第3期 2011年5月
中氮肥
M-Sized Nitrogenous Fertilizer Progress
醋酸合成系统温度的分程控制
李智，陈丽华，张志伟，兰玲玲（充矿国泰化工有限公司，山东州277527）
No.3 May2011
[中图分类号】TQ351.27*2
【文献标识码】B【文章编号】1004-9932(2011)03-003902
充矿国泰化工有限公司甲醇液相羰基化法醋酸生产技术采用的是Rh-I催化体系，在温度175~ 200℃和压力2.65~3.0MPa下进行均相反应，按甲醇和一氧化碳计，醋酸的收率分别高达 99%和90%，这是现今生产醋酸最好的方法。甲醇液相炭基化法醋酸生产技术中温度控制问题直接关系到产品的质量和收率。传统的控制器设计方法多采用设定值控制形式，要求被控量维持在设定值附近或跟踪设定值轨迹i1)。传统的PID 控制[2]方式在实际生产过程中不能很好地满足生产工艺要求。为此，拟通过对甲醇液相炭基化法醋酸生产工艺的分析研究，对工艺过程进行改进；并针对反应过程的重要影响因素——温度，采用分程控制的方法实现醋酸反应过程的优化与智能控制。
温度控制对合成反应的影响 1
甲醇炭基化技术，即以甲醇和一氧化碳为原料，基化合物为主催化剂，碘化物为促进剂，气液两相反应(3)。在反应开始前需加人醋酸溶液以诱导反应的进行。
目前普遍认为此工艺条件的主反应循环圈由以下7个反应步骤组成：
CH,OH +CH,COOH
CH,COOCH, + H,o
(1)
CH,COOCH, +HI CH,I +CH,COOH (2)
CH,I + [Rh(CO),",J --
[CH,Rh(CO),],] -[CH,Rh(CO),,]--[CH,CORh(CO)I,]
【收稿日期】2010-09-16
【修稿日期】2010-10-27
(3)(4)
[作者简介】李智（1985一），男，山东滕州人，助理工程师。
万方数据
[CH,CORh(CO)I,]-+CO
[CH,CORh(CO)],] -
[CH,CORh(CO),I,]-+H,O—→[HRh(CO),I,]-+CH,COOH
[HRh(CO),,]-→[Rh(CO),,]- + HI
（1）~（7）式合并，反应式简化为：
CH,OH +CO-
(5)(6)(7)
→CH,COOH4H = 2 265 kJ/kg
根据上述反应原理，其速率的控制步骤为氧化加成反应。而目前发表的零级段的动力学方程（Monsanto称之为理论动力学方程）为
=1795e-830(/T-1/43) [1g ] -05 [Rhja.9 由动力学方程可以看出，温度对反应速率的
影响是非常大的，随着温度的升高，反应速率会逐渐增大。而该反应为放热反应，剧烈的反应会产生大量的热量，如果不能及时平衡热量，会导
致超温的发生。工艺流程
在升温过程中，反应签中部低温反应液先进
人蒙发器，再系送至换执器加热升温，之后进人反应釜底部。而在正常生产控温过程中，反应釜中部高温反应液体进人蒸发器，循环反应液（含-碘的炭基络合物、碘化氢、醋酸、水等的溶液）则由蒸发器底部经循环泵加压降温后进入反应签底部。反应所产生的热量将使反应混合温度升高，其温度由通过循环泵经换热器冷却进人反应釜的循环母液来控制。
循环泵出口管线分为二路：路经换热器换热，控制阀门为F4：另一路不经换热器换热，直接返回至反应签的底部，控制阀门为F3。进人换热器的蒸汽由F1阀控制，循环水则由F2阀控制。