安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）

酸、乙醛、氧、过氧醋酸，此外还有原料带入的水分及副反应生成的醋酸甲分有醋酸锰、醋酸、乙醛、氧、过氧醋酸，此外还有原料带入的水分及副反应生成的醋酸甲酯、甲酸、二氧化碳等。

氧化液中醋酸浓度和乙醛浓度的改变对氧的吸收能力有较大影响。当氧化液中醋酸含量(质量分数)为82％～95％时，氧的吸收率保持在98％左右，超出此范围，氧的吸收率下降。当氧化液中乙醛含量在5％～15％时，氧的吸收率也可保持在98％左右，超出此范围，氧的吸收率下降。从产品的分离角度考虑，一般在流出的氧化液中，乙醛含量不应超过2％～3％。

2.2.5 乙醛氧化法生产工艺的主要特点

1、工业化最早 ,技术成熟 ,转化率和选择性高；

2、反应条件缓和，反应选择性高(可达99％)，几乎无副产物生成； 3、产品收率高、纯度高。

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方浩：年产20万吨醋酸工艺设计

第三章 工艺参数的整定

3.1 吸收塔的选择要求

工业吸收塔应具备以下基本要求：

1、塔内气体与液体应有足够的接触面积和接触时间；

2、气液两相应具有强烈扰动，减少传质阻力，提高吸收效率； 3、操作范围宽，运行稳定； 4、设备阻力小，能耗低；

5、具有足够的机械强度和耐腐蚀能力； 6、结构简单、便于制造和检修。 3.2 吸收剂的选择

吸收剂的选择是吸收操作的关键，吸收剂的选择与吸收方法的选择有一定的联系。选择吸收剂时，首先要考虑吸收过程在整个生产流程中的作用和前后工序所提供的工艺条件和要求；其次从吸收过程的基本原理出发，按照各项技术经济要求加以分析和选择。选择吸收剂的基本要求如下：

（1）溶解度要大 减少吸收剂用量，降低输送与再生的能耗。吸收剂应对混合气体中被分离组分有很大的溶解度，或者说在一定的温度与浓度下，吸收质打的平衡分压要低。这样从平衡角度来说，处理一定量混合气体所需的溶剂量较少，气体中吸收质的极限残余亦可降低；

（2）选择性好 吸收剂的选择性好可以减少惰性组分的溶解损失，提高解吸后所得溶质的纯度。混合气体中其他组分在吸收剂中的溶解度要小，即吸收剂具有较高的选择性；

（3）易于再生 再生性能的优劣和再生过程的经济性是评价吸收剂乃至整个吸收过程的重要技术经济指标。吸收质在吸收剂中的溶解度应对温度的变化比较敏感，即不仅在低温下溶解度要大，平衡分压要小，而且随温度升高，溶解度应迅速下降，平衡分压迅速上升；

（4）挥发性小 挥发性小，对应一定温度，其蒸汽压要低。这样可以减少吸收剂的损耗，并提高溶质气体纯度。在操作温度下吸收剂的蒸气压要低，因为吸收尾气往往为吸收剂蒸气所饱和，吸收剂挥发度越高，其损失量越大；

（5）稳定性好 具有较好的化学稳定性及热稳定性，以减少吸收剂的降解和变质，尤其在使用化学吸收剂时；

（6）粘度低 粘度低，以利于传质与输送；不易发泡，以利于实现高效、稳定操作。吸收剂在操作温度下粘度越低，其在塔内的流动性越好，有利于传质和传热；

（7）安全性好 安全性能好(无毒,不易燃烧和爆炸)； （8）经济性 经济,易得、无毒、不易燃烧、冰点低。 3.3 吸收操作参数的选择 3.3.1 操作压力的选择

（1）吸收压力高

优点：提高吸收过程的推动力，减少了气体的体积流量，可以减小塔径； 缺点：降低了吸收剂的选择性； 吸收塔的造价可能升高。

（2）吸收压力低则相反一般应该从过程的经济性角度出发，必须兼顾吸收和解吸以及整个工艺的操作条件，选择合适的操作压力。

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3.3.2 吸收温度的选择

（1）物理吸收

优点： 溶质的溶解度增大,减少溶剂用量，推动力增大，降低塔高度，减轻解吸塔的负荷；

缺点：低于常温的操作会增加操作费用。 （2）化学吸收

优点： 化学反应速度快； 缺点：传质推动力降低。

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第四章 工艺流程设计

综合文献分析，结合本地区特点，本设计采用乙醛氧化法生产醋酸工艺。 乙醛液相催化自氧化合成醋酸是一强放热反应，总反应式为：

1?CH3CHO(液)?O2?CH3COOH(液) ?H298K??294kJ/mo l2 乙醛氧化时先生成过氧醋酸，再与乙醛合成AMP [10]分解即为醋酸： CH3CHO?O2?CH3COOO H CH3COOOH?CH3CHO?AMP?2CH3COOH

乙醛和催化剂溶液自反应塔中上部加入，为了使乙醛不被大量惰性气体带走，工业上一般采用氧作催化剂，且氧分段鼓泡通入反应液中，与乙醛进行液相氧化反应，氧化过程释放的大量反应热通过外循环冷却而移出，出反应器的反应尾气经冷凝回收乙醛后放空，反应液首先经蒸发器除掉醋酸锰催化剂，醋酸蒸汽则先经精馏塔1蒸出未反应的乙醛、甲酸、醋酸甲酯、水、三聚乙醛等轻组分，然后经精馏塔2脱除高沸点副产物后得成品醋酸，要求纯度＞99%，其余的则进入醋酸回收塔回收粗醋酸。

工艺流程图如图 4-1

图4-1 外冷却乙醛氧化生产醋酸工艺流程图

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