毕业论文课题相关文献综述

1.1概述

本课题为2吨/小时低浓度醋酸甲酯制醋酸工程水解工段设备设计，需完成原料混合罐、预热器、萃取塔、固定床反应器的工艺计算，确定设备的工艺尺寸、工艺操作参数及全套施工图。本课题包含化工原理、传热学、过程设备设计、过程装备成套技术、等专业知识。

1.1.1醋酸的用途

乙酸俗称醋酸，是食醋的主要成分（普通的醋约含6％～8％的乙酸）。无色液体，有刺激性，熔点为16.6℃，沸点为117.9℃，相对密度为1.0492。在16℃以下易冻结为冰状固体，故又名冰醋酸。乙酸溶于水及其他有机溶剂。乙酸具有羧酸的典型性质，能中和碱金属氢氧化物，能与活泼金属生成盐，这些金属盐都有重要用途。乙酸也可生成各种衍生物，如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯等，可作为涂料和油漆工业的极好溶剂。乙酸酐与纤维素作用生成的醋酸纤维素可用于制造胶片、喷漆等，还是染料、香料、药物等工业不可缺少的原料，并被广泛用做溶剂。

1.2醋酸甲酯水解工艺

1.2.1醋酸甲酯

在精对苯二甲酸(PTA)、聚乙烯醇(PVA)的生产中,副产大量乙酸甲酯(MeOAc)。由于MeOAc工业用途有限,目前PVA厂家均将其水解为甲醇(MeOH)和乙酸(HAc),作为原料循环使用,PTA厂家亦正在推广应用该技术。

精对苯二甲酸（PTA）是合成聚酯（PET）纤维和塑料的重要原料。生产工艺主要包括：美国BPAMOCO工艺、英国INVISTA工艺和日本三井工艺等。这些工艺都是以乙酸钴、乙酸锰为催化剂，四溴乙烷为促进剂，乙酸为溶剂，液相催化氧化对二甲苯（PX）生成对苯二甲酸（TA）。　　PTA生产中需要消耗大量的乙酸，也使得乙酸单耗成为考核精对苯二甲酸生产装置的一个重要指标，它的多少是衡量工艺技术是否最优化的重要指标之一。乙酸在PTA生产中主要作为溶剂，本身不参加PX的氧化反应。PX氧化的同时，会发生乙酸与氧气的燃烧反应，生成CO、CO2和水；还有乙酸甲酯、乙酸乙酯、对乙酰氧甲基苯甲酸和对乙酰氧甲基甲苯等副反应发生。在乙酸的燃烧中，大约75%的乙酸生成CO、CO2和水，25%生成乙酸甲酯等其它副产物[2]。　　在PTA的生产过程中，生成的乙酸甲酯是不稳定的化合物，在PX氧化反应中乙酸甲酯通过下面的反应发生分解：乙酸甲酯水解生成乙酸和甲醇，并伴随着甲醇氧化生成碳氧化物以及乙酸甲酯的过度分解；乙酸甲酯的不完全燃烧，分解为乙酸与COx。乙酸甲酯的分解过程主要经过酯键的水解，生成的甲醇进一步氧化为COx，乙酸甲酯的不完全燃烧选择性较低。

2.2.2醋酸甲酯水解方法　　乙酸甲酯的工业用途有限，且提纯困难，而它的水解产物乙酸是PTA生产中的溶剂，大多PTA生产厂家都将乙酸甲酯转化为乙酸加以利用，以此来减少乙酸的消耗。　　乙酸甲酯水解有碱解法、氨解法、酸解法和离子交换树脂法等几种方法。传统的乙酸甲酯水解工艺为阳离子交换树脂催化的固定床反应器水解工艺，即将强酸性阳离子交换树脂作为水解的催化剂装填在固定床反应器内，乙酸甲酯和水按摩尔比接近l：1的比例混合流过床层，在50℃左右发生水解反应。由于乙酸甲酯的水解是一个可逆反应（平衡常数为0.120.17），故工艺中乙酸甲酯的单程转化率很低，实际操作中一般只能达到25%左右，大量乙酸甲酯需要循环分离，再进行反应，因此流程长，设备庞大并且能耗很高。现在乙酸甲酯水解大多采用反应精馏技术，以阳离子树脂作为催化剂水解乙酸甲酯。