[发明专利]乙酸与氨二步法制取高纯度乙腈的方法

说明书

技术领域

本发明涉及以乙酸和氨为起始原料制取乙腈的方法。

背景技术

乙腈是一种重要的精细化工中间体产品和化学溶剂，是合成医药和香料的中间体，如用于合成维生素B1、维生素A、可的松和氨基酸的活性介质溶剂、碳胺类药物及其中间体的溶剂，可代替氯化溶剂；是制造三嗪氮肥增效剂的原料；用作乙酸的变性剂；在有机合成中，用于制取2-甲基吡啶、三嗪、乙胺类、二丙腈、咪唑、亚丙基双乙腈等。乙腈可作为抽提丁二烯和异戊二烯的萃取剂、合成纤维的纺丝熔剂和乙烯基涂料等特殊涂料的溶剂；在石油工业中用作从石油烃中除去焦油、酚和有色物质的溶剂；在医药上用于菑族类药物的再结晶的反应介质。在需要高介电常数的极性溶剂时常使用乙腈与水形成的二元共沸物。

目前，工业上乙腈产品均为丙烯腈副产法生产，产量受限(为丙烯腈产量的2.5％左右)，并且质量难以保证。如中国专利，申请号CN 03112026.1公开的《乙酸氨氧化合成高纯度乙腈方法》，叙述了一种乙醇氨氧化合成高纯度乙腈的方法，是参照丙烯氨氧化合成丙烯腈的方法，以乙醇、氨、氧气为原料，采用流化床催化反应技术，工艺过程由反应工序、回收工序和精制工序三部分组成，由于其工艺流程太长、投资过大且副产剧毒的氢氰酸气体，所以至今未见工业化报道。

由于乙腈的特殊物性和优良性能，其在化工、医药和农药等行业的应用越来越广泛，但因目前丙烯腈市场的极度萎缩造成乙腈市场处于严重短缺的状态，同时，因为丙烯腈的第一大市场用途腈纶纤维的持续负增长，未来的市场需求不断下降更加剧了其副产乙腈的供需矛盾，因此迫切需要开发化学合成法生产乙腈的工艺路线，以满足有关方面的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种乙酸与氨二步法制取高纯度乙腈的方法，以克服现有技术存在的缺陷，满足产业部门的需要。

本发明的方法包括如下步骤：

(1)将乙酸和氨中和生成乙酸铵。

(2)将乙酸铵的水溶液与气态氨混合和预热后进入装有催化剂三氧化二铝的固定床反应器内进行反应，生成含有乙腈的混合气体；

(3)将所述气体混合物进行连续精制，获得高纯度乙腈产品。

上述的乙酸铵，可以采用质量浓度为70-80％的乙酸与氨反应获得；

优选的，步骤(2)的反应条件如下：

乙酸铵和氨的摩尔比为：乙酸铵∶氨＝1.0∶1.2～2.5；

乙酸铵的液时空速0.3～0.9h^-1

进料乙酸铵中水的质量含量20％-35％。

乙酸铵的水溶液与气态氨的混合物预热至300～380℃后进入装有催化剂三氧化二铝的固定床反应器，反应温度为300～400℃，反应器顶部表压为0.025～0.065MPa。

进一步优选的，乙酸铵的水溶液与气态氨的混合物由设置在反应器上部的原料分布器分布后，从反应器上部进入反应床层；

优选的，气体混合物进行连续精制的方法，包括如下步骤：

a)将步骤(1)的含有乙腈的混合气体送入脱氨塔，被分离出来的氨由塔顶排出，送往后续工段回收；氨的质量含量≤500ppm的塔釜出料，经冷凝后进入中和釜，加入硫酸中和至pH＝6.8～7.2；

b)将步骤a)的产物送入常压精馏塔，乙腈和水的共沸物从常压精馏塔的精馏段侧线抽出，乙腈的质量含量为85～95％；

塔顶回流量与侧线抽出量的质量比为1.5～3.5，塔顶温度为50～100℃，回流比0.3～2.5；

c)将步骤b)的乙腈和水的共沸物送入减压精馏塔，重组份和聚合物杂质从塔釜抽出后被循环送至固定床反应器，轻组分杂质在塔顶排出返回固定床反应器，粗乙腈从精馏段侧线抽出，塔顶回流量与侧线抽出量的质量比为1.5～3.5，塔顶温度为30～50℃，操作压力为0.02～0.04MPa绝压，回流比0.3～2.5；

d)将步骤c)获得的粗乙腈送入加压精馏塔，纯度为99.5～99.7％的乙腈在提馏段靠近塔釜处抽出，塔顶温度为60～120℃，操作表压压力为0.15～0.25MPa，回流比为0.5～2.5，加压塔回流量与精馏段侧线抽出量的比值为1.3～4.0；

e)将步骤d)获得的产物送入成品精馏塔进行精馏，获得质量纯度为99.9％以上的成品乙腈；

所述的减压精馏塔为填料塔，理论板总数为20～40，其中提馏段理论板数为10～30，其余精馏段；加压塔为填料塔，理论板总数为20～45块，轻组份提浓段理论板数为1～5块，精馏段5～15块，提馏段10～30块，重组份段1～5块；