乙醛氧化生产醋酸的工艺流程优化

乙醛氧化生产醋酸的工艺流程如图5-2所示，该流程采用了两个外冷却型氧化塔串联合成醋酸工艺。在第一氧化塔中盛有（质量分数）0.1%～0.3%醋酸锰的浓醋酸，先加入适量的乙醛，混匀加热，而后乙醛和纯氧按一定比例，分两路进入第一氧化塔，乙醛和氧气在催化剂作用下，于反应温度为348K左右，塔顶压力为0.15MPa条件下，反应生成醋酸。由循环泵将氧化液自塔底抽出，送入第一氧化塔冷却器进行热交换，反应热由循环冷却水带走。降温后的氧化液再返回第一氧化塔。第一氧化塔上部流出的乙醛含量为2%～8%的氧化反应液，由两塔间压差送入第二氧化塔。该塔盛有适量醋酸，塔顶压力0.08～0.1MPa，达到一定液位后，根据氧化液中乙醛浓度，通入适量氧气进一步氧化其中的乙醛，维持中部反应温度在353～358K之间，塔底氧化液由泵强制循环，通过第二氧化塔冷却器进行热交换。物料在两塔中停留时间共计5～7h。从第二氧化塔上部连续溢流出醋酸含量＞97%，乙醛含量＜0.2%，水含量1.5%左右的粗醋酸（质量分数）送去精制。

图5-2　外冷却乙醛氧化生产醋酸工艺流程图

1—第一氧化塔；2—第一氧化塔冷却器；3—第二氧化塔；4—第二氧化塔冷却器；5—尾气吸收塔；6—蒸发器；7—脱低沸物塔；8—脱高沸物塔；9—脱水塔(www.xing528.com)

两个氧化塔上部连续通入氮气稀释尾气，控制尾气中氧含量＜0.5%，以防气相达到爆炸极限。尾气分别从两塔顶部排出，各自进入相应的尾气冷却器，经冷却分液后进入尾气吸收塔，用水洗涤吸收未凝气体中未反应的乙醛及酸雾，然后排空。

从第二氧化塔溢流出的粗醋酸连续进入蒸发器，用少量醋酸自塔顶喷淋洗涤。蒸发器的作用是蒸除去一些难挥发性物质，如催化剂醋酸锰、多聚物和部分高沸物及机械杂质。它们作为蒸发器釜液被排放到催化剂配制系统，经分离后催化剂可循环使用。塔顶出来的蒸汽酯、加热气化后进入脱低沸塔。

由蒸发器顶部来的蒸汽进入脱低沸物塔，脱低沸物塔的作用是分离除沸点低于醋酸的物质，如未反应的微量乙醛以及副产物醋酸甲醋、甲酸、水等，这些物质从塔顶蒸出。脱除低沸物后的醋酸液从塔底利用压差进入脱高沸物塔，塔顶得到纯度高于99%的成品醋酸，塔釜为含有二醋酸亚乙醋及微量催化剂的醋酸混合物。此醋酸混合物送至回收塔（图中未画出）；脱除醋酸锰及部分杂质，蒸馏分离可得到醋酸含量＞98.5%的半成品，作为配制催化剂或蒸发器喷淋醋酸。脱低沸物塔顶分出的低沸物由脱水塔回收，塔顶分离出含量3.5%左右的稀醋酸废水，并含微量醛类、醋酸甲醋、甲酸及水，其数量不多，经中和及生化处理后排放；塔中部抽出含水的甲乙混合酸；塔釜为含量＞98.5%的回收醋酸，用做蒸发器的喷淋醋酸。