一种低压甲醇羰基合成醋酸的催化体系，采用铑的卤化物为催化剂，醋酸甲酯、碘甲烷为助催化剂，无机碘盐为稳定剂，该催化剂体系液体反应介质具体包含：质量浓度为０．０３－０．１２ｗｔ％铑催化剂（以铑金属计），０．３－１．０ｗｔ％碱金属离子、３－１５ｗｔ％碘离子，１－４ｗｔ％醋酸甲酯，１０－２１ｗｔ％碘甲烷、０．１－０．５ｗｔ％ⅧＢ族和ⅥＢ族金属元素，水４－１５ｗｔ％，余下为醋酸。本发明专利技术的低压甲醇羰基合成醋酸的催化剂体系与前文所述的“ｍｏｎｓａｎｔｏ”公司的低压甲醇羰基合成醋酸的生产技术的催化剂相比，具有更高的活性和选择性，反应的副产物更少。在本发明专利技术的催化剂配方和提纯工艺的结合下能够产出更高质量的醋酸产品。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及醋酸制备
，特别涉及一种低压甲醇羰基合成醋酸的催化剂体系，该催化剂体系具有更高的活性和选择性，反应的副产物更少，能够产出更高质量的醋酸产品。
技术介绍
自从美国孟山都公司开发了低压甲醇羰基合成醋酸的生产工艺后，低压甲醇羰基合成醋酸技术成为目前世界上生产醋酸的主要方法。已知低压甲醇羰基合成醋酸的生产工艺流程见《化工百科全书》，1991年4版第二卷719页。甲醇预热后与一氧化碳、返回的含催化剂母液、精制系统返回的轻馏分及含水醋酸一起加入反应器1底部，在温度175～200℃，总压3MPa(28.5atm)、一氧化碳分压1～1.5MPa下，反应后于反应器1的上部侧线引出反应液，闪蒸减压至200kPa左右，使反应产物与含催化剂的母液分离，后者返回反应器1(反应器1排出的气体含有一氧化碳、碘甲烷、氢、甲烷送入涤气塔6)。含粗醋酸、轻馏分的反应混合液以气相进入精制系统的第一个塔—脱轻塔2，脱出轻馏分，塔顶的气体(含碘甲烷、醋酸甲酯、少量甲醇)经蒸馏塔冷凝液槽7则进入涤气塔。脱轻塔2的釜液为含水粗醋酸，被送第二个塔—脱水塔3，脱水塔3底部的无水粗醋酸再被送入第三个塔—脱重馏分塔4。从脱重馏分塔4上部侧线引出成品酸，该塔釜液含丙酸40％及其他高级羧酸；脱重馏分塔4底部馏分中的醋酸最后被送到第四个塔是废酸蒸馏塔5，以回收利用。塔底排出重质废酸为产量0.2％，可焚烧或回收。三个塔与反应器1排出的气体汇总后的组成为CO 40～80％，其余20～60％为H2、CO2、N2、O2以及微量的醋酸、碘甲烷，一起在涤气塔6用冷甲醇洗涤回收碘后焚烧放空。为了保证成品中碘含量合格，在脱水塔3中要加少量甲醇使HI转化为CH3I；在脱重馏分塔4进口添加少量KOH使碘离子以KI的形式从釜底移出，可得到含碘5～40ppb的纯醋酸。该工艺中，采用铑的卤化物为催化剂、碘甲烷为助催化剂，在2.8-3.0MPa和175-185℃下实现了甲醇和一氧化碳羰基合成醋酸。由于反应体系中活性组分铑络合物-的不稳定性，使得从反应液中取出以醋酸为主的粗产品的方法，选用了多倍于甲醇的循环物料进行闪蒸，但其原料消耗、能耗高。随着相关生产工艺及技术的发展，对低压甲醇羰基化合成醋酸技术有了新的改进。反应液中催化剂的组成发生了很大的变化。其中催化剂中助催化剂醋酸甲酯和碘甲烷的含量提高、水含量降低，这在专利CN8510146、CN95117948、CN93108283、CN99101723、CN03116492等等专利中有明确的表示。在这些专利中，反应液的组成有了很大的变化，如催化剂体系中醋酸甲酯、碘甲烷的浓度与孟山都公司开发的早期低压甲醇羰基合成醋酸的生产技术中的反应液已经有很大的变化，醋酸甲酯浓度可以增加到30％wt，碘甲烷(卤代烷)的含量也可以上升到30％wt，催化剂中的水含量也从15％下降到4％以下，甚至是无水。随着这个反应液中催化剂组成的变化，对醋酸的提纯也有要求有变化。这增加了产品的成本。随着催化剂的组成改变一方面水在催化剂中含量降低，另一方面醋酸甲酯和碘甲烷在催化剂中含量增加。再则，无机碘盐稳定剂在闪蒸过程中抑制水的蒸发，促进醋酸、醋酸甲酯和碘甲烷的蒸发。两方面的作用使得进脱轻塔醋酸甲酯和碘甲烷的含量明显增加，两方面的作用使得进脱轻塔醋酸甲酯和碘甲烷的含量明显增加，醋酸甲酯含量在5-6％(wt)，碘甲烷含量在35-50％(wt)，使得该塔内部气相中醋酸甲酯和碘甲烷浓度提高、塔顶回流的流体中醋酸甲酯和碘甲烷也明显增加，造成从脱轻塔抽出的初产物醋酸，虽然含水降低但醋酸甲酯和碘甲烷的量明显增加，从而导致了脱水塔的出料和进料物流中含醋酸甲酯和碘甲烷增加，尤其是塔顶回流物中醋酸甲酯和碘甲烷含量增加，导致了该塔产品被醋酸甲酯和碘甲烷污染，因此有关催化剂体系改变造成进脱轻塔醋酸甲酯和碘甲烷的含量明显增加和从脱轻塔抽出的初产物醋酸、醋酸甲酯和碘甲烷的含量明显增加的现象。
技术实现思路
本专利技术的要解决的技术问题是提供一种具有更高的活性和选择性，反应的副产物更少，能够产出更高质量的醋酸产品的用于低压甲醇羰基合成醋酸生产工艺的催化体系。为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案是一种低压甲醇羰基合成醋酸的催化体系，采用铑的卤化物为催化剂，醋酸甲酯、碘甲烷为助催化剂，无机碘盐为稳定剂，该催化剂体系液体反应介质具体包含质量浓度为0.03-0.12wt％铑催化剂(以铑金属计)，0.3-1.0wt％碱金属离子、3-15wt％碘离子，1-4wt％醋酸甲酯，10-21wt％碘甲烷、0.1-0.5wt％VIIIB族和VIB族金属元素，水4-15wt％，余下为醋酸。以上述催化剂的组成，在反应器中，CO和甲醇在催化剂条件下，羰基化反应生成醋酸，反应器将含有催化剂和醋酸的反应液导出，在闪蒸器中进行减压闪蒸。通过闪蒸分离成气相和液相，液相中含催化剂，被循环回反应器。将闪蒸产生的气相进入第一精馏塔，也就是上文所说的脱轻塔(或者也叫轻组分塔)，在这个塔中湿醋酸从这个塔的侧面抽出，送入第二精馏塔，也就是上文所说的脱水塔(也叫干燥塔)，在这个湿醋酸中主要成分为醋酸和水，余下还含有少量的醋酸甲酯和碘甲烷。在第一精馏塔的塔顶气相冷凝后在倾析器中分成两个液相，除了第一精馏塔操作需要的回流，这两相均回反应器。送入第二精馏塔(脱水塔)的湿醋酸在这个塔中脱出水，塔底干燥的醋酸送入第三精馏塔，塔顶含水的醋酸冷凝成液相后返回反应器。干燥的醋酸送入第三精馏塔(脱重塔4)，脱去丙酸等重组分，产出合格的产品。本专利技术的低压甲醇羰基合成醋酸的催化剂体系与前文所述的“Monsanto”公司的低压甲醇羰基合成醋酸的生产技术的催化剂相比，具有更高的活性和选择性，反应的副产物更少。在本专利技术的催化剂配方和提纯工艺的结合下能够产出更高质量的醋酸产品。以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本专利技术。附图说明图1为本专利技术的催化剂体系应用于低压羰基化制醋酸的流程示意图。图中1为反应系统；2为脱轻塔；3为脱水塔；4为脱重塔；5为废酸塔；6为涤气系统；7为蒸馏塔冷凝液槽；8为倾析器；9为倾析器；39为冷凝器；40为冷凝器。具体实施例方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。在保持催化剂含有质量浓度为0.03-0.12wt％铑催化剂条件下(以铑金属计)；保持质量浓度在0.3-1.0wt％的碱金属离子；保持质量浓度在3-15wt％的I-离子；保持质量浓度在1-4wt％的醋酸甲酯；保持质量浓度在10-21wt％碘甲烷；保持水在质量浓度4-15wt％的任何一个浓度；保持含有质量浓度在0.1-0.5wt％的VIIIB族和VIB族金属元素；VIIIB族和VIB族金属元素在催化剂中与CO形成羰基络合物；余下为醋酸。上述催化剂体系含有能稳定主催化剂铑的稳定剂，这个稳定剂是由多种无机碘盐混合组成。只要无机碘盐能够溶解于水和醋酸混合溶液，并能提供足够的I-离子都可以作为稳定剂使用。由于多种碱金属碘盐能够溶解于水和/或醋酸溶液中，且溶解度很大，因此在催化剂体系中优选采用一种碱金属碘盐或两种以上碱金属碘盐的混合物作为稳定剂。如碘化锂、碘化钠、碘化钾中的一种或是两种以上的混合物。碱金属碘盐可以由相应本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低压甲醇羰基合成醋酸的催化体系，采用铑的卤化物为催化剂，醋酸甲酯、碘甲烷为助催化剂，无机碘盐为稳定剂，其中该催化剂体系液体反应介质具体包含：质量浓度为０．０３－０．１２ｗｔ％铑催化剂（以铑金属计），０．３－１．０ｗｔ％碱金属离子、３－１５ｗｔ％碘离子，１－４ｗｔ％醋酸甲酯，１０－２１ｗｔ％碘甲烷，０．１－０．５ｗｔ％ⅧＢ族和ⅥＢ族金属元素，水４－１５ｗｔ％，余下为醋酸。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈大胜，曹智龙，刘艳，吴文晶，
申请(专利权)人：上海吴泾化工有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。