齐齐哈尔大学化学工程与工艺专业毕业设计论文(15万吨乙醛氧化法醋酸车间合成工段)

I摘要甲醇羰基化法醋酸又名尼龙酸，是己二酸生产过程产生的副产物，仅国内己二酸生产企业每年就副产混合二元酸40-60万吨。由于其含杂质、水分多，颜色呈绿色或黄褐色，难以利用。国外一般将其送进污水处理装置作焚烧或填埋处理；国内有采用重结晶法回收，但回收率低于60％，废水量较大，不仅对环境造成污染，而且也造成资源的浪费。为了物尽其用，本文开展了应用基础研究以C4-C6混合二元酸为原料、对甲苯磺酸为催化剂，制备混合二元酸二甲酯，并利用减压精馏得到纯净的二甲酯。实验中考查了各种反应的影响因素，并利用制备的混合二甲酸二甲酯与异辛醇进行酯交换制备混合二元酸二异辛酯。关键词：甲醇羰基化；醋酸；酯交换；混合二元酸二甲酯AbstractMixeddibasicacid(DBA),alsoknownasnylonacid,adipicacidproductionprocessby-products,onlydomesticproducersofadipicacidby-productmixtureineachofdicarboxylicacid40-60milliontons.Becauseofitsimpurities,watercontent,thecolorgreenorbrown,itisdifficulttouse.Foreigngeneraltobesenttosewagetreatmentplantforincinerationorlandfilling;domesticuseIIrecrystallizationrecovery,butrecoverywaslessthan60%,largeamountofwastewater,notonlypollutetheenvironment,butalsoawasteofresources.Inordertomakethebestuse,thisapplicationofbasicresearchcarriedouttoC4-C6dicarboxylicacidasrawmaterialmixture,p-toluenesulfonicacidascatalyst,preparedbymixingtwoyuanacidester,andtheuseofvacuumdistillationtogetpuredimethylester.Experimentexaminedtheresponseofvariousfactors,anduseamixtureofdimethylesterpreparedwithdifferentoctanolpreparedbymixingtwoyuanfortransesterificationethylhexylsebacate.Accordingtotheexperimentaldatashowthat,byesterificationofdicarboxylicacidmixtureseparationprocessrouteisfeasible.Esterificationoftheappropriatereactionconditions:reactiontime5.0h,alkydmolarratioof6:1,1.0%mixedacidcatalyst,inthiscondition,binaryacidesteryieldof89%.Estersderivedfromcrudeesterificationcanbecarriedoutunderthepressureof40mmHgvacuesterificationcanbeeffectivelyseparatedmixeddicarboxylicacid.Keywords:mixeddibasicacid;toluenesulfonate;transesterification;mixedtwoyuanDimethylIII目录摘要...............................................错误!未定义书签。Abstract...........................................................I第1章绪论........................................................51.1课题的目的、意义............................................51.1.1甲醇羰基化法醋酸的由来....................................51.1.2甲醇羰基化法醋酸的利用....................................61.1.3甲醇羰基化法醋酸的分离....................................61.1.4甲醇羰基化法醋酸的用途....................................81.2甲醇羰基化法醋酸制备的研究....................................91.2.1固体酸H催化法.........................................91.2.2硫酸氢钠催化法........................................101.2.3固载磷钨酸催化法......................................111.2.4树脂催化法.............................错误!未定义书签。1.2.5一水硫酸氢钠催化法.....................错误!未定义书签。1.2.6复合固体酸催化法.......................错误!未定义书签。1.2.7杂多酸催化法...........................错误!未定义书签。1.3本课题的研究内容............................错误!未定义书签。第2章实验部分....................................错误!未定义书签。2.1实验原理....................................错误!未定义书签。2.1.1酯化反应原理............................错误!未定义书签。2.1.2减压蒸馏原理............................错误!未定义书签。2.1.3酯交换反应原理..........................错误!未定义书签。2.2实验仪器设备及试剂..........................错误!未定义书签。2.2.1实验仪器设备............................错误!未定义书签。2.2.2实验试剂................................错误!未定义书签。2.3实验装置图..................................错误!未定义书签。2.4实验步骤....................................错误!未定义书签。2.4.1甲醇羰基化法醋酸的合成....................错误!未定义书签。IV2.4.2甲醇羰基化法醋酸的分离....................错误!未定义书签。2.4.3甲醇羰基化法醋酸的应用实验................错误!未定义书签。2.5工艺流程框图................................错误!未定义书签。2.6分析方法....................................错误!未定义书签。2.6.1酸值的测定..............................错误!未定义书签。2.6.2酯化率的确定............................错误!未定义书签。第3章实验记录及数据处理..........................错误!未定义书签。3.1酯化的影响因素选择及其水平的确定............错误!未定义书签。3.2酯化正交实验结果............................错误!未定义书签。3.3数据处理....................................错误!未定义书签。第4章实验结果讨论................................错误!未定义书签。4.1酯化过程中反应时间的影响....................错误!未定义书签。4.2酯化过程中醇酸摩尔比的影响..................错误!未定义书签。4.3酯化过程中催化剂用量的影响..................错误!未定义书签。4.4甲醇羰基化法醋酸的分离与提纯..................错误!未定义书签。4.5甲醇羰基化法醋酸的应用实验....................错误!未定义书签。结论...............................................错误!未定义书签。参考文献..........................................................13鸣谢..............................................................28辽宁石油化工大学本科生毕业论文5第1章引言1.1课题的目的意义甲醇羰基化法醋酸又名尼龙酸，是己二酸生产过程产生的副产物，仅国内己二酸生产企业每年就副产混合二元酸40-60万吨。由于其含杂质、水分多，颜色呈绿色或黄褐色，难以利用。国外一般将其送进污水处理装置作焚烧或填埋处理；国内有采用重结晶法回收，但回收率低于60％，废水量较大，不仅对环境造成污染，而且也造成资源的浪费。本课题通过酯化法分离混合二元酸不仅反应条件温和而且二元酸二甲酯的收率可达89%。利用精馏所得的二元酸二甲酯，通过酯交换法制得的二元酸二异辛酯的颜色很浅，说明通过酯化法可以有效地分离混合二元酸。因此，本课题不仅大大提高了回收率而且具有良好的环境效益。1.1.1甲醇羰基化法醋酸的由来（1）甲醇羰基化法醋酸醇的生产路线国内外己二酸生产工艺大多以苯为起始原料，一般先由苯催化加氢制成环己烷，然后用空气氧化制取KA油(环己醇和环己酮的混合物)，或部分加氢生成环己烯，再水合生成环己醇，利用硝酸氧化得己二酸，即二步氧化法；工业上由KA油生产己二酸大多采用硝酸氧化法。另外开发的工艺路线有空气氧化等多种工艺。①KA油或环己醇硝酸氧化法在铜、钒催化剂的作用下，用硝酸氧化KA油或环己醇生产己二酸。己二酸收率一般在94%左右，主要副产物是戊二酸和丁二酸(DBA)。这种工艺在2-酸生产中占主导地位，目物大气污染等问题。法国罗那公司在韩国建成的己二酸装置对结晶器进行了改进，采用新型常压结晶器，从根本上解决了己二酸装置需定期停车清洗结晶器的难题。意大利RADICI公司生产己二酸，采用独特的铜、钒催化剂回收工艺，从而不需要设置阳离子树脂吸附塔回收催化剂。美国杜邦公司和孟山都公司的氧化反应器则采用二级高、低温反应器，低温反应器为列管式反应器(反应温度80℃)，高温反应器为空塔式反应器(反应温度110℃)，结晶器采用立式连续真空蒸发结晶器，1～1.5个月需停车一次。②环己烷法是目前世界上己二酸生产中主要采用的方法，产量占总产量的90%以上，原料辽宁石油化工大学本科生毕业论文6为苯。环已烷法共分两步进行，第一步为苯加氢作环已烷，世界上共有两工艺，一种为气相加氢，一种为液相加氢。美国普遍采用前一种工艺，西欧和日本则多采用液相加氢工艺，目前辽化的环己烷技术采用欧洲技术加上公