[发明专利]用富含乙酸的闪蒸物流将甲醇羰基化的方法与装置

说明书

优先权要求

这一非临时申请要求2008年4月29日提交的相同名称的美国专利申请序列号12/150481的申请日的权益。由此要求美国专利申请序列号12/150481的优先权并且它的公开内容通过参考引入本申请。

技术领域

本发明涉及通过加热闪蒸容器以保持升高的闪蒸蒸气温度，通常大于300℉而提供的具有改进的效率的乙酸制备方法。通过本发明，在粗产物物流内乙酸的相对含量是增加的，消除纯化工艺的瓶颈问题。

背景技术

通过甲醇羰基化生产乙酸是本领域众所周知的。一般来说，甲醇羰基化生产线包括反应器、闪蒸器、纯化和循环。在反应器区段中，在反应器内，甲醇和一氧化碳与铑或铱催化剂在均匀的搅拌的液相反应介质中接触，以产生乙酸。将甲醇从甲醇缓冲罐泵送到反应器中。该方法高度有效，甲醇转化成乙酸的转化率典型地大于99％。与反应器相连的闪蒸容器将抽出物流闪蒸，以便从反应混合物中除去粗产物。将粗产物喂入到纯化区段中，所述纯化区段一般地包括轻馏分或汽提塔，干燥塔，辅助纯化和任选地整理塔。在该方法中，生成含轻馏分，特别是甲基碘、一氧化碳和乙酸甲酯的各种排放物流，并将其喂入到轻馏分回收区段中。用溶剂洗涤这些排放物流，以除去轻馏分，将所述轻馏分返回到体系中或弃置。

在各种参考文献中已经注意到可以或可以不加热在羰基化生产工艺中所使用的闪蒸容器。参见Clode等人的美国专利号5,874,610的第2栏第20-54行；Clode等人的美国专利号5,750,007的第2栏第40-51行；和Clode等人的美国专利号5,990,347的第2栏第50-57行。此外，还参见Yoneda等人的美国专利号6,066,762，它公开了80℃-180℃的闪蒸温度(第16栏第40-44行)。然而，还没有意识到，在乙酸工艺中，可使用在相对窄的范围内的控温，以大大地增加粗产物物流内乙酸的含量。在常规的体系中，典型地绝热地进行闪蒸，和相对于原料物流存在大的温降，这是因为粗产物的蒸发热所致。

发明内容

发明概述

根据本发明，预料不到地发现，适中的热量输入到闪蒸容器内可大大地增加粗产物物流内的乙酸浓度，降低纯化和循环要求。这一发现对本领域技术人员来说不是直观上显然的。在不打算束缚于理论的情况下，认为升高的闪蒸温度将更多的乙酸蒸发，且对闪蒸到粗产物蒸气物流的轻馏分(甲基碘、乙酸甲酯)的数量具有很小的影响。

因此，在本发明的一方面中，提供生产乙酸的羰基化方法，该方法包括：(a)在第VIII族金属催化剂和甲基碘促进剂存在下，将甲醇或其反应性衍生物羰基化，以生产包括乙酸、水、乙酸甲酯和甲基碘的液体反应混合物；(b)将该液体反应混合物喂入到保持在减压下的闪蒸容器内；(c)加热闪蒸容器，同时并流闪蒸反应混合物，以生产粗产物蒸气物流，其中选择该反应混合物，并控制流入到闪蒸容器内的反应混合物的流速以及供应到闪蒸容器内的热量，以便粗产物蒸气物流的温度保持在大于300℉的温度下，和在粗产物蒸气物流内的乙酸浓度大于该物流的70重量％。

根据下述讨论，本发明的进一步的细节和优点将变得显而易见。

附图说明

以下参考附图，详细地描述本发明，其中相同的数字指示相同的部件。在附图中：

图1是显示具有纯化作用的甲醇羰基化装置的示意图；

图2是显示反应器和闪蒸容器的替代配置的示意图，其中提供换热器用以从反应器提供热量到闪蒸器和在反应器与闪蒸器之间的转化器容器中；

图3是用图解方式举例说明图1和2的装置的操作的流程图；

图4是作为闪蒸器温度的函数显示粗产物蒸气浓度的图表；

图5是举例说明闪蒸液体的组成对闪蒸器温度的绘图；

图6是在闪蒸蒸气内各组分的归一化质量流速对闪蒸温度的绘图；

图7是各种物流的质量流速对闪蒸温度的绘图；和

图8是举例说明加热的闪蒸器能耗和成本对温度的绘图。

详述

以下参考仅用于例证和举例说明目的的许多实施方案，详细地描述本发明。在所附权利要求书内列出的在本发明的精神和范围内对特定实施方案的改进对本领域技术人员来说是显而易见的。

除非以下更具体地定义，此处所使用的术语以其通常含义给出。％，ppm和类似术语是指重量百分比和按重量计的百万分之几份，除非另有说明。

“减压”是指比反应器容器低的压力。

经历闪蒸的“类似”物流是指相同组成的原料物流，所述原料物流得到具有与闪蒸蒸气内的乙酸相同流速的产物物流。参见表1-7。