BP公司Cativa羰基合成醋酸技术研究

对甲醇低压羰基合成醋酸工艺的几点思考甲醇低压羰基合成醋酸是一种重要的工业化学工艺，具有高效能、高选择性和环境友好等优点。

在对该工艺进行思考时，我认为以下几点是值得关注和深入研究的：1. 催化剂的选择：目前常用的催化剂是钴和碘化物的复合体。

由于催化剂具有直接影响反应效率和选择性的特性，因此选择合适的催化剂是很重要的。

未来可以考虑开发新型催化剂，以提高反应效率和选择性。

2. 变工艺条件以改进反应效率：醋酸甲酯氧化和羰基亲核加成反应是甲醇低压羰基合成醋酸的两个主要步骤。

通过改变工艺条件，如温度、压力和反应物配比等，可以提高反应效率。

还可以考虑引入辅助催化剂或添加助剂，以增加反应速率和产物选择性。

3. 应用新型反应器：传统的甲醇低压羰基合成醋酸的反应器主要是管式反应器和固定床反应器。

未来可以考虑采用新型反应器，如流经式反应器、催化膜反应器等，以提高反应效率和产物选择性。

4. 应对副产物产生：在甲醇低压羰基合成醋酸的过程中，常常会产生副产物，如一醋酸乙烯酯和二甲醚等。

这些副产物不仅降低了反应的效率，还增加了废物处理的难度。

可以研究如何减少或回收这些副产物，以提高产物纯度和减少物料损失。

5. 节能减排和环保性：甲醇低压羰基合成醋酸需要较高的温度和压力条件，导致能耗较高。

可以引入新的能源节约技术，如换热器、催化剂再生和废热利用等，以降低能耗。

还可以研究如何减少或处理废气和废水，以提高工艺的环保性。

对甲醇低压羰基合成醋酸工艺的几点思考包括催化剂的选择、工艺条件的改进、新型反应器的应用、副产物产生的应对和节能减排与环保性等方面。

通过对这些关键问题的探索和研究，可以进一步提高该工艺的效率和环境友好性。

甲醇羰基化反应制醋酸反应原理及工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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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。

低压羰基合成工艺醋酸成品丙酸影响因素及其控制方法摘要：低压羰基合成工艺醋酸成品指标中，丙酸虽然没有纳入国家标准，但作为重要的质量指标，受到越来越多的高端用户的关注，部分用户要求丙酸含量小于300ppm，少量用户甚至要求小于200ppm。

在醋酸市场总体供大于求的情况下，低丙酸含量的醋酸能够部分高端用户的需求，具有较强的竞争力。

而丙酸的影响因素以及控制方法也变得越来越重要。

文章通过对丙酸生成机理以及脱除方法的探讨，分析影响成品丙酸的因素及其有效的控制方法，降低丙酸含量，提升成品品质，提高醋酸的市场竞争力。

关键词：低压羰基合成；丙酸；影响因素；控制方法1 醋酸产业的概述目前醋酸产能严重过剩，且绝大多数均采用以铑为催化剂的催化体系进行的低压羰基合成，各装置采用工艺技术路线类似，竞争非常激烈。

在这样的市场形势下，只有提升产品品质，以满足不同客户需求，拉开与竞争对手的差距，才能在竞争中占据有利形势。

而醋酸中丙酸含量，受到越来越多的客户关注，低丙酸醋酸产品越来越受到高端用户的欢迎，需求量也越来越大，因此，分析丙酸的影响因素及其控制方法，也显得越来越重要。

2 影响丙酸生成的因素及其控制方法醋酸中丙酸生成机理主要有乙醇与一氧化碳生成，而乙醇主要来源有甲醇中含有的乙醇杂质，副产物乙醛加氢反应生成。

因此其影响因素主要有以下几种。

2.1 甲醇中乙醇含量乙醇能与一氧化碳反应生成丙酸，该机理与甲醇与一氧化碳生成乙酸类似。

乙醇的直接来源之一就是原料甲醇中的乙醇含量。

目前甲醇国家质量标准中对乙醇含量未做规定，仅列出检测项目，由供需双方协商具体指标。

建议采购乙醇含量低的甲醇，建议可控制在0.01wt%以内，以减少丙酸生成。

2.2 系统中乙醛含量在羰基合成体系中会产生副产物乙醛，而乙醛会与氢气发生加成反应生成乙醇，从而进一步与一氧化碳反应生成丙酸。

有文献资料显示，反应釜内乙醛含量可以控制在1000ppm以内时，成品丙酸含量大幅降低。

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。

对甲醇低压羰基合成醋酸工艺的几点思考甲醇低压羰基合成醋酸工艺是一种重要的化工生产工艺，对于提高醋酸产量、降低生产成本和改善环境保护方面具有重要意义。

通过对这一工艺的几点思考，可以进一步完善工艺流程、提高生产效率和经济效益。

对甲醇低压羰基合成醋酸工艺的原理和流程进行深入了解是非常重要的。

这项工艺的核心是利用催化剂在低温低压条件下，将甲醇和氧气进行催化反应生成醋酸。

在这个过程中，催化剂的选择、反应条件的控制和流程参数的优化都是至关重要的。

只有深入了解工艺原理，才能有针对性地进行工艺优化和改进。

针对甲醇低压羰基合成醋酸工艺存在的问题进行分析和思考。

反应速率慢、催化剂寿命短、产品纯度低、废气排放严重等问题都是制约工艺发展的关键因素。

通过对这些问题进行分析和思考，可以找到相应的解决方案，从而进一步完善工艺流程。

通过对先进技术和经验的借鉴，可以获取更多的思路和启发。

可以借鉴国外先进企业的经验，了解他们在甲醇低压羰基合成醋酸工艺方面的最新进展和技术路线。

还可以通过专业的会议、学术论文和专利文献的阅读，了解国内外在这一领域的最新研究成果，从而获取更多的技术思路和创新点子。

第四，通过实验研究和模拟计算，可以进一步优化甲醇低压羰基合成醋酸工艺的流程参数和操作条件。

可以通过实验室试验，寻找更高效的催化剂或优化反应条件，从而提高醋酸的产率和纯度。

可以利用模拟计算软件，对工艺流程进行优化设计，降低生产成本，提高资源利用率。

团队合作和交流也是非常重要的。

通过与同行、院校和研究机构开展合作交流，可以获取更多的信息和经验，开拓思路，找到问题的解决方案。

还可以通过参加专业会议、学术研讨会等活动，扩大人脉关系，获取更多技术支持和合作机会。

对甲醇低压羰基合成醋酸工艺进行几点思考是非常必要的。

只有深入了解工艺原理、分析问题、借鉴经验、开展研究、加强合作，才能够不断改进工艺，提高生产效率和经济效益。

希望通过这几点思考，可以不断推动甲醇低压羰基合成醋酸工艺的进步和发展。

作为重要的化工原料，醋酸广泛应用于醋酸乙烯、醋酐、醋酸纤维、金属醋酸盐等，是重要的有机化工原料之一。

随着醋酸乙烯等下游工业的快速发展，醋酸的使用量也出现大幅度上涨，已经成为国民经济的一个重要组成部分。

我国醋酸工业化发展主要经历了乙醛法、乙烯直接氧化法和甲醇羰基化法几个阶段，目前工业上主要使用甲醇羰基化法生产醋酸。

甲醇羰基化合成醋酸，不但使用原材料价格低，而且生产过程中选择性达到 99%以上，基本上无副产物，新建生产装置多考虑采用这一生产方法。

甲醇羰基化法制醋酸也经历了多次改进，世界首套工业化醋酸装置建成于1960年，使用的是巴斯夫高压工艺，反应温度250℃、压力6.5MPa ，条件较为苛刻。

1968年美国Monsanto 公司在巴斯夫工艺基础上成功开发了铑基催化剂，反应条件更加温和，反应效果更好，反应温度175~200℃、压力3~4MPa 。

羰基化合成醋酸另一个重要的进展是英国BP 开发并实现工业应用的一种新型甲醇羰基化制醋酸工艺，该工艺采用了铱基催化剂，具有更高的稳定性，羰基化反应要求的水含量更低，从而生产成本得到有效降低，成为目前该领域的前沿工艺。

1 铱基催化体系的反应机理（1）根据福斯特机理所述，铱催化甲醇羰基化反应的循环中，氧化加成不再是慢反应，要比铑催化剂快150倍，迁移插入反应才是速率控制步骤，是铑催化剂的1/5~1/6。

铱催化循环的迁移插入反应，包含有一个碘负离子（I -）从[MeRh （CO ）2 I 3]-解离出来，一个CO 进入配位，以及甲基迁移。

这里最慢的反应步骤是中间体的转化，其中包含碘负离子（I -）的解离和CO 进入配位，甲基向顺式邻位的CO 配体迁移，是极其迅速的。

铱催化剂羰基合成的反应动力学方程：速率∝[IR]·[CO]/[I -]。

图1表示了铱催化反应中关键控制步骤。

"$0) )*$0 ) 0<*S $0 * ><.F*S $0 * 图1 铱催化反应中速率控制步骤（2）金属促进剂 Ru （CO ）x I y （溶剂）的加入降低了反应中迁移插入的活化位垒，使[MeIr （CO ）2I 3]-更容易解离出I -，并促成CO 进入替补与之配位，从而使铱催化羰基合成的整个催化过程速度得以提高，反应过程如下：[MeIr （CO ）2I 3]-+H20+CO+[Ru （CO ）2I 2]-→[Ir （CO ）2I 2]-+[HRu （CO ）2I 3]-+ACOH2 水浓度、乙酸甲酯含量对铱钌催化剂体系影响图2是铱含量2 500mol/m 3、钌含量6 000mol/m 3、乙酸甲酯含量30%时，铱钌基催化剂体系中水浓度对羰基反应速率的影响，随着水浓度降低，反应速率逐渐提高，当水浓度达到5%时，反应速率达到最大值，随着水浓度继续下降，反应速率快速下降。

醋酸工艺方案一、醋酸工艺路线选择1国外技术情况目前国外醋酸工业生产技术主要有甲醇羰基合成法、乙醛氧化法、正丁烷/轻油氧化法，其中乙醛氧化法又分为乙烯氧化法，乙炔法和乙醇氧化法，而以乙烯液相氧化法为主。

据统计，当前世界60%以上的醋酸生产是甲醇羰基化法，乙醛氧化法25%，其余为丁烷氧化法。

甲醇羰基合成法中主要生产工艺有Mosanto/BP和Halcon/Eastman 两种。

Mosanto/BP工艺特点在于原料消耗少，转化率高，产品质量高，能再生任何痕量的失活催化剂。

Halcon/Eastman的工艺与Mosanto/BP 基本相似，只是催化剂不同，Halcon/Eastman采用非贵重金属催化剂即醋酸铑/甲基碘/四苯基钨系催化剂，而Mosanto/BP是用铑为催化剂，二种工艺条件略有不同。

近年来，国外各醋酸生产厂商纷纷推出新技术，以求降低生产成本，提高在市场上的竞争力。

BP公司采用铱作催化剂（称Cativatm工艺），使其比原来的铑催化剂活性好，价格便宜，从而可以降低10~30%的操作费用，1995年在美国德克萨斯（Texas）Sterling化学公司首次工业化使用，经二次改造顺利将原来13万吨/年产量提高到46万吨/年，后在英国Hull BP化学公司、南朝鲜Ulsan、三星BP化学及Kerteh-Petrona公司均使用了此催化剂系统。

BP公司还开发了一种载体催化剂，首先将铑镍钴或铱化合物催化剂溶液浸渍碳载体，然后，将浸渍后碳在400℃下的氢气中还原生成活性催化剂，此催化剂在甲醇转化率98.4%时，醋酸的选择性为58%。

美国UOP公司和日本千代田最近开发甲醇羰基化技术以甲醇和CO 为原料，以碘甲烷为助催化剂，铑催化剂络合在聚乙烯基吡啶树脂上，甲醇转化生成醋酸收率大于99%，反应器具有较低的碘化氢浓度，对环境腐蚀性小，产品纯度高，副产品少。

Eastman Chemical也发布采用甲醇羰基化制醋酸的气相路线，此路线采用一种铱/钌催化剂，活性碳为载体，其优点在于免去了从反应物中回收高价值催化剂这一难度大且成本也较大的步骤，排除了一氧化碳传质到液相反应所造成的速度限制。

对甲醇低压羰基合成醋酸工艺的几点思考【摘要】本文围绕对甲醇低压羰基合成醋酸工艺进行研究，通过分析反应机理、优化反应条件、选择催化剂并评价其性能、分析工艺经济性和可行性，最后对工艺进行总结，并展望未来研究方向和工艺应用前景。

研究结果表明，甲醇低压羰基合成醋酸是一种有效的合成方法，催化剂选择和反应条件优化对提高产率和选择性至关重要。

此工艺具有较好的经济性和可行性，在工业化生产上具有广阔的应用前景。

未来的研究应该集中在进一步提高反应效率和催化剂的稳定性上，以满足工业实际需求。

通过本研究，可以为相关领域的工艺优化和新技术的开发提供借鉴和指导。

【关键词】甲醇低压羰基合成醋酸、反应机理、反应条件、催化剂、工艺经济性、工艺可行性、工艺总结、研究展望、应用前景。

1. 引言1.1 研究背景甲醇低压羰基合成醋酸是一种重要的化学反应过程，具有广泛的应用前景。

甲醇是一种廉价且易得的原料，醋酸是一种重要的有机化工产品，因此通过甲醇低压羰基合成醋酸可以实现资源的充分利用和产物的高附加值。

在当前的能源环境问题日益突出的背景下，开发高效、节能、环保的甲醇低压羰基合成醋酸工艺具有重要意义。

在这样的背景下，有必要对甲醇低压羰基合成醋酸工艺进行系统的研究和探讨，以期找到更加高效、经济、环保的生产工艺，满足社会对可持续发展的需求。

部分的内容到此结束。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探究甲醇低压羰基合成醋酸的工艺机理，优化反应条件，选择合适的催化剂，并评价其性能。

通过对工艺经济性的分析和工艺可行性的评价，不仅可以提高合成醋酸的效率和产量，还可降低生产成本和减少对环境的影响。

这样的研究不仅有助于推动甲醇低压羰基合成醋酸工艺的技术进步，也可以为相关领域的工艺优化提供有益的参考和借鉴。

通过本研究的展开，期望能够为实现甲醇低压羰基合成醋酸工艺的高效、环保和可持续发展提供科学依据和技术支撑。

1.3 研究意义甲醇低压羰基合成醋酸工艺是一种重要的有机合成方法，在许多化工领域都有着广泛的应用。

107醋酸也被称为乙酸，是重要的化工原料，广泛地应用于食品工业中，可用于罐头、干酪、果冻等食品的酸味剂。

醋酸应用广泛，是最为重要的有机酸之一，可以用于酸化剂、增香剂和香料，具备防腐抑菌的作用。

同时醋酸可以用作反应制备乙酸乙烯、乙酸纤维素等，应用于医药、农药、燃料、橡胶工艺中。

当前工业上制备醋酸的方法生物化学发酵法、甲醇羟基化法等方法，为醋酸的生产提供了工艺基础。

我国的醋酸产能和消耗呈现逐年上升的趋势，醋酸的工业生产具有广阔的发展前景。

一、醋酸的市场、前景及产品质量因素1.醋酸的市场情况。

从2019年的醋酸市场报告来看，我国的醋酸市场从2000年开始呈现逐年增长的趋势。

2015年醋酸产能达到千万吨级别，但是由于开工率低，产量不足。

近年来醋酸市场恢复，2018年的醋酸产生达到860万t，占全球产能的一半。

2019年华东地区醋酸投资项目增多，包括BP与浙江石化集团投资的100万t/a的醋酸工厂、大连恒力的35万t/a和华谊能源化工的120万t/a的醋酸项目都将投产。

从当前的醋酸市场布局来看，全国的醋酸市场产业格局已经完成，中国的醋酸产能将占全球60%以上。

但是从整体而言，醋酸技术和市场依然由大型跨国公司主导，塞纳尼斯和BP依然是最大的醋酸生产商。

2.醋酸的市场前景。

中国是全球最大的食品消费市场，对于醋酸的需求旺盛。

从醋酸下游行业来看，虽然醋酸酯、醋酸乙烯、氯乙酸等产品对于出山的需求增长有限，但是对苯二甲酸市场的发展对醋酸的需求增加。

从2016年起，醋酸市场的供需格局发生变化，醋酸逐渐供不应求，醋酸价格也素质增长。

由于醋酸市场的发展，国内醋酸行业投资同时增加，华南地区的醋酸投资相对较多，弥补了以往华南地区醋酸市场的需求。

而对苯二甲酸的需求持续增加，将会带动醋酸市场的发展。

3.甲醇羰基化制醋酸产品质量的关键影响因素。

从现状来看，在工业方面对于醋酸的生产方法较多，其一，乙烯-乙醛-醋酸两步合成法；其二，乙醇-乙醛-醋酸两步合成法；其三，烷烃与轻质油氧化法；其四，甲醇羰基化法。

甲醇低压羰基化制醋酸醋酸是最重要的有机酸之一。

全世界产量约6.0Mt/a,主要用于合成醋酸乙烯、醋酸纤维、醋酸酯、金属醋酸盐等,也是制药、染料、农药、感光材料以及其他有机合成的重要原料。

1.醋酸生产方法评述工业上生产醋酸的方法主要有3种:乙醛法、丁烷或轻油氧化法以及甲醇羰基化法。

(1)乙醛法这是比较古老的生产方法。

乙醛可由乙炔、乙烯和乙醇制得,1959年用乙烯直接氧化制乙醛(常称瓦克法)获得成功,现在已成为生产乙醛的主要方法。

乙醛生产醋酸的反应式为:工艺过程为:将含5%～10%乙醛的醋酸液通入空气或氧气氧化,催化剂为醋酸锰或醋酸钴,反应温度50～80℃,反应压力0.1～1.0MPa。

除主产物醋酸外,还有甲醛和甲酸等副产物生成。

乙醛转化率90%以上,醋酸选择性大于94%。

(2)丁烷(或轻油)液相氧化法20世纪50年代初在美国首先实现工业化。

丁烷或轻油在Co,Cr,V或Mn的醋酸盐催化下在醋酸溶液中被空气氧化,反应温度95～100℃,压力1.0～5.47MPa,反应产物众多,分离困难,而且对设备和管路腐蚀性强,虽然能用廉价的丁烷和轻油作原料,除美国、英国等少数国家还继续采用外,其他国家对该法兴趣不大。

(3)甲醇羰基化法以甲醇为原料合成醋酸,不但原料价廉易得,而且生成醋酸的选择性高达99%以上,基本上无副产物,现在世界上有近40%的醋酸是用该法生产的,新建生产装置多考虑采用这一生产方法,表5-5-04列出了目前世界上生产醋酸的2种主要方法的生产成本比较。

由表5-5-04不难看出甲醇法不仅投资省,而且生产费用也低,对乙醛法有明显的优势。

2.甲醇低压羰基化制醋酸的工艺原理(1)化学反应主反应:HI(或CH３I)为助催化剂.副反应:ＣＨ３ＣＯＯＨ＋ＣＨ３ＯＨ====ＣＨ３ＣＯＯＣＨ３＋ＨＯ２２ＣＨ３ＯＨ====ＣＨ３ＯＣＨ３＋Ｈ２ＯＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２此外,尚有甲烷、丙酸(由原料甲醇中含有的乙醇羰基化生成)等副产物。

第八章羰基化过程8．3 甲醇羰基化合成醋酸1.醋酸的用途:醋酸是重要的有机原料，主要用于生产醋酸乙烯、醋酐、对苯二甲酸、聚乙烯醇、醋酸酯、氯乙酸、醋酸纤维素等。

醋酸也用于医药、农药、染料、涂料、合成纤维、塑料和黏合剂等行业。

工业上醋酸的生产方法有多种,但以甲醇为原料羰基合成醋酸工艺，不但原料价廉易得，而且生成醋酸的选择性高达99％以上，基本上无副产物；投资省，生产费用低，相对乙醛氧化法有明显的优势。

8．3．1 甲醇羰化反应合成醋酸的基本原理甲醇羰化反应合成醋酸主要有BASF高压法与孟山都低压法,二种方法的化学原理基本相同，反应过程大同小异。

8．3．1．1 高压法甲醇羰化反应合成醋酸基本原理BAsF高压法采用钴碘催化循环，过程如图所示。

整个催化反应方程式如下：Co2(CO)8(催化剂)CH3COOH + HI HCo(CO)4CH3I + H2O(络合物1)CHCOI (络合物5) CH3(络合物2)+ HICH3COCo(CO)4CH3COCo(CO)4(络合物4)(络合物3)对应反应式见P380(8-22)-(8-29).上述反应中,首先是Co2(CO)8(催化剂原位)与H2O +CO反应得到HCo(CO)4 (络合物1),CH3OH与HI反应得到CH3I(碘甲烷),CH3I(碘甲烷)又与HCo(CO)4 (络合物1)反应得到CH3Co(CO)4(络合物2)+ HI,HI完成一个循环。

CH3Co(CO)4(络合物2)与H2O反应转化为CH3COCo(CO)4(络合物3), CH3COCo(CO)4(络合物3)与CO反应得到CH3COCo(CO)4络合物4), (络合物4)与HI反应得到(络合物5), (络合物5)与H2O反应的到CH3COOH + HCo(CO)4 +HI,HI完成了另一个循环, HCo(CO)4(络合物1)也完成了一个循环.上述一系列复杂的反应过程要求在较高的温度下才能保持合理反应速率，而为了在较高温度下稳定[Co(CO)4]-(络合物1)]配位化合物，必须提高一氧化碳分压，从而决定了高压法生产工艺的苛刻反应条件。