醋酸工艺技术及市场

一、引言

醋酸，也称为乙酸，是一种重要的有机化工原料，在化工、纺织、医药、食品等众多领域有着广泛的应用，如用于生产PTA的溶剂、与乙炔合成醋酸乙烯，与甲醇合成醋酸酯，随着醋酸乙烯、PTA等多套下游装置建成投产，对醋酸需求量将持续增加。醋酸的生产工艺技术不断改进和创新，其市场也呈现出复杂多变的态势。了解醋酸工艺技术和市场情况对于相关产业的发展和决策具有重要意义。

二、醋酸的主要生产工艺技术

1.甲醇羰基化法

美国Monsanto公司1971年将铑催化剂羰基化合成醋酸工艺工业化后，全世界90%以上的新醋酸装置都是采用该工艺。在Monsanto工艺的基础上，Celanese公司开发出了酸优化低水含量工艺(简称AO Plus工艺)，BP公司开发成功了铱催化剂工艺(简称Cative工艺)。西南化工研究设计院在在上世纪七十年代便开始进行羰基合成醋酸的研究开发工作，经过20多年的研究，最终形成了具有我国自主知识产权的专利技术“甲醇低压液相羰基合成醋酸反应方法”。

（1）工艺原理

甲醇羰基化法是目前世界上生产醋酸的主要方法。该方法以甲醇和一氧化碳为原料，在催化剂的作用下发生羰基化反应生成醋酸。其化学反应方程式为：CH?OH + CO → CH3COOH。催化剂通常是铑基或铱基催化剂，助催化剂有氢碘酸，它们可以显著提高反应速率和选择性。甲醇可以来自煤气化CO和氢气合成反应，CO通过PSA或深冷得到，当然CO也可以来自电石炉尾气提纯。

（2）工艺过程

甲醇和一氧化碳在高压和一定温度（175 - 200℃）下，在带有搅拌装置的反应釜中进行反应。由于醋酸在高温下的腐蚀性，因此反应器选用锆材。反应后的混合物经过分离、精制等一系列步骤，得到高纯度的醋酸产品。例如，在铑基催化剂体系中，还需要添加助催化剂和稳定剂，以维持催化剂的活性和稳定性。反应生成的醋酸需要经过蒸馏等方法去除其中的杂质，如未反应的甲醇、水等。经BDO精细视界公众号研究，催化剂在反应液中均相反应，原有工艺采用搅拌器工艺，高压下机封容易泄露，会造成可能得人身风险，装置停车损失和CO气损失。因此在工艺改进过程中，已有部分企业采用新型无搅拌技术将其改造，实现了醋酸装置无搅拌安全运行生产。

2.乙醛氧化法

（1）工艺原理
乙醛氧化法是以乙醛为原料，在催化剂（如醋酸锰等）的存在下，与氧气发生氧化反应生成醋酸。反应方程式为：2CH3CHO + O2→ 2CH3COOH。

（2）工艺特点

该工艺相对较为简单，但由于乙醛的生产成本较高且来源有限，同时该反应过程中会产生一些副反应，导致产品质量和收率受到一定影响。在工艺操作中，需要严格控制反应温度、氧气浓度等条件，以减少副产物（如过氧醋酸等）的生成。反应一般在塔式反应器中进行，通过良好的搅拌和温度控制来实现高效氧化。

3.乙烯氧化法

（1）工艺原理

乙烯在催化剂作用下先氧化生成乙醛，然后乙醛再进一步氧化生成醋酸。该工艺涉及到两个主要的反应步骤，乙烯氧化为乙醛的反应方程式为：2CH2=CH2+O2 → 2CH3CHO，后续乙醛氧化为醋酸的反应如上述乙醛氧化法原理。

（3）工艺优势与局限

这种方法可以利用乙烯资源，但工艺流程较长，需要高效的催化剂和复杂的反应装置来实现良好的乙烯转化率和乙醛选择性。此外，整个工艺的能耗和设备投资相对较高，对生产企业的技术和经济实力有一定要求。

三、醋酸工艺技术的比较与发展趋势

（一）工艺比较

目前世界上醋酸生产的工艺路线成熟、可靠，不存在技术风险。甲醇羰基化法具有较高的选择性和转化率，能够生产高质量的醋酸产品，并且原料甲醇来源广泛，生产成本相对较低，因此在现代醋酸生产中占据主导地位。乙醛氧化法由于原料受限且工艺存在一定的复杂性和副反应问题，其应用范围逐渐缩小。乙烯氧化法虽然可以利用乙烯资源，但整体工艺复杂、能耗高，应用也相对较少。

2.发展趋势

（1）催化剂改进

在甲醇羰基化法中，不断研发新型的铑基或铱基催化剂，提高其活性、稳定性和选择性，降低催化剂的用量和成本。经BDO精细视界公众号研究，铱系催化剂体系是英国BP公司基于铑系催化剂体系和塞拉尼斯锂系催化剂体系开发成功的催化剂体系。因为催化剂体系更加稳定和水含量可以更低，所以，在能耗方面具有较大的优势。铱系催化剂的主要优点是：稳定性好，具有较高的反应速率；较少依赖CO分压，提高了基于CO的产率；降低了副产物丙酸、乙醛等的生成；羰基化反应可在低水含量下完成，能耗较低等，因而铱系催化技术是目前新建醋酸装置的应用方向。

（2）工艺优化

对反应装置进行改进，提高反应的传质和传热效率，实现更高效的醋酸生产。同时，开发更先进的分离和精制技术，降低产品中的杂质含量，提高醋酸的纯度，以满足不同领域对高质量醋酸的需求。经BDO精细视界研究，在醋酸反应器改造，醋酸反应铑催化剂降低消耗，丙酸分离技术，多原料反应生成醋酸反应等方面，国内技术已成功应用于装置，大大的提升了醋酸装置的安全性和经济性。

（3）绿色环保技术发展

减少生产过程中的能源消耗和污染物排放。例如，在甲醇羰基化法中，研究如何更好地回收和利用反应过程中的余热，将醋酸废液中的丙酸进行提纯。

四、醋酸的市场情况

1.醋酸的应用领域

（1）醋酸乙烯生产

醋酸是生产醋酸乙烯的重要原料，醋酸乙烯用于制造聚醋酸乙烯乳液、聚乙烯醇等，广泛应用于涂料、胶粘剂、纺织浆料等领域。在醋酸乙烯生产中，醋酸与乙烯在催化剂作用下发生反应，其质量和纯度对醋酸乙烯的产品质量有重要影响。

（2）对苯二甲酸生产
在对苯二甲酸生产中，醋酸作为溶剂使用。对苯二甲酸是生产聚酯纤维（如涤纶）的重要原料，聚酯纤维在纺织行业中占据重要地位。醋酸的品质和供应稳定性对于对苯二甲酸生产的稳定运行至关重要。

（3）医药和农药领域

醋酸可用于合成多种医药中间体和农药中间体。例如，在某些抗生素的合成中，醋酸参与反应步骤，其纯度要求较高，以确保医药产品的质量和安全性。在农药生产中，醋酸用于合成具有杀虫、杀菌等功能的农药成分。

（4）食品工业

食品级醋酸可作为酸味剂、防腐剂等用于食品加工。在醋、酱油等调味品以及一些腌制食品中都有应用。食品级醋酸的生产需要严格遵守食品安全标准，保证产品的纯度和安全性。

（二）醋酸的市场供需情况

（1）全球市场

全球醋酸的产量和消费量呈现出逐年增长的趋势。随着亚洲地区尤其是中国经济的快速发展，醋酸的需求增长迅速。中国已成为全球最大的醋酸生产国和消费国之一。在全球市场中，醋酸的生产主要集中在几家大型化工企业手中，这些企业通过技术优势和规模效应来占据市场份额。

（2）中国市场

中国醋酸市场的需求增长主要受到国内化工、纺织、医药等行业的拉动。近年来，国内醋酸乙烯、对苯二甲酸等醋酸下游产业的发展迅速，推动了醋酸市场的繁荣。同时，国内醋酸生产企业也在不断扩大产能，提高生产技术水平，但市场竞争也日益激烈。部分企业通过技术创新和产业链延伸来提高自身的竞争力，如将醋酸生产与下游产品生产相结合，形成一体化产业链。据中商产业研究院发布的《2024-2029 年中国醋酸市场前景调查及投融资战略研究报告》显示，2023 年中国醋酸产能达 1170 万吨，同比增长 10.80%；产量达 960 万吨，同比增长 2.89%；消费量达 879 万吨，同比增长 6.74%。

（三）醋酸的价格走势

醋酸的价格受到多种因素的影响。原料价格（如甲醇价格对于甲醇羰基化法生产醋酸）、市场供需关系、国际原油价格（因为部分生产工艺与能源价格相关）等都会对醋酸价格产生影响。在市场需求旺盛、供应紧张的时期，醋酸价格会上涨；反之，当市场需求疲软、产能过剩时，价格会下跌。例如，当国际原油价格上涨导致能源成本上升时，醋酸生产成本增加，价格也会相应调整。同时，新的生产装置投产或下游产业需求的突然变化也会引起醋酸价格的波动。

年份	价格范围	年度均价
2018年	年初4458 元/ 吨左右，6月初创十年最高价5476元/ 吨，年终3533元/ 吨左右	约4200 元/吨
2019 年	年初均价3533元/ 吨，年末均价2483元/ 吨，1-6月江苏市场均价2890元/吨，最高点出现在年初3350元/吨，最低点出现在 5 月中旬2420元/ 吨	约3000 元/ 吨
2020 年	均价2710元/吨	2710元 /吨
2021 年	1 季度最高价6650元/吨，4 月 9 日国内醋酸最高价突破7000元/吨，江苏索普醋酸及衍生品不含税销售均价为5879元/吨	约5500 元/ 吨
2022 年	年初价格在3500元/吨左右，3月2日价格在3500-3700 元/吨左右，7月20日主流报价在 3450 元/吨- 3500元 /吨，12月27日华东地区价格最低降至2850元/吨	约3200 元/ 吨
2023 年	1月18日价格3000元/吨，11月14日价格3150元/吨	约3100 元/ 吨

五、结论

醋酸作为一种重要的有机化工原料，其生产工艺技术在不断发展和改进。甲醇羰基化法已成为主流生产工艺，并且在催化剂改进、工艺优化和绿色环保方面有着持续的发展趋势。在市场方面，醋酸的应用领域广泛，全球和中国的市场需求都在增长，但同时也面临着激烈的市场竞争和价格波动的挑战。对于醋酸生产企业来说，不断提高工艺技术水平、优化产业链布局、关注市场动态是在竞争中取得优势的关键；对于下游用户企业，则需要关注醋酸的质量和价格变化，以保障自身生产的稳定和经济效益。未来，随着科技的不断进步和市场的进一步变化，醋酸工艺技术和市场情况还将持续演变和发展。