年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精制工段工艺设计

年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精

制工段工艺设计

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专业：姓名：指导老师：化学工程与工艺学号：

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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。

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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 design

Abstract

Acetic 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 (3)

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 (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 (35)

3.6.4漏液线 (35)

3.6.5液相负荷下限 (35)

4热量衡算 (39)

4.1脱水塔的热量计算 (39)

4.2塔顶冷凝器热负荷及冷却水的用量 (40)

4.3塔底再沸器热负荷及水蒸气的用量 (41)

5附属设备的计算及接管的选取 (43)

5.1接管的选取 (43)

5.1.1进料管 (43)

5.1.2回流管 (43)

5.1.3塔底出料管 (43)

5.1.4塔顶蒸汽出料管 (44)

5.2塔高度的计算 (44)

5.2.1塔顶空间高度 (44)

5.2.2封头 (44)

5.2.3裙座 (44)

5.2.4塔底空间高度 (45)

5.2.5人孔 (45)

5.2.6塔的总高度 (45)

6车间布置设计 (46)

6.1 车间布置设计重要性 (46)

6.2车间生产要求 (46)

6.3 车间安全要求 (46)

6.4 车间发展要求 (46)

7三废”处理和安全事项 (47)

7.1 废水 (47)

7.2 废气 (47)

7.3 废渣 (47)