一種由乙烷制備醋酸的工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于化學(xué)工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種由乙烷制備醋酸工藝。本發(fā)明的由乙烷制備醋酸的工藝，包括下述的步驟：將包括乙烷、氧氣、水蒸氣的原料混合預(yù)熱后注入到固定床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氧化，在200-400℃、0.5-4.5MPa下反應(yīng)，選擇Mo16V6.8Nb1.9Sb1.0Ca1.0作為該反應(yīng)的催化劑組成，反應(yīng)5-8h后分離生成的醋酸并循環(huán)未反應(yīng)物料。本發(fā)明的乙烷制備醋酸的工藝，乙烷的轉(zhuǎn)化率和醋酸的收率明顯提高，乙烷的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到90-94%，醋酸收率達(dá)到87%以上，而且通過(guò)本發(fā)明的乙烷制備醋酸的工藝制備的醋酸副產(chǎn)物少，純度高，可達(dá)到96%以上。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種由乙烷制備醋酸的工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)工程【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種醋酸的制備工藝，具體涉及一種由乙烷制備醋酸工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]21世紀(jì)石油化工原料將可能轉(zhuǎn)向更廉價(jià)的天然氣類(lèi)烷烴為主，因而，原料路線由烯烴向烷烴的轉(zhuǎn)移將是新世紀(jì)石油化工技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)之一。為利用
[0003]偏遠(yuǎn)地區(qū)的天然氣資源，不通過(guò)裂解或脫氫制取烯烴而使烷烴活化直接生產(chǎn)化學(xué)品中間體的工藝正在加快開(kāi)發(fā)。乙酸是一種簡(jiǎn)單的羧酸，由一個(gè)甲基一個(gè)羧基組成，是一種重要的化學(xué)試劑。在化學(xué)工業(yè)中，它被用來(lái)制造聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，后者即飲料瓶的主要部分。乙酸也被用來(lái)制造電影膠片所需要的醋酸纖維素和木材用膠粘劑中的聚乙酸乙烯酯，以及很多合成纖維和織物。家庭中，乙酸稀溶液常被用作除垢劑。食品工業(yè)方面，在食品添加劑列表E260中，乙酸是規(guī)定的一種酸度調(diào)節(jié)劑。每年世界范圍內(nèi)的乙酸需求量在650萬(wàn)噸左右。
[0004]世界上生產(chǎn)乙酸的方法主要有甲醇羰化法、乙烯氧化法、液態(tài)烴氧化法等。其中，甲醇羰化法應(yīng)用最廣且在經(jīng)濟(jì)上也具有一定的優(yōu)勢(shì)，但該法催化劑需要碘作為助劑，乙酸產(chǎn)品中痕量的碘則又會(huì)影響乙酸下游產(chǎn)品的應(yīng)用，如碘會(huì)使乙酸乙烯的催化劑中毒，因此不得不再花費(fèi)一定的費(fèi)用除碘。瑞士蘇爾壽化工提出一種反應(yīng)精餾水解醋酸甲酯制甲醇和醋酸的工藝。另外，據(jù)報(bào)道，LanzaTech和馬來(lái)西亞國(guó)家石油公司Petronas將攜手合作，加快以二氧化碳和天然氣為原料生產(chǎn)可持續(xù)化學(xué)品所用技術(shù)的開(kāi)發(fā)與工業(yè)化進(jìn)程。LanzaTech和Petronas將合力拓展這項(xiàng)技術(shù),包括將煉廠尾氣和天然氣井等各種來(lái)源的CO2轉(zhuǎn)化成醋酸。日本大賽璐公司通過(guò)控制醋酸合成催化劑中各組分的濃度，抑制碘化氫的生成及增長(zhǎng)，由甲醇與CO在反應(yīng)器中進(jìn)行羰基化反應(yīng)制備醋酸。另外，Sabic (沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司)開(kāi)發(fā)了將乙烷轉(zhuǎn)化為醋酸的Sabox工藝，同時(shí)聯(lián)產(chǎn)乙烯，己將適時(shí)推向商業(yè)化。由于乙烷是天然氣的第二組分比較容易得到，而且，采用乙烷直接氧化法制乙酸可避免羰化法存在的碘問(wèn)題，另外乙烷直接氧化法工藝比甲醇羰化法工藝在原料成本上具有較大優(yōu)勢(shì)，因此乙烷直接氧化制乙酸具有潛在的工業(yè)價(jià)值。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的之一是提供一種由乙烷直接制備得到醋酸的工藝。
[0006]本發(fā)明的目的之二是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、降低成本的由乙烷直接制備醋酸的工藝。
[0007]本發(fā)明是通過(guò)下述的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種由乙烷制備醋酸的工藝，包括下述的步驟:
[0009]將包括乙烷、氧氣、水蒸氣的原料混合預(yù)熱后注入到固定床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氧化，在200-4000C>0.5-4.5MPa下反應(yīng)，選擇M0l6VuNbh9SbuCau作為該反應(yīng)的催化劑組成，反應(yīng)5-8h后分離生成的醋酸并循環(huán)未反應(yīng)物料。
[0010]上述的由乙烷制備醋酸的工藝中，所述乙烷、氧氣、水蒸氣的用量重量比為2:1:2。
[0011]上述的由乙烷制備醋酸的工藝中，所述Mo16V6.8NbL 9SbL ClCa1.。的用量為總重量的10%-20%。
[0012]優(yōu)選的，上述的由乙烷制備醋酸的工藝中，所述M0l6VuNbh9SbuCau的用量為總重量的15%。
[0013]優(yōu)選的，上述的由乙烷制備醋酸的工藝中，所述反應(yīng)溫度為250°C。
[0014]優(yōu)選的，上述的由乙烷制備醋酸的工藝中，所述反應(yīng)壓力為2.0MPa0
[0015]上述的由乙烷制備醋酸的工藝，其詳細(xì)步驟為:
[0016]將包括乙烷、氧氣、水蒸氣的原料以2:1:2的重量比混合預(yù)熱后注入到固定床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氧化，在250 °C、2.0MPa下反應(yīng)，選擇重量為混合物總量15%的Mo16V6.8NbL9SbL0CaLο作為該反應(yīng)的催化劑組成，反應(yīng)8h后分離生成的醋酸并循環(huán)未反應(yīng)物料。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:
[0018](1)由乙烷直接氧化制備醋酸可以顯著降低生產(chǎn)成本，采用甲醇羰化法的制備成本比乙烷氧化法成本高30%。另一方面，采用本發(fā)明生產(chǎn)醋酸工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，而且對(duì)未反應(yīng)物料進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)，節(jié)約了資源，產(chǎn)生的副反應(yīng)少，產(chǎn)率高，而且副產(chǎn)物只有二氧化碳，沒(méi)有其他有害氣體，對(duì)環(huán)境的污染少。
[0019](2)本發(fā)明的乙烷制備醋酸的工藝，乙烷的轉(zhuǎn)化率和醋酸的收率明顯提高，乙烷的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到90-94%，醋酸收率達(dá)到87%以上，而且通過(guò)本發(fā)明的乙烷制備醋酸的工藝制備的醋酸副產(chǎn)物少，純度高，可達(dá)到96%以上。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更了解本發(fā)明，但并不因此限制本發(fā)明。
[0021]實(shí)施例1
[0022]將包括乙烷、氧氣、水蒸氣的原料以2:1:2的重量比混合預(yù)熱后注入到固定床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氧化，在200 °C、0.5MPa下反應(yīng)，選擇重量為混合物總量10%的Mo16V6.8NbL9SbL0CaLο作為該反應(yīng)的催化劑組成，反應(yīng)5h后分離生成的醋酸并循環(huán)未反應(yīng)物料。
[0023]本實(shí)施例中，乙烷的轉(zhuǎn)化率為90.3%，醋酸的收率為87.6%，制備的醋酸純度為
96.1%。
[0024]實(shí)施例2
[0025]將包括乙烷、氧氣、水蒸氣的原料以2:1:2的重量比混合預(yù)熱后注入到固定床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氧化，在250 °C、2.0MPa下反應(yīng)，選擇重量為混合物總量15%的Mo16V6.8NbL9SbL0CaLο作為該反應(yīng)的催化劑組成，反應(yīng)8h后分離生成的醋酸并循環(huán)未反應(yīng)物料。
[0026]本實(shí)施例中，乙烷的轉(zhuǎn)化率為94.0%，醋酸的收率為89.2%，制備的醋酸純度為98.9%。[0027]實(shí)施例3
[0028]將包括乙烷、氧氣、水蒸氣的原料以2:1:2的重量比混合預(yù)熱后注入到固定床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氧化，在350 °C、3.5MPa下反應(yīng)，選擇重量為混合物總量20%的Mo16V6.8NbL9SbL0CaLο作為該反應(yīng)的催化劑組成，反應(yīng)6h后分離生成的醋酸并循環(huán)未反應(yīng)物料。
[0029]本實(shí)施例中，乙烷的轉(zhuǎn)化率為93.5%，醋酸的收率為，制備的醋酸純度為98.5%。
[0030]實(shí)施例4
[0031]將包括乙烷、氧氣、水蒸氣的原料以2:1:2的重量比混合預(yù)熱后注入到固定床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氧化，在450 °C、4.5MPa下反應(yīng)，選擇重量為混合物總量15%的Mo16V6.8NbL9SbL0CaLο作為該反應(yīng)的催化劑組成，反應(yīng)7h后分離生成的醋酸并循環(huán)未反應(yīng)物料。
[0032]本實(shí)施例中，乙烷的轉(zhuǎn)化率為93.2%，醋酸的收率為88.2%，制備的醋酸純度為
97.3%。
[0033]本發(fā)明的乙烷制備醋酸的工藝，乙烷的轉(zhuǎn)化率和醋酸的收率明顯提高，乙烷的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到90-94%，醋酸收率達(dá)到87%以上，而且通過(guò)本發(fā)明的乙烷制備醋酸的工藝制備 的醋酸副產(chǎn)物少，純度高，可達(dá)到96%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種由乙烷制備醋酸的工藝，包括下述的步驟: 將包括乙烷、氧氣、水蒸氣的原料混合預(yù)熱后注入到固定床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氧化，在200-4000C>0.5-4.5MPa下反應(yīng)，選擇M0l6VuNbh9SbuCau作為該反應(yīng)的催化劑組成，反應(yīng)5-8h后分離生成的醋酸并循環(huán)未反應(yīng)物料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由乙烷制備醋酸的工藝，其特征在于，所述乙烷、氧氣、水蒸氣的用量重量比為2:1:2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由乙烷制備醋酸的工藝，其特征在于，所述Mo16V6.8NbL9SbL0CaLο 的用量為總重量的 10%-20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由乙烷制備醋酸的工藝，其特征在于，所述Mo16V6.8NbL9SbL0CaLο的用量為總重量的15%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由乙烷制備醋酸的工藝，其特征在于，所述反應(yīng)溫度為250℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由乙烷制備醋酸的工藝，其特征在于，所述反應(yīng)壓力為2.0MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由乙烷制備醋酸的工藝，其詳細(xì)步驟為: 將包括乙烷、氧氣、水蒸氣的原料以2:1:2的重量比混合預(yù)熱后注入到固定床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氧化，在250°C、2.0MPa下反應(yīng)，選擇重量為混合物總量15%的Mo16Vf^8Nbh9SbuCau作為該反應(yīng)的催化劑 組成，反應(yīng)8h后分離生成的醋酸并循環(huán)未反應(yīng)物料。
【文檔編號(hào)】C07C53/08GK103664572SQ201310683590
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月14日
【發(fā)明者】車(chē)春玲 申請(qǐng)人:濟(jì)南開(kāi)發(fā)區(qū)星火科學(xué)技術(shù)研究院