化工生產技術PPt課件13第十三章

化工生產技術第十三章醋酸生產技術化工生產技術第十三章醋酸生產技術醋酸，分子式CH3COOH，分子量60.06，化學名稱為乙酸。很早以前，中國就已經用糧食釀造食醋。食醋中含有3%～5%的乙酸，故乙酸俗稱醋酸。醋酸，分子式CH3COOH，分子量60.06，化學名稱為乙酸二、醋酸的原料來源及生產方法生產制造醋酸的原料有多種，基本原料有乙醛、甲醇、一氧化碳、裂解輕汽油以及農副產品等。乙醛是生產醋酸的主要原料之一。醋酸生產有乙醛氧化法、甲醇碳基合成法、淀粉發(fā)酵法、水果及其下腳料發(fā)酵法以及木材干餾法等，工業(yè)化生產方法主要有以下幾種。1.乙醛氧化法2.甲醇羰基合成法3.糧食發(fā)酵法4.長鏈碳架氧化降解法

二、醋酸的原料來源及生產方法1.乙醛氧化法第二節(jié)乙醛氧化生產醋酸一、工藝原理主反應主要副反應：（過氧醋酸）

（二醋酸亞乙酸）所以主要副產物有甲酸、醋酸甲酯、甲醇、二氧化碳等

醋酸酐第二節(jié)乙醛氧化生產醋酸一、工藝原理主要副反應：（過氧乙醛氧化制醋酸可以在氣相或液相中進行，且氣相氧化比液相容易進行，不必使用催化劑。但是，由于乙醛的爆炸極限范圍較寬，生產不安全，而且乙醛氧化是強放熱反應，氣相氧化不能保證反應熱的均勻移出，會引起局部過熱，使乙醛深度氧化等副反應增多，醋酸收率低等原因，工業(yè)生產中都采用液相氧化法。在氧化劑選擇方面，原則上采用空氣或氧氣均可。當用空氣時，大量氮氣在氣液接觸面上形成很厚的氣膜，阻止氧的有效擴散和吸收，從而降低設備的利用率。若用氧氣氧化，應充分保證氧氣和乙醛在液相中反應，以避免反應在氣相中進行；且在塔頂應引入氮氣以稀釋尾氣，使尾氣組成不致達到爆炸范圍。目前生產中采用氧氣作氧化劑的較多。乙醛氧化制醋酸可以在氣相或液相中進行，且氣相氧化比液相容易進2．反應機理和催化劑自由基鏈反應機理自由基反應機理認為，乙醛氧化反應存在誘導期，在誘導期時，乙醛以很慢的速度吸收氧氣，從而生成過氧醋酸。過氧醋酸能使催化劑醋酸鹽中的Mn2+氧化為Mn3+Mn3+存在溶液中，可引發(fā)原料乙醛產生自由基。整個自由基反應同烴類裂解相同，有三個階段組成。

2．反應機理和催化劑自由基鏈反應機理自由基反應機理認為，乙（1）連引發(fā)經過上述鏈引發(fā)后，氧化反應速度加快，由于自由基的存在使分子鏈增長。（1）連引發(fā)經過上述鏈引發(fā)后，氧化反應速度加快，由于自由基的（2）鏈增長（乙醛單過醋酸酯）（3）鏈終止（2）鏈增長（乙醛單過醋酸酯）（3）鏈終止通常情況下，反應速率常數k1、k2、k3、k8和k9小于k4、k5、k6、k7。因此，乙醛氧化生成醋酸的反應初期存在一引發(fā)階段，即誘導期，這也是生產中必須有催化劑存在下才能順利進行的原因之一。另一方面，從上述機理中可見，乙醛氧化首先生成的是過氧醋酸。過氧醋酸是一種不穩(wěn)定的具有爆炸性的化合物，在363～383K下能發(fā)生爆炸。當過氧醋酸積累過多時，即使在低溫下也能導致爆炸性分解。采用催化劑不僅能加快鏈反應的引發(fā)，縮短誘導期，加速過氧醋酸的生成，更有利于加快過氧醋酸的分解，避免由于過氧醋酸的積累可能引起的爆炸，從而使乙醛氧化生產醋酸得以工業(yè)化。通常情況下，反應速率常數k1、k2、k3、k8和k9小于k4二、工藝條件

1．氣液傳質（氧的吸收與擴散）的影響因素影響氧的擴散與吸收的主要因素有以下三個方面：（1）氧的通入速度（2）氧氣分布板的孔徑（3）氧氣通過的液柱高度2．乙醛氧化速率的影響因素（1）反應溫度（2）反應壓力

（3）原料純度

（4）氧化液的組成

二、工藝條件1．氣液傳質（氧的吸收與擴散）的影響因素2．三、反應器

（a）內冷卻型氧化塔（b）外冷卻墊氧化塔三、反應器（a）內冷卻型氧化塔（b）外冷卻墊氧化塔四、工藝流程

四、工藝流程第三節(jié)甲醇低壓羰化合成醋酸

一、工藝原理主反應副反應

第三節(jié)甲醇低壓羰化合成醋酸一、工藝原理副反應二、工藝條件1．反應溫度2．反應壓力3．反應液組成二、工藝條件三、工藝流程

三、工藝流程四、甲醇低壓羰化法制醋酸的主要優(yōu)缺點

主要優(yōu)點：①可利用煤、天然氣、重質油等為原料，原料路線多樣化，可不受原油供應和價格波動的影響。②轉化率和選擇性高，過程的能量效率高。③反應系統和精制系統合為一體，工程和控制都很巧妙，裝置緊湊。④催化系統穩(wěn)定，用量少，壽命長。⑤用計算機控制反應系統，使操作條件一直保持最佳狀態(tài)。⑥副產物少，三廢排放物也少，生產環(huán)境清潔。⑦操作安全可靠。主要缺點：①催化劑銠的資源有限，價格昂貴。②系統中有碘化物和醋酸存在，對設備腐蝕較嚴重，因此對設備材質要求高，需采用