【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化工，具体涉及羰基化合成乳酸的方法、生产系统及工业化生产方法。
技术介绍
1、乳酸，化学式为c3h6o3，化学名为α-羟基丙酸，广泛应用于制药、酿酒、食品、饮料、保健品、造纸、制革、卷烟、油漆、油墨、电镀和塑料工业，以及输油管道防腐等。
2、现有技术中，工业生产乳酸方法主要是发酵法和合成法。发酵法的主要原理是碳水化合物(如蔗糖或淀粉糖)在乳酸菌作用下厌氧发酵生产酸。发酵过程调节ph值5左右，保持大约50～60dm；发酵3～5天得粗乳酸。发酵法的原料一般是玉米、大米、甘薯等淀粉质原料(也有以苜蓿、纤维素等作原料，也有研究提出厨房垃圾及鱼体废料循环利用生产乳酸)。乳酸发酵阶段能够产酸的乳酸菌很多，但产酸质量较高的却不多，主要是根霉菌和乳酸杆菌等菌系。不同菌系其发酵途径不同，可分同型发酵和异型发酵，实际由于存在微生物其它生理活动，可能不是单纯某一种发酵途径。
3、发酵法工艺流程一般包括：原料准备、发酵过程、分离乳酸、精制乳酸等过程。发酵法因其工艺简单，原料充足，发展较早而成为比较成熟的乳酸生产方法，约占乳酸生产的70以上，但周期长，只能间歇或半连续化生产，且国内发酵乳酸质量较差，较难达到国际标准。
4、此外，厌氧发酵过程中，发酵液的ph值会随着乳酸的生成而降低，须加入氢氧化钙或者碳酸钙来中和乳酸，维持ph值发酵条件。发酵后，菌体和杂质通过过滤和离心分离，可以作为饲料添加剂。发酵液冷却后，氢氧化钙和乳酸中和生成的乳酸钙沉淀，须用硫酸来溶解以提取乳酸，此过程会生成硫酸钙沉淀副产物，过滤分离
5、用于工业生产的乳酸合成方法有乳腈法、丙烯腈法、丙酸法等。
6、(1)乳腈法：乳腈法是将乙醛和冷的氢氰酸连续送入反应器生成乳腈(或直接用乳腈作原料)，用泵将乳腈打入水解釜，注入硫酸和水，使乳腈水解得到粗乳酸。然后再将粗乳酸送入酯化釜，加入乙醇酯化，经精馏、浓缩、分解得精乳酸。美国斯特林化学公司及日本的武藏野化学公司均采用此法合成乳酸。
7、(2)丙烯腈法：丙烯腈法是将丙烯腈和硫酸送入反应器中水解，再把水解物送入酯化反应器中与甲醇反应；然后把硫酸氢铵分出后，粗酯送入蒸馏塔，塔底获精酯；再将精酯送入第二蒸馏塔，加热分解，塔底得稀乳酸，经真空浓缩得产品。
8、(3)丙酸法：丙酸法以丙酸为原料，经过氯化、水解得粗乳酸；再经酯化、精馏、水解得产品。该法原料价格较贵，仅日本大赛路公司等少数厂家采用。
9、综上所述，现有技术中乳酸采用生物原料发酵技术，存在高能耗、高成本、产品质量差和纯度不够等问题。随着市场应用和生产规模的扩大，以生物原料发酵-乳酸技术路线，可能出现与粮食争地的情况发生。合成法是以石油基化学品为原料，因此容易受原油供应及价格剧烈波动等影响。
10、因此，提供一种乳酸合成方法，原料来源稳定，生产成本低，对环境友好，具有规模优势，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于，提供一种羰基化合成乳酸的方法，以天然气氧化制乙炔的副产尾气生产醋酸，再以乙炔和醋酸为原料生产醋酸乙烯，同时利用乙炔副产尾气psa提取co，然后用醋酸乙烯和co羰基化合成乳酸，全流程产业链可实现闭环生产，除乳酸合成外的工艺技术成熟度高，规模经济合理，投资回报率高。
2、本专利技术的目的之二在于，提供一种羰基化合成乳酸的生产系统。
3、本专利技术的目的之三在于，提供一种羰基化合成乳酸的工业化生产方法。
4、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
5、本专利技术公开的一种羰基化合成乳酸的方法，以醋酸乙烯、co为原料，在钯系/镍系催化剂作用下，经羰基化反应合成乳酸；其合成路线如下：
6、ch2＝chococh3+co+h2o→hoocch(ococh3)ch3
7、hoocch(ococh3)ch3+h20→ch3ch(oh)cooh+ch3cooh
8、本专利技术的部分实施方案中，反应压力为2.0～3.0mpag、反应温度150℃～300℃；
9、优选地，原料醋酸乙烯是由乙炔与醋酸为原料合成，其中乙炔为天然气氧化制得，醋酸由天然气氧化制乙炔的副产尾气生产得到。
10、本专利技术公开的一种羰基化合成乳酸的生产系统，包括依次连接的乳酸反应器、高低压分离器、槽式蒸馏釜、真空塔、水解塔、精制塔、乳酸盐精馏塔、乳酸盐水解塔；
11、乳酸反应器接入有co原料输送线、酸酸原料输送线和醋酸乙烯原料输送线；水解塔接入有工艺水输送线；精制塔接入有甲醇原料输送线；乳酸盐水解塔接入有第二工艺水输送线，接出有乳酸溶液输出线；
12、优选地，高低压分离器中接出有一氧化碳输出线；优选地，一氧化碳输出线接入至乳酸反应器；
13、优选地，乳酸盐精馏塔的塔顶接出有甲醇输出线，更优选地，甲醇输出线接入至精制塔；
14、优选地，还包括有由乳酸盐水解塔接出的乳酸浓缩塔，乳酸盐水解塔与乳酸浓缩塔经乳酸溶液输出线连接，乳酸浓缩塔的塔底接出有成品乳酸输送线。
15、本专利技术的部分实施方案中，生产系统还包括有依次连接的丙酸分离罐、乳酸回收塔、醋酸回收塔和轻组分精制塔；
16、丙酸分离罐由槽式蒸馏釜接出；丙酸分离罐接出有β-羟基丙酸输出线；
17、优选地，乳酸回收塔与槽式蒸馏釜经乳酸循环线连接，用于将回收的乳酸返回槽式蒸馏釜中；
18、优选地，醋酸回收塔接出有醋酸输出线；
19、优选地，轻组分精制塔塔顶接出有乙醛输出线，塔底接出有醋酸乙烯输出线。
20、本专利技术的部分实施方案中，生产系统还包括有依次连接的脱水塔、汽提塔和醋酸塔；
21、脱水塔由精制塔接出；
22、醋酸塔塔底接出有精制醋酸循环线，塔顶接出有萃取剂循环线；
23、优选地，精制醋酸循环线接入乳酸反应器中，萃取剂循环线接入至脱水塔；
24、优选地，脱水塔的塔顶接出有循环水输出线，进一步优选地，循环水输出线接入至水解塔中。
25、本专利技术的部分实施方案中，乳酸反应器为固定床反应器，设置有钯系/镍系催化剂床层；
26、或/和精制塔分为上下两段，上段为填料塔，下段为列管式固定床，列管式固定床中装有改性阳离子树脂催化剂。
27、本专利技术公开的一种羰基化合成乳酸的工业化生产方法，采用上述生产系统进行。
28、本专利技术的部分实施方案中，所述工业化生产方法包括如下步骤：
29、s1.醋酸乙烯的连续羰基化：醋酸乙烯、醋酸和co气送入乳酸反应器中，与乳酸反应器中的催化剂床层反应，生成α-醋酸基丙酸和β-醋酸基丙酸，反应的同时伴随部分醋酸乙烯水解生成醋酸和乙醛；
30、本专利技术步骤s1中，通过加入醋酸，可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种羰基化合成乳酸的方法，其特征在于，以醋酸乙烯、CO为原料，在钯系/镍系催化剂作用下，经羰基化反应合成乳酸；其合成路线如下：
2.根据权利要求1所述的羰基化合成乳酸的方法，其特征在于，反应压力为2.0～3.0MPaG、反应温度150℃～300℃；
3.一种羰基化合成乳酸的生产系统，其特征在于，包括依次连接的乳酸反应器(1)、高低压分离器(2)、槽式蒸馏釜(3)、真空塔(4)、水解塔(5)、精制塔(6)、乳酸盐精馏塔(7)、乳酸盐水解塔(8)；
4.根据权利要求3所述的一种羰基化合成乳酸的生产系统，其特征在于，还包括有依次连接的丙酸分离罐(10)、乳酸回收塔(11)、醋酸回收塔(12)和轻组分精制塔(13)；
5.根据权利要求3所述的一种羰基化合成乳酸的生产系统，其特征在于，还包括有依次连接的脱水塔(14)、汽提塔(15)和醋酸塔(16)；
6.根据权利要求3所述的一种羰基化合成乳酸的生产系统，其特征在于，乳酸反应器(1)为固定床反应器，设置有钯系/镍系催化剂床层；
7.一种羰基化合成乳酸的工业化生产方法
8.根据权利要求7所述的工业化生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的工业化生产方法，其特征在于，所述步骤S1中，各原料经混合器混合均匀后送入乳酸反应器中；
10.根据权利要求8或9所述的工业化生产方法，其特征在于，原料醋酸乙烯是由乙炔与醋酸为原料合成，其中乙炔为天然气氧化制得，醋酸由天然气氧化制乙炔的副产尾气生产得到。
...【技术特征摘要】
1.一种羰基化合成乳酸的方法，其特征在于，以醋酸乙烯、co为原料，在钯系/镍系催化剂作用下，经羰基化反应合成乳酸；其合成路线如下：
2.根据权利要求1所述的羰基化合成乳酸的方法，其特征在于，反应压力为2.0～3.0mpag、反应温度150℃～300℃；
3.一种羰基化合成乳酸的生产系统，其特征在于，包括依次连接的乳酸反应器(1)、高低压分离器(2)、槽式蒸馏釜(3)、真空塔(4)、水解塔(5)、精制塔(6)、乳酸盐精馏塔(7)、乳酸盐水解塔(8)；
4.根据权利要求3所述的一种羰基化合成乳酸的生产系统，其特征在于，还包括有依次连接的丙酸分离罐(10)、乳酸回收塔(11)、醋酸回收塔(12)和轻组分精制塔(13)；
5.根据权利要求3所述的一种羰基化合成乳酸的生...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈胜，梁建平，周齐领，刘玉龙，罗辑，刘果，周雨思，陶然，吕秋华，
申请(专利权)人：中国成达工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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