甲醇羰基合成醋酸工艺中反应液水含量的控制.pdf

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1、第4期(总第167期)煤化工No．4(TotalNo．167)2013年8月CoalChemicalIndustryAug．2013甲醇羰基合成醋酸工艺中反应液水含量的控制李智，，2(1．兖矿国泰化工有限公司，山东滕州277527；2．青岛科技大学，山东青岛266042)摘要分析了甲醇羰基合成醋酸中铑系催化剂体系和铱系催化剂体系对反应液中水含量的要求，介绍了在兖矿国泰化工有限公司生产中应用的控制反应液中水含量的技术改造，通过控制关键部位水含量的平衡，从而进一步降低主反应区反应液中的水含量。生产实践表明，通过降低反

2、应液中水含量，反应系统得到优化，并降低了催化剂消耗量。关键词甲醇羰基合成，醋酸，反应液中水含量，控制文章编号：1005—9598(2013)～04—0035—04中图分类号：TQ225文献标识码：B目前醋酸生产代表性工艺主要有Monsanto公司轻组分去精馏r—+开发的采用Rh／CH。I催化剂体系的工艺，以及采用监测1闪蒸阀lIr／CH。I催化剂体系的Cativa工艺，对于任何一种生—卜_嵌一产工艺而言，反应液中水含量的降低将能达到以下4蒸精馏稀酸器种效果：(1)降低精馏过程水与醋酸分离的运行成本；反应液反应釜冷

3、却器l精馏重相(2)消除部分工艺扩产瓶颈，比如受到反应液循环量、监测点2闪蒸量的限制；(3)降低装置建设的一次性投资费用，部分设备可在产能不变的前提下，降低制造成本；(4)监测点3闪蒸液冷却器优化水在整个工艺过程的分配，可降低局部水含量过高对反应的抑制作用，使得整体反应速率提升。寒鎏I闪蒸环泵甲醇羰基合成醋酸工艺中反应液水含量的控制图1甲醇羰基合成醋酸"I-艺流程示意图是合成醋酸的关键技术之一，然而该技术受到催化剂稳定性的制约。国际通用的降低水含量的方法是添加气体，同时伴有部分水及产品醋酸。剩余的液相包含稳定剂或

4、采用稳定性较好的催化剂体系。本文介绍应溶解的催化剂，由闪蒸液循环泵送至反应釜，继续催用在兖矿国泰化工有限公司的一种新型反应液水含化反应。而反应釜一反应液循环泵一反应液冷却器一量的控制技术。反应釜这一工艺流程的目的是平衡反应中所放出的热量，其中反应液循环泵的人口位于反应釜液相中部1在不同工艺位置的反应液中水含量(图中未标出)。现行通用的甲醇羰基合成醋酸工艺流程基本相采用实际生产装置进行关键部位水含量过程监同，Monsanto工艺与Cativa工艺在羰基合成过程中控，并分别设计4个水含量监测点，其中监测点1代均采用闪

5、蒸循环流程，其示意图见图l。表反应釜上部的反应液水含量，监测点2代表闪蒸后甲醇、一氧化碳在反应釜内，在催化剂的作用下，的反应液水含量，监测点3代表反应釜中部的反应液发生羰基合成反应，反应液经过闪蒸阀的减压作用，水含量，监测点4代表反应釜底部的反应液水含量。进人蒸发器，此时轻组分(乙酸甲酯、碘甲烷)将成为由于水含量因Rh／CH。I催化剂体系与Ir／CHI催收稿日期：2013—03一O1作者简介：李智(1985一)，男，山东滕州，工程师，学士，2007年本科毕业于青岛科技大学应用化学专业，现从事羰基合成反应研究及醋酸

6、、丁醇相关技术工作，E-thai1：lihuachenyccc@163．eom。一36煤化工2013年第4期化剂体系而不同，也随生产装置实际负荷而变化，按求仍需将水质量分数控制在8％以上。23t／h甲醇进料量(30万t／a)采集数据，分别统计了2．2铱系催化剂水含量要求两种催化剂均在23t／h甲醇进料量条件下，不同反Ir／CH。I催化剂体系显著特点之一就是水含量对应釜水含量条件下的各部位水含量变化。两种催化剂反应速率的影响。无论在单一的铱系催化剂体系中，体系反应液中水含量分别见图2、图3(按不同水含量还是在有助剂

7、促进的催化剂体系中，伴随着水含量的分为6组，组分1水含量最低，组分6水含量最高)。降低，反应速率都将明显增加。在实际生产中，有钌作为助剂的铱系催化剂体系中，随着水含量的逐渐降15．低，反应速率先增加到一个最大值，再开始逐渐下降。类似于生成乙酸甲酯的原理，水含量对反应速率12．的影响可以解释为其对碘化氢的稳定所产生的影响。当水含量降低时，稳定的碘化氢含量随之降低。当水含量过于降低的时候，剩余的碘化氢将不足以促使催化剂形成阴离子形态[Ir(c0)I]。一◆一组分1一·一组分2一▲一组分3因此，Ir／CHI催化剂体系仍

8、有最小水含量的要一一组分4一一组分5一·一组分6求，根据生产实际经验，最佳含水量推荐值约5％，若图2Rh／CH3I催化剂体系反应液中水含量进一步降低反应液水含量，反应速率会受到阻碍。3反应液水含量控制技术＼籁在实际生产过程中，只需要将水平衡进行优化调皿Ⅲl{喀整，即可使反应液水含量较高的位置降低或者使反应液中水含量较低的位置提升，从而使得水在系统中重新分配。当提升了水含量