[發明專利]一種調整銥催化體系羰基合成醋酸體系中水含量的方法

在審

• 申請號: 202110690683.8
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113402382A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 吳其力;李惟平
• 申請（專利權）人: 煜格（北京）科技有限公司
• 主分類號: C07C53/08
• 分類號: C07C53/08;C07C51/12
• 代理公司: 大連星海專利事務所有限公司 21208
• 代理人: 楊翠翠

一種調整銥催化體系羰基合成醋酸體系中水含量的方法，其屬于醋酸生產的技術領域。該方法可通過調節反應原料的組成控制反應體系中的水含量，與現有甲醇低壓羰基合成醋酸裝置比較反應系統組成穩定，能耗低，產品質量高。在此方法下可以有效降低反應系統水含量，從而達到后續閃蒸及精餾系統的優化目的，降低能耗。

技術領域

本發明涉及一種調整銥催化體系羰基合成醋酸體系中水含量的方法，其屬于醋酸生產的技術領域。

背景技術

醋酸是大宗化工產品，是最重要的有機酸之一。主要可用于生產醋酸乙烯、乙酐、醋酸酯和醋酸纖維素等。在農藥、醫藥和染料、照相藥品制造、織物印染和橡膠工業中都有廣泛應用。甲醇羰基合成醋酸工藝；低壓法以銥－碘系催化劑為基礎，以碘甲烷為助催化劑，反應條件溫和，以甲醇和CO計，醋酸的選擇性及轉化率極高。近年來，隨著國內甲醇及其下游產品產能的快速擴張，甲醇低壓羰基合成醋酸工藝成為市場前景較好的生產工藝路線之一。在低壓羰基合成反應體系中，水作為一種溶劑，反應液中水含量除與催化劑穩定性有關外，還與產品質量、生產消耗密切相關。水必須保持一定的濃度，水濃度過低會降低催化劑溶解度，造成催化劑損失；水濃度過高，會增加分離能耗，降低裝置生產能力。

發明內容

在銥催化體系羰基合成醋酸反應中，由于甲醇與氫氣生產甲烷及水的反應較傳統銠催化體系更多，所以會造成反應體系中水含量持續增高，本發明為一種調整銥催化體系羰基合成醋酸體系中水含量的方法，在此方法下可以有效降低反應系統水含量，從而達到后續閃蒸及精餾系統的優化目的，降低能耗；可通過調節反應原料的組成控制反應體系中的水含量，與現有甲醇低壓羰基合成醋酸裝置比較，反應系統組成穩定，產品質量高。

本發明采用的技術方案為：一種調整銥催化體系羰基合成醋酸體系中水含量的方法，通過調節反應原料的組成控制反應體系中的水含量，所述方法包括以下步驟:

1）將原料甲醇與醋酸甲酯泵入到反應器中，反應溫度為175-198℃，反應壓力為2.0-3.5MPa，反應所用催化劑為銥系絡合物，反應所用助催化劑為烷基碘化物；所述甲醇與醋酸甲酯的進料比為1:10-10:1；

2）反應液從反應釜流出進入蒸發器閃蒸，進行母液與粗醋酸的初步分離，母液返回反應釜繼續反應，粗醋酸隨閃蒸氣進入助催化劑回收塔，在助催化劑回收塔中脫除輕組分后進入水回收塔，在水回收塔中脫除成品醋酸中的水后進入產品塔，完成雜質的脫除后采出成品醋酸；

3）在反應器連接循環冷卻器的支管上設置第一水量檢測探針，在反應器連接閃蒸器的支管上設置第二水量檢測探針，水量檢測器取兩個檢測探針檢測量的均值，得到反應液中水含量為在2.5-8.0%之間。

所述甲醇與醋酸甲酯的進料比為2:2-3，反應液中水含量為4.5-5%。

在低壓羰基合成醋酸反應系統中存在如下反應：

主反應：

生成甲烷反應：

變換反應：

水作為低壓羰基合成醋酸反應體系中的一種溶劑，一定的水含量對催化劑的溶解度和穩定性起到關鍵的作用。反應液中水含量過高，由于水沸點低于醋酸，所以在反應液閃蒸過程中氣化的醋酸量會偏少，造成反應系統生產能力下降，同時精餾分離系統能耗會升高；如果反應液中水含量過低，則會影響催化劑在反應液中的溶解度，造成催化劑沉淀和損失。

在傳統銠催化反應體系中生成甲烷反應占主反應產物約0.2%，而變換反應一般占主反應產物1.5-2.0%，所以生成甲烷反應所生成的水可通過變換反應消耗掉，同時通過補充一定的水分可維持反應系統水含量穩定。而在銥催化反應體系中生成甲烷反應占主反應產物約1.5-2.5%，而變換反應一般占主反應產物0.5-0.8%，所以生成甲烷反應所生成的水大于變換反應消耗掉的水，同時在系統中還可能因為機泵密封液泄露、攪拌器密封液泄露、換熱器冷卻水泄露等因素造成系統中水含量持續增高，所以需要通過一定的調節手段維持反應系統中水含量穩定。