年产10万吨甲醇低压羰基化合成醋酸精制工段工艺设计-开题报告

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1、石河子大学毕业论文(设计)开题报告题目：甲醇低压羰基化合成醋酸(10万t/a)精制工段工艺设计学院：化学化工学院专业：化学工程与工艺学生姓名：马志远学号：指导教师：白兰莉职称：讲师毕业论文(设计)起止时间：2011年3月至2011年6月一、本课题来源及研究的目的和意义1.本课题的来源为：导师自定2.研究的目的和意义醋酸是一种重要的基本有机化工原料，主要用于制取醋酸乙烯单体（VCM）、醋酸纤维、醋酐、对苯二甲酸、氯乙酸、聚乙烯醇、醋酸酯及金属醋酸盐等。醋酸也被用来制造电影胶片所需要的醋酸纤维素和木材用胶粘剂中的聚

2、乙酸乙烯酯，以及很多合成纤维和织物。在染料、医药、农药及粘合剂、有机溶剂等方面有着广泛的用途，是近几年来发展较快的重要的有机化工产品之一。然而我国目前醋酸的供求不平衡。在醋酸的生产工艺中，甲醇羰基化法是应用最广的技术，占全球总产能的60%以上，而且这种趋势还在不断增长。以孟山都（Monsanto）/BP工艺为代表的甲醇低压羰基化法是目前工艺最成熟，最为经济，具有先进技术，原料转化率高等优点。在我国现有的醋酸生产工艺中孟山都（Monsanto）/BP己形成规模的生产。但需要特别指出的是在该工艺还存在许多诸如能耗高

3、、转化率低等问题。为促进国内工业化生产，解决存在的技术问题。鉴于这种情况，设计一套甲醇低压羰基化合成醋酸(10万t/a)工艺装置，以满足国民经济发展的需要。二、本课题所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析1、国外醋酸生产现状及市场分析2007年世界醋酸生产能力为1168.8万t/a，其中采用甲醇羰基化合成工艺的占66％，乙烯法约占7.2％，乙醛法约占15.3％，其他工艺占11.5％。预计未来5年醋酸需求增长速度将高于过去5年，国际醋酸缺口将进一步扩大[1]。2、我国醋酸生产现状及市场分析目前我国醋酸主要采用甲醇

4、羰基化合成法、乙烯直接氧化法和乙醛法3种工艺路线。2008年我国甲醇羰基化合成法生产能力占我国醋酸总生产能力的78.0％，乙醛法占11.3％，乙烯直接氧化法占6.8％，其他占3.7％[1]。2008年我国醋酸产量约为260.39万吨，已占全球近30％，占亚洲60％。2009年我国已成为醋酸净出口国，且出口增长趋势持续增强。随着国内竞争进一步加剧，预计未来中国醋酸及其衍生物出口量还将不断增长[1]。3.醋酸的生产工艺现状现已工业化的醋酸生产技术主要有：乙醛氧化法、乙烯直接氧化法和轻油(丁烷或石脑油)氧化法、甲醇羰

5、基化法。其中，甲醇羰基化法是应用最广的技术，占全球总产能的60%以上，而且这种趋势还在不断增长。3.1乙醛氧化法乙醛氧化法分两步反应完成，首先乙烯在催化剂的作用下，在温度为100~150℃、压力为0.3MPa的条件下反应生成乙醛；乙醛在醋酸锰催化剂的作用下，与纯氧、富氧或空气在液相条件下氧化成醋酸。由于该工艺简单，收率较高，原料来源广，因此成为60年代最主要的醋酸生产方法[2]。3.2乙烯直接氧化工艺乙烯直接氧化工艺是由昭和电工公司开发的一步法气相工艺(ShowaDenko工艺)并于1997年实现了工业化。该乙

6、烯一步法气相工艺由于所需的投资费用相对缩减(不需生产一氧化碳所需的基础设施)，因此对于生产能力较小的醋酸装置，颇具经济性[3]。该工艺是在负载型钯催化剂作用下，乙烯和氧气的混合物于160~210℃下高选择性的制备醋酸。在已报道的反应条件下，醋酸、乙醛和二氧化碳的单程选择性分别为85.5%，8.9%，5.2%[4]。是一种环境友好的工艺。3.3乙烷直接氧化工艺乙烷气相催化氧化工艺是由SABIC公司开发的。按照SABIC公司的专利，乙烷与纯氧或空气在150~450℃、0.1~5.0MPa下发生氧化反应生成醋酸，副产

7、物有CO、CO2和乙烯[5]。SABIC工艺由于乙烷的生产成本低，因此该工艺制在经济性方面可与甲醇羰化合成工艺相竞争。3.4BASF高压工艺甲醇羰基化反应是由德国BASF公司最早发现，催化剂为碘化钴(CoI2)，BASF合成工艺反应温度约250℃，压力高，为6.89MPa，以甲醇和CO计，醋酸选择性分别为90%和70%，通过五塔蒸馏可得纯度为99.8%的醋酸产品[6]。3.5甲醇低压羰基化法（1）孟山都(Monsanto)/BP工艺70年代中期，孟山都(Monsanto)开发出高活性的铑系催化剂用于甲醇羰基化，

8、由于它选择性高、副反应少、操作条件不苛刻，故把该工艺视为从C1原料制C2化学品进程中的一个里程碑。孟山都(Monsanto)/BP工艺用添加有碘化物的铑基金属均相催化剂，反应在较低温度180℃和压力3.5MPa下进行，有很高的选择性(以甲醇计大于99%，以CO计大于70%)[7]。1986年，孟山都(Monsanto)将甲醇制醋酸技术出售给BP公司，经BP进一步开发改进形成了目前生产能