[发明专利]净化乙酸和使酸酐水合的方法

说明书

通过在塔中蒸馏工艺料流来净化乙酸的方法，其中在该塔的下部形成乙酸酐。从该塔取出的产物料流包含乙酸，浓度不大于0.2wt％的水，和浓度不大于600wppm的乙酸酐。该方法进一步包括使该产物料流中的乙酸酐水合，来形成包含浓度不大于50wppm的乙酸酐的净化的乙酸产物。

优先权要求

本专利申请要求2015年11月13日提交的美国申请62/255,060和2016年11月10日提交的美国申请15/348,466的优先权，其公开内容整体上通过参考引入本文。

发明领域

本发明涉及生产乙酸的方法，特别是在产物料流中使乙酸酐水合来形成净化包含浓度不大于50wppm的乙酸酐的乙酸产物的改进的方法。

发明背景

在目前使用的合成乙酸的方法中，商业上最有用的方法之一是用一氧化碳来催化羰基化甲醇，如美国专利3,769,329所教导的，其整体上通过参考引入本文。羰基化催化剂包含铑，其与含卤素催化剂促进剂例如碘甲烷一起溶解或以其他方式分散在液体反应介质中或者负载于惰性固体上。铑可以以多种形式中的任一种引入反应系统中。同样，因为卤化物促进剂的性质通常不是关键的，所以可以使用大量的合适的促进剂，其大部分是有机碘化物。最典型和有用地，通过将一氧化碳气体连续鼓泡穿过催化剂溶解在其中的液体反应介质来进行反应。

一种广泛使用和成功的合成乙酸的商业方法包括用一氧化碳催化羰基化甲醇。催化剂包含铑和/或铱和卤素促进剂，典型地是碘甲烷。通过使一氧化碳连续鼓泡穿过催化剂溶解在其中的液体反应介质来进行反应。反应介质包含乙酸、乙酸甲酯、水、碘甲烷和催化剂。羰基化甲醇的商业方法包括美国专利3,769,329中描述的那些。另一常规甲醇羰基化方法包括Cativa^TM方法，Jones，J.H.(2002)，“The Cativa^TM Process for the Manufactureof Acetic Acid”，Platinum Metals Review，44(3):94-105中讨论了该方法，其整个内容通过参考引入本文。

在铑催化剂存在下羰基化醇来产生碳原子数比该醇多一个的羧酸的AO^TM方法公开在美国专利5,001,259；5,026,908；和5,144,068；和EP0161874中，其整个内容通过参考引入本文。如其中公开的，在含有乙酸甲酯(MeAc)、卤甲烷特别是碘甲烷(MeI)和以催化有效浓度存在的铑的反应介质中，由甲醇来生产乙酸。这些专利公开了，通过在反应介质中保持至少有限浓度的水例如0.1wt％，和规定浓度的碘离子(超过作为碘化氢存在的碘离子)以及催化有效量的铑，可以将羰基化反应器的催化剂稳定性和生产率保持在高水平，甚至在非常低的水浓度，即4重量％，或者更低时(尽管现有技术实践是保持约14-15wt％水)。这种碘离子是简单盐，并且优选碘化锂。可以例如通过添加乙酸锂、碳酸锂、氢氧化锂或与反应介质相容的其他阴离子锂盐来原位形成该盐。这些专利教导了，乙酸甲酯和碘盐的浓度为影响甲醇羰基化来产生乙酸的速率的主要参数，特别是在低反应器水浓度时。通过使用相对高浓度的乙酸甲酯和碘盐，实现了高度的催化剂稳定性和反应器生产率，甚至当液体反应介质包含低至0.1wt％的有限浓度的水时。此外，所用反应介质改进了铑催化剂的稳定性，即抗催化剂沉淀性，特别是在方法的产物回收步骤过程中。在这些步骤中，蒸馏来回收乙酸产物倾向于从催化剂中除去一氧化碳，其在反应容器中保持的环境中是一种配体，对铑具有稳定效应。

美国专利5,144,068公开了一种通过在含有铑(Rh)催化剂和包含水、乙酸、碘甲烷和乙酸甲酯的液体反应介质中，使甲醇与一氧化碳反应来生产乙酸的方法，其中通过在所述反应过程中，在所述反应介质中保持0.1wt％-14wt％的水以及(a)有效量2wt％-20wt％的选自碘盐的催化剂稳定剂，其在反应温度以有效浓度可溶于所述反应介质中，(b)5wt％-20wt％的碘甲烷，和(c)0.5wt％-30wt％的乙酸甲酯，来保持该反应中的催化剂稳定性。合适的碘盐可以是季化的碘盐或者周期表第IA族和第IIA族金属的碘盐。