内容发布更新时间 : 2024/5/18 19:30:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

甲醇低压羰基化制醋酸

醋酸是最重要的有机酸之一。全世界产量约6.0Mt/a,主要用于合成醋酸乙烯、醋酸纤维、醋酸酯、金属醋酸盐等,也是制药、染料、农药、感光材料以及其他有机合成的重要原料。

1.醋酸生产方法评述

工业上生产醋酸的方法主要有3种:乙醛法、丁烷或轻油氧化法以及甲醇羰基化法。

(1)乙醛法 这是比较古老的生产方法。乙醛可由乙炔、乙烯和乙醇制得,1959年用乙烯直接氧化制乙醛(常称瓦克法)获得成功,现在已成为生产乙醛的主要方法。

乙醛生产醋酸的反应式为:

工艺过程为:将含5%～10%乙醛的醋酸液通入空气或氧气氧化,催化剂为醋酸锰或醋酸钴,反应温度50～80℃,反应压力0.1～1.0MPa。除主产物醋酸外,还有甲醛和甲酸等副产物生成。乙醛转化率90%以上,醋酸选择性大于94%。

(2)丁烷(或轻油)液相氧化法 20世纪50年代初在美国首先实现工业化。丁烷或轻油在Co,Cr,V或Mn的醋酸盐催化下在醋酸溶液中被空气氧化,反应温度95～100℃,压力1.0～5.47MPa,反应产物众多,分离困难,而且对设备和管路腐蚀性强,虽然能用廉价的丁烷和轻油作原料,除美国、英国等少数国家还继续采用外,其他国家对该法兴趣不大。

(3)甲醇羰基化法 以甲醇为原料合成醋酸,不但原料价廉易得,而且生成醋酸的选择性高达99%以上,基本上无副产物,现在世界上有近40%的醋酸是用该法生产的,新建生产装置多考虑采用这一生产方法,表5-5-04列出了目前世界上生产醋酸的2种主要方法的生产成本比较。由表5-5-04不难看出甲醇法不仅投资省,而且生产费用也低,对乙醛法有明显的优势。

2.甲醇低压羰基化制醋酸的工艺原理 (1)化学反应 主反应:

HI(或CH３I)为助催化剂.

副反应:

ＣＨ３ＣＯＯＨ＋ＣＨ３ＯＨ====ＣＨ３ＣＯＯＣＨ３＋Ｈ２Ｏ

２ＣＨ３ＯＨ====ＣＨ３ＯＣＨ３＋Ｈ２Ｏ ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２

此外,尚有甲烷、丙酸(由原料甲醇中含有的乙醇羰基化生成)等副产物。由上列副反应知,生成醋酸甲酯和二甲醚的反应是一个可逆反应。因此,在生产上可将它们返回反应器,以增产醋酸。反应中有部分CO因副反应转化为CO２,故以一氧化碳为基准,生成醋酸的选择性仅为90%。