羧酸的制造方法技术

本发明专利技术提供一种制造所含的金属杂质和/或含羰基杂质被高度除去的高纯度羧酸的方法及制造装置。在本发明专利技术的羧酸的制造方法中，将含有含金属杂质的羧酸的液流(stream)供于第1闪蒸系统1使其气化，将气化后的馏分供于蒸馏系统5，分离主要含有羧酸的液流和含有高挥发性杂质(或低沸杂质)的馏分，将分离出来的主要含有羧酸的液流进一步供给至第2闪蒸系统10或吸附系统，回收纯化后的羧酸。

【技术实现步骤摘要】
羧酸的制造方法本申请是申请号为201480013254.5，申请日为2014年1月24日，专利技术名称为“羧酸的制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种所含有的含金属杂质和/或含羰基杂质等各种杂质被高度除去的高纯度羧酸的制造方法(或羧酸的纯化方法)。作为所述含金属杂质，除金属催化剂、含有金属的催化剂稳定剂以外，还包含在反应装置、闪蒸装置、蒸馏装置、连结这些装置的管线等各种组件或单元中由金属制组件或单元发生腐蚀等产生的杂质等，作为含羰基杂质，可以举出羰基杂质，例如目标羧酸以外的羧酸、醛、酯等。
技术介绍
乙酸等脂肪族羧酸在工业上多通过碳原子数比该羧酸少1个的烷醇和一氧化碳发生反应而得到。在烷醇和一氧化碳的反应系统中，除金属催化剂、催化剂稳定剂或助催化剂(或反应促进剂)、或它们的失活物以外，还包含反应溶剂、反应生成物(羧酸、反应系统中所含的各种成分的反应物或分解物(或聚合物)、由反应产生的水分等)等各种成分。因此，为了得到产品羧酸，需要通过蒸馏等分离手塔板除去这些大部分的杂质。但是，由于反应系统(反应液)中所含的成分(特别是除作为催化剂稳定剂或助催化剂等使用的碘化氢、金属碘化物等卤化物或卤化物盐、碘离子等卤素离子以外，还有无机酸、有机酸等)的影响，使反应器或蒸馏系统、或反应液或分离液(或分离气体)等流通的管线等周边设备，特别是金属制的设备(金属制单元)容易腐蚀。另外，若反应器、蒸馏系统及周边设备等发生腐蚀，则由于腐蚀而产生的成分混入羧酸流中，使产品羧酸的品质降低，有时也会产生着色。因此，正研究一种除去碘化物等杂质的方法。例如，在日本特开平6-40999号公报(专利文献1)中公开有一种乙酸的制造方法，其为将甲醇和一氧化碳供给至液体反应组合物的羰基化区域，所述液体反应组合物具有铑催化剂、碘甲烷、碘化物盐、浓度约为10重量％的水分、至少浓度为2重量％的乙酸甲酯和乙酸，将液体反应组合物导入闪蒸区域，将来自闪蒸区域的液体区部分再循环至反应区域，并且使用简单蒸馏对来自闪蒸区域的蒸气区部分的乙酸生成物进行回收的方法，其由以下工序构成：将来自闪蒸区域的蒸气区部分导入蒸馏区域中，从蒸馏区域的头部导出轻质末端再循环流，从蒸馏区域导出具有低于1500ppm的水分浓度及低于500ppm的丙酸浓度的酸产物流。另外，在该文献中公开有使含有乙酸生成物的酸产液流通过离子交换树脂(阴离子交换树脂床)而除去碘化物杂质，从蒸馏区域的底部或底部的二阶塔板抽取酸产物流。但是，即使追加实验专利文献1的方法，在产品中的水浓度为上述1500ppm以下的条件下，也无法充分地(至12ppm以下)降低乙酸中碘化氢浓度，因此，阴离子交换树脂的负荷变大，成本上(进而作为工业的方法)极为不利。另外，从蒸馏区域的底部抽取酸产物流，因此，铑催化剂等低挥发性杂质(含金属杂质等)以飞沫的形式混入酸产物流中，使产品乙酸的品质降低，且杂质的分离或回收性也较低。并且，在管线或阀等周边设备中，有时产生堵塞等引起的运转故障，从而进一步需要用于回收杂质的设备或用于避免运转故障的设备，在成本上不利。因此，工业上或商业上实施上述方法的风险大。另外，国际公开WO02/062740号公报(专利文献2)中公开有包括以下(a)～(d)工序的乙酸的连续工艺。(a)使甲醇和一氧化碳反应的工序；(b)从反应器抽取反应介质流体，使该介质在闪蒸工序中气化的工序；(c)使用2个蒸馏塔来蒸馏进行闪蒸而得到的蒸气，形成液体乙酸生成液流的工序；(d)(i)使液体乙酸生成液流在约100℃以上接触阴离子交换树脂，接着接触经过银或水银交换的离子交换基体材料，或(ii)使乙酸生成液流在约50℃以上接触经过银或水银交换的离子交换基体材料，由此除去液状乙酸生成液流的碘化物使液体乙酸生成液流的碘化物盐浓度小于10ppb的工序。如上所述，在专利文献2中，使用阴离子交换树脂和/或保护床(Guardbed)从乙酸生成液流除去碘化物。但是，在所述专利文献2的方法中，难以充分地除去含金属杂质、硫酸根等低挥发性杂质。另外，由于也无法有效地除去高挥发性杂质(或低沸杂质)的醛类、羧酸类、酯类等羰基杂质，因此，使产品乙酸规格的变色(Chameleon)试验值劣化，产品的品质低。因此，为了以专利文献2的方法得到满足产品乙酸规格的乙酸，需要设置附带设备来处理乙酸流。CN1634842A(中华人民共和国专利公开公报，专利文献3)中公开有使乙酸通过填充有不溶于乙酸的固体强氧化剂的吸附塔1而除去乙酸中的杂质，再使乙酸通过填充有氧化铝的吸附塔2和填充有活性碳的吸附塔3而进一步纯化乙酸，使乙酸中的甲酸杂质的含量降低至低于50ppm，并且使碘离子杂质的含量降低。另外，在CN1634843A(专利文献4)中公开有使乙酸通过上述吸附塔1而除去还原性杂质，再通过吸附塔2、3来进一步除去乙酸中的水分和饱和醛类，得到高锰酸钾试验保持时间长的乙酸。但是，在这些方法中，无法如专利文献3及4的实施例所记载那样降低碘离子浓度。在日本特公昭55-33428号公报(专利文献5)中涉及一种将包含水与含有卤代烷及卤代烃的卤素混入物的烷基单羧酸供给至第一蒸馏区域(或第一蒸馏塔)和第二蒸馏区域(或第二蒸馏塔)来纯化羧酸的方法，其记载有为了从第二带域产生最干燥的酸生成物，从第二蒸馏带域的底部流出物，也是不含有残留的金属卤化物杂质的生成液流出物可从第二管柱(第二蒸馏塔)底部的液位的上方以蒸气形式导出。但是，即使从第二蒸馏塔底部的液位的上方以蒸气形式抽取流出物，也无法在结构上增大抽取口或抽取喷嘴的口径。因此，使抽取蒸气的线速度变大，从而会伴随含有金属成分的杂质飞沫，从而使品质降低。为了防止由于伴随飞沫而造成的污染，需要除雾器(将气体和雾气分离的气液分离装置、及将分离的雾气以液体的形式收集而返回工艺的装置)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平6-40999号公报(权利要求书、塔板落编号[0043])专利文献2：国际公开WO02/062740号公报(权利要求1)专利文献3：CN1634842A(权利要求书、实施例)专利文献4：CN1634843A(权利要求书、实施例)专利文献5：日本特公昭55-33428号公报(第9栏第18行～23行)
技术实现思路
专利技术所要解决的课题因此，本专利技术的目的在于提供一种制造含金属杂质被高度除去的高纯度羧酸的方法。本专利技术的其它目的在于提供一种能够以较少的工序高效地除去含金属杂质和/或羰基杂质等杂质的纯化后的羧酸的制造方法。本专利技术的又一目的在于提供一种即使反应系统、闪蒸系统、蒸馏系统和/或连结这些系统的管线等构成组件或单元为金属制，也可有效地除去由于金属发生腐蚀而产生的杂质的纯化后的羧酸的制造方法。本专利技术的另一目的在于提供一种使高锰酸钾试验值和/或重铬酸钾试验值劣化的羰基杂质或碘化物等卤化物被高度除去的高纯度羧酸的制造方法。用于解决课题的技术方案本专利技术人等为了实现上述课题进行了潜心研究，结果发现若依次组合第1闪蒸系统、蒸馏系统和第2闪蒸系统或吸附系统对含有羧酸的液流进行纯化，则可有效地除去反应中所使用的金属催化剂、或由于反应系统、闪蒸系统或蒸馏系统等的金属制单元发生腐蚀而产生的杂质(即含金属杂质)，并且可除去比目标羧酸的沸点高或沸点低的羰基杂质，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种羧酸的制造方法，其包括：将含有含金属杂质的第1羧酸液流供于第1闪蒸系统而使其气化，将气化后的馏分供于蒸馏系统来分离主要含有羧酸的第2羧酸液流和含有高挥发性杂质的馏分，将所述第2羧酸液流进一步供给至第2闪蒸系统或吸附系统，除去由于金属制单元和/或金属制管线发生腐蚀而产生的含腐蚀金属杂质，生成纯化后的第3羧酸的工序，其中，将所述第1羧酸液流直接供给到第1闪蒸系统，将来自第1闪蒸系统的气化馏分直接供给到蒸馏系统，在所述蒸馏系统中，将来自所述第1闪蒸系统的气化馏分在多个蒸馏塔中进行蒸馏，以下部流或侧流的方式抽取所述第2羧酸液流，在所述第2闪蒸系统中，使所述第2羧酸液流气化，从第2闪蒸系统的上部或顶部回收纯化后的第3羧酸，从第2闪蒸系统的下部分离含有含腐蚀金属杂质的低挥发性或不挥发性成分，所述吸附系统的吸附剂包含活性炭、硅胶以及沸石中的至少一种，在所述吸附系统中，对所述第2羧酸液流进行吸附处理，除去所述含腐蚀金属杂质，生成纯化后的第3羧酸液流，通过离子交换系统对来自所述第2闪蒸系统或吸附系统的纯化后的第3羧酸液流进行处理，生成含卤代烷的卤化物被除去的第4羧酸液流，所述离子交换系统含有用选自银、水银以及铜中的至少一种金属进行了置换或交换而成的阳离子交换树脂，温度为17～100℃，且阶段性地依次升温5～15℃。...

【技术特征摘要】
2013.01.25 JP 2013-0117771.一种羧酸的制造方法，其包括：将含有含金属杂质的第1羧酸液流供于第1闪蒸系统而使其气化，将气化后的馏分供于蒸馏系统来分离主要含有羧酸的第2羧酸液流和含有高挥发性杂质的馏分，将所述第2羧酸液流进一步供给至第2闪蒸系统或吸附系统，除去由于金属制单元和/或金属制管线发生腐蚀而产生的含腐蚀金属杂质，生成纯化后的第3羧酸的工序，其中，将所述第1羧酸液流直接供给到第1闪蒸系统，将来自第1闪蒸系统的气化馏分直接供给到蒸馏系统，在所述蒸馏系统中，将来自所述第1闪蒸系统的气化馏分在多个蒸馏塔中进行蒸馏，以下部流或侧流的方式抽取所述第2羧酸液流，在所述第2闪蒸系统中，使所述第2羧酸液流气化，从第2闪蒸系统的上部或顶部回收纯化后的第3羧酸，从第2闪蒸系统的下部分离含有含腐蚀金属杂质的低挥发性或不挥发性成分，所述吸附系统的吸附剂包含活性炭、硅胶以及沸石中的至少一种，在所述吸附系统中，对所述第2羧酸液流进行吸附处理，除去所述含腐蚀金属杂质，生成纯化后的第3羧酸液流，通过离子交换系统对来自所述第2闪蒸系统或吸附系统的纯化后的第3羧酸液流进行处理，生成含卤代烷的卤化物被除去的第4羧酸液流，所述离子交换系统含有用选自银、水银以及铜中的至少一种金属进行了置换或交换而成的阳离子交换树脂，温度为17～100℃，且阶段性地依次升温5～15℃。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，蒸馏系统包含第1蒸馏塔和第2蒸馏塔。3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，将含有含金属杂质及含羰基杂质的第1羧酸液流供于第1闪蒸系统，除去含金属杂质及所述含羰基杂质，所述第1羧酸液流通过在金属催化剂的存在下使烷醇与一氧化碳在反应系统中反应而得到。4.根据权利要求1或2所述的制造方法，其是由含有含金属杂质及含羰基杂质的第1乙酸液流来制造纯化乙酸的方法，所述第1乙酸液流通过在铑催化剂、作为催化剂稳定剂的碱金属碘化物、作为助催化剂的碘甲烷及水的存在下，使甲醇与一氧化碳在反应系统中反应而得到，其中，选自所述反应系统、所述第1闪蒸系统、蒸馏系统、连结所述反应系统和第1闪蒸系统的液流供给管线、...

【专利技术属性】
技术研发人员：三浦裕幸，清水雅彦，上野贵史，
申请(专利权)人：株式会社大赛璐，
类型：发明
国别省市：日本,JP