專利名稱：利用重相密度測定在乙酸生產(chǎn)中進(jìn)行過程控制的制作方法
發(fā)明的背景發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及在乙酸制造中改進(jìn)過程控制的方法，以及利用改進(jìn)后的過程控制進(jìn)行乙酸制造的方法。
相關(guān)技術(shù)現(xiàn)在使用的合成乙酸的方法中，工業(yè)上最有用的方法之一是美國專利3,769,329公開的使用一氧化碳的甲醇催化羰基化。該專利公開了溶解于或分散于液體反應(yīng)介質(zhì)中或負(fù)載在惰性固體之上的基于銠的羰基化催化劑以及以碘甲烷為例的含鹵素助催化劑的應(yīng)用。但是，各種催化體系(特別是含第VIII族金屬的催化體系)可以用于通過甲醇的羰基化生產(chǎn)乙酸。一般而言，羰基化反應(yīng)是在將催化劑溶解于液體反應(yīng)介質(zhì)(一氧化碳?xì)怏w在其中連續(xù)鼓泡)中的條件下進(jìn)行的。根據(jù)美國專利3,769,329的公開，可以把水加入反應(yīng)混合物中以對反應(yīng)速度發(fā)揮有利作用，水的濃度一般約為14-15重量％。這就是所謂“高水”羰基化方法。
相對于“高水”羰基化方法的另一可選項(xiàng)是“低水”羰基化方法，見美國專利5,001,259、5,026,908和5,144,068。在“低水”羰基化方法中可以使用低于14重量％、甚至低于10％重量％的水濃度。低水濃度的使用簡化了下游的將所期望的羧酸加工成其冰羧酸形式的過程。
根據(jù)美國專利5,144,068的公開，在低水濃度下，羰基化反應(yīng)器中的乙酸甲酯的濃度和用于穩(wěn)定銠催化劑的碘鹽的濃度之間具有協(xié)同效應(yīng)。該文還指出，將反應(yīng)器操作于高濃度乙酸甲酯下的一個(gè)出人意料的的優(yōu)點(diǎn)是非所希望的反應(yīng)產(chǎn)物的形成的減少。特別是丙炔酸被成數(shù)量級地減少。水煤氣輪換反應(yīng)形成的二氧化碳和氫也被減少。
為了控制乙酸生產(chǎn)過程，已經(jīng)提出了各種各樣的方法。例如，美國專利5,474,774公開了甲醇羰基化為乙酸所使用的反應(yīng)器-閃蒸器組合中的液面的控制系統(tǒng)。液面的控制由按比例改變分別源自反應(yīng)器和閃蒸器的液體流速的比例控制器或其它控制器來完成?？梢允怯眯盘柊l(fā)生器調(diào)整液面控制器以改變流速，所述信號發(fā)生器根據(jù)甲醇進(jìn)料速度改變與源自反應(yīng)器和閃蒸器的液流流速之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)函數(shù)調(diào)整流速。
歐洲專利申請EP 1 002 785 A1描述了一種乙酸生產(chǎn)方法，其中通過監(jiān)控甲醇和/或其反應(yīng)衍生物對被轉(zhuǎn)化成乙酸的一氧化碳的比例，并調(diào)整甲醇和/或反應(yīng)衍生物的進(jìn)料速度以作為響應(yīng)，使液體反應(yīng)組合物中乙酸甲酯的濃度維持在預(yù)定值。
美國專利6,103,934公開了一種帶有控制過程的乙酸生產(chǎn)方法，該方法使用紅外分析器測定各種反應(yīng)器組分(特別是活性催化劑物質(zhì)、碘甲烷、水和乙酸甲酯)的濃度，作為其響應(yīng)，調(diào)整催化劑物質(zhì)、碘甲烷和水的濃度，以控制乙酸反應(yīng)。
美國專利6,255,527 B1公開了一個(gè)具有控制一氧化碳向反應(yīng)器的流動(dòng)的方法的乙酸生產(chǎn)系統(tǒng)，所述方法通過以下進(jìn)行測定通過控制閥流動(dòng)的一氧化碳，進(jìn)行背景計(jì)算以得到一氧化碳流速的時(shí)間平均值，確認(rèn)最大一氧化碳流速；控制一氧化碳流速以使之不超過計(jì)算得到的最大流速。
此處提到的所有專利和出版物的全文通過引用結(jié)合于此。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及通過甲醇催化羰基化生產(chǎn)乙酸的過程中的反應(yīng)器條件監(jiān)測和控制方法。本發(fā)明的方法包括測定羰基化過程純化系統(tǒng)中輕餾份蒸餾塔的重相的密度。該密度測定用于調(diào)整甲醇進(jìn)料和/或調(diào)整反應(yīng)區(qū)的溫度以優(yōu)化反應(yīng)器條件。該密度測定還可以用于調(diào)整反應(yīng)器系統(tǒng)的其它參數(shù)。本發(fā)明還涉及基于上述過程控制過程的乙酸生產(chǎn)系統(tǒng)。
按照本發(fā)明，重相密度的監(jiān)控可以在接近取出樣品的時(shí)刻進(jìn)行或者以在線的方式進(jìn)行。在線監(jiān)測指通過將密度計(jì)傳感器直接插入重相加工容器或?qū)⒅叵嗉庸と芤嚎焖傺h(huán)通過密度計(jì)并隨后將溶液返回過程中對重相進(jìn)行實(shí)時(shí)或基本實(shí)時(shí)的分析。脫機(jī)測量指的是不可逆地從過程中取出重相樣品并隨后在實(shí)驗(yàn)室儀器上進(jìn)行分析。另外，根據(jù)需要進(jìn)行的組分濃度及反應(yīng)參數(shù)的調(diào)整在樣品分析后基本立即進(jìn)行。這種調(diào)整可以作為重相密度測定的響應(yīng)自動(dòng)進(jìn)行。最后，取樣優(yōu)選經(jīng)常進(jìn)行以減少非所希望的偏離最佳反應(yīng)效率的偏移。
本發(fā)明的這些和其他目的將從本發(fā)明的說明書及附圖中變得清楚。
附圖簡述

圖1是典型的乙酸連續(xù)生產(chǎn)過程的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案的設(shè)備布置的圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)乙酸的連續(xù)羰基化方法，特別是用于生產(chǎn)乙酸的甲醇和/或其反應(yīng)性衍生物在催化劑體系存在下羰基化的方法，所述催化劑體系可以包含例如VIII族金屬元素(特別是Rh、Ir、Co、Ni、Ru、Pd或Pt，最常用的是Rh或Ir)、鹵素助催化劑(最常用的是鹵化氫或有機(jī)鹵化物，特別是烷基碘化物、如碘甲烷)、穩(wěn)定劑/共助催化劑(其為周期表IA或IIA族金屬的鹽或者季銨或鏻鹽(phosphosium)，特別是碘化物或乙酸鹽并且最常用的是碘化鋰，或乙酸鋰)。
連續(xù)羰基化方法可以被設(shè)想成包含有三個(gè)基本部分反應(yīng)部分，純化部分和廢氣處理部分。這一方法可由圖1代表。反應(yīng)器4(可以是帶攪拌反應(yīng)釜)在可調(diào)整的升高的溫度和壓力下運(yùn)行。在反應(yīng)器4中進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，從反應(yīng)器中抽出液體反應(yīng)混合物并通入閃蒸罐7中，在此反應(yīng)混合物中大部分輕組份(碘甲烷、乙酸甲酯、未反應(yīng)的甲醇和水)與產(chǎn)物乙酸一起被氣化。然后，蒸氣部分被導(dǎo)入純化部分，而液體部分(含溶解在乙酸中的貴金屬催化劑)和任何剩余的輕組分循環(huán)至反應(yīng)器4。純化部分通常包含第一蒸餾塔13(輕餾分塔)、第二蒸餾塔(干燥塔，未畫出)和第三蒸餾塔(重餾分塔，未畫出)。在輕餾分塔13中，碘甲烷、乙酸甲酯和未反應(yīng)的甲醇以塔頂餾出物的形式與一些水和乙酸一起在料流16中移出。將蒸氣冷凝并在潷析器17中分成兩相，這兩相通常都返回反應(yīng)器。冷凝物中的一相(即上層)是較輕的相18，其主要包含水和乙酸，其中可存在少量乙酸乙酯和碘甲烷。輕相可以從輕相循環(huán)管道22返回反應(yīng)器。另一相(即下層)是重相19，其主要含碘甲烷和乙酸甲酯，其中可存在少量水、甲醇和乙酸。重相可以從重相循環(huán)管道21返回反應(yīng)器。根據(jù)本發(fā)明，提供了用于控制反應(yīng)器組成的反饋數(shù)據(jù)的正是該重相的密度。特別地，本發(fā)明涉及在反應(yīng)器連續(xù)運(yùn)行中檢測該重相的密度作為乙酸甲酯在反應(yīng)區(qū)中的水平的指示器?；谶@一密度測定，可以在乙酸生產(chǎn)中改變連續(xù)羰基化過程以防止非所希望的過程的偏移。
濕乙酸作為支流14從輕餾分塔中流出，并進(jìn)入干燥塔(未畫出)，在此水以塔頂餾出物的形式除去并且基本干燥的乙酸料被從蒸餾區(qū)的底部取出。源自干燥塔的塔頂餾出物水料流循環(huán)入反應(yīng)部分。重液體副產(chǎn)物從重餾分塔的底部排出，而乙酸產(chǎn)物作為支流排出。
在某些化學(xué)過程中，需要檢測化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)展并調(diào)整反應(yīng)物的供給以保證反應(yīng)按希望的進(jìn)行。乙酸的生產(chǎn)就是這樣一種化學(xué)過程。制造乙酸的一種方法，甲醇或其衍生物(如乙酸甲酯或碘甲烷)的羰基化，涉及由前述催化體系引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)。
羰基化已經(jīng)變成了制造乙酸的優(yōu)選途徑。但是，存在著影響該過程的實(shí)施的相互對立的考慮。首先，作為其基礎(chǔ)的反應(yīng)的化學(xué)是復(fù)雜的，牽涉到多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的反應(yīng)、副產(chǎn)品和平衡，所有這些都必須相互一一平衡以使該過程成為可行的并使原料利用的最大化。另外，催化劑體系(如羰基化所需要的銠、銥等的配位化合物)通常是復(fù)雜而昂貴的。再者，羰基化催化劑體系是對任何反應(yīng)參數(shù)的變化都是極其敏感的，而這又反過來影響了催化劑的穩(wěn)定性和活性。
有時(shí)使用手工方法對反應(yīng)器的排出物取樣并應(yīng)用各種實(shí)驗(yàn)室技術(shù)對各組份的濃度進(jìn)行分析。這種過程是費(fèi)力和耗時(shí)的，取樣和樣品的表征之間會有長時(shí)間的間隔。這種樣品表征方法嚴(yán)重限制了對給定的反應(yīng)器的每天的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)目(一般在約6到約12之間)。另外，更重要地，因?yàn)樵谌雍彤a(chǎn)生數(shù)據(jù)之間的延遲，樣品表征所提供的對反應(yīng)器系統(tǒng)的評價(jià)落后于系統(tǒng)實(shí)際狀態(tài)幾個(gè)小時(shí)。為了解決這一問題，已經(jīng)提出了多種方法。例如，使用傅里葉變換紅外光譜儀連續(xù)監(jiān)測反應(yīng)過程中的組分。這種類型的檢測系統(tǒng)公開于美國專利6,103,394中。另外，基于氣相色譜技術(shù)的檢測系統(tǒng)已經(jīng)得到了應(yīng)用。然而，所有這些類型的系統(tǒng)都有顯著的缺點(diǎn)，即把設(shè)備維持在準(zhǔn)確工作狀態(tài)需要高水平的維護(hù)和成本。另外，氣相色譜系統(tǒng)需要相當(dāng)長時(shí)間以分析樣品，這造成了如前所述的加工系統(tǒng)的分析結(jié)果落后于實(shí)際狀態(tài)的情況。
因此，希望找到使更頻繁地監(jiān)測乙酸生產(chǎn)中的化學(xué)反應(yīng)變得容易、從而使反應(yīng)區(qū)中的變化能夠早期探知并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)姆答佉愿淖兎磻?yīng)條件的監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明依據(jù)從反應(yīng)區(qū)之外獲取的分析樣品提供了這種早期檢測能力。按照本發(fā)明對重相密度進(jìn)行測定。重相密度是重相中碘甲烷和乙酸甲酯濃度的函數(shù)。而重相中的碘甲烷和乙酸甲酯的濃度又指示了反應(yīng)區(qū)中乙酸甲酯的濃度。特別地，當(dāng)反應(yīng)區(qū)中乙酸甲酯濃度增高時(shí)，重相密度因?yàn)橛懈嗟囊宜峒柞ケ凰偷捷p餾分蒸餾塔并隨后主要在重相中被濃縮而下降。因?yàn)橐宜峒柞ケ鹊饧淄槊芏刃。?dāng)乙酸甲酯濃度增加時(shí)重相密度就降低。利用這種關(guān)系，本發(fā)明提供了一種方便、安全和相對便宜的方法來連續(xù)監(jiān)測反應(yīng)區(qū)中乙酸甲酯的含量。
本發(fā)明涉及基于由羰基化過程純化部分中輕餾分蒸餾塔的重相密度測定所得到的反饋的連續(xù)羰基化過程的控制。在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，通常按照需求在壓力控制下將一氧化碳和甲醇送入具有包含標(biāo)準(zhǔn)濃度的乙酸甲酯、水和前述催化劑體系、其余為乙酸的液體組合物的反應(yīng)器中。在反應(yīng)器中進(jìn)行羰基化以產(chǎn)生與反應(yīng)液體一起被移出的乙酸。然后按前述回收乙酸。未轉(zhuǎn)化的一氧化碳從反應(yīng)器中排出，在從其中回收可揮發(fā)性組分之后通常被作為廢棄物處理。當(dāng)反應(yīng)器液體中乙酸甲酯濃度(該濃度一般與銠催化劑的應(yīng)用緊密相關(guān))為3重量％或者更少時(shí)，反應(yīng)速度強(qiáng)烈依賴于乙酸甲酯的濃度。在這種情況下，應(yīng)用反應(yīng)溫度來控制反應(yīng)部分的乙酸甲酯濃度一般不會有什么困難。但是，當(dāng)乙酸甲酯濃度接近5重量％或者更大時(shí)，反應(yīng)速度對乙酸甲酯濃度的依賴顯著減小。在這種情況下，反應(yīng)器的乙酸甲酯濃度迅速增加的可能性增大。這種增加會引起下游設(shè)備中的明顯的擾動(dòng)，設(shè)備可能停車，而這是我們不希望的，因?yàn)檫@將中斷生產(chǎn)并產(chǎn)生可能發(fā)生危險(xiǎn)的情況。不穩(wěn)定的反應(yīng)器乙酸甲酯濃度還會導(dǎo)致反應(yīng)器中一氧化碳攝取的不穩(wěn)定。這可能導(dǎo)致處于控制的目的必須排出一氧化碳，而這就會引起一氧化碳轉(zhuǎn)化率方面的損失。因此，在高乙酸甲酯濃度下的反應(yīng)器乙酸甲酯濃度控制是一個(gè)相當(dāng)大的問題。
盡管較高乙酸甲酯濃度下的反應(yīng)器條件控制可能是更困難的，仍然希望在高濃乙酸甲酯條件下運(yùn)行，因?yàn)樵谳^高濃度下已經(jīng)看到了某些有益效應(yīng)。明顯的有益效應(yīng)是可以在較低催化劑濃度下運(yùn)行、減少丙酸的產(chǎn)生、減少水煤氣輪換反應(yīng)從而提高CO效率。在某些情況下，可能希望在乙酸甲酯濃度高達(dá)10重量％甚至更高的條件下運(yùn)行。本發(fā)明允許在此類高乙酸甲酯濃度下的反應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
本發(fā)明通過提供連續(xù)監(jiān)測反應(yīng)器乙酸甲酯濃度并作為對此的響應(yīng)控制反應(yīng)過程以穩(wěn)定乙酸甲酯濃度，提供了防止在生產(chǎn)乙酸的連續(xù)過程中的此類過程偏移的手段。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)區(qū)內(nèi)乙酸甲酯濃度大約2重量％大致相當(dāng)于重相密度在約1.90到約2.0之間。反應(yīng)區(qū)內(nèi)乙酸甲酯濃度4.5重量％時(shí)，重相密度一般會在約1.70到約1.80之間。如上所述，在連續(xù)生產(chǎn)乙酸期間，當(dāng)反應(yīng)區(qū)的乙酸甲酯濃度接近5重量％時(shí)，反應(yīng)器偏移的可能性增加。當(dāng)乙酸甲酯濃度為約6重量％時(shí)，重相密度一般在約1.5到約1.6之間。但是，應(yīng)當(dāng)理解這些僅是一般的參數(shù)。給定運(yùn)行模式下的確切密度取決于反應(yīng)器液體中其他物質(zhì)(例如水和碘甲烷)的濃度以及輕餾分塔的運(yùn)行方式。
表1列出了描述了對應(yīng)于一個(gè)典型乙酸生產(chǎn)系統(tǒng)中測得的重相密度值的、約2.0重量％到約7.0重量％之間的多種乙酸甲酯濃度的一系列數(shù)據(jù)。
表1、重量密度值
這些數(shù)據(jù)表明，反應(yīng)區(qū)中乙酸甲酯重量％濃度每減少或增加1重量％，重相密度一般會增加或減小約0.05到約0.1。但是，對于不同的反應(yīng)系統(tǒng)，對應(yīng)的密度改變的具體值也不相同。因此，對于使用本發(fā)明的每一反應(yīng)系統(tǒng)，一般都需要對乙酸甲酯濃度和重相密度間的關(guān)系進(jìn)行校準(zhǔn)。
對于給定反應(yīng)系統(tǒng)，一旦知道了反應(yīng)器乙酸甲酯濃度和重相密度之間的關(guān)系，本發(fā)明即提供了準(zhǔn)確、連續(xù)監(jiān)測反應(yīng)區(qū)乙酸甲酯濃度并提供反饋以作為對該反饋的響應(yīng)改變或維持反應(yīng)參數(shù)的方法。
可以用多種方法去改變反應(yīng)參數(shù)。方法之一是改變甲醇向反應(yīng)器的進(jìn)料速度。另一方法是改變反應(yīng)溫度。這經(jīng)常由調(diào)整通過一個(gè)或多個(gè)熱交換器流回反應(yīng)器的循環(huán)料流的溫度來實(shí)現(xiàn)。另外，反應(yīng)系統(tǒng)的溫度可以通過調(diào)整進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)的其他料流(如循環(huán)回流)的溫度而局部或整體控制。可以根據(jù)本發(fā)明而進(jìn)行調(diào)整的其他參數(shù)包括反應(yīng)器中的水的濃度、催化劑濃度、碘甲烷濃度和反應(yīng)系統(tǒng)中CO的分壓。通過改變這些變量中的任何一個(gè)或幾個(gè)變量的組合，可以實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)器乙酸甲酯濃度的至少部分控制。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案，如果重相密度降低到了表明乙酸甲酯的濃度上升了到使反應(yīng)系統(tǒng)傾向于失去控制的區(qū)域，對本發(fā)明方法設(shè)置的程序?qū)⒆龀鲰憫?yīng)(或操作員手動(dòng)做出響應(yīng))以降低甲醇進(jìn)入反應(yīng)器的速度，從而降低反應(yīng)器中乙酸甲酯的生成速度。在另一實(shí)現(xiàn)方案中，對本發(fā)明方法設(shè)置的程序?qū)⒆龀鲰憫?yīng)(或操作員手動(dòng)做出響應(yīng))以提高反應(yīng)器中的溫度，從而增加乙酸甲酯轉(zhuǎn)化成乙酸的速度。在另一實(shí)現(xiàn)方案中，對本發(fā)明方法設(shè)置的程序?qū)⒆龀鲰憫?yīng)(或操作員手動(dòng)做出響應(yīng))以結(jié)合實(shí)施降低甲醇進(jìn)入速度和提高反應(yīng)器中的溫度。
反之，如果根據(jù)本發(fā)明的反饋機(jī)制表明反應(yīng)器中乙酸甲酯的濃度降低到了低于希望水平的值，這一信息可用來增加(而不是降低)乙酸甲酯的水平。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方案中，如果重相密度增加到了表明反應(yīng)器中乙酸甲酯濃度降低到了低于希望水平的值，對本發(fā)明方法設(shè)置的程序?qū)⒆龀鲰憫?yīng)(或操作員手動(dòng)做出響應(yīng))以增加甲醇進(jìn)入反應(yīng)器的速度，從而增加反應(yīng)器中的乙酸甲酯的生成速度。在另一實(shí)現(xiàn)方案中，對本發(fā)明方法設(shè)置的程序?qū)⒆龀鲰憫?yīng)(或操作員手動(dòng)做出響應(yīng))以降低反應(yīng)區(qū)中的溫度，從而降低乙酸甲酯轉(zhuǎn)化成乙酸的速度。在另一實(shí)現(xiàn)方案中，對本發(fā)明方法設(shè)置的程序?qū)⒆龀鲰憫?yīng)(或操作員手動(dòng)做出響應(yīng))以結(jié)合實(shí)施增加甲醇的進(jìn)料速度和降低反應(yīng)區(qū)中的溫度。
圖2描述了本發(fā)明的一個(gè)演示監(jiān)測和反饋體系布置的實(shí)現(xiàn)方案。將任一種合適的密度測定裝置(如核密度計(jì)或光學(xué)密度計(jì)20)放入重相循環(huán)管道21中。密度計(jì)20可以是各種市售密度計(jì)中的任一種，例如市售的Berthold制造的核密度計(jì)。合適的型號是Berthold LB 386-1C。密度計(jì)可以連續(xù)監(jiān)測重相液體密度。另一種方法是，取出重相樣品，并用任一種合適的密度測量裝置(如光學(xué)密度計(jì))對其密度進(jìn)行離線測定。應(yīng)用該密度，如前所述，可以迅速而準(zhǔn)確地確定反應(yīng)區(qū)中乙酸甲酯的濃度。
體系可設(shè)計(jì)為由系統(tǒng)操作員監(jiān)測密度。參照所希望的反應(yīng)區(qū)中乙酸甲酯濃度。操作員可以用所測得的密度決定過程中何時(shí)需要何種變化以使乙酸甲酯濃度維持在所希望的水平。例如，當(dāng)重相密度的測定對應(yīng)于乙酸甲酯的濃度高于希望值時(shí)，作為響應(yīng)，操作員可以選擇通過降低向熱交換器10的流速來升高反應(yīng)器中的溫度(這具有相應(yīng)降低乙酸甲酯濃度的效應(yīng))。另一種方法是，操作員可以選擇通過加大流過甲醇加料控制閥2的甲醇流量降低甲醇進(jìn)料速度。另外，操作員可以選擇通過包括溫度和進(jìn)料速度控制的修正的組合將乙酸甲酯濃度調(diào)整到希望的運(yùn)行水平。當(dāng)密度計(jì)指出乙酸甲酯濃度低于要求值時(shí)，操作員可以通過增加通過增加熱交換器10的流速或增加通過甲醇進(jìn)料控制閥的流速或者二者的組合從而使乙酸甲酯濃度增加從相反的方向?qū)で笮拚齽?dòng)作。
在本發(fā)明的另一實(shí)現(xiàn)方案里，系統(tǒng)裝備有自動(dòng)反饋控制過程。在這個(gè)實(shí)現(xiàn)方案里，密度計(jì)20可以與具有反饋控制設(shè)備23的控制回路連接或通訊，從而向控制熱交換器10的控制閥和/或甲醇進(jìn)料的控制閥門2提供反饋。在這一方案中，可以對系統(tǒng)編程以對熱交換器或甲醇進(jìn)料的運(yùn)行或二者的組合進(jìn)行自動(dòng)控制以對如重相密度所表明的乙酸甲酯濃度與所希望的水平間的偏差做出響應(yīng)。
本發(fā)明的上述公開和描述是帶有說明性、解釋性的，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，本發(fā)明的變化將是顯而易見的、并且被認(rèn)為是在所要求的發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.在生產(chǎn)乙酸的反應(yīng)中實(shí)現(xiàn)過程控制的方法，所述方法通過含乙酸甲酯反應(yīng)混合物中的甲醇和一氧化碳的反應(yīng)進(jìn)行，其包括以下步驟測定輕餾分蒸餾塔的包含碘甲烷和乙酸乙酯的重相的密度；和作為對測得的密度的響應(yīng)，控制反應(yīng)器中的反應(yīng)條件。
2.權(quán)利要求1的方法，其中反應(yīng)混合物的狀態(tài)通過調(diào)整反應(yīng)混合物的溫度控制。
3.權(quán)利要求1的方法，其中反應(yīng)混合物的狀態(tài)通過調(diào)整甲醇向反應(yīng)混合物的流量控制。
4.權(quán)利要求1的方法，其中反應(yīng)混合物的狀態(tài)通過調(diào)整反應(yīng)混合物的溫度和調(diào)整甲醇向反應(yīng)混合物的流量控制。
5.權(quán)利要求1的方法，其中反應(yīng)混合物中乙酸甲酯的濃度是約2.0到約10.0重量％。
6.權(quán)利要求5的方法，其中反應(yīng)混合物中乙酸甲酯的濃度大于約5重量％。
7.權(quán)利要求6的方法，其中反應(yīng)混合物中乙酸甲酯的濃度是約4.0到約7重量％。
8.權(quán)利要求7的方法，其中重相的密度是約1.5到約1.8。
9.權(quán)利要求5的方法，其中代表測得的重相密度的電信號被送到以控制反應(yīng)器中反應(yīng)條件的方式對重相密度作出響應(yīng)的控制系統(tǒng)。
10.生產(chǎn)乙酸的方法，所述方法通過含乙酸甲酯反應(yīng)混合物中的甲醇和一氧化碳的反應(yīng)進(jìn)行，并且其過程控制得到了改善，其包括以下步驟測定輕餾分蒸餾塔的包含碘甲烷和乙酸甲酯的重相的密度；和作為對測得的密度的響應(yīng)，控制反應(yīng)混合物中的狀態(tài)。
11.權(quán)利要求10的方法，其中反應(yīng)混合物的狀態(tài)通過調(diào)整反應(yīng)混合物的溫度控制。
12.權(quán)利要求10的方法，其中反應(yīng)混合物的狀態(tài)通過調(diào)整甲醇向反應(yīng)混合物的流量控制。
13.權(quán)利要求10的方法，其中反應(yīng)混合物的狀態(tài)通過調(diào)整反應(yīng)混合物的溫度和調(diào)整甲醇向反應(yīng)混合物的流量控制。
14.權(quán)利要求10的方法，其中反應(yīng)混合物中乙酸甲酯的濃度是約2.0到約10.0重量％。
15.權(quán)利要求14的方法，其中反應(yīng)混合物中乙酸甲酯的濃度大于約5重量％。
16.權(quán)利要求15的方法，其中反應(yīng)混合物中乙酸甲酯的濃度是約4.0到約7重量％。
17.權(quán)利要求16的方法，其中重相的密度是約1.5到約1.8。
18.權(quán)利要求14的方法，其中代表測得的重相密度的電信號被傳送到以控制反應(yīng)器中反應(yīng)條件的方式對重相密度作出響應(yīng)的控制系統(tǒng)。
19.用于將甲醇羰基化至乙酸的反應(yīng)系統(tǒng)，其包括(a)用于容納包含甲醇、催化劑、溶劑和水的液體反應(yīng)介質(zhì)以形成包含乙酸、乙酸甲酯和碘甲烷的反應(yīng)器產(chǎn)物的反應(yīng)器；(b)用于接收源自反應(yīng)器的反應(yīng)器產(chǎn)物并能夠閃蒸出部分反應(yīng)器產(chǎn)物以形成包含乙酸、乙酸甲酯和碘甲烷的塔頂餾出物流的閃蒸器；(c)將反應(yīng)器產(chǎn)物導(dǎo)入閃蒸器的設(shè)備；(d)用于接收塔頂餾出物流并能夠蒸餾塔頂餾出物流以形成輕相和重相的輕餾分蒸餾塔；(e)將至少部分塔頂餾出物流導(dǎo)入輕餾分蒸份蒸餾塔的設(shè)備；(f)測定重相密度的設(shè)備。
20.權(quán)利要求19的反應(yīng)系統(tǒng)，其包括作為對重相密度的響應(yīng)控制反應(yīng)器中反應(yīng)條件的設(shè)備。
21.權(quán)利要求20的反應(yīng)系統(tǒng)，其包括用于產(chǎn)生代表重相密度的電信號并將該信號傳送到以控制反應(yīng)器中反應(yīng)條件的方式對重相密度作出響應(yīng)的控制系統(tǒng)的設(shè)備。
22.權(quán)利要求21的反應(yīng)系統(tǒng)，其中反應(yīng)混合物的狀態(tài)通過調(diào)整甲醇向反應(yīng)混合物的流量控制。
23.權(quán)利要求21的反應(yīng)系統(tǒng)，其中反應(yīng)混合物的狀態(tài)是通過調(diào)整反應(yīng)混合物的溫度和調(diào)整甲醇向反應(yīng)混合物的流量控制。
24.權(quán)利要求21的反應(yīng)系統(tǒng)，其中反應(yīng)混合物中乙酸甲酯的濃度是約2.0到約10.0重量％。
25.權(quán)利要求24的反應(yīng)系統(tǒng)，其中反應(yīng)混合物中乙酸甲酯的濃度大于約5重量％。
26.權(quán)利要求25的反應(yīng)系統(tǒng)，其中反應(yīng)混合物中乙酸甲酯的濃度是約4.0到約7重量％。
27.權(quán)利要求26的反應(yīng)系統(tǒng)，其中重相的密度是約1.5到約1.8。
全文摘要
本文提供了用于在甲醇催化羰基化生產(chǎn)乙酸的過程中檢測并控制反應(yīng)器條件的方法。本發(fā)明的方法包括測定羰基化過程純化系統(tǒng)中輕餾分蒸餾塔的重相密度。密度測定用于調(diào)整甲醇進(jìn)料和/或調(diào)整反應(yīng)區(qū)中的溫度以優(yōu)化反應(yīng)器條件。該密度測定還可以用于調(diào)整反應(yīng)器系統(tǒng)的其它參數(shù)。本發(fā)明還用于基于所述過程控制過程的用于乙酸生產(chǎn)的系統(tǒng)。
文檔編號C07C51/10GK1622928SQ03802802
公開日2005年6月1日 申請日期2003年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月28日
發(fā)明者M·E·胡克曼, G·P·托倫斯, H·陳 申請人:塞拉尼斯國際公司