[發明專利]以高的轉化率生產乙酸

在審

• 申請號: 201180051212.7
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN103180280A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: G·P·托倫斯;B·霍卡寧;M·O·納特;潘天舒;R·D·謝弗
• 申請（專利權）人: 國際人造絲公司
• 主分類號: C07C51/12
• 分類號: C07C51/12;C07C53/08
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 汪宇偉

優先權要求

本申請涉及2010年9月28日提交的美國申請No.12/892,348的優先權，通過引用將其全部內容和披露并入本文。

發明領域

本發明涉及由一氧化碳生產乙酸的方法，和特別涉及改進的方法，其中使殘余一氧化碳反應形成額外的乙酸，從而改善一氧化碳進料的總轉化率。

發明背景

用于合成乙酸的廣泛使用和成功的商業方法涉及用一氧化碳將甲醇催化羰基化。催化劑含有銥和/或銥與鹵素促進劑，典型地是甲基碘。該反應通過連續地使一氧化碳鼓泡穿過其中溶解有催化劑的液體反應介質來進行。反應介質還包含乙酸甲酯、水、甲基碘和催化劑。甲醇羰基化的常規商業方法包括美國專利No.3,769,329、5,001,259、5,026,908和5,144,068中所述的那些，通過引用將它們的全部內容和披露并入本文。另一種常規甲醇羰基化方法包括Cativa?^TM方法，其描述于Jones,J.H.(2002)，“The?Cativa^TMProcess?for?the?Manufacture?of?Acetic?Acid”，Platinum?Metals?Review,44(3):94-105中，通過引用將其全部內容和披露并入本文。

在甲醇羰基化反應期間，在將粗乙酸產物取入到閃蒸器中時副產物氣體在反應器中發生積累。反應器中這些氣體的積累通常通過從該反應器排出廢氣(off-gas)來控制以使該反應器內的一氧化碳分壓保持在可接受的水平從而使催化劑的活性和穩定性最大化。排出的廢氣可以包含一氧化碳、惰性氣體和副產物氣體，揮發性鹵素促進劑，乙酸，水，未反應的甲醇，和/或乙酸甲酯。在大多數的甲醇羰基化過程中，在一個或多個回收單元中處理廢氣以回收揮發性鹵素促進劑、乙酸、水、未反應的甲醇、和/或乙酸甲酯，并將這些回收的化合物返回到反應器。可以將穿過回收單元出來的氣體進行清洗和/或導向閃蒸器容器來增強催化劑穩定性。回收單元的實例描述于美國公開No.2008/0293996和2009/0270651中，通過引用將它們的全部內容和披露并入本文。

美國專利No.5,917,089公開了可以將來自反應器的“廢氣”與新鮮甲醇一起直接給進到第二反應器中以產生額外的羰基化產物即乙酸。然而，如本領域所已知的，廢氣不是衍生物料流。

純化段(section)對來自反應器的粗乙酸產物進行處理以除去雜質從而提供高質量的乙酸產物。這些可以以痕量存在的雜質，影響乙酸的質量，特別是在所述雜質循環通過反應過程時，這尤其可導致這些雜質隨時間發生積累。除去這些雜質的常規純化技術包括用氧化劑例如臭氧、還原劑例如氫氣、水、甲醇、活性炭、胺等處理乙酸產物料流。可以或者可以不將所述處理與粗乙酸產物的蒸餾組合。典型地，在純化期間，有數個排放口來清洗反應器中形成的不凝性氣體。如美國公開No.2008/0293966（通過引用將其全部內容和披露并入本文）中所述，可以在回收單元中處理排出的氣體以回收輕沸點組分，例如鹵素促進劑。典型地將穿過回收單元的排出氣體（其還含有一氧化碳）進行清洗或放空燃燒(flare)。一氧化碳的損失代表了反應物的損失。

液相甲醇羰基化方法的替代方法描述于美國專利No.6,617,471中，通過引用將其全部內容和披露并入。美國專利No.6,617,471公開了由包含低級烷基醇、產生低級烷基醇的化合物和它們的混合物的反應物生產酯和羧酸的氣相羰基化方法。所述方法包括在羰基化反應器的羰基化區中于氣相條件下使反應物和一氧化碳與催化劑接觸，所述催化劑具有催化有效量的與固體載體材料結合的銥和錫。

鑒于這些參考文獻，需要在粗乙酸產物的純化和分離期間處理排出的氣體以回收反應物且改善乙酸生產效率的方法。

發明概述

本發明是用于生產乙酸的方法。在第一實施方案中，所述方法包括以下步驟：在第一反應器中于有效產生粗乙酸產物的條件下使一氧化碳與甲醇和甲醇衍生物中的至少一種進行反應。所述粗乙酸產物包含乙酸和殘余一氧化碳。所述方法還包括將粗乙酸產物分離成至少一個衍生物料流。所述衍生物料流包含殘余一氧化碳。所述方法還包括以下步驟：在第二反應器中于金屬催化劑上使至少部分所述殘余一氧化碳與甲醇和甲醇衍生物，優選乙酸甲酯中的至少一種進行反應以產生額外的乙酸。優選地，第二反應器是滴流床反應器或固定床反應器，第二反應器中的金屬催化劑包含選自銠、銥、釕、鎳和鈷的至少一種金屬。在優選方面中，一氧化碳的總轉化率大于90%。