产10万吨醋酸的工艺流程需要考虑原料选择、反应条件、分离纯化等方面。

1.原料选择醋酸主要由乙烯和氧气通过氧化反应制得。

因此，原料选择中主要是乙烯和氧气的供应。

乙烯可以从石油、天然气等化石能源中分离得到，而氧气可以通过空分设备从空气中得到。

在设计过程中需要考虑原料的连续供应和质量稳定性。

2.反应条件醋酸的氧化反应需要在催化剂的存在下进行，常用的催化剂有钼、铜等。

反应温度一般在150-200℃之间，压力在1-3MPa之间。

反应器采用连续流动的方式，以提高反应速度和产率。

3.分离纯化醋酸的反应产物中包含醋酸、水和其他杂质。

为了得到纯度较高的醋酸产品，需要进行分离纯化操作。

常用的方法是采用蒸馏和萃取的组合工艺。

在蒸馏过程中，通过改变温度和压力来控制醋酸的汽化和凝结，从而实现醋酸的分离。

萃取过程中，利用化学反应的特性差异来分离醋酸和其他杂质。

4.副产物处理在醋酸的制备过程中会产生一些副产物，如一氧化碳、二氧化碳等。

这些副产物需要进行有效的处理，以避免对环境造成污染。

一氧化碳可以通过催化剂的作用转化为二氧化碳，然后通过各种方式处理和回收。

二氧化碳可以被捕集和储存或用于其他工业过程。

以上是一个初步的年产10万吨醋酸工艺设计。

在实际工程中，还需要进行详细的工艺流程设计、设备选择、热力学计算、安全评估等方面的工作。

同时，也需要考虑节能减排、减少废水废气的处理等环保方面的要求，以实现可持续发展的目标。