甲醇羰基化論文

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1、甲醇撥基化合成醋酸技術(shù)新進(jìn)展及我國現(xiàn)狀摘要:化學(xué)工業(yè)的主要原料是煤、石油、天然氣等能源資源，我國的煤炭資源I?分豐富，全國的煤炭保有儲量達(dá)1萬億噸。從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的觀點(diǎn)出發(fā)，新吐紀(jì)將是以一碳化學(xué)為基礎(chǔ)的新一代煤化工發(fā)展新時期。發(fā)展新一代煤化工具有最人競爭力的是含氧化合物類產(chǎn)品，其中最具代表性的是用途廣、產(chǎn)量大的有機(jī)酸棗酷酸。醋酸廣泛川于化工、輕工、紡織、農(nóng)藥、醫(yī)藥、電子、食品等工業(yè)部門，醋酸下游產(chǎn)品很多，其衍?；瘜W(xué)晶多達(dá)數(shù)許種。自70年代美國孟山都公司首創(chuàng)低壓琰基合成酹酸工藝以后，該方法已成為當(dāng)今壯界主產(chǎn)醋酸的主要方法。甲醇低壓淡基合成醋酸工藝確立

2、了一碳化學(xué)含氧化合物的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，從此，醋酸及其衍牛物的工藝和技術(shù)創(chuàng)新一直成為世人追求的發(fā)展kl標(biāo)。關(guān)鍵詞：甲醇，乙酸，按基化，催化一、甲醇?xì)尰铣煽崴峒夹g(shù)發(fā)展概況近年來甲醇炭基化法工業(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Celanese低水含量工藝、UOP/Chiyoda開發(fā)出UOP/ChiyodaAcetica工藝、HaldorTopsoe的合成氣經(jīng)甲醇/二甲瞇生產(chǎn)醋酸新工藝、我國西南化工研究設(shè)計院開發(fā)的蒸發(fā)流程。以上新技術(shù)有的已用于工業(yè)化生產(chǎn)裝置的改進(jìn)，有的止在準(zhǔn)備用于工業(yè)裝置的建設(shè)或改造。在醋

3、酸的生產(chǎn)工藝屮，甲醇撥基化法是應(yīng)用最廣的技術(shù)，占全球總產(chǎn)能的60%以上，而且這種趨勢還在不斷增長。以孟山都（Monsanto）/BPX藝為代表的甲醇低壓撥基化法是H前工藝最成熟，最為經(jīng)濟(jì)，具有先進(jìn)技術(shù)，原料轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)點(diǎn)。在我國現(xiàn)有的醋酸生產(chǎn)工藝中孟山都（Monsanto）/BP己形成規(guī)模的生產(chǎn)。但需要特別指出的是在該工藝還存在許多諸如能耗高、轉(zhuǎn)化率低等問題。為促進(jìn)國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)，解決存在的技術(shù)問題。鑒于這種情況，設(shè)計一套甲醇低壓撥基化合成醋酸（10萬t/a）工藝裝置，以滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。二、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析1、國外

4、醋酸生產(chǎn)現(xiàn)狀及市場分析2007年世界醋酸生產(chǎn)能力為1168.8萬t/a,其中采用甲醇撥基化合成工藝的占66%,乙烯法約占7.2%,乙醛法約占15.3%，其他工藝占11.5%。預(yù)計未來5年醋酸需求增長速度將高于過去5年，國際醋酸缺口將進(jìn)一步擴(kuò)大[1]2、我國醋酸生產(chǎn)現(xiàn)狀及市場分析Fl前我國醋酸主耍采用甲醇撥，現(xiàn)已T業(yè)化的醋酸生產(chǎn)技術(shù)主耍基化合成法、乙烯直接氧化法和乙醛法3種工藝路線。2008年我國甲醇撥基化合成法生產(chǎn)能力占我國醋酸總生產(chǎn)能力的78.0%,乙醛法占11.3%,乙烯直接氧化法占6.8%,其他占3.7%［l］o2008年我國醋酸產(chǎn)量約為260

5、.39萬噸，已片全球近30%,占亞洲60%o2009年我國已成為醋酸凈出口國，且出口增長趨勢持續(xù)增強(qiáng)。隨著國內(nèi)競爭進(jìn)一步加劇，預(yù)計未來中國醋酸及其衍生物出口量還將不斷增長［1］。3.醋酸的生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀有：乙醛氧化法、乙烯直接氧化法和輕油（丁烷或石腦油）氧化法、甲醇炭基化法。其中，甲醇撥基化法是應(yīng)用最廣的技術(shù)，占全球總產(chǎn)能的60%以上，而且這種趨勢還在不斷增長。3」乙醛氧化法乙醛氧化法分兩步反應(yīng)完成，首先乙烯在催化劑的作用下，在溫度為100?150°C、壓力為0.3MPa的條件下反應(yīng)生成乙醛；乙醛在醋酸猛催化劑的作用下，與純氧、富氧或空氣在液相條件下氧

6、化成醋酸。曲于該工藝簡單，收率較高，原料來源廣，因此成為60年代最主要的醋酸生產(chǎn)方法［2［。3.2乙烯直接氧化工藝乙烯直接氧化工藝是曲昭和電工公司開發(fā)的一步法氣相工藝（ShowaDenko工藝）并于1997年實現(xiàn)了工業(yè)化。該乙烯一步法氣相工藝由于所需的投資費(fèi)用相對縮減（不需生產(chǎn)一氧化碳所需的基礎(chǔ)設(shè)施），因此對于生產(chǎn)能力較小的醋酸裝置，頗具經(jīng)濟(jì)性［3］。該工藝是在負(fù)載型鋰催化劑作用下，乙烯和氧氣的混合物于160-210°C下高選擇性的制備醋酸。在己報道的反應(yīng)條件匚醋酸、乙醛和二氧化碳的單程選擇性分別為85.5%,8.9%,5.2%［4］o是一種環(huán)境友好

7、的工藝。3.3乙烷直接氧化工藝乙烷氣相催化氧化工藝是由SABIC公司開發(fā)的。按照SABIC公司的專利，乙烷與純氧或空氣在150?450°C、0.1?5.0MP&下發(fā)生氧化反應(yīng)生成醋酸，副產(chǎn)物有CO、CO2和乙烯⑸。SABIC工藝由于乙烷的生產(chǎn)成本低，因此該T藝制在經(jīng)濟(jì)性方而可與甲醇撥化合成工藝相競爭。3.4BASF高壓工藝甲醇撥基化反應(yīng)是由德國BASF公司最早發(fā)現(xiàn)，催化劑為碘化鉆(CoI2),BASF合成工藝反應(yīng)溫度約250°C,壓力高，為6.89MPa,以甲醇和CO計，醋酸選擇性分別為90%和70%,通過五塔蒸謂可得純度為99.8%的醋酸產(chǎn)品⑹。3

8、.5甲醇低壓撥基化法(1)孟山都(Monsanto)/BPl藝70年代中期，孟山都(Monsanto)開發(fā)出