[發(fā)明專利]一種采用微通道反應(yīng)器合成醋酸或醋酐的工藝系統(tǒng)及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111520982.3
• 申請(qǐng)日: 2021-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN114031492B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫予罕;王慧;曾正;楊博豪;廉勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海簇睿低碳能源技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C07C51/10
• 分類號(hào): C07C51/10;C07C53/08;C07C51/54;C07C53/12
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

本發(fā)明公開一種采用微通道反應(yīng)器合成醋酸或醋酐的工藝系統(tǒng)和制備方法，CO和催化劑母液在第一微通道混合器進(jìn)行充分混合后輸入一級(jí)微通道反應(yīng)器進(jìn)行催化劑活化后，再與反應(yīng)氣在第二微通道混合器中充分混合后，再與預(yù)熱過的反應(yīng)原料在第三微通道混合器充分混合后，輸入二級(jí)微通道反應(yīng)器進(jìn)行羰基化反應(yīng)，反應(yīng)液進(jìn)入閃蒸罐進(jìn)行氣相和液相分離，氣相組分進(jìn)入后級(jí)精餾塔中進(jìn)行分離，分離得到塔釜液、尾氣組分及醋酸/或醋酐產(chǎn)品，尾氣送入后級(jí)吸收系統(tǒng)處理。反應(yīng)原料為連續(xù)進(jìn)料，接觸充分，混合均勻，為甲醇羰基化合成醋酸和醋酸甲酯羰基化合成醋酐提供了良好環(huán)境，原料轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品收率高，副產(chǎn)物少，且數(shù)增放大、操作性好、安全性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種采用微通道反應(yīng)器合成醋酸或醋酐的工藝系統(tǒng)及制備方法。

背景技術(shù)

醋酸是一種重要的有機(jī)化工原料，主要用于生產(chǎn)醋酸乙烯、醋酸酯、醋酐、氯乙酸、對(duì)苯二甲酸等，廣泛應(yīng)用于化工、紡織、醫(yī)藥、印染等領(lǐng)域。醋酸的工業(yè)化生成方法主要有輕烴液相氧化法、乙醛氧化法、乙烯直接氧化法和甲醇羰基化法等，其中，甲醇羰基化法具有甲醇轉(zhuǎn)化率高、副產(chǎn)物少等優(yōu)點(diǎn)，成為生產(chǎn)乙酸的主要方法之一。目前，世界上醋酸產(chǎn)量的70％均是采用甲醇羰基化法生產(chǎn)。

醋酐也是一種需求量大的有機(jī)化工原料，主要用于生產(chǎn)醋酸纖維素，其中二醋酸纖維素用于制造香煙過濾嘴和塑料，三醋酸纖維素是制造高級(jí)感光膠片的材料，還廣泛用于醫(yī)藥、染料、農(nóng)藥、軍工、香料等行業(yè)。工業(yè)化的醋酐生產(chǎn)工藝包括乙醛氧化法、乙烯酮法和醋酸甲酯羰基化法，其中乙醛氧化法流程簡(jiǎn)單，工藝成熟，但腐蝕嚴(yán)重，消耗較高，已逐漸被淘汰；乙烯酮法相對(duì)乙醛氧化法和醋酸甲酯羰基化工藝來說，流程復(fù)雜，副反應(yīng)多，能耗較大，利潤(rùn)低；醋酸甲酯羰基合成法具有流程短、產(chǎn)品質(zhì)量好、消耗低、三廢排放少等優(yōu)點(diǎn)，代表著醋酐生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)水平。目前，國(guó)外主要的醋酐供應(yīng)廠均采用該工藝。

傳統(tǒng)的甲醇低壓羰基化合成醋酸生產(chǎn)工藝中主要采用常規(guī)釜式反應(yīng)器，原料甲醇、一氧化碳連續(xù)通入反應(yīng)器中，在主催化劑(主要為銠系、銥系催化劑)，助催化劑碘甲烷及添加劑(主要為堿金屬碘鹽或醋酸鹽)的作用下，在反應(yīng)壓力2.8～3MPa，溫度180～200℃下進(jìn)行羰基化反應(yīng)生成粗醋酸，再通過閃蒸、精餾工序制得醋酸產(chǎn)品，反應(yīng)過程中由于催化劑銠活性物種在反應(yīng)中不穩(wěn)定，很容易在反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)化為二羰基四碘銠陰離子配合物，而失去活性。傳統(tǒng)的羰基化合成醋酐工藝中也采用釜式反應(yīng)裝置，反應(yīng)器由酯化器和羰基化反應(yīng)器構(gòu)成，甲醇和醋酸在酯化器中生成醋酸甲酯，醋酸甲酯在羰基化反應(yīng)器內(nèi)與CO合成醋酐，醋酐合成反應(yīng)中需引入氫氣，氫氣在系統(tǒng)中的存在可將體系中的三價(jià)銠還原到活化的一價(jià)銠狀態(tài)，使反應(yīng)體系中催化劑的活性組分能夠長(zhǎng)期保持。甲醇羰基化法生產(chǎn)醋酸和醋酸甲酯羰基化生產(chǎn)醋酐的技術(shù)有異曲同工之處，由于兩者都是羰基化反應(yīng)，而且催化劑體系、反應(yīng)流程相似，所以反應(yīng)器型式很大程度上可以通用。

傳統(tǒng)工藝中存在以下問題：1)反應(yīng)過程中會(huì)劇烈放熱，容易產(chǎn)生控溫不準(zhǔn)現(xiàn)象，若移熱不及時(shí)會(huì)使催化劑活性物種失活，影響體系中的催化劑穩(wěn)定性及活性；2)體系中循環(huán)液量大，物料在高溫高壓條件下停留時(shí)間較長(zhǎng)，副產(chǎn)物如甲酸、乙醛、醚類等雜質(zhì)含量較高，影響產(chǎn)品品質(zhì)；3)該反應(yīng)為典型的氣液反應(yīng)，傳質(zhì)不充分會(huì)影響產(chǎn)品生成效率；4)系統(tǒng)中催化劑活性組分易于在低一氧化碳氛圍下失活析出，造成貴金屬催化劑損失，不利于成本控制；5)常規(guī)攪拌反應(yīng)釜以機(jī)械攪拌的方式進(jìn)行混合，在甲醇羰基化合成醋酸和醋酸甲酯羰基化合成醋酐反應(yīng)中有大量腐蝕性介質(zhì)，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)的軸封和攪拌設(shè)備具有強(qiáng)烈的腐蝕作用，常造成攪拌設(shè)備損壞，難以實(shí)現(xiàn)持續(xù)、穩(wěn)定和安全運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種采用微通道反應(yīng)器合成醋酸或醋酐的工藝系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明的一方面提供一種采用微通道反應(yīng)器合成醋酸或醋酐的工藝系統(tǒng)，包括一級(jí)微通道反應(yīng)器、二級(jí)微通道反應(yīng)器、閃蒸罐和精餾塔；

所述一級(jí)微通道反應(yīng)器用于制備活性催化劑母液，設(shè)有：第一物料進(jìn)口，用于輸入催化劑母液和CO；第一物料出口，與所述二級(jí)微通道反應(yīng)器連通；