甲醇和醋酸的一氧化碳羰基合成法生產(chǎn)醋酐分兩步進(jìn)行:首先是甲醇和醋酸在無機(jī)酸(濃硫酸)催化劑作用下完成酯化反應(yīng),生成醋酸甲酯。然后,醋酸甲酯和甲醇與一氧化碳在催化劑存在下,進(jìn)行羰基化反應(yīng)生成醋酐。
(1)酯化工段 工藝流程見圖3-6。
本工段主要通過醋酸和甲醇在無機(jī)酸為催化劑的作用下直接生成醋酸甲酯,但由于反應(yīng)生成的水能抑制反應(yīng)速度,在工業(yè)生產(chǎn)過程中其轉(zhuǎn)化率一般為50%~90%,主要通過醋酸過量多少倍來控制。其生產(chǎn)過程一般為:來自醋酸槽的新鮮醋酸以一定流量進(jìn)入酯化塔(T101)的精餾段,無機(jī)酸催化劑也以一定的量進(jìn)入酯化塔(T101)的精餾段,而同時(shí)甲醇以一定的量從塔提餾段進(jìn)入,物料在塔內(nèi)發(fā)生酯化反應(yīng)并進(jìn)行分離,塔頂?shù)玫酱姿峒柞サ娜卜挟a(chǎn)物,塔底得到含酸的廢水產(chǎn)物進(jìn)入脫酸塔(T102)進(jìn)一步分離,塔頂?shù)玫胶状己王サ墓卜挟a(chǎn)物返回酯化塔(T101),塔側(cè)線得到廢水去焚燒,塔釜混酸產(chǎn)物返回酯化塔(T101)循環(huán)使用。
酯化塔主要要控制好塔的進(jìn)料配比、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的控制、塔壓及塔溫的控制。操作參數(shù)為:塔壓 常壓;塔溫 55~105℃;回流比 1。
(2)羰基合成工段 工藝流程見圖3-7和圖3-8。
將酯化工段送來的醋酸甲酯混合物送入配料釜(R201)配成一定的羰基化混合原料,按一定流量送入羰基化反應(yīng)釜(R202),經(jīng)加熱至一定溫度、一定壓力,與CO發(fā)生羰基合成反應(yīng),反應(yīng)液經(jīng)閃蒸蒸發(fā)器(R203)閃蒸蒸發(fā)后,一部分送往分離系統(tǒng),一部分含催化劑的物料循環(huán)至羰基化反應(yīng)釜(R202),羰基反應(yīng)釜的高壓不凝性氣體經(jīng)冷卻分離后送往吸收系統(tǒng),經(jīng)吸收后回收其中的有用成分,尾氣送入尾氣回收系統(tǒng)進(jìn)一步處理后返回CO工段;閃蒸蒸發(fā)液經(jīng)脫輕塔(T201)、醋酸塔(T202)回收其中的輕組分返回羰基反應(yīng)釜(R202),醋酸塔釜液經(jīng)醋酐塔(T203)分離后塔頂?shù)玫酱佐虚g品,該中間品需經(jīng)過精制系統(tǒng)精制后方可得到醋酐成品,塔釜焦油經(jīng)回收其中有用物質(zhì)后進(jìn)行焚燒處理。
羰基反應(yīng)主要要控制好反應(yīng)釜的反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度、反應(yīng)停留時(shí)間及反應(yīng)副產(chǎn)物的控制。
閃蒸蒸發(fā)器主要要控制好催化劑的失活和結(jié)焦、催化劑的流失和捕集、催化劑的再生與循環(huán)。
產(chǎn)品分離系統(tǒng)主要要控制好催化劑和助催化劑的回收、產(chǎn)品純度的控制及后續(xù)精制加工。
尾氣吸收系統(tǒng)主要要控制好助催化劑的回收,尾氣的凈化處理要徹底。
羰基合成工段主要操作參數(shù):反應(yīng)壓力 2.0~6.5MPa;反應(yīng)溫度 120~200℃:閃蒸壓力 0.5~1.5MPa;輕餾分塔壓力 0.4MPa;醋酸塔壓力 常壓;醋酐塔壓力 常壓;吸收塔壓力 常壓。