发布时间 : 星期六 文章年产20万吨甲醇低压羰基化制醋酸工业设计毕业设计（论文） 2更新完毕开始阅读39249a38a8114431b90dd84f
第三章甲醇羰基化制备醋酸
第三章 甲醇羰基化制备醋酸
3.1 甲醇羰基化制备醋酸
3.1.1 甲醇羰基化法
该法以甲醇和C0为原料，经羰基化合成醋酸。CH3OH+CO—CH3COOH甲醇法的优点是原料路线多样化，以煤焦、天然气、重油为基本原料，特别适用于煤化工，副产物少，三废少，且易于处理，催化剂活性高，寿命长，用量少，但由于物料的腐蚀性较强，其设备、管道阀门、管件、仪表等需采用昂贵的特种合金，因而投资要大一些。 3.1.2 甲醇羰基化法分类
甲醇羰基化法根据合成压力分高压法和低压法两种。高压法以羰基钴为催化剂，碘为助催化剂，在温度250℃、压63．74MPa条件下羰基化反应合成醋酸，收率88％-90％。低压法以三氯化铑为催化剂，一碘甲烷为助催化剂，在温度150℃、压力3MPa条件下羰基化反应合成醋酸。同低压法相比，高压法投资要高一些，能耗高，分离流程复杂，目前已经被低压法所取代。低压甲醇羰基化法是当前工业化方法中最佳的生产方法，但其催化剂铑昂贵，反应液中含腐蚀性极强的碘是该法的美中不足之处。
3.2甲醇羰基化法的改进
主要表现在催化剂的改进、低水技术和工艺流程的改进等方面。 3.2.1甲醇低压羰基化法的改进
低压甲醇羰基化法工艺流程的改进主要集中在两个方面，第一是双反应器串联工艺，串联的第二个反应器可使第一个反应器未反应完全的原料充分反应，以提高反应效率，并减轻分离精制和尾气回收系统的负荷，这一技术国内外均有进展，但特点各有不同。国内西南化工研究设计院为了解决催化剂沉淀问题，采用加一个转化器，降低反应液中水含量等措施提高反应转化率，使易分解沉淀得铑催化剂能承受加热；在取出粗产品醋酸时采用蒸发流程，与BP传统工艺不同的是采用蒸发流程可大大提高粗产品中醋酸的含量，减少母液循环量，降低分离工段的负荷；尾气吸收采用甲醇为吸收剂，与醋酸吸收剂相比吸收效
9
第三章甲醇羰基化制备醋酸
果好，吸收剂用量少，对设备腐蚀性小。第二方面是气相甲醇羰基化工艺，其目的是克服液相法存在的催化剂流失、设备腐蚀、产物分离精制较复杂等缺点，国外对此竞相研发，但仍停留在实验室研究阶段。低压甲醇羰基化法无论是催化剂，还是工艺流程和设备都在不断改进，不断提高，有利地促进了生产装置的大型化、能耗降低、成本下降和竞争力的提高。
3.3用于低压甲醇碳基化法制醋酸的催化剂
有两类:贵金属催化剂(以Rh系为代表)、非贵金属催化剂(以Ni系为代表)。Rh系金属的活性很高，尤以Rh的活性最高。
催化剂载体、配体与助催化剂对催化剂的性能影响亦较大。载体主要有:5102、A12O。、MgO、碳黑、活性炭(AC)、硅胶、沸石分子筛、碳分子筛(Yh，由聚偏二氯乙烯热裂解制得的特殊碳化物)等，其中，以活性炭及碳分子筛对提高甲醇气相拨基化活性最为有利。配体以含氮族、氧族元素的碱性有机基团或化合物分子为好。助催化剂以卤素或卤化物及其它质子极性溶剂为佳，卤素以碘为最好，一般采用碘甲烷。对Ni系催化剂而言，除碘甲烷外，醋酸盐和嘧啶类盐等反应也有明显的助催化作用。其中，以极性为5.73x10一3OC·m的溶剂为最好。
3.4甲醇低压羰基化制醋酸工艺流程
甲醇低压羰基化法合成醋酸工艺主要包括CO造气和醋酸生产两部分。造气工段主要包括造气、预硫、压缩、脱硫脱碳工序，醋酸生产又可分为反应工序和精制工序。反应工序包括：预处理、合成、转化等工段；精制工序包括：蒸发、脱轻、脱水、提馏、脱烷、成品等工段。简单工艺流程见图1-1。
10
第三章甲醇羰基化制备醋酸
图1-1甲醇低压羰基化合成醋酸简单工艺流程
3.4.1流程说明
反应工序：反应在搅拌式反应器中进行。事先加入催化液。甲醇加热到185 ℃从反应器底部喷入，CO用压缩机加压至2.74 MPa后从反应器底部喷入。反应后的物料从塔侧进入闪蒸罐，含有催化剂的溶液从闪蒸罐底流回反应器。含有醋酸、水、碘甲烷和碘化氢的蒸汽从闪蒸罐顶部出来进入精制工序。反应器顶部排放出来的CO2，H2，CO和碘甲烷作为松弛气进入冷却器，凝液重新返回反应器，不凝性气体送吸收工序。反应温度130~180 ℃，以175 ℃为最佳。温度过高，副产物甲烷和二氧化碳增多。
精制工序：由闪蒸罐来的气流进入轻组分塔，塔顶蒸出物经冷凝，凝液碘甲烷返回反应器，不凝性尾气送往吸收工序；碘化氢、水和醋酸等高沸物和少量铑催化剂从轻组分塔塔底排除再返回闪蒸罐；含水醋酸由轻组分塔侧线出料进入脱水塔上部。
脱水塔塔顶馏出的水尚含有碘甲烷、轻质烃和少量醋酸，仍返回吸收工序；脱水塔底主要是含有重组分的醋酸，送往重组分塔。
重组分塔塔顶馏出轻质烃；含有丙酸和重质烃的物料从塔底送入废酸汽提塔；塔侧线馏出成品醋酸。
重组分塔塔底物料进入废酸汽提塔，从重组分中蒸出的醋酸返回重组分塔底部，汽提塔底排出的废料，内含丙酸和重质烃，需做进一步处理[9]。
在吸收工序中，用甲醇吸收所有工艺排放气中的碘甲烷，吸收富液泵送回反应器，经过吸收后的气体排放至火炬焚烧放空。
11
第四章Aspen模拟软件简介
第四章 Aspen模拟软件简介
12