萃取塔和使用其的方法技术

本公开涉及在羧酸生产中使用的酸催化剂的回收和循环中利用一个或多个萃取塔的方法和系统。所述羧酸可以是通过烯烃或者烯烃混合物的加氢羧化生产的新酸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文中描述的实施方案总体上涉及在羧酸生产中使用的酸催化剂的回收和循环中利用一个或多个萃取塔的方法和系统。所述羧酸可以是通过烯烃或者烯烃混合物的加氢羧化生产的新酸。背景包括三烷基乙酸在内的新酸一般是具有至少一个羧基和至少一个直接连接到四个其它碳原子的碳的羧酸。新酸的盐和其它衍生物通常是非常稳定的，这主要是由于它们的分子结构所提供的空间位阻。特别地，在所述α取代的碳原子上的烷基基团生产空间效应并阻碍所述新酸或者其衍生物发生反应的能力。结果，新酸或它们的衍生物具有广泛的工业应用，例如聚合物和聚合物添加剂，医药品，农业化学品和除草剂/杀虫剂，化妆品，金属加工和金属萃取流体，乙烯基化学品制造，催化剂载体和催化剂添加剂，芳香化学品，燃料，润滑剂，粘合剂，齿轮箱流体，液压流体，轮胎制造，电和电子应用等。常见的新酸衍生物包括酰氯，过酸酯，金属盐，乙烯基酯，和缩水甘油基酯。两种工业方法已经被用于以大的商业规模生产新酸。第一种方法通常被称为Sheir s叔羧酸方法，第二种方法通常被称为Exxon方法。每种生产方法的示意图和描述可以见“羧酸(三烧基乙酸)”，Johnson 等人，Kirk-Othmer Encyclopedia of ChemicalTechnology,第四版,第5卷，192-206页。特别地,所述Exxon方法通常可以包括反应,脱气，催化剂回收，和分馏。两种方法都在连续搅拌釜反应器中使用作为起始原料的烯烃、一氧化碳(CO)和酸催化剂来生产羧酸。典型的反应条件包括40 - 100° C和70 - 100巴一氧化碳压力，采用比例为 I :1 1 的 H3P04/BF3/H20(Shell)或者 BF3 · 2H20(Exxon)。背景参考文件包括美国专利号3，061，621 ;3，068，256 ;3，349，107 ;3，527，779 ；4，256，913 ;4，311，851 ;4，518，798 ;5，241，112 ;6，677，481 ;6，717，010 ;6，881，859 ；6，919，474 ;美国专利申请公布号 2005/0197507 ;GB I, 167, 116 ；GB 1，174，209 ;和 EP O590 087 B。由于所采用的催化剂，一系列洗涤步骤和沉降鼓通常被主要用于从粗羧酸反应器流出物回收和循环催化剂和辅助地用于从粗羧酸反应器流出物除去金属和其它催化剂组分，例如残余的盐和腐蚀副产物。尽管所述过去的令人满意的方法，在脱除这些材料方面的改进仍是高度希望的。概述在一类实施方案中，本专利技术提供了包括以下步骤的方法从一个或多个反应器获得反应器流出物，该反应器流出物包含至少一种新酸、至少一种催化剂、至少一种催化剂盐、至少一种催化剂和至少一种新酸的至少一种配合物和它们的混合物中的一种或多种的混合物；使所述反应器流出物通过至少一个萃取塔；使所述混合物的至少一部分与水接触；从所述混合物中分离所述新酸的至少一部分，以形成至少一种分离的新酸；和回收所述至少一种分离的新酸；其中所述至少一个萃取塔包含操作至少两个萃取的两个或更多个相。在另一类实施方案中，本专利技术提供了包括以下设备的系统(a)至少一个用于生产至少一种新酸的反应器；和(b)包含操作至少两个萃取的两个或更多个相的至少一个萃取塔。在本文中也公开和要求保护了包括前述方法和系统的变例的实施方案。附图简要说明图I是针对新酸的制备的简化流程图。图2是萃取塔的一个实例，显示了在静止的和混合的环境中的各种相。图3是用于新酸生产的、包括催化剂回收和循环的两塔结构设计的代表。图4是用于新酸生产的、包括催化剂回收和循环的单塔结构设计的代表。 详细描述在公开和描述本专利技术的化合物、组分、组合物、器件、设备、结构、示意图、系统和/或方法之前，应该明白，除非另外指明，本专利技术不限于具体的化合物、组分、组合物、器件、设备、结构、示意图、系统、方法等，因此除非另外指明可以改变。还应该明白，本文中使用的术语仅是为了描述具体实施方案的目的，而不意图是限制性的。还必须注意到，在本说明书和所附权利要求书中使用时，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指示物，除非另外指明。羧酸生产包括例如新酸和叔羧酸在内的羧酸可以通过本领域中已知的任何合适的方法和反应器系统按照本文中描述的实施方案生产。例如，羧酸如一元羧酸可以由烯烃起始原料(包括混合烯烃进料(即具有不同碳数的烯烃)和/或包括异构体的烯烃进料)利用Koch合成通过以下步骤制备烯烃与一氧化碳在强酸催化剂如布朗斯台德酸催化剂(例如H2SO4,H3PO4, HF等)和/或路易斯酸催化剂(例如BF3等)存在下的羰基化，由所述烯烃形成碳正离子，然后发生CO和水(或者在某些实施方案中醇)的加成，以形成羧酸(或者在某些实施方案中酯)，例如新酸或者异构新酸的无规混合物。一种特别有用的方法已经被开发用于烯烃的羰基化，其利用三氟化硼二水合物作为酸催化剂，被描述在例如“烃加工”，44，139(1965)。特别地并且在一个实施方案中，通过使异丁烯和一氧化碳在BF3 · 2H20存在下反应以产生新酸，使用Koch合成制备了 2，2- 二甲基丙酸(也被称为新戊酸)。本文中使用的术语新酸是指具有至少一个羧基和直接连接到四个其它碳原子的相邻(α)碳(或者称为四取代的α碳)的羧酸。实例包括新戊酸，新-C9羧酸，新-C13羧酸，新庚酸，新癸酸等。在一类实施方案中，有用的新酸包括具有C5-C13的碳数的羧酸。新酸还可以指任何三烷基乙酸。所述三烷基乙酸可以由下式表示R1 O I IlR3-C-C-ΟΠ 式 IIR2其中Rp民和&可以各自独立地是CxH2x+1，其中X彡I。在一类实施方案中，X为I — 12,优选 I — 9。其它示例性的和有用的公开可以见例如美国专利号3，061，621 ;3，068，256 ；3，349，107 ;3，527，779 ;4，256，913 ;4，311，851 ;4，518，798 ;5，241，112 ;6，677，481 ；6，717，OlO ；6, 881，859 ；6, 919，474 ;美国专利申请公布号 2005/0197507 ；GB I, 167，116 ；GB I, 174，209 ;和 EP O 590087 B。在这些反应中，产生了具有比起始进料烯烃高一的碳数的酸。起始原料可以包括用于新戊(C5)酸的异丁烯和用于新癸(ClO)酸的支化壬烯。可以使用其它材料，例如用于(C7)酸的己烯或者用于(C13)酸的四聚丙烯。所述反应程序通常包括烯烃羰基化成含酸催化剂的酸配合物，和然后的水添加，以将所述羧酸与所述催化剂分离。最广泛使用的Koch方法包括三氟化硼催化剂体系，其含有水，有时含有助催化剂如磷酸或者硫酸。当这样的助催化剂被使用时，其通常可以以约O. I 一约I摩尔/摩尔三氟化硼催化剂的摩尔比存在。所述方法要求在一个步骤中的所述催化剂的再生或者回收，其中添加的水的量对于所述方法的效率来说是关键的。可以使用其它催化剂，例如BF3(气体)，BF3 · H2O, H3PO4, H2SO4, HF和它们的混合物。在某些实施方案中，它们可以与助催化剂如Cu+或者Ag+ —起使用。然而，已经想本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.16 EP 10169784.5;2010.06.04 US 61/351,5721.包括以下步骤的方法 从一个或多个反应器获得反应器流出物，该反应器流出物包含新酸与催化剂、催化剂盐、催化剂和新酸的配合物中的一种或多种的混合物； 使所述反应器流出物通过至少一个萃取塔； 使所述反应器流出物的至少一部分与水接触； 从所述反应器流出物中分离所述新酸的至少一部分；和 回收所述分离的新酸； 其中所述至少一个萃取塔包含操作至少两个萃取的两个或更多个相。2.权利要求I的方法，其中所述至少两个萃取是液体/液体萃取，并且所述至少一个萃取塔在混合模式中包含两个或更多个相，或者在静止模式中包含四个或者更多个相。3.前述权利要求中任一项的方法，其中所述至少一个萃取塔是约克-沙伊贝尔塔。4.前述权利要求中任一项的方法,其中所述至少一个塔包含20- 40个交替的混合和沉降段。5.前述权利要求中任一项的方法，其中所述至少一个塔包含水，并且所述水浓度与来自所述反应器流出物的所述至少一种新酸摩尔相当。6.权利要求1-4中任一项的方法，其中所述方法还包括利用第二萃取塔；其中所述第二萃取塔包含水，并且所述水浓度不与来自所述反应器流出物的所述至少一种新酸摩尔相当。7.前述权利要求中任一项的方法，其中所述至少一种分离的新酸基本上不含所述至少一种催化剂和/或所述至少一种催化剂盐。8.前述权利要求中任一项的方法，其中所述至少一种分离的新酸不含所述至少一种催化剂和/或所述至少一种催化剂盐。9.前述权利要求中任一项的方法，其中所述催化剂的至少一部分被循环到所述一个或多个反应器。10.前述权利要求中任一项的方法，其中所述至少一个萃取塔包含顶部部分、底部部分和界面。11.权利要求10的方法，其中所述顶部部分为所述至少一个萃取塔的40%— 75...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·贝克，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：
国别省市：