• 06-302020
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      乙炔制醋酸乙烯酯_能源/化工_工程科技_专业材料。乙炔制醋酸乙烯酯 乙炔制醋酸乙烯酯 一、概述 二、合成响应道理 三、合成响应的影响及工艺条款的采选 四、工艺流程 五、要紧工艺参数 概述 醋酸乙烯酯,CH3COOCH=CH2 简称醋 酸乙烯,

      乙炔制醋酸乙烯酯 乙炔制醋酸乙烯酯 一、概述 二、合成响应道理 三、合成响应的影响及工艺条款的采选 四、工艺流程 五、要紧工艺参数 概述 醋酸乙烯酯,CH3COOCH=CH2 简称醋 酸乙烯,英文缩写为VAc。 无色、易燃的液体,沸点72.7℃。 因分子中含乙烯基双键,易爆发齐集反 应,适于制作均聚物或共聚物。 概述 醋酸乙烯合成临盆工艺时间大概 按照合成醋酸乙烯原料的原因 制备醋酸乙烯酯有三种差别的原料途径 制备醋酸乙石烯油酯乙烯法 乙炔法 自然气乙炔法 电石乙炔法 概述 醋酸乙烯合成临盆工艺时间大概 ⑴石油乙烯法 以石油裂解联产乙烯为原料,采用众管型固定床反 应器气相氧化合成醋酸乙烯 目前,邦内的上海石化和北京有机化工场采用这种 形式 概述 醋酸乙烯合成临盆工艺时间大概 ⑵自然气乙炔法 以自然气为原料,一面氧化裂解制得乙炔 采用固定床响应器气相催化合成醋酸乙烯的自然气 乙炔法。 目前邦内四川川维引进有临盆装配。 概述 醋酸乙烯合成临盆工艺时间大概 ⑶电石乙炔法 用水与电石临盆乙炔 采用欢娱床响应器气相催化合成醋酸乙烯的电石乙 炔法是最早完成工业化的一种临盆形式。 邦内有10家聚乙烯醇临盆厂采用电石乙炔法原料 途径。 固定床与欢娱床响应器时间特征 序号 1 名称 响应器尺寸 单元 mm 固定床 欢娱床 Φ4000×200 Φ2800/3200 0×75000 ~ Φ4200/4800 2 响应器数目 台/套 3 1 3 临盆才略 t/年· 套 30000 15000~ 36000 4 响应温度 ℃ 165~205 170~210 5 乙炔/醋酸进料 克分子比 6~8 2~3 比 6 空时收率STY t/m?· d 2~2.4 1~。12 7 醋酸转化率 % 70~80 30~40 8 空间速率 h-1 250~280 100~180 9 催化剂装载量 m?/套 15×3 45~100 固定床与欢娱床响应器时间特征 固定床与欢娱床比拟 便宜:克分子比大、空速高、醋酸转化率高、空时 收率高、触媒花消低、响应液质地好,响应气中不 带碳粉,对区别有利。 谬误:产量周期性震撼大、响应器内温度不服均、 临盆周期短、调动触媒期间长、劳动强度大 欢娱床响应器特征是时间成熟,操作安闲安祥。 固定床响应器比欢娱床响应用具有必然上风,但目 前这项时间只要川维独揽,不具普及性,于是本次 以邦内普及采用的欢娱床响应器工艺时间实行陈述。 合成响应道理 乙炔是具有三键的不饱和烃,化学性子灵活。 醋酸是一种具有灵活氢的化合物。 醋酸乙烯的临盆便是欺骗乙炔与带有灵活氢的醋酸实行乙 烯基响应这一道理实行的 O ‖ → C2H2+CH3COOH CH2=CH-C-CH3+22.18kcal/克分子 合成响应道理 从热力学的角度解析,此响应正在常温下就可能实行十足, 但响应速率极其迂缓,务必有触媒的存正在,并正在必然温 度下实行响应才有工业化旨趣。本工艺采用醋酸锌-活性 炭作触媒,正在170~220℃于常压下实行合成响应。其反 应机理为: 乙炔分子吸附正在触媒的皮相上酿成络合物: C2H2+Zn(OCOCH3)2→HC=CH· Zn(OCOCH3)2 ① 这一络合物急迅实行分子重排,天生新的中心化合物: HC=CH· Zn(OCOCH3)2→CH2=CH · Zn(OCOCH3) ② OCOCH3 合成响应道理 CH2=CH· Zn(OCOCH3)+CH3COOH→CH=CH2+Zn(OCOCH3)2 ③ OCOCH3 OCOCH3 醋酸乙烯合成响应便是按以上三步实行的,以反 应①最慢。按照化学均衡道理,正在临盆顶用普及 乙炔对醋酸克分子比(简称克分子比)的形式, 扩充乙炔的浓度以加快合成响应速率,679彩票从而获得 较高的空时收率(STV)。 合成响应道理 副响应 醋酸乙烯制备常睹的要紧副响应如下: (1 )乙醛的天生: C2H2+H2O→CH3CHO CH2CHOCOCH3+H2O→CH3CHO+CH3COOH CH3CH(OCOCH3)2→CH3CHO+(CH3CO)2O (2)丁烯醛的天生: 2CH3CHO→CH3CH=CHCHO+H2O HC≡CH+CH3CHO→CH3CH=CHCHO 合成响应道理 副响应 (3)丙酮的天生: 2CH3COOH→CH3COCH3+CO2+H2O Zn(OCOCH3)2→CH3COCH2+CO2+ZnOCH≡CH+2CH3COOH→CH3CH(OCOCH3)2 (4)醋酐的天生: 2CH3COOH→(CH3CO)2O+H2O CH3CH(OCOCH3)2→(CH3CO)2O+CH3CHO Zn(OCOCH3)2→(CH3CO)2O+ZnO 合成响应道理 副响应 (5)乙炔齐集物的天生: 3C2H2→C6H6 2C2H2→CH2=CH-C≡CH 以上副响应的发生不单糟蹋了原料,况且影响产物德地。因 此,务必苛肃担任原料质地,采选适宜的工艺条款,以保障 产物德地,低落花消 合成响应的影响身分及工艺条款的采选 一、对触媒应用的请求 触媒的应用,要两全活性、采选性和寿命。既要保障此刻的 临盆 才略,又要保障产物德地,还要富裕外现触媒的效力。正在触媒使 用流程中务必谨慎避免下面几种处境爆发。 1、触媒中毒 醋酸锌-活性炭触媒的活化是基于活性炭对醋酸锌的化学吸附,使醋酸 锌活化,才具有与乙炔效力的才略。原料气中含有 的硫化氢、 磷化氢等 杂质,能与活化的醋酸锌爆发化学效力,改变为无活性的物质,使触媒 活性核心淘汰。 于是,触媒的活性明显低重,形成触媒长期性中毒。为避免触媒中毒, 务必对原料气中的无益杂质苛肃担任,增强操作,普及清净成效。 合成响应的影响身分及工艺条款的采选 一、对触媒应用的请求 2、触媒沾污 正在合成响应中,体系中不饱和烃和不饱和中心化合物不妨自聚或共聚,发生难挥 发的齐集物,正在触媒皮相酿成一层炭积物(亦称结焦),这类炭积物遮盖正在触媒 的皮相,从而使活性低重于是, 要苛肃担任响应温度的传热条款,避免触媒个人 过热。 3、触媒熔结 触媒熔结是指醋酸锌晶粒长大或熔结,从而使触媒比皮相缩小,活性核心亏损 于是,正在触媒应用流程中,温度担任要均衡,苛禁超温应用。 合成响应的影响身分及工艺条款的采选 一、对触媒应用的请求 4、活性组分的耗费 活性组分的耗费是指醋酸锌的耗费,其耗费的来因正在于升华、剖判和死板磨损。当反 应温度高于200℃时,随温度的升高,醋酸锌升华慢慢加剧。醋酸锌升华是触媒活性 低重的要紧来因之一,故想法制止升华对坚持触媒活性和伸长应用寿命具有要紧旨趣。 触媒正在流化流程中因为磨损将使醋酸锌随炭粉被气流带走,使触媒活性组分淘汰,活 性低重,于是,应采选高强度的活性炭和合理的床层构造。 5、触媒装载量 触媒装载量(即内存量)担任要适宜。装载量太少容易发生沟流,且不行富裕外现设 备的临盆才略;但装载量太众,触媒飞散量大,且体系阻力扩充,不易普及空速,触 媒流化质地差,影响响应液质地。越发是新触媒,填装量更要担任适宜,不行太众。 合成响应的影响身分及工艺条款的采选 二、响应温度 温度是影响合成响应的要紧身分,它影响到合成的产量、 质地、触媒的活性、 采选性和寿命。 醋酸乙烯合成响应是正在必然温度限制内实行的。因为醋酸锌-活性炭触媒对乙炔 爆发化学吸附肇端温度为160℃,而且缔合为双分子的醋酸正在160℃以上首先离 解为单分子醋酸,才干 与乙炔响应。于是, 响应温度不得低于160℃。 当响应温度升高时,响应速率加快,醋酸单程转化率升高,使空时收率扩充。但 响应温渡过高,触媒中毒系数增大,采选性低落,付响应增加,使响应液中丙酮、 丁烯醛、二乙烯基乙炔等无益杂质增加,影响产物德地,故响应温度通常不应超 过210℃。 触媒应用初期,活性较高,响应温度应担任不才限;应用中期,活性和采选性都 较好,响应温度的普及应较迂缓,如此相应使触媒最大控制地获得欺骗;应用后 期,触媒活性较差,为了维护必然的临盆才略,通常正在较高温度下操作,并应加 速提温速率,以避免高温期临盆期间过长,影响产物德地和产量。 合成响应的影响身分及工艺条款的采选 三、对原料的请求 1、乙炔 普及乙炔的纯度等于普及了乙炔的分压,不单对普及产量有利,况且因为淘汰 了其它无益杂质的含量,使副响应淘汰,触媒中毒系数小,响应液质地好。进 入合成响应器的乙炔(称夹杂乙炔),它包含原料乙炔、接收乙炔和轮回乙炔。 要普及进入响应器的乙炔纯度,除保障原料乙炔的纯度和清净成效外,怎么减 少轮回乙炔中的醋酸乙烯、乙醛等吵嘴常用意义的。于是,要苛肃担任气体分 离塔顶部温度。执行证实,从三段采出响应液关于普及轮回乙炔纯度有必然的 成效。 2、醋酸 进厂的原料醋酸应契合质地法式。精馏和接收醋酸应担任纯度、 丁烯醛、水含 量及比活性度,进入响应器的醋酸杂质众、比活性度差,将使触媒活性低落, 影响响应液质地,还会形成恶性轮回。 合成响应的影响身分及工艺条款的采选 四、压力 乙炔和醋酸合成醋酸乙烯是体积淘汰的响应,普及压力对 响应有利,但压力 高对修立请求高,又担心全;压力太低,不单对响应晦气,况且不行征服系 统阻力。故按照体系阻力和乙炔饱风机同意最高事务压力的请求,合成响应 压力应担任正在必然限制内。 工艺流程简介 1.合成响应体系 来自清净体系的精乙炔与气体区别塔出来的轮回乙炔夹杂后,由乙炔风机 加压进入醋酸蒸发器。 罐区送来的醋酸经预热进入醋酸蒸发器加热汽化 与夹杂乙炔沿途经正、逆阀调动为两途,冷途不经预热,热途经第一预 热器和第二预热器阔别用蒸汽和高温SK油加热后,进入合成响应器。 正在合成响应器 内,醋酸、 乙炔夹杂气体正在触媒效力下天生醋酸乙烯 (VAC),并放出响应热。一一面响应热被夹套SK油带走,用于第二预热 器预热夹杂气体;大一面响应热被响应气带出。响应气经粉末区别器除去大 一面触媒碳粉后,进入气体区别塔。 合成响应体系 2.气体区别阶段 响应气正在气体区别塔内用轮回响应液三段直接洗涤、 招揽冷凝,VAC、 未响应的醋酸和乙炔气体区别。循 环响应液阔别用轮回水和冷冻盐水冷却,一轮回液中 捕集有触媒粉末,排出小一面至精馏过滤系 统过滤; 二轮回液和三轮回液含有VAC、 未响应的醋酸、少量 副产品乙醛和丁烯醛等杂质行为响应液一面采出,送 往精馏工序区别精制。 气体区别流程图 3.乙炔接收体系 未响应的乙炔气体轮回应用,为保障轮回乙炔 纯度,采出少量轮回气体送往乙炔接收体系净 化。 排出乙炔由乙炔风机加压进入招揽塔, 乙炔被低温招揽液招揽,未招揽的惰性气体正在 塔顶放空。招揽液与解吸塔釜液换热新进入解 吸塔解析出乙炔,解析液与低温招揽液换热, 再经盐水冷却新进入招揽塔轮回应用。解析出 来的乙炔与精馏工序送来的响应液析出乙炔一 起送入水洗塔,用低温水洗涤除去乙醛后,送 往乙炔清净体系的归纳洗涤塔净化。乙醛水送 往精馏萃取塔。 乙炔接收 精馏单位工艺流程-粗分体系 精馏单位工艺流程-VAC精制体系 精VAC产物规格 目标 外观 纯度( wt ) 总杂质( wt ) 逛离酸(以HAC计) 乙醛( wt ) 水分( wt ) 丁烯醛( wt ) 活性度 色度 蒸发残渣( wt ) 密度(20℃)kg/m? 头等品 无色透后液体 ≥99.9 0% ≤0.100% ≤0.0040%(wt) ≤0.0040% ≤0.040% ≤0.0005% ≤11分 ≤5 ≤0.0050% 931~933 及格品 无色透后液体 ≥99.8 0% ≤0.150 % ≤0.0050%(wt) ≤0.0090% ≤0.060% ≤0.0015% ≤12分 ≤15 ≤0.0100% 930~934 原辅原料及公用工程单耗量 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 名称 电石(法式) 醋酸 活性炭 醋酸锌 硫叉二苯胺 冷却水 软水 蒸汽 仪用气 杂用气 氮气 电 单元 kg kg kg kg kg t t t Nm3 Nm3 Nm3 kw.h 吨VAC耗量 1208 720 8 4 0.15 360 0.5 2.5 7 80 50 215 备注 泊车检修用 事项及泊车检修用 要紧工艺时间参数 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 担任项目 响应器触媒内存 量 空间速率 克分子比 空时收率STY HAC转化率 合成响应入口温 度 油温调动出口温 度 合成响应下部温 度 合成响应中部温 度 合成响应上部温 度 单元 m3 h t/d· m3 % ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ 担任目标 45~100 105~135 2.0~3.0 1~1.2 30~40 100~160 130~230 170~210 168~210 170~210