年产15万吨甲醇低压羰基化合成醋酸工艺设计(7)
甲醇羰基化反应是由德国BASF公司最早发现，催化剂为碘化钴(CoI2)，BASF合成工艺反应温度约250 ℃，压力高，为6.89 MPa，以甲醇和CO计，醋酸选择性分别为90 %和70 %，通过五塔蒸馏可得纯度为99. 8 %的醋酸产品[7]
2.3.4.2 孟山都(Monsanto)/BP工艺
70年代中期，孟山都(Monsanto )开发出高活性的铑系催化剂用于甲醇羰基化，由于它选择性高、副反应少、操作条件不苛刻，故把该工艺视为从C1原料制C2化学品进程中的一个里程碑。孟山都(Monsanto ) /BP工艺用添加有碘化物的铑基金属均相催化剂，反应在较低温度180 ℃和压力3.5 MPa下进行，有很高的选择性(以甲醇计大于99%，以CO计大于70% ) [8]。1986年，孟山都(Monsanto )将甲醇制醋酸技术出售给BP公司，经BP进一步开发改进形成了目前生产能力占主导地位的孟山都(Monsanto )/BP工艺。
2.3.4.3 Celanese低水含量工艺
Celanese低水含量工艺进行了催化剂方面的改进。该工艺在铑系催化剂中添加高浓度的无机碘化物(主要是碘化锂)以增强催化剂体系的稳定性，允许反应器中的水含量大大降低同时又可稳定保持具有较高的反应速度，从而使新工艺的分离成本得以大大降低[9]。
比传统的孟山都(Monsanto ) /BP工艺产能增加，单位产品的公用工程消耗和投资成本降低；缺点是高浓度的碘盐导致设备腐蚀增加，产品中残留碘盐量升高。产品中碘盐含量过高可能会影响醋酸下游产品。
2.3.4.4 BP化学的CATIVA工艺
BP化学公司于1996年成功开发出基于甲醇羰基化的CATIVA醋酸新工艺。CATIVA工艺以金属铱作主催化剂，并加入一部分铼、钌和锇等作助催化剂。新型铱催化剂在适当压力和温度下，反应速度和目的产品选择性均较高[10]。
与传统孟山都(Monsanto)/BP工艺相比，CATIVA的优势在于：铱催化体系的活性高于铑催化体系；副产物少；可在低含水量 (≤8% )的情况下操作。这些技术若用于现有装置改造，可在较低投资情况下增加装置产能，而且由于含水量低也带来了蒸汽消耗下降和CO转化率的改善。
2.3.4.5 UOP/Chiyoda Acetica工艺
Chiyoda公司开发出了具有热稳定性的聚合物载体聚乙烯吡啶和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)交联共聚物。以此为基础，该公司开发出了Acetica醋酸生产新工艺。此工艺由Chiyoda和UOP联合开发而成，它采用多相负载催化剂和鼓泡塔反应器进行甲醇羰基化。
以甲醇和CO为原料，使用添加有碘化甲烷助剂的聚乙烯吡啶树脂的负载铑系催化剂。多相催化剂可得到高的产率，改善铑系催化剂的性能，醋酸产率以甲醇计高于99%[11]。该工艺合成反应器可在低水含量(3%~8% )条件下操作。反应器内HI浓度低，腐蚀问题小，而且与传统工艺相比，新工艺副产物生成少，产品纯度高。
2.4 生产方案的确定
对比醋酸生产的各种工艺，孟山都(Monsanto ) /BP工艺最为经济且技术先进，原料转化率高。该工艺操作条件不苛刻、生产的醋酸产品质量高使得该工艺在我国广泛引进应用，而且该工艺还有原料便宜、来源合理、工艺先进，催化剂性能稳定、选择性好、活性高，副反应少、建设费用少、设备紧凑、占地面积小、公用工程消耗低，成本低等诸多优点。
与乙醛氧化法、乙烯氧化法相比，甲醇低压羰基法合成醋酸工艺的优势显而易见。甲醇低压羰基法合成醋酸工艺包括：孟山都(Monsanto ) /BP工艺及其改进工艺，而其改进工艺主要是对原工艺中催化剂的改进，原工艺路线未改变。本文的主要目的是采用甲醇低压羰基法合成醋酸工艺路线的设计，故仍采用传统孟山都(Monsanto ) /BP工艺完成年产15万吨醋酸精制工段设计的任务。
上一篇：二氧化硅空心球的制备及性能研究
下一篇：铁锑合金电镀工艺研究