1、茂名職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程系實習(xí)（實訓(xùn)）指導(dǎo)書（乙醛氧化制醋酸氧化工段仿真部分）15精化班化工總控工實訓(xùn)2016-2017-1第16周至第17周51人陳穎峰、車文成、張燕、王丹菊、胡鑫鑫專業(yè)班級：實習(xí)名稱：實習(xí)時問：實習(xí)人數(shù)：指導(dǎo)教師：系主任：審核日期：董利2016.12.05第一章概述1第二章生產(chǎn)方法及工藝路線12.1生產(chǎn)方法及反應(yīng)機(jī)理12.2工藝流程簡述32.2.1裝置流程簡述32.2.2氧化系統(tǒng)流程簡述3第三章工藝技術(shù)指標(biāo)32.2控制指標(biāo)32.3分析項目5第四章崗位操作法54.2冷態(tài)開車/裝置開工54.2.1開工應(yīng)具備的條件54.2.2引公用工程54.2.3 N2吹掃、置換氣密54.2.4

2、系統(tǒng)水運試車54.2.5酸洗反應(yīng)系統(tǒng)54.2.6全系統(tǒng)大循環(huán)和精儲系統(tǒng)閉路循環(huán)64.2.7第一氧化塔配制氧化液64.2.8第一氧化塔投氧開車64.2.9第二氧化塔投氧74.2.10吸收塔投用84.2.11氧化塔出料84.3正常停車84.3.1氧化系統(tǒng)停車84.4緊急停車84.4.1事故停車84.4.2緊急停車94.5崗位操作法94.5.1第一氧化塔94.5.2第二氧化塔（T102）104.5.3洗滌?罐104.6聯(lián)鎖停車10第一章概述乙酸又名醋酸，英文名稱為aceticacid無水乙酸在低溫時凝固成冰狀，俗稱冰醋酸。其沸點是118C。乙酸蒸氣刺激呼吸道及粘膜燒皮膚。乙酸是重要的有機(jī)酸之一。其結(jié)

3、構(gòu)式是:OIIH3cCOH乙酸是穩(wěn)定的化合物； 但在一定的條件下， 能引起一系列的化學(xué)反應(yīng)。 如： 在強(qiáng)酸 （H2SO或HCl）存在下，乙酸與醇共熱，發(fā)生酯化反應(yīng)：+HCHCOOH+H5OHCH一3COOC5+H2O乙酸是許多有機(jī)物的良好溶劑，能與水、醇、酯和氯仿等溶劑以任意比例相混合。乙酸除用作溶劑外，還有廣泛的用途，在化學(xué)工業(yè)中占有重要的位置，其用途遍及醋酸乙烯、醋酸纖維素、醋酸酯類等多種領(lǐng)域。乙酸是重要的化工原料，可制備多種乙酸衍生物如乙酸酎、氯乙酸、乙酸纖維素等，適用于生產(chǎn)對苯二甲酸、紡織印染、發(fā)酵制氨基酸，也作為殺菌劑。在食品工業(yè)中，乙酸作為防腐劑；在有機(jī)化工中，乙酸裂解可制得乙酸酎

4、，而乙酸酎是制取乙酸纖維的原料。另外，由乙酸制得聚酯類，可作為油漆的溶劑和增塑劑；某些酯類可作為進(jìn)一步合成的原料。在制藥工業(yè)中，乙酸是制取阿司匹林的原料。利用乙酸的酸性，可作為天然橡膠制造工業(yè)中的膠乳凝膠濟(jì)，照相的顯像停止劑等。乙酸的生產(chǎn)具有悠久的歷史，早期乙酸是由植物原料加工而獲得或者通過乙醇發(fā)酵的方法制得，也有通過木材干儲而獲得的。目前，國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)出了乙酸的多種合成工藝，包括烷燒、烯煌及其酯類的氧化，其中應(yīng)用最廣的是乙醛氧化法制備乙酸。下面主要介紹乙醛氧化法制備乙酸。第二章生產(chǎn)方法及工藝路線2.1生產(chǎn)方法及反應(yīng)機(jī)理乙醛首先與空氣或氧氣氧化成過氧醋酸，而過氧醋酸很不穩(wěn)定，在醋酸鎰的催化下

5、發(fā)生分解，同時使另一分子的乙醛氧化，生成二分子乙酸。氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)。CHCHO+OCHCOOOHCHCOOOH+CCHS2CH3COOH總的化學(xué)反應(yīng)方程式為：,是具有刺激氣味的無色透明液體，在16.7C以下時，純乙酸呈無色結(jié)晶，（特別是對眼睛的粘膜），濃乙酸可灼在氧化塔內(nèi)，還有一系列的氧化反應(yīng)，主要副產(chǎn)物有甲酸、甲酯、二氧化碳、水、醋酸甲酯等。CHCOOOHCH3OH+GOCHOH+C今HCOOH+2OCHCOOOH+GHOOHCHCOOCHCO2+H2OCHOH+GHGOOH+H2OGHO+GH+GOGHGHOH+GHGOOHGHGOOGt+H2OGHGHOH+HGOOHHGOOG5+H

6、2O3GHGHO+38HGOOH+2GGOOH+G2+H2O4GHGHO+584GO+4H2O3GHGHO+28GHGH(OGOG)2+H2O2GHGOOHGHGOG3+GO2+H2OGHGOOHGH+GO乙醛氧化制醋酸的反應(yīng)機(jī)理一般認(rèn)為可以用自由基的鏈接反應(yīng)機(jī)理來進(jìn)行解釋，常溫下乙醛就可以自動地以很慢的速度吸收空氣中的氧而被氧化生成過氧醋酸。OGHGHO+OH3GG、O一OH過氧醋酸以很慢的速度分解生成自由基。OGHGOOOH+HOGG.O-自由基GH3GOGI發(fā)下列的鏈鎖反應(yīng)：+GH3GHOfGH3GO+GHGOOHOH3cG3O-O-OCHCHO+1/2O2CH3COOH+292.0kj

7、/molO-GHGO+O2-H3GH3cGO 一 O-+CH3CHO一+CH3COOOHOH3cC、+CHOOH自由基引發(fā)一系列的反應(yīng)生成醋酸。但過氧醋酸是一個極不安定的化合物，積累到一定程度就會分解而引起爆炸。因此，該反應(yīng)必須在催化劑存在下才能順利進(jìn)行。催化劑的作用是將乙醛氧化時生成的過氧醋酸及時分解成醋酸，而防止過氧醋酸的積累、分解和爆炸。2.2工藝流程簡述裝置流程簡述本反應(yīng)裝置系統(tǒng)采用雙塔串聯(lián)氧化流程，主要裝置有第一氧化塔T101、第二氧化塔T102、尾氣洗滌塔T103、氧化液中間貯罐V102、堿液貯罐V105。其中T101是外冷式反應(yīng)塔，反應(yīng)液由循環(huán)泵從塔底抽出，進(jìn)入換熱器中以水帶走反

8、應(yīng)熱，降溫后的反應(yīng)液再由反應(yīng)器的中上部返回塔內(nèi)；T102是內(nèi)冷式反應(yīng)塔，它是在反應(yīng)塔內(nèi)安裝多層冷卻盤管，管內(nèi)以循環(huán)水冷卻。乙醛和氧氣首先在全返混型的反應(yīng)器-第一氧化塔T101中反應(yīng)（催化劑溶液直接進(jìn)入T101內(nèi)），然后到第二氧化塔T102中，通過向T102中加氧氣，進(jìn)一步進(jìn)行氧化反應(yīng)（不再加催化劑）。第一氧化塔T101的反應(yīng)熱由外冷卻器E102A/B移走，第二氧化塔T102的反應(yīng)熱由內(nèi)冷卻器移除，反應(yīng)系統(tǒng)生成的粗醋酸送往蒸儲回收系統(tǒng)，制取醋酸成品。蒸儲采用先脫高沸物，后脫低沸物的流程。粗醋酸經(jīng)氧化液蒸發(fā)器E201脫除催化劑，在脫高沸塔T201中脫除高沸物，然后在脫低沸塔T202中脫除低沸物，再

9、經(jīng)過成品蒸發(fā)器E206脫除鐵等金屬離子，得到產(chǎn)品醋酸。從低沸塔T202頂出來的低沸物去脫水塔T203回收醋酸，含量99%勺醋酸又返回精微系統(tǒng)，塔T203中部抽出副產(chǎn)物混酸，T203塔頂出料去甲酯塔T204。甲酯塔塔頂產(chǎn)出甲酯，塔釜排出廢水去中和池處理。氧化系統(tǒng)流程簡述乙醛和氧氣按配比流量進(jìn)入第一氧化塔（T101）,氧氣分兩個入口入塔，上口和下口通氧量比約為1:2,氮氣通入塔頂氣相部分，以稀釋氣相中氧和乙醛。乙醛與催化劑全部進(jìn)入第一氧化塔，第二氧化塔不再補(bǔ)充。氧化反應(yīng)的反應(yīng)熱由氧化液冷卻器（E102A/B）移去，氧化液從塔下部用循環(huán)泵（P101A/B）抽出，經(jīng)過冷卻器（E102A/B）循環(huán)回塔中

10、，循環(huán)比（循環(huán)量：出料量）約110140:1。冷卻器出口氧化液溫度為60C,塔中最高溫度為7578C,塔頂氣相壓力0.2Mpa（表），出第一氧化塔的氧化液中醋酸濃度在9295%從塔上部溢流去第二氧化塔（T102）。第二氧化塔為內(nèi)冷式，塔底部補(bǔ)充氧氣，塔頂也加入保安氮氣，塔頂壓力0.1Mpa（表），塔中最高溫度約85C,出第二氧化塔的氧化液中醋酸含量為9798%3CHO-2CH3COOH第一氧化塔和第二氧化塔的液位顯示設(shè)在塔上部，顯示塔上部的部分液位（全塔高90蛆上的液位）。出氧化塔的氧化液一般直接去蒸儲系統(tǒng)，也可以放到氧化液中間貯罐（V102）暫存。中間貯罐的作用是：正常操作情況下做氧化液緩沖

11、罐，停車或事故時存氧化液，醋酸成品不合格需要重新蒸儲時，由成品泵（P402）送來中間貯存，然后用泵（P102）送蒸儲系統(tǒng)回?zé)挕膳_氧化塔的尾氣分別經(jīng)循環(huán)水冷卻的冷卻器（E101）中冷卻，凝液主要是醋酸，帶少量乙醛，回到塔頂，尾氣最后經(jīng)過尾氣洗滌塔（T103）吸收殘余乙醛和醋酸后放空，洗滌塔采用下部為新鮮工藝水，上部為堿液，分別用泵（P103、P104）循環(huán)。洗滌液溫度常溫，洗滌液含醋酸達(dá)到一定濃度后（7080%,送往精儲系統(tǒng)回收醋酸，堿洗段定期排放至中和池。第三章工藝技術(shù)指標(biāo)3.1控制指標(biāo)序號名稱儀表信號單位控制指標(biāo)備注1T101壓力PIC109A/BMPa0.190.012T102壓力PIC

12、112A/BMpa0.10.023T101底溫度TI103AC7714T101中溫度TI103BC7325T101上部液相溫度TI103CC6836T101氣相溫度TI103EC與上部液相溫差大于13C7E102出口溫度TIC104A/BC6028T102底溫度TI106AC8329T102溫度TI106BC857010T102溫度TI106CC857011T102溫度TI106DC857012T102溫度TI106EC857013T102溫度TI106FC857014T102溫度TI106GC857015T102氣相溫度TI106HC與上部液相溫差大于15C16T101液位LIC101%35

13、1517T102液位LIC102%351518T101加氮量FIC101M3/H1505019T102加氮量FIC105M3/H75253.2分析項目序號名稱位號單位控制指標(biāo)備注1T101出料含醋酸AIAS102%92952T101出料含醛AIAS103%974T102出料含醛AIAS107%0.35T101尾氣含氧AIAS101A、曰C%56T102尾氣含氧AIAS105%57T103中含醋酸AIAS106%E201一201T202T203-V209一E206V204fV402(2)在氧化塔配制氧化液和開車時，精微系統(tǒng)需閉路循環(huán)。脫水塔T203全回流操作，成品醋酸泵P204向成品醋酸儲罐V4

14、02出料，P402將V402中的酸送到氧化液中間罐V102,由氧化液輸送泵P102送往氧化液蒸發(fā)器E201構(gòu)成下列循環(huán)：(屬另一工段)頂頂全回流T201T202T203f|底E206P204V402-P402E20P102V102等待氧化開車正常后逐漸向外出料。第一氧化塔配制氧化液向T101中加醋酸，見液位后(LIC101約為30%,停止向T101進(jìn)酸。向其中加入少量醛和催化劑，同時打開泵P101A/B打循環(huán)，開E102A通蒸汽為氧化液循環(huán)液通蒸汽加熱，循環(huán)流量保持在700000KG/H(通氧前)，氧化液溫度保持在7076C,直到使?jié)舛确弦?醛含量約為7.5%)。第一氧化塔投氧開車(1)開

15、車前聯(lián)鎖投入自動；(2)投氧前氧化液溫度保持在7076C,氧化液循環(huán)量FIC104控制在700000KG/H。(3)控制FIC101N2流量為120M3/H(4)按如下方式通氧：a)用FIC110小投氧閥進(jìn)行初始投氧，氧量小于100M3/H開始投。首先特別注意兩個參數(shù)的變化：LIC101液位上漲情況；尾氣含氧量AIAS101三塊表是否上升。其次，隨時注意塔底液相溫度、尾氣溫度和塔頂壓力等工藝參數(shù)的變化。如果液位上漲停止然后下降，同時尾氣含氧穩(wěn)定，說明初始引發(fā)較理想，逐漸提高投氧量。b)當(dāng)FIC-110小調(diào)節(jié)閥投氧量達(dá)到320M3/H時，啟動FIC-114調(diào)節(jié)閥，在FIC-114增大投氧量的同時

16、減小FIC-110小調(diào)節(jié)閥投氧量直到關(guān)閉。c)FIC-114投氧量達(dá)到1000M/H后， 可開啟FIC-113上部通氧，F(xiàn)IC-113與FIC-114的投氧比為1:2。原則要求：投氧在0400M7H之內(nèi)，投氧要慢。如果吸收狀態(tài)好，要多次小量增加氧量。4001000M/H之內(nèi)，如果反應(yīng)狀態(tài)好要加大投氧幅度，特別注意尾氣的變化及時加大N2量。d)T101塔液位過高時要及時向T102塔出一下料。當(dāng)投氧到400M7H時，將循環(huán)量逐漸加大到850000KG/H;當(dāng)投氧到1000M3/H時， 將循環(huán)量加大到1000M/H。 循環(huán)量要根據(jù)投氧量和反應(yīng)狀態(tài)的好壞逐漸加大。同時根據(jù)投氧量和酸的濃度適當(dāng)調(diào)節(jié)醛和催

17、化劑的投料量。(5)調(diào)節(jié)方式：3a)將T101塔頂保安N2開到120M/H,氧化椒循環(huán)量FIC104倜節(jié)為500000700000KG/H,塔頂PIC109A/B控制為正常值0.2Mpa。將氧化液冷卻器(E102A/B)中的一臺E102A改為投用狀態(tài)，調(diào)節(jié)閥TIC104B備用。關(guān)閉E102A的冷卻水，通入蒸汽給氧化液加熱，使氧化液溫度穩(wěn)定在7076G調(diào)節(jié)T101塔液位為255%關(guān)閉出料調(diào)節(jié)閥LIC101,按投氧方式以最小量投氧，同時觀察液位、氣液相溫度及塔頂、尾氣中含氧量變化情況。當(dāng)液位升高至60%上時需向T102塔出料降低一下液位。 當(dāng)尾氣含氧量上升時要加大FIC101氮氣量， 若繼續(xù)上升氧

18、含量達(dá)到5%(v)打開FIC103旁路氮氣，并停止提氧。若液位下降一定量后處于穩(wěn)定，尾氣含氧量下降為正常值后，氮氣調(diào)回120岳/H,含氧仍小于5M有回降趨勢，液相溫度上升快，氣相溫度上升慢，有穩(wěn)定趨勢，此時小量增加通氧量，同時觀察各項指標(biāo)。若正常，繼續(xù)適當(dāng)增加通氧量，直至正常。待液相溫度上升至84C時，關(guān)閉E102A加熱蒸汽。當(dāng)投氧量達(dá)到1000M3/H以上時，且反應(yīng)狀態(tài)穩(wěn)定或液相溫度達(dá)到90C時，關(guān)閉蒸汽，開始投冷卻水。開TIC104A,注意開水速度應(yīng)緩慢，注意觀察氣液相溫度的變化趨勢，當(dāng)溫度穩(wěn)定后再提投氧量。投水要根據(jù)塔內(nèi)溫度勤調(diào)，不可忽大忽小。在投氧量增加的同時，要對氧化液循環(huán)量做適當(dāng)調(diào)

19、節(jié)。b)投氧正常后，取T101氧化液進(jìn)行分析，調(diào)整各項參數(shù)，穩(wěn)定一段時間后，根據(jù)投氧量按比例投醛，投催化劑。液位控制為355刎T102出料。c)在投氧后，來不及反應(yīng)或吸收不好，液位升高不下降或尾氣含氧增高到5%寸，關(guān)小氧氣，增大氮氣量后，液位繼續(xù)上升至80燦含氧繼續(xù)上升至8%聯(lián)鎖停車，繼續(xù)加大氮氣量，關(guān)閉氧氣調(diào)節(jié)閥。取樣分析氧化液成分，確認(rèn)無問題時，再次投氧開車。第二氧化塔投氧(1)待T-102塔見液位后，向塔底冷卻器內(nèi)通蒸汽保持氧化液溫度在80C,控制液位355%并向蒸儲系統(tǒng)出料。取T-102塔氧化液分析。(2)T-102塔頂壓力PIC112控制在0.1Mpa,塔頂?shù)獨釬IC-105保持在9

20、0M3/H。由T102塔底部進(jìn)氧口，以最小的通氧量投氧，注意尾氣含氧量。在各項指標(biāo)不超標(biāo)的情況下，通氧量逐漸加大到正常值。當(dāng)氧化液溫度升高時，表示反應(yīng)在進(jìn)行。停蒸汽開冷卻水TIC-105,TIC-106,TIC-108,TIC-109使操作逐步穩(wěn)定。吸收塔投用(1)打開V49,向塔中加工藝水濕塔。(2)開閥V50,向V105中備工藝水(3)開閥V48,向V103中備料(堿液)(4)在氧化塔投氧前開P103A/B向T103中投用工藝水(5)投氧后開P104A/B向T103中投用吸收堿液(5)如工藝水中醋酸含量達(dá)到80%寸，開閥V51向精儲系統(tǒng)排放工藝水。氧化塔出料(1)當(dāng)氧化液符合要求時，開LI

21、C102和閥V44向氧化液蒸發(fā)器E201出料。用LIC102控制出料量。正常停車氧化系統(tǒng)停車(1)將FIC102切至手動，關(guān)閉FIC-102，停醛。(2)將FIC114逐步將進(jìn)氧量下調(diào)至1000m3/H。注意觀察反應(yīng)狀況，當(dāng)?shù)谝谎趸101中醛的含量降至0.1以下時，立即關(guān)閉FIC114、FICSQ106,關(guān)閉T101、T102進(jìn)氧閥。(3)開啟T101、T102塔底排，逐步退料到V-102罐中，送精儲處理。停P101泵，將氧化系統(tǒng)退空。緊急停車事故停車主要是指裝置在運行過程中出現(xiàn)的儀表和設(shè)備上的故障而引起的被迫停車。采取的措施如下：(1)首先關(guān)掉FICSQ102、FIC112、FIC301

22、三個進(jìn)物料閥。然后關(guān)閉進(jìn)氧進(jìn)醛線上的塔壁閥。(2)根據(jù)事故的起因控制進(jìn)氮量的多少，以保證尾氣中含氧小于5%(V)。(3)逐步關(guān)小冷卻水直到塔內(nèi)溫度降為60C,關(guān)閉冷卻水TIC104A/B。（4）第二氧化塔關(guān)冷卻水由下而上逐個關(guān)掉并保溫60C。緊急停車生產(chǎn)過程中，如遇突發(fā)的停電、停儀表風(fēng)、停循環(huán)水、停蒸汽等而不能正常生產(chǎn)時，應(yīng)做緊急停車處理。（1）緊急停電儀表供電可通過蓄電池逆變獲得，供電時間30分鐘；所有機(jī)泵不能自動供電。.氧化系統(tǒng)正常來說，緊急停電P101泵自動聯(lián)鎖停車。a）馬上關(guān)閉進(jìn)氧進(jìn)醛塔壁閥。b）及時檢查尾氣含氧及進(jìn)氧進(jìn)醛閥門是否自動連鎖關(guān)閉。.精微系統(tǒng)此時所有機(jī)泵停運。a）首先減小各

23、塔的加熱蒸汽量。b）關(guān)閉各機(jī)泵出口閥，關(guān)閉各塔進(jìn)出物料閥。c）視情況對物料做具體處理。.罐區(qū)系統(tǒng)a）氧化系統(tǒng)緊急停車后，應(yīng)首先關(guān)閉乙醛球罐底出料閥及時將兩球罐保壓。b）成品進(jìn)料及時切換至不合格成品罐V403。（2）緊急停循環(huán)水停水后立即做緊急停車處理。停循環(huán)水時PI508壓力在0.25Mpa連鎖動作（目前未投用）。FICSQ102FIC112、FIC301三電磁閥自動關(guān)閉。1.氧化系統(tǒng)停車步驟同事故停車。注意氧化塔溫度不能超得太高，加大氧化液循環(huán)量。1.精儲系統(tǒng)a）先停各塔加熱蒸汽，同時向塔內(nèi)充氮，保持塔內(nèi)正壓。b）待各塔溫度下降時，停回流泵，關(guān)閉各進(jìn)出物料閥。（1）緊急停蒸汽同事故停車。（2）緊急停儀表風(fēng)所有氣動薄膜調(diào)節(jié)閥將無法正常啟動，應(yīng)做緊急停車處理。.氧化系統(tǒng)應(yīng)按緊急停車按鈕，手動電磁閥關(guān)閉FIC102、FIC103、FIC106三個進(jìn)醛進(jìn)氧閥。然后關(guān)閉醛氧線塔壁閥，塔壓力及流量等的控制要通過現(xiàn)場手動副線進(jìn)行調(diào)整控制。其他步驟同事故停車。.精微系統(tǒng)所有蒸汽流量及塔罐液位的控制要通過現(xiàn)場手動進(jìn)行操作。停車步驟同二。.4崗位操作法第一氧化塔塔頂壓力0.180.2Mpa（表），由PIC109A/B控制。循環(huán)比（循環(huán)量與出料量之比）為110140之間，由循環(huán)泵進(jìn)出口跨線截止閥控制，由FIC104控制，液位3515%由LIC101控制。進(jìn)醛量滿負(fù)荷為9.86噸乙醛/小時，由F