工艺条件分析

（一）布置任务

分析各种参数对甲醇羰基合成制醋酸生产的影响。

（二）任务总结

甲醇羰基化生成醋酸，主要工艺条件是温度、压力、反应液组成和催化剂影响等。

1．反应温度。

温度升高，有利于提高反应速率；但甲醇羰基化合成醋酸主反应是放热反应，温度过高，会降低主反应的选择性，副产物甲烷和二氧化碳明显增多。因此，适当的反应温度，对于保证良好的反应效果非常重要。结合催化剂活性，甲醇羰基化反应，最佳温度为175℃。一般控制在130℃～180℃之间。

2．反应压力。

甲醇羰基化合成醋酸，是一个气体体积减小的反应。压力增加，有利于反应向生成醋酸的方向进行，有利于提高一氧化碳的吸收率。但是，升高压力会增加设备投资费用和操作费用。因此，实际生产中，操作压力控制在3MPa。

3．反应液的组成。

反应液主要指醋酸和甲醇浓度。醋酸和甲醇的物质的量比一般控制在1．44∶1。如果物质的量比小于1，醋酸收率低，副产物二甲醚生成量大幅度提高。反应液中水的含量也不能太少，水含量太少，影响催化剂的活性，使反应速率下降。

4．催化剂的影响。

实践证明：甲醇羰基化反应对铑活性物种和碘化物的浓度均呈一级，而与CO压力和甲醇浓度无关。但催化剂体系复杂，一般情况下有以下规律：

（1）铑催化剂浓度越高，羰基化反应速率越快。

（2）碘化物浓度越高，羰基化反应速率越快。

（3）水浓度高会使羰基化反应速率下降；注意：水的浓度依据不同的催化剂各有不同，反应过程中要控制较低的水浓度，生成的水要及时采用化学法消耗掉或用机械方法移出。

（4）反应温度越高，羰基化反应速率越快。

（5）原料中乙醇含量越高，丙酸生成速率越快。

（6）原料中H2含量或釜中H2压力越高，丙酸生成速率越快。

（7）实际生产中应高度重视催化剂的稳定性，以降低生产醋酸的成本。

影响催化剂稳定性的因素有：

①原料气CO中的硫、氯化合物必须微量。

②合成釜内适宜的CO压力，压力过高会增加CO的消耗；压力过低，则易生成RhI3沉淀。

③合成釜内溶液中的Fe、Cr、Ni、Mo等离子的浓度过高，对催化剂的活性和稳定性造成不利影响，实际从设备的材质出发，依据生产实际情况选择，避免设备、管道的腐蚀。

④催化剂的活化。当因CO压力过低造成催化剂沉淀时，应立即停止进甲醇、降低合成釜内温度，加大CO进料，可活化催化剂；当因重金属离子浓度过高引起催化剂活性时，移出釜液再进行处理。其处理方法有离子交换树脂法、萃取法、沉淀法、焚烧法。