生产乙酸的方法技术

在第Ⅷ族贵金属羰基化催化剂、浓度至少为２ｗｔ％的甲基碘化物辅催化剂、任意地至少一种促进剂、至少一定浓度的水、浓度至少为８％ｗ／ｗ的乙酸甲酯和乙酸产物存在下，通过羰基化甲醇和／或其反应性衍生物生产乙酸，在该方法中，通过保持在进入滗析器的冷凝塔顶蒸汽馏分中的乙酸浓度在或低于８ｗｔ％，实现在轻馏分塔的滗析器中上层（水溶液层）和下层（有机层）的分离。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

Process for the production of acetic acid

In a group VIII noble metal carbonylation catalyst, the concentration of at least 2wt% methyl iodide auxiliary catalyst, optionally at least one promoter, at least a certain concentration of water, the concentration of at least 8%w / W methyl acetate and acetic acid product presence by carbonylation of methanol and / or the reaction of acetic acid production in derivatives. In this method, the concentration of acetic acid in top steam condensation fraction into the decanter in at or below 8wt%, the upper in the decanter in the light column (aqueous layer) and lower layer (organic layer) separation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，该方法是在第VIII族贵金属催化剂和烃基卤化物辅催化剂存在下，通过羰基化甲醇和/或其反应性衍生物生产乙酸的。用第VIII族贵金属作催化剂、烃基卤化物作辅催化剂，通过羰基化醇和/或其反应性衍生物在现有技术中是已知的。这项技术的代表用铑作第VIII族贵金属催化剂被提及，例如，在US-A-3,772,380；GB-A-1468940；GB-A-1538783和EP-A-0087070中。这项技术的代表用铱作第VIII族贵金属催化剂被提及，例如，在GB-A-1234121；US-A-3772380；DE-A-1767150；EP-A-0616997；EP-A-0618184；EP-A-0618183；和EP-A-0657386中。在第VIII族贵金属存在下，通过羰基化甲醇和/或其反应性衍生物连续液相中，乙酸产物从液体反应组合物中回收并干燥；反应组合物的剩余组份被循环至反应器以保持他们在那里的浓度。Howard等人在Catalysis Today，18(1993)，325-354中描述了在铑和铱催化下羰基化甲醇生成乙酸。据其中介绍连续铑催化、均匀羰基化甲醇的过程由三个基本段组成反应，纯化和废气处理。反应段由一个搅拌罐反应器和一个闪蒸器组成，搅拌罐反应器在升高的温度和压力下操作。从反应器中抽出液体反应组合物并通过一个快速卸料阀门进入闪蒸罐，在此液体反应组合物中大部分较轻的组份(甲基碘化物，乙酸甲酯和水)同产物乙酸一起被蒸发。然后蒸汽馏分被送入纯化段，同时液体馏分(乙酸中含有铑催化剂)循环至反应器(如Howard等人图2中所示)。据其中介绍纯化段包括第一蒸馏塔(轻馏分塔(light ends column))，第二蒸馏塔(干燥塔)和第三蒸馏塔(重馏分塔(heavyends column)(如Howard等人图3中所示)。在轻馏分塔中，甲基碘化物和乙酸甲酯同一些水和乙酸一起被从塔顶除去，冷凝蒸汽并允许其在滗析器中分离为两相，两相均被返回反应器。湿乙酸通常作为侧线物流从轻馏分塔中除去并送入干燥塔，在此将水从塔顶除去并将主要的干乙酸物流从蒸馏区底部除去。从Howard等人图3中可以看出来自干燥塔的塔顶水物流被循环至反应段，从重馏分塔底部除去重液体副产物，同时作为侧线物流获得产物乙酸。在实际中，滗析器的上层(水溶液层)，全部或部分，被回流返回轻馏分塔以及滗析器的下层(有机层)被循环至反应器。出于操作原因，非常期望在滗析器中保持两个分离相。滗析器的稳定性对连续羰基化过程的成功操作至关重要。如果滗析器成为单相，引起的组合物变化趋于增加反应器中水的含量，这导致对铱催化的羰基化的反应活性具有很大的影响。EP-A-0768295描述了在羰基化液体反应组合物中水的浓度下降或在液体反应组合物中乙酸甲酯的浓度增加的环境下，保持反应器中两个分离相的方法。这样EP-A-0768295公开了一种在含第VIII族金属催化剂、甲基碘化物和水存在下，通过从甲醇、乙酸甲酯和二甲醚中选择至少一种与一氧化碳连续反应，包括(a)一个从羰基化步骤抽出粗反应物液体并引入闪蒸段，以及将闪蒸段没有蒸发的含有催化剂组份的催化剂循环液循环至羰基化反应器的步骤，(b)一个将闪蒸段蒸发的蒸汽馏分以蒸汽或液体的形式送入第一蒸馏塔的步骤，(c)一个从第一蒸馏塔顶部抽出含有水，乙酸甲酯，甲基碘化物和乙酸的低沸点循环物流的步骤，和(d)一个从第一蒸馏塔底部或接近第一蒸馏塔底部的侧线抽出粗乙酸的步骤，其特征在于通过向第一蒸馏塔加水，降低第一蒸馏塔塔顶部分的冷却温度，或降低加入到第一蒸馏塔顶部滗析器中的液体中乙酸甲酯的浓度，保持第一蒸馏塔顶部滗析器中液体的分离状态。EP-A-0768295介绍了当滗析器中的液体没有形成两相和未分离的液体被循环至反应器时，副产物羰基化合物，如乙醛、巴豆醛和2-乙基巴豆醛，和有机碘化合物如己烷基碘化物在产物乙酸中增大到不能接受的程度。欧洲专利公开号EP-0573189-A1描述了一种在铑羰基化催化剂存在下，通过羰基化甲醇，据其中介绍在液体反应组合物中乙酸甲酯的浓度至少为2％(重量)，优选在2％至15％(重量)范围内，更优选在3％至10％(重量)范围内。而实施例4和5显示的形成轻馏分循环的混合塔顶物流计算具有0.96％和1.33％(重量)乙酸时，反应器中乙酸甲酯的浓度仅为3.1％和7.3％(重量)。我们已经发现在羰基化反应器的液体反应组合物中，高浓度的乙酸甲酯，通常为8％w/w或更大，尤其在低水平的水和甲基碘化物的情况下，这种情况往往与使用铱作为羰基化催化剂有关，增加了在滗析器中实现两相分离的困难，这导致可能引起EP-A-0768295提到的那类产品质量问题，和工厂能力问题，在很大程度上是由于对控制阀和泵进行水量限制的结果。我们已发现解决在连续操作的滗析器中保持两个液相问题的方法是控制从轻馏分塔加入到滗析器中的塔顶馏分中的乙酸浓度。EP-A-0768295没有提到塔顶馏分中乙酸的浓度及其对维持两相的影响。在脱机试验中我们已经发现典型的滗析器进料将形成一个含有大约14％w/w或更多乙酸的单相。然而，在连续操作的滗析器中，为了维持稳定操作必须达到甚至更低的乙酸水平(8wt％或更低)，这是由于增加了有机相中水的含量，该有机相由于直接循环回到反应器消耗了轻馏分塔塔顶物流中的水，这引起水浓度下降并使相分离变得更加困难。于是反馈机理占优势以及滗析器成为单相。相应地本专利技术提供了一种通过羰基化甲醇和/或其反应性衍生物生产乙酸的连续方法，该方法包括以下步骤(I)将甲醇和/或其反应性衍生物加到羰基化反应器中，在那里甲醇和/或其反应性衍生物在液体反应组合物中与一氧化碳进行反应，该液体反应组合物含有第VIII族贵金属羰基化催化剂，浓度至少为2％w/w的甲基碘化物辅催化剂，任意地至少一种促进剂(promoter)，至少一定浓度的水，浓度至少为8％w/w的乙酸甲酯和乙酸产物；(II)从羰基化反应器中抽出液体反应组合物并将抽出的液体反应组合物引入至少一个闪蒸分离段，加热或不加热，产生包含水，乙酸产物，乙酸甲酯和甲基碘化物的蒸汽馏分，以及包含第VIII族贵金属羰基化催化剂和任意地至少一种促进剂的液体馏分；(III)将步骤(II)的液体馏分循环至羰基化反应器；(IV)将步骤(II)的蒸汽馏分引入轻馏分蒸馏塔；(V)从轻馏分蒸馏塔中除去包含乙酸产物的反应馏分；(VI)从轻馏分蒸馏塔顶部除去含有乙酸甲酯，甲基碘化物，水和乙酸的蒸汽馏分；(VII)冷凝(VI)的塔顶蒸汽馏分；(VIII)将(VII)的冷凝塔顶蒸汽馏分引入滗析器，在此该馏分分离为上层(水溶液层)和下层(有机层)；(IX)将(VIII)中分离的上层(水溶液层)全部或部分地作为回流液循环至轻馏分蒸馏塔并将(VIII)中分离的下层(有机层)全部或部分地循环至反应器，其特征在于通过将引入到滗析器中的冷凝塔顶蒸汽馏分中乙酸的浓度保持在或低于8wt％，使步骤(VIII)滗析器中的上层(水溶液层)和下层(有机层)实现分离；引入滗析器中的冷凝蒸汽馏分中的乙酸浓度优选保持在低于8wt％，优选低于6wt％，更优选低于5wt％。保持冷凝蒸汽馏分中乙酸的浓度处于前面提到的范围内在很大程度上是通过合适操作轻馏分蒸馏塔来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过羰基化甲醇和／或其反应性衍生物生产乙酸的连续方法，该方法包括以下步骤： （Ⅰ）将甲醇和／或其反应性衍生物加入到羰基化反应器中，在该反应器中甲醇和／或其反应性衍生物在液体反应组合物中与一氧化碳反应，该液体反应组合物包括第Ⅷ族贵金属羰基化催化剂，浓度至少为２％ｗ／ｗ的甲基碘化物辅催化剂，任选至少一种促进剂，至少一定浓度的水，浓度至少为８％ｗ／ｗ的乙酸甲酯和乙酸产物； （Ⅱ）从羰基化反应器中抽出液体反应组合物并将这些抽出的液体反应组合物引入至少一个闪蒸分离段，加入或不加入热量，产生包括水，乙酸产物，乙酸甲酯和甲基碘化物的蒸汽馏分，和包括第Ⅷ族贵金属羰基化催化剂和任选至少一种促进剂的液体馏分； （Ⅲ）将步骤（Ⅱ）的液体馏分循环至羰基化反应器； （Ⅳ）将步骤（Ⅱ）的蒸汽馏分引入轻馏分蒸馏塔； （Ⅴ）从轻馏分蒸馏塔中除去包括乙酸产物的反应物流； （Ⅵ）从轻馏分蒸馏塔顶部除去包括乙酸甲酯，甲基碘化物，水和乙酸的蒸汽馏分； （Ⅶ）冷凝（Ⅵ）中的塔顶蒸汽馏分； （Ⅷ）将（Ⅶ）中冷凝的塔顶蒸汽馏分送入滗析器，其中该馏分被分离为上层（水溶液层）和下层（有机层）； （Ⅸ）将（Ⅷ）中分离的上层（水溶液层）全部或部分地作为回流液循环至轻馏分蒸馏塔以及将（Ⅷ）中分离的下层（有机层）全部或部分循环至反应器，其特征在于通过保持送入滗析器的冷凝的塔顶蒸汽馏分中的乙酸浓度在或低于８ｗｔ％，从而实现步骤（Ⅷ）的滗析器中上层（水溶液层）和下层（有机层）的分离。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 1998-7-29 9816385.01.一种通过羰基化甲醇和/或其反应性衍生物生产乙酸的连续方法，该方法包括以下步骤(I)将甲醇和/或其反应性衍生物加入到羰基化反应器中，在该反应器中甲醇和/或其反应性衍生物在液体反应组合物中与一氧化碳反应，该液体反应组合物包括第VIII族贵金属羰基化催化剂，浓度至少为2％w/w的甲基碘化物辅催化剂，任选至少一种促进剂，至少一定浓度的水，浓度至少为8％w/w的乙酸甲酯和乙酸产物；(II)从羰基化反应器中抽出液体反应组合物并将这些抽出的液体反应组合物引入至少一个闪蒸分离段，加入或不加入热量，产生包括水，乙酸产物，乙酸甲酯和甲基碘化物的蒸汽馏分，和包括第VIII族贵金属羰基化催化剂和任选至少一种促进剂的液体馏分；(III)将步骤(II)的液体馏分循环至羰基化反应器；(IV)将步骤(II)的蒸汽馏分引入轻馏分蒸馏塔；(V)从轻馏分蒸馏塔中除去包括乙酸产物的反应物流；(VI)从轻馏分蒸馏塔顶部除去包括乙酸甲酯，甲基碘化物，水和乙酸的蒸汽馏分；(VII)冷凝(VI)中的塔顶蒸汽馏分；(VIII)将(VII)中冷凝的塔顶蒸汽馏分送入滗析器，其中该馏分被分离为上层(水溶液层)和下层(...

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ穆斯克特，
申请(专利权)人：英国石油化学品有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]