甲醇羰基法制醋酸
甲醇羰基化生产醋酸技术分析
甲醇羰基化生产醋酸技术分析摘要：甲醇羰基化生产醋酸是一种重要的化学反应过程，该技术能够将甲醇与一氧化碳在催化剂的作用下转化为醋酸。
醋酸作为一种重要的化工原料，在化学工业中具有广泛的应用。
因此，研究甲醇羰基化生产醋酸技术具有重要的理论和实际意义。
通过对甲醇羰基化生产醋酸技术的分析，可以更好地理解该技术的基本原理和反应机制，为进一步优化反应条件和提高产醋酸的效率提供理论依据。
基于此，本文章对甲醇羰基化生产醋酸技术分析进行探讨，以供参考。
关键词：甲醇羰基化；生产醋酸技术；分析引言甲醇羰基化反应是一种重要的有机合成反应，通过甲醇与一氧化碳在催化剂的存在下发生羰基化反应，生成甲醇酸酯。
催化剂的选择、反应机理、反应条件和反应机理调控是实现该反应的关键因素。
该反应在有机合成领域具有广泛的应用前景。
1甲醇羰基化反应的技术原理甲醇羰基化反应的机理主要分为两步：羰基化和还原。
催化剂与一氧化碳发生配位作用，生成活性羰基化物种。
然后，甲醇与活性羰基化物种发生配位作用，生成甲醇配合物。
接着，甲醇分子发生氧化加成反应，失去一个氢原子，生成一个羰基化物种。
最后，羰基化物种与活性羰基化物种发生还原反应，生成甲醇酸酯。
甲醇酸酯在催化剂的作用下发生还原反应，生成甲醇和一氧化碳。
还原反应是甲醇羰基化反应中的副反应，会降低反应的选择性和产率。
甲醇羰基化反应的反应条件包括温度、压力、催化剂浓度、反应物比例等。
一般来说，较高的温度和压力有利于反应的进行，但也增加了副反应的可能性。
催化剂浓度和反应物比例对反应的选择性和产率有一定影响，需要根据具体反应体系进行优化。
2甲醇羰基化生产醋酸技术分析2.1催化剂选择催化剂的活性是选择的关键因素之一。
活性高的催化剂能够在较低的温度和压力下加速反应速率，从而降低能量耗费。
催化剂活性的评估可以通过实验和理论计算来确定。
不同的反应类型需要选择不同的催化剂。
例如，氧化反应通常需要选择金属氧化物作为催化剂，而加氢反应则需要选择贵金属催化剂。
甲醇羰基化反应制醋酸反应原理及工艺流程
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甲醇羰基化反应是一种重要的化工反应，用于制备醋酸。
年产10万吨甲醇羰基化制醋酸工艺流程
年产10万吨甲醇羰基化制醋酸工艺流程1. 原料准备：甲醇和一氧化碳是制备醋酸的主要原料。
首先经过脱硫处理，去除其中的硫化物。
然后进入预处理设备，调整其比例，准备进入反应器。
2. 反应器反应：原料进入反应器，添加催化剂，进行甲醇和一氧化碳的羰基化反应，生成乙酸甲酯。
这是一个高温高压反应，需要严格控制反应条件，保证产物的质量和产率。
反应后得到混合物。
3. 分离精馏：通过精馏技术，将混合物进行分离，得到醋酸甲酯和未反应的甲醇和一氧化碳。
这些未反应物料可以循环利用，提高原料的利用率。
4. 气相吸附：将反应器废气中的有机物通过气相吸附装置进行吸附去除，以减少有机废气的排放对环境的影响。
5. 醋酸甲酯酯化：将得到的醋酸甲酯进行水解反应，生成醋酸和甲醇。
这一步是去除醋酸甲酯中的甲醇，以获得纯度更高的醋酸。
6. 精制产品：通过再次精馏和冷凝，得到高纯度的醋酸产品。
7. 产品储存：最后，将得到的醋酸产品储存至成品仓库，待包装和销售。
以上便是年产10万吨甲醇羰基化制醋酸的工艺流程。
在整个工艺过程中，需注意安全生产、环保等方面，确保产品质量和工艺稳定性。
很荣幸继续为您描述制备醋酸的工艺流程。
下面我们将详细说明剩余的步骤。
8. 废水处理：制备醋酸的生产过程中产生大量废水，其中包含有机废水和含有盐类化合物和杂质的废水。
废水处理是非常关键的部分，以确保环境不受污染，符合相关的排放标准。
废水通常需要经过中和、沉淀、过滤、生物处理等步骤，最终达到排放标准允许的水质。
9. 能源回收：在制备醋酸的工艺中，反应所需的热能和蒸汽通常会通过余热锅炉或热交换器进行回收和循环利用。
这有助于降低生产成本，节约能源资源，并减少对环境的影响。
10. 环保设施：在整个工艺流程中，应该配备相关的环保设施，包括废气处理装置、废水处理设施等，以符合国家环保法规要求，确保工厂的环保效益。
11. 运输和储存：醋酸是一种易燃易爆的化学品，因此在运输和储存过程中，必须符合相关的安全标准，包括适当的包装、标识和储存条件。
甲醇羰基化合成醋酸技术新进展及我国现状
甲醇羰基化合成醋酸技术新进展及我国现状化学工业的主要原料是煤、石油、天然气等能源资源，我国的煤炭资源十分丰富，全国的煤炭保有储量达1万亿吨。
从可持续发展战略的观点出发，新世纪将是以一碳化学为基础的新一代煤化工发展新时期。
发展新一代煤化工具有最大竞争力的是含氧化合物类产品，其中最具代表性的是用途广、产量大的有机酸棗醋酸。
醋酸广泛用于化工、轻工、纺织、农药、医药、电子、食品等工业部门，醋酸下游产品很多，其衍生化学品多达数百种。
自70年代美国孟山都公司首创低压羰基合成醋酸工艺以后，该方法已成为当今世界生产醋酸的主要方法。
甲醇低压羰基合成醋酸工艺确立了一碳化学含氧化合物的产业优势，从此，醋酸及其衍生物的工艺和技术创新一直成为世人追求的发展目标。
1.甲醇羰基化合成醋酸技术发展概况近年来甲醇羰基化法工业化生产醋酸技术的主要进展包括：BP公司的Cativa工艺、Celanese公司开发出的Celanese低水含量工艺、UOP/Chiyoda开发出UOP/Chiyoda Acetica工艺、Haldor Topsoe的合成气经甲醇/二甲醚生产醋酸新工艺、我国西南化工研究设计院开发的蒸发流程。
以上新技术有的已用于工业化生产装置的改进，有的正在准备用于工业装置的建设或改造。
1.1BP公司的Cativa工艺1986年，BP化学公司从孟山都购买了基于铑系催化剂的甲醇羰基化法制醋酸技术，在此后的多年中该公司一直在寻求对这项技术进行改进。
到1996年，终于宣布开发成功了基于甲醇羰基化的CATIVA醋酸新工艺。
Cativa工艺以金属铱作主要催化剂，并可加入一部分铼、钌和锇等作助催化剂。
新催化剂的制备由羰基铱[Ir(CO)12]、氢碘酸和醋酸水溶液于120℃回流反应而成。
与传统的孟山都/BP技术相比，Cativa工艺具有以下优势：由于铱的价格明显低于铑，所以在经济上更具竞争力；铱催化体系活性高于铑催化体系；反应副产物少；可在较低含水量条件下操作（Cativa工艺不到8%，而孟山都工艺为14%～15%）。
甲醇羰基化制备醋酸汇总
甲醇羰基化制备醋酸汇总概述醋酸是常用的有机溶剂和化学品，在工业生产和实验室研究中广泛应用。
其生产方法有很多种，其中甲醇羰基化制备醋酸是较为常见的一种工艺。
本文将对甲醇羰基化制备醋酸的概念、机理、影响因素及操作流程进行介绍和总结。
讲解概念甲醇羰基化制备醋酸是指通过将甲醇与一定量的一氧化碳在一定条件下加热反应生成醋酸的一种化学反应。
化学式为：CH3OH + CO → CH3COOH机理甲醇羰基化制备醋酸的反应机理比较复杂，主要包括甲醇的氧化、羰基化反应和醋酸的水解等过程。
其中，甲醇的氧化和羰基化反应是决定反应速率和反应效率的关键。
甲醇的氧化主要发生在催化剂的存在下，一氧化碳作为反应物进入反应体系后，在羰化催化剂作用下发生反应，生成乙酰过程中的稳定化物和醋酸化物，最终生成醋酸和水。
影响因素甲醇羰基化制备醋酸的反应速度和效率受多种因素影响，主要包括以下几个方面：1.催化剂的种类和用量：羰化催化剂类型和用量对反应的催化作用至关重要，催化剂种类包括钴催化剂、钼催化剂等。
2.反应温度和压力：反应温度和压力能直接影响反应速率。
反应温度和压力过低会导致反应速度慢，而过高则会产生一些副反应导致反应效率降低。
3.反应物比例：甲醇与一氧化碳的比例对反应速率和产物的选择性有直接影响。
比例过低或过高都会导致反应效率降低。
4.反应时间：反应时间也会影响反应效率，反应时间过短会造成产率较低，反应时间过长则会产生副反应。
操作流程1.准备甲醇、一氧化碳和催化剂，按照要求进行混合。
2.将混合物加热至反应温度，控制反应压力。
3.反应结束后将反应物进行分离和纯化，获取醋酸产物。
4.对反应产物进行分析和检测。
总结甲醇羰基化制备醋酸是一种应用广泛的化学反应，其反应机理和影响因素复杂多样，需要在实际操作中认真控制和细心注意，才能取得较好的反应效果和高产率。
醋酸生产工艺
第二章醋酸生产工艺第五节甲醇羰基化制醋酸一、工艺流程叙述1、羰基化工艺发展历史：甲醇羰基合成法有“高压法”和“低压法”之别。
1950年联邦德国的BASF 公司首先开发出钴系催化剂，该法反应条件苛刻，温度为250℃，压力为70Mpa，而且副产品多，该法称为“高压法”。
国外曾建有4套装置,目前已全部停产。
1968年美国Monsanto（孟山都）开发出铑－碘催化剂体系，反应条件温和，温度为180－190℃，压力为2.7-2.9Mpa,该法称为“低压法”。
1978年美国Celeance（塞拉尼斯）公司采用传统Monsanto法建设了一套27万吨／年的装置，1980年Celeance公司对传统的Monsanto工艺进行改进，推出了Celeance AO Plus（酸最优化）工艺。
1982年英国BP（碧辟）公司引进Monsanto技术建成了一套17万吨／年的装置，并于1986年买下Monsanto低压甲醇羰基化生产醋酸技术的专利权，其后BP公司在Monsanto法基础上对工艺流程做了局部改进，形成Monsanto／BP法，英国BP公司对Monsanto／BP法工艺不断进行改进，于1996年推出了BP Cativa工艺。
西南化工研究院、清华大学、中科院化学所等国内多家科研院所自70年代就开始进行低压甲醇羰基化合成醋酸工艺技术的开发研究，由于当时材料不过关，又无法从国外进口，一直没有实现工业化生产。
90年代，江苏索普集团公司联合西南院、中科院化学所、上海化工设计院、西安五二四厂、上海石化总公司、合肥通用所等单位进行国内首套低压甲醇羰基化合成醋酸工业化装置的开发建设，首先完成了300吨／年中试装置的建设、试验，在此基础上完成了10万吨／年醋酸装置的工艺软件包开发、工程设计、特材（锆材、哈氏合金等）设备的研制、加工制作，历时8年，装置于1998年元月5日一次投料试车成功，当年达产，2000年进行2.5万吨／年扩能改造。
年产10万吨甲醇羰基化制醋酸工艺流程
年产10万吨甲醇羰基化制醋酸工艺流程引言甲醇羰基化制醋酸是一种重要的有机合成工艺，其产品醋酸广泛应用于化工、医药等领域。
本文将介绍一种年产10万吨甲醇羰基化制醋酸的工艺流程。
原料准备在甲醇羰基化制醋酸的工艺中，主要原料为甲醇和一定比例的氧气。
此外，还需要使用一种催化剂来促进反应的进行。
一般来说，常用的催化剂有钒酸盐和过渡金属催化剂。
反应过程1.原料准备：将甲醇和氧气按照一定比例加入反应釜中。
需要注意的是，甲醇的纯度对反应的效果有重要影响，因此需要对甲醇进行脱水、脱醇等处理。
2.催化剂添加：将选用的催化剂按照一定比例添加到反应釜中。
需要控制好添加的催化剂的量，过多会造成不必要的浪费，过少则会影响反应的效果。
3.反应开始：将反应釜加热至适当的温度并保持一定的压力。
一般来说，甲醇羰基化制醋酸的反应温度在200-400摄氏度之间。
4.反应控制：在反应过程中，需要对温度和压力进行严格控制，以保证反应的顺利进行。
同时，需要定期抽样检测反应的进展情况，以调整反应条件。
5.反应结束：当反应达到预定的终点时，停止加热并降温。
由于反应过程中会产生大量的热量，因此需要进行良好的冷却系统设计，以确保反应结束后的安全性。
6.产物分离：反应结束后，通过分离技术将产生的醋酸和副产物进行分离。
常用的分离技术有蒸馏、结晶、萃取等。
7.产品处理：对分离得到的醋酸进行后续处理，如再纯化、干燥等，以得到符合标准的醋酸产品。
8.废物处理：处理产生的废物，如废液、废气等，以符合环保要求。
设备要求在年产10万吨甲醇羰基化制醋酸的工艺中，需要具备以下设备： - 反应釜：具备加热、冷却、压力控制等功能，以满足反应过程的要求。
- 分离设备：如蒸馏柱、结晶器、萃取塔等，用于将产物与副产物进行分离。
- 冷却系统：用于控制反应的温度，在反应结束后进行降温。
- 废物处理设备：如废液处理系统、废气处理系统等，以满足环保要求。
- 控制系统：用于对反应过程中的温度、压力进行控制，并及时监测和调整反应条件。
甲醇羰基化制备醋酸汇总
甲醇羰基化制备醋酸汇总甲醇羰基化技术研究现状1.法国以外低压甲醇羰基化合成研究进展1.1monsanto（孟山都）工艺碘化铑为催化剂，工艺条件温和(3.4mpa)，收率较高(甲醇对醋酸选择性到达99%以上)，生产成本低。
二十世纪八十年代以来，世界各国新建的醋酸装置基本上都已经采用了低压甲醇羰化合成法。
该法在经济上是具有较强的竞争力，目前，甲醇羰基化法(mc)已成为醋酸生产的主流技术，生产的醋酸己占到全球醋酸生产量的65%以上。
缺点：铑价格昂贵，铑回收系统成本高，步骤复杂。
改进后的工艺包括塞拉尼斯公司的aoplus工艺和BP公司的cativa工艺，规模为50万吨/年。
1.2bp公司cativa工艺优点：由于铱的价格明显低于铑，因此在经济上更具竞争力；铱催化体系的活性高于铑催化体系；反应副产物少。
该工艺于1995年底在德克萨斯州斯特林市公司实现工业化。
通过新工艺改造，装置产能由28万T/A提高到45万T/A。
1997年第三季度，在韩国蔚山的BP/三星合资工厂，该工艺被用于改造原有工厂，生产能力从21万吨/年增加到35万吨/年。
此外，BP在英国的甲醇羰基化制乙酸工厂于1998年改为cativa工艺，产能增加10万吨/年。
2.低压甲醇羰化合成法国内研究进展：西南化工研究设计院开展了甲醇羰基化制醋酸的技术研究研发最终以产量为20万吨/年的醋酸工业装置工艺软件包完成设计。
该甲醇液相低压羰化合成醋酸的新工艺已向兖矿集团进行技术转让，建设了20万吨/年的醋酸装置。
表2-1中国典型羰基化醋酸主要生产装置工艺条件3工业应用与投资3.1兖矿国泰化工有限公司兖矿集团为了调整产业结构，与美国国泰煤化控股有限公司合资建设的大型高科技煤化工企业，省重点工程、中国化工行业技术创新示范企业。
公司采用了煤、电、化多联产架构生产工艺，含有二项国家“863”课题及多项自主创新技术，投资总额50亿元，规划后续投资超过210亿元。
现生产能力为年产60万吨醋酸、30万吨甲醇、10万吨醋酸乙酯、联产80mw发电，年销售收入32亿元，利税12亿元。
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醋酸生产工艺
工业上合成醋酸的方法主要有①乙烯—乙醛—醋酸两步法②乙醇—乙醛—醋酸两步法③烷烃和轻质油氧化法④甲醇羰化法。
目前，甲醇低压羰基合成醋酸是世界上生产醋酸的主要生产方法。
甲醇羰基化法工业化生产醋酸技术的主要进展包括：BP公司的Cativa工艺、Celanese公司开发出的Celanses低水含量工艺、UOP/Chiyoda开发出的UOP/Chiyoda Acetica工艺、Haldor Topsoe的合成气经甲醇/二甲醚生产醋酸新工艺、我国西南化工研究设计院开发的蒸发流程。
甲醇羰基化合成醋酸（MCA）的反应活化能非常高，必须在催化剂作用下才能实现，羰基化法生产乙酸的核心课题一直是高性能的催化体系及其相应的工艺技术的开发。
MCA的催化剂经历了三个发展阶段：①碘化钴催化剂（存在条件苛刻，选择性低）②铑基催化剂（较①反应条件温和，选择性高，但存在昂贵铑的流失和腐蚀严重的问题）③铱基催化剂（铱基催化剂的发展从非均相（如IrI3）到均相（如Ir4(CO)4）），考虑到醋酸及时产物又是溶剂的反应环境，最佳催化剂形态为醋酸铱（Cativa）。
工艺设备方面的发展：①鼓泡塔式反应器②双反应器串联工艺（第一反应器为普通带搅拌的釜式，第二反应器为泡罩塔式）③多种产品联产工艺④联合转换工艺
西南化工研究设计院开发的羰基合成醋酸工艺具有以下特点：
①转化率、选择性均很高，副产物少，三废排放少，产品质量好；接近或
达到了世界先进水平；
②由于采用了蒸发流程，使反应器的生产能力提高，能耗降低；
③反应条件温和，催化剂虽为贵金属，但稳定性增强，寿命长，用量减少；
④生产成本不高于其他任何一种羰基合成生产方法；
⑤工艺流程组织合理，易于控制，操作稳定可靠。
西南化工研究设计院甲醇低压法合成醋酸工艺主要包括CO造气和醋酸合成工段。
其中造气工段主要包括造气、预脱硫、压缩、脱硫脱碳工序。
醋酸工段合成主要包括合成、转化、蒸发、脱轻、脱水、提馏、脱烷、吸收再生、成品等工段。
尾气提纯CO工段主要是对醋酸装置的尾气进行处理。
甲醇低压羰基法合成醋酸的基本工艺流程如图一。
1-反应釜；2-冷凝器；3-蒸发器；4-脱轻塔；5-脱水塔；6-脱烷塔；7-成品他
图一甲醇低压羰基法合成醋酸简明工艺流程
甲醇由甲醇中间储槽经甲醇加料泵送至反应釜，精制CO由反应釜底部进入釜内CO分配管，在搅拌器的作用下，CO在溶液中扩散溶解。
在压力2.8~ 3.0 MPa 和温度185~ 195℃下，在铑催化剂、碘甲烷促进剂及碘化锂稳定剂的作用下，CO 与甲醇在反应釜内生成醋酸。
反应釜内未反应完的CO及N2、CH4等惰性气体，以及副反应生成的CO2和H2，经反应釜冷凝器冷却后进入冷凝液分离器。
含有大量碘甲烷、醋酸、醋酸甲酯等的冷凝液送回反应釜，冷却后的气体进入闪蒸罐，通过排出气体流量来控制反应釜内的CO分压。
反应釜内生成的醋酸及反应液，在闪蒸罐内降温减压闪蒸后形成气液两相。
含有铑催化剂的液体经催化剂循环泵送回反应釜，维持釜内催化剂浓度的稳定，同时也是移去反应热的重要手段。
含有醋酸、碘甲烷、碘化氢、水及醋酸甲酯等组分的气相去脱轻塔进行分离。
来自闪蒸罐气相物料中的碘化氢以及夹带的少量铑催化剂，在脱轻塔底部靠位差返回闪蒸罐；塔顶气相冷凝后，在塔顶回流罐内分离为轻、重两相，上层含有大量水和醋酸的轻相，一部分泵送到塔顶作为回流，另外一部分泵送到合成釜，下层含有大量甲基碘及少量醋酸及醋酸甲酯的重相直接泵送回合成釜；脱轻塔蒸馏得到的粗醋酸由塔侧第9#板取出，经脱水塔进料泵返回一部分到本塔第10#板，以维持第10#板下的液相负荷，另一部分粗醋酸送至脱水塔。
脱水塔塔顶气相被冷凝，在塔顶回流罐内分离为轻、重两相，上层含有大量水和醋酸的轻相，一部分泵送到塔顶作为回流，另外一部分泵送到合成釜;重相部分物流到脱烷塔，碘甲烷气相进入脱轻塔，塔底物流主要是高沸点的长链烷烃及其碘化物，一般焚烧处理。
所有工艺排放气送至吸收塔，经甲醇或醋酸吸收排放气中的碘甲烷，吸收富液泵送回系统，经过吸收后的气体排放至火炬焚烧放空。
甲醇低压羰基法控制难点及方案
合成反应控制难点及方案
甲醇进料控制
甲醇进料控制的难点：甲醇进料过程中，根据甲醇设定值来控制甲醇进入反应釜的量。
甲醇进料有2个来源：一是来自中间罐区的甲醇，二是来自吸收工序的甲醇。
在反应系统中，甲醇进料流量控制非常重要，它的稳定与否直接关系到整个系统的稳定性，一旦有波动，CO进料流量、热交换器的负荷、稀醋酸的流量、其他如催化剂等都要随之变化，否则不但反应过程波动大，控制困难，产品质量也会受到很大的影响，同时对下游工序也会产生连带影响。
对该问题的解决方法：为了保证甲醇进料流量的稳定，首先要保证甲醇流量的设定值不能突变，因此在系统中增加了对甲醇流量设定值变化率的限制，保证每次设定值增加或减少不超出某一范围；为了使得甲醇能够很好地得到利用，甲醇进料优先考虑来自吸收工序的甲醇，以中间罐区的甲醇作为补充。
所以，在系统中从吸收工序来的甲醇只进行计量，不加以控制，其甲醇全部用上，然后再通过调节来自中间罐区的甲醇流量，来保证总的甲醇进料流量不变；由于经脱水工序回流回的稀醋酸量必须与甲醇保持一定比率，因此，甲醇流量与稀醋酸回流量采用比值控制；同时为了保证后序工序的稳定操作，甲醇进料总流量与蒸发器进料之间形成比值控制，以保证蒸发工序能根据反应工序进行实时调整。
控制原理图如图2 所示。
图2 甲醇进料流量控制
反应釜温度控制
反应釜温度控制难点：为了保证反应釜内物料很好地进行反应，需反应釜出
口物料的温度稳定。
但在反应过程中，不同的阶段产生不同的热量，系统必须采取适当的措施，保证出口物料温度的稳定。
因此反应釜温度的控制尤为重要。
针对该问题的解决方法：采用控制外循环换热器压力来控制出口物料的温度，形成串级控制。
由于外循环换热器工况不同，其热负荷不同，需要对蒸汽阀和冷凝水阀进行分程控制，根据负荷计算出两调节阀的CV值和选用的调节阀特性计算出分程点。
原理图如图3。
图3 反应釜出口压力调节。