[发明专利]萃取塔和使用其的方法

说明书

发明领域

本文中描述的实施方案总体上涉及在羧酸生产中使用的酸催化剂的回收和循环中利用一个或多个萃取塔的方法和系统。所述羧酸可以是通过烯烃或者烯烃混合物的加氢羧化生产的新酸。

背景

包括三烷基乙酸在内的新酸一般是具有至少一个羧基和至少一个直接连接到四个其它碳原子的碳的羧酸。新酸的盐和其它衍生物通常是非常稳定的，这主要是由于它们的分子结构所提供的空间位阻。特别地，在所述α取代的碳原子上的烷基基团生产空间效应并阻碍所述新酸或者其衍生物发生反应的能力。结果，新酸或它们的衍生物具有广泛的工业应用，例如聚合物和聚合物添加剂，医药品，农业化学品和除草剂/杀虫剂，化妆品，金属加工和金属萃取流体，乙烯基化学品制造，催化剂载体和催化剂添加剂，芳香化学品，燃料，润滑剂，粘合剂，齿轮箱流体，液压流体，轮胎制造，电和电子应用等。常见的新酸衍生物包括酰氯，过酸酯，金属盐，乙烯基酯，和缩水甘油基酯。

两种工业方法已经被用于以大的商业规模生产新酸。第一种方法通常被称为Shell′s叔羧酸方法，第二种方法通常被称为Exxon方法。每种生产方法的示意图和描述可以见“羧酸(三烷基乙酸)”，Johnson等人，Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology，第四版，第5卷，192-206页。特别地，所述Exxon方法通常可以包括反应，脱气，催化剂回收，和分馏。两种方法都在连续搅拌釜反应器中使用作为起始原料的烯烃、一氧化碳(CO)和酸催化剂来生产羧酸。典型的反应条件包括40－100°C和70－100巴一氧化碳压力，采用比例为1：1：1的H₃PO₄/BF₃/H₂O(Shell)或者BF₃·2H₂O(Exxon)。

背景参考文件包括美国专利号3,061,621；3,068,256；3,349,107；3,527,779；4,256,913；4,311,851；4,518,798；5,241,112；6,677,481；6,717,010；6,881,859；6,919,474；美国专利申请公布号2005/0197507；GB 1,167,116；GB 1,174,209；和EP 0 590 087 B。

由于所采用的催化剂，一系列洗涤步骤和沉降鼓通常被主要用于从粗羧酸反应器流出物回收和循环催化剂和辅助地用于从粗羧酸反应器流出物除去金属和其它催化剂组分，例如残余的盐和腐蚀副产物。尽管所述过去的令人满意的方法，在脱除这些材料方面的改进仍是高度希望的。

概述

在一类实施方案中，本发明提供了包括以下步骤的方法：从一个或多个反应器获得反应器流出物，该反应器流出物包含至少一种新酸、至少一种催化剂、至少一种催化剂盐、至少一种催化剂和至少一种新酸的至少一种配合物和它们的混合物中的一种或多种的混合物；使所述反应器流出物通过至少一个萃取塔；使所述混合物的至少一部分与水接触；从所述混合物中分离所述新酸的至少一部分，以形成至少一种分离的新酸；和回收所述至少一种分离的新酸；其中所述至少一个萃取塔包含操作至少两个萃取的两个或更多个相。

在另一类实施方案中，本发明提供了包括以下设备的系统：(a)至少一个用于生产至少一种新酸的反应器；和(b)包含操作至少两个萃取的两个或更多个相的至少一个萃取塔。

在本文中也公开和要求保护了包括前述方法和系统的变例的实施方案。

附图简要说明

图1是针对新酸的制备的简化流程图。

图2是萃取塔的一个实例，显示了在静止的和混合的环境中的各种相。

图3是用于新酸生产的、包括催化剂回收和循环的两塔结构设计的代表。

图4是用于新酸生产的、包括催化剂回收和循环的单塔结构设计的代表。

详细描述

在公开和描述本发明的化合物、组分、组合物、器件、设备、结构、示意图、系统和/或方法之前，应该明白，除非另外指明，本发明不限于具体的化合物、组分、组合物、器件、设备、结构、示意图、系统、方法等，因此除非另外指明可以改变。还应该明白，本文中使用的术语仅是为了描述具体实施方案的目的，而不意图是限制性的。

还必须注意到，在本说明书和所附权利要求书中使用时，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指示物，除非另外指明。

羧酸生产