醋酸乙烯生产工艺

醋酸乙烯生产工艺生产醋酸乙烯通常有两种原料路线，乙烯法和乙炔法。1.乙烯气相法是目前国外采用较多的方法，其工艺是乙烯、氧气和醋酸在贵金属Pd-Au(或Pt)催化剂存在下，在0.59，0.78MBa、160-180%条件下，通过列管固定床反应器生成醋酸乙烯。2.乙炔气相法是乙炔和醋酸通过以活性炭为载体的醋酸锌催化剂，在常压、170-230℃下反应生成醋酸乙烯，再经粗分、精制而得成品。乙炔气相法工业化至今已有60多年历史，催化剂、工艺流程和主要设备结构都已成熟完善。以乙烯为原料的两种工艺流程，即Bayer气相法和USI气相法，其关键不同之处在于催化剂。Bayer法催化剂活性高，空时收率约为USI法的两倍，操作条件苛刻，催化剂寿命不及USI法长，但一般均有1年以上。USI法催化剂活性没有Bayer法高，空时收率低，但操作条件较温和，催化剂寿命较长。由此看出Bayer法的优势多于USI法。因此，世界各国以乙烯法生产醋酸乙烯多采用Bayer法。目前，国外的BP、Celanese等公司均在传统气相法技术基础上进行优化改进，开发出更为先进的技术如BPLeap技术和CelaeseVaantage技术。与乙烯法比较，天然气乙炔气相法装置投资大，技术难度大；以电石乙炔为原料的路线，技术简单，在相同规模下基建投资比石油乙烯法、天然气乙炔法要少得多。但电石工业耗能高、污染严重，电石乙炔的价格高于石油乙烯，因而生产成本高。但是，近年随着石油价格不断上涨，在电石资源和天然气资源丰富，水、电充足，价格较低的地区，电石乙炔气相法醋酸乙烯产品开始有一定的竞争力。近年，由于我国石油乙烯资源相对稀缺昂贵，因而电石法工艺路线得以发展，并在醋酸乙烯行业中占有较大的份额。在多年的生产实践过程中，电石乙炔法生产经验和专业技术成就丰厚，取得了较好的经济效益。特别是拥有丰富廉价煤炭资源和水、电价格便宜的企业具备了与乙烯法竞争的实力。因此，在这些地区电石法制醋酸乙烯具有发展潜力。醋酸乙烯的两种原料生产路线相比，乙烯法生产的原料成本随着石油价格的上涨以及资源性局限而有较大增长，且此法生产醋酸乙烯的操作要求严格；而乙炔法生产成本相对较低，易于操作。新建装置可据当地建设条件如水、电、交通等是否丰富便利，原料供应是否充足、廉价等来决定采用哪种工艺路线。目前，需比较乙烯和电石乙炔原料的价格，再决定采用乙烯法或采用电石乙炔法生产。3.羰基合成法以甲醇为原料生产醋配有两条路线，一是甲醇与醋酸先酯化，然后醋酸甲醋羰基化生产醋酐；或醋酸甲酯羰基化生产醋酐，部分醋醉产品与甲醇反应生产醋酸甲醋。哈尔康(Halcon)公司将孟山都技术用以生产醋酐，其反应式为2CH3COOCH3+2C0一2(CH3CO)2O(3)(CH3CO)2O+2CH3OH一2CH3COOCH3+H2O(4)总反应2CH3OH+2C0一(CH3CO)2O+H2O(5)实质上以醋酸甲醋为原料进行羰基化生产醋酐。伊斯曼(Eastman)公司应用哈尔康公司的技术建立了一个年生产能力为22.7万吨醋酐的工厂，以煤为原料制合成气生产甲醇，然后甲醇碳基化制醋配。哈尔康公司在甲醇羰基化生产醋酐的基础上，又开发了甲醇羰基化制醋酸乙烯的生产工艺。其反应式如下:2CH3OH+2CH3COOH→2CH3COOCH3+2H2O(6)2CH3COOCH3+2CO+H→CH3CH(CH2COO)2+CH3COOH(7)CH3CH(CH2COO)2→CH3COOCHCH2(醋酸乙烯)+2H2O(8)总反应2CH3OH+2CO+H2→CH3COOCHCH2(醋酸乙烯)+2H2O(9)该生产工艺既不需乙烯或乙炔，也不需要醋酸，而是直接以甲醇、一氧化碳和氢为原料生产醋酸乙烯，这使得醋酸乙烯生产脱离了石油路线，而是以煤为原料通过甲醇碳基化来生产醋酸乙烯。