甲酸生产工艺简介

甲醇羰基化合成甲酸甲酯技术甲酸甲酯是是一种用途广泛的低沸点溶剂（如硝化纤维素、醋酸纤维素等）、有机中间体和药物的合成原料。国外广泛采用的大规模生产甲酸甲酯的最主要方法是甲醇羰基化法。其中甲醇羰基化法是甲酸甲酯水解制甲酸的最佳生产工艺，产品成本仅为传统甲醇钠法制甲酸的一半。我公司自主开发了甲醇羰基化合成甲酸甲酯的新工艺，技术、设计、设备全部国产化，装置运行连续稳定，各项技术指标达到国际先进水平，生产成本在各种可工业化的甲酸甲酯生产方法中最低。一、甲醇羰基化合成甲酸甲酯技术工艺流程甲醇羰基法是甲醇与CO在催化剂的作用下，在一定压下发生羰基化反应生成甲酸甲酯，其化学反应式如下：CH3OH+CO一HCOOCH3AH=-29.1KJ/mol工艺流程图如下：甲醇羰基合成甲酸甲酯工艺流程图工艺流程简述：CO气体、甲醇与催化剂混合后在羰基化反应器中，在一定的压力和温度下发生羰基化反应生成甲酸甲酯。用新鲜甲醇吸收反应器上部的未反应完的CO气体尾气，并经二级冷凝回收尾气夹带的甲酸甲酯、甲醇，冷凝液回流到反应器中。含有甲酸甲酯的粗产品在加压精馏塔中进行精馏，塔顶采出甲酸甲酯产品，塔底采出采出物经过滤除去废催化剂后，循环回反应器使用。二、 甲醇羰基化合成甲酸甲酯技术特点在反应器中装有气体分配器和文丘里喷射器，有利于提高气流分散度和增大气液接触面积，从而可提高反应效率。技术、设计、设备全部国产化，装置运行连续稳定，各项技术指标达到国际先进水平。三、 甲酸甲酯质量指标色泽：无色透明；MF含量：＞96%；水含量：^0.2%；甲醇含量：^4.0%，

如用户要求,MF含量可以提高到98%。四、消耗定额原料消耗（以每吨97%甲酸甲酯产品计）原料名称规格单位消耗定额甲醇N99.85%Kg560.0CON96.0%Nm3440.0甲醇钠N30%Kg15.0公用工程消耗（以每吨97%甲酸甲酯产品计）项目名称规格单位消耗定额电380V/220V、50HZKwh200循环冷却水1.4MPa，W32°Ct170一次水0.4MPat8低压蒸汽0.4MPa，饱合蒸汽t2.0仪表空气0.4~0.6MPaNm315五、工程业绩及装置投资本公司于2006年在江苏新亚化工有限公司建成了3万吨/年羰基合成制甲酸甲酸生产装置，至今已连续稳定运行了三年，操作状况良好。60kt/a甲酸甲酯装置投资约1800万元，甲酸甲酯车间成本约2500元/吨，甲醇羰基化经甲酸甲酯合成甲酸技术一、甲醇羰基化经甲酸甲酯制甲酸技术工艺流程甲醇与CO在催化剂的作用下，羰基化反应生成甲酸甲酯后经过加压精馏后得到甲酸甲酯，然后采用自催化水解法进入水解反应制甲酸阶段（包括甲酸甲酯反应与蒸馏、水解反应、甲酸分离、甲酸浓缩等工序），涉及反应式如下：CHOH+CO一HCOOCHAH=-29.1KJ/molHCOOCH+HO一HCOOH+CHOHAH=-2.83Kcal/mol工艺:流程图2如下： 3

甲醇催化剂）4co循外脱水域化反顾MF精憎回收甲醇如％甲酸踮驰甲酸涂合器分离曜70%甲酸甲醇催化剂）4co循外脱水域化反顾MF精憎回收甲醇如％甲酸踮驰甲酸涂合器分离曜70%甲酸催化剜分离甲酸甲酷精博棒提添塔甲醇羰基化经甲酸甲酯制甲酸工艺流程图工艺流程简述CO和甲醇与催化剂混合后在一定的压力和温度下发生羰基化反应生成甲酸甲酯，用甲醇吸收尾气夹带的甲酸甲酯、甲醇，冷凝液回流到反应器中。含有甲酸甲酯的粗产品在加压精馏塔中进行精馏，塔顶采出甲酸甲酯产品，塔底采出采出物经过滤除去废催化剂后，循环回反应器使用。甲酸甲酯与水混合后经反应器预热后进入甲酸水解反应器进行水解反应，反应生成甲酸与甲醇。反应液经蒸馏、分离、精馏得产品甲酸；没有反应的甲酸甲酯和副产甲醇回收后循环使用。三、甲醇羰基化经甲酸甲酯制甲酸消耗甲醇羰基化经甲酸甲酯制甲酸原料消耗（以每吨85%甲酸产品计）原料名称规格单位正常用量COCON96.0%(V)Nm3630甲醇99.85%(wt)Kg30甲醇钠N30%(wt)Kg18甲醇羰基化经甲酸甲酯制甲酸公用工程消耗（以每吨85%甲酸产品计）项目名称规格单位消耗蒸汽1.0Mpa,饱和T7.8循环水0.4Mpa,32°CM3700一次水0.4MDa,25°CM335软水0.4Mpa,25CM30.6电6Kv/380v/220v/50hzKwh900仪表空气0.4〜0.6MpaNm350四、甲醇羰基化经甲酸甲酯制甲酸装置投资30kt/a甲醇羰基化经甲酸甲酯制甲酸生产装置（不含贮罐区和公用工程）投资约10000万元，车间成本约2400元/吨，设计规模、产品方案、产品规格及年生产天数产品名称产品规格装置能力t/a年工作时间产品销售量t/a产品一：甲酸甲酯N98.5%60007200h6000产品二：甲酸N85.0%36007200h3600甲醇羰基化法制甲酸甲酯/甲酸甲酯水解制甲酸。主反应： CO+CH3OH-HCOOCH3 ⑴HCOOCH3+H2O HCOOH+CH3OH ⑵吨产品理论物耗：CO(1000/60)X28=466.67kg/t=373.5Nm3/t(100%)CH3OH(1000/60)X32=533.33kg/t=673.992l/t(100%)小时物料消耗：CO 0.834X373.5/0.96/0.9=360Nm3/hCH3OH 0.834X533.33/0.98=453.512kg/h(含回收甲醇)(其中HOW0.05%)22.3各工序工程设计基础

2.3.1焦炭纯氧制CO装置(1)空分制氧装置产品氧能力N200Nm产品氧能力N200Nm3/h（折100%）0202纯度N99.5%年运行时间N7200h(2)CO制备装置年运行时间N7200h(2)CO制备装置装置CO能力N400Nm3/h（折100%）产品气CO产品气CO纯度N99.5%（CO2<10PPm；H2O<10PPm；H/0.5%）。年运行时间N7200h2.3.1年运行时间N7200h2.3.1甲酸甲酯装置产品规格：色度：15N98.5%H2OW0.5%PH6.5~7.5装置能力:6000t/a年工作时间:产品规格：色度：15N98.5%H2OW0.5%PH6.5~7.5装置能力:6000t/a年工作时间:7200h目标产能:N0.834t/h目标产能:N0.834t/h2.4工艺技术方案建设一套6000t/a甲酸甲酯生产线，其中4000t/a进一步水解生产甲酸。采用甲醇羰基合成的工艺路线。2.4.1工艺流程流程框图如下：

2.4.2制氧系统采用空分制氧的工艺路线。建立一套200Nm3/h（折100%）制氧装置，供CO制备系统所用;该装置要力求平稳可靠，产品02纯度N96%；输出压力WO.IMPa；项目的技术经济分析见表2〜表4。表2 1000Nm3的CO成本估算（元/1000m3）原料名称规格单价元消耗定额单位成本焦炭CN84%1150.44元/t0.722t830.6202N98.0%0.33元/m3545m3179.85脱硫催化剂2000元/t0.01t20.00NHD溶剂NHDN95%13000元/t1.00电力380/220V0.54元/kwh400kwh216.00蒸汽1.27MPa102/t0.3t（自供）30.60折旧按10年分摊按450万元计156.25合计1434.32

表3 MF成本估算（元/吨）原料名称规格单价消耗定额单位成本（元）COCON96%1.65元/m3380m3627.00甲醇N99.8%1965.82元/吨0.57吨1120.52催化剂甲醇钠N25%2906.00元/吨0.0128吨37.20电力380/220V0.54元/kwh85kwh45.90蒸汽1.27MPa102元/吨1.8吨183.60折旧按10年分摊按600万元计100.00合计2114.22表4 85%甲酸的成本估算（元/吨）原料名称规格单价消耗定额单位成本MFMFN98.5%2114.22元/吨1.2吨2537.064甲醇N99.8%1965.82元/吨0.625（副产）吨-1231.50催化剂18.00电力380/220V0.54元/kwh85kwh45.90蒸汽1.27MPa102元/吨4.0吨408.00折旧按10年分摊按800万元计222.00合计