[發(fā)明專利]一種甲醇低壓羰基化合成醋酸的方法及其裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910089323.1
• 申請日: 2009-07-16
• 公開（公告）號: CN101665424A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐紅萍;顏庭政;謝潤興
• 申請（專利權(quán)）人: 北京澤華化學(xué)工程有限公司
• 主分類號: C07C53/08
• 分類號: C07C53/08;C07C51/12;C07C51/42;C07C51/44
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種甲醇低壓羰基化合成醋酸的方法及其裝置，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在醋酸的合成方法中，最具商業(yè)價值的是甲醇低壓羰基合成醋酸，該方法最先出現(xiàn)在 美國專利No.3,769,329。在包含催化劑(主要為第VIII族金屬催化劑，如銠和銥等)和 鹵素助催化劑(如碘甲烷)的含水反應(yīng)液體介質(zhì)中，一氧化碳對烷基醇或者其衍生物進(jìn)行 羰基化反應(yīng)，得到羧酸或者其衍生物，尤其與甲醇進(jìn)行羰基化反應(yīng)，得到醋酸。

典型的銠基催化劑的低壓羰基合成醋酸方法包括美國專利No.3,769,329公開的“高 水”羰基化法，反應(yīng)液中通常使用14-15％(wt)的水濃度，以確保催化劑的穩(wěn)定性和活性。 美國專利No.5,001,259的“低水”羰基化法向反應(yīng)液中添加碘鹽(如堿金屬碘鹽碘化鋰) 用作催化劑穩(wěn)定劑，可將反應(yīng)液體中的水濃度控制到低至2％，從而減少從粗制醋酸中脫 除水分的成本。美國專利No.5,672,743則采用銥基催化劑。

已有的典型的醋酸的生產(chǎn)過程如圖1所示，甲醇和一氧化碳從底部連續(xù)加入含反應(yīng)液 的反應(yīng)器1中，在所需的一氧化碳分壓下，甲醇進(jìn)行羰基化反應(yīng)，生成醋酸。從反應(yīng)器頂 部出來的包含未反應(yīng)的一氧化碳及其它組分的反應(yīng)尾氣排放或者加以回收。

從反應(yīng)器中部抽出包含醋酸產(chǎn)品的反應(yīng)液并加入蒸發(fā)器2中，閃蒸后得到的蒸汽包含 助催化劑碘甲烷及其它較輕組分和產(chǎn)物醋酸。從蒸發(fā)器底部出來的含有催化劑和其它較重 組分的反應(yīng)殘液再循環(huán)到反應(yīng)器中參與反應(yīng)。

出自蒸發(fā)器頂部的蒸汽被送入脫輕塔3，脫輕塔的塔頂餾分經(jīng)冷凝器4冷凝后在傾析 器5中分離成含水的輕相和主要為碘甲烷的重相。輕相的部分回流到脫輕塔的上端，剩余 部分回到反應(yīng)器，繼續(xù)參與反應(yīng)。重相直接循環(huán)回到反應(yīng)器或者經(jīng)過進(jìn)一步處理后循環(huán)回 到反應(yīng)器參與反應(yīng)。脫輕塔底部得到的液相中含有少量催化劑和其它重組分，與蒸發(fā)器底 部出來的反應(yīng)殘液一起回到反應(yīng)器。

從脫輕塔的中部采出含水的粗制醋酸進(jìn)入脫水塔7，在脫水塔底部得到成品醋酸，作 為產(chǎn)品送出裝置或者送到后續(xù)工序進(jìn)行進(jìn)一步提純，除去微量雜質(zhì)。脫水塔頂部餾分經(jīng)脫 水塔冷凝器8冷凝后進(jìn)入回流罐9得到的冷凝液，主要為含水的稀醋酸溶液，部分稀醋酸 溶液回流到脫水塔的上端，剩余部分回到反應(yīng)器，繼續(xù)參加反應(yīng)。

在典型的羰基合成醋酸方法中，閃蒸器通過閃蒸的方法，回收絕大部分含催化劑的反 應(yīng)殘液，閃蒸汽相中夾帶的少量催化劑在脫輕塔下部回收后，從脫輕塔底部排出，與蒸發(fā) 器底部得到的反應(yīng)殘液一起循環(huán)回到反應(yīng)器。

在典型的羰基合成醋酸方法中，水的回收通過兩個設(shè)備完成，部分水通過脫輕塔頂部 餾分冷凝后分成的輕相回到反應(yīng)器，剩余部分的水則通過脫水塔頂部餾分冷凝后得到的稀 醋酸溶液回到反應(yīng)器。

為了維持傾析器中冷凝液的分相，要求控制一定含量的水含量，同時為了維持脫輕塔 和脫水塔的正常操作，需要調(diào)整脫輕塔和脫水塔的水含量分配，這無疑增加了整個裝置的 操作難度。水在脫輕塔和脫水塔中被重復(fù)加熱和冷凝，也增加了裝置的能耗，增加了醋酸 的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種甲醇低壓羰基化合成醋酸的方法及其裝置，簡化醋酸制備的 流程路線，并將有關(guān)設(shè)備合二為一，以減少裝置的設(shè)備投資，同時減少操作控制的難度， 降低能耗。

本發(fā)明提出的甲醇低壓羰基化合成醋酸的方法，包括以下步驟：

(1-1)甲醇和一氧化碳連續(xù)加入裝載有反應(yīng)液的反應(yīng)器中，甲醇與一氧化碳進(jìn)行羰 基化反應(yīng)，生成醋酸，加入質(zhì)量百分比為：甲醇∶一氧化碳＝1∶0.9-0.95，反應(yīng)溫度為 170-200℃，反應(yīng)壓力為2-3MPa。

其中反應(yīng)液中各成分的質(zhì)量百分比為：

第VIII族金屬基催化劑????????????0.005-0.2％

碘甲烷??????????????????????????2-30％

醋酸????????????????????????????30-75％

水??????????????????????????????0.01-20％

醋酸甲酯????????????????????????0.01-20％