[发明专利]利用释放的反应热制备乙酸乙烯酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备乙酸乙烯酯的方法，其是通过乙烯与乙酸及氧的反应，利用释放的反应热以非均相催化的连续气相法制备。

背景技术

乙酸乙烯酯以连续方式、利用纯化产品流的循环制得。在非均相催化气相制备方法中，乙烯与乙酸及氧在固定床或流化床催化剂上反应，该催化剂通常包括位于载体上的钯和碱金属盐，且可另外掺杂金、铑或镉。

通常在1至30巴的压力(此处及下面的压力值均以巴计)及130℃至200℃的温度条件下，在固定床管式反应器内或流化床反应器内，起始原料乙烯、氧及乙酸发生放热反应制得乙酸乙烯酯：

C₂H₄+CH₃COOH+0.5O₂＝＞CH₃COOCH＝CH₂+H₂O

乙烯的转化率约为10％，乙酸的转化率约为20至30％及氧的转化率为高达90％。

在制备乙酸乙烯酯的过程中，循环主要由乙烯、二氧化碳、乙烷、氮及氧组成的气体混合物(通常含有60至70体积％乙烯的循环气)。在该固定床管式反应器或流化床反应器的上游将该气流与反应物乙酸、乙烯及氧掺和，并通过由加热蒸汽操作的热交换器将其升温至反应温度。乙酸循环气的浓缩通常通过加热蒸汽加热的乙酸饱和器或乙酸汽化器进行。在反应后，将反应生成物及未反应的乙酸从循环气中冷凝出来并送去作分离净化处理。在用乙酸操作的洗涤器内将未冷凝出来的生成物洗涤出去。

在再次与起始原料掺和前，将该循环气或其部分中生成的二氧化碳完全除去。

在多级的通常蒸汽加热的蒸馏方法中，将生成物乙酸乙烯酯及水与冷凝出来的未反应乙酸彼此分开。通常蒸馏步骤包括去水、共沸蒸馏、纯蒸馏、副产物去除、废水纯化、残余物分离净化处理及低沸点物质与高沸点物质的去除。用于分离净化处理的乙酸乙烯酯生产厂可视客观条件有所应变。

通过在1至10巴的压力下蒸发水的冷却作用来设定固定床管式反应器内或流化床反应器内的反应温度(130℃至200℃)。这样形成蒸汽，即制备方法产生的蒸汽(process-generated steam)，其温度为120℃至185℃及压力为1至10巴，优选的为2.5至5巴。该蒸汽有时可以达到某种过热程度。在此情况下，该温度高于各个制备方法产生的蒸汽压力下的沸点。该制备方法产生的蒸汽可用于加热制备乙酸乙烯酯的其它步骤，例如加热用于产物混合物分馏的各个蒸馏塔。日本专利JP-A02-091044中描述了该程序。

反应温度由蒸发水冷却的操作压力及所形成的制备方法产生的蒸汽设定。操作期间催化剂活性的降低通过升高反应温度，亦即蒸发水冷却的操作压力及所形成的制备方法产生的蒸汽的操作压力来补偿。该反应温度及该制备方法产生的蒸汽温度则随时间变化，因而导致制备方法产生的蒸汽的利用问题。为了节省催化剂、使其选择性最佳化及使二氧化碳的形成减至最低，在低反应温度(对应于低的制备方法产生的蒸汽压力)下操作该乙酸乙烯酯的反应时间尽可能长。

此处有一个缺点是由于温度及压力水平低，该制备方法产生的蒸汽仅可用于加热一些压力步骤。例如，所述压力步骤走为脱水塔、废水纯化、残留物分离净化(通常在真空条件下操作)、循环气加热器及不同种类的乙酸蒸发器及加热器。对于其它制备步骤，例如共沸蒸馏或纯蒸馏，必须引进外来的、较高等级及经常过热的加热蒸汽，其通常温度为160℃至250℃及压力为5巴至15巴。另一缺点是制备方法反应器的冷却作用，在该制备方法反应器内发生放热气相反应，由于该制备方法产生的蒸汽的压力及温度水平，制备方法产生的蒸汽多于乙酸乙烯酯制备及纯化加工步骤中所消耗的蒸汽。在制备过程中，加热通常仅消耗约75至80重量％所形成的制备方法产生的蒸汽。制备方法产生的蒸汽的使用量主要视所选设备的尺寸及该工厂操作所用加热蒸汽的压力水平而定。

可冷凝残余量，其导致能量的完全损失，或可选择将其送至集成工厂的其它部门。然而，就组织及设备而言，此种方式太复杂。此外，低压蒸汽绝大多数用于加热优选产品输送管道或厂房，所以随季节而起伏变化，且时常不能进一步完全利用。

发明内容

所以本发明的目的是提供一种利用释放的反应热制备乙酸乙烯酯的方法，其中在放热气相反应器内所形成的制备方法产生的蒸汽可在乙酸乙烯酯制备中进一步完全加以利用。

本发明提供一种制备乙酸乙烯酯的方法，该方法是利用