年产3万吨醋酐精馏工段工艺设计毕业设计 精品

安徽工程大学毕业设计
年产3万吨醋酐精馏工段工艺设计
摘要
醋酐是国家鼓励发展的基本有机化工原料，主要用于生产醋酸纤维素，其中二醋酸纤维素用于制造香烟过滤嘴和塑料，三醋酸纤维素是制造高级感光胶片的材料，还广泛用于医药，染料，农药，军工，香料，金属抛光等行业。

长期以来，我国的氯乙酸生产大都采用硫磺法，存在严重的三废污染，而且能耗较高，劳动强度较大和产品杂质多等缺陷。

醋酐法氯乙酸工艺的投产，既解决了三废污染又大大减轻了工人的劳动强度，改善了工作环境。

醋酐法生产氯乙酸的最大优点是不含硫，弥补了硫酸法氯乙酸的最大缺陷，并可用作食品添加剂。

本文主要介绍醋酐精馏合成的各种工艺方法及发展前景，目前主要方法有乙醛氧化法，乙烯酮法，醋酸甲酯羰基化法。

在这里，主要讨论乙烯酮法的具体工艺流程，并且对吸收塔设备的各个部件进行了设计，将此反应过程中物料和能量进行了衡算。

吸收塔设备设计的内容和步骤，塔设备的强度和稳定性计算。

用AutoCAD将化工工艺流程设计和设备设计，并对吸收塔和厂区设备布置图进行了绘制。

关键词：醋酐；精馏；乙烯酮法；工艺设计
张强：年产3万吨醋酐精馏工段工艺设计
Annual output of 30000tons of acetic anhydride distillation process design
Abstract
Acetic anhydride is the country to encourage the development of basic organic chemical raw materials, mainly used for the production of cellulose acetate, of which two cellulose acetate is used in the manufacture of cigarette filter tip and plastic, three cellulose acetate is the manufacturing of advanced film material, is widely used in medicine, dyes, pesticides, military, spices, metal finishing industries.For a long time, China's chloroacetic acid production with sulfur method mostly, serious pollution, and high energy consumption, large labor intensity and more product impurities and other defects.Process for the production of chloroacetic acid by acetic anhydride method, not only solved the pollution and greatly reduce the labor intensity of workers, improves the working environment. The production of chloroacetic acid anhydride method has the advantage of no sulfur, sulfuric acid chloroacetic acid makes up the biggest defect, and can be used as a food additive.
This paper mainly introduces the acetic anhydride distillation for the synthesis of various process methods and the prospects for development, at present the main method of oxidation of acetaldehyde, ethylene ketone, methyl acetate by carbonylation.Here, mainly discusses the ketene method the specific process, and the absorption tower equipment in various parts of the design, the reaction process of material and energy for the balance.Absorption tower equipment design content and steps, the strength and stability of tower equipment. Using AutoCAD to chemical process design and equipment design, and the absorption tower and plant equipment layout of drawing.
Key words: acetic anhydride; distillation; ethylene ketone method; process design
II
安徽工程大学毕业论文设计
目录
摘要 (I)
Abstract.............................................................................................................................. I I 引言 .................................................................................................. 错误！未定义书签。

第1章概述 .................................................................................... 错误！未定义书签。

1.1 本课题的设计背景及现实意义......................................... 错误！未定义书签。

1.2 醋酐的理化性质................................................................. 错误！未定义书签。

1.3 醋酐的作用与用途............................................................. 错误！未定义书签。

1.4 醋酐的危险性..................................................................... 错误！未定义书签。

1.4 醋酐中毒的急救措施......................................................... 错误！未定义书签。

1.6 醋酐的操作处置及存储..................................................... 错误！未定义书签。

1.7 醋酐的研究进展................................................................. 错误！未定义书签。

1.8 醋酐的毒理学性质............................................................. 错误！未定义书签。

1.9 拟解决的问题..................................................................... 错误！未定义书签。

第2章工艺设计原理 (8)
2.1 产品介绍............................................................................. 错误！未定义书签。

2.2 反应原理............................................................................. 错误！未定义书签。

第3章工艺流程设计 .................................................................... 错误！未定义书签。

3.1 工艺流程............................................................................. 错误！未定义书签。

3.2 中控分析工序控制参数..................................................... 错误！未定义书签。

3.3 物料回收............................................................................. 错误！未定义书签。

3.4 泄露应急处理..................................................................... 错误！未定义书签。

第4章工艺计算 ............................................................................ 错误！未定义书签。

4.1 物料衡算............................................................................. 错误！未定义书签。

4.2 蒸发工序热量衡算............................................................. 错误！未定义书签。

4.3 精馏塔热量衡算................................................................. 错误！未定义书签。

第5章主要设备计算及选型 ........................................................ 错误！未定义书签。

5.1 精馏塔塔高的计算............................................................. 错误！未定义书签。

5.2 精馏塔塔径的计算............................................................. 错误！未定义书签。

5.3 冷凝器的设计..................................................................... 错误！未定义书签。

5.4 泵的计算............................................................................. 错误！未定义书签。

5.5 接管设计计算..................................................................... 错误！未定义书签。

5.6 接管设计计算结果表......................................................... 错误！未定义书签。

第6章车间布局设计 .................................................................... 错误！未定义书签。

6.1 车间布置设计重要性......................................................... 错误！未定义书签。

6.2 车间生产要求..................................................................... 错误！未定义书签。

6.3 车间安全要求..................................................................... 错误！未定义书签。

6.4 车间发展要求..................................................................... 错误！未定义书签。

结论和展望 . (23)
致谢 .................................................................................................. 错误！未定义书签。

参考文献 .......................................................................................... 错误！未定义书签。

- III -
张强：年产3万吨醋酐精馏工段工艺设计
表格目录
表3-1 中控分析工序控制参数 .................................................... 错误！未定义书签。

表4-1 蒸发工序热量衡算表 ........................................................ 错误！未定义书签。

表4-2 精馏塔热量衡算表 ............................................................ 错误！未定义书签。

表5-1 管路设计计算结果表 ........................................................ 错误！未定义书签。

插图目录
图2-1 醋酐分子结构图 ................................................................ 错误！未定义书签。

图3-1 工艺简易流程图 ................................................................ 错误！未定义书签。

图3-2 稀乙酸回收简图 ................................................................ 错误！未定义书签。

IV
安徽工程大学毕业设计
引言
自五十年代末期开始，我国已开始生产醋酐，至今已有六十多年的历史。

随着社会发展，醋酐在我国的用量也越来越大，醋酐的生产除普遍采用乙醛氧化法，烯酮法外，新兴的羰基合成法以其投资少，运行成本低越来越受到关注。

从而使其生产规模进一步扩大，市场也显著拓宽，经济效益大大提高。

醋酐又名酯酸酐，乙酐，学名乙酸酐。

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，醋酐的经营和生产都要依法在公安机关备案取证，企业卖出的每一批产品都要进行详细的备案登记，并到公安机关备案。

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，其与美国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十倍，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。

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，该法代表着醋酐生产技术的先进水平。

国外多采用该工艺生产醋酐。

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工艺[1]。

张强：年产3万吨醋酐精馏工段工艺设计
第1章概述
1.1 本课题的设计背景及现实意义
随着社会的发展，各行各业的进步，人类社会对醋酐的需求量越来越大。

那么在这种大背景下，探索醋酐生产的新工艺就成为了一种必然趋势。

我国醋酐的工业生产始于20世纪50年代，到2006年我国醋酐的总生产能力为33万吨/年，主要生产厂家有吉化公司、上海化学试剂总厂、江苏丹化集团醋酐有限公司、江苏南通醋酸纤维公司、江苏南通醋酸化工股份有限公司以及南京醋酐厂等。

我国醋酐的表观消费量2001年只有15.52万吨，2006年增加到约24万吨，2001～2006 年需求量的年均增长率约为8.9%。

我国是世界上最大的香烟生产和消费国，卷烟产量位居世界之首，对醋酸纤维素(主要是二醋酸纤维素)的年消费量在16万吨以上，当前的生产能力和产量无法满足国内需求，仍需要大量进口。

香烟过滤嘴将是我国未来醋酐最具有潜力的市场，预计2011年烟用纤维对醋酐的需求量将达到22万吨。

由于受成本比较低的聚酯纤维的影响，国内纺织市场对三醋酸纤维的需求量主要依赖进口，随着国际市场纺织品配额的放开，我国三醋酸纤维的用量还将有一定的增长，从而推动国内醋酐消费量的增加。

由此可见，未来醋酸纤维素仍将是我国醋酐最主要的消费领域，预计2011年总消费量将达到29 万吨。

在医药工业上，醋酐消费量基数较大，下游产品的出口形势看好。

预计到2011年对醋酐的需求量将达到约6万吨。

由此可见，由于醋酸纤维素以及医药工业不断发展，预计今后几年我国对醋酐的需求量将以年均约10.9% 的速度增长，到2011年，我国对醋酐的总消费量将达到40万吨[2]。

所以，不断研究新工艺，不断提升醋酐产量是很有现实意义的。

1.2 醋酐的理化性质
1.2.1物理性质
外观与性状：无色透明液体，有刺激气味，其蒸气为催泪毒气。

熔点(℃)：-73.1。

相对密度（水=1）：1.08。

沸点(℃)：138.6。

相对蒸气密度（空气=1）：3.52。

分子式：C4H6O3。

分子量：102.09。

饱和蒸气压(kPa)：1.33
2
安徽工程大学毕业论文设计
（36℃）。

燃烧热（kJ/mol）：1804.5。

临界温度（℃）：326。

临界压力（MPa）：4.36。

闪点（℃）：49。

爆炸上限%（V/V）：10.3。

引燃温度（℃）：316。

爆炸下限%（V/V）：2.0。

溶解性：溶于乙醇、乙醚、苯。

1.2.2化学性质
易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。

与强氧化剂接触可发生化学反应。

能使醇、酚、氨和胺等分别形成乙酸酯和乙酰胺类化合物。

在路易斯酸存在下，乙酐还可使芳烃或烯径发生乙酰化反应。

在乙酸钠存在下，乙酐与苯甲醛发生缩合反应，生成肉桂酸。

缓慢溶于水变成乙酸。

与醇作用生成乙酸乙酯[3]。

1.3 醋酐的作用与用途
醋酐是重要的乙酰化试剂，乙酐用于制造纤维素乙酸酯；乙酸塑料；不燃性电影胶片；在医药工业中用于制造合霉素；痢特灵；地巴唑；咖啡因和阿丝匹林；磺胺药物等；在染料工业中主要用于生产分散深蓝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；乙酸松香酯；乙酸苯乙酯；乙酸香叶酯等；由乙酐制造的过氧化乙酰，是聚合反应的引发剂和漂白剂[4]。

1.4 醋酐的危险性
健康危害：吸入后对呼吸道有刺激作用，引起咳嗽、胸痛、呼吸困难。

蒸气对眼有刺激性。

眼和皮肤直接接触液体可致灼伤。

口服灼伤口腔和消化道，出现腹痛、恶心、呕吐和休克等。

慢性影响：该品蒸气慢性作用的工人，可有结膜炎、畏光、上呼吸道刺激等。

环境危害：对环境有危害，对水体可造成污染。

燃爆危险：该品易燃，具腐蚀性、刺激性，可致人体灼伤[5]。

1.5 醋酐中毒的急救措施
皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。

就医。

眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分
- 3 -
张强：年产3万吨醋酐精馏工段工艺设计
钟。

就医。

吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。

保持呼吸道通畅。

如呼吸困难，给输氧。

如呼吸停止，立即进行人工呼吸。

就医。

食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。

就医[6]。

1.6 醋酐的操作处置及存储
操作注意事项：密闭操作，加强通风。

操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。

建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩），穿防酸碱塑料工作服，戴橡胶耐酸碱手套。

远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。

使用防爆型的通风系统和设备。

防止蒸气泄漏到工作场所空气中。

避免与氧化剂、还原剂、酸类、碱类、活性金属粉末、醇类接触。

搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。

配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。

倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项：储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。

远离火种、热源。

库温不宜超过30℃。

保持容器密封。

应与氧化剂、还原剂、酸类、碱类、活性金属粉末、醇类等分开存放，切忌混储。

采用防爆型照明、通风设施。

禁止使用易产生火花的机械设备和工具。

储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料[7]。

1.7 醋酐的研究进展
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[8]。

1.7.1 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)；
4
安徽工程大学毕业论文设计
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。

1.7.2 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。

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。

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1.22 t，裂解率75%，合成收率96%。

丙酮法
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 - 79.53 kJ/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，
- 5 -
张强：年产3万吨醋酐精馏工段工艺设计
在我国仍普遍应用。

1.7.3 醋酸甲酯羰基化
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2.55 MPa 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 + CH3OH → (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。

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。

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。

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0.353 t，醋酸0.604t，
6
CO为0.340t，催化剂0.44 z，蒸汽4.2 t，水147 t，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。

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。

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。

目前，醋酐的工业生产方法主要有乙醛氧化联产法、醋酸裂解法和醋酸甲酯羰基合成法3种。

其中醋酸裂解法是目前国内外最主要的生产方法，乙醛氧化联产法正在逐渐被淘汰，醋酸甲酯羰基合成法是醋酐工业生产今后的主要发展方向。

1.8醋酐的毒理学性质
醋酐毒理学性质：
皮肤、眼睛刺激性，标准的Draize实验：兔子，皮肤接触：540mg，反应的严重程度：轻度；
急性毒性：大鼠经口LD50：1780mg/kg；大鼠经吸入LD50：1000ppm/4H；兔子经皮肤接触LD50：4ml/kg[9]；
1.9 拟解决的问题
（1）尽可能提高产品收率和纯度，采取最佳的反应条件和设备。

对粗产品的提
纯、精制也要精确处理。

（2）在生产过程中进行回收溶剂、原料，这样既可以节省原料，减少生产成本，减少污染，又可以提高产品的纯度。

（3）生产的产品为易制毒物质，且易挥发，具有强烈的刺激性和腐蚀性，要做好密封处理和紧急事故处理方案。

（4）对主要反应设备进行设计。

第2章工艺设计原理
2.1 产品介绍
化学品中文名称：醋酐
化学品英文名称：Acetic Anhydride
分子式：C4H6O3
分子量：102.09
结构式：O O
|| ||
H3C—C—O—C—CH3
图2-1 醋酐分子结构图
产品性状：无色易挥发液体，有强烈的乙酸气体。

密度 1.08g/cm3(15℃)。

熔点-73.1℃。

沸点139.6℃。

闪点54.4℃。

自燃点400℃。

折射率1.3904。

溶于氯仿、乙醚，缓慢溶于水变成乙酸，与醇作用生成乙酸乙酯，易燃，有强腐蚀性，有毒。

产品用途：醋酐是重要的乙酰化剂，也用于制造医药、香料、染料、增塑剂等。

在有机合成中用作乙酰化剂和脱水剂，能使醇、酚、氨和胺等分别形成乙酸酯和乙酰胺类化合物。

在路易斯酸存在下，醋酐还可以使芳烃或烯烃发生乙酰化反应。

在乙酸钠存在下，醋酐与苯甲醛发生缩合反应，生成肉桂酸。

醋酐用于制造纤维素乙酸酯、乙酸塑料、不燃性电影胶片；在医药工业中用于制造合霉素、痢特灵、地巴唑、咖啡因和阿司匹林等；在香料工业中用于制造香豆素、乙酸龙脑酯、乙酸柏木酯、乙酸苯乙酯、乙酸香叶酯等；由醋酐制造的过氧化乙酰，是聚合反应的引发剂和漂白剂。

另外，醋酐还用于检验醇、芳香族伯胺和仲胺[10]。

2.2 反应原理
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，乙酸蒸汽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，再经精馏提纯值得成品醋酐。

生产过程中的稀乙酸用乙酸乙酯萃取法回收，回收的乙酸供裂解使用。

第一阶段：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)乙酸自乙酸高位罐进入乙酸预热器预热，预热温度达到80o C，预热后的乙酸进入乙酸蒸发器，蒸发器温度达到120o C以上，同时加入少量蒸汽（约为乙酸量的4%），乙酸蒸汽和水蒸汽混合后去裂解炉，在进入裂解工序与用计量泵输
送的磷酸三乙酯混合后进入裂解炉（电加热）一段管预热至400~600o C，然后进入二段管，二段管反应温度690~755o C，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烯酮，约占乙酸量的0.05%）混合后。

混合器进入冷凝冷却器，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，废气主要含有二氧化碳，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：
磷酸三乙酯
CH3COOH CH2CO + H2O
副反应：
CH3COOH CH4 + CO2
CH3COOH 2CO + 2H2
2CH3COOH (CH3)2O + H2O + CO2
(CH3)2O CH2CO + CH4
2CH2CO C2H4 + 2CO
2CH2CO CH4 + CO2 + C
第二阶段：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出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进入第二吸收塔顶部（循环吸收用），另一部分经第一循环液泵进入第一吸收塔用作循环液用；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，同时从顶部送入工艺水，废气用工艺水在塔内进行吸收，液体进入水封罐后外排，未吸收的废气用水环真空泵抽出至气液分离罐后排空。

水封罐与分离罐内的废水进入废水处理中心进行处理。

反应方程式：
CH2CO + CH3COOH (CH3CO)2O
第三阶段：精馏工序
来自粗醋酐吸收工序的粗醋酐进入蒸发器汽化（130o C，-0.03Mpa），气化的粗醋酐由蒸发器顶部的气相进入乙酸蒸馏塔中部，并在塔内分离，乙酸蒸汽经回流冷凝器冷凝，液体回流，未冷凝的蒸汽进入冷凝冷却器，冷凝温度保证在20~40℃，之间，冷凝下来的液体为乙酸产品进入灌区乙酸储罐，蒸发器内定期排出酸渣，委外处理。

塔底液进入醋酐蒸馏塔的再沸器，经加热后（107~123℃，-0.03Mpa），醋酐蒸汽进入蒸馏塔进行分离，分离的醋酐蒸汽经回流冷凝器冷凝冷却，液体回流，未冷凝的蒸汽进入冷凝冷却器，冷凝温度为常温，冷凝下来的醋酐进入醋酐接受罐，经检测合格后进入罐区醋酐储罐，不合格进入粗醋酐储罐重新进行蒸馏。

第四阶段：稀乙酸回收工序
(1)来自裂解工序冷凝下来的稀乙酸，吸收工序的洗涤液和酯水蒸馏塔残液的稀乙酸进入稀乙酸罐，并加入酯水或新鲜自来水，将其配置成一定浓度，配好后，从底部出料，用泵送入萃取塔的顶部，同时来自乙酸乙酯中间罐的乙酸乙酯用泵送入萃取塔的底部，两股液体在萃取塔中进行萃取，上层为酯酸层并连续从萃取塔顶部出料至共沸塔的中上部进行蒸馏，下层为酯水层进入酯水储罐。

(2)酯酸液在共沸塔进行气化（再沸器温度130o C，常压），分离，乙酸乙酯和水的共沸物经塔顶冷凝器，液体冷凝回流，未冷凝的蒸汽经冷凝器冷凝后进入分层器，上层为乙酸乙酯层，溢流至乙酸乙酯中间罐循环利用，下层水层送入酯水储罐，一部分用作稀乙酸罐配制酸用，一部分进入酯水蒸馏塔蒸馏回收乙酸乙酯和稀乙酸。

共沸塔底部的乙酸，经乙酸冷凝器冷凝进入乙酸中间罐待用。

(3)来自酯水储罐的酯水经预热器预热后，进入酯水蒸馏塔，预热温度60o C，在蒸馏塔内与蒸汽直接热交换后在塔内分离，低沸点共沸物经塔头冷凝器，液体回流至塔内，未冷凝的共沸蒸汽进入酯水冷凝器，经冷凝后进入分层器分层回收乙酸乙酯，底部蒸汽与酯水预热器中的酯水换热后冷凝，冷凝下来的液体部分进入稀乙酸储罐用作配酸用，一部分进入废水站[11]。

第3章工艺流程设计。