醋酸醋酐联合生产及分离方法与流程

本发明涉及醋酸醋酐联合生产技术领域。更具体地说，本发明涉及一种醋酸醋酐联合生产及分离方法。

背景技术：

在现有技术中，使用甲醇、醋酸的co羰基合成法进行联产醋酸、醋酐时，第二步使用的催化剂是铑系催化剂，反应温度是140℃-160℃之间。铑系催化剂价格比较贵，研究表明其在较高的反应温度下，使用寿命会缩短。如何在反应温度较低时，能保证联产的反应效率是一个急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能延缓催化剂使用寿命，降低反应能耗，提高反应效率高的醋酸醋酐联合生产及分离方法。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种醋酸醋酐联合生产及分离方法，包括：

s1，甲醇和醋酸在硫酸催化剂作用下常压合成醋酸甲酯，反应温度为65-85℃；

s2，醋酸甲酯、甲醇加入反应釜，并通入co，在碘化钾及铑系催化剂的作用下，于反应压力2.5-3mpa，反应温度为130-140℃的条件下，进行反应生成醋酐，并联产醋酸，通过分离得到醋酐和醋酸。

优选地，所述反应釜包括：

支撑台，其水平设置于地面；

门型支架，其两端固定在所述支撑台上；

釜体，其设置在门型支架下方，所述釜体包括上釜体及下釜体；所述下釜体为无顶板的圆柱形壳体状，所述下釜体的内腔用于容纳反应液，所述下釜体的侧壁具有圆环状的第一内中空结构，其用于容纳循环水，所述第一内中空结构将所述下釜体的侧壁分隔为由内至外的内侧壁及外侧壁，所述下釜体的外侧壁上设置有与所述第一内中空结构贯通的出水口及进水口；所述上釜体为与所述下釜体的内腔配合的、无底板的圆柱形壳体状，所述上釜体的下部无缝套设于所述下釜体上部的内腔；

一对第一电动伸缩杆，其非伸缩端固定在所述门型支架的横向部分，所述第一电动伸缩杆的下端均竖直向下并固定连接有所述上釜体的顶板；

环板，其套设并固定在所述上釜体的外壁的顶端；

刮筒，其为筒状，且套设并固定在所述环板外；所述刮筒的下端与所述下釜体的下端平齐，并伸入至所述下附体的第一内中空结构中，所述刮筒的伸入第一内中空结构的下部的侧壁贴合所述下釜体的内、外侧壁；

搅拌装置，其包括第二电动伸缩杆，其非伸缩下端竖直固定在所述下釜体的底板上表面的中心，第二电动伸缩杆的非伸缩下端固定有一对相对且水平设置的第一搅拌桨，所述第二电动伸缩杆的伸缩端面相对固定有一对水平的第二搅拌桨。

优选地，所述反应釜还包括气体旋喷装置，其包括：

第三电动伸缩杆，其非伸缩上端固定在所述上釜体的顶板的中心，所述第三电动伸缩杆的伸缩端的端面竖直向下并同轴连接一竖杆的上端，所述竖杆的外部套设有至少一轴承，轴承的内圈与所述竖杆固定，所述轴承的外部套设并固定有一圆筒状的套杆，其外部为螺旋搅拌棒状；

干涉搅拌部，其套设在所述套杆的下端的外部，所述干涉搅拌部通过一横杆固定在所述上釜体的下部的内壁上；

所述套杆的下端端面同轴固定有一圆板状的气室，其为具有圆柱状内腔的密闭壳体状，所述气室的底板内陷形成多个与其内腔相通的气孔；

软质气管，其一端伸入所述釜体的内腔，并连通所述气室的内腔；

其中，当所述第三电动伸缩杆伸缩时，能带动所述竖杆向下或向上移动，所述套杆在所述干涉搅拌部的干涉下能圆周正转或反转。

优选地，所述轴承为一对，一对轴承分别套设在所述竖杆的上、下端。

优选地，多个气孔均匀分布在所述气室的底板上。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明提供的醋酸醋酐联合生产及分离方法通过将步骤s2的反应温度控制在130-140℃，不仅节省了能耗，同时延缓了铑系催化剂的使用寿命，同时通过使得反应液与co充分接触，保证了反应的彻底，提高了反应的转化率，而且使用的反应釜便于反应完成后的清理，故本发明是一种能延缓催化剂使用寿命，降低反应能耗，反应效率高的醋酸醋酐联合生产及分离方法。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述反应釜的结构示意图；

图2为本发明所述上釜体、环板、刮筒的连接关系示意图；

图3为本发明所述气室的结构示意图；

图4为本发明所述下釜体的结构示意图。

附图标记说明：1、支撑台，2、门型支架，3、上釜体，4、下釜体，5、第一电动伸缩杆，6、环板，7、刮筒，8、第二电动伸缩杆，9、第一搅拌桨，10、第二搅拌桨，11、第三电动伸缩杆，12、竖杆、13、套杆，14、干涉搅拌部，15、横杆，16、气室，17、气孔，18、软质气管，19、气室的内腔，20、第一内中空结构，21、下釜体的内侧壁，22、下釜体的外侧壁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-4所示，本发明提供一种醋酸醋酐联合生产及分离方法，包括：

s1，甲醇和醋酸在硫酸催化剂作用下常压合成醋酸甲酯，反应温度为65-85℃；

s2，醋酸甲酯、甲醇加入反应釜，并通入co，在碘化钾及铑系催化剂的作用下，于反应压力2.5-3mpa，反应温度为130-140℃的条件下，进行反应生成醋酐，并联产醋酸，通过分离得到醋酐和醋酸。

在该种技术方案中，本发明通过降低步骤s2的反应温度，延长了铑系催化剂的使用寿命，同时通过使用经过改造了的反应釜，在130-140℃的条件下，反应液能更充分与co接触，保证较低温度下，反应也能快速、彻底的进行。

在另一种技术方案中，所述反应釜包括：

支撑台1，其水平设置于地面；

门型支架2，其两端固定在所述支撑台1上；

釜体，其设置在门型支架2下方，所述釜体包括上釜体3及下釜体4；所述下釜体4为无顶板的圆柱形壳体状，所述下釜体4的内腔用于容纳反应液，所述下釜体4的侧壁具有圆环状的第一内中空结构，其用于容纳循环水，所述第一内中空结构将所述下釜体4的侧壁分隔为由内至外的内侧壁21及外侧壁22，所述下釜体4的外侧壁22上设置有与所述第一内中空结构贯通的出水口及进水口；所述上釜体3为与所述下釜体4的内腔配合的、无底板的圆柱形壳体状，所述上釜体3的下部无缝套设于所述下釜体4上部的内腔；

一对第一电动伸缩杆5，其非伸缩端固定在所述门型支架2的横向部分，所述第一电动伸缩杆5的下端均竖直向下并固定连接有所述上釜体3的顶板；

环板6，其套设并固定在所述上釜体3的外壁的顶端；

刮筒7，其为筒状，且套设并固定在所述环板6外；所述刮筒7的下端与所述下釜体4的下端平齐，并伸入至所述下附体的第一内中空结构中，所述刮筒7的伸入第一内中空结构的下部的侧壁贴合所述下釜体4的内、外侧壁；

搅拌装置，其包括第二电动伸缩杆8，其非伸缩下端竖直固定在所述下釜体4的底板上表面的中心，第二电动伸缩杆8的非伸缩下端固定有一对相对且水平设置的第一搅拌桨9，所述第二电动伸缩杆8的伸缩端面相对固定有一对水平的第二搅拌桨10。

在该种技术方案中，第一内中空结构第一内中空结构20中用于容纳带有温度的水，从而来向下釜体4内的反应液进行传热，从而保证反应温度。

通过设置一对第一搅拌桨9及一对第二搅拌桨10，使得容纳在下釜体4的内腔的反应液被充分搅拌，并且可根据反应液的液位高度通过第二电动伸缩杆8来调整第二搅拌桨10的高度，防止第二搅拌桨10空转。并且，该反应釜的上釜体3套设在下釜体4内，当反应完成后，可以通过一对第一电动伸缩杆5的伸缩，使得上釜体3的外壁不断刮除下釜体4的内侧壁的内侧上附着的固形物，便于清理下釜体4；在上釜体3上下动的同时其带动与其固定连接的刮筒7上下运动，从而将下釜体4的外侧壁的内侧及内侧壁的外侧不断刮动，防止水垢凝结，影响传热效果。

下釜体4还设置有反应液进口及反应液出口。所述反应液进口、反应液出口均为可开合的，以保证釜体的密封性。上釜体的外壁与与下釜体内壁之间的密封良好，以保证釜体的密封性，还可以在上釜体的外壁与与下釜体内壁之间设置密封橡胶，以提高密封性。下釜体上的循环水的出水口及进水口均为可开合。

在另一种技术方案中，所述反应釜还包括气体旋喷装置，其包括：

第三电动伸缩杆11，其非伸缩上端固定在所述上釜体3的顶板的中心，所述第三电动伸缩杆11的伸缩端的端面竖直向下并同轴连接一竖杆12的上端，所述竖杆12的外部套设有至少一轴承，轴承的内圈与所述竖杆12固定，所述轴承的外部套设并固定有一圆筒状的套杆13，其外部为螺旋搅拌棒状；

干涉搅拌部14，其套设在所述套杆13的下端的外部，所述干涉搅拌部14通过一横杆15固定在所述上釜体3的下部的内壁上；

所述套杆13的下端端面同轴固定有一圆板状的气室16，其为具有圆柱状内腔19的密闭壳体状，所述气室16的底板内陷形成多个与其内腔19相通的气孔17；

软质气管18，其一端伸入所述釜体的内腔，并连通所述气室16的内腔；

其中，当所述第三电动伸缩杆11伸缩时，能带动所述竖杆12向下或向上移动，所述套杆13在所述干涉搅拌部14的干涉下能圆周正转或反转。

在该种技术方案中，第三电动伸缩杆11伸出后，可使得气室16从反应液的液面上方进入反应液的液面以下，并且在下降过程中，气室16会绕着其轴圆周转动从而形成使得co旋喷入反应液内部各个高度的效果，使得co与反应液接触的更充分，从而保证反应的更彻底，保证反应的转化率。所述软质气管18远离所述气室16的另一端位于反应釜外侧并连通有存储有co的储气罐。软质气管18在反应釜内的长度，不会限制第三伸缩杆的伸缩。所述干涉搅拌部14可设置为方筒状结构，当所述第三电动伸缩杆11伸缩时，带动所述竖杆12向下或向上，从而带动所述套杆13向下或向上，套杆13外部的螺旋状的结构在干涉搅拌部14的干涉下，在下降或上升的同时能圆周正转或反转。

在另一种技术方案中，所述轴承为一对，一对轴承分别套设在所述竖杆12的上、下端。

在该种技术方案中，使用一对轴承更加稳定。

在另一种技术方案中，多个气孔17均匀分布在所述气室16的底板上。

气孔17均匀分布使得气室16对co在反应液中的布气更加均匀。

实施例一

s1，甲醇和醋酸在硫酸催化剂作用下常压合成醋酸甲酯，反应温度为65℃；

s2，醋酸甲酯、甲醇加入反应釜，并通入co，在碘化钾及铑系催化剂的作用下，于反应压力2.5mpa，反应温度为130℃的条件下，进行反应生成醋酐，并联产醋酸，通过分离得到醋酐和醋酸。

实施例二

s1，甲醇和醋酸在硫酸催化剂作用下常压合成醋酸甲酯，反应温度为75℃；

s2，醋酸甲酯、甲醇加入反应釜，并通入co，在碘化钾及铑系催化剂的作用下，于反应压力2.75mpa，反应温度为135℃的条件下，进行反应生成醋酐，并联产醋酸，通过分离得到醋酐和醋酸。

实施例三

s1，甲醇和醋酸在硫酸催化剂作用下常压合成醋酸甲酯，反应温度为85℃；

s2，醋酸甲酯、甲醇加入反应釜，并通入co，在碘化钾及铑系催化剂的作用下，于反应压力3mpa，反应温度为140℃的条件下，进行反应生成醋酐，并联产醋酸，通过分离得到醋酐和醋酸。

实施例一至三使用的反应釜均包括：

支撑台，其水平设置于地面；

门型支架，其两端固定在所述支撑台上；

釜体，其设置在门型支架下方，所述釜体包括上釜体及下釜体；所述下釜体为无顶板的圆柱形壳体状，所述下釜体的内腔用于容纳反应液，所述下釜体的侧壁具有圆环状的第一内中空结构，其用于容纳循环水，所述第一内中空结构将所述下釜体的侧壁分隔为由内至外的内侧壁及外侧壁，所述下釜体的外侧壁上设置有与所述第一内中空结构贯通的出水口及进水口；所述上釜体为与所述下釜体的内腔配合的、无底板的圆柱形壳体状，所述上釜体的下部无缝套设于所述下釜体上部的内腔；

一对第一电动伸缩杆，其非伸缩端固定在所述门型支架的横向部分，所述第一电动伸缩杆的下端均竖直向下并固定连接有所述上釜体的顶板；

环板，其套设并固定在所述上釜体的外壁的顶端；

刮筒，其为筒状，且套设并固定在所述环板外；所述刮筒的下端与所述下釜体的下端平齐，并伸入至所述下附体的第一内中空结构中，所述刮筒的伸入第一内中空结构的下部的侧壁贴合所述下釜体的内、外侧壁；

搅拌装置，其包括第二电动伸缩杆，其非伸缩下端竖直固定在所述下釜体的底板上表面的中心，第二电动伸缩杆的非伸缩下端固定有一对相对且水平设置的第一搅拌桨，所述第二电动伸缩杆的伸缩端面相对固定有一对水平的第二搅拌桨。

所述反应釜还包括气体旋喷装置，其包括：

第三电动伸缩杆，其非伸缩上端固定在所述上釜体的顶板的中心，所述第三电动伸缩杆的伸缩端的端面竖直向下并同轴连接一竖杆的上端，所述竖杆的外部套设有至少一轴承，轴承的内圈与所述竖杆固定，所述轴承的外部套设并固定有一圆筒状的套杆，其外部为螺旋搅拌棒状；

干涉搅拌部，其套设在所述套杆的下端的外部，所述干涉搅拌部通过一横杆固定在所述上釜体的下部的内壁上；

所述套杆的下端端面同轴固定有一圆板状的气室，其为具有圆柱状内腔的密闭壳体状，所述气室的底板内陷形成多个与其内腔相通的气孔；

软质气管，其一端伸入所述釜体的内腔，并连通所述气室的内腔；

其中，当所述第三电动伸缩杆伸缩时，能带动所述竖杆向下或向上移动，所述套杆在所述干涉搅拌部的干涉下能圆周正转或反转。

所述轴承为一对，一对轴承分别套设在所述竖杆的上、下端。

多个气孔均匀分布在所述气室的底板上。

对比例：

s1，甲醇和醋酸在硫酸催化剂作用下常压合成醋酸甲酯，反应温度为85℃；

s2，醋酸甲酯、甲醇加入反应釜，并通入co，在碘化钾及铑系催化剂的作用下，于反应压力3mpa，反应温度为140℃的条件下，进行反应生成醋酐，并联产醋酸，通过分离得到醋酐和醋酸。其中，反应釜为常规反应釜。

实施例一至三与对比例的试验结果对比如下：

(01)以下为实施例一至实施例三得到的试验数据的均值：

羰基化产物按co计算，酸酐选择性为96.1％，co转化率为98％，羰基产物酸酐收率为93.4％，按甲醇计算，酸酐选择性为93.8％，甲醇转化率为97.5％，羰基化产物酸酐收率为92.3％，按醋酸甲酯计算，酸酐选择性为89.6％，醋酸甲酯转化率为65％，羰基化产物酸酐收率为85％。

(02)对比例的连续三次重复试验的实验数据的均值如下：

羰基化产物按co计算，酸酐选择性为93.9％，co转化率为95.6％，羰基产物酸酐收率为91.3％，按甲醇计算，酸酐选择性为89.5％，甲醇转化率92.5％，羰基化产物酸酐收率为90.3％，按醋酸甲酯计算，酸酐选择性为87.6％，醋酸甲酯转化率为60.7％，羰基化产物酸酐收率为83％。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。