Удаление альдегидов при получении уксусной кислоты

Удаление альдегидов при получении уксусной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

[0001] Настоящая заявка испрашивает преимущество и приоритет согласно заявке на патент США №13/664549, поданной 31 октября 2012 года, содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.

ЗАЯВЛЕНИЕ В ОТНОШЕНИИ ИССЛЕДОВАНИЙ ИЛИ РАЗРАБОТОК, ФИНАНСИРУЕМЫХ ИЗ ФЕДЕРАЛЬНОГО БЮДЖЕТА

[0002] Не применимо.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0003] Раскрытие относится к производству уксусной кислоты. В частности, раскрытие относится к удалению альдегидов при получении уксусной кислоты.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] В данном разделе настоящего документа представлена информация о и/или из отрасли знаний, которая может предоставить контекст или иметь отношение к объекту изобретения, описанному в настоящем документе и/или заявленному ниже. Данный раздел предоставляет дополнительную информацию, способствующую лучшему пониманию различных аспектов настоящего изобретения. Обсуждение уровня техники относящегося к области изобретения. Данный уровень техники, относящийся к области изобретения, никоим образом не подразумевает, что он является "известным" уровнем техники. Уровень техники, относящийся к области изобретения, необязательно может быть известным. Рассмотрение в данном разделе настоящего документа следует рассматривать с учетом урломянйтой выше точки зрения.

[0005] Известно получение уксусной кислоты карбонилированием метанола. При современном способе получения уксусной кислоты реакционную смесь извлекают из реактора и разделяют в резервуаре мгновенного испарения на жидкую фракцию и паровую фракцию, содержащие уксусную кислоту, образующуюся в процессе реакции карбонилирования. Жидкую фракцию можно рециркулировать в реактор для карбонилирования, а паровую фракцию передают в сепарационную установку, которая в качестве примера может представлять собой ректификационную колонну для отбора легких фракций. В ректификационной колонне для отбора легких фракций отделяют неочищенную уксусную кислоту от других компонентов. Неочищенную уксусную кислоту подают в колонну сушки для удаления воды, а затем подвергают дальнейшему разделению для выделения уксусной кислоты.

[0006] Одной из проблем, стоящих перед промышленностью, является наличие альдегида(ов) при получении уксусной кислоты, который может присутствовать в исходном сырье, а также образовывать нежелательные побочные продукты при протекании реакций карбонилирования. Существуют способы удаления альдегидов; однако по-прежнему существует необходимость улучшения и обеспечения альтернативных вариантов современных способов удаления альдегидов.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ

[0007] Настоящее изобретение относится к способу удаления ацетальдегида из системы получения уксусной кислоты, включающему: обеспечение наличия раствора из системы получения уксусной кислоты, потока, содержащего метилиодид и ацетальдегид; и контактирование раствора с ионообменной смолой.

[0008] Другой аспект настоящего изобретения относится к способу эксплуатации системы получения уксусной кислоты, включающему: мгновенное испарение реакционной смеси, выгруженной из реактора для получения уксусной кислоты, в поток пара и поток жидкости, причем поток пара, содержит уксусную кислоту, воду, метанол, метилацетат, метилиодид и ацетальдегид; дистилляцию потока пара в поток уксусной кислоты и воды, в кубовый поток и поток отогнанного продукта, содержащий метилиодид, воду, метилацетат, уксусную кислоту и ацетальдегид; конденсацию потока отогнанного продукта в легкую водную фазу, содержащую воду, уксусную кислоту и метилацетат, и тяжелую органическую фазу, содержащую метилиодид, уксусную кислоту, воду и ацетальдегид; и превращение ацетальдегида в олигомер по меньшей мере в части тяжелой органической фазы.

[0009] Еще один аспект относится к способу получения уксусной кислоты, включающему: введение в реакцию метанола и монооксида углерода в присутствии катализатора карбонилирования для получения неочищенного потока, содержащего уксусную кислоту; очистку неочищенного потока для получения потока продукта, содержащего уксусную кислоту, при этом посредством очистки получают поток метилиодида, содержащий ыйметилиодид ацетальдегид; и приведение в контакт потока метилиодида с ионообменной смолой для превращения ацетальдегида в кротоновый альдегид для снижения количества ацетальдегида в системе получения уксусной кислоты.

[0010] Еще один аспект настоящего изобретения относится к системе получения уксусной кислоты, содержащей: реактор для осуществления реакции метанола и монооксида углерода в присутствии катализатора карбонилирования с образованием уксусной кислоты; емкость для мгновенного испарения, которая принимает реакционную смесь, содержащую уксусную кислоту, из реактора; ректификационную колонну, которая принимает поток пара из емкости для мгновенного испарения; декантатор, который принимает конденсированный поток отогнанного продукта из ректификационной колонны; и сосуд со смолой, который принимает тяжелую органическую фазу, содержащую метилиодид и ацетальдегид из декантатора, сосуд со смолой, содержащий ионообменную смолу для превращения ацетальдегида в олигомер.

[0011] Вышеуказанные пункты представляют собой упрощенное изложение раскрытого объекта изобретения для обеспечения базового понимания некоторых его аспектов. Краткое изложение изобретения не является исчерпывающим обзором не предназначено для выявления ключевых признаков или существенных признаков заявленного объекта изобретения, а также не предназначено для использования для определения объема заявленного ниже объекта изобретения. Его единственной целью является изложение общих подходов в упрощенной форме в качестве вступления к более подробному описанию, изложенному ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0012] Заявленный объект изобретения можно понять со ссылкой на следующее далее описание в сочетании с прилагаемыми графическими материалами, в которых одинаковые позиции обозначают подобные элементы и в которых:

[0013] на рис. 1 раскрыты некоторые из взаимосвязанных реакций и равновесий, как считается, участвующих в карбонилировании метанола в присутствии родиевого катализатора в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

[0014] рис. 2 представляет собой иллюстративную схему системы получения уксусной кислоты в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

[0015] рис. 2А представляет собой иллюстративное продолжение фигуры 2 в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

[0016] рис. 2 Б представляет собой альтернативное иллюстративное продолжение фигуры 2 в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

[0017] рис. 3 представляет собой график с совмещенными in situ инфракрасными спектрами для раствора ацетальдегида ("НАс") и метилиодида ("MeI"), контактирующих с ионообменной смолой в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

[0018] рис. 4 представляет собой график с совмещенными in situ инфракрасными спектрами для раствора НАс и MeI, контактирующих с ионообменной смолой в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

[0019] рис. 5 представляет собой график инфракрасного поглощения в зависимости от времени для раствора НАс и MeI, контактирующих с метансульфоновой кислотой (MSA) в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

[0020] рис. 6 представляет собой график % НАс в качестве кротонового альдегида в зависимости от времени для раствора MeI и НАс, контактирующего с ионообменной смолой при трех различных температурах в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

[0021] рис. 7 представляет собой график % кротонового альдегида, оставшегося в растворе в зависимости от времени для раствора тяжелой фазы, контактирующего с ионообменной смолой при трех различных концентрациях смолы в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

[0022] рис. 8 представляет собой график % оставшегося паральдегида в зависимости от времени для раствора НАс и MeI, вступающего в контакт с MSA в трех различных количествах MSA в соответствии с вариантами осуществления настоящих методик; и

[0023] рис. 9 представляет собой график % кротонового альдегида, непрореагировавшего в растворе в зависимости от времени.

[0024] Несмотря на то что, изобретение допускает различные модификации и альтернативные формы, графические материалы иллюстритруютиллюстрируют конкретные варианты осуществления, описанные в настоящем документе подробно с помощью примеров. Следует понимать, однако, что описание в данном документе конкретных вариантов осуществления не предназначено для ограничения изобретения конкретными раскрытыми формами, а напротив, состоит в том, чтобы включить все модификации, эквиваленты и альтернативы, попадающие в рамки объема изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0025] Подробное описание вариантов осуществления раскрытого способа следует далее. Тем не менее, следует понимать, что описанные варианты осуществления являются иллюстративными примерами способа, и что способ может быть осуществлен в различных альтернативных формах описанных вариантов осуществления. Таким образом, конкретные процедурные, структурные и функциональные детали, которые рассматриваются в вариантах осуществления, описанных в настоящем документе, не следует интерпретировать как ограничивающие, а только как основу для формулы изобретения и как иллюстративную основу для обучения специалистов в данной области техники разноплановому применению раскрытого способа.

[0026] Обозначение групп Периодической таблицы элементов, используемой в настоящем документе, находится в соответствии с действующей конвенцией IUPAC. Выражения "ОАс" или "АсО" используются в настоящем документе как сокращения для ацетатного аниона, т.е. Н₃СС(=O)O^-. Выражение "асас" используется в настоящем документе как сокращение для аниона ацетоацетата, т.е. Н₃СС(=O)СН₂С(=O)О^-. Если не указано иное, выражение "вес. %", используемое в настоящем документе, относится к процентному содержанию по весу определенного компонента в указанном составе. В отношении всех раскрытых в настоящем документе диапазонов, такие диапазоны предназначены, чтобы включать любую комбинацию из указанных верхних и нижних пределов, даже если конкретная комбинация конкретно не указана.

[0027] Варианты осуществления раскрытого способа и системы включают получение уксусной кислоты карбонилированием метанола при реакции карбонилирования. Реакция карбонилирования может быть представлена как:

CH₃OH+СО-СН₃СООН.

[0028] Лежащий в основе химизм включает в себя множество взаимосвязанных реакций, побочных продуктов и равновесий. На рис. 1 указаны некоторые из взаимосвязанных реакций и равновесий, участвующих в реакции карбонилирования. Как видно на рис. 1, йодоводород ("HI") может быть компонентом который присутствует с точки зрения химизма получения уксусной кислоты.

[0029] Варианты осуществления раскрытого способа, как правило, включают: (а) получение HI в системе получения уксусной кислоты; и (b) непрерывный ввод комплексообразующего средства в систему, где комплексообразующее средство и HI взаимодействуют для образования комплекса. Следующее описание подробно рассматривает раскрытый способ.

[0030] На рис. 2 представлена схема иллюстративной системы 200 получения уксусной кислоты, обеспечивающей реакцию карбонилирования. В некоторых вариантах осуществления, система 200 получения уксусной кислоты может включать в себя реакционную зону 202, зону 204 легких фракций и зону 206 очистки. Реакционная зона 202 может включать в себя реактор 210, емкость 220 для мгновенного испарения и вспомогательное оборудование. Реактор 210 представляет собой реактор или емкость, в котором метанол карбонилируется в присутствии катализатора с образованием уксусной кислоты при повышенном давлении и температуре.

[0031] Емкость 220 для мгновенного испарения представляет собой емкость или сосуд, в котором реакционную для смеси, полученной в реакторе, по меньшей мере, частично снижают давление и/или обеспечивают охлаждение для образования потока пара и потока жидкости. Поток 221 жидкости может быть продуктом или составом, который содержит компоненты в жидком состоянии в условиях их стадии обработки, при которой образуется поток. Поток 226 пара может быть продуктом или составом, который содержит компоненты в газообразном состоянии в условиях их обработки, при которой образуется поток.

[0032] Зона 204 легких фракций может включать в себя разделительную колонну, например, колонну 230, и вспомогательное оборудование, например, декантатор 234. Колонна для легких фракций представляет собой фракционирующую или ректификационную колонну и включает в себя оборудование, связанное с колонной, такое как теплообменники, декантаторы, насосы, компрессоры, клапаны и тому подобное. Зона 206 очистки может включать в себя колонну 240 сушки, необязательно колонну 250 для тяжелых фракций и вспомогательное оборудование и так далее. Колонна для тяжелых фракций представляет собой фракционирующую или ректификационную колонну и включает в себя любое оборудование, связанное с колонной, такое как теплообменники, декантаторы, насосы, компрессоры, клапаны и тому подобное. Кроме того, как описано ниже, различные рециркулируемые потоки могут включать в себя потоки 221, 238, 239, 248. Рециркулируемыми потоками могут быть продукты или составы, выделенные на стадии обработки после прохождения сосуда 220 для мгновенного испарения, и которые рециркулируются в реактор 210, емкость для 220 мгновенного испарения или колонну 230 для отбора легких фракций и так далее.

[0033] В одном из вариантов осуществления реактор 210 может быть выполнен с возможностью приема сырьевого потока 214 монооксида углерода и подачи сырьевого потока 212 метанола. Реакционная смесь может быть извлечена из реактора в потоке 211. Могут быть включены другие потоки, как известно из уровня техники, например, поток, который может вернуть кубовую смесь реактора 210 обратно в реактор 210, или поток может быть включен для высвобождения газа из реактора 210.

[0034] В одном из вариантов осуществления, емкость 220 для мгновенного испарения может быть выполнена с возможностью приема потока 211 из реактора 210. В емкости 220 для мгновенного испарения, поток 211 может быть разделен на поток 226 пара и поток 221 жидкости. Поток 226 пара может быть подведен в колонну 230 для легких фракций, а поток 221 жидкости может быть подведен в реактор 210. В одном из вариантов осуществления, поток 226 может содержать уксусную кислоту, воду, метилиодид, метилацетат, HI, их смеси ит.п.

[0035] В одном из вариантов осуществления, колонна 230 для легких фракций может представлять собой ректификационную колонну и связанное с ней оборудование, такое как декантатор 234, насосы, компрессоры, клапаны и другое соответствующее оборудование. Колонна 230 для легких фракций может быть выполнена с возможностью приема потока 226 из сосуда 220 для мгновенного испарения. В иллюстрированном варианте осуществления поток 232 является отогнанным продуктом из колонны 230 для легких фракций, а поток 231 является кубовым продуктом из колонны 230 для легких фракций. Как было указано, колонна 230 для легких фракций может включать в себя декантатор 234, и поток 232 может быть подан в сосуд 234 для мгновенного испарения.

[0036] Поток 235 может выходить из декантатора 234 и возвращаться обратно в колонну легких фракций 230. Поток 238 может выходить из декантатора 234 и рециркулироваться обратно в реактор 210 посредством, например, потока 212 или в сочетании с любым другим потоком, питающим реактор. Поток 239 может рециркулировать часть легкой фазы из декантатора 234 обратно в реактор 210 посредством, например, потока 212. Поток 236 может выходить из колонны 230 для легких фракций. Другие потоки могут быть включены, как известно в данной области техники, например, поток, который может рециркулировать кубовую смесь из колонны 230 для легких фракций обратно в колонну 230 для легких фракций. Потоки, полученные или выпущенные из колонны 230 для легких фракций, могут проходить через насос, компрессор, теплообменник, ит.п., как принято в данной области техники.

[0037] В одном из вариантов осуществления, колонна 240 сушки может быть емкостью с соответствующим оборудованием, таким как теплообменники, декантаторы, насосы, компрессоры, клапаны и тому подобное. Колонна 240 сушки может быть выполнена с возможностью приема потока 236 из колонны 230 для легких фракций. В колонне 240 сушки можно отделять компоненты потока 236 в потоки 242 и 241. Поток 242 может выходить из колонны 240 сушки, рециркулироваться обратно в колонну сушки посредством потока 245 и/или рециркулироваться обратно в реактор 210 через поток 248 (посредством, например, потока 212). Поток 241 может выходить из колонны 240 сушки и может включать в себя обезвоженный неочищенный продукт уксусной кислоты. Поток 242 может проходить через типовое оборудование в данной области техники, например, теплообменник или разделительный сосуд перед тем, как потоки 245 или 248 рециркулируют компоненты потока 2 42. Другие потоки могут быть включены, как известно в данной области техники, например, поток, который может рециркулировать кубовую смесь колонны 240 сушки обратно в колонну 240 сушки. Потоки, полученные или выпущенные из колонны 240 сушки, могут проходить через насос, компрессор, теплообменник, разделительную емкость сосуд и т.п., как принято в данной области техники.

[0038] Колонна 250 для тяжелых фракций может представлять собой ректификационную колонну и соответствующее типовое оборудование, например, теплообменники, декантаторы, насосы, компрессоры, клапаны и тому подобное. Колонна 250 для тяжелых фракций может быть выполнена с возможностью приема потока 241 из колонны 240 осушки. В колонне 250 для тяжелых фракций можно отделять компоненты из потока 241 в потоки 251, 252 и 256. Потоки 251 и 252 могут быть направлены в дополнительное технологическое оборудование (не показано) для дальнейшей обработки. Поток 252 может быть также рециркулирован, например, в колонну 230 для легких фракций. Поток 256 может содержать уксусную кислоту.

[0039] Колонна однократной ректификации (не показана) может быть использована вместо комбинации ректификационной колонны 230 для легких фракций и колонны 240 сушки. Колонна однократной ректификации может изменяться в зависимости от отношения диаметр/высота и числа тарелок в соответствии с составом потока пара после мгновенной сепарации и в зависимости от необходимого качества продукта. Например, в патенте США №5416237, основные положения которого включены в настоящий документ посредством ссылки, раскрывают ректификацию в колонне однократной ректификации. Альтернативные варианты осуществления системы 200 получения уксусной кислоты также раскрыты в патентах США 6552221, 7524988 и 8076512, которые включены в настоящий документ в качестве ссылки.

[0040] В одном из вариантов осуществления реакция карбонилирования в реакторе 210 системы 200 может быть выполнена в присутствии катализатора. Катализаторы могут включать, например, родиевый и иридиевый катализаторы.

[0041] Подходящие родиевые катализаторы указаны, например, в патенте США №5817869, который включен в настоящий документ в качестве ссылки. Родиевые катализаторы могут включать родий в виде металла и родиевые соединения. В одном из вариантов осуществления соединения родия могут быть выбраны из группы, состоящей из солей родия, оксидов родия, ацетатов родия, органо-родиевых соединений, координационных соединений родия и т.п., а также их смесей. В одном из вариантов осуществления соединения родия могут быть выбраны из группы, состоящей из Rh2(CO)4I2, Rh2(CO)4Br2, Rh2(CO)4Cl2, Rh(CH3CO2)2, Rh(CH3CO2)3, [H]Rh(CO)2I2 и т.п., и их смесей. В одном из вариантов осуществления, соединения родия могут быть выбраны из группы, состоящей из [Н]Rh(СО)2I2, Rh(CH3CO2)2 и т.п., и их смесей.

[0042] Подходящие иридиевые катализаторы указаны, например, в патенте США №5932764. Иридиевые катализаторы могут включать иридий в виде металла и соединения иридия. Примеры подходящих иридиевых соединений включают IrCl3, IrI3, IrBr3, [Ir(CO)2I]2, [Ir(CO)2Cl]2, [Ir(СО)2Br]2, [Ir(СО)4I2]-Н+, [Ir(СО)2Br2]-Н+, [Ir(СО)2I2]-Н+, [Ir(СН3)I3(СО)2]-Н+, Ir4(CO)12, IrCl3.4H2O, IrBr3.4H2O, Ir3(CO)12, Ir2O3, IrO2, Ir(асас)(СО)2, Ir(асас)3, Ir(OAc)3, [Ir3O(ОАс)6(H2O)3][ОАс], Н2[IrCl6] и т.п., и их смеси. В одном из вариантов осуществления, иридиевые соединения могут быть выбраны из группы, состоящей из ацетатов, оксалатов, ацетоацетатов и т.п., и их смесей. В одном из вариантов осуществления, иридиевые соединения могут быть одним или несколькими ацетатами.

[0043] В одном из вариантов осуществления, катализатор может быть использован с сокатализатором. В одном из вариантов осуществления, сокатализаторы могут включать металлы и их соединения, выбранные из группы, состоящей из осмия, рения, рутения, кадмия, ртути, цинка, галлия, индия и вольфрама, их соединений и т.п., и их смесей. В одном из вариантов осуществления сокатализаторы могут быть выбраны из группы, состоящей из соединений рутения и соединений осмия. В одном из вариантов осуществления сокатализаторы могут быть одним или несколькими соединениями рутения. В одном из вариантов осуществления сокатализаторы могут быть одним или несколькими ацетатами.

[0044] Скорость реакции зависит от концентрации катализатора в реакционной смеси в реакторе 210. В одном из вариантов осуществления концентрация катализатора может находиться в диапазоне от приблизительно 1,0 ммоля до 100 ммолей катализатора на литр (ммоль/л) реакционной смеси. В некоторых вариантах осуществления концентрация катализатора составляет по меньшей мере 2,0 ммоль/л, или по меньшей мере 5,0 ммоль/л, или по меньшей мере 7,5 ммоль/л. В некоторых вариантах осуществления концентрация катализатора составляет по большей мере 75 ммоль/л, или по большей мере 50 ммоль/л, или по меньшей мере 25 ммоль/л. В конкретных вариантах осуществления концентрация катализатора составляет от приблизительно 2,0 до приблизительно 75 ммоль/л, от приблизительно 5,0 до приблизительно 50 ммоль/л или от приблизительно 7,5 до приблизительно 25 ммоль/л.

[0045] В одном из вариантов осуществления реакция карбонилирования в реакторе 210 системы 200 может быть выполнена в присутствии стабилизатора катализатора. Подходящие стабилизаторы катализатора включают стабиоизаторы известные в промышленности. В целом, есть два типа стабилизаторов катализатора. Первый тип стабилизатора катализатора может представлять собой йодистую соль металла, такую как йодид лития. Второй тип стабилизатора катализатора может представлять собой стабилизатор без соли. В одном из вариантов осуществления стабилизаторы без соли могут быть пятивалентными оксидами группы VA, раскрытыми в патенте США №5817869, который включен в настоящий документ в качестве ссылки. В одном из вариантов осуществления стабилизатор катализатора может представлять собой фосфиноксид. В одном из вариантов осуществления стабилизатор катализатора может быть оксидом трифенилфосфина ("ТРРО").

[0046] Количество пятивалентного оксида группы VA, при использовании, как правило, таково, что отношение к родию составляет более приблизительно 60:1. Предпочтительно, отношение пятивалентного оксида группы 15 составляет от приблизительно 60:1 до 500:1. В некоторых вариантах осуществления от приблизительно 0,1 до 3 М пятивалентного оксида группы 15 может находиться в реакционной смеси. Более предпочтительно, от приблизительно 0,15 до 1,5 М или от 0,25 до 1,2 М пятивалентного оксида группы 15 может быть в реакционной смеси.

[0047] В некоторых вариантах осуществления реакция может протекать в отсутствие стабилизатора, выбранного из группы йодистых солей металла и неметаллических стабилизаторов, таких как пятивалентный оксид группы 15. В дополнительных вариантах осуществления стабилизатор катализатора может состоять из комплексообразующего средства, которое приводится в контакт с реакционной смесью потока 211 в емкости 220 для мгновенного испарения.

[0048] В одном из вариантов осуществления водород также может быть подан в реактор 210. Добавление водорода может повысить эффективность карбонилирования. В одном из вариантов осуществления концентрация водорода может находиться в диапазоне от приблизительно 0,1 мол. % до 5 мол. % монооксида углерода в реакторе 210. В одном из вариантов осуществления концентрация водорода может находиьтся в диапазоне от приблизительно 0,3 мол. % до 3 мол. % монооксида углерода в реакторе 210.

[0049] В одном из вариантов осуществления реакция карбонилирования в реакторе 210 системы 200 может быть выполнена в присутствии воды. В одном из вариантов осуществления концентрация воды составляет от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 14 вес. % в расчете на общую массу реакционной смеси. В одном из вариантов осуществления концентрация воды составляет от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 10 вес. % В одном из вариантов осуществления, концентрация воды составляет от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 8 вес. %.

[0050] В одном из вариантов осуществления реакция карбонилирования может быть проведена в присутствии метилацетата. Метилацетат может быть образован in situ. В вариантах осуществления метилацетат может быть добавлен в качестве исходного материала в реакционную смесь. В одном из вариантов осуществления концентрация метилацетата может составлять от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 20 вес. % в расчете на общую массу реакционной смеси. В одном из вариантов осуществления концентрация метилацетата может составлять от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 16 вес. %. В одном из вариантов осуществления концентрация метилацетата может составлять от приблизительно 2 вес. % до приблизительно 8 вес. %. В качестве альтернативы, метилацетат или смесь метилацетата и метанола из потоков побочных продуктов метанолиза поливинилацетата или сополимеров этилена и винилацетата могут быть использованы для реакции карбонилирования.

[0051] В одном из вариантов осуществления реакция карбонилирования может быть проведена в присутствии метилиодида. Метилиодид может быть промотором катализатора. В одном из вариантов осуществления концентрация MeI может составлять от приблизительно 0,6 вес. % до приблизительно 36 вес. % в расчете на общую массу реакционной смеси. В одном из вариантов осуществления концентрация MeI может составлять от приблизительно 4 вес. % до приблизительно 24 вес. %. В одном из вариантов осуществления концентрация MeI может составлять от приблизительно 6 вес. % до приблизительно 20 вес. %. В качестве альтернативы, MeI может быть образован в реакторе 210 путем добавления HI.

[0052] В одном из вариантов осуществления метанол и моноксид углерода могут быть поданы в реактор 210 в поток 212 и поток 214, соответственно. Сырьевой поток метанола в реактор 210 может поступать из установки синтез-газа-метанола или любого другого источника. Как видно на рис. 1, метанол не вступает в реакцию непосредственно с моноксидом углерода с образованием уксусной кислоты. Он превращается в MeI в присутствии HI в реакторе 210, а затем вступает в реакцию с моноксидом углерода и водой с получением уксусной кислоты и восстановлением HI.

[0053] В одном из вариантов осуществления, реакция карбонилирования в реакторе 210 системы 200 может происходить при температуре в диапазоне от приблизительно 120°С до приблизительно 250°С, в качестве альтернативы, от приблизительно 150°С до приблизительно 250°С, в качестве альтернативы, от приблизительно 150°С до приблизительно 200°С. В одном из вариантов осуществления реакция карбонилирования в реакторе 210 системы 200 может быть выполнена под давлением в диапазоне приблизительно от 200 фунтов на квадратный дюйм изб. (14 кг/см²) до 2000 фунтов на квадратный дюйм изб. (140 кг/см²), в качестве альтернативы, от приблизительно 200 фунтов на квадратный дюйм абс.(14 кг/см²) до приблизительно 1000 фунтов на квадратный дюйм абс.(70 кг/см²), в качестве альтернативы, от приблизительно 300 фунтов на квадратный дюйм абс.(21 кг/см²) до приблизительно 500 фунтов на квадратный дюйм абс.(35 кг/см²).

[0054] В одном из вариантов осуществления реакционную смесь можно выводить из реактора 210 через поток 211 и мгновенно испарять в емкости 220 для мгновенного испарения с образованием потока 226 пара и потока 221 жидкости. Реакционная смесь в потоке 211 может содержать уксусную кислоту, метанол, метилацетат, метилиодид, монооксид углерода, диоксид углерода, воду, HI, тяжелые примеси, катализатор или их комбинации. Емкость 220 для мгновенного испарения может, как правило, иметь любую конфигурацию для разделения компонентов пара и жидкости посредством снижения давления. Например, емкость 220 для мгновенного испарения может содержать испарительный резервуар, сопло, клапан или их комбинацию.

[0055] Емкость 220 для мгновенного испарения может работать под давлением ниже, чем в реакторе 210. В одном из вариантов осуществления емкость 220 для мгновенного испарения может характеризоваться давлением от приблизительно 10 фунтов на квадратный дюйм изб. до 100 фунтов на квадратный дюйм изб. В одном из вариантов осуществления сосуд 220 для мгновенного испарения может характеризоваться температурой от приблизительно 100°С до 160°С.

[0056] Поток 22 6 пара может содержать уксусную кислоту и другие летучие компоненты, такие как метанол, метилацетат, метилиодид, монооксид углерода, диоксид углерода, вода, захваченный HI, комплексный HI и их смеси. Поток 221 жидкости может содержать катализатор, комплексный HI, HI, азеотропную смесь из HI и воды, а также их смеси. Поток 221 жидкости может дополнительно содержать достаточные количества воды и уксусной кислоты для переноса и стабилизации катализатора, нелетучих стабилизаторов катализатора или их комбинаций. Поток 221 жидкости может рециркулироваться в реактор 210. Поток 226 пара может быть подведен в колонну 230 для легких фракций для ректификации.

[0057] В одном из вариантов осуществления поток 226 пара может быть дистиллирован в колонне 230 для легких фракций с образованием потока 232 отогнанного продукта, потока 236 неочищенного продукта уксусной кислоты и потока 231 кубового продукта. В одном из вариантов осуществления колонна 230 для легких фракций может содержать по меньшей мере 10 теоретических ступеней разделения или 16 фактических ступеней разделенитя. В альтернативном варианте осуществления колонна 230 для отбора легких фракций может содержать, по меньшей мере, 14 теоретических ступеней разделения. В альтернативном варианте осуществления колонна 230 для легких фракций может содержать, по меньшей мере, 18 теоретических ступеней рпазделения. В вариантах осуществления одна фактическая ступень может равняться примерно 0,6 теоретических ступеней. Фактические ступени могут представлять собой тарелки или насадку. Реакционную смесь можно подавать с помощью потока 22 6 в кубовую часть колонны 230 для легких фракций или первую ступень колонны 230.

[0058] Поток 232 может содержать НАс, воду, монооксид углерода, диоксид углерода, метилиодид, метилацетат, метанол и их смеси. Поток 231 может содержать уксусную кислоту, метилиодид, метилацетат, HI, воду и их смеси. Поток 236 может содержать уксусную кислоту, HI, воду, тяжелые примеси и их смеси.

[0059] В одном из вариантов осуществления колонну 230 для легких фракций можно эксплуатировать при давлении в диапазоне от 20 фунтов на квадратный дюйм абс.(1,4 кг/см²) до 40 фунтов на квадратный дюйм абс.(2,8 кг/см²), в качестве альтернативы, давление может находиться в диапазоне от 30 фунтов на квадратный дюйм абс.(2,1 кг/см²) до 35 фунтов на квадратный дюйм абс.(2,5 кг/см²). В одном из вариантов осуществления температура на верху колонны может находиться в диапазоне от 95°С до 135°С, в качестве альтернативы, температура на верху колонны может находиться в диапазоне от 110°С до 135°С, в качестве альтернативы, температура на верху колонны может быть в диапазоне от 125°С до 135°С. В одном из вариантов осуществления колонну 230 для легких фракций можно эксплуатировать при давлении в диапазоне от 25 фунтов на квадратный дюйм абс.(1,8 кг/см²) до 45 фунтов на квадратный дюйм абс.(3,2 кг/см²), в качестве альтернативы, давление может находиться в диапазоне от 30 фунтов на квадратный дюйм абс.(2,1 кг/см²) до 40 фунтов на квадратный дюйм абс.(2,8 кг/см²).

[0060] В одном из вариантов осуществления, температура куба может находиться в диапазоне от 115°С до 155°С, в качестве альтернативы, температура кубового продукта находится в диапазоне от 125°С до 135°С. В одном из вариантов осуществления неочищенная уксусная кислота в потоке 236 может выходить из колонны 230 для легких фракций в виде жидкой боковой фракции. Поток 236 можно обрабатывать при давлении в диапазоне от 25 фунтов на квадратный дюйм абс.(1,8 кг/см²) до 45 фунтов на квадратный дюйм абс.(3,2 кг/см²), в качестве альтернативы, давление может находиться в диапазоне от 30 фунтов на квадратный дюйм абс.(2,1 кг/см²) до 40 фунтов на квадратный дюйм абс.(2,8 кг/см²). В одном из вариантов осуществления, температура потока 236 может находиться в диапазоне от 110°С до 140°С, в качестве альтернативы, температура может находиться в диапазоне от 125°С до 135°С. Поток 236 может быть отобран между пятой и восьмой фактическими ступенями разделения колонны 230 для отбора легких фракций.

[0061] В одном или нескольких вариантах осуществления неочищенная уксусная кислота в потоке 236 может быть необязательно подвергнута дальнейшей очистке, например, осушке и дистилляции, в колонне 240 осушки для удаления воды и дистилляции тяжелых фракций в потоке 241. Поток 241 может быть подведен в колонну 250 для тяжелых фракций, где тяжелые примеси, такие как пропионовая кислота, могут быть удалены в потоке 251, и конечный продукт уксусной кислоты может быть выделен в потоке 256.

[0062] Поток 232 отогнанного продукта из колонны 2 30 для легких фракций может быть сконденсирован и разделен в декантаторе 234 с образованием легкой, водной фазы и тяжелой органической фазы. Часть или всю тяжелую органическую фазу можно направить в поток 238 для дальнейшей обработки, как описано ниже. Кроме того, часть потока 238 может быть необязательно рециркулирована в реактор 210, например, посредством потока 212. Следует отметить, что каждая из части потока 238, направленной для дальнейшей обработки (рис. 2А или рис. 2Б), и другой части потока 238, рециркулированной в реактор 210, может образовать независимые потоки из декантатора 234 для тяжелой фазы. Легкая водная фаза из декантатора 234 может быть рециркулирована в колонну 230 для легких фракций в потоке 235 или может быть рециркулирована в реактор 210 в потоке 239, например, посредством потока 212.

[0063] Поток 238 тяжелой органической фазы может содержать НАс, MeI, метилацетат, углеводороды, уксусную кислоту, воду и их смеси. В одном из вариантов осуществления поток 238 может быть практически безводным с концентрацией воды менее 1 вес. %. В одном из вариантов осуществления поток 238 может содержать MeI более 50% по весу потока. Потоки легкой водной фазы 236 и 239 могут содержать воду (более 50% по весу потока), метилацетат, метилиодид и уксусную кислоту и их смеси. Добавочная вода может быть введена в декантатор 234 посредством потока 233.

[0064] По меньшей мере часть тяжелой органической фазы из декантатора 234 направлена посредством потока 238 в ректификационную колонну, например, колонну для удаления углеводородов, алканов и т.п. (в качестве примера изображенную как 270 на рис. 2А и 2Б) для отделения MeI от углеводорода {например, тяжелые углеводороды, алканы). В одном примере колонны или башни для удаления алканов поток 238 подвергается дистилляции для образования потока пара, содержащего большую часть метилиодида (более 50% метилиодида тяжелой органической фазы 238 из декантатора 234), и потока кубового продукта, содержащего большую часть уксусной кислоты, метилацетата, метилиодида и углеводородных примесей (более 50% каждого компонента тяжелой органической фазы 238 из декантатора 234).

[0065] Температура дистилляции на верху колонны в колонне для удаления алканов, как правило, ниже 75°С, так что незначительное количество углеводородных примесей выходит с потоком пара. В конкретных примерах температура дистилляции находится в диапазоне от приблизительно 43°С (температура кипения MeI) до 75°С, от приблизительно 43°С до прибли