乙酸的制备方法技术

本发明专利技术提供能够大幅提高用以除去乙酸中的有机碘化合物的银置换离子交换树脂(IER)的寿命的乙酸的制备方法。在本发明专利技术的乙酸的制备方法中，在甲醇法羰基化工艺中，使脱水工序中的蒸馏塔的材质为镍基合金或锆，并使上述脱水工序中的蒸馏塔的进料液中的金属离子浓度为：铁离子低于10000质量ppb、铬离子低于5000质量ppb、镍离子低于3000质量ppb、且钼离子低于2000质量ppb。

Preparation of acetic acid

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】乙酸的制备方法
本专利技术涉及制备乙酸的方法。本申请基于2017年3月8日在日本提出申请的日本特愿2017-044341号要求优先权，将其内容援引于此。
技术介绍
作为乙酸的工业制备方法，已知有甲醇法羰基化工艺(甲醇法乙酸工艺)。在该工艺中，例如可在反应槽中使甲醇与一氧化碳在催化剂的存在下发生反应而生成乙酸、使反应混合物在蒸发槽中蒸发、并对其蒸气相利用脱低沸塔、接着利用脱水塔进行纯化而实现乙酸的制品化，或者可在脱水塔之后经由脱高沸塔、或进一步经由制品塔而实现乙酸的制品化。在这样的乙酸制备工艺中，在反应体系中会副产碘己烷等有机碘化合物，并以微量杂质的形式包含在制品乙酸中。将包含有机碘化合物的乙酸用于乙酸乙烯酯的制备原料时，由于会导致钯催化剂劣化，因此需要将乙酸中的有机碘化合物浓度降低至数ppb量级。为此，以往是使用经银离子交换后的阳离子交换树脂使乙酸中的有机碘化合物浓度降低至极限。然而，使用了这样的银置换离子交换树脂(以下也简称为“IER”)的有机碘化合物的吸附除去方法存在下述问题：工艺流中存在的铁、镍、铬、钼等会引起装置腐蚀的腐蚀金属(也称为腐蚀性金属)等与离子交换树脂中的银发生离子交换，有效的银溶于乙酸中而流出至体系外，导致离子交换树脂的有机碘化合物除去寿命降低。另外，作为其结果，还存在导致制品乙酸中的腐蚀金属等的浓度、银浓度增加，引起制品乙酸的品质下降的问题。专利文献1中出于抑制由腐蚀金属引起的离子交换树脂的寿命降低的目的而公开了使用下述离子交换树脂组合物的乙酸的纯化工艺，所述离子交换树脂组合物含有特定量的包含金属-官能团化活性部位的金属-活化交换树脂、和包含非金属-官能团化活性部位的非金属-官能团化交换树脂。另外，专利文献2中为了抑制脱水塔的腐蚀而公开了一种向脱水塔或脱水塔供给液中添加、混合用以中和成为装置腐蚀的原因的碘化氢的碱成分的方法。然而，上述任一方法均未能充分抑制由腐蚀金属引起的上述离子交换树脂的寿命降低。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2014-508820号公报专利文献2：国际公开第2012/086386号小册子
技术实现思路
专利技术要解决的问题因此，本专利技术的目的在于提供能够大幅提高用以除去乙酸中的有机碘化合物的银置换离子交换树脂(IER)的寿命的乙酸的制备方法。解决问题的方法本专利技术人为了达成上述目的，着眼于脱水塔的材质及脱水塔的进料液中的杂质而进行了深入研究，结果发现，通过使脱水塔的材质为特定材质、并控制脱水塔进料液中的特定金属离子的浓度，能够将由脱水塔得到的乙酸中的金属离子浓度保持于低水平，并能够将其后续的吸附除去工序中的IER进料乙酸中的金属离子浓度控制于低水平，由此能够使IER的寿命大幅提高，进而能够防止制品乙酸的品质下降，从而完成了本专利技术。即，本专利技术提供乙酸的制备方法，其具备：在包含金属催化剂及碘甲烷的催化体系、以及乙酸、乙酸甲酯、水的存在下，使甲醇和一氧化碳在反应槽中反应而生成乙酸的羰基化反应工序；将在上述羰基化反应工序中得到的反应混合物在蒸发槽中分离为蒸气流和残液流的蒸发工序；将上述蒸气流进行蒸馏而分离为富集选自碘甲烷及乙醛中的至少一种低沸成分的塔顶流、和富集乙酸的第1乙酸流的脱低沸工序；将上述第1乙酸流进行蒸馏而分离为富集水的塔顶流、和与第1乙酸流相比乙酸更富集的第2乙酸流的脱水工序；以及利用离子交换树脂对上述第2乙酸流、或进一步纯化上述第2乙酸流而得到的乙酸更富集的乙酸流进行处理的吸附除去工序，其中，使上述脱水工序中的蒸馏塔的材质为镍基合金或锆，并使上述脱水工序中的蒸馏塔的进料液中的金属离子浓度为：铁离子低于10000质量ppb、铬离子低于5000质量ppb、镍离子低于3000质量ppb、且钼离子低于2000质量ppb。上述催化体系也可以进一步包含离子性碘化物。脱水工序中的蒸馏塔的进料液中的锌离子浓度优选低于1000质量ppb。脱水工序中的蒸馏塔的操作条件优选为：塔顶温度低于165℃、塔底温度低于175℃。脱水工序中得到的第2乙酸流中的铁离子浓度优选低于21000质量ppb。脱水工序中得到的第2乙酸流中的金属离子浓度优选为：铁离子低于21000质量ppb、铬离子低于7100质量ppb、镍离子低于4000质量ppb、钼离子低于3000质量ppb、且锌离子低于1000质量ppb。优选脱水工序中蒸馏塔的进料液供给段与塔顶蒸气提取段之间的塔板间距以实际塔板数计为1层以上。相对于脱水工序中的蒸馏塔的进料配管的材质优选为镍基合金或锆。另外，本专利技术提供乙酸的制备方法，其包括：通过材质为镍基合金或锆的进料配管向材质为镍基合金或锆、进料液供给段与塔顶蒸气提取段之间的塔板间距以实际塔板数计为1层以上的蒸馏塔的上述进料液供给段进料铁离子浓度低于10000质量ppb、铬离子浓度低于5000质量ppb、镍离子浓度低于3000质量ppb、钼离子浓度低于2000质量ppb、锌离子浓度低于1000质量ppb、碘己烷浓度低于510质量ppb、乙酸浓度80质量％以上的粗乙酸，于塔顶温度低于165℃、塔底温度低于175℃进行蒸馏，得到富集水的塔顶馏出物、和铁离子浓度低于21000质量ppb、铬离子浓度低于7100质量ppb、镍离子浓度低于4000质量ppb、钼离子浓度低于3000质量ppb、锌离子浓度低于1000质量ppb的纯化乙酸。专利技术的效果根据本专利技术，由于利用特定的材质构成脱水工序中的蒸馏塔(以下也称为“脱水塔”)、将相对于脱水塔的进料液中的特定金属离子浓度限定为一定值以下，因此能够减小在脱水塔中得到的纯化乙酸中的金属离子浓度，由此还能够减小向其后的吸附除去工序中供给的乙酸中的金属离子浓度。由此，能够大幅提高在吸附除去工序中使用的银置换离子交换树脂(IER)的寿命，并且还能够降低制品乙酸中的金属离子浓度。这样得到的金属离子浓度低的乙酸可以作为用于电子材料用途的低金属乙酸而加以利用。附图说明[图1]示出了本专利技术的一个实施方式的乙酸制备流程图。[图2]示出了乙醛分离除去系统的一例的示意流程图。[图3]示出了乙醛分离除去系统的其他实例的示意流程图。[图4]示出了乙醛分离除去系统的另一实例的示意流程图。[图5]示出了乙醛分离除去系统的另一实例的示意流程图。具体实施方式在本专利技术的乙酸的制备方法中，包括下述工序：在包含金属催化剂及碘甲烷的催化体系、以及乙酸、乙酸甲酯、水的存在下，使甲醇和一氧化碳在反应槽中反应而生成乙酸的羰基化反应工序；将在上述羰基化反应工序中得到的反应混合物在蒸发槽中分离为蒸气流和残液流的蒸发工序；将上述蒸气流进行蒸馏而分离为富集选自碘甲烷及乙醛中的至少一种低沸成分的塔顶流、和富集乙酸的第1乙酸流的脱低沸工序；将上述第1乙酸流进行蒸馏而分离为富集水的塔顶流和与第1乙酸流相比乙酸更富集的第2乙酸流的脱水工序；以及利用离子交换树脂对上述第2乙酸流、或进一步纯化上述第2乙酸流而得到的乙酸更富集的乙酸流进行处理的吸附除去工序。在该乙酸的制备方法中，使上述脱水工序中的蒸馏塔(脱水塔)的材质为镍基合金或锆，并将脱水塔的进料液中的金属离子浓度控制为：铁离子低于10000质量ppb、铬离子低于5000质量ppb、镍离子低于3000质量ppb、且钼离子低于2000质量ppb。脱水塔的进料液中的锌离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.乙酸的制备方法，其具备：在包含金属催化剂及碘甲烷的催化体系、以及乙酸、乙酸甲酯、水的存在下，使甲醇和一氧化碳在反应槽中反应而生成乙酸的羰基化反应工序；将在所述羰基化反应工序中得到的反应混合物在蒸发槽中分离为蒸气流和残液流的蒸发工序；对所述蒸气流进行蒸馏而分离为富集选自碘甲烷及乙醛中的至少一种低沸成分的塔顶流、和富集乙酸的第1乙酸流的脱低沸工序；对所述第1乙酸流进行蒸馏而分离为富集水的塔顶流、和与第1乙酸流相比乙酸更富集的第2乙酸流的脱水工序；以及利用离子交换树脂对所述第2乙酸流、或进一步纯化所述第2乙酸流而得到的乙酸更富集的乙酸流进行处理的吸附除去工序，其中，使所述脱水工序中的蒸馏塔的材质为镍基合金或锆，并使所述脱水工序中的蒸馏塔的进料液中的金属离子浓度为：铁离子低于10000质量ppb、铬离子低于5000质量ppb、镍离子低于3000质量ppb、且钼离子低于2000质量ppb。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.08 JP 2017-0443411.乙酸的制备方法，其具备：在包含金属催化剂及碘甲烷的催化体系、以及乙酸、乙酸甲酯、水的存在下，使甲醇和一氧化碳在反应槽中反应而生成乙酸的羰基化反应工序；将在所述羰基化反应工序中得到的反应混合物在蒸发槽中分离为蒸气流和残液流的蒸发工序；对所述蒸气流进行蒸馏而分离为富集选自碘甲烷及乙醛中的至少一种低沸成分的塔顶流、和富集乙酸的第1乙酸流的脱低沸工序；对所述第1乙酸流进行蒸馏而分离为富集水的塔顶流、和与第1乙酸流相比乙酸更富集的第2乙酸流的脱水工序；以及利用离子交换树脂对所述第2乙酸流、或进一步纯化所述第2乙酸流而得到的乙酸更富集的乙酸流进行处理的吸附除去工序，其中，使所述脱水工序中的蒸馏塔的材质为镍基合金或锆，并使所述脱水工序中的蒸馏塔的进料液中的金属离子浓度为：铁离子低于10000质量ppb、铬离子低于5000质量ppb、镍离子低于3000质量ppb、且钼离子低于2000质量ppb。2.根据权利要求1所述的乙酸的制备方法，其中，催化体系中还包含离子性碘化物。3.根据权利要求1或2所述的乙酸的制备方法，其中，脱水工序中的蒸馏塔的进料液中的锌离子浓度低于1000质量ppb。4.根据权利要求1～3中任一项所述的乙酸的制备方法，其中，脱水工序中的蒸馏塔的操作条件为：塔顶温度低于165℃、塔底温度低于175℃。5.根据权利要求1～4中任一项所述的乙酸的制备方法，其中，脱水...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水雅彦，
申请(专利权)人：株式会社大赛璐，
类型：发明
国别省市：日本,JP