使用水的再循环生产乙酸的方法技术

公开了用于生产乙酸的方法，其中再循环至反应器的轻液相的质量流量比再循环至反应器的含水再循环料流的质量流量的再循环比为小于或等于2。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用水的再循环生产乙酸的方法
本专利技术涉及用于生产乙酸的方法，特别地，涉及用于控制水的再循环和再循环至反应器的轻液相的质量流量比再循环至反应器的含水再循环料流的质量流量的再循环比的改善的方法。
技术介绍
在当前采用的合成乙酸方法之中，商业上最有用的一者是如美国专利号3,769,329中教导的用一氧化碳催化羰基化甲醇，其以全文引用的方式并入本文。羰基化催化剂含有诸如铑的金属催化剂，所述催化剂连同如由甲基碘所例示的含卤素催化剂促进剂溶解或以其它方式分散于液体反应介质中或者负载在惰性固体上。反应通过将一氧化碳气体连续鼓泡经过溶解有催化剂的液体反应介质来进行。将甲醇和一氧化碳作为原料进料至反应器中。将一部分反应介质连续抽取并提供至闪蒸容器，其中将产物闪蒸并作为蒸气送入纯化组列。纯化组列包括作为塔顶馏出物移除“轻”或低沸点组分的轻馏分塔，并提供侧流以进一步纯化。纯化组列可进一步包括使侧流脱水或从侧流中移除“重”或高沸点组分如丙酸的塔。在用于制备乙酸的羰基化方法中，希望使蒸馏操作的次数最小化，以使方法中的能量使用最小化。美国专利号5,416,237公开了在铑催化剂、甲基碘和碘化物盐稳定剂存在下通过甲醇的羰基化生产乙酸的方法。根据‘237专利的改善在于在液体反应组合物中维持至多约10重量％的有限浓度的水和至少2重量％的乙酸甲酯浓度，并通过使液体反应组合物通过闪蒸区以产生蒸气馏分来回收乙酸产物，其中将蒸气馏分传至单一蒸馏塔，从该蒸馏塔移除乙酸产物。消除蒸馏阶段的缺点是产物纯度受到影响。特别地，蒸馏塔倾向于移除高沸点碘化物以及醛污染产物。这两种杂质都会影响最终产品的商业需求。美国专利9,006,483公开了乙酸的生产方法，其寻求抑制碘化氢的浓度并提供塔顶馏出物从蒸馏塔的的液-液分离。通过以下来生产乙酸：在第一蒸馏塔(3)中蒸馏含有碘化氢、水、乙酸和乙酸甲酯的混合物以形成塔顶馏出物和含有乙酸的侧线料流或塔底物料流，将塔顶馏出物在冷凝器中冷却并冷凝以在倾析器(4)中形成分离的上下相。根据该方法，通过将水浓度为不小于有效量(所述有效量不大于5重量％(例如，0.5至4.5重量％)和乙酸甲酯浓度为0.5至9重量％(例如0.5至8重量％)的混合物以混合物的形式进料至蒸馏塔和蒸馏该混合物来在混合物的进料位置上方的蒸馏塔中形成具有高水浓度的区。在具有高水浓度的区中，使碘化氢与乙酸甲酯反应以产生甲基碘和乙酸。美国专利号7,884,241公开了在蒸馏系统中的含有碘化氢和水且水含量不超过5重量％(特别是不超过3重量％)的混合物。该混合物在蒸馏系统中蒸馏以防止碘化氢冷凝。该混合物可包含碘化氢、水、甲醇、甲基碘、乙酸和乙酸甲酯。即使当该混合物含有浓度为1至3000ppm(以重量计)的碘化氢时，通过从塔顶部抽取含有碘化氢的馏分并且将乙酸作为侧馏分料流或来自塔底部的料流抽取，可以获得碘化氢浓度不超过50ppm的乙酸产物。这样的过程(蒸馏过程)有效地抑制了蒸馏系统中碘化氢的冷凝和蒸馏系统中的腐蚀。为了保持低的水浓度，该过程需要2.35的大回流，这是能量密集的。美国专利6,657,078公开了通过甲醇羰基化来生产乙酸的低能方法。该方法涉及使用至多2个蒸馏塔在小于约14重量％的水操作的铑催化体系。美国专利号4,008,131公开了移除倾向于在再循环料流中积聚的过量水的方法，并且因此降低蒸馏系统在纯化含有水和甲基碘的粗乙酸的操作过程中纯酸产生的速率。将粗酸引入蒸馏区的上半部。将甲基碘、主要比例的水和等量的酸从该区的塔顶移除。将含有少量乙酸的小比例的水在接近蒸馏区顶部的点处作为液体侧馏分移除。将基本上干燥并基本上不含甲基碘的产物酸料流从蒸馏区的底部移除。塔顶馏出物料流可以储存、处理或优选再循环至酸生产步骤。液体水侧馏分可被丢弃或进行精馏以回收乙酸。美国专利3,791,935公开了一种方法，该方法通过将含有水和卤素污染物的单羧酸料流引入蒸馏塔的上半部，移除主要由装入所述塔的烷基卤和水组成的塔顶馏分，从所述塔的中部移除含有主要比例的存在于所述塔中的卤化氢的料流，并且从所述塔底部处或其附近移除产物酸料流，所述产物酸料流基本上是干燥的并且基本上不含装入所述塔中的卤素污染物。该方法特别用于从乙酸和丙酸中移除含水和含碘化合物。在实施例中，据报道含有乙酸的塔底产物含有83至132wppm的水和0.083wppm至0.3wppm的碘化氢。鉴于上述，需要改善的乙酸生产方法来控制乙酸的回收。
技术实现思路
在一个实施方案中，本专利技术涉及用于生产乙酸的方法，其包括在闪蒸容器中分离反应器中形成的反应介质以形成液体再循环和蒸气产物料流，在第一塔中蒸馏蒸气产物料流以获得侧流和第一低沸点塔顶蒸气料流，其中侧流包含1至3重量％的量的水，例如，优选1.1至2.5重量％，冷凝第一低沸点塔顶蒸气料流和两相分离冷凝的料流以形成重液相和轻液相，在第二塔中蒸馏侧流以获得纯化的乙酸产物和第二低沸点塔顶蒸气料流，冷凝第二低沸点塔顶蒸气料流以获得含水再循环料流，所述含水再循环料流包含小于或等于90重量％的量的水，例如，优选50至90重量％，和将第二低沸点塔顶蒸气料流再循环至反应器，其中再循环至反应器的轻液相的质量流量比再循环至反应器的含水再循环料流的质量流量的再循环比为小于或等于2，例如，小于或等于1.5，小于或等于1，小于或等于0.5。在一个实施方案中，再循环至反应器的轻液相的质量流量比含水再循环料流的质量流量的再循环比为0至2。在另一个实施方案中，再循环至反应器的轻液相的质量流量比含水再循环料流的质量流量的再循环比为0至1。在一个实施方案中，含水再循环料流进一步包含小于或等于20重量％的量的甲基碘，小于或等于10重量％的量的乙酸甲酯，小于或等于20重量％的量的乙酸。含水再循环料流的组合物可获自含水塔顶馏出物，其包含大于或等于90％的侧流中的水。在一些实施方案中，该方法进一步包括冷凝第二低沸点塔顶蒸气料流和两相分离冷凝的料流以形成有机相和含水相，其中含水再循环料流包含一部分的含水相和/或含水再循环料流包含1至100％的有机相。可将一部分的含水相回流至第二塔。在一个实施方案中，侧流中的碘化氢浓度为小于或等于50wppm，例如，小于或等于0.1至50wppm。侧流可进一步包含浓度为0.1至6重量％的一种或多种C1至C14烷基碘和侧流进一步包含浓度为0.1至6重量％的乙酸甲酯。在一个实施方案中，侧流包含侧流中水浓度的±0.9重量％范围内的量的一种或多种C1至C14烷基碘和乙酸甲酯的每一者。在一个实施方案中，反应介质包含0.5至30重量％的量的乙酸甲酯，200至3000wppm的量的金属催化剂，1至25重量％的量的碘化物盐，和1至25重量％的量的甲基碘。为了控制杂质/副产物形成，将一部分的重液相进行处理以移除至少一种高锰酸盐还原化合物，所述高锰酸盐还原化合物选自乙醛，丙酮，甲基乙基酮，丁醛，巴豆醛，2-乙基巴豆醛，2-乙基丁醛，和它们的醇醛缩合产物。轻液相包含40至80重量％的量的水，和除了水以外，也可以包含1至40重量％的量的乙酸，1至50重量％的量的乙酸甲酯，和小于或等于10重量％的量的甲基碘。纯化的乙酸产物(其优选包含小于或等于0.2重量％的量的水)可从第二塔的塔底或接近塔底抽取。在一个实施方案中，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于生产乙酸的方法，包括:在闪蒸容器中分离反应器中形成的反应介质以形成液体再循环和蒸气产物料流；在第一塔中蒸馏所述蒸气产物料流以获得侧流和第一低沸点塔顶蒸气料流，其中所述侧流包含1至3重量％的量的水；冷凝所述第一低沸点塔顶蒸气料流和两相分离冷凝的料流以形成重液相和轻液相；在第二塔中蒸馏所述侧流以获得纯化的乙酸产物和第二低沸点塔顶蒸气料流；冷凝所述第二低沸点塔顶蒸气料流以获得含水再循环料流，所述含水再循环料流包含小于或等于90重量％的量的水；和将所述第二低沸点塔顶蒸气料流再循环至反应器，其中再循环至反应器的轻液相的质量流量比再循环至反应器的含水再循环料流的质量流量的再循环比为小于或等于2。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于生产乙酸的方法，包括:在闪蒸容器中分离反应器中形成的反应介质以形成液体再循环和蒸气产物料流；在第一塔中蒸馏所述蒸气产物料流以获得侧流和第一低沸点塔顶蒸气料流，其中所述侧流包含1至3重量％的量的水；冷凝所述第一低沸点塔顶蒸气料流和两相分离冷凝的料流以形成重液相和轻液相；在第二塔中蒸馏所述侧流以获得纯化的乙酸产物和第二低沸点塔顶蒸气料流；冷凝所述第二低沸点塔顶蒸气料流以获得含水再循环料流，所述含水再循环料流包含小于或等于90重量％的量的水；和将所述第二低沸点塔顶蒸气料流再循环至反应器，其中再循环至反应器的轻液相的质量流量比再循环至反应器的含水再循环料流的质量流量的再循环比为小于或等于2。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述含水再循环料流进一步包含50至90重量％的量的水。3.根据权利要求1至2任一项所述的方法，其中所述含水再循环料流进一步包含小于或等于20重量％的量的甲基碘，小于或等于10重量％的量的乙酸甲酯，小于或等于20重量％的量的乙酸。4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中含水塔顶馏出物包含大于或等于90％的所述侧流中的水。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，进一步包括冷凝所述第二低沸点塔顶蒸气料流和两相分离冷凝的料流以形成有机相和含水相，其中所述含水再循环料流包含一部分的所述含水相。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述含水再循环料流包含1至100％的所述有机相。7.根据权利要求5所述的方法，进一步包括将一部分的所述含水相回流至第二塔。8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其中再循环至反应器的轻液相的质量流量比含水再循环料流的质量流量的再循环比为0至2。9.根据权利要求1至8任一项所述的方法，其中再循环至反应器的轻液相的质量流量比到反应器的含水再循环料流的质量流量的再循环比为小于或等于1。10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其中再循环至反应器的轻液相的质量流量比含水再循环料流的质量流量的再循环比为0至1。11.根据权利要求1至10任一项所述的方法，其中所述侧流中的碘化氢浓度为小于或等于50wppm。12.根据权利要求1至11任一项所述的方法，其中将一部分的所述重液相再循环至反应器。13.根据权利要求1至12任一项所述的方法，进一步包括将一部分的所述轻液相回流至第一塔。14.根据权利要求1至13任一项所述的方法，其中到反应器的轻液相的再循环为从所述第一低沸点塔顶蒸气料流冷凝的总轻相的0至20％。15.根据权利要求1至14任一项所述的方法，其中所述反应介质包含0.5至30重量％的量的乙酸甲酯，200至3000wppm的量的金属催化剂，1至25重量％的量的碘化物盐，和1至25重量％的量的甲基碘。16.根据权利要求1至15任一项所述的方法，其中一部分的重液相进行处理以移除至少一种高锰酸盐还原化合物，所述高锰酸盐还原化合物选自乙醛，丙酮，甲基乙基酮，丁醛，巴豆醛，2-乙基巴豆醛，2-乙基丁醛，和它们的醇醛缩合产物。17.根据权利要求1至16任一项所述的方法，其中在所述侧流中水浓度维持在1.1至2...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·D·沙弗，刘耀华，M·O·斯卡特斯，
申请(专利权)人：国际人造丝公司，
类型：发明
国别省市：美国,US