从GAA工艺中间流中去除高锰酸盐还原性化合物制造技术

一种生产乙酸的方法，该方法包括：在液体反应介质的存在下、在羰基化条件下，使甲醇和/或甲醇衍生物与一氧化碳反应，以形成包含乙酸和一种或多种可氧化杂质的羰基化产物；以及使至少一部分羰基化产物或其衍生物与吸附剂在吸附条件下接触以获得纯化产物，相对于至少一部分羰基化产物或其衍生物的浓度，该纯化产物包含浓度降低的一种或多种可氧化杂质中的至少一种。还提供了用于执行该方法的系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从GAA工艺中间流中去除高锰酸盐还原性化合物相关申请的交叉引用本申请根据《专利合作条约》提出，其要求于2018年3月23日提交的美国临时专利申请No.62/647,378的优先权，通过引用将临时申请全文并入本文。
本专利技术涉及乙酸的生产及相关工艺。更具体地，本专利技术涉及在这样的工艺中去除杂质。更具体地，本专利技术涉及从包含水和重量百分比(wt％)水平的可氧化杂质的中间流中去除可氧化杂质。
技术介绍
羧酸如乙酸可通过醇羰基化商业生产。遗憾的是，羰基化工艺会产生不需要的副产物。已经投入了大量的努力来去除这些副产物，包括各种工艺和技术。然而，这些工艺和技术不仅难度大，而且成本也较高。高锰酸盐时间(PT)是工业上广泛用于冰乙酸(GAA)的质量测试。PT测试用于确定包含低水平(例如小于或等于2000ppm)可氧化杂质的GAA产物中存在的可氧化杂质的量。可氧化杂质或″高锰酸盐还原性化合物(PRC)″包括但不限于饱和及不饱和羰基化合物，包括乙醛、丙酮、丁烯醛、2-乙基丁烯醛和相关的醛醇缩合产物。与包含ppm水平可氧化杂质的GAA产物相反，中间工艺流(例如倾析器轻质相或重质相)可能包含这些杂质的重量百分比水平。一些方法试图通过例如氧化或多次蒸馏和/或水萃取的技术从倾析器轻质相或重质相中去除高锰酸盐还原性化合物。其他方法描述了通过加压蒸馏或添加额外蒸馏塔去除此类化合物。其他方法涉及在该工艺中使用高锰酸盐本身作为还原剂，由此向蒸馏塔塔底加入水性或二氧化硅负载的KMnO4以去除可氧化杂质如乙醛和丁烯醛。除了去除方法之外，已经提出了各种控制方法，其目的是限制羰基化反应器中乙醛的形成。一些此类方法表明，这样生产的GAA产物的高锰酸盐时间可能提高25％。从羧酸去除可氧化杂质/PRC的常规系统和方法可能是昂贵和费时的。因此，需要一种改进的系统和方法，以改进GAA的高锰酸盐时间(可氧化杂质含量)，而无需常规采用的去除方法及其相关的缺点。本文公开了涉及提供这样的系统和方法的实施方案。
技术实现思路
本文公开了一种生产乙酸的方法，该方法包括：在液体反应介质的存在下、在羰基化条件下，使甲醇和/或甲醇衍生物与一氧化碳反应，以形成包含乙酸和一种或多种可氧化杂质的羰基化产物；以及使至少一部分羰基化产物或其衍生物与吸附剂在吸附条件下接触以获得纯化产物，相对于至少一部分羰基化产物或其衍生物的浓度，该纯化产物包含浓度降低的一种或多种可氧化杂质中的至少一种。本文还公开了一种乙酸生产系统，其包括：羰基化反应器，用于在液体反应介质存在下在羰基化条件下使甲醇与一氧化碳接触，以形成包含乙酸和一种或多种可氧化杂质的羰基化产物；和吸附剂容器，至少一部分羰基化产物或其衍生物可在吸附条件下在该吸附剂容器中与吸附剂接触以获得纯化产物，相对于至少一部分羰基化产物或其衍生物的浓度，该纯化产物包含浓度降低的一种或多种可氧化杂质中的至少一种。虽然公开了多个实施方案，但是对于本领域技术人员来说，根据以下详细描述，其他实施方案将变得显而易见。如将显而易见的，如本文所公开的某些实施方案能够在各个方面进行修改，所有这些都不背离如本文所呈现的权利要求的精神和范围。因此，下文的详细描述应被认为本质上是说明性的而非限制性的。附图说明以下附图示出了本文公开的主题的实施方案。通过参考结合附图的以下描述，可以理解所要求保护的主题，其中：图1是根据本专利技术的实施方案的羧酸生产系统100的示意图；图2是实施例1中实验的残留丁烯醛当量作为接触时间的函数的曲线图；并且图3是实施例2中实验的残留丁烯醛当量作为接触时间的函数的曲线图。具体实施方式本专利技术涉及用于从羧酸生产过程中遇到的水性中间流中去除高达重量百分比(wt％)水平的可氧化杂质如乙醛和丁烯醛的系统和方法。术语″可氧化杂质(oxidizableimpurities)″和″高锰酸盐还原性化合物(permanganatereducingcompounds)″(或″PRC″)在本文中可互换使用。标题为″GAA纯化的改进方法″的美国临时专利申请No.62/647,355描述了通过与酸性离子交换树脂(例如15)接触，含有ppm水平可氧化杂质的纯化的低水GAA产物的高锰酸盐时间的改进，这种改进在高温(例如高于70℃)下增加。在这方面，其他材料(例如沸石和碳)几乎没有效率，并且在存在大量水的情况下阻碍了从GAA产物中去除PRC。出乎意料地发现，某些吸附剂(例如纳米沸石)可用于从wt％水平的水流中去除可氧化杂质(例如乙醛和丁烯醛)，这些水流可能是乙酸生产过程中的中间流，而不是高度纯化的乙酸产物流。不受理论约束，应当指出的是，由于较高的沸点和所得到的进一步向下游延伸的能力，GAA产物将含有相对于乙醛的较高ppm浓度的丁烯醛，而对于中间流则相反，其中乙醛将以较高浓度存在。此外，使用本文所述的吸附剂，PRC(在具有强酸性离子交换剂的GAA产物溶液中较低且随着温度升高而提高)的去除基本上可以在室温下立即(例如在一分钟内基本完成)进行。本专利技术涉及系统和方法，用于通过在羧酸生产过程中产生的水性中间流与吸附剂接触而去除其中高达wt％水平的可氧化杂质。在多个实施方案中，上述羧酸为乙酸。因此，本文所述的实施方案包括生产乙酸的工艺。此外，实施方案包括冰乙酸(如本文所引用，其被术语″乙酸″涵盖)的生产。冰乙酸是指通常未稀释的乙酸(例如，包括基于乙酸和水的总重量小于或等于0.15wt％的水浓度)。在实施方案中，乙酸生产工艺可包括羰基化方法。例如(并且出于本文讨论的目的)，乙酸生产工艺可包括甲醇和/或其衍生物的羰基化以生产乙酸。因此，尽管适用于从羧酸生产过程中产生的各种水性流中去除可氧化杂质，但以下将参考从GAA生产过程中产生的水性中间流中去除可氧化杂质进行描述。根据本专利技术，与吸附剂接触的水性中间流在本文中可被称为羰基化产物或其衍生物的一部分。尽管有时被称为中间乙酸流，但在实施方案中，与本
技术实现思路
的吸附剂接触的流可以主要包含水和可氧化杂质(例如可包含小于或等于10wt％或者甚至更少的乙酸)。在实施方案中，根据本专利技术处理的水性中间体羧酸(例如乙酸)流可包含至少30wt％、40wt％、50wt％、60wt％、70wt％、80wt％、85wt％或甚至更多的水，并且可包含小于或等于70wt％、60wt％、50wt％、40wt％、30wt％、20wt％、10wt％或更少的羧酸(例如乙酸)。水性中间流可包含待通过吸附剂去除的可氧化杂质，并且在实施方案中，可包含重量百分比水平的一种或多种可氧化杂质。如本文所用，一种或多种可氧化杂质的重量百分比水平可以指示大于或等于0.5wt％水平。可氧化杂质的量可通过傅里叶变换红外光谱法(FTIR)和/或气相色谱法(GC)测定。可氧化杂质可包含饱和羰基化合物、不饱和羰基化合物、其醛醇缩合产物、丙酸或其组合。在实施方案中，可氧化杂质包括乙醛、丙酮、甲基乙基酮、丁醛、丁烯醛、2-乙基丁烯醛、2-乙基丁醛、其醇醛缩合产物、丙酸或其组合。在实施方案中，基于水性中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产乙酸的方法，所述方法包括：/n在液体反应介质的存在下、在羰基化条件下，使甲醇和/或甲醇衍生物与一氧化碳反应，以形成包含乙酸和一种或多种可氧化杂质的羰基化产物；以及/n使至少一部分所述羰基化产物或其衍生物与吸附剂在吸附条件下接触以获得纯化产物，相对于所述至少一部分羰基化产物或其衍生物的浓度，所述纯化产物包含浓度降低的所述一种或多种可氧化杂质中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180323 US 62/6473781.一种生产乙酸的方法，所述方法包括：
在液体反应介质的存在下、在羰基化条件下，使甲醇和/或甲醇衍生物与一氧化碳反应，以形成包含乙酸和一种或多种可氧化杂质的羰基化产物；以及
使至少一部分所述羰基化产物或其衍生物与吸附剂在吸附条件下接触以获得纯化产物，相对于所述至少一部分羰基化产物或其衍生物的浓度，所述纯化产物包含浓度降低的所述一种或多种可氧化杂质中的至少一种。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种可氧化杂质选自饱和羰基化合物、不饱和羰基化合物、其醛醇缩合产物、丙酸或其组合。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述一种或多种可氧化杂质选自乙醛、丙酮、甲基乙基酮、丁醛、丁烯醛、2-乙基丁烯醛、2-乙基丁醛、其醇醛缩合产物、丙酸或其组合。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸附剂包括沸石、酸性离子交换树脂、硅酸盐或其组合。


5.根据权利要求4所述的方法，其中所述沸石包括平均粒度小于或等于300nm的纳米沸石。


6.根据权利要求1所述的方法，其中所述吸附剂中二氧化硅和氧化铝(Si/Al)的摩尔比大于或等于20/1。


7.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一部分羰基化产物或其衍生物的所述接触在至少30wt％的水存在下进行，其中所述至少一部分羰基化产物或其衍生物包含小于或等于70wt％的乙酸，或两者。


8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
闪蒸所述羰基化产物以将包含所述羰基化产物中大部分所述乙酸的蒸气馏分与液体馏分分离；
使所述蒸气馏分进行轻质馏分蒸馏以将沸点低于乙酸沸点的轻质塔顶流与乙酸流分离；
将所述轻质塔顶流引入分离器中，以相对于每股流形成包含乙酸和水的轻质水相和重质有机相；
或其组合，
其中与所述吸附剂接触的所述至少一部分羰基化产物或其衍生物包含至少一部分所述轻质水相。


9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
闪蒸所述羰基化产物以将包含所述羰基化产物中大部分所述乙酸的蒸气馏分与液体馏分分离；
使所述蒸气馏分进行轻质馏分蒸馏以将沸点低于乙酸沸点的轻质塔顶流与乙酸流分离；以及
使所述乙酸流穿过干燥塔以去除其中的水，从而获得塔底干燥乙酸流和塔顶干燥塔水流，其中所述至少一部分羰基化产物或其衍生物与所述吸附剂的所述接触包括使所述至少一部分塔顶干燥塔水流与所述吸附剂接触。


10.根据权利要求1所述的方法，还包括：
闪蒸所述羰基化产物以将包含所述羰基化产物中大部分所述乙酸的蒸气馏分与液体馏分分离；
使所述蒸气馏分进行轻质馏分蒸馏以将沸点低于乙酸沸点的轻质塔顶流与乙酸流分离；
将所述轻质塔顶流引入分离器中，以相对于每股流形成包含乙酸和水的轻质水相和重质有机相；以及
使所述轻质水相进行蒸馏、水萃取或同时进行两者，从而获得包含可氧化杂质的轻质相水溶液；使所述重质有机相进行蒸馏和水萃取，从而获得包含可氧化杂质的重质相水溶液；或两者，其中与所述吸附剂接触的所述至少一部分羰基化产物或其衍生物包含所述轻质相水溶液、所述重质相水溶液或两者。


11.根据权利要求1所述的方法，其中所述接触在室温或小于或等于70℃的温度下进行，其中与所述吸附剂接触的所述至少一部分羰基化产物或其衍生物包含至少0.05wt％的可氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·C·哈利南，D·L·拉马奇，D·F·怀特，
申请(专利权)人：利安德巴塞尔乙酰有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US