[发明专利]合成醋酸所需的合成气的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成醋酸所需的合成气的制备方法。

背景技术

醋酸作为重要有机化工原料，是化工、轻工、纺织、医药、农药等行业重要的基础原料，主要用于生产醋酸乙烯，对苯二甲酸、醋酐、醋酸酯等产品，而这些产品又广泛的应用于涂料、粘胶剂、聚酯纤维、溶剂、医药、食品、染料以及塑料制品。随着聚酯纤维、醋酸纤维、医药、食品中间体等产品领域的发展，作为生产这些产品的基本原料，醋酸的全球需求近年来持续增长。

我国国内工业生产醋酸大多采用乙醇法和乙烯法，尽管乙烯法比乙醇法稍为先进，但与甲醇法比较，其醋酸装置规模小、技术落后，在市场竞争中处于劣势，并将逐步被淘汰和关闭，代之以甲醇羰基合成醋酸技术。

以合成气为原料，甲醇羰基合成醋酸的反应为：

CH₃OH+CO→CH₃COOH

其中，以合成气为原料，合成甲醇的反应为：

CO+H₂→CH₃OH

CO₂+H₂→CH₃OH

由此可见，根据甲醇羰基合成醋酸的工艺要求，合成醋酸所需的合成气需包括两股：一股是满足氢碳比的合成甲醇的原料气，另一股是满足CO含量的合成醋酸的原料气。而目前水煤浆加压气化得到的粗煤气的氢碳比既不能满足甲醇合成的需要，CO的含量也不能满足醋酸合成的需要，因此必须通过CO变换以及气体分离对粗煤气进行组成调整。

文献CN200710087573.2公开了一种粉煤气化低水/气耐硫变换工艺。该工艺流程以Shell粗煤气为原料，原料气首先进入气液分离器，从分离器顶部出来的粗煤气被加热至180～220℃，进入脱毒槽脱除去杂质后，进入第一反应器进行变换反应，其中的第一反应器入口的水/气体积比为0.15～0.20，入口温度为180～220℃，第一反应器床层的热点温度为330～400℃，空速是6000～9000小时^-1，反应压力3.0～4.0MPa，第一反应器入口粗煤气中干基CO的体积含量为55～70％。该工艺采用的催化剂为CO耐硫换反应催化剂。

目前大部分变换工艺都是配套合成氨装置，变换的目的是使CO尽可能多地转化，得到H₂，出变换工段气体中的CO干基含量一般可达到0.5～1.5％。而合成醋酸时，原料合成气既要满足合成甲醇的原料气要求，也要满足合成醋酸的原料气要求，同时还要满足甲醇与CO合成醋酸的配比要求(甲醇/CO的摩尔比＝0.9～1.1)。因此如何控制水煤气的分配比例，使制备的合成气能够恰好满足醋酸合成工艺的要求，是目前水煤浆气化制醋酸装置需要解决的重要问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中水煤浆加压气化得到的粗煤气不能满足醋酸生产需要的问题，提供一种新的合成醋酸所需的合成气的制备方法。该方法得到的合成气既能够满足甲醇合成工艺对原料气中(H₂-CO₂)/(CO+CO₂)摩尔比的要求，也能满足醋酸合成工艺对原料气中CO含量的要求，同时还能满足甲醇与CO合成醋酸的配比要求，最终能够满足醋酸合成工艺对合成气的要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种合成醋酸所需的合成气的制备方法，包括以下步骤：

a)以水煤气为原料，将原料1分为物流2、物流3和物流4三部分；其中，物流2体积为原料1总体积的10～50％，物流3体积为原料1总体积的10～40％，物流4体积为原料1总体积的35～60％；

b)物流2进入CO变换反应器，使水煤气转化成含CO₂和H₂的物流5；

c)物流4进入气体分离装置，分离后得到含H₂的物流6和含CO的物流8；

d)物流3、物流5和物流6进入酸性气体洗涤装置脱除硫化物和部分CO₂后，得到物流7；或者，物流3、物流5进入酸性气体洗涤装置脱除硫化物和部分CO₂后，再与物流6混合，得到物流7；其中，酸性气体洗涤装置中CO₂的脱除率为80～99％；

e)物流7作为合成甲醇所需的合成气进入甲醇合成单元，物流8进入醋酸合成单元；物流7和物流8即为所述合成醋酸所需的合成气。