利用釋放的反應熱制備乙酸乙烯酯的方法技術

本發明專利技術涉及一種制備乙酸乙烯酯的方法，該方法是利用 a)在1至30巴的壓力及130℃至200℃的溫度條件下，乙烯、乙酸 及氧的非均相催化的連續氣相反應，在120℃至185℃的溫度及1至10 巴的壓力條件下，通過水的熱交換作用將制造方法產生的熱去除， b)主要包括乙烯、乙酸乙烯酯、乙酸、水、二氧化碳及其它惰性氣 體的生成物氣流的分餾作用，及 c)將全部或部分乙烯循環至循環氣制造方法， 其特征在于利用至少0.5巴的差壓，將通過熱交換作用，在氣相反 應中形成的、溫度為120℃至185℃及壓力為1至10巴的全部或部分 蒸汽進行壓縮并進一步利用。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種制備乙酸乙烯酯的方法，其是通過乙烯與乙酸及 氧的反應，利用釋放的反應熱以非均相催化的連續氣相法制備。
技術介紹
乙酸乙烯酯以連續方式、利用純化產品流的循環制得。在非均相 催化氣相制備方法中，乙烯與乙酸及氧在固定床或流化床催化劑上反 應，該催化劑通常包括位于載體上的鈀和堿金屬鹽，且可另外摻雜金、 銠或鎘。通常在1至30巴的壓力(此處及下面的壓力值均以巴計)及13CTC 至20(TC的溫度條件下，在固定床管式反應器內或流化床反應器內，起始原料乙烯、氧及乙酸發生放熱反應制得乙酸乙烯酯C2H4+CH3COOH+0.5 02 = 〉CH3COOCH=CH2+H20乙烯的轉化率約為10%,乙酸的轉化率約為20至30%及氧的轉 化率為高達90%。在制備乙酸乙烯酯的過程中，循環主要由乙烯、二氧化碳、乙烷、 氮及氧組成的氣體混合物(通常含有60至70體積％乙烯的循環氣)。在 該固定床管式反應器或流化床反應器的上游將該氣流與反應物乙酸、 乙烯及氧摻和，并通過由加熱蒸汽操作的熱交換器將其升溫至反應溫 度。乙酸循環氣的濃縮通常通過加熱蒸汽加熱的乙酸飽和器或乙酸汽 化器進行。在反應后，將反應生成物及未反應的乙酸從循環氣中冷凝 出來并送去作分離凈化處理。在用乙酸操作的洗滌器內將未冷凝出來 的生成物洗滌出去。在再次與起始原料摻和前，將該循環氣或其部分中生成的二氧化 碳完全除去。在多級的通常蒸汽加熱的蒸餾方法中，將生成物乙酸乙烯酯及水 與冷凝出來的未反應乙酸彼此分開。通常蒸餾步驟包括去水、共沸蒸餾、純蒸餾、副產物去除、廢水純化、殘余物分離凈化處理及低沸點 物質與高沸點物質的去除。用于分離凈化處理的乙酸乙烯酯生產廠可 視客觀條件有所應變。通過在1至10巴的壓力下蒸發水的冷卻作用來設定固定床管式反應器內或流化床反應器內的反應溫度(13(TC至20(TC)。這樣形成蒸汽， 即制備方法產生的蒸汽(process-generated steam)，其溫度為120。C至 185'C及壓力為1至10巴，優選的為2.5至5巴。該蒸汽有時可以達到 某種過熱程度。在此情況下，該溫度高于各個制備方法產生的蒸汽壓 力下的沸點。該制備方法產生的蒸汽可用于加熱制備乙酸乙烯酯的其 它步驟，例如加熱用于產物混合物分餾的各個蒸餾塔。日本專利JP-A 02-091044中描述了該程序。反應溫度由蒸發水冷卻的操作壓力及所形成的制備方法產生的蒸 汽設定。操作期間催化劑活性的降低通過升高反應溫度，亦即蒸發水 冷卻的操作壓力及所形成的制備方法產生的蒸汽的操作壓力來補償。 該反應溫度及該制備方法產生的蒸汽溫度則隨時間變化，因而導致制 備方法產生的蒸汽的利用問題。為了節省催化劑、使其選擇性最佳化 及使二氧化碳的形成減至最低，在低反應溫度(對應于低的制備方法產 生的蒸汽壓力)下操作該乙酸乙烯酯的反應時間盡可能長。此處有一個缺點是由于溫度及壓力水平低，該制備方法產生的蒸 汽僅可用于加熱一些壓力步驟。例如，所述壓力步驟走為脫水塔、廢 水純化、殘留物分離凈化(通常在真空條件下操作)、循環氣加熱器及不 同種類的乙酸蒸發器及加熱器。對于其它制備步驟，例如共沸蒸餾或 純蒸餾，必須引進外來的、較高等級及經常過熱的加熱蒸汽，其通常 溫度為160'C至250'C及壓力為5巴至15巴。另一缺點是制備方法反 應器的冷卻作用，在該制備方法反應器內發生放熱氣相反應，由于該 制備方法產生的蒸汽的壓力及溫度水平，制備方法產生的蒸汽多于乙 酸乙烯酯制備及純化加工步驟中所消耗的蒸汽。在制備過程中，加熱 通常僅消耗約75至80重量％所形成的制備方法產生的蒸汽。制備方 法產生的蒸汽的使用量主要視所選設備的尺寸及該工廠操作所用加熱 蒸汽的壓力水平而定。可冷凝殘余量，其導致能量的完全損失，或可選擇將其送至集成工廠的其它部門。然而，就組織及設備而言，此種方式太復雜。此外， 低壓蒸汽絕大多數用于加熱優選產品輸送管道或廠房，所以隨季節而 起伏變化，且時常不能進一步完全利用。
技術實現思路
所以本專利技術的目的是提供一種利用釋放的反應熱制備乙酸乙烯酯 的方法，其中在放熱氣相反應器內所形成的制備方法產生的蒸汽可在 乙酸乙烯酯制備中進一步完全加以利用。本專利技術提供一種制備乙酸乙烯酯的方法，該方法是利用a) 在1至30巴的壓力及130。C至200。C的溫度條件下，乙烯、乙 酸及氧的非均相催化的連續氣相反應，在12(TC至185X:的溫度及1至 10巴的壓力條件下，通過水的熱交換作用將制備方法產生的熱去除，b) 主要包括乙烯、乙酸乙烯酯、乙酸、水、二氧化碳及其它惰性 氣體的生成物氣流的分餾作用，及c) 將全部或部分乙烯循環至循環氣加工部門， 其特征在于利用至少0.5巴的差壓，將通過熱交換作用，在氣相反應中形成的、溫度為12(TC至185X:及壓力為1至10巴的全部或部分 蒸汽(制備方法產生的蒸汽)進行壓縮并進一步利用。在裝有固定床催化劑的管式反應器內或在使用適于流化床的催化 劑的流化床反應器內實施乙酸乙烯酯的連續制備。所用的催化劑通常 是摻雜貴金屬或貴金屬鹽及促進劑的載體催化劑，例如摻雜氯化鈀及 摻雜金、鎘及鉀鹽的皂土球。將乙烯、氧及乙酸供應給該反應器且優 選在8至12巴的壓力及13(TC至170'C的溫度條件下反應。在優選的 反應條件下，制備方法產生的蒸汽的壓力及溫度通常為2.5至5巴及 140。C至160°C。離開該反應器的生成物流主要包括乙酸乙烯酯、乙烯、 乙酸、水、氧、二氧化碳及惰性氣體氮、氬、甲垸及乙烷。在體系壓力下，將反應生成物連同過量添加的乙酸從生成物氣流 冷凝下來，并在隨后的洗滌步驟中與乙酸一起加以洗滌。隨后通過蒸 餾作用將乙酸乙烯酯、乙酸、水及其它可冷凝的組分彼此分開。隨后將通過熱交換作用在氣相反應中形成的、溫度為12(TC至 185'C及壓力為1至10巴的蒸汽(制備方法產生的蒸汽)或其一部分進行壓縮。壓縮作用可通過機械壓縮機實施。由于壓力增加，例如通過在 上游安裝可加熱的熱交換器使蒸汽過熱以防止冷凝，所述機械壓縮機 實施壓縮作用卻不發生冷凝現象。優選通過常用的蒸汽噴射蒸汽壓縮機(噴射噴嘴)壓縮該制備方法 產生的蒸汽。其優點是制備乙酸乙烯酯時，凡是用以預熱反應器上游 反應氣體的高壓蒸汽均可使用。不存在冷凝問題且就機械及設備而言 花費也小。經過該蒸汽噴射蒸汽壓縮機的高壓蒸汽將制備方法產生的 蒸汽吸入并將其壓縮。所得壓力水平低于該高壓驅動蒸汽的壓力水平。 實際上壓縮作用絕熱地進行，以致混合的兩種蒸汽的熱含量的和就成 為總熱含量。尤其優選使用調節蒸汽噴射蒸汽壓縮機，因為所述調節蒸汽噴射 蒸汽壓縮機可與制備方法產生的蒸汽量及該待壓縮的制備方法產生的 蒸汽壓力水平相匹配。此外，就將達到的最終壓力而言，可具有更大 的彈性。通常根據文丘里管原理操作蒸汽噴射蒸汽壓縮機。此處，將 該高壓驅動蒸汽引進蒸汽噴射蒸汽壓縮機內，并在其中通過一個在該 噴射泵內調節的驅動噴嘴輸送。制備方法產生的蒸汽經由另一進料管 道進給至該蒸汽噴射蒸汽壓縮機內。該經混合的蒸汽經由混合蒸汽管 道離開蒸汽噴射蒸汽壓縮機，該混合蒸汽的壓力由壓力計測定。驅動 噴嘴所用的壓力計及調節器通過調節線路連接，從而該混合蒸汽的預 期最終壓力可通過高壓驅動蒸汽進料管本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：H·米希爾，
申請(專利權)人：瓦克化學有限公司，
類型：發明
國別省市：