醋酸乙烯工艺流程讲解
化工部聚乙烯醇装置
金益明
乙烯气相法合成生产醋酸乙烯工艺简述
醋酸乙烯装置采用乙烯、醋酸、氧气为原料,通过载有鈀、金催化剂和
以醋酸钾为助催化剂的固定床反应器,在0.78MPa,136-185℃温度下,气
相氧化合成醋酸乙烯(VAC),由于合成反应的单程转化率低,工艺上采用
循环气体压缩机把未反应的乙烯等升压后再使用。
经循环气体压缩机压出的气体和补充乙烯通过第2热交换器,利用来自
反应器的反应气进行预热后,进入醋酸蒸发器的下部。在醋酸蒸发器中,原
料气与从上部流下的醋酸进行逆流接触,被醋酸所饱和,从醋酸蒸发器顶部
出来。从醋酸蒸发器顶部出来。原料气接着再通过第1热交换器被反应器出
来的反应气进一步预热后,采用高压蒸汽在气体预热器中最后被加热到规定
的温度。
。。。。。。
合成反应方程式
主反应:C2H4+1/2O2+CH3COOH=CH3COOCHCH2+H2O+35Kcal/molVAC
(生成醋酸乙烯的主要反应式)
副反应:C2H4+3O2=2CO2+2H2O+320Kcal/molC2H4
(生成CO2的主要反应式)
CH3COOH+2O2=2CO2+2H2O(CH3COOH燃烧反应)
2C2H4+2CH3COOH+3O2=2CH2CHCHO+4H2O+2CO2
(生成丙烯醛反应)
2C2H4+2CH3COOH+3O2=2CH3COOCH3+2H2O+2CO2
(生成醋酸甲酯反应)
C2H4+CH3COOH=CH3COOC2H3
(生成醋酸乙酯的反应)
C2H4+1/2O2=CH3CHO
(生成乙醛反应)
2C2H4+4CH3COOH+O2=2(CH3COO)2C2H4+2H2O
(生成二醋酸乙二酯的反应)
反应机理
1、乙烯、氧气离解吸附于金属钯,醋酸(物理吸附于金属钯)和离解吸附的氧作
用后,离解吸附于钯:
CH2=CH2+2Pd==CH2=CH-Pd+Pd-H(1)
O2+2Pd==2Pd-O(2)
CH3COOH+Pd==Pd-CH3C00H(3)
Pd-CH3COOH+Pd-O==Pd-OCOCH3+Pd-OH(4)
2、离解吸附于钯的乙烯与离解吸附于钯的醋酸反应生成醋酸乙烯,并脱离催化剂
而逸出:
Pd-OCOCH3+CH2=CH-Pd==Pd-CH2CHOCOCH3+Pd(5)
Pd-CH2CHOCOCH3==Pd+CH2CHOCOCH3(6)
上述反应中,生成醋酸乙烯的反应是这些反应最缓慢的阶段,即反应控制阶段。
3、醋酸钾作为助催化剂能促进反应(4)及(5)的进行,同时可防止钯凝聚。
4、由反应(1)、(4)生成的