醋酸的生产工艺及设备

毕业设计（论文）

任务书

题目名称醋酸的生产工艺

审题人（指导教师）

题目性质□

√真实题目□ 虚拟题目

学生学号指导教师

学生姓名

专业名称精细化学品生产技术技术职称教授/副教授/讲师

学生院系化学工程学院

学生层次高职专科

2012年11月02日

云南广播电视大学

云南国防工业职业技术学院

毕业设计说明书

作者:学号：

学院:化工学院

专业:精细化学品生产技术

题目:醋酸的生产工艺及制备

指导者：

评阅者：

2012年12月

摘要

本设计主要是，通过不同的制取方法了解它们各自的制备及生产工艺。从而寻找出较好的制取醋酸的生产工艺。培养人们积极探索客观事物之间存在的联系，能更好的运用他们来服务人类，为工业的发展，人们生活水品的提高。通过对醋酸的生产工艺以及制备的深入探索，能更好的运用现代技术去制取醋酸。从而更好地为人类制取醋酸提供了方便。也能降低产品的生产成本，从而更好的让产品服务社会，为国家的发展做出贡献。

醋酸是一种重要的基本有机化工原料，醋酸广泛用于有机合成、医药、农药、印染、轻纺、食品、造漆、粘合剂等诸多工业部门因此 ,醋酸工业的发展与国民经济各部门息息相关。

通过查阅资料和咨询老师，采用了乙醛氧化法的醋酸生产技术。详细的对此方法的优缺点及工艺流程进行了分析和概述，并对具体的生产过程中所使用的原料、催化剂、生产设备进行了论述。

关键词：制备；生产工艺；有机合成；醋酸；乙醛氧化。

目录

醋酸的化学性质

第一章醋酸

醋酸的结构

乙酸又称醋酸，广泛存在自然界，它是一种。乙酸（acetic acid）分子中含有两个碳原子的饱和，是烃的重要含氧。分子式CH3COOH，结构简式CH3COOH，分子模型图如下：

乙酸分子模型

图1-1

醋酸的物理性质

纯醋酸的物理性质

‖

CH 3—C —OH 冰醋酸

工业乙酸的腐蚀性较强，但低于甲酸，其蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。

中，如乙酸，羧基能够部分电离变为氢（）而释放出来，致羧酸的酸性。乙酸在水溶液中是一元弱酸，为，pKa=（25℃），浓度为1mol/L 的醋酸溶液（类似于家用醋的浓度）的pH 为，也就是说仅有%的醋酸是解离的。 乙酸的酸性促使它还可以与、、等物质反应。

2CH 3COOH + Na 2CO 3→2CH 3COONa + CO 2 + H 2O 2CH 3COOH + Cu(OH)2 →(CH 3COO)2Cu + 2H 2O

CH 3COOH + C 6H 5ONa →C 6H 5OH (）+ CH 3COONa

1.3.2乙酸的二聚体

乙酸显分子间通过结合为（亦称二缔结物），二聚体也存在于120℃的状态。二聚体有高的稳定性，现在已经通过冰点降低测定分子量以及X 光衍射证明了分子量较小的羧酸如、乙酸在固态及液态，甚至气态以二聚体形式存在。当乙酸与水溶和的时候，二聚体间的氢键会很快的断裂。其它的羧酸也有类似的现

液态乙酸是一个（），与和类似。因为为，它不仅能溶解极性化合物，比如和，也能够溶解非极性化合物，比如类或一些的，比如和。它也能与许多极性或非极性溶剂混合，比如水，，。乙酸的溶解性和可混合性使其成为了化工中广泛运用的化学品。

1.3.3化学反应

对于许多，乙酸是有性的，例如、和，反应生成气和金属乙酸盐。因为在中表明会形成保护层，所以铝制容器能用来运输乙酸。金属的乙酸盐也可以用乙酸

和相应的性物质反应,比如最着名的例子：与的反应。除了醋酸（II），几乎所有的醋酸盐能溶于水。

() + 2 CH3COOH() → (CH3COO)2Mg(aq) + ()

(s) + CH3COOH(aq) → (aq) + (g) + ()

乙酸能发生普通羧酸的典型化学反应，特别注意的是，可以还原生成，通过机理生成乙酰氯，也可以双分子脱水生成。同样，乙酸也可以成或氨基化合物。440℃的高温下，乙酸分解生成和或和。

醋酸的用途

1.4.1 工业用途

醋酸是最重要的有机化工原料之一，主要用于合成醋酸乙烯、醋酸酯、醋酸盐和氯代醋酸等产品，是合成纤维、胶黏剂、医药、农药和染料的重要原料，也是优良的有机溶剂，在塑料、橡胶、印刷等行业中也有十分广泛的用途醋酸应用广泛，尤其在化纤生产中作为溶剂或原料。醋酸离解程度比无机酸弱得多，故其腐蚀性比无机酸弱。它是弱还原性有机酸。醋酸能使钝化型金属具有钝化或活化行为，取决于其浓度、温度及含有的杂质.

生活用途

醋酸可以用来去除水垢，通过化学反应制成食醋。

其他用途

醋酸是一种极为重要的化工产品，它在有机化工中的地位与无机化工中的硫酸相当，用途有：

(1)醋酸乙烯。醋酸的最大消费领域是制取醋酸乙烯，约占醋酸消费的44%以上，它广泛用于生产维纶、聚乙烯醇、乙烯基共聚树脂、黏合剂、涂料等。

(2)溶剂。醋酸在许多工业化学反应中用作溶剂。

(3)醋酸纤维素。醋酸可用于制醋酐，醋酐的80%用于制造醋酸纤维，其余用

于医药、香料、染料等。

(4)醋酸酯。醋酸乙酯、醋酸丁酯是醋酸的两个重要下游产品。醋酸乙酯用于清漆、稀释料、人造革、硝酸纤维、塑料、染料、药物和香料等；醋酸丁酯是一种很好的有机溶剂，用于硝化纤维、涂料、油墨、人造革、医药、塑料和香料等领域

第二章醋酸的生产工艺

醋酸生产的历史沿革

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。[2]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，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.[3]早期的乙醛来自粮食、糖蜜发酵生成的乙醇的氧化，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. 二次大战后石油化工兴起发展了烃直接氧化生产醋酸的新路线，但氧化产物组分复杂，分离费用昂贵. 因此1957～1959年德国Wacher-chemie和Hoechst两公司联合开发了乙烯直接氧化制乙醛法后，乙烯—乙醛—醋酸路线迅速发展为主要的醋酸生产方法. 70年代石油价格上升，以廉价易得、原料资源不受限制的甲醇为原料的羰基化路线开始与乙烯路线竞争。甲醇羰基化制醋酸虽开始研究于20年代，60年代已有BASF公司的高压法工业装置，但直到1971年美国Monsanto公司的甲醇低压羰基化制醋酸工厂