[发明专利]甲醇羰基化合成醋酸过程中乙醛含量的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及甲醇羰基化合成醋酸的生产工艺，尤其涉及甲醇羰基化合成醋酸过程中，主要的还原高锰酸盐化合物“乙醛”含量的控制方法，属于有机合成化工技术领域。

背景技术

目前工业化生产醋酸的方法中，最有效的为1973年10月30日授予Paulik等的美国专利3,769,329所描述的甲醇与CO的羰基化作用。在1991年3月19日颁发的美国专利5,001,259，1991年6月25日颁发的5,026,908，1992年9月1日颁发的5,144,068和1992年7月1日公布的欧洲专利EP0,161,874B2中，公开了在铑催化剂存在下，将醇羰基化制造碳原子数比醇多一个的羧酸的工艺技术。

这些专利中指出了在反应体系为低水浓度4％重量或更低(一般工业化水为14～15％重量)条件下催化剂稳定性和反应速率保持在较高的水平，即在较低的水浓度下催化剂并不发生沉淀，其催化剂主要以羰基化形态存在，并且在催化剂体系中含有相当多的简单碘化物，优选为碘化锂。在这样低水浓度下制造乙酸，增加了存在于乙酸产品中的痕量杂质，如还原高锰酸盐化合物、丙酸等，降低醋酸还原高锰酸盐时间的化合物主要为羰基化合物和不饱和羰基化合物。

本发明涉及的减少或去除还原高锰酸盐化合物(PRC’S)，其首先主要为副反应所产生的乙醛，以及由乙醛进一步反应生成的饱和及不饱和的醛酮和多碳烷基碘等，这些化合物的存在会限制醋酸产品的工业用途，如甲基碘的存在会使醋酸在制造醋酸乙烯酯时使催化剂中毒。美国专利5,783,731用胺化合物处理有机物流，胺与乙醛反应形成肟，然后进行蒸馏分离纯化醋酸，这增加了工艺成本并且会引入新的杂质，同时蒸馏难以除去一些与乙酸沸点接近的还原高锰酸盐时间的杂质。因此，可行的办法中，美国专利5,756,836公开了一种通过将反应溶液中的乙醛浓度调节低于1500ppm来制造高纯醋酸的方法，通过控制乙醛生成的浓度来抑制杂质的生成，再通过蒸馏来获得高纯醋酸产品。

1995年4月12日欧洲专利EP0,487,284公开了醋酸产物中存在的杂质通常聚集于轻馏分塔顶的馏出物中，因此用胺化合物处理塔顶馏出物而生成肟衍生物，肟衍生物可以通过蒸馏与其余的塔顶馏出物分离，从而可以提高醋酸产品的质量。欧洲专利EP0,687,662A2与美国专利5,625,095提出使用单级或多级蒸馏去除乙醛，从而在反应器保持400ppm以下的乙醛浓度。EP0,687,662和美国专利5,625,095提出控制反应条件从而控制乙醛的生成，但却生成较多的丙酸副产物。

发明内容

本发明是针对现有技术存在的不足，提供一种甲醇羰基化合成醋酸过程中乙醛含量的控制方法，以减少或去除甲醇羰基化反应制醋酸产物的过程中形成的还原高锰酸盐的化合物(PRC`S)，提高甲醇羰基化合成醋酸成品的质量。

为实现本发明的目的，甲醇羰基化合成醋酸过程中乙醛含量的控制方法，以VIII族金属作为羰基化催化剂，由甲醇与CO进行羰基化反应生成醋酸，其特征在于：主反应系统中，羰基化物料闪蒸后，经过轻组分塔分离形成易挥发相，该易挥发相经冷凝分离形成“轻相”和“重相”，其中“轻相”全部或部分被引入蒸馏塔进行蒸馏，自塔顶获得包含乙醛和甲基碘的塔顶馏出物，自塔底获得包含甲基碘、醋酸和水的塔底回流物；所述塔顶馏出物经过冷凝器冷凝之后，用水进行萃取，含有乙醛的萃取液外排并另处理，而萃余液则与所述塔底回流物一起返回主反应系统，与余留的“轻相”继续完成后续处理各工序过程。

进一步地，上述的甲醇羰基化合成醋酸过程中乙醛含量的控制方法，其中：在萃取时，水和物料的温度为0～15℃，萃取压力为50～200KPa。

更进一步地，上述的甲醇羰基化合成醋酸过程中乙醛含量的控制方法，其中：所述蒸馏塔的操作参数以及萃取过程的水的进料速率，是通过快速化学测定反应区的还原高锰酸盐化合物的浓度，并最终由醋酸成品的还原高锰酸盐时间来确定，以减少甲基碘等助催化剂的损失。

本发明的技术优点——尤其是与美国塞拉尼斯国际公司的专利相比，主要有以下几点：

1、虽然都是通过蒸馏分离初分塔的轻相来分离乙醛组分，但控制目的和控制的过程截然不同，塞拉尼斯公司通过分离塔分离乙醛只是尽可能地脱除乙醛；而本申请是根据反应釜和成品中还原性物质的含量的变化来控制操作条件，尽可能把物料中的其它助催化剂返回到系统中。

2、塞拉尼斯公司通过测定蒸馏出的物料密度来估算物料中的乙醛含量；本申请是通过快速化学分析法来精确控制物料中的乙醛含量。