[發明專利]醋酸甲酯和甲醇共沸物羰基合成醋酐、醋酸及分離方法

有效

• 申請號: 201110262745.1
• 申請日: 2011-09-06
• 公開（公告）號: CN102381956A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 吳福勝;馮加芳;季學勇;陳俊;季學滿
• 申請（專利權）人: 安徽皖維高新材料股份有限公司
• 主分類號: C07C53/08
• 分類號: C07C53/08;C07C51/083;C07C51/56;C07C53/12;C07C51/44;C07C51/573
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

一、技術領域

本發明涉及一種基本有機化工原料醋酐、醋酸的制備方法，確切地說是使用聚乙烯醇生產中副產物醋酸甲酯和甲醇共沸物為原料，羰基合成同步生成醋酐、醋酸及分離方法。

二、背景技術

醋酐的傳統制備方法有以醋酸為原料的烯酮法、以乙醛為原料的氧化法等，近年來有醋酸甲酯與CO在銠催化劑作用下直接羰基合成法。醋酸的傳統制備方法有乙醛氧化法、丁烷液相氧化法、甲醇高壓羰基合成法和甲醇低壓羰基合成法等。

聚乙烯醇是由聚醋酸乙烯樹脂(在甲醇溶劑中，濃度50％左右)與燒堿反應(即皂化反應，俗稱醇解反應)制備的。反應過程中生成大量的醋酸甲酯，并同甲醇、醋酸鈉等存在于皂化母液中。皂化母液經共沸蒸餾塔蒸出醋酸甲酯和甲醇共沸物。生產一噸聚乙烯醇要副產1.5噸醋酸甲酯和甲醇共沸物，醋酸甲酯和甲醇共沸物不能用于聚乙烯醇生產之中，而且分離難度大，需要水解成醋酸和甲醇，再分離、提純后才能用于生產中，這要消耗大量的蒸汽，同時排放大量廢水。

三、發明內容

本發明旨在為聚乙烯醇生產中的副產醋酸甲酯和甲醇共沸物(下簡稱共沸物)尋找一條綜合利用的新用途，所要解決的技術問題是以該共沸物為原料，通過羰基合成同步生成醋酐和醋酸并實現分離。

經分析，共沸物中醋酸甲酯的含量75-92％，甲醇含量為8-25％。

共沸物與CO在催化劑作用下的羰基合成反應有以下化學式：

共沸物與CO羰基合成醋酐和醋酸是在帶攪拌的羰基合成釜中完成，共沸物和催化劑自釜上部加入，CO氣體自釜底部通過氣體分布器加入，反應溫度140-220℃，釜內壓力3.0-4.5MPa，所述的催化劑包括銠催化劑以及助催化劑碘甲烷和醋酸鋰，所述的銠催化劑選自三碘化銠(RhI₃)或三氯化銠(RhCl₃)，銠催化劑濃度200-800ppm，碘甲烷(CH₃I)加入量為共沸物質量的10-30％，醋酸鋰的濃度是銠催化劑濃度的2-3倍。

反應溫度優選160-200℃。

釜內壓力優選3.2-4.2MPa。

銠催化劑濃度優選300-700ppm，碘甲烷加入量為共沸物質量的20％，醋酸鋰濃度時銠催化劑濃度的2-3倍。

羰基合成反應是放熱反應，為維持釜內設定的溫度和壓力，在釜一側設置由高壓泵控制的旁路循環裝置，將反應混合液移出釜外，經過換熱器移去部分熱量后再返回釜內。

所述的氣體分布器置于釜的底部，其作用是將CO氣體在釜截面方向上均勻通入共沸物中或反應混合液中。氣體分布器為一圓形的管子，與CO進氣管連通，在向上一側的圓周上開有均勻分布的通孔供CO氣體逸出，在向下一側的圓周上也開有若干個通孔，以防止共沸物或反應混合液滯留在管內。

所述的醋酐、醋酸分離流程如下：首先將反應混合液自羰基合成釜1的中部壓入閃蒸釜2，實現醋酐、醋酸和未反應的醋酸甲酯、甲醇和CO與含催化劑的母液分離，母液返回合成釜1，醋酐、醋酸、醋酸甲酯、甲醇和CO自閃蒸釜2的頂部進入脫輕塔3；在脫輕塔3內實現低沸點的醋酸甲酯、甲醇和CO與高沸點的醋酐、醋酸分離，低沸點的輕組分自塔頂返回合成釜1，醋酐、醋酸自塔底送入醋酸塔4；在醋酸塔4內實現醋酐和醋酸的分離，醋酸自塔頂經冷凝后直接回收，醋酐自塔底送入醋酐塔5；在醋酐塔5內實現醋酐與焦油的分離，醋酐自塔頂經冷凝后直接回收，焦油自塔底送入蒸發器6，在蒸發器6內進一步回收焦油中殘留的醋酐，焦油排放后焚燒。

閃蒸釜2的操作條件：反應混合液經調節閥7將壓力降至0.3-0.4MPa后進入閃蒸釜2，閃蒸條件：壓力0.1～0.35Mpa，溫度140～160℃。

脫輕塔3的操作條件：壓力0.08-0.1MPa，溫度125-135℃，塔頂溫度80-110℃。

醋酸塔4的操作條件：壓力0.03-0.08MPa，溫度120-125℃，塔頂溫度100-120℃。

醋酐塔5的操作條件：壓力0.08-0.1MPa，溫度140-145℃，塔頂溫度140-142℃。

本方法使用醋酸甲酯和甲醇共沸物為原料，采用羰基合成法同步合成醋酐和醋酸，生產出新產品，延長產了業鏈，較之傳統的共沸物處理方法，節省大量能源，減少污染物的排放，保護環境。有效地解決了醋酸甲酯和甲醇共沸物的綜合利用問題。該工藝流程短，效率高。生產的醋酐和醋酸的純度分別達97％和99％以上，可直接作為工業原料使用。

四、附圖說明