传统产品创新甲醇羰基化生产醋酸新工艺开发73课件.pptVIP

*传统产品创新——甲醇羰基化生产醋酸新工艺开发南京科技职业学院

精细化工教研室*醋酸乙酸，也叫醋酸，化学式CH3COOH，是一种有机一元酸，为食醋主要成分。纯的无水乙酸（冰醋酸）是无色的吸湿性液体，凝固点为16.6℃（62℉），凝固后为无色晶体，其水溶液中弱酸性且腐蚀性强，对金属有强烈腐蚀性，蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。醋酸用途1工业用途1）乙酸是大宗化工产品，是最重要的有机酸之一，主要用于生产乙酐、乙酸酯及乙酸纤维素等。聚乙酸乙烯酯可制成薄膜和粘合剂，也是合成纤维维纶的原料；乙酸纤维素可制造人造丝和电影胶片。2）低级醇形成的乙酸酯是优良的溶剂，广泛用于油漆工业；乙酸也是工业生产中常用的有机溶剂（例如生产对苯二甲酸）。3）乙酸可用在某些酸洗和抛光溶液中，在弱酸性溶液中作缓冲剂（如镀锌、化学镀镍），在半光亮镀镍电解液中作添加剂，用于锌、镉的钝化溶液等。4）用于生产乙酸盐，如锰、钠、铅、铝、锌、钴等金属的盐，广泛用作催化剂，织物染色及皮革鞣制工业中的助剂；乙酸铅是油漆颜色铅白；四乙酸铅是有机合成试剂（如四乙酸铅、提供乙酰氧基的来源以及制备有机铅化合物等）。5）乙酸也可用作分析试剂，有机合成，色素和药品的合成。2食品用途——用作酸化剂，增香剂和香料制造合成食醋时，用水将乙酸稀释至4-5%，添加各种调味剂，风味与醇造醒相似，制造时间短，价格便宜；作酸味剂，可用于复合调味料，配制醋、罐头、果冻和干酪，按生产需要适量使用。还可作曲香酒的增香剂，使用量为0.1～0.3g/kg。**醋酸生产技术乙酸的制备可以通过人工合成和细菌发酵两种方法。生物合成法，即利用细菌发酵，仅占整个世界产量的10%，但是仍然是生产乙酸，尤其是醋的最重要的方法，因为很多国家的食品安全法规规定食物中的醋必须是通过生物法制备，而发酵法又分为有氧发酵法和无氧发酵法。有氧发酵法——在氧气充足的情况下，醋杆菌属细菌能够从含有酒精的食物中生产出乙酸。通常使用的是苹果酒或葡萄酒混合谷物、麦芽、米或马铃薯捣碎后发酵。这些物质在催化酶的作用下在氧气下能发酵成乙酸。无氧发酵法——部分厌氧细菌，包括梭菌属的部分成员，能够将糖类直接转化为乙酸而不需要乙醇作为中间体。在无氧的环境下能够将蔗糖发酵为乙酸。*乙醛氧化法——在孟山都法商业生产之前，大部分的乙酸是由乙醛氧化制得。尽管不能与甲基羰基化相比，此法仍然是第二种工业制乙酸的方法。烷烃液氧化法——采用正丁烷为原料，以乙酸为溶剂，在170℃-180℃，5.5兆帕和乙酸钴催化剂存在下，用空气为氧化剂进行氧化。同时此方法也可采用液化石油气或轻质油为原料。此方法原料成本低，但工艺流程较长，腐蚀严重，乙酸收率不高，仅限于廉价异丁烷或液化石油气原料来源易得的地区采用。**托普索法——托普索法以单一天然气或煤为原料。第一步：合成气在催化剂下生成甲醇和二甲醚；第二部：甲醇和二甲醚（两者不需提纯）和CO羰基化生成醋酸，此方法也叫做两步法。生产工艺不足（1）发酵法生产因浓度低，生产周期长、分离成本太高，导致生产成本高、对设备材质要求高等，造成投资较大；（2）乙醛氧化法因原料成本高、氧化存在选择低、分离复杂、成品纯度低等不足；（3）烷烃液氧化法工艺流程较长，腐蚀严重，乙酸收率不高，使用地区受限等。*低压甲醇羰基化制醋酸合成生产工艺由美国孟山都公司开发的甲醇低压羰基合成醋酸工艺自投产以来，截至2005年9月已成为世界生产醋酸的主要生产方法。该工艺采用铑的卤化物为催化剂、碘甲烷为助催化剂，在2.8-3.0兆帕和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[Ph（CO）2I2]-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。30多年来在孟山都技术的基础上出现了很多改进，而形成了许多新的工艺，如：美国塞拉尼斯公司的AO技术、英国BP公司的Cativa技术。前者在铑-碘催化体系中添加碘化锂，以提高铑催化剂的稳定性，同时降低水含量；后者则将铑-碘催化体系改为铱-碘催化体系，并使用多种新的助剂，如铼、钌、锇等，铱催化剂体系活性高于铑催化剂，同时降低了水含量。这些技术的粗产品取出上均仍采用闪蒸的方法。*低压甲醇羰基化制醋酸合成工艺优势（1）因采用甲醇为原料而使得其生产成本大幅度下降；（2）产品纯度极高，可达医药级；（3）生产连续，运行稳定；（4）生产压力低，装置运行安全。*