Tecnología de producción y progreso técnico de ácido acético (GAA) (Parte 2)

Tabla 2.1 Sistemas de catalizador para cuatro procesos de síntesis de carbonil de metanol.

El proceso Monsanto / BP es un proceso tradicional para la producción deácido acético, que se sintetiza por metanol y carbono.Monóxido en un reactor de tanque agitado a 175 ℃ y 2.8MPA. El catalizador de complejo de ródio líquido se disuelve con yoduro en la solución de reacción. Las condiciones de reacción del proceso acético de Chiyoda son similares, excepto que el reactor es un reactor de bucle de la torre de burbujas y el catalizador es un complejo de rodio suspendido inmovilizado en una bola de polimerización. Después de la reacción, el producto se purificó por destilación flash, deshidratación y destilación. El rendimiento de ácido acético en metanol y CO fue mayor que 99% y 92%, respectivamente.

En comparación con la baja concentración de catalizadores en el proceso Monsanto / BP debido a sus limitaciones de solubilidad, el proceso acético tiene la ventaja de aumentar la concentración de catalizadores, lo que reduce el tamaño del reactor en un 30% al 50% al tiempo que reduce la Productos en alrededor del 30%. Chiyoda espera que el proceso acético reduzca los costos de inversión y operación en más del 20% en comparación con los procesos tradicionales de M ucsanto / BP.

2.1.2 Proceso de oxidación directa de etileno de GAA CAS 64 19 7

El método se puede dividir en método indirecto y método directo. El método indirecto, a saber, el método de oxidación de etileno-acetaldehído, se desarrolló rápidamente en la década de 1960, pero con el desarrollo del proceso de carbonilación Monsanto de metanol, la proporción de método de etileno-acetaldehído disminuyó gradualmente, porque el método es inferior al proceso de carbonilación de metanol en indicadores técnicos y económicos. . En la actualidad, este proceso sigue siendo el principal método de producción de ácido acético en China. Este proceso utiliza acetaldehído como materia prima y adopta acetato de manganeso, acetato de cobalto o catalizador de fase líquida de acetato de cobre para llevar a cabo la reacción de oxidación a 50 ~ 80 ℃ y 0.6 ~ 0.8 MPa. La conversión de acetaldehído está por encima del 90% y la selectividad de acetaldehído es superior al 95%. Todos los equipos utilizados en el proceso deben estar hechos de acero inoxidable.

La oxidación catalítica gaseosa directa de hidrocarburos insaturados siempre se ha considerado como un proceso de producción de ácido acético factible. Sin embargo, antes de 1997, solo había un proceso de producción de ácido acético de varios pasos, es decir, el etileno se oxida al acetaldehído, luego el acetaldehído se oxida al ácido acético bajo la acción del precioso catalizador de metal. Showa Denko desarrolló un proceso de fase gaseosa de un solo paso (proceso de Showa Denko) para la oxidación directa de etileno a ácido acético, que se industrializó en 1997. El proceso de fase de gas etileno de un solo paso es económico para las plantas de ácido acético con pequeñas capacidades de producción (50 -100kt / a) Debido a sus costos de inversión relativamente bajos (no se requiere infraestructura para producir monóxido de carbono).

El proceso de fase gaseosa de un paso de Showa Denko es una preparación altamente selectiva de ácido acético de una mezcla de etileno y oxígeno bajo un catalizador de paladio soportado a 160 ~ 210. Las reacciones laterales principales son la combustión de etileno y la formación de acetaldehído. Bajo las condiciones de reacción informadas, la selectividad única de ácido acético, acetaldehído y dióxido de carbono fue de 85.5%, 8.9% y 5.2% respectivamente. El subproducto principal, acetaldehído, se puede reciclar al reactor para reducir la combustión de etileno y aumentar el rendimiento total del ácido acético.

La purificación de ácido acético es un proceso intensivo en energía porque se genera una gran cantidad de agua durante la reacción. Para resolver este problema, Showa Denko ha desarrollado un proceso de eficiencia energética que combina la extracción y la destilación para separar de manera efectiva el agua del ácido acético. Showa Denko dice que el proceso es respetuoso con el medio ambiente porque produce solo una pequeña cantidad de aguas residuales.

En 1997, Showa Denki de Japón construyó una planta de ácido acético con una capacidad de producción de 100 kt / a en la planta de Chiba mediante el uso del método directo, es decir, el proceso de producción de ácido acético sin acetaldehído. La planta utiliza el catalizador de paladio, y la reacción se lleva a cabo en un reactor de lecho fijo, la temperatura de reacción es de aproximadamente 150 ~ 160, la presión es de aproximadamente 0,9 MPa. La selectividad del ácido acético, acetaldehído y CO2 fue de 86.4%, 8.1% y 5.1%, respectivamente. En comparación con las plantas de metanol y acetaldehído de escala similar, el costo de construcción de la planta de oxidación directa es significativamente menor, y el tamaño de la planta se puede diseñar de acuerdo con los requisitos del usuario. Además, el proceso es muy simple, y la descarga de aguas residuales se reduce significativamente, solo una décima de oxidación de acetaldehído.

2.1.3 Proceso de oxidación directa de etano

SABIC ha desarrollado un nuevo proceso para la oxidación catalítica gaseosa de etano al ácido acético (proceso SABIC), que ha atraído una atención considerable a lo largo de la industria petroquímica. Una capacidad de producción de ácido acético semi-industrial de 30kt / a está ahora en construcción.

Según la patente de SABIC, el etano reacciona con oxígeno o aire puro a 150 ~ 450 ℃ y 0.1 ~ 5.0M PA para producir ácido acético, con CO, CO2 y etileno como subproductos. El catalizador novedoso utilizado en el proceso SABIC se calcina a partir de una mezcla de óxidos MO, V, NB y PD, que ayuda a reducir la formación de subproductos al tiempo que logra una alta selectividad y un rendimiento de ácido acético. Cuando se usan etano y oxígeno como materias primas, la selectividad del ácido acético es de hasta un 71%, y la conversión única de etano y oxígeno es de 13.6% y 100%, respectivamente. Cuando se usan etano y aire como materias primas, la selectividad del ácido acético es ligeramente más bajo, al 67%, pero la conversión de etano de un lado es mayor, en el 49.6%, y la conversión de oxígeno es del 100%.

Debido al bajo costo de producción de etano, la oxidación directa de etano para el ácido acético es económicamente competitivo con la carbonilación del metanol. La tecnología incluye la producción de catalizador, el nuevo diseño de reactor de oxidación, el proceso integrado y el diseño de procesos básicos. SABIC continuará mejorando la tecnología y está considerando construir una instalación de producción de ácidos acético 200kt / a.

2.1.4 Otros procesos de GAA CAS 64 19 7

Los dos procesos que usan N-butano o aceite ligero como materia prima son básicamente similares. Usando aceite de luz en el rango de C5 ~ C7 como materia prima, utilizando acetato de cobalto, acetato de cromo, acetato de vanadio o catalizador de acetato de manganeso a 170 ~ 200 ℃, 1.0 ~ 5.0MPA Presión, el producto final es ácido fórmico, ácido propiónico y acético. Productos ácidos, Ácido acético: ácido fórmico: ácido propiónico Relación de 1: 0.25: 0.10.

Además, la oxidación de acetaldehído de etanol, incluye principalmente la deshidrogenación oxidativa de etanol a acetaldehído y la oxidación de acetaldehído al ácido acético dos procesos. En la actualidad, este tipo de tecnología de producción aún se mantiene en algunos países en desarrollo, pero debido a los malos indicadores técnicos y económicos, la mayoría de ellos están suspendidos o semi-suspendidos.