甲醇羰基化制醋酸反应技术讨论

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1、甲醇羰基化制醋酸反应技术的探讨第六图书馆笔者主要根据甲醇羰基化动力学模型探讨了反应温度、反应物浓度和CO分压、催化剂浓度、水含量对甲醇羰基化反应的影响,指出此反应技术目前存在的问题,认为开发新型催化荆体系和改善反应器性能是今后研究的重点。笔者主要根据甲醇羰基化动力学模型探讨了反应温度、反应物浓度和CO分压、催化剂浓度、水含量对甲醇羰基化反应的影响,指出此反应技术目前存在的问题,认为开发新型催化荆体系和改善反应器性能是今后研究的重点。甲醇羰基化动力学模型反应温度反应器石油化工设计张炳琦上海吴泾化工设计院,上海2001222007第六图

2、书馆第六图书馆www.6lib.com竣汁技术石油化工设计PetrochemicalDesign2007，24(3)8—9甲醇羰基化制醋酸反应技术的探讨张炳琦(上海吴泾化工设计院，上海200122)摘要：笔者主要根据甲醇羰基化动力学模型探讨了反应温度、反应物浓度和CO分压、催化剂浓度、水含量对甲醇羰基化反应的影响，指出此反应技术目前存在的问题，认为开发新型催化荆体系和改善反应器性能是今后研究的重点。关键词：甲醇羰基化；动力学模型；反应温度；反应器醋酸作为重要的有机原料，主要用于生产醋[CH3fu1(cO)2I3]一+CO酸乙烯、醋酸

3、酯类、醋酸纤维、聚乙烯醇等；同时，一[CH3cOfu1(cO)2I3]一(7)作为聚酯工业PTA生产中的溶剂，每年醋酸的消[CH3co~(co)2I3]一+H20耗量非常大。甲醇羰基化制醋酸是当今世界比较一cH3cOOH+[rth(CO)2I2]一+HI(8)领先的方法。此法最早由德国BASF开发成功，但其中式(4)和(5)为快反应；式(6)为慢反应，由于反应条件苛刻，未实现工业化。1968年美国为整个反应的控制步骤。Mosanto公司uJ在BASF研究的基础上成功开发了甲醇羰基化是在反应液被高速搅拌、CO被充反应条件较为温和的甲醇

4、羰基第六图书馆化技术，并很快被分鼓泡和CO过量条件下进行的反应，CO被打碎推广。目前，国内已有上海吴泾、江苏索普、中国成很小的气泡，基本上排除了气相传质阻力的影四川等地采用此技术生产醋酸。www.6lib.com响，使整个反应在动力学控制下进行。此气液相反应可当做均相反应，采用经典的幂函数动力学1甲醇羰基化反应机理方程建立甲醇羰基化模型[。Mosanto开发的甲醇羰基化技术，即以甲醇和一氧化碳为原料，铑基化合物为主催化剂，碘化物：Kl[CH3OH]x[COlyERa]aEli(9)为促进剂，在反应温度175～185oC和压力2．8～

5、式中：CCHO．——cH3OH的浓度，moVcm3；3．8MPa的条件下进行的气液两相反应[]；在反应,￡——反应时间，min；开始前需加入醋酸溶液以诱导反应的进行。1——反应速率常数，(moVem3)‘“y-1／目前普遍认为此工艺条件的主反应为：min。CH3OH+CO—CH3COOH(AH=一136．07kJ／mo1)K1=Ae—盯(T>To)(1O)(1)式中：A——指前因子，(moVem3)‘“y一／min；副反应为：E——反应活化能，kJ／mol；CO+H2O—H2+CO2(2)卜反应温度，K；T>To(起始反应温度)。C

6、2H5OH+CO—C2H5COOH(3)据文献I2]报道，式(1)有五步反应：收稿日期：2007—05—02。CH3OH+CH3COOH—CH3COOCH3+H20(4)作者简介：张炳琦(1973一)，男，浙江余姚人。1996年CH3COOCH3+HI—CH3COOH+CH3I(5)毕业于华东理工大学煤4~x．-~-业(本料)；2002年毕业CH3I+[fu1(cO)2I3]一一[CH3fu1(c0)2I3]一于华东理工大学化学工程专业(硕士)；工程师。一直(6)从事_X_#gii计工作。联系电话：021—64343040转2853

7、http://www.6lib.com第六图书馆第24卷张炳琦．甲醇羰基化制醋酸反应技术的探讨·9·2影响反应速率的因素2．4反应液中水含量【】J一般来讲，反应温度和浓度(包括催化剂浓在铑基催化体系中，当水浓度(质量分数)大于度)是影响均相反应速率的主要因素。8％时反应速度与其无关；当水浓度(质量分数)小于2．1反应温度8％时反应速度才开始随水浓度降低而下降；在低水从动力学模型(9)中看出，反应温度主要是对含量时加人离子型碘化物，尤其是M族金属碘化反应速率常数产生影响。对式两边取对数，可得物，可以稳定铑基化合物，保持羰基化反应速度。

8、到ln+ln4(11)3甲醇羰基化技术现存问题及研究进展两边对求导，得到dlnK1E(12)dT—R甲醇羰基化技术目前存在的问题：①CO易发从式(12)可看出，活化能越大，E越大生水煤气重整反应，造成选择性不高；②副产物丙，也越酸含量