[发明专利]一种丙酸生产工艺

说明书

本发明涉及丙酸生产技术领域，且公开了一种丙酸生产工艺，包括以下步骤：1)原料为乙醇、甲醇和CO送入反应器；2)原料甲醇的作用是通过甲醇羰基化反应生成醋酸，使乙醇羰基化生产丙酸的反应过程中醋酸体系母液中进行。该丙酸生产工艺，乙醇和甲醇为原料，生成丙酸的同时可以副产部分醋酸，甲醇羰基化的反应速率高于乙醇羰基化生产，甲醇先与CO发生羰基化反应生成醋酸，醋酸为乙醇酯化过程提供了羧酸基，从而生成丙酸，并实现复杂产物的分离回收，虽然产生的醋酸会增加分离的成本，但是丙酸的反应速率大幅度提升，为工业化提供了可能，且生产方案更加灵活，可以根据丙酸和醋酸的行情进行调整适当增加或减少丙酸的产量。

技术领域

本发明涉及丙酸生产技术领域，具体为一种丙酸生产工艺。

背景技术

丙酸是一种重要的化工原料，丙酸及其衍生物被广泛用于有机合成、涂料、油墨、医药、食品等领域，丙酸和丙酸盐类可作为谷物和饲料的防霉剂、食品添加剂等，丙酸其价格低于山梨酸，防真菌和霉菌性能优于苯甲酸，是公认最经济和安全的食品用防腐剂和防霉剂，丙酸的酯类物质被用于食品、香料工业，此外，丙酸可用于电镀、乳化剂硝酸纤维素溶剂以及制备乙酸－丙酸纤维素等，用途十分广泛。

目前丙酸的工业化生产方法有丙醛氧化法和乙烯羰基化法，丙醛氧化法先用乙烯、CO和氢气在羰基催化剂下，乙烯氢甲酰化制的丙醛，根据催化剂和反应压力的不同，分为高压法和低压法，然后丙醛用空气氧化，再经过精制得到丙酸，丙醛氧化法生产丙酸工艺条件温和，副反应较少，产品分离容易，但该工艺流程较长，考虑到丙酸腐蚀性，设备和管道材质要求比较高，乙烯羰基化法是以乙烯和CO为原料，在水的参与下一步反应生成丙酸，该反应的温度、压力较高，催化剂选用羰基镍，巴斯夫公司掌握最先进的乙烯羰基化法工艺。

甲醇羰基化制乙酸的技术已经十分成熟，该技术也很早实现了国产化，乙醇羰基化制丙酸，反应原理和催化剂与甲醇羰基化制乙酸过程十分相似，乙醇羰基化制丙酸成为发展的方向，而且相较于丙醛氧化法和乙烯羰基化法速率更快，效果更好，故而提出一种丙酸生产工艺来解决上述问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种丙酸生产工艺，具备生产速率高并实现了产物的分离等优点，解决了生产难度高的问题。

(二)技术方案

本发明要解决的另一技术问题是提供一种丙酸生产工艺，包括以下步骤：

1)原料为乙醇、甲醇和CO送入反应器，其中乙醇与甲醇的摩尔比为1:1-1:0；

2)原料甲醇的作用是通过甲醇羰基化反应生成醋酸，使乙醇羰基化生产丙酸的反应过程中醋酸体系母液中进行，从而提高乙醇羰基化反应速率，醋酸部分会随着母液循环利用，部分会在后续分离过程中损耗，可以根据反应系统醋酸含量，调整甲醇的加入量，原料中的甲醇可以采取连续加入或者间歇加入的方式，随后在反应器中依次加入催化剂和助催化剂；

3)酯化反应速率是乙醇羰基化过程的速率控制步骤，醋酸和乙醇酯化反应速率更快，可以提供更多的醋酸乙酯，体系中乙醇很快发生酯化反应生成醋酸乙酯，醋酸乙酯进一步反应生成更多的碘乙烷，碘乙烷在催化剂作用下生成丙酸；

4)反应器带外循环换热器，用于移除反应热，将反应温度控制在合理范围内恒定，反应器内反应原料在催化剂、助催化剂的作用下，发生羰基化反应及一系列副反应，反应器顶部气相包含CO、水、醋酸、醋酸甲酯、甲醇、乙醇等轻组分，送去回收塔，用洗涤液回收后返回反应器，反应液送入闪蒸器，反应物料经过闪蒸后，液相物料主要是含催化剂母液返回反应器，气相物料主要是丙酸和醋酸以及少量轻组分，送去脱轻塔；

5)脱轻塔塔顶分离出无机碘、甲醇、乙醇、水等轻组分，返回反应器，脱轻塔塔底物料送去醋酸产品塔；