对从甲醇羰基化工艺中去除还原高锰酸盐的化合物的过程的控制方法技术

本发明专利技术公开了在制造乙酸的甲醇羰基化法中对用于从工艺流中去除还原高锰酸盐的化合物的分离过程的控制方法，其中该方法包括下述步骤：测量含有乙醛和甲基碘的物流的密度，任选计算乙醛和甲基碘在物流中的相对浓度，并根据测得的密度或由其计算出的一种或多种相对浓度调节蒸馏和萃取工艺参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及改进的去除通过在第VIII族金属羰基化催化剂存在下甲醇进行羰基化形成的还原高锰酸盐的化合物和烷基碘的方法。更具体地，本专利技术涉及在通过所述羰基化法形成乙酸的过程中从中间流中减少和/或去除还原高锰酸盐的化合物的前体和烷基碘的改进方法。
技术介绍
在目前使用的合成乙酸的方法中，商业上最有效的一种是如1973年10月30日授予Paulik等的美国专利3,769,329所述的甲醇与一氧化碳的催化羰基化作用。羰基化催化剂包括铑(其溶解或分散在液体反应介质中或负载在惰性固体上)，以及含卤素的助催化剂(例如甲基碘)。铑可以以许多方式中的任一种引入反应体系，并且活性催化剂络合物中铑部分的确切性质不定。同样，卤化物助催化剂的性质不是关键的。专利权人公开了非常多种合适的助催化剂，它们多数是有机碘化物。最通常和最有用地，如下进行反应使一氧化碳连续鼓泡通过溶有催化剂的液体反应介质。在共同转让的1991年3月19日颁发的美国专利5,001,259；1991年6月25日颁发的5,026,908；和1992年9月1日颁发的5,144,068；和1992年7月1日公布的欧洲专利EP 0161874 B2中公开了改进的在铑催化剂的存在下将醇羰基化以制造碳原子数比醇多一个的羧酸的在先技术工艺。如文中所公开，在含有乙酸甲酯、甲基卤(尤其是甲基碘)和以催化有效浓度存在的铑的反应介质中由甲醇制造乙酸。这些专利指出，通过在反应介质中保持催化有效量的铑和至少有限浓度的水，并将除了以甲基碘或其它有机碘化物形式存在的碘化物含量以外的碘离子保持为指定浓度，即使在反应介质中水浓度非常低，即4重量％或更低(而一般工业实践是大约14-15重量％)，也可以使催化剂稳定性和羰基化反应器的生产率保持惊人的高水平。碘离子以简单盐的形式存在，其中碘化锂是优选的。这些专利指出，乙酸甲酯和碘化物盐的浓度是影响甲醇羰基化以制造乙酸的速率的重要参数，尤其是在低的反应器水浓度下。通过使用相对高浓度的乙酸甲酯和碘化物盐，即使液体反应介质含有浓度低至大约0.1重量％的水(该浓度如此低以致其可以大致简单地定义为“有限浓度”的水)，也可以获得程度惊人的催化剂稳定性和反应器生产率。此外，所用反应介质改进了铑催化剂的稳定性，也就是对催化剂沉淀的抵抗力，尤其是在该工艺的产品回收步骤中。在这些步骤中，为回收乙酸产品而进行的蒸馏往往会从催化剂中去除一氧化碳，其在反应器内的环境中是对铑具有稳定化作用的配体。美国专利5,001,259、5,026,908和5,144,068经此引用并入本文。已经发现，尽管用于制造乙酸的低水羰基化法减少了二氧化碳、氢和丙酸之类的副产物，但也增加了通常以痕量存在的其它杂质的量，并且当试图通过改进催化剂或改变反应条件来提高生产率时，乙酸质量有时受到损害。这些痕量杂质影响乙酸质量，当它们再循环通过反应过程时尤为如此。降低乙酸的高锰酸盐时间的杂质包括羰基化合物和不饱和羰基化合物。此处使用的术语“羰基”是指含有醛或酮官能团的化合物，这些化合物可以具有或不具有不饱和性。对于羰基化过程中的杂质的进一步论述，参看Catalysis of Organic Reaction，75，369-380(1998)。本专利技术涉及减少和/或去除还原高锰酸盐的化合物(PRC’s)，例如乙醛、丙酮、甲基乙基酮、丁醛、巴豆醛、2-乙基巴豆醛、和2-乙基丁醛等，以及它们的羟醛缩合产物。本专利技术还导致丙酸的减少。上述羰基杂质，例如乙醛，可以与碘化物助催化剂反应以形成多碳烷基碘，例如乙基碘、丙基碘、丁基碘、戊基碘、己基碘等。从反应产物中去除烷基碘是合意的，因为在乙酸产物中即使少量的这些杂质也容易使制造乙酸乙烯酯(最常由乙酸制成的产物)中使用的催化剂中毒。本专利技术因此还涉及去除烷基碘，特别是C2-12烷基碘化合物。因此，由于许多杂质是由乙醛生成的，所以主要目的是去除或减少该过程中的乙醛和烷基碘含量。去除杂质的传统技术包括用氧化剂、臭氧、水、甲醇、活性炭、胺等处理乙酸产物，该处理可以与或不与乙酸蒸馏相结合。最典型的提纯处理包括最终产物的一系列蒸馏。例如从美国专利5,783,731中获知如下从有机物流中去除羰基杂质——用胺化合物(例如羟胺，其与羰基化合物反应形成肟)处理有机物流，然后进行蒸馏以从肟反应产物中分离纯化的有机产物。然而，对最终产物的额外处理增加了工艺成本，并且处理过的乙酸产物的蒸馏会导致形成另外的杂质。尽管可以获得相对高纯度的乙酸，但通过上述低水羰基化法和提纯处理形成的乙酸产物通常由于存在小比例的残余杂质而在高锰酸盐时间方面仍略有不足。由于充足的高锰酸盐时间是重要的商业试验(酸产物必须满足该试验以适用于许多用途)，因此不允许存在降低高锰酸盐时间的杂质。此外，通过蒸馏从乙酸中去除微量的这些杂质在经济或商业上是不可行的，因为一些杂质具有与乙酸产物接近的沸点。因此，重要的是，确定经济上可行的在不污染最终产物或不增加不必要成本的情况下去除羰基化过程中其它地方的杂质的方法。美国专利5,756,836(经此引用并入本文)公开了一种通过将反应溶液的乙醛浓度调节至低于1500ppm来制造高纯乙酸的方法。据描述，通过保持低于该范围的乙醛浓度，可以抑制杂质形成，从而仅需要蒸馏粗制乙酸产物以获得高纯乙酸。1995年4月12日公开的欧洲专利EP 0487284 B1公开了，乙酸产物中存在的羰基杂质通常集中在轻馏分塔的塔顶馏出物中。因此，用胺化合物(例如羟胺)处理轻馏分塔塔顶馏出物，胺化合物与羰基化合物反应形成肟衍生物，肟衍生物可以通过蒸馏与其余的塔顶馏出物分离，从而产生具有改进的高锰酸盐时间的乙酸产物。欧洲专利申请EP 0687662 A2和美国专利5,625,095(经此引用并入本文)描述了一种制造高纯乙酸的方法，其中，使用单级或多级蒸馏法去除乙醛，以在反应器中保持400ppm或更低的乙醛浓度。建议用于处理以去除乙醛的物流包括主要含有水、乙酸和乙酸甲酯的轻相；主要含有甲基碘、乙酸甲酯和乙酸的重相；主要含有甲基碘和乙酸甲酯的塔顶物流；或通过将轻相与重相结合形成的循环流。这些参考文献没有确认这些物流中哪种具有最高的乙醛浓度。EP 0687662 A2和美国专利5,625,095也公开了操纵反应条件以控制反应器中乙醛的生成。尽管据描述，控制乙醛的生成减少了巴豆醛、2-乙基巴豆醛和烷基碘之类副产物的生成，但还指出，所提出的对反应条件的操纵提高了丙酸(一种不合意的副产物)的生成。最近，在共同转让的美国专利6,143,930和6,339,171中已经公开，通过对轻馏分塔塔顶馏出物进行多级提纯，可以明显减少乙酸产物中不合意的杂质。这些专利公开了一种提纯方法——其中将轻馏分塔塔顶馏出物蒸馏两次，每次取出乙醛塔顶馏出物并将富含甲基碘的残留物送回反应器。用水萃取富含乙醛的馏出物以去除大部分要处置的乙醛，而在萃余液(将其再循环到反应器中)中剩下明显降低的乙醛浓度。美国专利6,143,930和6,339,171经此引用并入本文。尽管上述方法已经成功地从羰基化体系中去除了羰基杂质并大部分控制了最终乙酸产物中的乙醛含量和高锰酸盐时间问题，但仍然可以进一步改进。因此，仍然需要替代的改进乙醛去除效率的方法。本专利技术提供了一种这样的替代本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过蒸馏分离乙醛和甲基碘的方法，包括下述步骤：　　　　在蒸馏装置中蒸馏含有甲基碘和乙醛的混合物以制造塔顶馏出物和残余物；　　　　测量所述塔顶馏出物的密度；和　　　　根据所述测得的密度或由其计算出的相对浓度，调节与所述蒸馏装置有关的至少一种工艺变量，所述工艺变量选自由加热速率、塔压力、进料组成、回流组成和回流比组成的组。

【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：DA特鲁巴，SU库尔卡尼，
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]