[發明專利]一種甲醇羰基化制醋酸的生產方法

無效

• 申請號: 201310269153.1
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN104250210A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 呂順豐;劉博;王世亮;李彤;秦燕璜
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C07C53/08
• 分類號: C07C53/08;C07C51/12
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種甲醇羰基化生產醋酸的方法。

背景技術

醋酸是重要的有機化工原料之一，主要用于生產醋酸乙烯、醋酐、醋酸纖維素、醋酸酯類、對苯二甲酸、氯乙酸等，可廣泛用于化工、輕工、紡織、醫藥、印染等領域。目前生產醋酸的主要方法有乙醛氧化法、烯烴直接氧化法及甲醇羰基化法。其中，甲醇羰基化法具有甲醇轉化率高、副產物小等優點，逐漸成為生產醋酸的主要方法之一。

甲醇羰基化生產醋酸的工藝主要包括CO造氣和醋酸生產兩部分。其中以采用天然氣為原料生產CO為例，CO造氣部分主要包括加氫脫硫、天然氣蒸汽轉換、脫CO₂、干燥、氫氣分離、壓縮等工序。醋酸生產部分又可分為羰基化反應、閃蒸、精餾分離水、醋酸甲酯、碘甲烷、醋酸產品精餾脫除丙酸、高壓和低壓碘甲烷吸收系統、催化劑制備等工序。

現有技術中，甲醇羰基化生產醋酸所進行的反應是以CO和甲醇為原料，產物醋酸作溶劑，貴金屬Ir-Ru或Rh為主催化劑，添加醋酸甲酯、碘甲烷、碘化鋰和水組成均相催化反應體系。甲醇羰基化生產醋酸進行的步驟一般包括，甲醇和CO送入反應釜中與均相催化劑溶液接觸，將接觸后所得的混合物送入閃蒸塔中。經過閃蒸將混合物分離成含醋酸的氣相組分和含主催化劑的液相組分，其中含醋酸的氣相組分被送入輕組分精餾塔中進行精餾分離出醋酸產品，將含催化劑的液相組分循環返回反應釜。

甲醇和CO在反應釜中進行羰基化反應的過程中，反應釜的頂部會形成氣相部分，該部分包含（1）未反應的原料：CO和甲醇，（2）反應釜中液相溶液的飽和蒸汽：醋酸、醋酸甲酯、碘甲烷和水，以及（3）副反應生成物：CO₂、CH₄、H₂。為了保證反應釜中羰基化反應的進行、保持反應釜中一定的CO分壓和反應總壓、以及防止反應生成的氣相副產物CO₂、CH₄和H₂的不斷累積，需要在羰基化反應進行過程中連續不斷地將該氣相部分以一定的流量從反應釜的頂部排放。排出的該氣相部分通常進行處理以回收其中可再用的醋酸、醋酸甲酯、碘甲烷、水和甲醇。

現有技術中單獨設立有處理反應釜頂部的氣相部分排放和回收的方法和工藝流程。首先從反應釜的頂部排放出的氣相部分經過冷凝器冷凝至30℃以下，然后送入氣液分離器中。經在氣液分離器中分離后，沸點高的醋酸、醋酸甲酯、碘甲烷、水和甲醇以液體形式返回反應釜中，不凝氣CO、CO₂、CH₄、H₂以及少量的液相溶液的飽和蒸汽被送入高壓吸收塔，在塔內回收其中的微量碘甲烷。經高壓吸收塔處理后的氣體符合排放標準，被送入火炬燃燒。

甲醇和CO在反應釜中進行羰基化反應的過程中，每生成1噸醋酸將會伴隨產生2260kJ的熱量，為了保證羰基化反應的正常進行，必須通過熱交換的方式將產生的這部分反應熱移出反應釜，以防止反應釜過熱。

現有技術中采取在反應釜外部另外安裝一臺或者兩臺（一臺備用）高壓液體循環泵，將反應液從反應釜中抽出通過換熱器冷卻后再從反應釜頂部加注會反應釜，以實現移出反應熱控制反應溫度恒定的目的。

CN1562939A公開了一種生產醋酸的羰基化反應器，包括全混流反應段釜式反應器，其特征在于，還包括一塔式反應器，塔式反應器的底部與全混流反應段釜式反應器的頂部相連并互通。應用該反應器進行羰基化反應制醋酸時，從羰基化反應器底部的出口抽出一股反應液作為羰基化反應器塔式段的催化劑，通過催化劑泵輸送，這股反應液分成2路，一路直接進羰基化反應器上部的催化劑口，另一路經過催化劑冷卻器冷卻后進冷激口，從而實現調節反應器塔式段溫度，控制塔式段反應液進口板上的溫度來調整反應器塔式段出口反應液的溫度。該專利中，塔式反應器內CO濃度從底部到上部逐漸降低，使得放空尾氣中CO濃度降低，提高了CO的轉化率。該專利采取用抽出部分反應液，用催化劑泵輸送其中部分經冷卻器冷卻移出反應熱，實現調節反應器塔式段溫度。該方法中安裝的塔式反應器內有多層塔板和多個開口，結構和控制復雜，并且為了配合該反應器，該方法中的工藝流程復雜。

CN101885678A公開了一種甲醇低壓羰基化合成醋酸用反應設備。該發明的目的是克服使用機械攪拌的機械傳動易損壞的缺陷，采用液體循環用液力達到攪拌的目的。其中該設備連接有液體循環泵和換熱器，用于實現將反應液從反應釜中引出再經換熱器換熱后返回反應釜以形成液體循環。