乙酸的生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及乙酸的生產(chǎn)。本公開尤其涉及乙酸生產(chǎn)中碘化氫（"HI"）水平的控 制。
【背景技術(shù)】
[0002] 本節(jié)提出的技術(shù)信息與本發(fā)明相關(guān)，或者為此處和/或下文受權(quán)利要求書保護(hù)的 技術(shù)的某些方面提供背景。作為背景信息，這些信息有助于更好地理解本文所公開的內(nèi)容。 這是對"相關(guān)"技術(shù)的論述。當(dāng)此類技術(shù)和本發(fā)明無關(guān)時，意味著其也是"現(xiàn)有"技術(shù)。相 關(guān)技術(shù)可以是也可以不是現(xiàn)有技術(shù)。從這個角度進(jìn)行理解論述，而不是作為對現(xiàn)有技術(shù)的 承認(rèn)。
[0003] 眾所周知，通常利用甲醇羰基化來生產(chǎn)乙酸。在當(dāng)前的乙酸生產(chǎn)工藝中，從反應(yīng)器 中取出反應(yīng)混合物，并在閃蒸罐中分離成液體餾分和蒸汽餾分，蒸汽餾分包含羰基化反應(yīng) 期間生成的乙酸。液體餾分可以再回收到羰基化反應(yīng)器中，而蒸汽餾分則輸送到分離裝置， 例如，輕餾分蒸餾塔。所述輕餾分蒸餾塔將粗制的乙酸制品與其它組分分離。所述粗制乙 酸制品被輸送到干燥塔去除水分，然后進(jìn)一步分離，以回收乙酸。
[0004] 碘化氫在乙酸生產(chǎn)中可以作為一種反應(yīng)組分。雖然乙酸生產(chǎn)中通常使用的工藝設(shè) 備在大體上不與反應(yīng)組分發(fā)生反應(yīng)，但HI還是會腐蝕設(shè)備或產(chǎn)生其他不利影響。此外，HI 可以導(dǎo)致形成難以去除的長鏈烷基碘雜質(zhì)（例如己基碘），并且使乙酸的回收變得復(fù)雜。因 此，HI的存在既可以腐蝕工藝設(shè)備，還可以污染最終的乙酸制品。
[0005] 因此，需要一種能夠更好地控制HI水平的改進(jìn)乙酸生產(chǎn)工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在各種方面和實施例中，所要求保護(hù)的主題包含乙酸的生產(chǎn)工藝，包括：獲得乙酸 生產(chǎn)體系中的碘化氫；以及持續(xù)加入絡(luò)合劑到體系中，其中絡(luò)合劑和碘化氫相互作用后生 成絡(luò)合物。在另一個實施例中，所要求保護(hù)的主題包含利用此方法生產(chǎn)出的乙酸制品。
[0007] 上述段落是對目前所公開的主題的簡要總結(jié)，其目的是使我們對其中的某些方面 有基本的了解。該總結(jié)既不是詳盡的概述，也不旨在識別重要或關(guān)鍵元素來限定下面所要 求保護(hù)的主題的范圍。其唯一的目的是以一種簡明的形式提出一些概念，作為開頭引出下 文更詳盡的說明。
【附圖說明】
[0008] 可以通過參考下列說明并結(jié)合附圖來理解所要求保護(hù)的主題，附圖中相似的參考 標(biāo)號標(biāo)識為相似的元素，其中：
[0009] 圖1提出了在銠催化劑存在的情況下認(rèn)為與甲醇羰基化中相關(guān)聯(lián)的一些相關(guān)反 應(yīng)和平衡。
[0010] 圖2示出了所公開工藝的實施例的原理圖。
[0011] 圖3示出了在絡(luò)合劑分批添加之后，絡(luò)合劑和乙酸甲酯隨時間變化的濃度圖表。
[0012] 圖4和圖5示出了兩臺用于調(diào)查汽液平衡（"VLE"）的再循環(huán)裝置。
[0013] 圖6闡述了三苯基氧膦（"TPPO"）和碘化鋰（"Lil"）對乙酸水溶液中HI的VLE 影響的調(diào)查結(jié)果。
[0014] 圖7闡述了 TPPO、LiI和1- 丁基，3-甲基咪唑碘化物（"BMIMI"）對含5. 5-6wt% 水的乙酸中HI的VLE影響的調(diào)查結(jié)果。
[0015] 圖8闡述了 TPPO、LiI和BMMI對含3wt%水的乙酸中HI的VLE影響的調(diào)查結(jié)果。
[0016] 雖然所要求保護(hù)的主題容易變成各種變型及替代形式，附圖示出了在本文中以舉 例的方式詳細(xì)說明的具體實施例。但是，應(yīng)當(dāng)理解，本文中對具體實施例的說明，其目的并 不是將所要求保護(hù)的主題限制為所公開的某種形式，恰恰相反，其目的是按照附加權(quán)利要 求的定義將所有變型、等效實施例以及替換實施例包含在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
【具體實施方式】
[0017] 下面是所公開的工藝的實施例的【具體實施方式】。但是，應(yīng)當(dāng)理解，所要說明的實施 例僅作為所述工藝的實例，并且可以使用所要說明的實施例的多種替代形式來體現(xiàn)所述工 藝。因此，本文所要說明的實施例中討論的具體程序化、結(jié)構(gòu)性及功能性細(xì)節(jié)不應(yīng)理解為具 有限定性，而應(yīng)僅作為權(quán)利要求的基礎(chǔ)以及教授本領(lǐng)域技術(shù)人員以各種方式使用所公開工 藝的代表性基礎(chǔ)。
[0018] 在接下來所公開的內(nèi)容中，本文所使用的元素周期表的各族元素名稱均與目前的 IUPAC公約一致。除非另有特別指明，否則本文所使用的表達(dá)方式"wt%"是指引用的成分 中的某個組分的重量百分比。本文所使用的表達(dá)方式"OAc"或"AcO"是乙酸鹽陰離子（即 H3CC( = 0)0〇的縮寫。本文所使用的表達(dá)方式"acac"是乙酰乙酸鹽陰離子（即H3CC(= 0)CH2C( = 0)(T)的縮寫。最后，對于本文所公開的所有范圍，此類范圍旨在包含所提及的 上限和下限的任意組合，即使沒有專門列出特定組合。
[0019] 所公開的工藝和系統(tǒng)的實施例涉及在羰基化反應(yīng)中利用羰基化甲醇來生產(chǎn)乙酸。 羰基化反應(yīng)可以表示為：
[0020] CH30H+C0 - CH3COOH
[0021] 基礎(chǔ)化學(xué)涉及多種相互關(guān)聯(lián)的反應(yīng)、副產(chǎn)物和平衡。圖1闡述了認(rèn)為與甲醇羰基 化反應(yīng)相關(guān)聯(lián)的一些相關(guān)反應(yīng)和平衡。從圖1中可以看出，HI可以是生產(chǎn)乙酸的基礎(chǔ)化學(xué) 中的一種組分。
[0022] 所公開的工藝的實施例通常包括（a)獲得乙酸生產(chǎn)體系中的HI ;以及（b)持續(xù)添 加絡(luò)合劑到體系中，其中絡(luò)合劑和HI相互作用后生成絡(luò)合物。在上下文中，術(shù)語"持續(xù)"的 意思是按照所計量的數(shù)量頻繁充分地添加絡(luò)合劑，以便實施穩(wěn)態(tài)的HI清除操作。這樣，傳 統(tǒng)做法中由于偶爾添加大量的絡(luò)合劑而使清除操作的效率出現(xiàn)大幅變動的情況就可以避 免。下面的【具體實施方式】將詳細(xì)闡述所公開的工藝。
[0023] 圖2為進(jìn)行羰基化反應(yīng)的乙酸生產(chǎn)體系200的一個實施例的原理圖。在一個實施 例中，乙酸系統(tǒng)200可以在功能區(qū)域（即反應(yīng)區(qū)202、輕餾分區(qū)204、提純區(qū)206以及回收區(qū) 208)內(nèi)進(jìn)行說明。需注意的是，本文所討論的"流"可以是不止一個功能區(qū)域的一部分。
[0024] 反應(yīng)區(qū)202可以包括反應(yīng)器210、閃蒸器220、與反應(yīng)器210和閃蒸器220相連的設(shè) 備以及與反應(yīng)器210和閃蒸器220相連的流。舉例來說，反應(yīng)區(qū)202可以包括反應(yīng)器210、 閃蒸器220 以及流（或流的一部分）211、212、214、221、226、231、260、238、239和 248。反應(yīng) 器210是反應(yīng)器或者容器，其中，在高壓高溫以及催化劑的作用下，甲醇發(fā)生羰基化反應(yīng)生 成乙酸。閃蒸器220是罐或容器，其中，從反應(yīng)器（例如反應(yīng)器210)中得到的反應(yīng)混合物 中有至少一部分經(jīng)過降壓和/或冷卻，形成蒸汽流和液體流。蒸汽流是一種產(chǎn)物或成分，包 括在形成蒸汽流的工藝步驟條件下的蒸汽組分。液體流可以是一種產(chǎn)物或成分，包括在形 成液體流的工藝步驟條件下的液態(tài)組分。
[0025] 輕餾分區(qū)204可以包括分離塔（例如輕餾分塔230)，與輕餾分塔230相連的設(shè)備 以及與輕餾分塔230相連的流。舉例來說，輕餾分區(qū)204可以包括輕餾分塔230、傾析器234 以及流226、231、232、233、235、236、238、239和260。輕餾分塔230是分餾塔或蒸餾塔，并且 包含與其相連的任何設(shè)備，包括但不限于熱交換器、傾析器、泵、壓縮機(jī)、閥門等。
[0026] 提純區(qū)206可包括干燥塔240,可選地，重餾分塔250、與干燥塔240和重餾分塔 250相連的設(shè)備以及與干燥塔240和重餾分塔250相連的流。舉例來說，提純區(qū)206可以包 括干燥塔240、重餾分塔250以及流236、241、242、245、248、251、252、256。重餾分塔250是 分餾塔或蒸餾塔，并且包含與其相連的任何設(shè)備，包括并不限于熱交換器、傾析器、泵、壓縮 機(jī)、閥門等。
[0027] 回收區(qū)208可以包括回收到反應(yīng)區(qū)202和/或輕餾分區(qū)204的工藝流。舉例來說， 在圖2中，回收區(qū)208可以包括流221、238、239和248。
[0028] 在一個實施例中，反應(yīng)器210可被配置用于接收一氧化碳進(jìn)料流214和進(jìn)料流 212。進(jìn)料流212可以包括甲醇進(jìn)料流、乙酸甲酯進(jìn)料流或這兩者任何形式的混合流。在例 示的實施例中，進(jìn)料流212為混合流。反應(yīng)混合物可以從流211中的反應(yīng)器中取出。本領(lǐng) 域包含已知的其他流，例如，可以將反應(yīng)器210的塔底混合物回收到反應(yīng)器210中的流，或 者將氣體從反應(yīng)器210中釋放的流。流211可以包括至少一部分所述反應(yīng)混合物。
[0029] 在一個實施例中，閃蒸器220可被配置用于接收反應(yīng)器210排出的流211。在閃蒸 器220中，流211可以分離成蒸汽流226和液體流221。蒸汽流226可以被輸送給輕餾分塔 230,而液體流221可以被回收到反應(yīng)器210中（因此，流221可視為存在于回收區(qū)208和 反應(yīng)器區(qū)202中）。在一個實施例中，流226可以包括乙酸、水、碘甲烷、乙酸甲酯、HI及其 混合物。
[0030] 在一個實施例中，輕餾分塔230可以包括蒸餾塔和與蒸餾塔相連的設(shè)備，包括但 不限于熱交換器、傾析器234、泵、壓縮機(jī)、閥門和其他有關(guān)設(shè)備。輕餾分塔230可被配置用 于接收閃蒸器220排出的流226。流232包括輕餾分塔230的塔頂產(chǎn)物，而流231包括輕餾 分塔230的塔底產(chǎn)物。輕餾分塔230包括傾析器234,而流232可以流入傾析器234。
[0031] 流235可以從傾析器234排出，并回收到輕餾分塔230。流238可以從傾析器234 排出，并可以通過例如流212回收到反應(yīng)器210,或者與輸送給反應(yīng)器的任何其他流相結(jié)合 (因此，流238可視為存在于回收區(qū)208、輕餾分區(qū)204和反應(yīng)器區(qū)202中）。流239可以通 過流212等方式將傾析器234的一部分輕相物回收到反應(yīng)器210 (因此，流239可視為存在 于回收區(qū)208、輕餾分區(qū)204和反應(yīng)器區(qū)202中）。流236可以從輕餾分塔230排出。還可 以包含本領(lǐng)域已知的其他流，例如，可以將輕餾分塔230的塔底混合物回收到輕餾分塔230 中的流。正如在本領(lǐng)域中所常見的那樣，輕餾分塔230接收到或排出的任何流可以流經(jīng)泵、 壓縮機(jī)、熱交換器等設(shè)備。
[0032] 在一個實施例中，干燥塔240可以包括容器以及和該容器相連的設(shè)備，其包括但 不限于熱交換器、傾析器、泵、壓縮機(jī)、閥門等。干燥塔240可被配置用于接收輕餾分塔230 排出的流236。干燥塔240可以將流236的組分分離成流242和241。
[0033] 流242可以從干燥塔240排出，通過流245回收到干燥塔中，以及/或通過流 248(例如借助流212)回收到反應(yīng)器210中。流241可以從干燥塔240排出，可以包括除去 水分的粗制乙酸制品。在流245或248回收流242的組分之前，流242可以流經(jīng)本領(lǐng)域內(nèi) 已知的設(shè)備，例如熱交換器或分離器。包含本領(lǐng)域內(nèi)已知的其他流，例如，可以將干燥塔240 的塔底混合物回收到干燥塔240中的流。正如在本領(lǐng)域所常見的那樣，干燥塔240接收到 或排出的任何流可以流經(jīng)泵、壓縮機(jī)、熱交換器、分離器等。
[0034] 重餾分塔250可以包括蒸餾塔以及和該蒸餾塔相連的設(shè)備，包括但不限于熱交換 器、傾析器、泵、壓縮機(jī)、閥門等。重餾分塔250可被配置用于接收從干燥塔240排出的流 241。重餾分塔250可以將流241的組分分離成流251、252和256。流251和252可以被 傳送給另外的處理設(shè)備（未顯示）做進(jìn)一步處理。例如，流252也可以被回收到輕餾分塔 240。流256可以包括乙酸制品。
[0035] 乙酸生產(chǎn)體系200的適用替代實施例可以在美國專利證書6, 552, 221中找到，該 專利以引用方式并入本文。
[0036] 在一個實施例中，在催化劑的作用下可以使體系200的反應(yīng)器210中發(fā)生羰基化 反應(yīng)。例如，適用的催化劑包括銠催化劑和銥催化劑。
[0037] 例如，適用的銠催化劑在美國專利證書5, 817, 869中提及，該專利以引用方式并 入本文。適用的銠催化劑可以包括銠金屬和銠化合物。在一個實施例中，可從由銠鹽、銠 氧化物、銠乙酸鹽、有機(jī)銠化合物、銠配位化合物等及其混合物所組成的集合中選擇銠化 合物。在一個實施例中，可從由 Rh2(CO)4I2、Rh2(CO)4Br2、Rh2(CO)4C12、Rh(CH3C02)2、 Rh(CH3C02)3、[H]Rh(CO)2I2等及其混合物所組成的集合中選擇