專利名稱：利用由反應(yīng)熱任選產(chǎn)生的蒸汽生產(chǎn)和純化乙酸的制作方法
利用由反應(yīng)熱任選產(chǎn)生的蒸汽生產(chǎn)和純化乙酸
優(yōu)先權(quán)要求
本申請要求2010年11月19日提交的美國申請N0.12，950，520的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其全部內(nèi)容和披露并入本文。發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及由一氧化碳生產(chǎn)乙酸的方法，特別地涉及改進的方法，其中該方法包含第一干燥塔及第二干燥塔。本發(fā)明還涉及一種由反應(yīng)的熱來產(chǎn)生蒸汽的方法。發(fā)明背景
用于合成乙酸的廣泛使用和成功的商業(yè)方法涉及用一氧化碳將甲醇催化羰基化。催化劑含有銠和/或銥與鹵素促進劑，典型地是甲基碘。該反應(yīng)通過連續(xù)地使一氧化碳鼓泡穿過其中溶解有催化劑的液體反應(yīng)介質(zhì)來進行。反應(yīng)介質(zhì)還包含乙酸甲酯、水、甲基碘和催化劑。甲醇羰基化的常規(guī)商業(yè)方法包括美國專利N0.3，769，329,5, 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(nèi)容和披露并入本文。另一種常規(guī)甲醇擬基化方法包括 Cativa 方法,其描述于 Jones, J.H.(2002), iiThe Cativa Process forthe Manufacture of Acetic Acid”, Platinum Metals Review, 44 (3): 94-105 中，通過引用將其全部內(nèi)容和披露并入本文。
在乙酸生產(chǎn)中對系統(tǒng)的能力可能存在若干限制。一種這樣的限制是從反應(yīng)移除熱。甲·醇羰基化是放熱反應(yīng)，需要對熱進行調(diào)控用于維持有效的的生產(chǎn)率。常規(guī)系統(tǒng)使用閃蒸器來移除大約一半的反應(yīng)熱。美國專利N0.5，364，963也描述了用間接的熱交換來冷卻部分羰基化產(chǎn)物。隨著生產(chǎn)增加，需要移除的熱也增加。用閃蒸器來移除增加的熱會效率可能不那么有效并且會減少乙酸的整體生產(chǎn)。
還可以回收反應(yīng)熱。美國專利N0.6，175，039公開了通過使用由泵唧循環(huán)料流(pump-around stream)加熱的蒸汽鍋爐移除來自高度放熱的過程的反應(yīng)熱。還可以將反應(yīng)熱傳遞至其它系統(tǒng)。美國專利N0.6，114，576公開了一種在固體催化劑顆粒存在下生產(chǎn)羧酸的方法，該方法在羧酸產(chǎn)物回收中高效率地使用反應(yīng)的放熱。該方法在不需要額外的熱傳遞流體例如蒸汽的情況下使用間接熱交換將反應(yīng)熱傳遞到另一個料流。美國專利N0.7，465，823公開了一種方法及系統(tǒng)，其中將乙酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的熱的一部分傳遞至乙酸乙烯酯生產(chǎn)和/或純化過程和系統(tǒng)以促進乙酸乙烯酯產(chǎn)物的生產(chǎn)和/或純化。
提高生產(chǎn)速率也可以對純化系統(tǒng)施加能力限制。擴增商業(yè)純化系統(tǒng)的能力需要增加蒸餾塔的尺寸。較大的蒸餾塔也會需要塔、管路、基座和公用工程的重新配置來擴增能力。為增加能力而相關(guān)的停工時間使得這些轉(zhuǎn)換為更大能力的蒸餾塔變?yōu)樵诮?jīng)濟上無吸引力的。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解，總是有改進現(xiàn)有乙酸生產(chǎn)方法的動機。本發(fā)明提供一些這樣的改進。
發(fā)明概述
在第一實施方案中，本發(fā)明涉及生產(chǎn)乙酸的羰基化方法，該方法包括以下步驟:在含有反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)器中使一氧化碳與至少一種反應(yīng)物反應(yīng)以產(chǎn)生包含乙酸的反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述至少一種反應(yīng)物選自甲醇、乙酸甲酯、甲酸甲酯、二甲醚和它們的混合物，并且其中所述反應(yīng)介質(zhì)包含水、鹵素促進劑和催化劑；在閃蒸器中分離所述反應(yīng)產(chǎn)物以產(chǎn)生粗產(chǎn)物料流和液體再循環(huán)料流；在輕餾分塔中純化所述粗產(chǎn)物料流以產(chǎn)生純化的產(chǎn)物料流；在第一干燥塔中干燥所述純化的產(chǎn)物料流的第一部分；和在第二干燥塔中干燥所述純化的產(chǎn)物料流的第二部分。
在第二實施方案中，本發(fā)明涉及生產(chǎn)乙酸的羰基化方法，該方法包括以下步驟:在含有反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)器中使一氧化碳與至少一種反應(yīng)物反應(yīng)以產(chǎn)生包含乙酸的反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述至少一種反應(yīng)物選自甲醇、乙酸甲酯、甲酸甲酯、二甲醚和它們的混合物，并且其中所述反應(yīng)介質(zhì)包含水、鹵素促進劑和催化劑；在閃蒸器中分離所述反應(yīng)產(chǎn)物以產(chǎn)生粗產(chǎn)物料流和液體再循環(huán)料流；在輕餾分塔中純化所述粗產(chǎn)物料流以產(chǎn)生純化的產(chǎn)物料流；在第一干燥塔中干燥所述純化的產(chǎn)物料流的第一部分；和在第二干燥塔中干燥所述純化的產(chǎn)物料流的第二部分。其中該方法還包括在熱傳遞系統(tǒng)中由來自產(chǎn)生所述反應(yīng)產(chǎn)物的所述反應(yīng)的熱產(chǎn)生蒸汽；和將所述蒸汽的至少一部分輸送至第二干燥塔，其中所述蒸汽提供驅(qū)動該第二干燥塔中的分離所需能量的一部分。
在第三實施方案中，本發(fā)明涉及控制乙酸生產(chǎn)過程中的反應(yīng)溫度的方法，該方法包括步驟:在含有反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)器中使一氧化碳與至少一種反應(yīng)物反應(yīng)以產(chǎn)生包含乙酸的反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述至少一種反應(yīng)物選自甲醇、乙酸甲酯、甲酸甲酯、二甲醚和它們的混合物，并且其中所述反應(yīng)介質(zhì)包含水、鹵素促進劑和催化劑；在閃蒸器中分離所述反應(yīng)產(chǎn)物以產(chǎn)生粗產(chǎn)物料流和液體再循環(huán)料流；在一個或多個蒸餾塔中蒸餾所述粗產(chǎn)物料流以產(chǎn)生乙酸產(chǎn)物料流；和在熱傳遞系統(tǒng)中由·來自產(chǎn)生所述反應(yīng)產(chǎn)物的所述反應(yīng)的熱產(chǎn)生蒸汽。
在第四實施方案中，本發(fā)明涉及控制乙酸生產(chǎn)過程中的反應(yīng)溫度的方法，該方法包括以下步驟:在含有反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)器中使一氧化碳與至少一種反應(yīng)物反應(yīng)以產(chǎn)生包含乙酸的反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述至少一種反應(yīng)物選自甲醇、乙酸甲酯、甲酸甲酯、二甲醚和它們的混合物，并且其中所述反應(yīng)介質(zhì)包含水、鹵素促進劑和催化劑；在閃蒸器中分離所述反應(yīng)產(chǎn)物以產(chǎn)生粗產(chǎn)物料流和液體再循環(huán)料流；在一個或多個蒸餾塔中蒸餾所述粗產(chǎn)物料流以產(chǎn)生乙酸產(chǎn)物料流；和在熱傳遞系統(tǒng)中由來自產(chǎn)生所述反應(yīng)產(chǎn)物的所述反應(yīng)的熱產(chǎn)生蒸汽，其中該方法還包括將所述蒸汽的一部分輸送至所述一個或多個蒸餾塔，其中所述蒸汽提供驅(qū)動所述一個或多個蒸餾塔中的分離所需能量的一部分。


下面參考附圖詳細地描述本發(fā)明，其中相同的數(shù)字指示類似的部分。
圖1描述了根據(jù)本發(fā)明實施方案的用于由反應(yīng)熱產(chǎn)生蒸汽的羰基化段。
圖2描述了根據(jù)本發(fā)明實施方案的具有多個干燥塔的羰基化系統(tǒng)。
圖3描述了根據(jù)本發(fā)明實施方案的具有多個干燥塔和內(nèi)部熱整合的羰基化系統(tǒng)。
發(fā)明詳述
本發(fā)明總體上涉及乙酸生產(chǎn)以及提高乙酸的生產(chǎn)率。由于提高了生產(chǎn)率，可能存在來自反應(yīng)的額外的熱和要純化的更多的粗產(chǎn)物。在一個實施方案中，本發(fā)明涉及在熱傳遞系統(tǒng)中由羰基化過程來產(chǎn)生蒸汽。在另一個實施方案中，本發(fā)明涉及使用多個并行的塔來純化從輕餾分塔取出的乙酸。在優(yōu)選實施方案中，可以將由乙酸生產(chǎn)所產(chǎn)生的蒸汽轉(zhuǎn)移到所述多個并行的塔的至少一個中來驅(qū)動其中的分離。優(yōu)選地，可以將所產(chǎn)生的蒸汽轉(zhuǎn)移至IJ以較低的基底(base)溫度操作的并行塔中。本發(fā)明的實施方案提供了以增加的乙酸生產(chǎn)速率來改善效率的方法。有利地，本發(fā)明的實施方案可以緩解純化過程中的能力限制。
通過甲醇羰基化反應(yīng)或者通過乙烯和/或乙烷的催化氧化生產(chǎn)乙酸呈放熱性。按照慣例，乙酸生產(chǎn)中產(chǎn)生的反應(yīng)熱的大部分被逸散掉，從而損失了產(chǎn)生的能量。在一個實施方案中，本發(fā)明的熱傳遞系統(tǒng)以蒸汽形式回收來自乙酸生產(chǎn)的能量。熱傳遞系統(tǒng)可以產(chǎn)生具有l(wèi)_15barg,例如2-14barg,或3-14barg的壓力的蒸汽。優(yōu)選地,熱傳遞系統(tǒng)所產(chǎn)生的蒸汽是具有大于5barg,例如大于7barg的壓力的可變品質(zhì)的蒸汽。雖然也可能產(chǎn)生低品質(zhì)的蒸汽，但優(yōu)選地?zé)醾鬟f系統(tǒng)產(chǎn)生可變品質(zhì)的蒸汽。可以將所產(chǎn)生的蒸汽全部或部分導(dǎo)向一個或多個工業(yè)化學(xué)生產(chǎn)單元，例如乙酸乙烯酯生產(chǎn)，或者供給到用于純化乙酸的一個或多個蒸懼塔的再沸器(reboiler)中。
在一個實施方案中，乙酸生產(chǎn)率可以通過使用多個塔純化輕餾分塔的乙酸側(cè)線料流抽出物而得到增加。特別地·，可以并行地使用多個干燥塔。在另一個實施方案中，羰基化反應(yīng)器的熱可以使用可生產(chǎn)蒸汽的泵唧循環(huán)回路來調(diào)節(jié)。蒸汽的生產(chǎn)還以較高的生產(chǎn)速率移除額外的反應(yīng)熱。優(yōu)選地，所產(chǎn)生的蒸汽可以供給驅(qū)動純化段中一個或多個蒸餾塔內(nèi)的分離所需要的能量。本發(fā)明的實施方案有利地允許提高的系統(tǒng)能力和生產(chǎn)過程內(nèi)有效的能量傳遞。不受一種特定理論束縛，本發(fā)明通過提高該方法的純化段中干燥過程的能力和保存該方法內(nèi)羰基化反應(yīng)的放熱能量來改善乙酸的總生產(chǎn)率。
本發(fā)明可應(yīng)用于任何甲醇羰基化工藝?？捎糜诒景l(fā)明實施方案的示例性羰基化系統(tǒng)包括美國專利 N0.7，223，886 ;7，005，541 ;6，657，078 ;6，339，171 ;5，731，252 ；5，144，068 ;5，026，908 ;5，001，259 ；和 4，994，608，以及美國公布 N0.2008/0287706 ；2008/0293966 ；2009/0107833 ;和2009/0270651中描述的那些，通過引用將它們的全部內(nèi)容和披露并入本文。羰基化系統(tǒng)可以包含羰基化段和純化段?？梢允褂萌魏魏线m的純化段與本發(fā)明的實施方案中的任何一個組合。合適的純化段描述于上文參考的專利中并且典型地包括輕餾分塔、干燥塔、一個或多個用于移除高錳酸鹽還原化合物(PRC’s)的塔、保護床、排放物洗滌器、和/或重餾分塔。
在圖1中顯示了示例性羰基化段101。羰基化段101包含一氧化碳進料料流103、反應(yīng)物進料料流104、反應(yīng)器105和閃蒸器106。分別通過進料料流103和104將一氧化碳和至少一種反應(yīng)物給進到反應(yīng)器105的下部。反應(yīng)物進料料流104將選自甲醇、乙酸甲酯、甲酸甲酯、二甲基醚、和/或它們的混合物的至少一種反應(yīng)物供給到反應(yīng)器105。在優(yōu)選實施方案中，反應(yīng)物進料料流104供給甲醇和乙酸甲酯。任選地，反應(yīng)物進料料流104可以與貯存羰基化工藝的新鮮反應(yīng)物的一個或多個容器(未示出)連接。此外，可以具有與反應(yīng)器105連接的甲基碘貯存容器(未示出)和/或催化劑容器(未示出)用以供給維持反應(yīng)條件所需的新鮮甲基碘和催化劑。在其它實施方案中，供給到反應(yīng)器105的甲醇和/或其反應(yīng)性衍生物的全部或一些可以是來自系統(tǒng)內(nèi)的另一個位置的清洗的甲醇形式或者作為另一個系統(tǒng)的產(chǎn)物或副產(chǎn)品。
可以通過管線108將來自羰基化段101中的一個或多個再循環(huán)進料料流給進到反應(yīng)器105。如本文所論述的，再循環(huán)進料料流108可以包含反應(yīng)介質(zhì)的組分，以及殘留和/或夾帶的催化劑與乙酸。雖然在圖1中顯示了一個再循環(huán)進料料流108，但是可以存在分別給進到反應(yīng)器105的多個料流。例如，可以將來自純化段(未示出)的一個或多個再循環(huán)進料料流通過管線108給進到反應(yīng)器105。優(yōu)選地，將通過管線108給進的再循環(huán)進料料流引入反應(yīng)器105的下部中。
在本發(fā)明的某些實施方案中，反應(yīng)物進料料流104包含甲醇和/或其反應(yīng)性衍生物。合適的甲醇反應(yīng)性衍生物包括乙酸甲酯、二甲醚、甲酸甲酯和它們的混合物。在一個實施方案中，甲醇與甲醇的反應(yīng)性衍生物的混合物用作本發(fā)明方法中的反應(yīng)物。優(yōu)選地，使用甲醇和/或乙酸甲酯作為反應(yīng)物?？蓪⒅辽僖恍┘状己?或其反應(yīng)性衍生物通過與乙酸產(chǎn)物或溶劑的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為乙酸甲酯且因此作為乙酸甲酯存在于液體反應(yīng)組合物中。液體反應(yīng)組合物中的乙酸甲酯的濃度優(yōu)選為液體反應(yīng)組合物總重量的0.5wt.%-70wt.%，例如0.5wt.%-50wt.%,或 lwt.%-35wt.%。
一氧化碳進料料流103可以是基本上純的或者可以含有少量惰性物質(zhì)和雜質(zhì)例如二氧化碳、甲燒、氮氣、氫氣、惰性氣體、水和C1-C4鏈燒屬烴。一氧化碳中存在的氫和通過水煤氣變換反應(yīng)原位產(chǎn)生的氫優(yōu)選保持為低的(例如小于I巴的分壓或小于0.5巴的分壓)，因為它的存在可以導(dǎo)致加氫產(chǎn)物的形成。羰基化段101內(nèi)的反應(yīng)中一氧化碳的分壓優(yōu)選為I巴-70巴，例如I巴-35巴，或I巴-15巴。
在本發(fā)明的一些實施方案中，在反應(yīng)器105中，以均相催化反應(yīng)體系使甲醇與一氧化碳反應(yīng)，所述均相催化反應(yīng)體系包含反應(yīng)溶劑、甲醇和/或其反應(yīng)性衍生物、VIII族催化劑、至少有限濃度的水，和任選的碘化物鹽。
合適的VIII族催化劑包括銠和/或銥催化劑。當使用銠催化劑時，銠催化劑可以按任何合適的形式加入，使得銠在催化劑溶液中作為包括[Rh(CO)2I2]-陰離子的平衡混合物，如本領(lǐng)域中熟知。優(yōu)選地·，催化劑是二碘二羰基銠陰離子，將其離子性地(ionically)結(jié)合到適當樹脂，例如聚乙烯基卩比唳(polyvinyl pyridine)。任選維持在本文所述工藝的反應(yīng)混合物中的碘化物鹽可以為堿金屬或堿土金屬的可溶性鹽，或者季銨鹽或鱗鹽。在某些實施方案中，催化劑共促進劑是碘化鋰、乙酸鋰或它們的混合物。鹽共促進劑可以作為將產(chǎn)生碘化物鹽的非碘化物鹽加入?？梢詫⒌饣锎呋瘎┓€(wěn)定劑直接引入到反應(yīng)系統(tǒng)中?；蛘?，碘化物鹽可以原位產(chǎn)生，因為在反應(yīng)系統(tǒng)的操作條件下，許多非碘化物鹽前體可與甲基碘反應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的共促進劑碘化物鹽穩(wěn)定劑。對關(guān)于銠催化作用和碘化物鹽產(chǎn)生的其它詳情，參見美國專利5，001，259,5, 026，908和5，144，068，通過引用將它們?nèi)牟⑷氡疚摹?br> 當使用銥催化劑時，該銥催化劑可以包含可溶于該液體反應(yīng)組合物的任何含銥化合物?？梢詫灤呋瘎┮栽谝后w反應(yīng)組合物中溶解或者可轉(zhuǎn)化為可溶形式的任何合適的形式加入到用于羰基化反應(yīng)的液體反應(yīng)組合物中?？梢约尤氲揭后w反應(yīng)組合物的合適的含銥化合物的實例包括IrCl3、Irl3、IrBr3、[Ir(CO)2Ij2, [Ir(CO)2Cll2,[Ir(CO) 2Br]2, [Ir (CO) 2I2]H+、[Ir(CO)2Br2]-H+, [Ir (CO) 2Ι4] +、[Ir (CH3) I3 (CO) JIT、Ir4(CO) 12> IrCl3.3Η20、IrBr3.3Η20、銥金屬、lr203> Ir (acac) (C0)2、Ir (acac) 3> 乙酸銥、[Ir3O (OAc) 6 (H2O) 3] [OAc]和六氯銥酸[H2IrCl6]。通常使用不含氯化物的銥絡(luò)合物例如乙酸鹽、草酸鹽和乙酰乙酸鹽作為起始材料。液體反應(yīng)組合物中的銥催化劑濃度通常為100-6000ppm。采用銥催化劑的甲醇羰基化是眾所周知的且通常描述于美國專利N0.5，942，460 ；5, 932，764 ；5, 883，295 ；5, 877，348 ；5, 877，347 ;和 5，696，284 中，在此通過引用將它們?nèi)牟⑷搿?br> 鹵素助催化劑/促進劑通常與VIII族金屬催化劑組分組合使用。優(yōu)選甲基碘作為鹵素促進劑。優(yōu)選地，液體反應(yīng)組合物中鹵素促進劑的濃度為lwt.%-50wt.%，優(yōu)選2wt.%-30wt.%。
可以將烷基齒促進劑與鹽穩(wěn)定劑/共促進劑化合物組合，所述鹽穩(wěn)定劑/共促進劑化合物可以包括IA族或IIA族金屬的鹽、季銨或鱗鹽。特別優(yōu)選的是碘化物或乙酸鹽，例如碘化鋰或乙酸鋰。
如EP0849248 (其在此通過引用將其全文并入)中所述的其它促進劑和共促進劑可以作為本發(fā)明催化系統(tǒng)的一部分使用。合適的促進劑選自釕、鋨、鎢、錸、鋅、鎘、銦、鎵、汞、鎳、鉬、釩、鈦、銅、鋁、錫、銻，和更優(yōu)選地選自釕和鋨。具體的共促進劑描述于美國專利N0.6，627，770 (通過引用將其全文并入本文)中。
促進劑可以以高達其在液體反應(yīng)組合物和/或從乙酸回收階段再循環(huán)到反應(yīng)器的任何液體工藝料流中的溶解度限度的有效量而存在。在使用時，促進劑以0.5:1-15:1，優(yōu)選2:1-10:1，更優(yōu)選2:1-7.5:1的促進劑與金屬催化劑摩爾比合適地存在于液體反應(yīng)組合物中。合適的促進劑濃度為400-5000ppm。
水可以在液體反應(yīng)組合物中原位形成，例如通過在甲醇反應(yīng)物和乙酸產(chǎn)物之間的酯化反應(yīng)。在一些實施方案中，可以將水與液體反應(yīng)組合物的其它組分一起或者單獨地引入到反應(yīng)器105?？梢詫⑺づc從反應(yīng)器105取出的反應(yīng)組合物的其它組分分離并且可以將其以控制量進行再循環(huán)以維持所述液體反應(yīng)組合物中所需的水濃度。優(yōu)選地，液體反應(yīng)組合物中維持的水濃度為反應(yīng)組合物總重量的0.lwt.%-16wt.%，例如lwt.%-14wt.%或lwt.%-10wt.%。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選羰基化工藝，即使在低水濃度下通過在反應(yīng)介質(zhì)中維持所需羧酸和醇(期望地是用于羰基化的醇)的酯，以及超過且高于作為碘化氫存在的碘化物離子的另外碘化物離子，也獲得了所需反應(yīng)速率。優(yōu)選的酯的實例為乙酸甲酯。另外碘化物離子期望地是碘化物鹽，優(yōu)選碘化鋰。已發(fā)現(xiàn)，如美國專利N0.5，001, 259中所述，在低水濃度下，乙酸甲酯和碘化鋰僅在這些組分各自存在相對高的濃度時充當速度促進劑，并且當這兩種組分同時存在時促進作用較高。碘化物離子內(nèi)容物的絕對濃度對本發(fā)明的有效性(usefulness)沒有限制。
在反應(yīng)器105中使反應(yīng)介質(zhì)維持(優(yōu)選自動地)在預(yù)定的水平。該預(yù)定水平可以在正常運行期間保持基本不變。在需要時可以將甲醇、一氧化碳和足夠的水連續(xù)地引入到反應(yīng)器105中以在反應(yīng)介質(zhì)中維持至少有限濃度的水。在一些實施方案中，將一氧化碳(例如以氣態(tài))連續(xù)引入到反應(yīng)器105中。將一氧化碳進料103以足以維持所需總反應(yīng)器壓力的速率引入。可以使用泵唧循環(huán)回路中的換熱器來控制反應(yīng)器105的溫度，如圖1中所示的實施方案所描述。
乙酸典型地在液相反應(yīng)中于約160°C -約220° C的溫度和約20巴-約50巴的總壓力下進行制備。在本發(fā)明的一些實施方案中，在150°C _250°C，例如155°C _235°C，或160°C _220°C的溫度下操作反應(yīng)器105。本發(fā)明的某些實施方案涉及合成乙酸的方法，其中羰基化反應(yīng)溫度是在提高至高于大約190°C的溫度下實施。用于羰基化的示例性反應(yīng)溫度為約190°C -約225°C，包括約200°C -約220°C。提高的反應(yīng)溫度可以促進降低反應(yīng)器的催化劑濃度和提高乙酸的生產(chǎn)速率。羰基化反應(yīng)的壓力優(yōu)選為10-200巴，更優(yōu)選10-100巴，和最優(yōu)選15-50巴。
在典型的羰基化過程中，將一氧化碳連續(xù)地引入到羰基化反應(yīng)器中，理想地在攪拌器下方，所述攪拌器可以用于攪動內(nèi)容物。通過這種攪動、激勵(excited)的攪拌措施使氣態(tài)進料優(yōu)選充分分散在整個反應(yīng)液體中。將氣態(tài)清洗流109從反應(yīng)器105排出以防止氣態(tài)副產(chǎn)物積累并在給定的總反應(yīng)器壓力下維持固定的一氧化碳分壓?？梢钥刂品磻?yīng)器的溫度并將一氧化碳進料以足以維持所需總反應(yīng)器壓力的速率引入。在回收單元107中可以用乙酸和/或甲醇洗滌氣態(tài)清洗流109以回收低沸點組分?？梢詫鈶B(tài)清洗流109部分冷凝并將不凝性部分給進到可以使低沸點組分通過料流110返回到反應(yīng)器105頂部的回收單元107中?？衫淠越M分110可以包含乙酸甲酯、水和/或甲基碘。氣態(tài)清洗流中的一氧化碳可以在管線111中進行清洗或者通過管線112給進到閃蒸器106的基底以增強銠穩(wěn)定性。
將羰基化產(chǎn)物從羰基化反應(yīng)器105以足以在其中維持恒定水平的速率取出并且通過料流114提供給閃蒸器106。在閃蒸器106中，羰基化產(chǎn)物在閃蒸分離步驟中于添加熱或不添加熱的情況下進行分離從而獲得包含乙酸的粗產(chǎn)物料流115，與包含含催化劑的溶液的液體再循環(huán)料流，優(yōu)選通過料流108將所述液體再循環(huán)料流再循環(huán)到反應(yīng)器。如上文所論述，含有催化劑的溶液主要含有乙酸、銠催化劑和碘化物鹽，以及較少量的乙酸甲酯、甲基碘和水。粗產(chǎn)物料流115包含乙酸、甲基碘、乙酸甲酯、水、烷烴和PRC’s。將來自閃蒸器106的粗產(chǎn)物料流115導(dǎo)向純化段。·
參考圖1，本發(fā)明的反應(yīng)段101還可以包含熱傳遞系統(tǒng)120。反應(yīng)器溶液料流121可以如I圖中所示直接從反應(yīng)器105取出或者任選可以通過泵唧循環(huán)回路(未示出)從羰基化產(chǎn)物料流114取出。在操作中，反應(yīng)器溶液料流121可以在基本上類似于反應(yīng)溫度的溫度下，以及可以在150°C -250°C的溫度下取出。熱傳遞系統(tǒng)120可以包含一個或多個蒸汽發(fā)生器122和/或換熱器123。為了清楚的目的，在圖1中顯示了一個蒸汽發(fā)生器122和換熱器123?？梢栽诒景l(fā)明的實施方案中使用額外的蒸汽發(fā)生器和/或熱交換。熱傳遞系統(tǒng)120還可以包含泵、變速電動馬達和/或蒸汽渦輪機、閥以及控制器用于調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液料流121通過熱傳遞系統(tǒng)120的流量。
在一個實施方案中，優(yōu)選將反應(yīng)器溶液料流121導(dǎo)向蒸汽發(fā)生器122以產(chǎn)生蒸汽產(chǎn)物124和離開(exiting)工藝料流125。離開工藝料流125可以通過任選的管線126和返回管線127直接返回到反應(yīng)器。反應(yīng)溶液流121包含反應(yīng)介質(zhì)的組分并且優(yōu)選用系統(tǒng)來保留且不進行清洗。離開工藝料流125在穿過蒸汽發(fā)生器之后可以具有低于羰基化反應(yīng)溫度的溫度，例如低于約205°C，或者為150°C -185°C。在優(yōu)選實施方案中，每個泵唧循環(huán)回路產(chǎn)生至少5噸/小時，例如至少15噸/小時、20噸/小時或25噸/小時的蒸汽。就范圍而言，每個循環(huán)回路可以產(chǎn)生5-30噸/小時，例如5-25噸/小時或5-20噸/小時。此外，在優(yōu)選實施方案中，所產(chǎn)生的蒸汽可以具有可變的質(zhì)量(壓力)。壓力可以為至少4巴，例如至少5巴，或至少6巴。通過蒸汽發(fā)生器從熱傳遞系統(tǒng)120所產(chǎn)生的蒸汽的數(shù)量可以基于流速、羰基化系統(tǒng)反應(yīng)器內(nèi)的控制溫度、凝析溫度、和所產(chǎn)生的蒸汽的壓力質(zhì)量而改變。本發(fā)明的某些實施方案能夠產(chǎn)生高數(shù)量、可變質(zhì)量(即壓力)的蒸汽來供給羰基化系統(tǒng)方法的純化段所需穩(wěn)態(tài)蒸汽的至多100%，例如至多80%或至多50%。
此外，蒸汽產(chǎn)物124可以用于驅(qū)動羰基化方法中的其它系統(tǒng)，例如渦輪機驅(qū)動泵、照明、熱儲存槽和/或建筑物(building)、吸收冷凍系統(tǒng)等。蒸汽產(chǎn)物124還可以用于其它的化學(xué)單元，例如酸酐生產(chǎn)單元和/或酯單元中。在一些實施方案中，將蒸汽產(chǎn)物124導(dǎo)向外部能量消耗工藝。例如，可以將蒸汽產(chǎn)物124導(dǎo)向乙醋酐生產(chǎn)工藝、乙酸乙烯酯生產(chǎn)工藝和它們的組合。乙醋酐生產(chǎn)工藝的非限定性實例描述于美國專利N0.7，199，263和4，544，511中，通過引用將它們的公開內(nèi)容以其全文并入本文。乙酸乙烯酯生產(chǎn)工藝的非限定性實例描述于美國專利 N0.3，190，912,3, 637，819,4, 370，492,4, 902，823,5, 185，308 和7，465，823中，通過引用將它們的公開內(nèi)容以其全文并入本文。
合適的蒸汽發(fā)生器可以包括殼管式交換器、套管式交換器、螺旋板式交換器、板式換熱器、螺旋盤管、在槽式換熱器中的旋管或插管、或本領(lǐng)域已知的任何其它合適的換熱器。蒸汽發(fā)生器的加工側(cè)可由本領(lǐng)域已知的任何合適的材料，例如鎳-鑰合金，如 HASTELL0Y B-3 合金(Haynes International)或錯合金，如 Zirc 702 合金(UnitedTitanium Inc.)構(gòu)成。蒸汽發(fā)生器的蒸汽(水)側(cè)可包含任何合適的金屬，包括碳鋼以及較低等級的不銹鋼和合金鋼。
在一個實施方案中，可以通過任選管線128將反應(yīng)器溶液料流121導(dǎo)向換熱器123以提供反應(yīng)器105的溫度調(diào)節(jié)。換熱器123的流出物可以通過返回管線127返回到反應(yīng)器。能夠通過傳導(dǎo)來傳遞熱的任何合適的間接接觸換熱器，包括二介質(zhì)傳輸式換熱器或三介質(zhì)傳輸式換熱器，可以與本發(fā)明的實施方案一起使用。換熱器可以包括殼管式交換器、螺旋板式換熱器、螺旋管式交換器，或本領(lǐng)域已知的任何其它合適的換熱器。優(yōu)選可感測的冷卻換熱器。這些換熱器優(yōu)選提供主體冷卻(bulk cooling)和/或調(diào)溫冷卻(trim cooling)以移除來自系統(tǒng)羰基化反應(yīng)的過量的反應(yīng)熱。此外，在一些實施方案中，換熱器以及還可以產(chǎn)生蒸汽。仍在其它實施方案中，使用換熱器來在啟動期間給反應(yīng)器105提供熱并且蒸汽發(fā)生器122可以通過任選管線128而被繞過。在穿過冷卻模式的換熱器中的一個之后，流出物可以具有低于羰基化反·應(yīng)溫度的溫度，例如低于約175°C，或30°C -175°C。
此外，在一些實施方案中，蒸汽發(fā)生器也可以在產(chǎn)生或不產(chǎn)生蒸汽的情況下提供羰基化反應(yīng)器的溫度調(diào)節(jié)。蒸汽發(fā)生器和換熱器可以組合使用來提供溫度調(diào)節(jié)。例如，當使反應(yīng)器冷卻時大約三分之一的冷卻可以由蒸汽發(fā)生器提供而剩余的冷卻通過換熱器來提供。
在優(yōu)選實施方案中，將反應(yīng)器溶液料流121給進到蒸汽發(fā)生器122并將離開工藝料流125的一部分導(dǎo)向換熱器123以提供反應(yīng)器105的調(diào)溫冷卻。換熱器123的流出物可以通過管線127返回到反應(yīng)器105。優(yōu)選地，將反應(yīng)溶液料流121取出并將返回管線127在反應(yīng)器105中的液體液位(level)下方給進到反應(yīng)器105。在一些實施方案中,在從反應(yīng)器105取出羰基化產(chǎn)物114的液位下面取出反應(yīng)溶液料流121。在一個實施方案中，可以以相似的高程但是以不同的取向?qū)⒎磻?yīng)溶液料流121和返回管線127連接到反應(yīng)器105。
回到粗產(chǎn)物料流115，純化段102優(yōu)選控制反應(yīng)器105以及整個系統(tǒng)中的水和乙酸的含量，并且任選地，控制高錳酸鹽還原化合物(PRC’s)的移除。PRC’s可以包括例如乙醛、丙酮、甲乙酮、丁醛、巴豆醛、2-乙基巴豆醛、2-乙基丁醛等，和其醛醇縮合產(chǎn)物的化合物。
本文所描述的示例性羰基化系統(tǒng)還可以包括可用于本發(fā)明實施方案的其它系統(tǒng)和組成部分，包括美國專利N0.7，223，886 -J, 005，541 ;6，6657，078 ;6，339，171 ;5，731，252 ;5，144，068 ;5，026，908 ;5，001，259 ;4，994，608，以及美國公布N0.2008/0287706 ；2008/0293966 ；2009/0107833 ;和 2009/0270651 中描述的那些，通過引用將它們的全部內(nèi)容和披露并入本文。應(yīng)理解附圖中顯示的羰基化系統(tǒng)是示例性的并且可以在本發(fā)明范圍內(nèi)使用其它組成部分(component)。
參考2圖，反應(yīng)區(qū)101包含如上文I圖中所述的一氧化碳進料料流103、反應(yīng)物進料料流104、反應(yīng)器105、閃蒸器106和回收單元107。將粗產(chǎn)物料流115導(dǎo)向純化段102，其包含輕餾分塔130、塔頂傾析器131、第一干燥塔140和第二干燥塔150。適合于本發(fā)明實施方案的純化段還可以包含一個或多個移除PRC’s的塔、保護床、排放物洗滌器/吸收器、和/或重餾分塔(未示出)。PRC移除塔描述于美國專利N0.6，143,930,6, 339, 171和7，223，886中，以及美國公布N0.2005/0197513,2006/0247466和2006/0293537，通過引用將它們的全部內(nèi)容和披露并入本文。保護床描述于美國專利N0.4，615，806,4, 894，477和6，225，498中,通過弓I用將它們的全部內(nèi)容和披露并入本文。
在一個實施方案中，來自反應(yīng)段101的粗產(chǎn)物料流115給進到輕餾分塔130以獲得低沸點塔頂蒸氣料流132、產(chǎn)物側(cè)線料流133、和任選的塔底料流134。在輕餾分塔130基底的溫度，即任選的離開塔底料流134的溫度優(yōu)選為120°C -170°C。此外，在輕餾分塔頂部的溫度，即低沸點塔頂蒸氣料流132的溫度優(yōu)選為100°C -145°C。
低沸點塔頂蒸氣料流132可以包含甲基碘、乙酸甲酯、水、PRC’ S、乙酸、烷烴和溶解氣體。如所示，優(yōu)選將低沸點塔頂餾出物蒸氣料流132冷凝和導(dǎo)向塔頂餾出物相分離裝置，如由塔頂餾出物傾析器131所示。期望維持這樣的條件，該條件使得低沸點塔頂蒸氣料流132，一旦在傾析器131中，將分·離成輕相135和重相136?？梢詫⒉荒詺怏w通過排放料流137移除并且任選給進到一個或多個洗滌器(未示出)中以回收任何低沸點組分。
輕相135優(yōu)選包含水、乙酸和PRC’s，以及甲基碘和乙酸甲酯。如圖2中所示，可以將輕相135回流到輕餾分塔130。也可以將輕相135的一部分分離出并在一個或多個塔(未示出)中進行處理以移除PRC’ S。任選地，還可以通過料流135’將輕相135的一部分返回到反應(yīng)段101并且可以與再循環(huán)料流108 —起共同給進到反應(yīng)器105?？蓪碜詢A析器131中的重相136直接地或間接地通過再循環(huán)料流108便利地循環(huán)到反應(yīng)器105。例如，可將重相136的一部分用滑流(未示出)再循環(huán)到反應(yīng)器105，通常將少量，例如5-40vol.%或5-20vol.%的重相136導(dǎo)向一個或多個塔以移除PRC (未示出)。
來自輕餾分塔的產(chǎn)物側(cè)線料流133可以包含乙酸和水。產(chǎn)物側(cè)線料流133優(yōu)選處于液相中并在115°C _160°C，例如125°C _155°C的溫度下從輕餾分塔130取出。
在穩(wěn)態(tài)操作條件下可給進到干燥塔的產(chǎn)物側(cè)線料流的量可受到限制。一個潛在的限制可以是干燥塔從產(chǎn)物側(cè)線料流移除水的能力。因此，雖然可以提高給進到干燥塔的產(chǎn)物側(cè)線料流的量，但是可能難以從產(chǎn)物側(cè)線料流移除足夠量的水。隨著將產(chǎn)物側(cè)線料流給進到干燥塔中，在罩式塔板(hat tray)中可能存在液體的阻截(hold up)。本發(fā)明的實施方案可以通過干燥第一干燥塔中產(chǎn)物側(cè)線料流的第一部分以及干燥第二干燥塔中產(chǎn)物側(cè)線料流的第二部分來提高干燥工藝的能力。在一些實施方案中，第二干燥塔和第一干燥塔獨立地操作，即第二干燥塔在比第一干燥塔更低的基底溫度和更低的基礎(chǔ)壓力下操作。雖然不受一種特定理論束縛，但是在較低的基底溫度和較低的基礎(chǔ)壓力下操作第二干燥塔減少了第二干燥塔內(nèi)驅(qū)動分離所需要的蒸汽壓力質(zhì)量。
可以將產(chǎn)物側(cè)線料流133分成兩個或更多個料流并且可以將每個料流給進到單獨的干燥塔。在一個實施方案中，可以通過管線137將產(chǎn)物側(cè)線料流133的第一部分給進到第一干燥塔140?？梢酝ㄟ^管線138將產(chǎn)物側(cè)線料流133的第二部分給進到第二干燥塔150。在一個實施方案中,第一部分可以比第二部分大。
第一干燥塔140分離出塔頂料流141，其主要由水和第一干燥純化的產(chǎn)物料流142組成。第一干燥純化的產(chǎn)物料流142優(yōu)選包含大于90wt.%，例如大于95wt.%或大于98wt.%的量的乙酸。任選地，干燥純化的產(chǎn)物料流142還可以在一個或多個保護床(未示出)和/或重餾分塔(未示出)中進行處理以進一步移除雜質(zhì)?？梢詫⒌谝桓稍锼乃斄狭?41冷凝并在接收器144中進行分離。可以通過管線145將來自接收器144的液體的一部分回流到干燥塔140而可以通過管線146將另一部分返回到反應(yīng)段101并且可以與再循環(huán)料流108一起共同給進到反應(yīng)器105。在一些實施方案中，在第一干燥塔140基底處的溫度，即離開的干燥純化的產(chǎn)物料流142的溫度優(yōu)選為130°C -185°C、140°C _180°C，例如150°C _175°C。
在一些實施方案中，在第一干燥塔140頂部的溫度，即塔頂料流141的溫度優(yōu)選為IlO0C -150°C、120°C _150°C，例如130°C _145°C。在一些實施方案中，第一干燥塔140的壓力為2巴(絕對壓力)_·7巴(絕對壓力),例如3巴(絕對壓力)_6巴(絕對壓力),或4巴(絕對壓力)-5巴(絕對壓力)。
在一些實施方案中，可以將第一干燥的產(chǎn)物料流142的一部分給進到連接于第一干燥塔140的再沸器143。再沸器143將料流142和混合的液體/蒸氣料流加熱送至第一干燥塔140，其中所述蒸氣提供了一部分能量以驅(qū)動第一干燥塔中的分離。驅(qū)動再沸器143所需能量的一部分由通過管線147的外部蒸汽來提供。
可以通過料流138將產(chǎn)物側(cè)線料流133的第二部分給進到第二干燥塔150以獲得塔頂料流151，該塔頂料流主要由水和第二干燥的產(chǎn)物料流152組成。第二干燥純化的產(chǎn)物料流152優(yōu)選包含大于90wt.%，例如大于95wt.%或大于98wt.%的量的乙酸。任選地，干燥純化的產(chǎn)物料流152還可以在一個或多個保護床(未示出)和/或重餾分塔(未示出)中進行處理以進一步移除雜質(zhì)。當?shù)诙?50產(chǎn)生不合規(guī)格的產(chǎn)物時，可以使用干燥純化的產(chǎn)物料流152。在一個實施方案中，可以在普通保護床中將干燥純化的產(chǎn)物料流142和干燥純化的產(chǎn)物料流152進行合并和處理?？梢詫⒌诙稍锼乃斄狭?51冷凝并在接受器154中進行分離?？梢酝ㄟ^管線155將來自接受器154的液體的一部分回流到干燥塔150而可以通過管線156將另一個部分返回到反應(yīng)段101并且可以與再循環(huán)料流108 —起共同給進到反應(yīng)器105。
在一些實施方案中，在第二干燥塔基底的溫度小于第一干燥塔基底的溫度。優(yōu)選地，在第二干燥塔150基底的溫度，即離開的干燥純化的產(chǎn)物料流152的溫度優(yōu)選為1250C -175°C、140°C _170°C，例如155°C至165°C。在一些實施方案中，在第二干燥塔頂部的溫度小于第一干燥塔頂部的溫度。優(yōu)選地，在第二干燥塔150頂部的溫度，即塔頂料流151的溫度優(yōu)選為100°C -140°C、120°C _150°C，例如125°C _135°C。在一些實施方案中，第二干燥塔的壓力小于第一干燥塔基底的壓力。在一些實施方案中，在第二干燥塔150基底的壓力為I巴(絕對壓力)-5巴(絕對壓力),例如2巴(絕對壓力)-4巴(絕對壓力),或3巴(絕對壓力)-3.5巴(絕對壓力)。
在一些實施方案中，可以將第二干燥的產(chǎn)物料流152的一部分給進到連接于第二干燥塔150的再沸器153。再沸器153將料流152加熱并將混合的液體/蒸氣料流再循環(huán)到第二干燥塔150，其中所述蒸氣提供了驅(qū)動第二干燥塔中的分離所需要的一部分能量。
在乙酸生產(chǎn)期間，優(yōu)選在正常的穩(wěn)態(tài)條件下連續(xù)操作所述工藝。然而，由于啟動、反應(yīng)器關(guān)停、反應(yīng)器速率降低、停堆(trip)、或蒸懼組列擾動(train upset),生產(chǎn)蒸懼方法可以在部分條件下操作。當在這些部分條件和正常操作范圍之外操作時，可調(diào)節(jié)通過管線137給進到第一干燥塔140和/或通過管線138給進到第二干燥塔150的產(chǎn)物側(cè)線料流133的量來提高工藝效率。例如，在正常操作期間，將產(chǎn)物側(cè)線料流133的大部分給進到第一干燥塔140，優(yōu)選地大于50wt.%，例如大于60%，或大于66%的產(chǎn)物側(cè)線料流133可以給進到第一干燥塔140。剩余的部分，例如小于50wt.%、小于40wt.%或小于33wt.%，在正常操作條件下，可以給進到第二干燥塔。
在一些情況下，導(dǎo)向第二干燥塔150的部分可以比第一干燥塔140更多。在部分操作期間，產(chǎn)物側(cè)線料流133的大部分可以給進到第二干燥塔150，優(yōu)選地大于50wt.%，例如大于70wt.%、大于80wt.%或大于90wt.%的產(chǎn)物側(cè)線料流133給進到第二干燥塔150。在一些實施方案中，例如在反應(yīng)器關(guān)停操作期間，產(chǎn)物側(cè)線料流133的大部分可以給進到第二干燥塔150，優(yōu)選地大于50wt.%，例如大于70wt.%、大于80wt.%或大于90wt.%的產(chǎn)物側(cè)線料流133給進到第二干燥塔150。此外，在反應(yīng)器或純化啟動期間，產(chǎn)物側(cè)線料流133的大部分最初給進到第二干燥塔150·，優(yōu)選地大于50wt.%，例如大于70wt.%、大于80wt.%或大于90wt.%的產(chǎn)物側(cè)線料流133給進到第二干燥塔150。在一個實施方案中，在這些情況的任一個期間，可以關(guān)閉第一干燥塔并且第二干燥塔可以接收全部的產(chǎn)物側(cè)線料流。
本發(fā)明的實施方案通過系統(tǒng)內(nèi)的熱整合來提高羰基化方法的效率。例如，在一些實施方案中，蒸汽是通過從反應(yīng)移除熱來產(chǎn)生，以及蒸汽提供了驅(qū)動純化段中分離所需要的一部分能量。特別地，可以如3圖中所示使用蒸汽來驅(qū)動次級干燥塔中的分離。
如3圖中所示，可以將熱傳遞系統(tǒng)120中所產(chǎn)生的蒸汽產(chǎn)物124導(dǎo)向第二干燥塔150的再沸器153。蒸汽產(chǎn)物124可以供給驅(qū)動第二干燥塔150所需要的全部或一部分的能量。蒸汽產(chǎn)物124和第二干燥塔150的整合通過使用來自反應(yīng)器的額外的熱來分離乙酸產(chǎn)物而提供了生產(chǎn)能力的效率提高。
在一些實施方案中，還可以將蒸汽產(chǎn)物124導(dǎo)向純化段102的另一個部分。如由管線129所示，可以通過與再沸器143的整合使用蒸汽產(chǎn)物124的一部分以驅(qū)動第一干燥塔140。在一些實施方案中，蒸汽產(chǎn)物124提供了驅(qū)動第一干燥塔140和第二干燥塔150中的分離所需能量的一部分。在一些實施方案中，蒸汽產(chǎn)物124提供了驅(qū)動再沸器143和再沸器153所需能量的一部分。任選地，將一個或多個蒸氣料流148從第一干燥塔140取出并給進到第二干燥塔150。將蒸氣料流148從第一干燥塔140的汽提段取出并給進到第二干燥塔150的下部，優(yōu)選在第二干燥塔基底中的液體液位上方。雖然不受一種特定理論束縛，但是使用料流124作為能源時，任選將來自第一干燥塔140的一個或多個蒸氣料流148給進到第二干燥塔150可以允許使用更大能力的第一干燥塔140的再沸器143以處理較高的凈生產(chǎn)量的純化的產(chǎn)物料流133。
受益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員可設(shè)計和操作本文所述的蒸餾塔以獲得本發(fā)明的所需結(jié)果。這樣的嘗試，雖然可能耗時且復(fù)雜，然而對于受益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言會是常規(guī)的。因此，本發(fā)明的實施并非必須限于特定蒸餾塔或其操作特征的具體特性，例如總塔板數(shù)、進料位置、回流比、進料溫度、回流溫度、塔溫度分布等。
雖然詳細描述了本發(fā)明，但在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。根據(jù)之前的討論、本領(lǐng)域中相關(guān)的知識和上文與背景技術(shù)和發(fā)明詳述相關(guān)討論的參考文獻，通過引用將它們的公開內(nèi)容全部并入本文。此外，應(yīng)理解在上文和/或在所附權(quán)利要求書中引述的本發(fā)明的各個方面以及多個實施方案和多個特征的各個部分可以部分或全部地進行組合·或者互換。在前述各個實施方案的描述中，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所可認識到的，引用另一個實施方案的那些實施方案可以與其它實施方案適當?shù)亟M合。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到前述描述僅僅是舉例方式，并且不意欲限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)乙酸的羰基化方法，所述方法包括以下步驟: 在含有反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)器中使一氧化碳與至少一種反應(yīng)物反應(yīng)以產(chǎn)生包含乙酸的反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述至少一種反應(yīng)物選自甲醇、乙酸甲酯、甲酸甲酯、二甲醚和它們的混合物，并且其中所述反應(yīng)介質(zhì)包含水、鹵素促進劑和催化劑； 在閃蒸器中分離所述反應(yīng)產(chǎn)物以產(chǎn)生粗產(chǎn)物料流和液體再循環(huán)料流； 在輕餾分塔中純化所述粗產(chǎn)物料流以產(chǎn)生純化的產(chǎn)物料流； 在第一干燥塔中干燥所述純化的產(chǎn)物料流的第一部分；和 在第二干燥塔中干燥所述純化的產(chǎn)物料流的第二部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，所述方法還包括: 在熱傳遞系統(tǒng)中由來自產(chǎn)生所述反應(yīng)產(chǎn)物的所述反應(yīng)的熱產(chǎn)生蒸汽；和將所述蒸汽的至少一部分輸送至第二干燥塔，其中所述蒸汽提供驅(qū)動該第二干燥塔中的分離所需能量的一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中將所述蒸汽的至少一部分輸送至所述第二干燥塔的再沸器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述熱傳遞系統(tǒng)還包含一個或多個熱交換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其還包括將一個或多個蒸氣料流從第一干燥塔輸送至第二干燥塔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第二干燥塔的基底溫度低于第一干燥塔的基底溫度，所述第二干燥塔的基底溫度優(yōu)選為125°C -175°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第二干燥塔的壓力低于第一干燥塔的壓力，所述第二干燥塔的壓力優(yōu)選為I巴(絕對壓力)-5巴(絕對壓力)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述反應(yīng)器在約190°C-約225°C的提高的反應(yīng)溫度下操作。
9.一種控制乙酸生產(chǎn)過程的反應(yīng)溫度的方法，該方法包含以下步驟: 在含有反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)器中使一氧化碳與至少一種反應(yīng)物反應(yīng)以產(chǎn)生包含乙酸的反應(yīng)產(chǎn)物，其中所述至少一種反應(yīng)物選自甲醇、乙酸甲酯、甲酸甲酯、二甲醚和它們的混合物，并且其中所述反應(yīng)介質(zhì)包含水、鹵素促進劑和催化劑； 在閃蒸器中分離所述反應(yīng)產(chǎn)物以產(chǎn)生粗產(chǎn)物料流和液體再循環(huán)料流； 在一個或多個蒸餾塔中蒸餾所述粗產(chǎn)物料流以產(chǎn)生乙酸產(chǎn)物料流；和在熱傳遞系統(tǒng)中由來自產(chǎn)生所述反應(yīng)產(chǎn)物的所述反應(yīng)的熱產(chǎn)生蒸汽；將所述蒸汽的一部分輸送至所述一個或多個蒸餾塔，其中所述蒸汽提供驅(qū)動所述一個或多個蒸餾塔中的分離所需能量的一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述一個或多個蒸餾塔包含第一干燥塔與第二干燥塔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中將所述蒸汽的一部分輸送至所述第一干燥塔和/或所述第二干燥塔的再沸器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中第二干燥塔的基底溫度低于第一干燥塔的基底溫度，所述第二干燥塔的基底溫度優(yōu)選為125°C -175°C。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中第二干燥塔的壓力低于第一干燥塔的壓力，所述第二干燥塔的壓力優(yōu)選為I巴(絕對壓力)-5巴(絕對壓力)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述反應(yīng)器在約190°C -約225°C的提高的反應(yīng)溫度下操作。 ·
全文摘要
以提高的生產(chǎn)率生產(chǎn)乙酸的方法。該方法可以包括用于由該反應(yīng)的熱來產(chǎn)生蒸汽產(chǎn)物的熱傳遞系統(tǒng)。此外，該方法可以包括多個干燥塔?？梢詫⑺稣羝a(chǎn)物與所述多個干燥塔中的至少一個整合。
文檔編號C07C51/44GK103221375SQ201180055373
公開日2013年7月24日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者R·津諾拜爾 申請人:國際人造絲公司