醋酐工艺流程及特点
醋酐生产工艺介绍
醋酐生产工艺介绍想了解醋酐生产工艺吗?今天我到好多网站上都没有找到,忽然想起好久之前注册的万客化工网,或许会有吧,没想到还真让我找到了,呼呼~~生产工艺工业化的醋酐生产工艺有三种:乙醛氧化法、乙烯酮法和醋酸甲酯羰基化。
1.1乙醛氧化法乙醛氧化法技术来源为加拿大Sha Winigan化学公司。
生产工艺如下:乙醛和氧在60℃、101 kPa或70℃、600-700kPa条件下进行氧化反应,用氧气或空气作氧化剂,以醋酸乙酯为溶剂,醋酸钴为催化剂,醋酸铜为促进剂。
乙醛与氧气(过量约1%-2%)反应首先生成过氧醋酸,过氧醋酸再与乙醛反应生成醋酐和醋酸。
在此条件下,乙醛转化率为95%,醋酐及醋酸产率的质量比为56:44。
醋酐的总收率为70%-75%。
通过改变工艺条件,可以提高醋酐的产率。
反应方程式为:CH3CHO+O2→CH3COOOH;CH3COOOH+CH3CHO→CH3COOOCH(OH)CH3(单过氧醋酸酯);CH3COOOCH(OH)CH3→(CH3CO)2O+H2O;CH3COOOCH(OH)CH3→2CH3COOH。
每吨醋酐消耗乙醛1.165 t,标准状态空气2300 m3。
乙醛氧化法流程简单,工艺成熟,但腐蚀严重,消耗较高,已逐渐被淘汰。
在国外已被醋酸甲酯羰基化和乙烯酮法所替代。
我国上海化学试剂总厂这种装置已经处于停产状态。
1.2乙烯酮法乙烯酮法按照原料不同又可以分为:醋酸法和丙酮法。
1.2.1醋酸法醋酸法技术来源为德国Wacher化学公司。
生产工艺如下:第一步,醋酸在700-750℃、10-20kPa的压力及0.2%-0.3%磷酸三乙酯(按醋酸质量计)作催化剂的条件下,裂解脱水制成乙烯酮,醋酸转化率约为85%-90%,对乙烯酮的选择性(物质的量计)约为90%-95%。
反应方程式为:CH3COOH→CH2=C=O+H2O+147 kJ/mol。
第二步是液体乙酸吸收乙烯酮生成醋酐,经精馏提纯制得成品醋酐,乙烯酮的转化率约100%。
醋酸酐文献综述
北京化工大学北方学院 NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OFCHEMICAL TECHNOLOGY(2016)届本科生毕业设计文献综述题目: 6000吨/年醋酸酐生产装置工艺设计学院:化工与材料工程学院专业:应用化学学号:姓名:指导老师:2015年11月30日文献综述前言醋酸酐是一种无色透明液体,有刺鼻辛辣的嗅味,与乙醚可以任一比溶解在乙醇和水中放出分解热水解成醋酸,溶于醇,醚,丙酮等有机溶剂。
醋酸酐又名乙酸酐,是重要的乙酰化试剂,广泛应用于医药工业,染料工业及香料工业中。
例如在医药工业中用于制造合霉素,咖啡因和阿司匹林等;在染料工业中用于生产分散深蓝HCL,分散大红S-SWEL,分散黄棕S-2REL等;在香料工业中用于生产香豆素,乙酸龙脑酯,葵子麝香,乙酸柏木酯等。
用作溶剂和脱水剂,也是重要的乙酰化试剂和聚合物引发剂。
应用最终产物是醋酸纤维素和醋酸纤维塑料,这种纤维大部分用于制造香烟的过滤嘴、船舶工业的织物和日用织物,还可制造旋风炸药三次甲基三硝基胺。
醋酸酐还可用于制造漂白剂和聚合反应的引发剂等,应用十分广泛。
1.醋酸酐的生产工艺目前醋酸酐的生产工艺主要有醋酸裂解法(又称乙烯酮法),乙醛氧化法和醋酸甲酯羰基合成法。
1.1乙烯酮法乙烯酮法(又称醋酸裂解法)生产醋酐是醋酸在高温和催化剂存在下进行的。
工艺过程分两步进行,首先是气相醋酸裂解生成乙烯酮,然后醋酸和乙烯酮经吸收生产粗酐,经精馏提纯制得成品醋酐。
醋酸脱水经过乙烯酮制备醋酐的工艺中,醋酸首先分解成乙烯酮和水,其最佳反应温度为730~750℃。
反应在0.2%-0.3%(wt)磷酸三乙酯催化剂存在下的气相中进行,达到平衡转化点(占醋酸量的85%~90%)后通入氨气,破坏催化剂,稳定平衡。
乙烯酮的选择性为90%(mo1)~95%(mo1)。
乙烯酮在分段冷却器系统中从沸点较高的醋酐、醋酸和水中排出,然后与循环的醋酸反应转化成醋酐。
醋酸、醋酐的生产工艺
醋酸、醋酐的生产工艺摘要:醋酸是一种重要的有机化工原料,其广泛用于基本有机合成、医药、农药、印染、轻纺、食品、造漆、粘合剂等诸多任务业部门。
醋酐主要用作醋酸纤维素,其次是用于医药、染料、香料和有机合成中的乙酰化剂。
在医药上主要用作氯霉素、维生素E、乙酰水杨酸、咖啡因的重要中间体;在染料行业用于硫化嫩黄、还原蓝IBC、分散深蓝等中间体;香料行业用作香豆素、苯乙酮、乙酰水杨酸甲酯、肉桂酸等。
因此,醋酸醋酐工业发展与国民经济各部门息息相关。
本文旧对醋酸、醋酐的生产工艺做了简单的分析。
醋酸;醋酐;生产工艺1醋酸生产技术进展1.1轻烃液相氧化法轻烃液相氧化法主要有正丁烷和石脑油两种原料路线。
正丁烷或石脑油液相氧化成醋酸、甲酸、丙酸等,氧化产物经多次精馏分离得到产品醋酸和副产甲酸、丙酮等。
在醋酸实际生产中,该工艺方法所占比例正逐年减少。
正丁烷和轻质石脑油(含低沸点烃类,尤其是戊烷与己烷)氧化反应在160~200℃下进行,可采用催化剂(如钴或锰),也可不用催化剂。
主要产物为醋酸与甲乙酮,同时还生成其他有机产物如乙醇、甲醇、甲酸、丙酸及丁酸等。
产物比例可根据需要进行调节。
1.2乙醛氧化法按原料路线分,乙醛氧化法主要有粮食酒精(乙醇)乙醛氧化法、电石乙炔乙醛氧化法和石油乙烯乙醛氧化法。
乙炔乙醛氧化法生产醋酸,是先用电石乙炔水合法制乙醛,然后乙醛再氧化成醋酸。
该法耗电量大,且乙炔氧化生产乙醛需使用硫酸汞作催化剂,而汞对环境污染严重,故此法难以生存,在国内外已被淘汰。
酒精(乙醇)乙醛氧化法属20世纪三四十年代传统方法,用该法每生产1t醋酸消耗粮食2t,成本高,规模小。
该工艺生产路线在发达国家已被淘汰,在发展中国家仍有应用,但也必将随着醋酸工艺技术的发展而被取代。
1.3乙烯直接氧化法乙烯直接氧化制醋酸的一步法气相工艺由日本昭和电工株式会社开发成功,于1997年在日本大分建成一套10万t/a醋酸装置。
该工艺由乙烯不经乙醛直接氧化为醋酸,以负载钯的催化剂为基础(含有三种组分),反应在多管夹套反应器中进行,反应温度为150~160℃,反应器进料为乙烯、氧气、蒸汽与稀释用氮气。
醋酸酐的合成流程及统计步骤
醋酸酐的合成流程及统计步骤宝子,今天咱们来唠唠醋酸酐的合成流程哈。
醋酸酐的合成呢,有一种常见的方法是通过醋酸的脱水反应来制取。
一般来说啊,会在特定的反应装置里进行。
先要有原料醋酸,这就像是做菜要有食材一样重要。
把醋酸放到反应容器里,这个容器得能承受一定的温度和压力条件哦。
然后呢,要给这个反应来点“动力”,也就是要加热。
加热的过程就像是给醋酸做个“热身运动”,让它的分子活跃起来。
在加热的同时呢,可能还需要一些催化剂来帮忙。
这个催化剂就像是一个超级助手,能让反应更快更好地进行。
有了催化剂的加持,醋酸分子就开始发生变化啦,它们会脱去一些水分子。
这就好比是醋酸脱掉了一件小“外套”(水分子),然后就变成了醋酸酐。
那关于统计步骤呢?首先得统计原料醋酸的量呀,就像你数有多少个小糖果一样,要知道投入了多少醋酸。
然后呢,要记录反应的温度和压力条件,这些数据就像是这个反应的小秘密,对了解反应过程可重要啦。
在反应进行的过程中,还得看看反应进行的时间,就像看一场比赛进行到哪一阶段了。
还有哦,反应结束后,要统计得到的醋酸酐的产量。
这就像是收获成果的时候啦,看看我们经过这么一番操作,得到了多少醋酸酐这个“小宝贝”。
而且呀,还要计算一下产率呢,产率就像是一个成绩单,能告诉我们这个合成过程效率高不高。
如果产率高,那就像是考了个好成绩,皆大欢喜;要是产率低,就得琢磨琢磨是哪个环节出了小岔子啦。
不过呢,这个合成过程可一定要在安全的条件下进行哦。
醋酸和醋酸酐都有点小脾气,要是不小心,可能会有危险的。
总之呢,醋酸酐的合成流程和统计步骤就是这么个有趣又严谨的事儿呢。
醋酐实验室制备
醋酐实验室制备一、醋酐实验室制备的原理醋酐的实验室制备其实有不少有趣的方法呢。
一般来说,我们可以从一些含醋酸的原料出发。
比如说,可以利用醋酸脱水来制备醋酐。
这就像是让醋酸甩掉一些多余的“小包袱”,然后变身成为醋酐。
醋酸分子里有羟基(-OH),当进行脱水反应的时候,两个醋酸分子就会互相作用,一个醋酸分子的羟基和另一个醋酸分子的羧基(-COOH)发生反应,脱去一分子的水(H₂O),这样就形成了醋酐。
这就好比是两个小伙伴手拉手,然后把中间多余的东西去掉,紧紧地结合在一起变成了新的东西。
二、所需的实验仪器和试剂1. 仪器方面,首先得有反应容器呀,像圆底烧瓶就很不错,它可以很好地容纳反应物质,而且加热的时候热量分布也比较均匀。
还有冷凝管,这可是个重要的“小助手”,因为在反应过程中有些物质可能会挥发,冷凝管就能把它们冷却下来,不让它们跑掉。
温度计也不能少,它能让我们时刻知道反应体系的温度,就像一个小哨兵一样。
另外,像漏斗啦,用于添加试剂;还有加热装置,像酒精灯或者加热套之类的,可以给反应提供热量。
2. 试剂的话,当然醋酸是必不可少的,毕竟我们是从醋酸来制备醋酐嘛。
可能还需要一些催化剂,比如说浓硫酸。
浓硫酸在这个反应里就像是一个“魔法棒”,它能让反应更快地进行。
不过浓硫酸可有点危险,就像一个脾气不太好的小怪兽,我们在使用的时候一定要特别小心。
三、具体的实验步骤1. 首先把圆底烧瓶洗得干干净净的,就像给它洗个舒服的澡一样。
然后把适量的醋酸加入到圆底烧瓶中。
这里的适量可很重要哦,就像做菜的时候放调料,放多放少都会影响最后的结果。
2. 接着呢,要非常小心地加入浓硫酸。
这时候要慢慢地沿着烧瓶的壁加进去,就像给小瓶子倒饮料一样,要慢慢地来,不然浓硫酸溅出来可就糟糕了。
3. 把烧瓶连接好冷凝管,这时候就像给烧瓶戴上了一顶小帽子。
然后把温度计插入到反应体系中,这样就能随时监测温度啦。
4. 开始加热,这时候要控制好温度哦。
如果温度太高,可能会发生一些我们不想要的副反应,就像烤蛋糕的时候温度太高,蛋糕就会烤焦一样。
醋酐生产工艺
醋酐生产工艺醋酐生产采用乙酸在高温、负压、催化剂磷酸三乙酯的存在下,乙酸蒸气在裂化管内裂解生成乙烯酮和水,经冷凝、冷却分离后,乙烯酮用乙酸吸收,生成粗醋酐,再经精馏提纯制得成品醋酐。
生产过程中产生的稀乙酸用乙酸乙酯萃取法回收,回收的乙酸供裂解使用。
(1)裂解工序①用真空将磷酸三乙酯吸入中间罐备用;乙酸由乙酸储罐用泵打入乙酸高位罐。
②乙酸自高位罐进入乙酸预热器预热,预热温度达到80℃,预热后的乙酸进入乙酸蒸发器,蒸发器温度达到120℃以上,同时加入少量蒸汽(约为乙酸量的4%),乙酸蒸汽和水蒸汽在蒸发器内混合后去裂解炉,在进入裂解工序与用计量泵送来的磷酸三乙酯混合后进入裂解炉(电加热)一段管预热至400~600℃,然后进入二段管,二段管的反应温度690~755℃,裂解炉压力为-0.025MPa。
③裂解后的反应物在二段管的出口与氨气(阻聚剂,以阻止乙烯酮聚合生成二乙烯酮,约占乙酸量的0.05%)混合后。
混合气进入冷凝冷却器,在冷凝冷却器的上段用水冷却,并将冷却后的稀乙酸直接进入稀乙酸出料罐,下段用冷冻盐水冷却,冷却后的物料进入气液分离器,未冷凝的混合气(乙烯酮和废气,废气主要含二氧化碳、氢气、甲烷、一氧化碳等)进入吸收工序。
冷凝下来的稀乙酸从气液分离器进入稀乙酸中间罐,稀乙酸去乙酸回收工序回收。
反应方程式:副反应:CH3COOH CH2CO磷酸三乙酯+H2O(2)乙烯酮吸收工序①从裂解工序气液分离器来的乙烯酮和废气进入第一吸收塔的底部,同时粗醋酐从粗醋酐循环槽进入第一吸收塔的顶部,进行液气吸收,液体回入粗醋酐循环槽,用粗醋酐泵送入精馏工序。
②在第一吸收塔未吸收的混合气从顶部逸出进入第二吸收塔的底部。
同时,从乙酸高位槽中溢流过来的乙酸经第二循环液泵进入第二吸收塔的顶部,吸收后的液体从底部出,一部分用第二循环液泵泵入第二吸收塔顶部(循环吸收用),另一部分经第一循环液泵进入第一吸收塔用做循环液用;未被吸收的气体进入洗涤塔。
醋酐安全操作规程
醋酐安全操作规程醋酐是一种广泛用于实验室和工业生产中的化学品,但其具有一定的危险性。
为了确保醋酐的安全使用,以下是一份醋酐的安全操作规程,详细说明了正确的使用和处理醋酐的步骤和注意事项。
一、醋酐的性质和危险性:1. 醋酐是一种无色液体,具有刺激性气味。
2. 醋酐具有易燃性和腐蚀性,可以与空气形成易燃混合物。
3. 醋酐可以引起眼睛、皮肤和呼吸道黏膜的刺激和损伤。
4. 醋酐在与氧化剂和强酸、强碱接触时会产生剧烈的化学反应,可能引发火灾或爆炸。
二、醋酐的安全操作规程:1. 防护措施:a. 在操作醋酐时,必须佩戴化学护目镜、防护手套和实验室护目镜等个人防护用品。
b. 应在通风良好的实验室中操作,并确保操作地点远离火源或明火。
c. 在工业生产中,应使用防爆电器设备,以防止静电引发意外事故。
d. 避免与其他化学品如氧化剂或强酸、强碱等混合存放,以免引发不安全反应。
2. 储存和搬运:a. 醋酐应储存在阴凉、通风良好的储存室中,远离火源和明火。
b. 醋酐储存容器应密封良好,防止泄漏和蒸气释放。
c. 在搬运醋酐时,应使用合适的搬运设备,如手推车,避免直接用力拖拉或挤压容器。
3. 使用注意事项:a. 在使用醋酐前,应仔细阅读和理解产品说明书和相关资料,了解其物理化学性质和安全操作规程。
b. 在操作醋酐时,应小心防止溅出和飞溅,如有溅入眼睛或接触皮肤时,应立即用大量清水冲洗,并求助于医疗人员进行处理。
c. 避免长时间暴露在醋酐的蒸气中,确保操作区域的通风状况良好。
d. 在操作醋酐时,应尽量采取防尘措施,避免吸入其粉尘或蒸气。
4. 废弃物处理:a. 弃置的醋酐残液和容器应按照相关法规进行处理,不能随意倾倒或排放到下水道或环境中。
b. 废弃物应集中存放于标有相应标识的容器中,并依法提交给专业的废弃物处理单位进行处理。
三、事故应急处理:a. 在发生醋酐泄漏或事故时,应立即采取紧急措施,如迅速关闭泄漏源、隔离事故区域和启动安全应急预案等。
醋酸、醋酐的生产工艺
d cd u e .T e b s e h oo o c t cd a d a h d i e a ei cd w s c o e y c mp rn .T e b t r d — h e ttc n l g fra e i a i n n y rd c t a i a h s n b o a i g y c c h ohp o u
目前 最 佳 的生 产 工 艺 。大 力 发 展 甲 醇羰 基 化 联 产 醋 酸 、 酐 , 时 也 要 加 快 对 醋 酸 、 酐 新 工 艺 的 研 发 和 醋 同 醋
关键词 : , c 化工 ; 甲醇羰基化 ;醋酸 ;醋酐
中 图分 类 号 :Q 2 . T 25 1 文献标识码 : A
文章 编 号 :0 2—12 2 0 )0— 0 9— 4 10 14(0 8 1 艺 醋
黄 宝华 , 王转玲
( 海 化 工 设 计 院有 限公 司 , 海 2 0 3 上 上 00 2)
摘 完善 。
要: 介绍 了醋酸 、 醋酐工业化生产工艺 及最新进展 。通过 比较 各种醋酸 、 醋酐 的生产工艺 , 确定 了
Te h o o y o c tc a i n n y rd c t cd c n l g fa ei c d a d a h d i e a e i a i c
HUANG a B o—h a,W ANG Z u n—l g u h a i n
从煤制取醋酐的依斯曼化学工艺
从煤制取醋酐的依斯曼化学工艺1. 引言醋酐是一种重要的有机化学品,广泛应用于染料、香料、药物、塑料、橡胶等行业。
传统的生产方法是利用石油化工工艺,但在资源紧缺和环境保护意识增强的背景下,寻找一种可替代的生产方法愈发迫切。
依斯曼化学工艺是从煤制取醋酐的一种方法,本文将介绍其原理和工艺流程。
2. 依斯曼化学工艺的原理依斯曼化学工艺是一种从煤炭中提取有机物质的方法,其中包括煤制气、合成氨、甲醇和醋酸。
其原理基于以下几点:1. 煤制气。
在高温高压条件下,将煤分解,生成一系列气体,包括一氧化碳、二氧化碳、氢气和甲烷等。
这个过程称为煤制气,产生的气体称为合成气。
2. 合成氨。
将煤制气与氮气反应,通过一系列反应产生氨气。
这个过程称为合成氨。
3. 甲醇。
将合成气与一定量的水蒸气反应,产生甲醇。
这个过程称为甲醇合成。
4. 醋酸。
将甲醇与一定量的一氧化碳和二氧化碳反应,产生醋酸。
这个过程称为醋酸合成。
3. 依斯曼化学工艺的工艺流程依斯曼化学工艺可以分为四个阶段:煤制气、合成氨、甲醇和醋酸。
下面将详细介绍各阶段的过程。
3.1 煤制气煤制气过程是依斯曼化学工艺的第一步。
在一个高温高压的反应釜中,煤被加热分解,产生一系列气体。
这些气体经过精密的分离、净化和加压,可以得到高纯度的合成气。
3.2 合成氨合成氨是依斯曼化学工艺的第二步。
将煤制气与氧气和氮气混合,经过高温高压的反应,生成氨气。
这个反应的催化剂是铁铑合金,在适当的温度和压力下,可以充分提高反应效率。
3.3 甲醇甲醇合成是依斯曼化学工艺的第三步。
将合成气和水蒸气混合,反应生成甲醇。
该反应的催化剂是铜-铝合金,可以在适当的反应温度和压力下提高产率。
3.4 醋酸醋酸合成是依斯曼化学工艺的最后一步。
将甲醇与一氧化碳和二氧化碳反应,生成醋酸。
这个过程的催化剂是金属盐,可以在适当的反应条件下提高反应效率。
4. 依斯曼化学工艺的优缺点依斯曼化学工艺与传统的石油化工工艺相比,具有以下优缺点:优点:1. 煤炭资源广泛,可以大规模生产醋酐。
醋酐工艺流程及特点
醋酐工艺流程及特点1生产工艺工业化的醋酐生产工艺有三种:乙醛氧化法、乙烯酮法和醋酸甲酯羰基化。
1.1乙醛氧化法乙醛氧化法技术来源为加拿大Sha Winigan化学公司。
生产工艺如下:乙醛和氧在60℃、101 kPa或70℃、600-700kPa条件下进行氧化反应,用氧气或空气作氧化剂,以醋酸乙酯为溶剂,醋酸钴为催化剂,醋酸铜为促进剂。
乙醛与氧气(过量约1%-2%)反应首先生成过氧醋酸,过氧醋酸再与乙醛反应生成醋酐和醋酸。
在此条件下,乙醛转化率为95%,醋酐及醋酸产率的质量比为56:44。
醋酐的总收率为70%-75%。
通过改变工艺条件,可以提高醋酐的产率。
反应方程式为:CH3CHO+O2→CH3COOOH;CH3COOOH+CH3CHO→CH3COOOCH(OH)CH3(单过氧醋酸酯);CH3COOOCH(OH)CH3→(CH3CO)2O+H2O;CH3COOOCH(OH)CH3→2CH3COOH。
每吨醋酐消耗乙醛1.165 t,标准状态空气2300 m3。
乙醛氧化法流程简单,工艺成熟,但腐蚀严重,消耗较高,已逐渐被淘汰。
在国外已被醋酸甲酯羰基化和乙烯酮法所替代。
我国上海化学试剂总厂这种装置已经处于停产状态。
1.2乙烯酮法乙烯酮法按照原料不同又可以分为:醋酸法和丙酮法。
1.2.1醋酸法醋酸法技术来源为德国Wacher化学公司。
生产工艺如下:第一步,醋酸在700-750℃、10-20kPa的压力及0.2%-0.3%磷酸三乙酯(按醋酸质量计)作催化剂的条件下,裂解脱水制成乙烯酮,醋酸转化率约为85%-90%,对乙烯酮的选择性(物质的量计)约为90%-95%。
反应方程式为:CH3COOH→CH2=C=O+H2O+147 kJ/mol。
第二步是液体乙酸吸收乙烯酮生成醋酐,经精馏提纯制得成品醋酐,乙烯酮的转化率约100%。
反应方程式为:CH3COOH+CH2=C=O→(CH3CO)2O+62.8kJ/mol。
醋酐生产工艺
醋酐生产工艺醋酐生产采用乙酸在高温、负压、催化剂磷酸三乙酯的存在下,乙酸蒸气在裂化管内裂解生成乙烯酮和水,经冷凝、冷却分离后,乙烯酮用乙酸吸收,生成粗醋酐,再经精馏提纯制得成品醋酐。
生产过程中产生的稀乙酸用乙酸乙酯萃取法回收,回收的乙酸供裂解使用。
(1)裂解工序①用真空将磷酸三乙酯吸入中间罐备用;乙酸由乙酸储罐用泵打入乙酸高位罐。
②乙酸自高位罐进入乙酸预热器预热,预热温度达到80℃,预热后的乙酸进入乙酸蒸发器,蒸发器温度达到120℃以上,同时加入少量蒸汽(约为乙酸量的4%),乙酸蒸汽和水蒸汽在蒸发器内混合后去裂解炉,在进入裂解工序与用计量泵送来的磷酸三乙酯混合后进入裂解炉(电加热)一段管预热至400~600℃,然后进入二段管,二段管的反应温度690~755℃,裂解炉压力为-0.025MPa。
③裂解后的反应物在二段管的出口与氨气(阻聚剂,以阻止乙烯酮聚合生成二乙烯酮,约占乙酸量的0.05%)混合后。
混合气进入冷凝冷却器,在冷凝冷却器的上段用水冷却,并将冷却后的稀乙酸直接进入稀乙酸出料罐,下段用冷冻盐水冷却,冷却后的物料进入气液分离器,未冷凝的混合气(乙烯酮和废气,废气主要含二氧化碳、氢气、甲烷、一氧化碳等)进入吸收工序。
冷凝下来的稀乙酸从气液分离器进入稀乙酸中间罐,稀乙酸去乙酸回收工序回收。
反应方程式:副反应:(2)乙烯酮吸收工序①从裂解工序气液分离器来的乙烯酮和废气进入第一吸收塔的底部,同时粗醋酐从粗醋酐循环槽进入第一吸收塔的顶部,进行液气吸收,液体回入粗醋酐循环槽,用粗醋酐泵送入精馏工序。
②在第一吸收塔未吸收的混合气从顶部逸出进入第二吸收塔的底部。
同时,从乙酸高位槽中溢流过来的乙酸经第二循环液泵进入第二吸收塔的顶部,吸收后的液体从底部出,一部分用第二循环液泵泵入第二吸收塔顶部(循环吸收用),另一部分经第一循环液泵进入第一吸收塔用做循环液用;未被吸收的气体进入洗涤塔。
③从第二吸收塔顶部逸出的混合气进入洗涤塔的底部,同时稀乙酸(初始开车时用水)经循环液泵泵进入洗涤塔顶部。
醋酐工艺流程说明
醋酐工艺流程说明醋酐是一种常用的有机化合物,也是一种重要的有机合成原料。
以下是醋酐的工艺流程说明,包括原料准备、反应工艺和产品分离等。
1.原料准备醋酐的主要原料是乙烯和氧气。
乙烯可以通过乙烯裂解或乙烷氧化得到。
氧气可以通过空分设备分离空气中的氧气得到。
为了提高反应效率和降低能耗,原料准备环节是至关重要的。
2.反应工艺醋酐的合成主要是乙烯与氧气在适宜条件下进行氧化反应。
通常采用钴催化剂来催化此反应,反应温度一般为150-200°C。
反应器采用稀有金属催化剂填充装置,以实现高效催化。
反应器还需要具备良好的温度和压力控制,以确保反应的顺利进行。
3.反应回收和净化完成反应后,需要对反应体系进行回收和净化处理。
将反应产物和未反应的乙烯进行冷凝分离,以分离出醋酐和未反应的乙烯。
醋酐可以通过进一步加工进行蒸馏和净化处理,以得到高纯度的醋酐产品。
未反应的乙烯可以通过循环利用来提高反应的利用率。
4.产品分离和再利用分离出的醋酐可以用于制造醋酸酯、醋酸纤维、醋酸酐等有机化工产品,也可以用于制造染料、涂料、药品等其他工业应用。
通过进一步的化学加工和物理分离,可以得到高纯度的醋酸酯等产品。
5.处理废气和废水在醋酐生产过程中,废气和废水的处理也是非常重要的环节。
废气通常含有乙烯、乙酸等有机物和二氧化碳等气体,在排放前需要经过净化处理,以达到环保要求。
废水一般含有乙酸、醋酸酐等有机物和金属离子等杂质,需要通过中和、沉淀、过滤等处理过程进行净化,确保排放的废水符合环保标准。
总之,醋酐的生产工艺流程包括原料准备、反应工艺、产品分离和废气废水处理等环节。
通过合理的工艺设计和高效的操作,可以提高反应的产率和产品的质量,同时降低能耗和环境污染。
醋酐是一种重要的有机化合物,在染料、涂料、药品等行业有广泛的应用前景。
醋酸酐生产过程概念设计
醋酸酐生产过程概念设计徐勇军 周 亮 王红娟 李玉刚醋酸酐的性质醋酸酐(又称乙酸酐,简称醋酐)为无色易流动液体,有极强的醋酸气味。
有刺激作用。
相对密度(d415)1.080,熔点-73℃,非点139℃,折光指数(20℃)1.3904,水中溶解度(20℃)12%。
易燃烧,遇水分解成醋酸。
溶于乙醇、乙醚、苯和氯仿。
醋酸酐的用途醋酸酐(又称乙酸酐,简称醋酐)是一种重要的有机化工原料,主要用于制造醋酸纤维、醋酸塑料、不燃性电影胶片及人造丝等化工产。
生产与消费我国从50年代末期开始生产醋酸酐。
上海试剂一厂采用乙酰氧化法首先建成了我国第一套醋酸酐生产装置。
随后,南通醋酸化工厂、山东新华制药厂、吉化公司电石厂等相继建设了十几套生产装置。
1972年合成醋酸酐产量突破万吨达到1.03万吨,1980年为1.43万吨,92年增长到4.04万吨,目前年产量超过7万吨,供需基本持平。
醋酸酐的各种生产方法其中,最常用的主要工业生产方法有:乙酸法、丙酮法、乙醛法。
由于丙酮法具有具有工艺简单、设备投资少的特点,本设计拟采用丙酮法进行醋酸酐的生产设计。
乙醛法属于淘汰工艺。
丙酮法生产醋酸酐 丙酮法生产醋酸酐●主反应: CH3CO CH3 CH2=C=O+ CH4 700℃,1atm甲 醇 乙 醇 丙 酮 乙 炔 乙 烯乙 酸 乙酸甲酯 乙烯酮 二乙酸亚乙酯 乙 醛乙 酐副反应: CH2=C=O CO + 1/2 CH2=CH2 700℃,1atm ●主反应:CH2=C=O + CH3COOH (CH3CO)2O 80℃,1atm反应系统信息丙酮的转化率:x=24.4%乙烯酮的选择性:s= 72 %若醋酸酐产量设为p,则丙酮进料量为p/72%醋酸进料量相应为p而其中28%的丙酮最终转化为:甲烷、乙烯和一氧化碳物流的流向醋酸酐生产的输入-输出结构醋酸酐生产的输入-输出结构.过程丙酮循环醋酸循环CH 4,CO ,C 2H 4醋酸酐丙酮进料醋酸进料组分 正常沸点℃去向丙酮56.5 循环 醋酸118.1 循环乙烯酮-41.1 完全转化 甲烷-161.4 副产物 一氧化碳 -191.5 副产物 乙烯-154.8 副产物 醋酸酐 139.6 主要产物设备热负荷表设备名称R1EX-1EX-2EX-3EX-4EX-5R2热负荷kcal/hr0.3449E+07-0.1430E+07-0.5957E+06-0.3741E+06-0.2068E+060.8637E+06-0.2407E+06设备名称COOL1COOL2TOWER-2TOWER-3EX-6CONDENSER REBOILER CONDENSER REBOILER热负荷kcal/hr -0.8894E+06-77339-782,005846,957-163,862192,942-0.1118E+06热量的有效利用:从反应器R1出来的气体温度为7000C,经过多级冷却,产生不同压力的蒸汽;此外。
乙酸酐_精品文档
乙酸酐导言乙酸酐是一种有机化合物,也被称为醋酐。
它是一种无色到淡黄色的液体,常用于有机合成和工业生产中。
乙酸酐具有广泛的应用领域,包括药物合成、有机合成、溶剂、香料和染料等。
一、化学性质乙酸酐的化学式为(CH3CO)2O,分子量为102.09克/摩尔。
它是一种脂肪酸酐,具有较高的挥发性和熔点。
乙酸酐具有酯的特性,它能够和醇发生酯化反应,生成乙酸酯。
此外,乙酸酐还可以与水反应生成乙酸和释放出热量。
二、制备方法乙酸酐可以通过多种方法制备,其中常用的方法包括醋酸和乙酸铅的反应、在乏水条件下将乙醇氧化为醋醛,然后通过重整反应生成乙酸酐等。
1. 醋酸和乙酸铅的反应醋酸和乙酸铅的反应是制备乙酸酐的一种常用方法。
反应方程式如下:2 CH3COOH + Pb(CH3COO)2 -> (CH3CO)2O + PbO在这个反应中,醋酸和乙酸铅在一定的条件下反应生成乙酸酐和氧化的铅。
2. 乙醇氧化生成醋醛,再通过重整反应生成乙酸酐乙醇氧化生成醋醛是乙酸酐制备中的一个重要步骤。
当乙醇与氧气反应时,生成醋醛,然后通过重整反应将醋醛转化为乙酸酐。
三、应用领域1. 药物合成乙酸酐在药物合成中具有广泛的应用。
它常用作酰化试剂,将羧基化合物转化为酯类化合物。
乙酸酐还可作为一种溶剂,帮助溶解反应物和催化剂。
2. 有机合成乙酸酐在有机合成中是一种重要的试剂。
它可以用于酰化反应、酰化还原反应、酯化反应等。
乙酸酐的独特性质使其成为有机合成中的常用试剂。
3. 溶剂乙酸酐作为溶剂具有较低的毒性和较高的溶解力,在化学合成中被广泛应用。
它可以溶解许多有机化合物,并可作为法医学鉴定中的重要溶剂。
4. 香料和染料乙酸酐可用于合成香料和染料。
它可以作为合成香料的原料,也可用于染料的合成过程中。
结论乙酸酐是一种重要的有机化合物,具有广泛的应用领域。
它在药物合成、有机合成、溶剂、香料和染料等方面发挥着重要的作用。
乙酸酐的化学性质和制备方法使其成为化学工业中不可或缺的一部分。
醋酸酐生产过程概念设计
化工过程模拟与优化课程设计报告醋酸酐生产过程概念设计1 .过程设计分析1.1 醋酸酐的相关信息1.1.1性质与用途醋酸酐(又称乙酸酐,简称醋酐)为无色易流动液体,有极强的醋酸气味。
有刺激作用。
相对密度(d415)1.080,熔点-73℃,非点139℃,折光指数(20℃)1.3904,水中溶解度(20℃)12%。
易燃烧,遇水分解成醋酸。
溶于乙醇、乙醚、苯和氯仿。
醋酸酐(又称乙酸酐,简称醋酐)是一种重要的有机化工原料,主要用于制造醋酸纤维、醋酸塑料、不燃性电影胶片及人造丝等化工产。
在医药工业中用于制造阿司匹林、合霉素、地巴唑等药物。
此外,在燃料,香料及化工生产中用作强乙酰化剂和脱水剂。
1.1.2生产与消费我国从50年代末期开始生产醋酸酐。
上海试剂一厂采用乙酰氧化法首先建成了我国第一套醋酸酐生产装置。
随后,南通醋酸化工厂、山东新华制药厂、吉化公司电石厂等相继建设了十几套生产装置。
1972年合成醋酸酐产量突破万吨达到1.03万吨,1980年为1.43万吨,92年增长到4.04万吨,目前年产量超过7万吨,供需基本持平。
1.1.3技术要求中华人民共和国国家标准GB10668-891.2醋酸酐生产过程的分析1.2.1 醋酸酐的生产方法醋酸酐的各种生产方法示意图:其中最常用的主要工业生产方法有醋酸法、丙酮法、乙醛法等。
本设计拟采用丙酮法进行醋酸酐的生产设计。
丙酮在700~800℃,常压、没有催化剂的条件下进行裂解反应,反应停留时间0.01~1.0s。
裂解反应管的结焦比乙酸法严重,为了防止结焦,主要采用高铬钢管材,如用含镍钢材,应事先用一氧化碳和氧气混合物进行钝化处理,以防元素镍对结焦的促进作用。
本法丙酮的转化率约为24.4%,生成乙烯酮的选择性为72%,反应信息如下:主反应:CH3CO CH3CH2=C=O+ CH4700℃,1atm;副反应: CH2=C=O CO + 1/2 CH2=CH2700℃,1atm; 主反应:CH2=C=O + CH3COOH (CH3CO)2O 80℃,1atm 1.2.2 醋酸酐产品分离过程分析由前面反应可知,在醋酸酐的合成过程中,由于丙酮转化不完全、副反应产物的存在和未反应完全醋酸的存在,必须对反应产物进行分级分离。
醋酐生产工艺文献综述
文献综述前言本文根据目前国内外学者对醋酐合成工段工艺设计的研究成果,借鉴他们的成功经验,在此基础上,查阅了大量资料,并吸取其它醋酐生产厂家的经验,力求使各工艺条件达到理想操作状态,整个生产过程达到最优化,为醋酐装置的工艺设计提供参考。
本文主要查阅近几年有关醋酐工艺设计的文献期刊。
本文主要从简介、性质、生产方法和比较、应用、市场发展及预测等方面对醋酐进行了详细的论述。
一、产品简介1.1.1 产品性质醋酐又名醋酸酐、乙酐,分子式C4H6O3,相对密度1.080,熔点-73℃,沸点139℃。
折光率1.3904,闪点54℃,自燃点 400℃。
常温下是一种有强烈的乙酸气味的无色透明液体,具有吸湿性,可溶于氯仿和乙醚并可缓慢地溶于水形成乙酸,与乙醇作用生成乙酸乙酯。
醋酐是一种有毒化学药品,半数致死量约为(大鼠,经口)1780mg/kg;质量浓度为0. 36 mg/m3时即可对眼产生刺激,0. 18 mg/m3时就能改变人的脑电图像,还能引起细胞组织蛋白质变质;其蒸气刺激性更强,极易烧伤皮肤及眼睛,如经常接触会引起皮炎和慢性结膜炎[1]。
1.1.2 产品用途醋酐的化学性质非常活泼,可用作酯化剂,与乙醇反应生成乙酸乙酯;在水中缓慢水解成醋酸,在热水中分解成醋酸;也可用作酰化剂、硝化或者磺化的脱水剂等[1]。
醋酐是最重要的精细化工原料之一,目前主要用作醋酸纤维素、香烟过滤嘴、胶卷和胶片、纺织用醋酸纤维和赛璐珞塑料等,其次是用于医药、染料、香料和有机合成中的乙酰化剂。
醋酐还有许多未开发或者刚开发出来的应用领域,如洗涤剂、炸药、液晶显示器等,尤其在液晶显示器方面市场前景较广[1]。
未来醋酐的消费重点在医药、燃料、农药和二醋酸纤维素,二者占总消费量的75%以上。
醋酐在医药方面主要用做合成药物中间体的乙酰化剂和脱水剂。
在染料领域中主要用于分散染料的生产,少量用于活性染料、还原染料等。
农药行业中醋酐主要用于乙酰甲胺磷、三氯杀虫酯、霜脲氰、氟磺胺草醚、吡嘧磺隆等的生产,还可用于三酸甘油酯、氯乙酸和聚四亚甲基乙二醇醚(PTMEG)等的生产。
小谈醋酐的生产工艺及研发
小谈 醋酐 的生 产工 艺及研 发
马正科
大庆 市华 科股份 有 限公 司化工 分公 司 [ 要 ]本文主要介绍 了 目 国 内外醋酐 的生产工艺,通过对 生产工艺的对 比筛选 ,详细 的分析 了醋酸 甲酯羰基 化工艺在我 国的可行性。 摘 前
【 关键 词 ]醋酐 生产 工 艺 技 术 醋酐 又 名醋 酸 酐 、 乙酐 ,学名 乙 酸 酐 , 分 子式 为 c H 0 , 无色易挥 发液体 ,具有 强烈刺激性 气味和腐 蚀性 。 醋酐是 “ 易制 毒 ”产 品 ,醋酐 的 生 产 、 经营都 要 依 法在 公安 机 关备 案 取证 ,企业 卖 出的每 一 批 商 品都要 进 行详 细 的备 案 记 , 并 到公安机关 备案 。 1 醋酐的 生产工 艺 目前 进行 工 业化 的 醋 酐生 产 工 艺 t要 有 三种 : 乙醛氧 化 法 、乙 烯酮 法 和醋 酸 甲 酯羰
基 化。 l l乙醛氧 化法 、
维普资讯
酸 12 .2吨 ,裂解 率 7 %,合成 收率 9 % 5 6 。
12、 丙 酮氧 化 法 技 术 来 源 为 加 拿 大 S Wi i n 化 学公 司。生产 工艺如 F:乙 ha n ga 醛和 氧在 6 ℃ 、 l l O O KPa 或 7 ℃、6 0 O 0- 7 0 p 条件下 进行 氧化 反应 ,用 氧气 或空 0 K a 气 作氧化剂 ,以醋酸 乙酯 为 溶剂 ,醋酸 钴为 催 化剂 ,醋酸 铜 为促 进 剂 。乙 醛 f氧 气 ( j 过 量约 l %)反应首先 生成过 氧 醋酸 ,过 氧 2 醋 酸再 与 乙醛 反应 生 成醋 酐 和 醋酸 。在 此 条 件 下 ,乙醛转 化率 为 9 %,醋酐 及醋 酸 产 5 率 的重量 比为 5 6:4 。醋 酐的总收 率为 7 4 0 7 %。通 过 改 变工 艺 条 件 ,可 以提 高醋 酐 的 1 8 年 ,其 与 美 国 E sm a -Ko a 公 司 5 93 at n dk 产率 。反应 方程 式为 :cH CH0 O —CH 合 作 建 成 了第 一 套羰 基 合成 醋 酐生 产 装 置 。 + C O O O H : C H C O O O I {+C H C H0一 C H C I n s 公 司也拥 有此 技术 。生 产工 艺如 ea ee c000C OH) { H( CI ( 单过 氧醋 酸酯 ) ; 下 : 首先 是 甲醇和 醋 酸 在硫 酸 催化 剂 作用 下 cH c000CH( OH) CH 一 ( 生 成 醋 酸 甲酯 ,反应 压 力为 常压 ,反应 温 度 cH c0) 0 H + 0:cH 000C OH) H 一2 H 为 6 8 ℃ ,醋 酸转 化率 约 l ( c H( C c 5 5 【 %。然后 , ) 】 c0 H。每吨 醋 酐消 耗 乙醛 1 1 5 吨 ,空 醋 酸 甲酯 与 甲醇和 一 氧化 碳 在碘 甲烷和 铑 系 0 .6 气 20N 。乙醛氧 化法流 程简单 ,工艺成 催 化 剂或 镍 系 催化 剂 ( 30 m3 因铑 系 催化 剂 催化 活 熟 ,但 腐蚀 严 重 ,消耗 较 高 , 目前该 法 已逐 性 是镍 系催化剂 的十倍 ,因 渐被 淘 汰 。在 国外 醋酐 生 产 中 ,乙 醛氧 化法 此 工 业 上 多 采 用 铑 系 催 化 剂 ) 存 在 也 已经被 醋酸 甲酯羰基化 和醋酸法 所替 代。 下 , 进 行 羰 慕 化 反 应 生 成 醋 酐 , 并 联 产 1 2 乙 烯 酮 法 . 醋 酸 。 反应 压 力 为 2. 5 Pa 左 右 ,反 应 5M 乙烯 酮 法按 照 原 料不 同又 可以 分 为 :醋 温 度 为 1 0℃左 右 。 其 醋 酐 /醋 酸 比 可 以 8 酸法和丙 酮法 。 根 据 需 要 进 行 调 节 。反 应 方 程 式 为 :C H COOH +CH 0H — CI COO CH +H 0 : { 1 2 1醋 酸 法 .. 醋 酸 法 技 术 来 源 为 德 国 W ac 化 C H CO O CH+CO一 ( I he r CI C0) O ; CH 学 公 司 。生 产 工 艺 如 下 :第 一 步 ,醋 酸 在 0H+C0一 CH C00I 。醋 酸 甲酯羰 基合成 I 70 5 0 -7 0℃ 、 l -2 K Pa 的 压 力 及 0. 法具 有 流 程短 、产 品 质量 好 、消 耗 低 、i废 0 0 2 O. % ( 酸 重 量 )磷 酸 三 乙 酯 作 催 化 剂 排 放 少等 优 点 , 眩法代 表 着 醋酐 生 产 技术 3 醋 的 条 件 下 裂 解 脱 水 制 成 乙 烯 酮 , 醋 酸 转 的 先进 水 平 。 国夕 多采 用 该 工艺 生 产醋 酐 。 . 化 率 约 为 8 -9 %,对 乙烯 酮 的 选 择 性 约 液相 工 艺 比气 相工 艺成 熟 。英 国BP 公司在 5 0 为 9 % 9 % ( o1 。反 应 方 程 式 为 : Ha o 合成醋 酐和 Mo s n o 羰基 化制醋 0 5 m ) ln c n at CH CO0 H— CH—C-O+ H O一1 7 J 酸 工艺 的 基础 上 ,成 功 开发 了 甲醇羰 基 化联 4 K / m o 。 第 二 步 是 液 体 乙 酸 吸 收 乙 烯 酮 生 成 产 醋 酐 一醋 酸 工 艺 。 1 醋 酐 ,经 精 馏 提 纯 制 得 成 品 醋 酐 , 乙 烯 13 2 气相 羰基合 成法 .. 酮 的 转 化 率 约 1 %。 反 应 办 程 式 为 : 00 气相 羰 基 合 成 法是 H C t 公 司于 Oe hS CH CO0 +C H—C—O — f H CH CO 1 1 8 年 开发 出的 醋 酐生 产 工 艺 ,反应 温 度 6 9 2 +6 8 / o 。 0 2. KJ t l o 1 5 2 6C。采 用非 均相负 载 化 剂 ,这 种催 8- 1 ̄ 现 有两 种 生 产流 程 :其一 为 塔 式流 程 , 化 利 是 将贵 金 属铑 、铱 、钯 或 铷载 于 二氧 化 用 四个 填 料 塔 进 行 合 成 与分 离 醋 酐 产 品 。 硅 、 每 吨醋 酐的消耗 定额 为 ,醋 酸 1 5 吨 ,催 3 三氧 化 二 铝 、 氧化 镁 、 二 化 钛 等载 体 氧 化 剂 1 5 k ,氦 0 7 .k ,回收 醋酸 卜 . 2 g . 1 0 g ,其 中铑 表 现 出最 高 的活 性 。 气相 法 的酯 1 0 6 k 。其 l 为液环 泵流程 ,以液 环泵 化 反应 0 1 0 g - 为 反 应及 吸收 设备 ,该 流程 十 分简 单 ,正 在 与液 相法 是相 唰 的 , 基化 反应 与液相 羰 羰 取 代塔 式 流程 。每 吨 产 品的 消耗 定 额 为 ,醋 基 化 也是 相 似 的 。不 同 之处 在 于 :液相 羰 基
醋酐工艺流程说明
4.2.2 醋酐工艺流程说明4.2.2.1 流程概述本装置以醋酸为原料经裂解、吸收、蒸馏、回收工序,制得醋酐产品。
a) 醋酸裂解工序醋酸裂解工序流程示意图见图4.2-1。
b) 乙烯酮吸收工序乙烯酮吸收工序流程示意图见图4.2-2。
①乙烯酮的吸收由裂解炉产生的乙烯酮气体和废气首先进入第一吸收塔(T-201)底部,与塔顶部喷淋的醋酸,醋酐的混合液逆向接触,使大部分乙烯酮被吸收生成醋酐,塔底出来的粗醋酐浓度为85wt%,进入粗醋酐贮罐中。
23 / 8图4.2-1 醋酸裂解工艺流程示意图24 / 8第一吸收塔吸收液从粗醋酸酐罐(V-301)下部用第一吸收塔循环液泵(P-201)与来自第二吸收塔底部的循环液一起打入第一吸收塔循环冷却器经工业冷却带走反应热后进入第一吸收塔顶部。
第一吸收塔操作真空度:640mmHg;操作温度:35~40℃。
在第一吸收塔中未被吸收的乙烯酮气体,连同废气从塔顶出来进入第二吸收塔底部,与从塔顶喷淋下来的吸收液逆向接触,在第二吸收塔中,乙烯酮气体几乎全部被吸收掉,生成的粗醋酐及醋酸混合液与第一吸收塔循环液合并,同时取出一部分作为循环液进入第二吸收塔循环液泵(P-202)作循环吸收液用。
来自蒸馏系统吸收的醋酸与来自醋酸高位槽(V-401)的冰醋酸根据第一吸收塔排出的粗醋酐的浓度加入到第二吸收塔循环液中。
循环液泵打入第二吸收塔冷却器(E-202)用工业水冷却到25℃左右进入第二吸收塔顶部作喷淋吸收液用。
②尾气洗涤由第二吸收塔顶部出来的尾气在洗涤塔(T-203)中用循环洗涤液贮槽(V-201)中的水洗涤其中的醋酸蒸汽。
洗涤液用循环泵(P-203)输送经冷却器用冷冻盐水冷却后进入洗涤塔。
洗涤液循环使用,当稀醋酸浓度提高到20%后,将此醋酸用循环液泵打至稀醋酸回收工序稀醋酸贮槽。
由洗涤塔顶出来的尾气,再经尾气洗涤塔用水洗涤,然后,进入水环真空泵,分离罐,经液封槽进入裂化炉作燃料之用。
尾气洗涤塔的废水经液封槽放入下水,控制废水含酸小于0.09wt%操作温度20℃。
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醋酐工艺流程及特点1生产工艺工业化的醋酐生产工艺有三种:乙醛氧化法、乙烯酮法和醋酸甲酯羰基化。
1.1乙醛氧化法乙醛氧化法技术来源为加拿大Sha Winigan化学公司。
生产工艺如下:乙醛和氧在60℃、101kPa或70℃、600-700kPa条件下进行氧化反应,用氧气或空气作氧化剂,以醋酸乙酯为溶剂,醋酸钴为催化剂,醋酸铜为促进剂。
乙醛与氧气(过量约1%-2%)反应首先生成过氧醋酸,过氧醋酸再与乙醛反应生成醋酐和醋酸。
在此条件下,乙醛转化率为95%,醋酐及醋酸产率的质量比为56:44。
醋酐的总收率为70%-75%。
通过改变工艺条件,可以提高醋酐的产率。
反应方程式为:CH3CHO+O2→CH3COOOH;CH3COOOH+CH3CHO→CH3COOOCH(OH)CH3(单过氧醋酸酯);CH3COOOCH(OH)CH3→(CH3CO)2O+H2O;CH3COOOCH(OH)CH3→2CH3COOH。
每吨醋酐消耗乙醛1.165t,标准状态空气2300m3。
乙醛氧化法流程简单,工艺成熟,但腐蚀严重,消耗较高,已逐渐被淘汰。
在国外已被醋酸甲酯羰基化和乙烯酮法所替代。
我国上海化学试剂总厂这种装置已经处于停产状态。
1.2乙烯酮法乙烯酮法按照原料不同又可以分为:醋酸法和丙酮法。
1.2.1醋酸法醋酸法技术来源为德国Wacher化学公司。
生产工艺如下:第一步,醋酸在700-750℃、10-20kPa的压力及0.2%-0.3%磷酸三乙酯(按醋酸质量计)作催化剂的条件下,裂解脱水制成乙烯酮,醋酸转化率约为85%-90%,对乙烯酮的选择性(物质的量计)约为90%-95%。
反应方程式为:CH3COOH→CH2=C=O+H2O+147kJ/mol。
第二步是液体乙酸吸收乙烯酮生成醋酐,经精馏提纯制得成品醋酐,乙烯酮的转化率约100%。
反应方程式为:CH3COOH+CH2=C=O→(CH3CO)2O+62.8kJ/mol。
该生产工艺是德国Wacher化学公司开发成功的,并于1936年实现工业化。
现有两种生产流程:其一,为塔式流程。
用4个填料塔进行合成与分离。
每吨醋酐的消耗定额为,醋酸1.35t,催化剂1.5-2kg,氨0.7-1.0kg,回收醋酸100-160kg。
其二,为液环泵流程。
以液环泵为反应及吸收设备。
该流程十分简单,正在取代塔式流程。
每吨产品的消耗定额为,醋酸1.22t,裂解率75%,合成收率96%。
1.2.2丙酮法生产工艺如下:第一步是丙酮在700-800℃、常压、没有催化剂的条件下进行裂解反应。
反应方程式为:CH3COCH3→CH2=C=O+CH4-79.53kJ/mol。
第二步是液体乙酸吸收乙烯酮生成醋酐。
反应方程式为:CH2=C=O+CH3COOH→(CH3CO)2O+62.8kJ/mol。
但在相同规模下,丙酮法和醋酸法比较,丙酮法需要较大的裂解炉、吸收塔和洗涤塔,并增加了循环丙酮-水的蒸馏分离等辅助设备,项目建设费用高。
同时,丙酮法的生产成本也较高。
乙烯酮法相对乙醛氧化法和醋酸甲酯羰基化工艺来说,流程复杂,副反应多,能耗较大,利润较低。
由于生产技术相当成熟,在国外早期建设的装置应用该法,在我国仍普遍应用。
1.3醋酸甲酯羰基化1.3.1液相羰基合成法1973年,Halcon科学开发集团公司取得了醋酸甲酯羰基化生产的醋酐的专利。
1983年,该公司与美国Eastman-Kodak公司合作建成了第一套羰基合成醋酐生产装置。
Celanese公司也拥有此技术。
生产工艺如下:首先是甲醇和醋酸在硫酸催化剂作用下生成醋酸甲酯,反应压力为常压,反应温度为65-85℃,醋酸转化率约100%。
然后,醋酸甲酯与甲醇和一氧化碳在碘甲烷和铑系催化剂或镍系催化剂(因铑系催化剂催化活性是镍系催化剂的10倍,因此工业上多采用铑系催化剂)存在下,进行羰基化反应生成醋酐,并联产醋酸。
反应压力为2.55MPa左右,反应温度为180℃左右。
其醋酐/醋酸比可以根据需要进行调节。
反应方程式为:CH3COOH+CH3OH→CH3COOCH3+H2O;CH3COOCH3+CO(CH3CO)2O;CH3OH+CO→CH3COOH。
醋酸甲酯羰基合成法具有流程短、产品质量好、消耗低、三废排放少等优点,代表着醋酐生产技术的先进水平。
目前,国外主要的醋酐供应厂均采用该工艺。
液相工艺比气相工艺成熟。
英国BP公司在Halcon合成醋酐和Monsanto羰基化制醋酸工艺的基础上,成功开发了甲醇羰基化联产醋酐-醋酸工艺,并于1987年实现工业化(图1(略))。
1.3.2气相羰基合成法气相羰基合成法是Hoechst公司于1986年开发的,反应温度185-216℃,采用非均相负载催化剂。
这种催化剂是将贵金属铑、铱、钯或铷载于二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁、二氧化钛等载体上,其中铑表现出最高的活性。
气相法的酯化反应与液相法是相同的,羰基化反应与液相羰基化也是相似的。
不同之处在于:液相羰基化法在液相状态进行醋酸甲酯的羰基化反应;而气相羰基化法反应在气相中进行,气相工艺取消了从反应液中回收催化剂。
气相工艺可降低铑的损失,铑是固定在载体上而不在可偶然被冲洗掉的溶液中。
气相工艺在投资方面优于液相工艺,但其公用工程费用消耗较高。
1.3.3国内的羰基合成法(1)2003年,江苏丹化集团、中科院和北京大学三家合作,建成国内第一套羰基化合成醋酐装置,装置规模为2万t/a醋酐(见图2(略))。
该装置也可以调整生产醋酸甲酯,由兰州石化设计院承担工程总承包及设计,生产出的醋酐产品纯度达到99.5%以上,醋酸甲酯达到99.9%以上。
每吨醋酐消耗定额为甲醇0.353t,醋酸0.604t,CO为0.340t,催化剂0.44z,蒸汽4.2t,水147t,电167kwh,仪表空气300m3。
装置运行实践证明,我国自行研制的这套醋酐生产工艺是可靠的。
羰基化合成醋酐工艺,反应器由酯化器和羰基化反应器构成,甲醇和醋酸在酯化器生成醋酸甲酯,醋酸甲酯在羰基化反应器内与CO合成醋酐。
由于该工艺催化剂里有水,生成醋酐的-同时,还生成一部分醋酸。
该工艺以生产醋酐为主时,主要原料为甲醇、CO和醋酸。
另外,该工艺还可以直接用原料CO和甲醇在羰基化反应器内反应生成醋酸,无需经过酯化器。
因此,该工艺可以根据市场需求进行醋酸、醋酸甲酯和醋酐的产品切换。
(2)羰基化法最重要的技术是催化剂,中国科学院化学研究所经过多年研究开发并研制了国产催化剂——多齿季基杂合型铑配合物催化剂。
与美国孟山都开发的催化剂比较,该国产催化剂具有水含量少的优点。
从江苏丹化集团的使用情况看,反应条件与国外催化剂基本相同(反应压力3-6MPa,温度160-200℃),应用比较理想。
1.3.4非贵金属催化剂除了用铑系催化剂外,羰基合成醋酐工艺还可用其它金属催化剂。
虽然铑系催化剂的催化活性和选择性最好,但存在着价格昂贵、资源短缺、回收费用高等缺点。
因此,很多公司都将注意力转移到了非贵金属催化剂上,它们主要是I A-ⅢA、ⅥB或ⅧB的非贵重金属。
其中,镍催化剂在反应条件的温和性以及催化性能等方面明显优于其它非贵金属,是一类最具开发前景的非贵金属催化剂。
1.4几种醋酐生产工艺的对比乙烯酮法和羰基合成法是目前生产醋酐的常用的方法。
从对比表1可以看出,乙烯酮法工艺流程相对复杂,产品质量较低,能耗相对,高,成本高,污染重,规模小。
表1醋酐生产工艺对比比较项目乙醛氧化法乙烯酮法羰基合成法工艺流程简单复杂简单工艺成熟程度成熟成熟成熟产品纯度/%98-9998-99>99能耗/(MJ?t-1)353002650018700可变成本/(元?t-1)767067184170三废排放污染较重污染较重三废排放较少装置相对投资/%10053.0154.41适用装置规模小中大国内使用情况上海化学试剂总厂普遍采用江苏丹化从对比表2可以看出,相同规模的装置乙烯酮法投资大、生产成本高、原料费用和公用工程消耗较高、折旧费用也较高。
虽然现在生产醋酐的主要方法仍是乙烯酮法,但由于乙烯酮法裂解温度在750℃左右,常常会引起反应管结炭而阻塞,故未来必将为羰基化法所取代。
随着羰基合成化催化剂的不断开发利用,羰基化合成技术将越来越完善,装置投资和生产成本都还有下降的空间,因此羰基化法合成醋酐取代乙烯酮法和乙醛氧化法工艺是醋酐生产工艺的发展趋势。
表222.7万t/a醋酐生产成本对比比较项目乙烯酮法液相羰基法气相羰基法投资/106美元162.896.493.5产品成本/(美分?kg-1)原料19.217.216.5公用工程7.31.52.4可变费用26.518.718.9折旧费用11.26.86.6净生产成本44.730.429.96。