[发明专利]从生产乙酸的中间产物中除去烃杂质

说明书

发明领域

本发明涉及乙酸的制备。更具体而言，本发明涉及一种从生产乙酸的中间产物中除去烃杂质的方法。

发明背景

乙酸在商业上通过甲醇羰基化生产。在1970年以前，使用钴催化剂制备乙酸。1970年，Monsanto开发了碘化羰基铑催化剂。铑催化剂比钴催化剂显著地更具活性，其允许较低的反应压力和温度。最重要地，铑催化剂对乙酸有高的选择性。

与原始的Mnosanto方法有关的一个问题是，在反应器中需要大量的水(约14％)经由水煤气变换反应产生氢气。水和氢气需要与沉淀的Rh(III)和无活性的[Rh₄(CO)₂]反应，以再生活性的Rh(I)催化剂。该大量的水增加了高腐蚀性并引发工程问题的碘化氢的量。此外，从乙酸产物中除去大量的水成本高。

在70年代末，Celanese通过将碘化锂盐加入羰基化反应来改变羰基化方法。碘化锂盐通过将产生无活性Rh(III)物质的副反应最小化来增加催化剂稳定性，因此减少了需要的水量。然而，高浓度的碘化锂盐促进反应器容器的应力破裂腐蚀。而且，碘盐的使用增加了乙酸产物中的碘化物杂质。

在90年代初，Millennium Petrochemicals开发了一种不使用碘化物盐的新铑羰基化催化剂体系。该催化剂体系使用一种五价VA族氧化物例如三苯基氧化膦作为催化剂稳定剂。Millennium催化剂体系不仅减少了所需水量，而且提高了羰基化速率和乙酸产率。参见美国专利号5,817,869。

工业上仍面临的一个挑战是从甲醇羰基化反应中除去烃杂质，例如烷烃和芳烃。从乙酸中除去烷烃的方法是已知的。例如，美国专利号4,102,922公开了一种烷烃除去方法。依据‘922专利，将含有碘甲烷、乙酸、水和烷烃的重相滑流(slip stream)进到烷烃蒸馏塔中，塔顶温度约75℃和塔底温度约142℃。塔底温度运行显著高于塔顶，以便使损失到塔底流中的碘甲烷最小化。将主要含有碘甲烷的烷烃蒸馏塔顶馏出物循环到反应段。将含有约50％乙酸和约40％烷烃的塔底流作为废物从体系里除去。与该方法有关的一个问题是，由于塔底温度高，低沸点烷烃(例如2-甲基戊烷)与塔顶碘甲烷一起出来。这导致反应体系中低沸点烷烃增加，因为塔顶碘甲烷循环到羰基化反应中。

需要一种将乙酸生产过程中的烷烃和其它烃杂质除去的新方法。理想地，该方法可有效除去乙酸生产过程中的高沸点和低沸点烃杂质两者。

发明概述

本发明是一种从生产乙酸的中间产物中除去烃杂质的方法。该方法包括用烃萃取剂萃取中间产物以形成含有烃杂质和萃取剂的轻相以及含乙酸的重相。优选对含碘甲烷、乙酸和烃杂质的烷烃蒸馏塔底流进行萃取。

发明详述

烃杂质由甲醇羰基化的副反应产生。烃杂质的实例包括烷烃、烯烃和芳烃。甲醇羰基化反应中常见的烷烃杂质是C₃-C₁₂烷烃，包括丙烷、丁烷、戊烷、2-甲基丁烷、2，3-二甲基丁烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、己烷、辛烷、癸烷、环己烷等及其混合物。常见烯烃包括丙烯、丁烯、辛烯等及其混合物。常见芳烃包括苯、正丙苯、甲苯、二甲苯等及其混合物。

羰基化反应在羰基化催化剂和催化剂稳定剂存在下进行。合适的羰基化催化剂包括乙酸工业中已知的那些。合适的羰基化催化剂的实例包括铑催化剂和铱催化剂。

例如，美国专利号5,817,869教导了合适的铑催化剂。合适的铑催化剂包括铑金属和铑化合物。优选地，铑化合物选自铑盐、氧化铑、醋酸铑、有机铑化合物、铑配位化合物等及其混合物。更优选地，铑化合物选自Rh₂(CO)₄I₂、Rh₂(CO)₄Br₂、Rh₂(CO)₄Cl₂、Rh(CH₃CO₂)₂、Rh(CH₃CO₂)₃、[H]Rh(CO)₂I₂等及其混合物。最优选地，铑化合物选自[H]Rh(CO)₂I₂、Rh(CH₃CO₂)₂等及其混合物。