乙酸的制备方法技术

本发明专利技术提供可以通过简单的手段来降低制品乙酸中的甲酸浓度的方法。在本发明专利技术的乙酸的制备方法中，在乙酸的制备工艺中具有选自满足下述操作条件(i)的工序以及满足下述操作条件(ii)的工序中的至少一个工序：(i)氢分压低于500kPa(绝对压力)、二氧化碳分压低于70kPa(绝对压力)、并且操作温度超过175℃的操作条件；(ii)氢分压为5kPa(绝对压力)以下、二氧化碳分压低于20kPa(绝对压力)、并且操作温度超过100℃的操作条件。

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。本申请主张于2017年1月18日在日本提出申请的日本特愿2017-006647号、以及于2017年3月2日在日本提出申请的日本特愿2017-039391号的优先权，并将其内容援引于本说明书。
技术介绍
作为乙酸的工业制备法已知有甲醇法羰基化工艺。在该工艺中，例如可在反应槽中使甲醇和一氧化碳在催化剂的存在下反应而生成乙酸，使反应混合物在蒸发槽中蒸发，将其蒸气相利用脱低沸塔、然后利用脱水塔进行纯化而将乙酸制成制品，或者是在脱水塔之后经由脱高沸塔、进一步经由制品塔而将乙酸制成制品。在这样的乙酸制备工艺中，在反应槽中会副产甲酸。甲酸由于会使制品乙酸的纯度降低因此尽可能少为好。在专利文献1以及2中，公开了由于一氧化碳和水的反应会生成甲酸，因此可以通过将反应介质中的水浓度控制于低水平而降低制品乙酸中的甲酸浓度。然而，反应介质中的水浓度降低时，存在催化剂容易变得不稳定的问题。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利申请公开第2008/0293966号说明书专利文献1：美国专利申请公开第2008/0293967号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于提供可以通过简单的手段来降低制品乙酸中的甲酸浓度的方法。解决问题的方法本专利技术的专利技术人为了实现上述目的，为探讨甲酸生成的机理而进行了深入研究，结果得到了以下见解：在氢气以及二氧化碳存在的主要是反应槽、蒸发槽、脱低沸塔中，有不少的甲酸生成；氢分压以及二氧化碳分压越高则越有甲酸生成；此外，温度越高则甲酸的生成越受到抑制；基于这些见解，可以推知存在的平衡反应。因此，经过进一步的研讨发现：为了抑制甲酸的生成，优选保持低氢分压、低二氧化碳分压、高温度；通过将包含甲酸的工艺液体再循环至反应槽、蒸发槽、蒸馏塔并保持于低氢分压、低二氧化碳分压、高温度，可以将甲酸分解；甲酸由于沸点低于乙酸而在各蒸馏塔的塔顶浓缩，因此可以通过将蒸馏塔的塔顶液再循环至反应体系、或位于该蒸馏塔上游的蒸馏塔而将甲酸分解。本专利技术基于上述见解并经过不断研讨而得以完成。即，本专利技术提供乙酸的制备方法，其在乙酸的制备工艺中具有选自满足下述操作条件(i)的工序及满足下述操作条件(ii)的工序中的至少一个工序：(i)氢分压低于500kPa(绝对压力)、二氧化碳分压低于70kPa(绝对压力)、并且操作温度超过175℃的操作条件；(ii)氢分压为5kPa(绝对压力)以下、二氧化碳分压低于20kPa(绝对压力)、并且操作温度超过100℃的操作条件。在所述(ii)中，也可以是氢分压为1kPa(绝对压力)以下、并且二氧化碳分压低于2kPa(绝对压力)。在本专利技术的乙酸的制备方法中，也可以具有满足所述操作条件(i)的反应工序。在该情况下，可以是所述反应工序中的反应混合液中的乙酸浓度为30质量％以上、甲酸浓度为102质量ppm以下。此外，也可以是所述反应工序中的反应混合液中的乙酸浓度为50～90质量％、金属催化剂浓度(以金属换算)为200～10000质量ppm、碘甲烷浓度为1～20质量％、离子性碘化物浓度为1～25质量％、水浓度为0.1～15质量％、乙酸甲酯浓度为0.1～30质量％、甲酸浓度为102质量ppm以下。在本专利技术的乙酸的制备方法中，也可以具有满足所述操作条件(ii)的蒸发工序或蒸馏工序。在所述蒸发工序中，可以是相对于蒸发槽的进料液中的乙酸浓度为50～90质量％、金属催化剂浓度(以金属换算)为200～10000质量ppm、碘甲烷浓度为1～20质量％、离子性碘化物浓度为1～25质量％、水浓度为0.1～15质量％、乙酸甲酯浓度为0.1～30质量％、甲酸浓度为10000质量ppm以下。另外，在所述蒸馏工序中，可以是相对于蒸馏塔的进料液中的乙酸浓度为30质量％以上、甲酸浓度为5质量ppm以上。此外，在所述蒸馏工序中，可以是相对于蒸馏塔的进料液中的乙酸浓度为40～85质量％、碘甲烷浓度为2～50质量％、水浓度为0.2～20质量％、乙酸甲酯浓度为0.2～50质量％、甲酸浓度为5～10000质量ppm。进一步地，在所述蒸馏工序中，可以是相对于蒸馏塔的进料液中的乙酸浓度为80～99.9质量％、碘甲烷浓度为0.01～16质量％、水浓度为0.05～18质量％、乙酸甲酯浓度为0.01～16质量％、甲酸浓度为5～10000质量ppm。此外，在所述蒸馏工序中，可以是相对于蒸馏塔的进料液中的乙酸浓度为99.1～99.999质量％、甲酸浓度为5～9000质量ppm。在本专利技术的乙酸的制备方法中，乙酸的制备工艺可以包括使甲醇和一氧化碳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分离为蒸气流和残液流的蒸发工序、以及将所述蒸气流进行蒸馏而分离为富集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，或者，除了这些工序以外还包括下述(a)～(d)中的至少一个工序：(a)将所述第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；(b)将所述第1或第2乙酸流进行蒸馏而分离为富集高沸成分的塔釜残液流、和与经历蒸馏前的乙酸流相比乙酸更富集的第3乙酸流的脱高沸工序；(c)将所述第1或第2或第3乙酸流利用离子交换树脂进行处理而得到第4乙酸流的吸附除去工序；(d)将所述第1或第2或第3或第4乙酸流进行蒸馏而得到与经历蒸馏前的乙酸流相比乙酸更富集的第5乙酸流的制品工序。在该情况下，可以是所述羰基化反应工序满足所述操作条件(i)。此外，可以是选自所述蒸发工序、脱低沸工序、脱水工序、脱高沸工序及制品工序中的至少一个工序满足所述操作条件(ii)。在本专利技术的乙酸的制备方法中，在满足所述操作条件(i)的工序或满足所述操作条件(ii)的工序中的滞留时间优选为1分钟以上。在本专利技术的乙酸的制备方法中，可以将甲酸浓度为10质量ppm以上的工艺液体，再循环至满足氢分压低于500kPa(绝对压力)、二氧化碳分压低于70kPa(绝对压力)、并且操作温度超过100℃的操作条件的工序。在本专利技术的乙酸的制备方法中，可以是乙酸的制备工艺具有至少一个蒸馏工序，将该至少一个蒸馏工序中的蒸馏塔的塔顶液再循环至满足所述操作条件(i)工序和/或满足所述操作条件(ii)的工序。在该情况下，所述蒸馏塔的塔顶液的再循环目的地可以是反应工序和/或位于该蒸馏塔中的蒸馏工序的上游的蒸发工序或蒸馏工序。专利技术的效果根据本专利技术，由于具有满足特定的操作条件的工序，因此可以抑制甲酸的生成、或将生成的甲酸效率良好地分解。因此，可以容易地降低制品乙酸中的甲酸浓度。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，在乙酸的制备工艺中具有选自满足下述操作条件(i)的工序及满足下述操作条件(ii)的工序中的至少一个工序：(i)氢分压低于500kPa(绝对压力)、二氧化碳分压低于70kPa(绝对压力)、并且操作温度超过175℃的操作条件；(ii)氢分压为5kPa(绝对压力)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.乙酸的制备方法，其在乙酸的制备工艺中具有选自满足下述操作条件(i)的工序及满足下述操作条件(ii)的工序中的至少一个工序：(i)氢分压低于500kPa(绝对压力)、二氧化碳分压低于70kPa(绝对压力)、并且操作温度超过175℃的操作条件；(ii)氢分压为5kPa(绝对压力)以下、二氧化碳分压低于20kPa(绝对压力)、并且操作温度超过100℃的操作条件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.18 JP 2017-006647;2017.03.02 JP 2017-039391.乙酸的制备方法，其在乙酸的制备工艺中具有选自满足下述操作条件(i)的工序及满足下述操作条件(ii)的工序中的至少一个工序：(i)氢分压低于500kPa(绝对压力)、二氧化碳分压低于70kPa(绝对压力)、并且操作温度超过175℃的操作条件；(ii)氢分压为5kPa(绝对压力)以下、二氧化碳分压低于20kPa(绝对压力)、并且操作温度超过100℃的操作条件。2.权利要求1所述的乙酸的制备方法，其中，在所述(ii)中，氢分压为1kPa(绝对压力)以下、并且二氧化碳分压低于2kPa(绝对压力)。3.权利要求1或2所述的乙酸的制备方法，其具有满足所述操作条件(i)的反应工序。4.权利要求3所述的乙酸的制备方法，其中，所述反应工序中的反应混合液中的乙酸浓度为30质量％以上、甲酸浓度为102质量ppm以下。5.权利要求3或4所述的乙酸的制备方法，其中，所述反应工序中的反应混合液中的乙酸浓度为50～90质量％、金属催化剂浓度(以金属换算)为200～10000质量ppm、碘甲烷浓度为1～20质量％、离子性碘化物浓度为1～25质量％、水浓度为0.1～15质量％、乙酸甲酯浓度为0.1～30质量％、甲酸浓度为102质量ppm以下。6.权利要求1～5的任一项所述的乙酸的制备方法，其具有满足所述操作条件(ii)的蒸发工序或蒸馏工序。7.权利要求6所述的乙酸的制备方法，其中，在所述蒸发工序中，相对于蒸发槽的进料液中的乙酸浓度为50～90质量％、金属催化剂浓度(以金属换算)为200～10000质量ppm、碘甲烷浓度为1～20质量％、离子性碘化物浓度为1～25质量％、水浓度为0.1～15质量％、乙酸甲酯浓度为0.1～30质量％、甲酸浓度为10000质量ppm以下。8.权利要求6所述的乙酸的制备方法，其中，在所述蒸馏工序中，相对于蒸馏塔的进料液中的乙酸浓度为30质量％以上、甲酸浓度为5质量ppm以上。9.权利要求6所述的乙酸的制备方法，其中，在所述蒸馏工序中，相对于蒸馏塔的进料液中的乙酸浓度为40～85质量％、碘甲烷浓度为2～50质量％、水浓度为0.2～20质量％、乙酸甲酯浓度为0.2～50质量％、甲酸浓度为5～10000质量ppm。10.权利要求6所述的乙酸的制备方法，其中，在所述蒸馏工序中，相对于...

【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