一种用于羰基化反应物的装置和方法，包括多价螯合来自过程流的第ＶＩＩＩ族催化剂金属，所述过程流一般具有ｐｐｂ浓度的催化剂金属。所述过程流用具有含氮杂环重复单元的聚合物处理，以多价螯合来自所述流的催化剂，由此允许贵重的催化剂被回收并被返回到反应混合物。一种装置，在羰基化过程中提供轻质馏分柱下游的树脂床。优选地，用再生剂组合物再生用过的树脂，所述再生剂组合物与羰基化反应混合物相容，使得催化剂金属能被直接再循环，且树脂能被再利用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总地涉及用于生产羰基化的产品(如乙酸或乙酸酐)、并多价螯合过程流 中夹带的催化剂金属的装置和方法。
技术介绍
羰基化过程在本领域是周知的。有特定商业价值的是针对甲醇的羰基化以生产 乙酸的过程和针对乙酸甲酯的羰基化以生产乙酸酐的过程。参见Applied Homogeneous Catalystffith Organometallic Compounds (《具有机金属化合物的实用均相催化剂》)， Cornils等人编(Bench版)(Wylie，魏因海姆，德意志联邦共和国，2000年)，第二章，2. 1.2 部分及之后，104-137页。为生产乙酸，一种可供选择的方法涉及在均相反应介质中羰基化甲醇，其中铑被 用作催化剂。该方法在本领域有时候也一般被称为孟山都(Monsanto)过程，并在二十世纪 七十年代得到发展。更优选的羰基化过程在授予Smith等人的美国专利号5，144，068中被 教导。在此所谓的“低水”过程中，醇(如甲醇)与一氧化碳在液体反应介质中反应，所述液 体反应介质含有以碘盐、特别是碘化锂稳定化的铑催化剂，连同特定比例的烷基碘(如碘 甲烷)和乙酸烷基酯(如乙酸甲酯)。反应介质中有有限浓度的水，则产品是羧酸而不是， 例如酸酐。‘068专利的反应体系不仅以出乎意料地令人满意的速率提供异常低水含量的 酸产品，还呈现出乎意料地高的催化剂稳定性。即，催化剂是耐催化剂沉淀出反应介质的。羰基化甲醇的另一种可供选择的方法涉及在反应器中使用均相铱催化剂。例如， 在授予Simley等人的美国专利号5，883，295中公开的用于乙酸生产的方法，所述方法包括 在羰基化反应器中实质上不存在金属促进剂和/或离子型碘共促进剂的情况下，以一氧化 碳羰基化甲醇和/或其反应性衍生物，所述羰基化反应器中含有液体反应组合物与铱羰基 化催化剂、碘甲烷共催化剂、水、乙酸和乙酸甲酯，其中，保留在液体反应组合物中的有(a) 小于5衬％浓度的水；(b)大于12wt%浓度的碘甲烷以及(c)羰基化反应器中小于50巴的 总压力。也参见授予Ditzel等人的美国专利号5，877，348和也是授予Ditzel等人的美国 专利号 5,887, 347。均相体系的一个缺点是催化剂倾向于形成挥发性物种，这导致催化剂损失。参见， 例如授予Garland等人的美国专利号5，942，460第4栏第3行及之后，以及授予Morris等 人的美国专利号5，932，764第3栏第1行及之后，其中记载…优选地，为防止铱催化剂和/或可选的促进剂的挥发性的显著增加，从第二 反应区提取的第二液体组合物中一氧化碳的量不应被降得太低，典型地在其中维持至少 20vol%的溶解的和/或夹带的气体…支载的催化剂体系已被提出，以避免通过夹带而过多的催化剂损失。例如，授 予Scates等人的美国专利号5，466，874，授予Scates等人的美国专利号5，281，359，授 予Yoneda等人的美国专利号5，334，755，授予Minami等人的美国专利号5，364，963，授予 Marston等人的美国专利号5，155，261，授予Ramprasad等人的美国专利号5，892，110，授6予Gray等人的美国专利号4，127，506，WIPO公开WO 98/57918，以及WIPO公开98-33590。 在羰基化过程中使用支载的催化剂体系的显著缺点是催化剂从聚合物的浸出(leaching)； 如随后讨论的，该缺点可通过采用本专利技术至少部分地避免。另一种途径已是通过使用聚合的基材多价螯合过程流中夹带的催化剂，而不使用 支载的催化剂。此类方法在，例如，授予Johnson Matthey的欧洲专利说明书号1315693，以 及授予Cheung等人的美国专利号6，662，770中被描述，所述专利描述了使用树脂床，以多 价螯合来自过程流的催化剂的过程，其中夹带的催化剂以百万分之几级别存在。关于本专利技术已发现，通过首先生成具有小于IOOppb重量的催化剂金属的过程流， 并用具有含氮杂环重复单元的聚合物处理所述过程流，可提供用于在羰基化过程中回收金 属催化剂的方便且有效的方法。由于催化剂以低浓度存在，可使用适度尺寸的聚合物床，而 无需不断更换聚合物。此外，本专利技术方法和装置使贵重的催化剂能够回用并再利用，否则， 贵重的催化剂将因夹带和/或挥发而损失。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，提供了用于在第VIII族金属催化剂的存在下羰基化反应 物的羰基化方法，其中生成了包含小于IOOppb重量的量的第VIII族金属的过程流，并且其 中通过用具有含氮杂环重复单元的聚合物处理所述过程流，而使所述金属催化剂从过程流 被多价螯合。金属催化剂可随后从所述聚合物被回收，并被再循环。在本专利技术的另一个方 面，使用再生剂组合物再生聚合物床，所述再生剂组合物与羰基化反应混合物相容，使得回 收的催化剂可从再生液被直接再循环到反应器，即，在将催化剂金属返回到反应器之前，不 需要将催化剂金属从再生液隔离。通过以下讨论，本专利技术的其它特点和优势将变得明显。附图的简要描述下面参照附图详细描述本专利技术附图说明图1是曲线图，显示了乙酸过程的轻质馏分侧流中夹带的铑催化剂的典型水平；图2是原理图，图示了有关于本专利技术的可以被使用的羰基化系统的一个实施方 案，其中细粒状聚合物树脂床被置于轻质馏分柱的侧流上；图3是原理图，图示了有关于本专利技术的可以被使用的羰基化系统的第二个实施方 案，其中细粒状聚合物树脂床被置于来自脱水柱的残留物流上；图4是曲线图，显示了聚合物树脂床中铑催化剂的吸收，所述聚合物树脂床被置 于到脱水柱的供料流上；以及图5是曲线图，图示了聚合物树脂床中铑催化剂的吸收，所述聚合物树脂床被置 于脱水柱的残留物流上。优选的实施方案的描述仅以举例和图示的目的，以下参照各种实施方案详细描述本专利技术。如在所附权利 要求中所阐明的，在本专利技术精神和范围内对特定实施方案的修改，对于本领域技术人员将 是显然的。除非以下更具体地定义，本文使用的术语被赋予其普通含义。除非另有说明，％、 PPb和类似术语指的是重量百分数、十亿分之几重量份等。除非另有指定，“主要地”指的是按摩尔计多于50%。当我们指，例如，乙烯基吡啶 或乙烯基吡咯烷酮聚合物主要地为季铵化的形式时，我们的意思是，多于50%的吡啶或吡 咯烷酮的胺官能度是季铵化的。如本文使用的“纯化的过程流”包含从轻质馏分柱前馈的过程流，和轻质馏分过程 流的任何随后的纯化。从接下来的讨论将认识到，根据本专利技术，具有低浓度的夹带的或逸散 性(fugitive)的催化剂金属的任何流均可为回收的目标。按床体积每小时(BV/小时)通过树脂床的流率是基于所使用的树脂的整体体积， 通过将通过床的产品的体积流率除以床体积而计算的。正以100加仑每小时被馈送通过20 加仑树脂床的流，正在床中以5床体积每小时的流率被纯化，由此具有在处理床中12分钟 的停留时间。较低的停留时间(较高的流率)在经济上是合乎期望的，因为能使用较小的 床，减少设备成本。第VIII族金属催化剂组分可以以小于50ppb重量的量存在于纯化的过程流中；然 而可以以小于40ppb重量，或小于30ppb重量的量存在于过程流中。从5至30ppb可根据 本专利技术被容易地移除本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种羰基化方法，包括：（ａ）在第Ⅷ族金属催化剂和卤代烷促进剂组分的存在下羰基化一反应物，以在反应器中形成羰基化的产品反应混合物；（ｂ）将所述羰基化的产品反应混合物的流分成至少一第一液体再循环流和一粗过程流；（ｃ）将所述粗过程流馈送给轻质馏分柱；（ｄ）蒸馏所述粗过程流以移除低沸组分并生成纯化的过程流，以及可选地，一第二液体再循环流，其中步骤（ａ）、（ｂ）、（ｃ）和（ｄ）被控制，使得所述纯化的过程流具有小于１００ｐｐｂ重量的第Ⅷ族金属含量；以及（ｅ）用包括含氮杂环重复单元的聚合物处理所述具有小于１００ｐｐｂ重量的第Ⅷ族金属含量的纯化的过程流，所述聚合物操作来在所述聚合物上多价螯合所述纯化的过程流中存在的所述第Ⅷ族催化剂金属。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：MO斯凯茨，JG瓦格纳，
申请(专利权)人：塞拉尼斯国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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