[发明专利]一种具有醛回收的甲醇羰基化强化反应系统及工艺

说明书

本发明涉及一种具有醛回收的甲醇羰基化强化反应系统及工艺，包括：反应器、微界面发生器和醛回收单元等。本发明通过破碎甲醇气体和一氧化碳气体使其形成微米尺度的微米级气泡，使微米级气泡与催化液混合形成气液混合物，以增大气液两相的相界面积，并达到在较低预设操作条件范围内强化传质的效果；同时，微米级气泡能够与催化液充分混合形成气液混合物，通过将气液两相充分混合，能够保证系统中的催化液能够与甲醇气体和一氧化碳气体充分接触，有效提高了系统的反应效率。

技术领域

本发明涉及醋酸制备技术领域，尤其涉及一种具有醛回收的甲醇羰基化强化反应系统及工艺。

背景技术

醋酸是一种重要的基本有机化工原料，氯乙酸、醋酸乙烯单体、聚乙烯醇、对苯二甲酸、醋酸酯、醋酸纤维及金属醋酸盐等主要的原料均由醋酸合成，随科学发展，醋酸在农药、医药、染料、粘合剂和有机溶剂等诸多方面有着广泛用途。

甲醇羰基化法是以甲醇和一氧化碳为原料，经过羰基化合成醋酸，该法主要的优点是副产品较少，原料路线多样化，以煤焦、天然气和重油为基本原料，特别适用于煤化工，三废少，并且寿命长，用量少，催化剂活性高，易于处理。

根据合成压力甲醇羰基化法可分为低压法和高压法，高压法是在温度为250℃，压力为63.74Mpa条件下，以碘为助催化化剂，羰基钴为催化剂羰基化合成醋酸，收率在88％-90％之间，低压法是在温度为150℃，压力为34Mpa条件下，以一碘甲烷为助催化剂并以三氯化铑为催化剂羰基化反应合成醋酸。因为高压法分离流程复杂，投资高、能耗大，目前低压法已经取代了高压法，当前工业化方法中低压甲醇羰基化法是最佳的生产方法。

甲醇低压羰基化合成醋酸工艺主要分为两部分，一氧化碳造气和醋酸的生产，造气工段包括造气、预硫、压塑、脱硫脱碳工序，醋酸生产可分为反应工序和精制工序，反应工序主要包括预处理、合成、转化等工段，精制工序主要包括蒸发、脱轻、脱水、提溜、脱烷及成品等工段，其中造气工段一氧化碳和甲醇的原料需要在高温高压(温度为185℃，压力为2.47Mpa)下喷出至催化液中，以进行主反应。

基于上述甲醇低压羰基化合成醋酸的工艺原理，现有甲醇低压羰基化合成醋酸系统及工艺存在下述问题：

第一，现有甲醇低压羰基化合成醋酸系统及工艺中甲醇和一氧化碳气体通入催化液中制取醋酸过程中，气液两项混合，产生较大较多气泡，由于气泡较多较大，致使气液两项无法充分混合，即原料无法与催化液不能充分接触，降低系统的反应速率，致使醋酸制备效率低，

第二，高温、高压及搅拌条件能耗较大同时致使反应系统整体结构复杂。

发明内容

为此，本发明提供一种具有醛回收的甲醇羰基化强化反应系统及工艺，用以提高现有技术中制备醋酸的效率。

一方面，本发明提供一种具有醛回收的甲醇羰基化强化反应系统，包括：

反应器，用以为甲醇和一氧化碳反应提供反应场所制备所需醋酸；

微界面发生器，其设置个数为2，其设置在所述反应器内，两个所述微界面发生器分别将气体的压力能和/或液体的动能转变为气泡表面能并传递给气态甲醇气体和一氧化碳气体，将甲醇气体和一氧化碳气体破碎形成直径≥1μm、且＜1mm的微米级气泡以提高催化液与甲醇气体和一氧化碳气体间的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，并在破碎后将催化液与甲醇气体和一氧化碳气体微米级气泡混合形成气液混合物，以在预设操作条件范围内强化催化液与甲醇气体和一氧化碳气体间的传质效率和反应效率；

分离单元，其设置在所述反应器的一侧，用以将生成物进行分离；

精制单元，其设置在所述反应器的一侧，用以对生成物进行分离，制备醋酸；

醛回收单元，其设置在所述分离单元的一侧，用以将生成物多元醛进行回收。