生产乙酸的方法技术

一种连续生产乙酸的方法，即通过将甲醇和／或其反应衍生物和一氧化碳送入羰基化反应器中，其中保持为液体反应组合物，该组合物包括乙酸甲酯、水、第Ⅷ族贵金属羰基化催化剂、烃基卤化物共催化剂，任选至少一种助催化剂，以及乙酸，其中液体反应组合物中乙酸甲酯的浓度保持为一预定值，即通过监测甲醇和／或其反应衍生物与转化为乙酸的一氧化碳的比例并相应地调节甲醇和／或其反应衍生物的加料速率，从而使得乙酸甲酯的浓度保持在一预定值。这样在反应活性降低期间，有助于减少反应区中乙酸甲酯的聚集。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术概括地讲涉及一种，具体讲涉及一种在第VIII族贵金属催化剂和烃基卤化物共催化剂存在下，通过羰基化甲醇和/或其反应衍生物。在第VIII族贵金属催化剂和烃基卤化物共催化剂存在下，以及任选在一种或多种助催化剂存在下通过羰基化甲醇和/或其反应衍生物是熟知的。因此，可以从例如GB-A-1233121、EP-A-0384652和EP-A-0391680中得知使用铑作为第VIII族贵金属催化剂的方法是已知的。从例如GB-A-1234121、US-A-3772380、DE-A-1767150、EP-A-0616997、EP-A-0618184、EP-A-0618183和EP-A-0657386中得知使用铱作为第VIII族贵金属催化剂的方法是已知的。全世界已使用铑或铱作为第VIII贵金属的方法进行商业规模生产。Howard等人在Catalysis Today，18(1993)325-354中描述了使用铑和铱催化羰基化甲醇生产乙酸。所述的连续铑催化、均相甲醇羰基化的方法由三个基本区组成反应、纯化和尾气处理。反应区包括在高温和高压下操作的反应器和闪蒸室。将甲醇和气态的一氧化碳送入反应器，其中保持为液体反应组合物，该组合物包括乙酸甲酯、水、铑或铱催化剂、碘代甲烷共催化剂，任选至少一种助催化剂，以及包括乙酸组分的残余物。从反应器中取出液体反应组合物并通过闪蒸阀送入闪蒸罐中，其中大部分液体反应组合物的较轻组分(碘代甲烷、乙酸甲酯和水)与产物乙酸一起被蒸发。然后将蒸汽组分送入纯化区，同时将液体组分(包括乙酸中的铑催化剂)循环到反应器中(参见Howard等人的图2)。所述的纯化区包括第一蒸馏塔(轻馏分塔)、第二蒸馏塔(干燥塔)和第三蒸馏塔(重馏分塔)(参见Howard等人的图3)。在轻馏分塔中，碘代甲烷和乙酸甲酯连同一些水和乙酸在塔顶被移去。冷凝蒸汽并使之在滗析器中分成两相，两相均返回到反应器中。湿乙酸被作为侧提取从轻馏分塔中移去并送入干燥塔中，其中在塔顶除去水并从蒸馏区的底部移去基本上干燥的乙酸流。从Howard等人的图3中可以看出干燥塔塔顶的水流被循环到反应器中。重液体副产物与作为侧流的产物乙酸一起从重馏分塔的底部除去。不是所有送入反应器的一氧化碳均被羰基化，过量的一氧化碳放空，从反应器放空称为高压放空，从纯化区放空称为低压放空。为了除去例如返回至反应器的乙酸甲酯和碘代甲烷，将这些放空气体进行洗涤之后混合，并测量混合放空气体中一氧化碳的含量。然后计算出离开反应装置的一氧化碳的质量流。将总的一氧化碳供给量减去该值即可以得知多少一氧化碳用于羰基化反应中。现已发现，在工厂中令人不安的是，反应器中的反应活性要么下降得很快，要么需要较长时间，这样导致摩尔进料比的不平衡，从而产生操作问题，这是由于产生的乙酸甲酯量的不断增加。这就出现了，由于反应活性的降低，甲醇进料保持在同样的速率，但是其随后与乙酸接触产生的乙酸甲酯由于活性的降低而不能通过一氧化碳足够快地消耗掉。因此乙酸甲酯堆积在反应器中，随后也堆积在滗析器中，从而引起操作问题，为了恢复控制反应器需要大大降低加料速度。这样的生产损失非常昂贵，称为损失生产。能导致操作问题的另一个状况是由于供给问题一氧化碳的进料减少或损失。在此情况下，由于甲醇以同样速率连续供给，相应而产生乙酸甲酯的堆积。本专利技术需要解决的问题是控制反应器中液体反应组合物中乙酸甲酯的浓度，从而避免如上所述在反应器中产生堆积的操作问题。现已发现该问题可以通过如下方法解决监测甲醇和/或其反应衍生物与转化为乙酸的一氧化碳的比例并相应地控制甲醇和/或其反应衍生物的加料速率。相应地，本专利技术提供了一种连续，即通过将甲醇和/或其反应衍生物和一氧化碳送入羰基化反应器中，其中保持一种液体反应组合物，该组合物包括乙酸甲酯、水、第VIII族贵金属羰基化催化剂、烃基卤化物共催化剂，任选至少一种助催化剂，以及乙酸，其中液体反应组合物中乙酸甲酯的浓度保持为一预定值，即通过监测甲醇和/或其反应衍生物与转化为乙酸的一氧化碳的比例并相应地调节甲醇和/或其反应衍生物的加料速率，从而使得乙酸甲酯的浓度保持在一预定值。甲醇和/或其反应衍生物与转化为乙酸的一氧化碳的比例，下文称为比值控制器操作值(R)，由下面等式加以定义R＝M/(C-O) (I)其中 M＝甲醇和/或其反应衍生物的进料流量(摩尔)，C＝一氧化碳进料流量(摩尔)，和O＝混合尾气中一氧化碳流量(摩尔)。在正常稳定状态的运行条件下，R值应基本上相等于正常值。在当反应器的反应活性有损失的情况下，例如温度略有降低或水含量改变时，R值将增加超过正常值。增加的程度将通过调节所采用的甲醇加料速率以决定响应作用的大小。为了方便，下面的说明部分将限定甲醇作为原料，尽管这同样也适用于甲醇衍生物。甲醇的进料流量按照R值进行控制，该值通过甲醇比值控制器来计算，更适合通过甲醇流量控制器计算，该控制器按照以下方式起作用使得(i)当R小于预定值(X)时，甲醇比值控制器仅仅监测并在甲醇流量控制器上设定一非限制性的固定点极限值，(ii)当R等于或大于预定值(X)时，通过计算机计算决定需要多大的M以恢复R值为正常值，该值通过比值控制器设定甲醇流量控制器上的固定点的高极限值，通过降低甲醇的进料流量依次响应直至R值等于正常值，以及(iii)当R等于正常值时，比值控制器恢复监测直至下次R超过预定值，于是重复上述的循环。比值控制器操作值(R)的预定值(X)可以是任意希望的值，合适的值为1.05-1.35，优选为1.10-1.25，更优选为1.10-1.20，例如1.15。可以指出的是，甲醇比值控制器决不会起到增加甲醇进料流量的作用；仅仅在反应器的反应力损失的情况下会降低流量。在工厂最初运行期间，当要求将甲醇快速送入反应器时，控制器应当不起作用。当控制器不起作用时，希望自动将最大固定点最高极限值设定到甲醇流量控制器中，因而不会抑制甲醇的进料速率。尽管将式(I)定义为摩尔单位，但并不是绝对需要这样。如果需要，可以将为不同的参数表示为除摩尔以外的项值例如体积或质量。对于本领域技术人员来说，显然X的阈值取决于比值R定义的基础。测量一氧化碳进料流量、尾气中一氧化碳流量和甲醇的进料流量并用于决定比值R。优选测量一氧化碳的进料流量并使用作为10分钟移动平均数。将甲醇和/或其反应衍生物送入羰基化反应器中。合适的甲醇反应衍生物包括乙酸甲酯、二甲醚和甲基卤化物，其中优选碘代甲烷。也将一氧化碳送入羰基化反应器中。一氧化碳反应物可以是基本纯的或可以含有惰性杂质如二氧化碳、甲烷、氮气、惰性气体、水和C1-C4链烷烃。氢气可以存在或不存在，优选不存在。一氧化碳的分压适合为1-70barg，优选为1-35barg，更优选为1-15barg。在羰基化反应器中保持为液体反应组合物，该组合物包括乙酸甲酯、水、第VIII族贵金属羰基化催化剂、羰基卤化物共催化剂，任选至少一种助催化剂，以及乙酸。乙酸甲酯，除了被任选送入羰基化反应器中的外，是通过酯化反应形成。其在液体反应组合物中的含量合适为1-70重量％，优选为1-35重量％，更优选为1-20重量％。水可以在羰基化反应中就地形成，例如通过醇反应物和乙酸产物之间的酯化反应。水可以与其他液体反应物如酯，例如乙酸甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续生产乙酸的方法，即通过将甲醇和／或其反应衍生物和一氧化碳送入羰基化反应器中，其中保持了一种液体反应组合物，该组合物包括乙酸甲酯、水、第Ⅷ族贵金属羰基化催化剂、烃基卤化物共催化剂，任选至少一种助催化剂，以及乙酸，其中液体反应组合物中乙酸甲酯的浓度保持为一预定值，即通过监测甲醇和／或其反应衍生物与转化为乙酸的一氧化碳的比例并相应地调节甲醇和／或其反应衍生物的加料速率，从而使得乙酸甲酯的浓度保持在一预定值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MJ穆斯克特，DJ瓦特森，
申请(专利权)人：英国石油化学品有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]