醋酸乙烯生产的工艺流程

醋酸乙烯生产的工艺流程

摘要 醋酸乙烯（VAc）是一种重要的有机化工原料，特别是醋酸乙烯通过自身聚合或与其它单体共聚，可以生成应用很广的衍生物。醋酸乙烯生产方法有乙炔法、乙烯法以与碳一化学法等，醋酸乙烯工业的发展具有广阔前景。

关键字 醋酸乙烯 工艺

1 乙炔气相法合成醋酸乙烯

乙炔气相法原料是醋酸和乙炔。用该法合成醋酸乙烯反应有许多副产物的产生。

1.1主要反应方程式

C2H2 +CH3COOH →CH3COOCHCH2 放热

随着温度的升高，副反应加剧，因此应控制反应温度和避免局部过热。

1.２ 醋酸乙烯工艺流程

乙炔气相法合成醋酸乙烯工艺流程包括合成和气体分离两个工段

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合成工段是乙炔与醋酸在流化床反应器中通过活性碳醋酸锌催化合成醋酸

乙烯，分离工段把合成气中的高沸物醋酸和醋酸乙烯等液化，与不凝气乙炔、氮

气、二氧化碳等分开。分离工段的分离塔为筛板和泡罩的混合塔板结构，全塔共

22 块塔板，分为三段，从下往上数1～8 层为第一段，9~14 层为第二段，15~22

层为第三段。第一段是利用循环液洗涤掉气体中含有的催化剂粉末；第二段是冷

凝大部分的醋酸、醋酸乙烯、巴豆醛和水等高沸物；第三段是分离出不凝气乙炔。

新鲜乙炔经净化脱除 H2S、PH3 等杂质后与来自气体分离塔顶的循环乙炔混合（称混合乙炔），用鼓风机升压到78.5~83.4kPa (表压)后,由切线方向加入气体混合槽。新鲜醋酸、精馏醋酸和回收醋酸按一定比例加入醋酸贮槽，用泵连续加入中央循环管型的醋酸蒸发器，用醋酸蒸发器液面(维持恒定)自动调节加入的醋酸量，采用6atm（表压）蒸汽间接

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加热使醋酸气化。气态醋酸进入气体混合槽，在此与乙炔混合，并控制乙炔与醋酸的摩尔比为2.5：1。由于醋酸蒸发器内的杂质(如乙醛、巴豆醛、醋酸乙烯等)在高温下能够聚合生成树脂状物质，积聚在蒸发器底部，会导致蒸发器传热效果下降和列管堵塞，为此要连续排出釜液，送往精馏进行处理。

混合后的气体经正逆阀调节后分成两路送出，一路送入蒸汽预热器和油预热

器，混合气体被加热到140~150℃，在反应器入口之前与另一路未经加热的冷气汇合调节混合气体温度为130~140℃，再从底部进入醋酸乙烯流化床合成反应器。进入的气体和催化剂一道被流化起来，发生放热反应，生成醋酸乙烯和其它少量副产物（乙醛、巴豆醛等），反应温度为167~220℃。反应放出的热量一部分被反应合成气体带出，另一部分用于加热入口气体，还有一部分被夹套中的循环油（温度为135~200℃）撤走，用来供混合气体在油预热器予热。为了保证催化剂的活性和补充被反应气体带出的催化剂，定期从反应器下部卸出旧催化剂，从顶部加入一部分新催化剂。

温度为 160～250℃的合成气体由反应器顶部排出以后，从下部进入气体分离塔，在向上流动过程中，在塔板上与温度为90℃的第一循环液（主要是醋酸，沸点118℃，循环量40m3/h）接触。气体被冷却的同时，大部分醋酸被冷凝下来，同时气体中含有的少量催化剂粉末被循环液洗涤下来。为了控制第一循环液中催化剂粉末不超过0.2%~0.4%，每小时排出0.5m3 的循环液送往精馏工段进行过滤。同时，从温度为50～60℃的第二循环液(主要是醋酸和醋酸乙烯)中取出一小部分补充到第一循环液，它是第一段冷量的来源。由第二段循环液加入到第一循环液的物料中含有醋酸乙烯（沸点72.5℃），但它在第一段又会被汽化，因此第一段排出液中醋酸乙烯含量很少，90％以上是醋酸。

气体在第一段中冷却并除去催化剂粉末和大部分醋酸后，由升气管进入分离

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塔第二段(中段)。第二段循环液由中段底部出来，流入第二循环槽，由第二循环

泵打出，经第二冷却器用工业水冷却后，再打入第二段(中段)的顶部，此时循环

液的温度32℃。循环液在中段与上升的气体逆流接触，气体在冷却的同时，大部

分醋酸乙烯（沸点72.5℃）、水（沸点100℃）、巴豆醛（沸点104℃）和小部分在第一段中未冷凝下来的醋酸被冷凝下来。第二循环液即为醋酸乙烯合成工段的产品(反应液，50~60℃)，经连续采出送往精馏工段。在第二段中没有冷凝的气体由升气管进入分离塔的上段。本段的循环液量30m3/h，用-7℃冷冻盐水把第三段循环液冷却到-1±2℃后，从本段顶部加入，在塔内的塔板上与气体逆流接触，气体中残余的低沸物乙醛（沸点20.2℃）被冷凝下来。从第三循环液（醋酸乙烯和少量醋酸）中取出一部分（相当于第三段的冷凝量）送至第二段循环液中。

气体分离塔顶的温度为 0℃左右，从塔顶出来的气体中大量是95%的乙炔，此外，还含有氮气、氧气、乙醛、二氧化碳和醋酸乙烯等，经液滴分离器分离出夹带的液滴，99%的气体与新乙炔混合后，用乙炔鼓风机加压循环到醋酸乙烯合成反应器中。为了防止惰性气体氮和二氧化碳在合成系统中累积，造成系统中惰性气体的恶性循环（即系统中惰性气体愈来愈多，乙炔浓度愈来愈低），将气体分离塔顶出来的气体，取出1%送往乙炔回收部分，回收其中的乙炔，惰性气体分离出来后排至大气。

２ 乙烯气相氧化法制醋酸乙烯

乙烯气相氧化法由于工艺经济性优而占主导地位。乙烯气相氧化法是乙烯、醋酸和氧气在气相中反应生成醋酸乙烯，采用Pd—Au，Pd—Pt，Pd—cd负载型催化剂，载体主

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要为SiO2和Al2O3。乙烯气相氧化法包括固定床和流化床两种工艺。

2.1 固定床工艺

固定床工艺使用的催化剂，其活性组分主要集中于载体的外壳，即所谓的蛋壳型催化剂。一般的制备步骤包括：用Pd和Au溶液浸渍载体，用碱沉淀Pd和Au，用还原剂还原Pd和Au，水洗、干燥，最后用碱金属溶液浸渍、干燥。该工艺的乙烯单程转化率为8％～10％，醋酸单程转化率为8％～20％。

2.2 流化床气相工艺

用乙烯、醋酸、和氧气制备醋酸乙烯的流化床工艺包括：将乙烯、醋酸(气相)加入到流化床反应器中、氧气通过另外的管道进入反应器，乙烯／醋酸和氧气在反应器内混合，同时在催化剂作用下生成醋酸乙烯。流化床使用的催化剂的活性组分基本和固定床相同，但主要集中于外壳和内层之间，即所谓的蛋白型催化剂。流化床工艺克服了固定床中催化剂累积失活、受热不均、氧含量限制等缺点。

参考文献

[1] 唐华荣，林衍华，胡云光．乙烯气相氧化法制醋酸乙烯技术进展 [J].石油化工.2005.34.128-131

[2] 李保华.工业醋酸乙烯合成工艺与反应器模拟与优化[D].湘潭大学.2006

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