乙酸的制备方法技术

本发明专利技术提供乙酸的制备方法，其包括对包含乙酸和比乙酸沸点高的杂质的粗乙酸液进行蒸馏而纯化乙酸的工序，该制备方法可以抑制蒸馏装置的腐蚀。在本发明专利技术的乙酸的制备方法中，包括对包含乙酸和比乙酸沸点高的杂质的粗乙酸液进行蒸馏而纯化乙酸的工序，其中，在蒸馏塔的塔底温度为165℃以下的条件下进行所述粗乙酸液的蒸馏。待进行蒸馏的所述粗乙酸液中的乙酸浓度优选为90质量％以上。作为所述比乙酸沸点高的杂质，可以列举乙酸盐、乙酸酐、丙酸。所述蒸馏塔的塔底压力优选小于0.255MPaG。

Preparation of acetic acid

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】乙酸的制备方法
本专利技术涉及制备乙酸的方法。本申请主张于2017年1月18日在日本提出申请的日本特愿2017-006646号、以及2017年3月2日在日本提出申请的日本特愿2017-039390号的优先权，并将其内容援引于本说明书。
技术介绍
作为乙酸的工业制备法已知有甲醇法羰基化工艺。在该工艺中，例如可在反应槽中使甲醇和一氧化碳在催化剂的存在下反应而生成乙酸，使反应混合物在蒸发槽中蒸发，将其蒸气相利用脱低沸塔、然后利用脱水塔进行纯化而将乙酸制成制品，或者是在脱水塔之后经由脱高沸塔、进一步经由制品塔而将乙酸制成制品(专利文献1等)。在这样的乙酸制备工艺中，在例如上述脱水塔、脱高沸塔、制品塔等将含有乙酸和比乙酸沸点高的杂质的粗乙酸液进行蒸馏而纯化乙酸的蒸馏塔中，存在装置腐蚀这样的严重问题。因此，需要使用昂贵的耐腐蚀性材料、或修补腐蚀部分，导致设备费用和保养费用增加。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-182691号公报
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乙酸的制备方法，该方法包括对包含乙酸和比乙酸沸点高的杂质的粗乙酸液进行蒸馏而纯化乙酸的工序，该方法可以抑制蒸馏装置的腐蚀。解决问题的方法本专利技术的专利技术人为了实现上述目的，首先研讨了蒸馏塔的塔底液的组成与塔底温度之间的关联性。在上述甲醇法羰基化工艺中，作为催化剂可使用铑催化剂等金属催化剂，作为助催化剂可使用碘甲烷。因此，在反应体系内会副产碘化氢。在脱水塔中大部分的碘甲烷、碘化氢被蒸馏分离，但在脱水塔的塔釜残液中，存在ppb、ppm数量级的碘化氢。因此，向脱水塔的塔内或塔釜残液中加入氢氧化钾等碱而中和了残存的碘化氢。生成的碱金属盐(碱金属碘化物、碱金属乙酸盐)在后续工序的蒸馏设备等(例如脱高沸塔)中被除去。这样的碱金属盐在蒸馏塔的底部被浓缩，从残液线路伴随乙酸而被废弃，但是为了提高乙酸的使用率，尽可能将其废弃量控制于低水平。因此，蒸馏塔的塔底液中的碱金属盐浓度变高，发生由盐引起的沸点上升而导致蒸馏塔的塔底温度(底部温度)上升。此外，由于在上述的蒸馏塔(例如脱高沸塔)的底部几乎不存在水，因此会因乙酸的脱水反应而生成乙酸酐。而如果存在由于蒸馏设备被碘化氢腐蚀而产生的金属碘化物(例如碘化铁)，则会因其催化作用而生成更多量的乙酸酐。此外，在乙酸的纯化工序中设置离子交换树脂处理工序的情况下，如果树脂的一部分、磺酸基等发生脱离，则会促进基于酸催化剂的脱水反应，导致乙酸酐增加。因此，当在离子交换树脂处理工序的下游设置用于纯化乙酸的蒸馏塔(例如制品塔)的情况下，在该蒸馏塔的塔底液中会存在较多的乙酸酐，导致塔底温度上升。进一步，在反应体系中副产的丙酸等高沸点杂质会在蒸馏塔的底部发生浓缩。这也成为塔底温度上升的原因之一。接下来，基于这些讨论、考察，对在蒸馏塔塔底液中存在的高沸点杂质的种类和量、塔底温度和压力、以及各种材质的腐蚀性的关联性，利用腐蚀测试进行了研究。结果得到了以下见解：腐蚀速度受温度的影响显著；温度在160℃以上时，仅能使用锆、或者即使是镍基合金也需要是哈氏合金(Hastelloy)B2等高耐久材质；即使是纯乙酸，如果压力上升、沸点上升的话，腐蚀速度也会增加；在同样的操作压力下，导致沸点上升的乙酸钾、乙酸酐、丙酸的浓度越高，腐蚀速度越增加；腐蚀速度会因高沸点杂质的种类不同而不同等。本专利技术正是基于这些见解、并经过进一步的研究而得以完成的。即，本专利技术提供乙酸的制备方法，该方法包括：对包含乙酸和比乙酸沸点高的杂质的粗乙酸液进行蒸馏而纯化乙酸的工序，其中，在蒸馏塔的塔底温度为165℃以下的条件下进行所述粗乙酸液的蒸馏。优选所述粗乙酸液中的乙酸浓度为90质量％以上。优选所述比乙酸沸点高的杂质包含例如选自乙酸盐、乙酸酐及丙酸中的至少一种化合物。优选所述蒸馏塔的塔底液的乙酸盐浓度为34质量％以下。优选所述蒸馏塔的塔底液的乙酸酐浓度为90质量％以下。优选所述蒸馏塔的塔底液的丙酸浓度为90质量％以下。优选在所述蒸馏塔的塔底压力小于0.255MPaG的条件下进行蒸馏。优选在所述蒸馏塔的塔底压力为0.01MPaG以上且小于0.255MPaG的条件下进行蒸馏。优选在上述制备方法中，包括使甲醇和一氧化碳反应而生成乙酸的羰基化反应工序、将在所述羰基化反应工序中得到的反应混合物分离为蒸气流和残液流的蒸发工序、将所述蒸气流进行蒸馏而分离为富集低沸成分的塔顶流和富集乙酸的乙酸流的脱低沸工序、以及将所述乙酸流进行蒸馏而纯化乙酸的乙酸蒸馏工序，且所述乙酸蒸馏工序具有至少一个在蒸馏塔的塔底温度为165℃以下的条件下进行所述粗乙酸液的蒸馏的工序。这种情况下，优选所述乙酸蒸馏工序具有至少一个待进行蒸馏的所述粗乙酸液中的乙酸浓度为97质量％以上的蒸馏工序，且在全部的这样的工序中，在蒸馏塔的塔底温度为165℃以下的条件下进行所述粗乙酸液的蒸馏。优选所述蒸馏塔的材质为选自镍基合金、不锈钢、铝及钛中的至少一种。优选在所述制备方法中，所述蒸馏塔的塔底液的乙酸盐浓度为34质量％以下、乙酸酐浓度为90质量％以下、丙酸浓度为90质量％以下，所述蒸馏塔的塔底压力小于0.255MPa，且所述蒸馏塔的材质为选自镍基合金、不锈钢、铝及钛中的至少一种，塔底温度小于165℃。专利技术的效果根据本专利技术，在对含有乙酸和比乙酸沸点高的杂质的粗乙酸液进行蒸馏而纯化乙酸时，由于是在蒸馏塔的塔底温度为165℃以下的条件下进行蒸馏，乙酸的生产效率提高，因此即使是在加压下进行蒸馏的情况下，也可以显著抑制蒸馏塔的腐蚀。附图说明[图1]示出了本专利技术的一个实施方式的乙酸制备流程图。[图2]示出了乙醛分离除去系统的一例的示意流程图。[图3]示出了乙醛分离除去系统的其他实例的示意流程图。[图4]示出了乙醛分离除去系统的另一实例的示意流程图。[图5]示出了乙醛分离除去系统的另一实例的示意流程图。具体实施方式在本专利技术的乙酸的制备方法中，在对含有乙酸和比乙酸沸点高的杂质的粗乙酸液进行蒸馏而纯化乙酸时，使得蒸馏塔的塔底温度为165℃以下(例如小于165℃)。塔底温度是指塔底液的温度。通过使得蒸馏塔的塔底温度为165℃以下(例如小于165℃)，可以显著抑制蒸馏塔装置的腐蚀，因此，即使材质不是高耐腐蚀性材质(锆等)，也可以作为蒸馏塔的材质使用。如果蒸馏塔的塔底温度超过165℃，则即使在塔底液中不存在乙酸盐、乙酸酐、丙酸的情况下，不锈钢和部分镍基合金的腐蚀速度也较快，导致这些材质不适合作为蒸馏塔装置的材质。所述蒸馏塔的塔底温度优选160℃以下、更优选155℃以下、进一步优选150℃以下、特别优选140℃以下。蒸馏塔的塔底温度在160℃以下、特别是155℃以下时，即使是塔底液中存在相当量的乙酸盐、乙酸酐、丙酸，也可以将不锈钢作为蒸馏装置的材质使用。进一步地，如果使得蒸馏塔的塔底温度为155℃以下、特别是150℃以下，则即使蒸馏装置的材质为不锈钢，也可以显著抑制腐蚀。塔底温度的下限为例如125℃、优选130℃、进一步优选135℃。作为待进行蒸馏的所述粗乙酸液，只要是含有乙酸和比乙酸沸点高的杂质的粗乙酸液即可，优选含有乙酸作为主成分，作为所述粗乙酸液中的乙酸浓度，优选90质量％以上(例如95质量％以上)、更优选97质量％以上、进一步优选98质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.乙酸的制备方法，其包括：对包含乙酸和比乙酸沸点高的杂质的粗乙酸液进行蒸馏而纯化乙酸的工序，其中，在蒸馏塔的塔底温度为165℃以下的条件下进行所述粗乙酸液的蒸馏。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.18 JP 2017-006646;2017.03.02 JP 2017-039391.乙酸的制备方法，其包括：对包含乙酸和比乙酸沸点高的杂质的粗乙酸液进行蒸馏而纯化乙酸的工序，其中，在蒸馏塔的塔底温度为165℃以下的条件下进行所述粗乙酸液的蒸馏。2.权利要求1所述的乙酸的制备方法，其中，所述粗乙酸液中的乙酸浓度为90质量％以上。3.权利要求1或2所述的乙酸的制备方法，其中，所述比乙酸沸点高的杂质含有选自乙酸盐、乙酸酐及丙酸中的至少一种化合物。4.权利要求1～3中任一项所述的乙酸的制备方法，其中，所述蒸馏塔的塔底液的乙酸盐浓度为34质量％以下。5.权利要求1～4中任一项所述的乙酸的制备方法，其中，所述蒸馏塔的塔底液的乙酸酐浓度为90质量％以下。6.权利要求1～5中任一项所述的乙酸的制备方法，其中，所述蒸馏塔的塔底液的丙酸浓度为90质量％以下。7.权利要求1～6中任一项所述的乙酸的制备方法，其中，在所述蒸馏塔的塔底压力小于0.255MPaG的条件下进行蒸馏。8.权利要求1～7中任一项所述的乙酸的制备方法，其中，在所述蒸馏塔的塔底压力为0.01MPaG以上且...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水雅彦，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