乙酸的制备工艺制造技术

通过在羰基化反应器内于液体反应组合物中羰基化甲醇和／或其活性衍生物来制备乙酸的工艺，所述液体反应组合物包含铱羰基化催化剂、甲基碘、乙酸甲酯、水、乙酸，及至少一种选自钌、铼和锇的助催化剂，其特征在于反应组合物中还存在具有式（Ⅰ）的双膦酸酯化合物，其中Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］、Ｒ↑［４］独立地是氢或有机官能团；Ｙ是任选取代的Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］亚烷基或Ｃ↓［６］－Ｃ↓［１０］芳基。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过羰基化甲醇来制备乙酸的工艺，特别是在铱羰基化催化剂和助催化剂存在下，通过羰基化甲醇来制备乙酸的工艺。在例如 US5672743、EP-A-0752406、EP-A-0849248、EP-A-0849249、EP-A-0849250、EP-A-0999198和EP-A-1002785中已描述了在铱催化剂和钌助催化剂存在下，通过羰基化甲醇来制备乙酸。在这种液相羰基化工艺中，可通过以下步骤回收乙酸产物从羰基化反应器中抽出液体羰基化组合物，组合物经过一个或多个分离段以回收乙酸产物并将组合物的其他组分返回羰基化反应器。EP-A-0728729涉及纯化通过液相羰基化得到的羧酸部分的工艺，通过一氧化碳不存在时或一氧化碳分压小于羰基化反应的分压时与碘化物接触，将其中易挥发的铱和/或易挥发的共助催化剂(co-promoter)(例如钌、锇和铼)杂质转变为不挥发的形式。文中陈述一氧化碳分压可为0至5bar，优选小于0.25bar。未考虑在液体反应组合物中添加膦酸酯化合物。仍然需要一种可供选择的和/或改进的羰基化工艺，其中可减小在乙酸回收段和任选的另外的反应区中的一氧化碳分压。在产物回收时减小一氧化碳分压可使羰基化工艺的碳效率(carbon efficiency)增加。现已发现，通过在用于乙酸制备的铱催化的羰基化工艺中使用某些双膦酸酯化合物，可减小乙酸回收段的一氧化碳分压。另外，在用于乙酸制备的铱催化的羰基化工艺中使用某些双膦酸酯化合物，使得反应中可以使用高浓度的助催化剂，导致氢和/或二氧化碳副产物形成减少及反应速率增加。因而，根据本专利技术，提供了通过在羰基化反应器内于液体反应组合物中羰基化甲醇和/或其活性衍生物来制备乙酸的工艺，所述液体反应组合物包含铱羰基化催化剂、甲基碘、乙酸甲酯、水、乙酸，及至少一种选自钌、铼和锇的助催化剂，其特征在于反应组合物中还存在具有下式的双膦酸酯化合物 其中R1、R2、R3、R4独立地是氢或有机官能团；Y是任选取代的C1-C10的亚烷基或C6-C10的芳基。本专利技术还提供了乙酸的制备工艺，该工艺包含以下步骤(1)在羰基化反应器内于液体反应组合物中羰基化甲醇和/或其活性衍生物，所述液体反应组合物包含铱羰基化催化剂、甲基碘、乙酸甲酯、乙酸、水，至少一种选自钌、铼和锇的助催化剂，和具有下式的双膦酸酯化合物 其中R1、R2、R3、R4独立地是氢或有机官能团；Y是任选取代的C1-C10的亚烷基或C6-C10的芳基；(2)将液体反应组合物与溶解的和/或夹带的一氧化碳及其他气体一起从所述羰基化反应器中抽出；(3)任选使所述抽出的液体反应组合物通过一个或多个另外的反应区以消耗至少一部分溶解的和/或夹带的一氧化碳；(4)来自步骤(2)和任选步骤(3)的所述组合物进入一个或多个闪蒸分离段，以形成(i)包含可冷凝组分和低压尾气的蒸汽部分，所述可冷凝组分包含乙酸产物和包含一氧化碳及抽出的液体羰基化反应组合物中溶解和/或夹带的其他气体的低压尾气，和(ii)包含铱羰基化催化剂、助催化剂和乙酸溶剂的液体部分；(5)从所述低压尾气中分离可冷凝组分；及(6)将液体部分从闪蒸分离段循环到羰基化反应器。有利地，即使在低一氧化碳分压时，在乙酸的制备工艺中使用本专利技术的双膦酸酯化合物也可减少所产生的丙酸副产物的量。此外，在用于乙酸制备的铱催化的羰基化工艺中使用某些双膦酸酯化合物，在产物回收时在低一氧化碳分压下，改进了催化剂体系(催化剂和助催化剂)的稳定性。因而，本专利技术还提供具有下式结构的双膦酸酯化合物的用途 其中R1、R2、R3、R4独立地是氢或有机官能团；Y是任选取代的C1-C10的亚烷基或C6-C10的芳基，其在乙酸的制备过程中减少副产物丙酸的量和/或稳定催化剂体系，所述的工艺包括以下步骤(a)在羰基化反应器内于液体反应组合物中羰基化甲醇和/或其活性衍生物，所述液体反应组合物包含铱羰基化催化剂、甲基碘、乙酸甲酯、水、乙酸，及至少一种选自钌、铼和锇的助催化剂，将液体反应组合物与溶解的和/或夹带的一氧化碳及其他气体一起从所述羰基化反应器中抽出；(b)任选使所述抽出的液体反应组合物通过一个或多个另外的反应区以消耗至少一部分溶解的和/或夹带的一氧化碳；(c)来自步骤(2)和任选步骤(3)的所述组合物进入一个或多个闪蒸分离段，以形成(i)包含可冷凝组分和低压尾气的蒸汽部分，所述可冷凝组分包含乙酸产物和包含一氧化碳及抽出的液体羰基化反应组合物中溶解和/或夹带的其他气体的低压尾气，和(ii)包含铱羰基化催化剂、助催化剂和乙酸溶剂的液体部分；(d)从所述低压尾气中分离可冷凝组分；(e)将液体部分从闪蒸分离段循环到羰基化反应器中。适宜的有机官能团(R1、R2、R3或R4)是非取代或取代的烃基，例如非取代或取代的烷基、芳基或环烷基。适宜的烃基是诸如C1至C15烷基的烷基基团或诸如C6至C10芳基的芳基基团。烃基可被一个或多个取代基取代。适宜的取代的烃基可以是被-NH2、-NO2、-SH、卤素、-CO2R5、-COR6、-OR7、-COX、-CSX1、-CN、-NCS或-NCO中的一个或更多取代的C1至C10烷基基团或C6至C10芳基基团，其中R5、R6和R7独立地是氢，非取代或取代的诸如C1-C10烷基或C6至C10芳基的烃基，任选被一个或多个诸如氧、氮或硫的杂原子取代；X和X1独立地选自-NH2、-NO2、-SH、氢、-CH3、-(CH2)nX2、卤素、-CO2R8、-COR9、-COX3、-CSX4、-CN、-NCS或-NCO，其中R8和R9的定义同R5或R6或R7，且X2、X3和X4的定义同X或X1；n是1-10。适宜的取代的烃基可以是-(CH2)nX5、-CHX6X7、CX8X9X10，其中n是1-10，X5、X6、X7、X8、X9和X10的定义同X或X1。有机官能团可包含氮、氧、硫原子或它们的组合。适宜的有机官能团可以是-CO2R10、-SO2R11、-COR12、-COX11、-CSX12、-CN、-NCS或-NCO，其中R10、R11、R12的定义同R5或R6或R7；X11和X12的定义同X或X1。适宜的是，其中有机官能团是诸如C6-C10芳基的芳基基团时，其可被诸如硫、氧、氮的一个或多个杂原子取代或被它们联合取代。优选地，R1-R4各自是氢或各自是C1-C15烷基基团，诸如-CH3或-CH(CH3)2基团。Y是任选取代的C1-C10亚烷基基团，例如C3-C10环烷基基团；或Y是任选取代的C6-C10芳基基团。(环)烷基或芳基基团可被一个或多个诸如定义同上述X或X1的取代基取代。Y优选是非取代的C1-C10亚烷基基团，例如-CH2、-(CH2)2-、C3-C10环烷基；或取代的C6-C10芳基，例如取代的苯。Y最优选是1，2二取代的苯或C3-C10的环烷基基团。适宜的R1-R4各自是氢，或各自是C1-C15烷基基团，例如-CH3或-CH(CH3)2基团；且Y是非取代的C1-C10亚烷基基团，例如-CH2、-(CH2)2-，或任选取代的C3-C10环烷基基团或任选取代的诸如取代的苯的C6-C10芳基，例如1，2二取代的苯环。合适的双膦酸酯化合物是四异丙基1，2亚乙基二膦酸酯(tetraisopropyl 本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过在羰基化反应器内于液体反应组合物中羰基化甲醇和／或其活性衍生物来制备乙酸的工艺，所述液体反应组合物包含铱羰基化催化剂、甲基碘、乙酸甲酯、水、乙酸，及至少一种选自钌、铼和锇的助催化剂，其特征在于反应组合物中还存在具有式（Ⅰ）的双膦酸酯化合物，＊＊＊其中Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］、Ｒ↑［４］独立地是氢或有机官能团；Ｙ是任选取代的Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］亚烷基或Ｃ↓［６］－Ｃ↓［１０］芳基。

【技术特征摘要】
GB 2002-6-6 0212974.01.通过在羰基化反应器内于液体反应组合物中羰基化甲醇和/或其活性衍生物来制备乙酸的工艺，所述液体反应组合物包含铱羰基化催化剂、甲基碘、乙酸甲酯、水、乙酸，及至少一种选自钌、铼和锇的助催化剂，其特征在于反应组合物中还存在具有式(I)的双膦酸酯化合物， 其中R1、R2、R3、R4独立地是氢或有机官能团；Y是任选取代的C1-C10亚烷基或C6-C10芳基。2.根据权利要求1的工艺，其中该工艺还包括下述的步骤(a)将液体反应组合物与溶解的和/或夹带的一氧化碳及其他气体一起从所述羰基化反应器中抽出；(b)任选使所述抽出的液体反应组合物通过一个或多个另外的反应区以消耗至少一部分溶解的和/或夹带的一氧化碳；(c)来自步骤(a)和任选步骤(b)的所述组合物进入一个或多个闪蒸分离段，以形成(i)包含可冷凝组分和低压尾气的蒸汽部分，所述可冷凝组分包含乙酸产物和包含一氧化碳及抽出的液体羰基化反应组合物中溶解和/或夹带的其他气体的低压尾气，和(ii)包含铱羰基化催化剂、助催化剂和乙酸溶剂的液体部分；(d)从所述低压尾气中分离可冷凝组分；及(e)将液体部分从闪蒸分离段循环到羰基化反应器。3.根据权利要求1或权利要求2的工艺，其中R1、R2、R3、R4独立地是选自非取代的烃基和取代的烃基的有机官能团。4.根据权利要求1或权利要求2的工艺，其中R1、R2、R3、R4各自是氢或非取代的烃基。5.根据权利要求4的工艺，其中非取代的烃基各自是-CH3-基团或CH(CH3)2-基团。6.根据权利要求1至5中的任何一项的工艺，其中Y是选自非取代的C1-C10亚烷基基团、任选取代的C6-C10芳基和任意非取代的C3-C10环烷基。7.根据权利要求6的工艺，其中非取代的C1-C10亚烷基基团选自-CH2-、(CH2)2-。8.根据权利要求6的工艺，其中任选取代的C6-C10芳基是取代的苯。9.根据权利要求1或权利要求2的工艺，其中Y选自非取代的C1-C10亚烷基基团、任选取代的C3-C10环烷基和任选取代的C6-C10芳基，且R1、R2、R3、R4各自是氢或各自是非取代的烃基。10.根据权利要求8的工艺，其中非取代的烃基各自是甲基基团。11.根据权利要求1或权...

【专利技术属性】
技术研发人员：DJ劳，
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]