[發明專利]一種醋酸乙烯生產方法

無效

• 申請號: 201110357422.0
• 申請日: 2011-11-11
• 公開（公告）號: CN102381966A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 張敏華;董秀芹;陶敏莉;劉成;歐陽勝利;姜浩錫;馬靜;李桂明
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C07C69/15
• 分類號: C07C69/15;C07C67/05
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明涉及一種醋酸乙烯生產方法。該方法通過在循環氣體中加入惰性氣體，擴大了穩定區域，提高反應器入口氧氣濃度，降低反應溫度，延長催化劑使用壽命，提高醋酸乙烯的選擇性，降低生產成本，提高醋酸乙烯產品的市場競爭力。

背景技術

醋酸乙烯(VAC)是一種重要的有機化工原料，通過自身聚合或與其它單體共聚，可以生成聚乙烯醇(PVA)、醋酸乙烯-乙烯共聚物(EVA)、聚醋酸乙烯(PVAC)、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物(EVC)等衍生物。這些衍生物的用途十分廣泛，一般可用于粘接劑，紙張或織物的上膠劑、油漆、墨水、皮革加工、乳化劑、水溶性膜、土壤改良劑等方面。醋酸乙烯作為中間體，隨著聚乙烯醇非纖維領域應用的拓展，使得醋酸乙烯的需求不斷增長，提高。

我國醋酸乙烯生產開始于20世紀60年代。1965年北京有機化工廠從日本引進乙炔法流化床技術，之后在國內建成多套同類裝置。這些醋酸乙烯裝置均為維尼綸配套，在20世紀70～80年代，中國醋酸乙烯約有90％用于維尼綸及聚乙烯醇。近年來隨著聚乙烯醇的發展，中國醋酸乙烯市場不斷擴大。截至到2008年底，中國醋酸乙烯總生產能力140萬噸/年，預計未來我國醋酸乙烯的需求量將以8％的速率增長。

醋酸乙烯生產工藝路線有乙烯法和乙炔法兩種。乙炔污染嚴重，在國外已被淘汰，目前只有我國等少數國家采用乙炔法。在世界范圍內乙烯法生產占主導地位。乙烯法醋酸乙烯生產過程是將原料乙烯、氧、醋酸氣體通入反應器，在反應器內與催化劑接觸，在絕對壓力0.6-1.1MPa和130～200℃溫度下反應生成VAC、水及少量副產物。高溫反應氣體經多級冷凝，冷凝液中含有醋酸乙烯、水及未反應的醋酸等，混合液送精餾工序進行VAC的精制。未反應乙烯氣體返回壓縮機循環使用，被成為循環氣體。

乙烯氣相氧化合成醋酸乙烯的生產過程中，醋酸乙烯產量的提高與系統中氧的濃度有關。適當的提高氧濃度能降低反應溫度，延長催化劑壽命、提高醋酸乙烯的選擇性，從而降低乙酸降低生產成本，提高醋酸乙烯產品的市場競爭力。但是系統中氧濃度的提高受到了爆炸極限的限制，在實際生產中往往被控制在較低的范圍(≤6％mol％)。較低的氧濃度雖然具有較高操作安全性，但反應溫度較高，乙烯單程轉化率較低，經濟上不利。因此，在合成醋酸乙烯的生產過程中，在滿足安全性的前提下，開發新的工藝過程，提高氧氣濃度，就能夠降低反應溫度及提高醋酸乙烯的選擇性，從而降低反應成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種醋酸乙烯生產方法，該方法能夠提高反應器入口氧氣濃度，從而降低反應溫度，延長催化劑使用壽命，提高醋酸乙烯的選擇性，降低生產成本，提高醋酸乙烯產量。

乙烯法醋酸乙烯生產過程是將原料乙烯、氧、醋酸氣體通入反應器，在反應器內與催化劑接觸，反應生成醋酸乙烯、水及少量副產物。在催化劑使用初期，反應溫度為130℃；在催化劑使用中期，反應溫度為170℃；在催化劑使用后期，隨著催化劑活性的降低，反應溫度最終提高至200℃。高溫反應氣體經多級冷凝，冷凝液中含有醋酸乙烯、水及未反應的醋酸等，混合液送精餾工序進行醋酸乙烯的精制。未冷凝的氣體中含有未反應的乙烯、氧氣等，返回壓縮機循環使用，被稱為循環氣體。

在氣相法醋酸乙烯的生產過程中，醋酸乙烯產量的提高與系統中氧的濃度有關。在一定濃度范圍內，提高反應器中氧氣的濃度，能夠降低反應溫度，延長催化劑使用壽命，提高反應選擇性。但是系統中氧濃度的提高受到了爆炸極限的限制，在實際生產中氧氣濃度往往被控制在較低范圍之內，這將導致反應溫度的增加及醋酸乙烯選擇性的降低。由于氧氣的爆炸極限是溫度、壓力及混合物組成的函數，因此可以通過改變溫度、壓力及混合物組成來改變氧氣的爆炸極限。如可以通過提高系統中醋酸的含量來提高氧氣的爆炸下限，起到擴大穩定區的作用。但是系統中的醋酸蒸汽是通過新鮮蒸汽加熱獲得的，采用這種方法將造成體系能耗、生產成本的增加。

本發明的一種醋酸乙烯生產方法，通過在循環氣體中加入惰性氣體，提高氧氣的爆炸下限，擴大反應系統的穩定區域，提高反應系統氧氣濃度，從而降低反應溫度，延長催化劑使用壽命，提高醋酸乙烯的選擇性。

本發明的一種醋酸乙烯生產方法，在循環氣體中加入惰性氣體，反應器入口惰性氣體濃度為8-30mol％。

所述的惰性氣體為氮氣或氮氣及甲烷的混合物。

當加入的惰性氣體為氮氣及甲烷的混合物時，氮氣與甲烷體積比為4∶1～4∶2。

通過采取上述手段，實際生產過程中反應器入口氧氣摩爾濃度可以達到10.5-12mol％。