甲醇羰基法制醋酸

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1、醋酸生產(chǎn)工藝工業(yè)上合成醋酸的方法主要有①乙烯—乙醛—醋酸兩步法②乙醇—乙醛—醋酸兩步法③烷烴和輕質(zhì)油氧化法④甲醇羰化法。目前，甲醇低壓羰基合成醋酸是世界上生產(chǎn)醋酸的主要生產(chǎn)方法。甲醇羰基化法工業(yè)化生產(chǎn)醋酸技術(shù)的主要進(jìn)展包括：BP公司的Cativa工藝、Celanese公司開發(fā)出的Celanses低水含量工藝、UOP/Chiyoda開發(fā)出的UOP/ChiyodaAcetica工藝、HaldorTopsoe的合成氣經(jīng)甲醇/二甲醚生產(chǎn)醋酸新工藝、我國(guó)西南化工研究設(shè)計(jì)院開發(fā)的蒸發(fā)流程。甲醇羰基化合成醋酸（MCA）的反應(yīng)活化能非常高，必須在催化劑作用下才能

2、實(shí)現(xiàn)，羰基化法生產(chǎn)乙酸的核心課題一直是高性能的催化體系及其相應(yīng)的工藝技術(shù)的開發(fā)。MCA的催化劑經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：①碘化鈷催化劑（存在條件苛刻，選擇性低）②銠基催化劑（較①反應(yīng)條件溫和，選擇性高，但存在昂貴銠的流失和腐蝕嚴(yán)重的問(wèn)題）③銥基催化劑（銥基催化劑的發(fā)展從非均相（如IrI3）到均相（如Ir4(CO)4）），考慮到醋酸及時(shí)產(chǎn)物又是溶劑的反應(yīng)環(huán)境，最佳催化劑形態(tài)為醋酸銥（Cativa）。工藝設(shè)備方面的發(fā)展：①鼓泡塔式反應(yīng)器②雙反應(yīng)器串聯(lián)工藝（第一反應(yīng)器為普通帶攪拌的釜式，第二反應(yīng)器為泡罩塔式）③多種產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn)工藝④聯(lián)合轉(zhuǎn)換工藝西南化工研究設(shè)計(jì)院

3、開發(fā)的羰基合成醋酸工藝具有以下特點(diǎn)：①轉(zhuǎn)化率、選擇性均很高，副產(chǎn)物少，三廢排放少，產(chǎn)品質(zhì)量好；接近或達(dá)到了世界先進(jìn)水平；②由于采用了蒸發(fā)流程，使反應(yīng)器的生產(chǎn)能力提高，能耗降低；③反應(yīng)條件溫和，催化劑雖為貴金屬，但穩(wěn)定性增強(qiáng)，壽命長(zhǎng)，用量減少；④生產(chǎn)成本不高于其他任何一種羰基合成生產(chǎn)方法；⑤工藝流程組織合理，易于控制，操作穩(wěn)定可靠。西南化工研究設(shè)計(jì)院甲醇低壓法合成醋酸工藝主要包括CO造氣和醋酸合成工段。其中造氣工段主要包括造氣、預(yù)脫硫、壓縮、脫硫脫碳工序。醋酸工段合成主要包括合成、轉(zhuǎn)化、蒸發(fā)、脫輕、脫水、提餾、脫烷、吸收再生、成品等工段。尾氣提純C

4、O工段主要是對(duì)醋酸裝置的尾氣進(jìn)行處理。甲醇低壓羰基法合成醋酸的基本工藝流程如圖一。1-反應(yīng)釜；2-冷凝器；3-蒸發(fā)器；4-脫輕塔；5-脫水塔；6-脫烷塔；7-成品他圖一甲醇低壓羰基法合成醋酸簡(jiǎn)明工藝流程甲醇由甲醇中間儲(chǔ)槽經(jīng)甲醇加料泵送至反應(yīng)釜，精制CO由反應(yīng)釜底部進(jìn)入釜內(nèi)CO分配管，在攪拌器的作用下，CO在溶液中擴(kuò)散溶解。在壓力2.8~3.0MPa和溫度185~195℃下，在銠催化劑、碘甲烷促進(jìn)劑及碘化鋰穩(wěn)定劑的作用下，CO與甲醇在反應(yīng)釜內(nèi)生成醋酸。反應(yīng)釜內(nèi)未反應(yīng)完的CO及N2、CH4等惰性氣體，以及副反應(yīng)生成的CO2和H2，經(jīng)反應(yīng)釜冷凝器冷卻后

5、進(jìn)入冷凝液分離器。含有大量碘甲烷、醋酸、醋酸甲酯等的冷凝液送回反應(yīng)釜，冷卻后的氣體進(jìn)入閃蒸罐，通過(guò)排出氣體流量來(lái)控制反應(yīng)釜內(nèi)的CO分壓。反應(yīng)釜內(nèi)生成的醋酸及反應(yīng)液，在閃蒸罐內(nèi)降溫減壓閃蒸后形成氣液兩相。含有銠催化劑的液體經(jīng)催化劑循環(huán)泵送回反應(yīng)釜，維持釜內(nèi)催化劑濃度的穩(wěn)定，同時(shí)也是移去反應(yīng)熱的重要手段。含有醋酸、碘甲烷、碘化氫、水及醋酸甲酯等組分的氣相去脫輕塔進(jìn)行分離。來(lái)自閃蒸罐氣相物料中的碘化氫以及夾帶的少量銠催化劑，在脫輕塔底部靠位差返回閃蒸罐；塔頂氣相冷凝后，在塔頂回流罐內(nèi)分離為輕、重兩相，上層含有大量水和醋酸的輕相，一部分泵送到塔頂作為回流

6、，另外一部分泵送到合成釜，下層含有大量甲基碘及少量醋酸及醋酸甲酯的重相直接泵送回合成釜；脫輕塔蒸餾得到的粗醋酸由塔側(cè)第9#板取出，經(jīng)脫水塔進(jìn)料泵返回一部分到本塔第10#板，以維持第10#板下的液相負(fù)荷，另一部分粗醋酸送至脫水塔。脫水塔塔頂氣相被冷凝，在塔頂回流罐內(nèi)分離為輕、重兩相，上層含有大量水和醋酸的輕相，一部分泵送到塔頂作為回流，另外一部分泵送到合成釜;重相部分物流到脫烷塔，碘甲烷氣相進(jìn)入脫輕塔，塔底物流主要是高沸點(diǎn)的長(zhǎng)鏈烷烴及其碘化物，一般焚燒處理。所有工藝排放氣送至吸收塔，經(jīng)甲醇或醋酸吸收排放氣中的碘甲烷，吸收富液泵送回系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)吸收后的

7、氣體排放至火炬焚燒放空。甲醇低壓羰基法控制難點(diǎn)及方案合成反應(yīng)控制難點(diǎn)及方案甲醇進(jìn)料控制甲醇進(jìn)料控制的難點(diǎn)：甲醇進(jìn)料過(guò)程中，根據(jù)甲醇設(shè)定值來(lái)控制甲醇進(jìn)入反應(yīng)釜的量。甲醇進(jìn)料有2個(gè)來(lái)源：一是來(lái)自中間罐區(qū)的甲醇，二是來(lái)自吸收工序的甲醇。在反應(yīng)系統(tǒng)中，甲醇進(jìn)料流量控制非常重要，它的穩(wěn)定與否直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一旦有波動(dòng)，CO進(jìn)料流量、熱交換器的負(fù)荷、稀醋酸的流量、其他如催化劑等都要隨之變化，否則不但反應(yīng)過(guò)程波動(dòng)大，控制困難，產(chǎn)品質(zhì)量也會(huì)受到很大的影響，同時(shí)對(duì)下游工序也會(huì)產(chǎn)生連帶影響。對(duì)該問(wèn)題的解決方法：為了保證甲醇進(jìn)料流量的穩(wěn)定，首先要保證甲醇流

8、量的設(shè)定值不能突變，因此在系統(tǒng)中增加了對(duì)甲醇流量設(shè)定值變化率的限制，保證每次設(shè)定值增加或減少不超出某一范圍；為了使得甲醇能夠很好地得到利