乙酸的制造方法及制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供不会引发蒸馏塔内的压力升高、能够稳定且安全制造乙酸的方法。该方法包括：(1)使甲醇与一氧化碳发生反应的羰基化反应工序；(2)用于将反应混合物分离为挥发相和低挥发相的闪蒸工序；(3)用于将上述挥发相蒸馏而分离为第1塔顶馏出物和富含乙酸的粗乙酸流的第1蒸馏工序；以及(4)用于从上述第1塔顶馏出物至少分离出乙醛的分离工序。该分离工序(4)包括：(6)在蒸馏塔配置压力控制单元68，用于在控制塔内的压力的同时将第1塔顶馏出物蒸馏而分离为富含乙醛及碘甲烷的第2塔顶馏出物、和底部或下部流的第2蒸馏工序，和(7)从第2塔顶馏出物中萃取乙醛，分离为富含乙醛的萃取液、和富含碘甲烷的萃余液的萃取工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】乙酸的制造方法及制造装置
本专利技术涉及对于通过甲醇的羰基化而在除去乙醛的同时制造乙酸而言有效的方法及制造装置。
技术介绍
在工业上，已在水的存在下，使用铑催化剂、金属碘化物及碘甲烷，通过甲醇的羰基化来制造乙酸。在这样的甲醇的羰基化工艺中，经过下述的工艺单元而分离除去乙醛：在一氧化碳气体氛围中使甲醇发生羰基化的反应槽；将来自反应槽的反应混合物分离为挥发相和非挥发相的蒸发槽，；用于蒸馏挥发相并分离为第1塔顶馏出物和侧取乙酸流的分离塔；用于将上述第1塔顶馏出物冷凝而分液为重相和轻相的倾析器；用于将来自倾析器的冷凝液蒸馏而分离为第2塔顶馏出物和底部流的蒸馏塔；将第2塔顶馏出物冷凝后进行水萃取，分离为萃余液和水萃取液的萃取器；等等。对于乙醛的分离，在日本专利第3244385号公报(专利文献1)中记载了从循环至反应器的工艺液中除去乙醛，将反应液中的乙醛浓度保持于400ppm以下而使甲醇与一氧化碳发生反应的乙酸的制造方法，对于从工艺液中除去乙醛，记载了对第2塔顶馏出物利用两块理论塔板进行水萃取，并将萃余液再循环至反应器。在该方法中，由于是从工艺流中除去乙醛后再循环至反应器，因此可以减少反应液中的乙醛浓度，可抑制副产物的生成。在日本特表2007-526305号公报(专利文献2)中，记载了下述内容：对富含高锰酸还原性化合物(PRC)的第2塔顶馏出物进行水萃取而分离水性流，为了改善醛的除去效率，在将萃取得到的萃余液的第一部分再循环至蒸馏塔的同时，将萃余液的第二部分再循环至反应器。在日本特表2007-526310号公报(专利文献3)中，记载了将富含高锰酸还原性化合物(PRC)的第2塔顶馏出物进行两次水萃取。进一步，还记载了将萃余液再循环至反应器，也图示了将萃余液的一部分再循环至蒸馏塔。在这些专利文献2及3的方法中，通过如上所述地使二甲醚DME与萃余液一起再循环至反应器，不仅可使DME在反应器中作为乙酸的原料而消耗，还避免了来自蒸馏塔的工艺液中包含的DME、在蒸馏塔内生成的DME导致蒸馏塔的压力(塔顶压力)经过长时间显著上升而无法进行工艺的运转操作。但是，在这些方法中，由于将好不容易浓缩的高浓度的乙醛送回到反应器中，因此不仅导致乙醛的除去量减少、乙醛的除去效率降低，还会导致反应液中的乙醛浓度升高，源自乙醛的杂质(例如：丙酸、碘己烷、巴豆醛等)的生成量增加。因此，为了提高乙酸的品质，需要增强用于减少或去除丙酸、高锰酸还原性化合物(PRC)、碘化物等的设备。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3244385号公报(权利要求2、实施例)专利文献2：日本特表2007-526305号公报(权利要求1、[0045]、[0046]、图2)专利文献3：日本特表2007-526310号公报(权利要求1、5、[0044]、图2)
技术实现思路
专利技术要解决的问题因此，本专利技术的目的在于提供不会引发蒸馏塔内的压力升高、能够稳定且安全地运转的乙酸的制造方法及制造装置。本专利技术的其它目的在于提供可提高乙醛的除去效率的乙酸的制造方法及制造装置。本专利技术的另外的目的在于提供能够有效地利用来自塔顶的排气中包含的DME的乙酸的制造方法及制造装置。解决问题的方法本专利技术人为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现：(i)如果在塔顶设置压力控制单元，则即使对包含蒸气压高的DME等的工艺流进行蒸馏，也不会发生蒸馏塔内的压力升高(塔顶压力的升高)，能够稳定且安全地运转；(ii)不需要将乙醛浓缩而成的工艺流再循环至反应器，可以提高乙醛的除去效率；以及，(iii)通过对来自蒸馏塔塔顶的排气进行处理而回收有用成分，并再循环至反应器和/或蒸馏塔，可以有效地利用有用成分。进而完成了本专利技术。即，本专利技术的方法涉及通过甲醇的羰基化而制造纯化乙酸的方法，其包括：(1)用于在包含金属催化剂、离子型金属碘化物及碘甲烷的催化体系、以及乙酸、乙酸甲酯、水的存在下使甲醇与一氧化碳发生反应的羰基化反应工序；(2)用于将反应混合物分离为挥发相和低挥发相的闪蒸工序；(3)用于将上述挥发相蒸馏而分离为富含选自碘甲烷及乙醛中的至少一种低沸成分的第1塔顶馏出物、和富含乙酸的粗乙酸流的第1蒸馏工序；以及(4)用于从上述第1塔顶馏出物至少分离出乙醛的分离工序。该分离工序(4)包括：(6)用于在控制蒸馏塔内的压力的同时将第1塔顶馏出物蒸馏而分离为富含乙醛及碘甲烷的第2塔顶馏出物、和底部或下部流的第2蒸馏工序；和(7)从第2塔顶馏出物中萃取乙醛，分离为富含乙醛的萃取液、和富含碘甲烷的萃余液的萃取工序。在这样的方法中，即使在第2蒸馏工序中塔内压力(特别是塔顶压力)上升，也能够通过在第1塔顶馏出物的蒸馏塔配置压力控制单元而控制蒸馏塔的压力，从而实现稳定且安全的操作。需要说明的是，上述分离工序(4)也可以包括(5)冷凝第1塔顶馏出物而生成冷凝液的工序(或将冷凝液分液为上相的水相和下相的有机相这两相的工序)(将混合物形式的冷凝液分液为上相和下相这两相的工序)，并(6)在第2蒸馏工序中对该冷凝液(上相和/或下相)进行蒸馏。例如，可以(5)在冷凝或分液工序中将第1塔顶馏出物冷凝而将冷凝液分液为两相，(6)控制蒸馏塔内的压力而在第2蒸馏工序中对分液出的上相和/或下相的至少一部分进行蒸馏。另外，也可以(6)在第2蒸馏工序中一边控制蒸馏塔内的压力一边对至少下相进行蒸馏。(6)在第2蒸馏工序中蒸馏塔内的压力以绝对压力计，例如可以为0.1～0.7MPa左右。进一步，第2蒸馏工序(6)也可以包括多个蒸馏工序(用于利用多个蒸馏塔连续地进行蒸馏的工序)，至少在下游侧的蒸馏工序中在控制蒸馏塔的压力的同时对第1塔顶馏出物进行蒸馏。另外，也可以包括将来自第2蒸馏工序或第2蒸馏塔(6)的第2塔顶馏出物冷凝而分离为冷凝液和排气的工序，并将冷凝液供于萃取工序(7)。来自第2塔顶馏出物的排气也可以排出到体系外，也可以(10)将排气的有用成分直接地或间接地再循环至反应工序和/或蒸馏工序(第1蒸馏工序(3)和/或第2蒸馏塔(6))。例如，也可以进一步冷凝排气并将冷凝液再循环至反应工序和/或蒸馏工序。更具体而言，可以在利用冷凝温度随着向下游方向前进而依次降低的多个冷凝器对第1塔顶馏出物进行冷却而冷凝的工艺中，至少将来自第2塔顶馏出物的排气供给到多个冷凝器的上游或多个冷凝器之间，将冷凝成分(冷凝液)再循环至反应工序和/或蒸馏工序(第1蒸馏工序(3)和/或第2蒸馏塔(6))。另外，也可以利用洗涤设备从排气中回收有价值物质(有用成分)，并再循环至反应工序和/或蒸馏工序(第1蒸馏工序(3)和/或第2蒸馏塔(6))。更具体而言，也可以在加压下使排气吸收于吸收溶剂，使选自碘甲烷、乙酸甲酯、二甲醚、水及一氧化碳中的至少一种成分从吸收溶剂扩散出并再循环至反应工序和/或蒸馏工序(第1蒸馏工序(3)和/或第2蒸馏塔(6))。另外，也可以利用基于以沸石膜等为代表的陶瓷膜、以聚酰亚胺、聚酰胺等为代表的高分子膜等的膜分离设备从排气中回收有价值物质(有用成分)，并再循环至反应器(1)和/或蒸馏塔(第1蒸馏塔(3)和/或第2蒸馏塔(6))。需要说明的是，排气或其有用成分也可以经由用于冷却而冷凝第1塔顶馏出物的至少一个冷凝器(一个或多个冷凝器)而直接地或间接地(例如，经由倾析器而间接地)本文档来自技高网...

【技术保护点】
乙酸的制造方法，其包括以下工序：羰基化反应工序，其用于在包含金属催化剂、离子型金属碘化物及碘甲烷的催化体系、以及乙酸、乙酸甲酯、水的存在下，使甲醇与一氧化碳发生反应；闪蒸工序，其用于将反应混合物分离为挥发相和低挥发相；第1蒸馏工序，其用于将所述挥发相蒸馏而分离为第1塔顶馏出物和粗乙酸流，所述第1塔顶馏出物富含选自碘甲烷及乙醛中的至少一种低沸成分，所述粗乙酸流富含乙酸；以及分离工序，其用于从所述第1塔顶馏出物至少分离出乙醛，其中，所述分离工序包括：第2蒸馏工序，其用于在控制蒸馏塔内的压力的同时将第1塔顶馏出物蒸馏而分离为第2塔顶馏出物、和底部或下部流，所述第2塔顶馏出物富含乙醛及碘甲烷；和萃取工序，该工序从第2塔顶馏出物中萃取乙醛，分离为富含乙醛的萃取液、和富含碘甲烷的萃余液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 JP 2015-1947621.乙酸的制造方法，其包括以下工序：羰基化反应工序，其用于在包含金属催化剂、离子型金属碘化物及碘甲烷的催化体系、以及乙酸、乙酸甲酯、水的存在下，使甲醇与一氧化碳发生反应；闪蒸工序，其用于将反应混合物分离为挥发相和低挥发相；第1蒸馏工序，其用于将所述挥发相蒸馏而分离为第1塔顶馏出物和粗乙酸流，所述第1塔顶馏出物富含选自碘甲烷及乙醛中的至少一种低沸成分，所述粗乙酸流富含乙酸；以及分离工序，其用于从所述第1塔顶馏出物至少分离出乙醛，其中，所述分离工序包括：第2蒸馏工序，其用于在控制蒸馏塔内的压力的同时将第1塔顶馏出物蒸馏而分离为第2塔顶馏出物、和底部或下部流，所述第2塔顶馏出物富含乙醛及碘甲烷；和萃取工序，该工序从第2塔顶馏出物中萃取乙醛，分离为富含乙醛的萃取液、和富含碘甲烷的萃余液。2.根据权利要求1所述的方法，其中，分离工序进一步包括将第1塔顶馏出物冷凝而将冷凝液分液为两相的工序，该方法中，控制蒸馏塔内的压力而在第2蒸馏工序中对分液出的上相和/或下相的至少一部分进行蒸馏。3.根据权利要求2所述的方法，其中，在第2蒸馏工序中一边控制蒸馏塔内的压力一边至少对下相的至少一部分进行蒸馏。4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，在第2蒸馏工序中在将蒸馏塔内的压力控制为0.1～0.7MPa的同时对第1塔顶馏出物进行蒸馏。5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其中，第2蒸馏工序包括多个蒸馏工序，至少在下游侧的蒸馏工序中在控制蒸馏塔的压力的同时对第1塔顶馏出物进行蒸馏。6.根据权利要求1～5中任一项所述的方法，其包括将第2塔顶馏出物冷凝而分离为冷凝液和排气的工序，并包括将冷凝液供于萃取工序，将排气的有用成分直接地或间接地再循环至反应工序和/或蒸馏工序的工序。7.根据权利要求6所述的方法，其包括进一步冷凝排气并将冷凝液再循环至反应工序和/或蒸馏工序的工序。8.根据权利要求6所述的方法，其中，在加压下使排气吸收于吸收溶剂，使选自碘甲烷、乙酸甲酯、二甲醚、水及一氧化碳中的至少一种成分从吸收溶剂扩散出并再循环至反应工序和/或蒸馏工序。9.根据权利要求1～8中任一项所述的方法，其中，将萃余液的至少一部分至少再循环至反应工序和/或蒸馏工序。10.根据权利要求1～9中任一项所述的方法，其中，利用多个理论塔板对第2塔顶馏出物间歇地(阶段性地)或连续地进行水萃取。11.根据权利要求1～10中任一项所述的方法，其进一步包括：第4...

【专利技术属性】
技术研发人员：三浦裕幸，水谷能久，
申请(专利权)人：株式会社大赛璐，
类型：发明
国别省市：日本,JP