Aspen plus年产8万吨丙烯酸精制工段设计(2)
6 三废处理 22
6.1主要污染源及主要污染物排放量 22
6.2废气处理 22
6.2.1催化焚烧技术概述 23
6.2.2催化焚烧技术特点 23
6.2.3催化燃烧工艺流程 23
6.3废水治理 23
6.4乙酸精制与溶剂回收 24
7 结论 25
致谢 26
参考文献 27
附录 29
前言
丙烯酸是最简单的不饱和羧酸。它可与水、醇、醚和氯仿互溶。溶解性为与水混溶，可混溶于乙醇、乙醚。外观为无色液体，有刺激性气。详见表1-1丙烯酸的物性参数。
表1-1丙烯酸的物性参数
项目 性质
熔点（℃） 14
沸点（℃） 141
蒸汽压 1.33kPa/39.9℃
折射率 1.4224
相对密度 1.044g/cm3(20/4℃)
丙烯酸化学性质活泼，它是一种重要的不饱和有机酸，其化学结构中含有不饱和碳碳双键和羧基，能与多种化合物通过均聚或缩聚反应，合成一系列丙烯酸共聚物，如丙烯酸酯及聚丙烯酸[1]。
从下图1.1丙烯酸的上下游产业链上了解丙烯酸的制备和用途。
1.1丙烯酸的上下游产业链
丙烯酸是最简单的不饱和羧酸，是重要的有机化工中间体，主要用来生产丙烯酸酯类化合物和共聚物，其聚合物用于合成树脂、胶黏剂、合成橡胶、合成纤文、高吸水性树脂、制药、皮革、纺织、化纤、建材、水处理、石油开采、涂料等工业部门[2]。丙烯酸是水溶性聚合物的重要原料之一，与淀粉接枝共聚可制得超强性吸水剂。广泛应用于建筑、造纸、皮革、纺织、塑料加工、包装材料、日用化工、水处理、采油和冶金等领域，还应用于石油开采助剂、油品添加剂、塑料和橡胶的改性剂等方面。
1 综述
1.1 设计目的及意义
通过对各种丙烯酸的生产工艺进行比较，选择了丙烯两步氧化生产工艺生产丙烯酸，然后经过吸收塔初步处理过的粗丙烯酸进入精制车间，精制工段采用了三塔流程，分别为轻组分分馏塔、脱重醋酸塔和丙烯酸提纯塔。以及对产生的废水和废气进行处理，达到安全环保的要求。通过Aspen plus软件对精制过程进行模拟，同时得出物料衡算和能量衡算。并完成塔设备的设计与选型。通过完成毕业设计，提高了我们搜集资料、查阅文献以及独立思考解决事情的能力，同时也进一步巩固了专业理论知识，掌握了精制工艺流程的设计方法。
1.2 丙烯酸的生产原理
丙烯两步氧化[3]制取丙烯酸的主反应可用下列两式表示：
+340.8kJ/mol （1-1）
+254.2kJ/mol （1-2）
+1397kJ/mol （1-3）
+1500kJ/mol（1-4）
该反应为放热反应。副反应(1-3)、(1-4)放出的热量约为主反应热的2~3倍，反应本身放出的热量应及时移出才能使反应持续进行[4]。因此,及时有效的转移反应生成的热量是反应过程中的需要解决的突出问题。同时伴随着大量的副反应发生，其主要产物有深度氧化物CO和CO2等以及乙醛、醋酸、丙酮等。因此，必须提高反应的选择性和主产物的收率。要达到这一目的，必须在反应过程中使用催化剂。由于生产丙烯酸是分两步进行的，因而每步使用的催化剂是不同的。
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