[发明专利]一种甲醇低压羰基化合成醋酸的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种甲醇低压羰基化合成醋酸的方法及其装置，属于化工技术领域。

背景技术

在醋酸的合成方法中，最具商业价值的是甲醇低压羰基合成醋酸，该方法最先出现在 美国专利No.3,769,329。在包含催化剂(主要为第VIII族金属催化剂，如铑和铱等)和 卤素助催化剂(如碘甲烷)的含水反应液体介质中，一氧化碳对烷基醇或者其衍生物进行 羰基化反应，得到羧酸或者其衍生物，尤其与甲醇进行羰基化反应，得到醋酸。

典型的铑基催化剂的低压羰基合成醋酸方法包括美国专利No.3,769,329公开的“高 水”羰基化法，反应液中通常使用14-15％(wt)的水浓度，以确保催化剂的稳定性和活性。 美国专利No.5,001,259的“低水”羰基化法向反应液中添加碘盐(如碱金属碘盐碘化锂) 用作催化剂稳定剂，可将反应液体中的水浓度控制到低至2％，从而减少从粗制醋酸中脱 除水分的成本。美国专利No.5,672,743则采用铱基催化剂。

已有的典型的醋酸的生产过程如图1所示，甲醇和一氧化碳从底部连续加入含反应液 的反应器1中，在所需的一氧化碳分压下，甲醇进行羰基化反应，生成醋酸。从反应器顶 部出来的包含未反应的一氧化碳及其它组分的反应尾气排放或者加以回收。

从反应器中部抽出包含醋酸产品的反应液并加入蒸发器2中，闪蒸后得到的蒸汽包含 助催化剂碘甲烷及其它较轻组分和产物醋酸。从蒸发器底部出来的含有催化剂和其它较重 组分的反应残液再循环到反应器中参与反应。

出自蒸发器顶部的蒸汽被送入脱轻塔3，脱轻塔的塔顶馏分经冷凝器4冷凝后在倾析 器5中分离成含水的轻相和主要为碘甲烷的重相。轻相的部分回流到脱轻塔的上端，剩余 部分回到反应器，继续参与反应。重相直接循环回到反应器或者经过进一步处理后循环回 到反应器参与反应。脱轻塔底部得到的液相中含有少量催化剂和其它重组分，与蒸发器底 部出来的反应残液一起回到反应器。

从脱轻塔的中部采出含水的粗制醋酸进入脱水塔7，在脱水塔底部得到成品醋酸，作 为产品送出装置或者送到后续工序进行进一步提纯，除去微量杂质。脱水塔顶部馏分经脱 水塔冷凝器8冷凝后进入回流罐9得到的冷凝液，主要为含水的稀醋酸溶液，部分稀醋酸 溶液回流到脱水塔的上端，剩余部分回到反应器，继续参加反应。

在典型的羰基合成醋酸方法中，闪蒸器通过闪蒸的方法，回收绝大部分含催化剂的反 应残液，闪蒸汽相中夹带的少量催化剂在脱轻塔下部回收后，从脱轻塔底部排出，与蒸发 器底部得到的反应残液一起循环回到反应器。

在典型的羰基合成醋酸方法中，水的回收通过两个设备完成，部分水通过脱轻塔顶部 馏分冷凝后分成的轻相回到反应器，剩余部分的水则通过脱水塔顶部馏分冷凝后得到的稀 醋酸溶液回到反应器。

为了维持倾析器中冷凝液的分相，要求控制一定含量的水含量，同时为了维持脱轻塔 和脱水塔的正常操作，需要调整脱轻塔和脱水塔的水含量分配，这无疑增加了整个装置的 操作难度。水在脱轻塔和脱水塔中被重复加热和冷凝，也增加了装置的能耗，增加了醋酸 的生产成本。

发明内容

本发明的目的是提出一种甲醇低压羰基化合成醋酸的方法及其装置，简化醋酸制备的 流程路线，并将有关设备合二为一，以减少装置的设备投资，同时减少操作控制的难度， 降低能耗。

本发明提出的甲醇低压羰基化合成醋酸的方法，包括以下步骤：

(1-1)甲醇和一氧化碳连续加入装载有反应液的反应器中，甲醇与一氧化碳进行羰 基化反应，生成醋酸，加入质量百分比为：甲醇∶一氧化碳＝1∶0.9-0.95，反应温度为 170-200℃，反应压力为2-3MPa。

其中反应液中各成分的质量百分比为：

第VIII族金属基催化剂            0.005-0.2％

碘甲烷                          2-30％

醋酸                            30-75％

水                              0.01-20％

醋酸甲酯                        0.01-20％