[发明专利]生产醋酸乙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产醋酸乙烯的方法，特别地涉及一种能耗得到降低的生产醋酸乙烯的方法。

背景技术

醋酸乙烯(VAC)，也称为醋酸乙烯酯，是一种重要的有机化工原料。通过自身聚合或与其它单体共聚，醋酸乙烯可以生成聚乙烯醇(PVA)、醋酸乙烯─乙烯共聚物(EVA)、聚醋酸乙烯(PVAC)、醋酸乙烯─氯乙烯共聚物(EVC)等等产物。这些产物的用途十分广泛，一般可用于粘接剂、纸张或织物的上胶剂、油漆、墨水、皮革加工、乳化剂、水溶性膜、土壤改良剂等方面。

一般而言，醋酸乙烯的生产工艺路线有乙烯法和乙炔法两种。在世界范围内，目前乙烯法生产占主导地位。乙烯法醋酸乙烯生产过程是将原料乙烯、氧气和醋酸气体送入反应器与催化剂接触，在0.5-1.4MPa（G）压力和130～220℃温度下反应生成VAC、水及少量副产物，高温反应气体经过多级冷却、冷凝后进入气体分离塔，以达到气液分离的目的。未反应乙烯气体返回压缩机。冷凝的醋酸和VAC混合液送精馏工序进行VAC的精制。

乙烯法醋酸乙烯生产装置在运行初期，反应器汽包在较长的时间内只产生低压蒸汽。由于低压蒸汽温度较低无法满足其它设备的加热需求，因此实际生产中这部分蒸汽被长期放空，直至压力达到要求。该放空时间依据反应器升温速度不同而不同，少则3-5个月，多则6-8个月，这造成了能量的巨大浪费。

此外，对于醋酸乙烯生产装置反应器出口的高温反应气体，一般采用管壳式换热器对该高温反应气体进行多级冷却冷凝，其中反应气体冷凝器的管方为工艺介质，壳方为冷却介质。为了防止壳方结垢，生产中是以无离子水为冷却介质。这不仅造成无离子水的大量消耗，并且还需要单独的无离子水冷却系统来提供符合温度的无离子水；这导致操作复杂并且设备投资较大。

一般地，在乙烯法醋酸乙烯生产工艺中，气体分离塔第一冷却器采用多管程管壳式换热器，无法实现全逆流操作，需要消耗大量冷却水。另外，乙烯法醋酸乙烯生产工艺的精馏段的醋酸塔凝液冷却器及粗VAC塔凝液冷却器都是要将塔顶物料过冷至37℃后进入分相器，分离出的粗VAC进入后续精馏塔进一步处理；所采用的冷却器都是管壳式换热器，换热温差小，冷却水消耗量大。

随着对节约能源，提高能源利用效率的重视，开发低能耗的醋酸乙烯生产方法是非常有利的。

本发明的一个目的就在于提供一种醋酸乙烯生产方法，该方法通过对过程的集成与强化，改变与优化工艺流程，减少蒸汽及循环水的用量，大幅度降低醋酸乙烯生产的能耗。

发明内容

一般地，本发明涉及一种生产醋酸乙烯的方法，特别是乙烯气相氧化生产醋酸乙烯的方法。

根据本发明的一个方面，本发明涉及一种乙烯气相氧化生产醋酸乙烯的方法，其包括任选的乙烯制备过程，醋酸乙烯合成过程和醋酸乙烯精制过程。

一般地，在本发明的乙烯气相氧化生产醋酸乙烯的方法中，乙烯、氧气和醋酸在醋酸乙烯合成反应器中在催化剂的作用下转变为醋酸乙烯。

对于所述催化剂，可以使用本领域中已知的用于乙烯气相氧化生产醋酸乙烯的催化剂，例如USI催化剂和Bayer催化剂。本领域技术人员理解，也可以使用其它能够实现乙烯气相氧化生产醋酸乙烯的催化剂。根据本发明的一个优选实施方案，本发明的方法使用Bayer催化剂。关于所述催化剂的详细描述，可参见《乙烯衍生物工学》，第九章，第9.2.1节，化学工业出版社，1995年7月，其全部并入本文作为参考。

对于用于乙烯、氧气和醋酸反应来制备醋酸乙烯的反应器，可以使用本领域中已知的用于乙烯气相氧化生产醋酸乙烯的反应器。例如，可以使用《乙烯衍生物工学》，第九章，第9.3.3节，化学工业出版社，1995年7月，中描述的反应器。

本发明的方法使用的原料之一是乙烯。该乙烯可以是商购的乙烯，例如来自石油化工厂或者其他来源。

作为选择，在本发明的一个实施方案中，所述乙烯可以是在本发明的方法中的乙烯生产段（即乙烯制备过程）中由乙醇制备的。例如，CN101798265A公开了一种由生物乙醇制备醋酸乙烯的方法，其全部内容并入本文作为参考。