醋酐生产工艺介绍

醋酐生产工艺介绍

想了解醋酐生产工艺吗？今天我到好多网站上都没有找到，忽然想起好久之前注册的万客化工网，或许会有吧，没想到还真让我找到了，呼呼~~

生产工艺

工业化的醋酐生产工艺有三种：乙醛氧化法、乙烯酮法和醋酸甲酯羰基化。

1.1

乙醛氧化法

乙醛氧化法技术来源为加拿大Sha Winigan化学公司。生产工艺如下：乙醛和氧在60℃、101 kPa或70℃、600-700kPa条件下进行氧化反应，用氧气或空气作氧化剂，以醋酸乙酯为溶剂，醋酸钴为催化剂，醋酸铜为促进剂。乙醛与氧气(过量约1%-2%)反应首先生成过氧醋酸，过氧醋酸再与乙醛反应生成醋酐和醋酸。在此条件下，乙醛转化率为95%，醋酐及醋酸产率的质量比为56：44。醋酐的总收率为70%-75%。通过改变工艺条件，可以提高醋酐的产率。反应方程式为：

CH3CHO+O2→CH3COOOH；

CH3COOOH+CH3CHO→CH3COOOCH(OH)

CH3(单过氧醋酸酯)；

CH3COOOCH(OH)CH3→(CH3CO)2O+H2O；

CH3COOOCH(OH)CH3→2CH3COOH。

每吨醋酐消耗乙醛1.165 t，标准状态空气2300 m3。乙醛氧化法流程简单，工艺成熟，但腐蚀严重，消耗较高，已逐渐被淘汰。在国外已被醋酸甲酯羰基化和乙烯酮法所替代。我国上海化学试剂总厂这种装置已经处于停产状态。

1.2

乙烯酮法

乙烯酮法按照原料不同又可以分为：醋酸法和丙酮法。

1.2.1

醋酸法

醋酸法技术来源为德国Wacher化学公司。生产工艺如下：第一步，醋酸在700-750℃、10-20kPa的压力及0.2%-0.3%磷酸三乙酯(按醋酸质量计)作催化剂的条件下，裂解脱水制成乙烯酮，醋酸转化率约为85%-90%，对乙烯酮的选择性(物质的量计)约为90%-95%。反应方程式为：

CH3COOH→CH2=C=O+H2O+147 kJ/mol。

第二步是液体乙酸吸收乙烯酮生成醋酐，经精馏提纯制得成品醋酐，乙烯酮的转化率约100%。反应方程式为：

CH3COOH+CH2=C=O→(CH3CO)2O+62.8kJ/mol。

该生产工艺是德国Wacher化学公司开发成功的，并于1936年实现工业化。现有两种生产流程：

其一，为塔式流程。用4个填料塔进行合成与分离。每吨醋酐的消耗定额为，醋酸1.35t，催化剂1.5-2kg，氨0.7-1.0kg，回收醋酸100-160kg。

其二，为液环泵流程。以液环泵为反应及吸收设备。该流程十分简单，正在取代塔式流程。每吨产品的消耗定额为，醋酸1.22 t，裂解率75%，合成收率96%。

1.2.2

丙酮法

生产工艺如下：

第一步是丙酮在700-800℃、常压、没有催化剂的条件下进行裂解反应。反应方程式为：CH3COCH3→CH2=C=O+CH4-79.53 kJ/mol。

第二步是液体乙酸吸收乙烯酮生成醋酐。反应方程式为：

CH2=C=O+CH3COOH→(CH3CO)2O+62.8kJ/mol。

但在相同规模下，丙酮法和醋酸法比较，丙酮法需要较大的裂解炉、吸收塔和洗涤塔，并增加了循环丙酮-水的蒸馏分离等辅助设备，项目建设费用高。同时，丙酮法的生产成本也较高。

乙烯酮法相对乙醛氧化法和醋酸甲酯羰基化工艺来说，流程复杂，副反应多，能耗较大，利润较低。由于生产技术相当成熟，在国外早期建设的装置应用该法，在我国仍普遍应用。

1.3

醋酸甲酯羰基化

1.3.1

液相羰基合成法

1973年，Halcon科学开发集团公司取得了醋酸甲酯羰基化生产的醋酐的专利。1983年，该公司与美国Eastman-Kodak公司合作建成了第一套羰基合成醋酐生产装置。Celanese公司也拥有此技术。生产工艺如下：首先是甲醇和醋酸在硫酸催化剂作用下生成醋酸甲酯，反应压力为常压，反应温度为65-85℃，醋酸转化率约100%。然后，醋酸甲酯与甲醇和一氧化碳在碘甲烷和铑系催化剂或镍系催化剂(因铑系催化剂催化活性是镍系催化剂的10倍，因此工业上多采用铑系催化剂)存在下，进行羰基化反应生成醋酐，并联产醋酸。反应压力为2.55 MPa左右，反应温度为180℃左右。其醋酐/醋酸比可以根据需要进行调节。反应方程式为：CH3COOH+CH3OH→CH3COOCH3+H2O；

CH3COOCH3+CO (CH3CO)2O；

CH3OH+CO→CH3COOH。

醋酸甲酯羰基合成法具有流程短、产品质量好、消耗低、三废排放少等优点，代表着醋酐生产技术的先进水平。目前，国外主要的醋酐供应厂均采用该工艺。液相工艺比气相工艺成熟。英国BP公司在Halcon合成醋酐和Monsanto羰基化制醋酸工艺的基础上，成功开发了甲醇羰基化联产醋酐-醋酸工艺，并于1987年实现工业化(图1(略))。

1.3.2

气相羰基合成法

气相羰基合成法是Hoechst公司于1986年开发的，反应温度185-216℃，采用非均相负载催化剂。这种催化剂是将贵金属铑、铱、钯或铷载于二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁、二氧化钛等载体上，其中铑表现出最高的活性。气相法的酯化反应与液相法是相同的，羰基化反应与液相羰基化也是相似的。不同之处在于：液相羰基化法在液相状态进行醋酸甲酯的羰基化反应；而气相羰基化法反应在气相中进行，气相工艺取消了从反应液中回收催化剂。气相工艺可降低铑的损失，铑是固定在载体上而不在可偶然被冲洗掉的溶液中。气相工艺在投资方面优于液相工艺，但其公用工程费用消耗较高。

1.3.3

国内的羰基合成法

(1)2003年，江苏丹化集团、中科院和北京大学三家合作，建成国内第一套羰基化合成醋酐装置，装置规模为2万t/a醋酐(见图2(略))。该装置也可以调整生产醋酸甲酯，由兰州石化设计院承担工程总承包及设计，生产出的醋酐产品纯度达到99.5%以上，醋酸甲酯达到99.9%以上。每吨醋酐消耗定额为甲醇0.353 t，醋酸0.604t，CO为0.340t，催化剂0.44 z，蒸汽4.2 t，水147 t，电167kwh，仪表空气300m3。装置运行实践证明，我国自行研制的这套醋