BR112019018754A2 - método para produzir ácido acético - Google Patents

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Abstract

é fornecido um método que permite a produção industrial eficiente de ácido acético de alta qualidade com um bom valor de teste de permanganato de potássio e um baixo teor de impureza sem um alto custo. o método para produzir ácido acético de acordo com a presente invenção possui uma etapa de reação de carbonilação, uma etapa de evaporação e uma etapa de remoção de componente de menor ponto de ebulição, e em que com o aquecimento do evaporador, (i) uma concentração de acetaldeído na fase aquosa de um condensado aéreo em uma coluna de remoção de componente de menor ponto de ebulição é controlado para não inferior a 2340 ppm em massa; e/ou (ii) uma concentração de acetato de metil na fase aquosa é controlada para não inferior a 19,0% em massa e/ou; (iii) uma concentração de acetato de metil na fase orgânica do condensado aéreo na coluna de remoção de componente de menor ponto de ebulição é controlado para menos que 38,0% em massa e, em seguida, pelo menos uma porção da fase aquosa é tratada na etapa de separação e remoção de acetaldeído para reciclar um líquido residual após a separação e remoção de acetaldeído no recipiente de reação e/ou separação de acetaldeído e etapa de remoção e/ou outros processos

Description

MÉTODO PARA PRODUZIR ÁCIDO ACÉTICO
Campo técnico [0001] A presente invenção refere-se a um método para produzir ácido acético. O presente pedido reivindica a prioridade do Pedido de Patente Japonesa 2017-062764 depositado no Japão em 28 de março de 2017, cujos conteúdos são aqui incorporados por referência na sua totalidade.
Técnica Anterior [0002] Um processo de carbonilação de um método de metanol (processo de ácido acético de método de metanol) é conhecido como um método industrial para produzir ácido acético. Neste processo, por exemplo, o metanol e o monóxido de carbono são reagidos na presença de um catalisador em um recipiente de reação para produzir ácido acético. A mistura de reação é evaporada num evaporador, e a fase de vapor é purificada numa coluna de remoção de componente de ponto de ebulição mais baixo e subsequentemente numa coluna de desidratação de modo que o produto ácido acético seja preparado. Alternativamente, o produto ácido acético é preparado através de uma coluna de remoção do componente de ponto de ebulição superior subsequente à coluna de desidratação, e ainda, uma coluna de produto.
[0003] Em tal processo de produção de ácido acético, o acetaldeido gerado pela redução do iodeto de metil no sistema de reação é convertido em crotonaldeido ou 2-etilcrotonaldeido por condensação de aldol e, desse modo, um valor do teste do permanganate de potássio (tempo do ácido permangânico) do produto ácido acético é piorado. Além disso, depois de o crotonaldeido e o acetaldeido reagirem, quando a
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2/88 redução de hidrogênio e a iodação são realizadas, é gerado iodeto de hexil. Se o iodeto de hexil estiver contido no produto ácido acético, um catalisador de paládio usado é desativado na produção de acetato de vinil usando este ácido acético.
[0004] Convencionalmente, os dois métodos mais ou menos classificados foram adotados industrialmente para reduzir o crotonaldeído ou 2-etil-crotonaldeido: (1) um método para suprimir a geração de crotonaldeído em um sistema de reação pela remoção de acetaldeído gerado como subproduto no sistema de reação a partir do iodeto de metil na etapa de purificação e baixar o acetaldeído no iodeto de metil reciclado para o sistema de reação; e (ii) um método de direcionar decomposição oxidativa com ozônio de crotonaldeído contido em ácido acético bruto obtido no meio de um processo de purificação (Literatura de Patentes 1 e 2) . Contudo, tanto o aparelho de separação como o de remoção de acetaldeído e o aparelho de ozonização são dispendiosos. Até agora, uma melhoria no valor do teste de permanganate de potássio do produto ácido acético é extensivamente dependente destes métodos para levar a um aumento no custo do aparelho. Por outro lado, um método de tratamento com uma resina de permuta catiônica substituída por um íon de prata é conhecido como método de remoção de iodeto de hexil. Enquanto isso, no método de tratamento usando tal resina de permuta iônica substituída por prata, a resina de permuta iônica substituída por prata facilmente se deteriora para causar um aumento no custo proporcional. Na Publicação Nacional do Pedido de Patente Internacional 2011-518880, uma relação de uma temperatura instantânea no caso da introdução e aquecimento da mistura de reação de composição presumida em um
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3/88 evaporador com vapor e composição liquida descarregada de um queimador é considerada usando um simulador semiempirico. No entanto, esta literatura não divulga ou sugere que a concentração de acetaldeido e a concentração de acetato de metila na fase aquosa ou a concentração de acetato de metil na fase orgânica de um condensado aéreo seja obtida submetendo o vapor descarregado de um queimador a uma coluna de remoção de componente de menor ponto de ebulição é controlada para diminuir as concentrações de acetaldeido, 2-etil-crotonaldeido e iodeto de hexil no recipiente de reação.
Lista de Citações [0005] Literatura de Patentes
Literatura de Patentes 1: Patente Japonesa Aberta 0725813
Literatura de Patentes 2: Publicação Nacional do
Pedido de Patente Internacional 2001-508405
Literatura de Patentes 3: Publicação Nacional do
Pedido de Patente Internacional 2011-518880
Sumário da Invenção
Problema Técnico [0006] Por conseguinte, um objetivo da presente invenção é proporcionar um método que permita a produção industrialmente eficiente de ácido acético de elevada qualidade com um bom valor de teste de permanganate de potássio e um baixo teor de impurezas sem um grande custo.
Solução para o Problema [0007] Para atingir o objetivo, os presentes inventores conduziram estudos diligentes para descobrir que, no processo de carbonilação do método de metanol, quando a concentração de
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4/88 acetaldeido na fração de fundo do evaporador é diminuída por aquecimento do evaporador e simultaneamente uma concentração de ácido acético alimentada a uma coluna de remoção de menor ponto de ebulição é aumentada, é possível controlar o coeficiente de distribuição de acetaldeido no momento da separação de um condensado na coluna de remoção do componente de menor ponto de ebulição em uma fase aquosa e uma fase orgânica de modo a aumentar a quantidade de acetaldeido distribuído no lado da fase aquosa e depois a fase aquosa é submetida a um tratamento de remoção de acetaldeido para permitir uma grande melhoria na eficiência da remoção de acetaldeido. A causa do aumento nos coeficientes de distribuição de acetaldeido é que a concentração de acetato de metil da coluna de destilação aérea diminui devido a alterações nas condições de destilação devido a uma alteração na composição do líquido alimentado à coluna de remoção do componente de menor ponto de ebulição, e esta diminuição na concentração de acetato de metil afeta o coeficiente de distribuição de acetaldeido. A melhoria na eficiência da remoção de acetaldeido diminui a concentração de acetaldeido no líquido da mistura de reação do recipiente de reação para suprimir as quantidades de crotonaldeído, 2-etil-crotonaldeído e iodeto de hexil geradas. Quando a concentração de acetaldeido no líquido da mistura de reação do recipiente de reação é diminuída, há também uma diminuição na geração de ácido propiônico devido à reação: acetaldeido + H2 + CO ácido propiônico. Constatou-se que, quando uma razão de refluxo da coluna de remoção do componente de menor ponto de ebulição é aumentada, o acetaldeido é ainda mais concentrado no topo da coluna para melhorar muito mais a eficiência de remoção do
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5/88 acetaldeido. A presente invenção baseia-se nestes resultados e foi completada através de estudos adicionais.
[0008] Especificamente, a presente invenção fornece um método para produzir ácido acético (doravante, algumas vezes referido como primeiro método para produzir ácido acético), compreendendo: uma etapa de reação de carbonilação de reação de metanol com monóxido de carbono em um recipiente de reação na presença de um sistema catalisador contendo um catalisador de metal e iodeto de metil, bem como ácido acético, acetato de metil e água para produzir ácido acético;
uma etapa de evaporação de introduzir e aquecer a mistura de reação obtida na etapa de reação de carbonilação num evaporador para separar a mistura de reação em uma corrente de vapor e uma corrente de liquido residual;
uma etapa de reciclagem da corrente de liquido residual de reciclagem da corrente de liquido residual para um recipiente de reação;
uma etapa de remoção de componente de menor ponto de ebulição para separar a corrente de vapor com uma primeira coluna de destilação em uma primeira corrente aérea rica em iodeto de metil e acetaldeido e uma primeira corrente de ácido acético rica em ácido acético e de condensação e separação da primeira corrente aérea para obter uma fase aquosa e uma fase orgânica; uma primeira etapa de corrente aérea de reciclagem de reciclar pelo menos uma porção da fase aquosa e/ou da fase orgânica para o recipiente de reação; e uma etapa de separação e remoção de acetaldeido de separação e remoção de acetaldeido em uma corrente de processo, em que com aquecimento do evaporador, (i) a concentração de acetaldeido na fase aquosa é controlada para
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6/88 não menos que 2340 ppm em massa, e/ou (ii) a concentração de acetato de metil na fase aquosa é controlada para menos que 19,0% em massa e/ou (ill) a concentração de acetato de metil na fase orgânica é controlada para menos que 38,0% em massa, e pelo menos uma porção da fase aquosa é tratada na etapa de separação e remoção de acetaldeido, e um liquido residual após a separação e remoção de acetaldeido é reciclado para o recipiente de reação e/ou a etapa de separação e remoção de acetaldeido e/ou outros processos.
[0009] No primeiro método para produzir ácido acético, o sistema de catalisador pode ainda conter iodeto iônico.
[00010] Quanto às condições operacionais da primeira coluna de destilação, uma razão de refluxo da fase aquosa pode ser não inferior a 2 quando apenas a fase aquosa é refluxada para a primeira coluna de destilação, uma razão de refluxo da fase orgânica pode ser não inferior a 1 quando apenas a fase orgânica é refluxada e uma razão de refluxo total das fases aquosa e orgânica pode ser não inferior a 1,5 quando ambas as fases aquosa e orgânica são refluxadas.
[00011] 0 primeiro método para a produção de ácido acético pode ainda compreender uma etapa de desidratação da separação da primeira corrente de ácido acético com uma segunda coluna de destilação em uma segunda corrente aérea rica em água e uma segunda corrente de ácido acético mais rica em ácido acético do que a primeira corrente de ácido acético. Nesse caso, é preferível que, na segunda corrente de ácido acético, a concentração de crotonaldeído seja não mais que 1,10 ppm em massa e/ou aconcentração de 2-etil crotonaldeído seja não mais que 0,80 ppm em massa e/ou aconcentração de ácido propiônico seja não mais que 130 ppm em massa.
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7/88 [00012] No primeiro método para produzir ácido acético, a concentração de acetaldeido na corrente de liquido residual no evaporador pode ser não superior a 70 ppm em massa.
[00013] No líquido da mistura de reação do recipiente de reação, a a concentração de crotonaldeído pode ser não superior a 1,7 ppm em massa e/ou aa concentração de 2-etil crotonaldeído pode ser não superior a 1,8 ppm em massa e/ou a concentração de ácido propiônico pode ser não superior a 240 ppm em massa.
[00014] Na corrente de vapor alimentada à primeira coluna de destilação, a concentração de crotonaldeído pode ser não superior a 2,4 ppm em massa e/ou a concentração de 2-etil crotonaldeído pode ser não superior a 0,45 ppm em massa e/ou oa concentração de ácido propiônico pode ser não superior a 106 ppm em massa.
[00015] Na primeira corrente de ácido acético, a concentração de crotonaldeído pode ser ão superior a 1,34 ppm em massa e/ou ahe a concentração de 2-etil crotonaldeído pode ser não superior a 0,60 ppm em massa e/ou a concentração de ácido propiônico pode ser não superior a 106 ppm em massa.
[00016] A presente invenção fornece também um método para produzir ácido acético (doravante, algumas vezes referido como segundo método para produzir ácido acético), compreendendo: uma etapa de reação de carbonilação de reação de metanol com monóxido de carbono em um recipiente de reação na presença de um sistema catalisador contendo um catalisador de metal e iodeto de metil, bem como ácido acético, acetato de metil e água para produzir ácido acético;
uma etapa de evaporação de introduzir e aquecer a mistura de reação obtida na etapa de reação de carbonilação
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8/88 num evaporador para separar a mistura de reação em uma corrente de vapor e uma corrente de liquido residual;
uma etapa de reciclagem da corrente de liquido residual para reciclar a corrente de líquido residual no recipiente de reação;
uma etapa de remoção de componente de menor ponto de ebulição para separar a corrente de vapor com uma primeira coluna de destilação em uma primeira corrente aérea rica em iodeto de metil e acetaldeido e uma primeira corrente de ácido acético rica em ácido acético e de condensação e separação da primeira corrente aérea para obter uma fase aquosa e uma fase orgânica; uma primeira etapa de corrente aérea de reciclagem de reciclar pelo menos uma porção da fase aquosa e/ou da fase orgânica para o recipiente de reação; e uma etapa de separação e remoção de acetaldeido de separação e remoção de acetaldeido em uma corrente de processo, em que com aquecimento do evaporador, (i) a concentração de acetaldeido na fase aquosa é controlada para não menos que 2340 ppm em massa, e/ou (ii) a concentração de acetato de metil na fase aquosa é controlada para menos que 19,0% em massa e/ou (iii) a concentração de acetato de metil na fase orgânica é controlada para menos que 38,0% em massa, e uma concentração de acetaldeido na corrente de líquido residual é controlada para não mais que 70 ppm em massa, e pelo menos uma porção da fase aquosa é tratada na etapa de separação e remoção de acetaldeido, e um líquido residual após a separação e remoção de acetaldeido é reciclado para o recipiente de reação e/ou a etapa de separação e remoção de acetaldeido e/ou outros processos, e uma razão de refluxo da
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9/88 fase aquosa da primeira coluna de destilação não é inferior a 2 .
[00017] No segundo método para produzir ácido acético, o sistema de catalisador pode ainda conter iodeto iônico.
[00018] De acordo com a presente invenção, no que diz respeito às fases aquosa e orgânica obtidas pelo aquecimento do evaporador e pela separação do condensado aéreo da coluna de remoção do componente de menor ponto de ebulição, uma vez que a concentração de acetaldeído da fase aquosa e/ou a concentração de acetato de metil da fase aquosa e/ou a
concentração de acetato de metil de uma fase orgânica £ >ão
controladas dentro de uma faixa especí fica, uma quantidade de
acetaldeído distribuído na lateral da fase aquo sa aumenta e.
portanto, o acetaldeído pode ser eficientemente separado e
removido submetendo esta fase aquosa à etapa de separação e remoção do acetaldeído. Por esta razão, a concentração de acetaldeído no recipiente de reação é reduzida para suprimir as quantidades de crotonaldeído, 2-etil crotonaldeído, iodeto de hexil e, além disso, ácido propiônico geradas. Assim, mesmo que um aparelho de remoção de acetaldeído em larga escala ou um aparelho de ozonização não esteja disposto, pode ser obtido um ácido acético de alta qualidade com um bom valor de teste de permanganate de potássio e um baixo teor de impurezas. O efeito se tornará ainda mais notável ajustando o aquecimento do evaporador para ajustar a concentração de acetaldeído na corrente de líquido residual do evaporador (fração de fundo) para não mais que um valor específico ou para definir uma taxa de refluxo da coluna de remoção de componente de menor ponto de ebulição para não menos que um valor específico.
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Breve Descrição dos Desenhos [00019] A Figura 1 é um fluxograma de produção de ácido acético mostrando uma modalidade da presente invenção.
A Figura 2 é um diagrama de fluxo esquemático
mostrando um exemplo de um sistema de separação e remoção de
acetaldeido.
A Figura 3 é um diagrama de fluxo esquemático
mostrando outro exemplo do sistema de separação e remoção de acetaldeido.
A Figura 4 é um fluxograma esquemático mostrando um exemplo adicional alternativo do sistema de separação e remoção de acetaldeido.
A Figura 5 é um fluxograma esquemático que mostra um outro exemplo alternativo do sistema de separação e remoção de acetaldeido.
Descrição das Modalidades [00020] 0 primeiro método para produzir ácido acético da presente invenção compreende: uma etapa da reação de carbonilação de reação do metanol com monóxido de carbono em um recipiente de reação na presença de um sistema de catalisador contendo um catalisador de metal e iodeto de metil bem como ácido acético, acetato de metil e água para produzir ácido acético; uma etapa de evaporação de introdução e aquecimento da mistura de reação obtida na etapa de reação de carbonilação de um evaporador para separar a mistura de reação em uma corrente de vapor e uma corrente de líquido residual; uma etapa de reciclagem da corrente de líquido residual para reciclar a corrente de líquido residual no recipiente de reação; uma etapa de remoção de componente com menor ponto de ebulição para separar a corrente de vapor com uma primeira
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11/88 coluna de destilação em uma primeira corrente aérea rica em iodeto de metil e acetaldeido e uma primeira corrente de ácido acético rica em ácido acético e de condensação e separação da primeira corrente aérea para obter uma fase aquosa e uma fase orgânica; uma primeira etapa de reciclagem de corrente aérea de reciclar pelo menos uma porção da fase aquosa e/ou da fase orgânica para o recipiente de reação; e uma etapa de separação e remoção de acetaldeido de separação e remoção de acetaldeido em uma corrente de processo. Com o aquecimento do evaporador, (i) a concentração de acetaldeido na fase aquosa é controlada para não menos que 2340 ppm em massa, e/ou (ii) a concentração de acetato de metil na fase aquosa é controlada para menos que 19,0% em massa , e/ou (iii) a concentração de acetato de metil na fase orgânica é controlada para menos que 38,0% em massa e, além disso, pelo menos uma porção da fase aquosa é tratada na etapa de separação e remoção de acetaldeido para reciclar um liquido residual após a separação e remoção de acetaldeido no recipiente de reação e/ou na etapa de separação e remoção de acetaldeido e/ou outros processos (de preferência a pelo menos o recipiente de reação). Quando a concentração de acetaldeido na fase aquosa, a concentração de acetato de metil na fase aquosa ou a concentração de acetato de metil na fase orgânica é controlada dentro da faixa acima mencionada, um coeficiente de distribuição de acetaldeido [{concentração de acetaldeido na fase aquosa (% em massa)}/{concentração de acetaldeido da fase orgânica (% em massa) }] é aumentada. Especificamente, a quantidade de acetaldeido distribuído na lateral da fase aquosa é aumentada. Por conseguinte, a eficiência de separação e remoção de acetaldeido pode ser grandemente melhorada
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12/88 submetendo esta fase aquosa à etapa de separação e remoção de acetaldeido.
[00021] O segundo o método para produzir ácido acético da presente invenção compreende a etapa da reação de carbonilação a etapa de evaporação, a etapa de reciclagem da corrente de líquido residual, a etapa de remoção do componente de menor ponto de ebulição, a primeira etapa de reciclagem de corrente aérea e etapa de separação e remoção de acetaldeido, que são mencionadas acima. Com aquecimento do evaporador, (i) a concentração de acetaldeido na fase aquosa é controlada para não menos que 2340 ppm em massa, e/ou (ii) a concentração de acetato de metil na fase aquosa é controlada para menos que 19,0% em massa e/ou (iii) a concentração de acetato de metil na fase orgânica é controlada para menos que 38,0% em massa, e a concentração de acetaldeido na corrente de líquido residual é controlada para não mais que 70 ppm em massa, pelo menos uma porção da fase aquosa é tratada na etapa de separação e remoção de acetaldeido, e um líquido residual após a separação e remoção de acetaldeido é reciclado para o recipiente de reação e/ou a etapa de separação e remoção de acetaldeido e/ou outros processos (de preferência a pelo menos o recipiente de reação) , e, além disso, uma razão de refluxo da fase aquosa da primeira coluna de destilação não é inferior a 2. O segundo método para produzir ácido acético da presente invenção é um dos aspectos preferíveis do primeiro método para produzir ácido acético da presente invenção.
[00022] No acima mencionado (i), a concentração de acetaldeido na fase aquosa é de preferência não inferior a 2400 ppm em massa, mais preferivelmente não inferior a 2500 ppm em massa, e ainda preferivelmente não inferior a 2600 ppm
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13/88 em massa. 0 limite superior da concentração de acetaldeido na fase aquosa pode ser, por exemplo, 1,0% em massa ou 5.000 ppm em massa. No acima mencionado (ii), a concentração de acetato de metil na fase aquosa é de preferência não superior a 18,5% em massa, mais preferencialmente não superior a 17,5% em massa e ainda de preferência não superior a 17,0% em massa. 0 limite inferior da concentração de acetato de metil na fase aquosa pode ser de 1,0% em massa ou 5,0% em massa (alternativamente 8,0% em massa ou 10,0% em massa). No (iii) acima mencionado, a concentração de acetato de metil na fase orgânica é de preferência não superior a 37,5% em massa, mais preferivelmente não superior a 37,0% em massa, ainda mais preferivelmente não superior a 35, 0% em massa, e de modo particularmente preferido não superior a 30,0% em massa (por exemplo, não superior a 25,0% em massa). O limite inferior da concentração de acetato de metil na fase orgânica pode ser, por exemplo, 1,0% em massa ou 2,0% em massa ou pode ser 5,0% em massa (alternativamente 10,0% em massa ou 15,0% em massa, particularmente 20,0% em massa).
[00023] No primeiro e segundo métodos para produzir ácido acético (doravante, estes podem ser genericamente denominados o método para produzir ácido acético de acordo com a presente invenção), o sistema de catalisador pode ainda conter iodeto iônico. Um iodeto iônico funciona como um cocatalisador.
[00024] No método para produzir ácido acético de acordo com a presente invenção, pelo menos uma porção da fase aquosa é tratada na etapa de separação e remoção de acetaldeido para reciclar um líquido residual após a separação e remoção de acetaldeido para o recipiente de reação etc. e, em além disso, pelo menos uma porção da fase orgânica pode ser tratada na
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14/88 etapa de separação e remoção do acetaldeido para reciclar o liquido residual após a separação do acetaldeido e a remoção para o recipiente de reação, etc.
[00025] Além disso, o método para produzir ácido acético de acordo com a presente invenção pode compreender uma etapa de desidratação para separar a primeira corrente de ácido acético com a segunda coluna de destilação em uma segunda corrente aérea rica em água e uma segunda corrente de ácido acético mais rica em ácido acético do que a primeira corrente de ácido acético. A desidratação da primeira corrente de ácido acético na segunda coluna de destilação fornece a segunda corrente de ácido acético com pouco teor de água como uma fração de fundo ou um liquido de corte lateral da parte inferior ou do meio da coluna. A segunda corrente de ácido acético pode ser utilizada como produto ácido acético tal como é ou por refinamento adicional, se necessário.
[00026] No método para produzir ácido acético de acordo com a presente invenção, quando apenas a fase aquosa do condensado da primeira corrente aérea é refluxada para a primeira coluna de destilação, uma razão de refluxo da fase aquosa (quantidade da fase aquosa refluxada/quantidade do destilado da fase aquosa) desejavelmente, por exemplo, não inferior a 2, preferivelmente não inferior a 3, mais preferencialmente não inferior a 5, ainda preferivelmente não inferior a 8, particularmente preferencialmente não inferior a 10 e, em particular, não inferior a 12. Além disso, quando apenas a fase orgânica de condensado da primeira corrente aérea é refluxada para a primeira coluna de destilação, uma taxa de refluxo da fase orgânica (quantidade da fase orgânica refluxada/quantidade do destilado da fase orgânica) é
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15/88 desejável, por exemplo, não inferior a 1, de preferência não inferior a 1,5, mais preferencialmente não inferior a 1 2, adicionalmente preferencialmente não inferior a 4, e particularmente preferencialmente não inferior a 5. Além disso quando ambas as fases aquosa e orgânica do condensado da primeira corrente aérea são refluxadas para a primeira coluna de destilação, uma razão de refluxo total das fases aquosa e orgânica (quantidade total das fases aquosa e orgânica refluxadas/ quantidade total do destilado das fases aquosa e orgânica) é desejavelmente, por exemplo, não inferior a 1,5, preferencialmente não inferior a 2,3, mais preferivelmente não inferior a 3,5, ainda preferivelmente não inferior a 6, e particularmente preferivelmente não inferior a 8,5. Além disso quando a fase aquosa é refluxada para a primeira coluna de destilação, uma razão de refluxo da fase aquosa (quantidade da fase aquosa refluxada/quantidade do destilado da fase aquosa) é de preferência não inferior a 2, mais preferencialmente não menos que 3, ainda de preferência não inferior a 5, particularmente preferencialmente não inferior a 8 e, em particular, não inferior a 12. Em qualquer caso, o limite superior da razão de refluxo da primeira coluna de destilação 3 pode ser, por exemplo, 3.000 (particularmente, 1000) ou pode ser 100 (particularmente, 30) . Uma vez que uma razão de refluxo aumentada da primeira coluna de destilação permite concentrar acetaldeido no topo da coluna, a eficiência de remoção de acetaldeido pode ser mais melhorada submetendo condensado do topo da coluna à etapa de separação e remoção de acetaldeido.
[00027] No método para produzir ácido acético de acordo com a presente invenção, é preferível definir uma concentração de
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16/88 acetaldeído na corrente de liquido residual (fração de fundo) no evaporador para não mais que 70 ppm em massa ajustando o aquecimento do evaporador. A concentração de acetaldeído na corrente de líquido residual de preferência é não superior a 60 ppm em massa, ainda mais preferencialmente não superior a 50 ppm em massa, e particularmente preferencialmente não superior a 40 ppm em massa (por exemplo, não superior a 30 ppm em massa) . Quando tal operação é realizada, uma vez que a corrente de líquido residual é reciclada para o recipiente de reação como um líquido catalisador, a quantidade de acetaldeído reciclado para o recipiente de reação é diminuída e, desse modo, é possível suprimir a geração de subprodutos, tais como crotonaldeído, 2-etil-crotonaldeído, iodeto de hexil e ácido propiônico no recipiente de reação.
[00028] No método para produzir ácido acético de acordo com a presente invenção, uma vez que a separação e a eficiência de remoção de acetaldeído podem ser elevadas como mencionado acima, a quantidade de acetaldeído retornado para o sistema de reação é diminuído e, como resultado, é possível abaixar as concentrações de crotonaldeído, 2-etil crotonaldeído, ácido propiônico e um iodeto de hexil em um líquido da mistura de reação do recipiente de reação.
[00029] A concentração de crotonaldeído no líquido da mistura de reação do recipiente de reação é, por exemplo, não superior a 1,7 ppm em massa, preferivelmente não superior a 1,4 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 1,2 ppm em massa, particularmente preferivelmente não superior a 1,0 ppm em massa (por exemplo, não superior a 0,8 ppm em massa e em particular não superior a 0,6 ppm em massa). O limite inferior da concentração de crotonaldeído no líquido da mistura de
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17/88 reação do recipiente de reação pode ser, por exemplo, 0,01 ppm em massa (ou 0,1 ppm em massa) . A concentração de 2-etilcrotonaldeído no líquido da mistura de reação do recipiente de reação é, por exemplo, não superior a 1,8 ppm em massa, preferencialmente não superior a 1,6 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 1,4 ppm em massa, particularmente preferivelmente não superior a 1,2 ppm em massa (por exemplo, não superior a 1,0 ppm em massa e em particular não superior a 0,8 ppm em massa). O limite inferior de concentração de 2-etil crotonaldeído no líquido da mistura de reação pode ser, por exemplo, 0,01 ppm em massa (ou 0,1 ppm em massa). A concentração de ácido propiônico no líquido da mistura de reação do recipiente de reação é, por exemplo, não superior a 240 ppm em massa, preferivelmente não superior a 230 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 220 ppm em massa e particularmente preferivelmente não superior a 200 ppm em massa (por exemplo, não superior a 180 ppm em massa). O limite inferior da concentração de ácido propiônico no líquido da mistura de reação do recipiente de reação pode ser, por exemplo, 10 ppm em massa (ou 50 ppm em massa).
[00030] Quando cada concentração de crotonaldeído, 2-etilcrotonaldeído, ácido propiônico e iodeto de hexil é diminuída no líquido da mistura de reação do recipiente de reação, a concentração dessas impurezas é reduzida na corrente de vapor alimentada para a primeira coluna de destilação e também a concentração destas impurezas é diminuída na primeira corrente de ácido acético obtido a partir da primeira coluna de destilação e, por conseguinte, no produto de alta qualidade ácido acético com um bom valor do teste do permanganate de potássio e uma baixa concentração destas impurezas pode ser
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18/88 obtida. Por esta razão, é possível reduzir ou omitir um aparelho de remoção de acetaldeído e um aparelho de ozonização que tenha sido convencionalmente usado para melhorar um valor de teste de permanganate de potássio. Além disso, uma vez que o ácido acético com um elevado valor de teste de permanganate de potássio pode ser obtido passando apenas por uma coluna de remoção de componente de menor ponto de ebulição ou por uma coluna de desidratação, torna-se possível diminuir ou omitir uma coluna de remoção de componente de menor ponto de ebulição subsequente ou coluna do produto (coluna de acabamento).
[00031] A concentração de crotonaldeído na corrente de vapor alimentada à primeira coluna de destilação é, por exemplo, não superior a 2,4 ppm em massa, preferivelmente não superior a 2,2 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 2,0 ppm em massa, particularmente preferivelmente não superior a 1,6 ppm em massa (por exemplo, não superior a 1,2 ppm em massa). O limite inferior da concentração de crotonaldeído na corrente de vapor alimentada à primeira coluna de destilação pode ser, por exemplo, 0,01 ppm em massa (ou 0,1 ppm em massa) . A concentração de 2-etil-crotonaldeído na corrente de vapor alimentada à primeira coluna de destilação é, por exemplo, não superior a 0,45 ppm em massa, preferivelmente não superior a 0,40 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 0,30 ppm em massa. O limite inferior da concentração de 2-etil crotonaldeído na corrente de vapor alimentada à primeira coluna de destilação pode ser, por exemplo, 0,01 ppm em massa (ou 0,1 ppm em massa) . A concentração de ácido propiônico na corrente de vapor alimentada à primeira coluna de destilação é por exemplo, não superior a 106 ppm em massa, preferivelmente não superior a 74,0 ppm em massa, mais preferivelmente não
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19/88 superior a 65, 0 ppm em massa e ainda preferivelmente não superior a 55,0 ppm em massa. O limite inferior da concentração de ácido propiônico na corrente de vapor fornecida à primeira coluna de destilação pode ser, por exemplo, 1,0 ppm em massa ou pode ser 5,0 ppm em massa ou 10,0 ppm em massa.
[00032] A concentração de crotonaldeido na primeira corrente de ácido acético é, por exemplo, não superior a 1,34 ppm em massa, preferivelmente não superior a 1,20 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 1,00 ppm em massa, ainda mais preferencialmente não superior a 0,80 ppm em massa e particularmente preferencialmente não superior a 0, 60 ppm em massa. O limite inferior da concentração de crotonaldeido na primeira corrente de ácido acético pode ser, por exemplo, 0,01 ppm em massa (ou 0,05 ppm em massa). A concentração de 2-etilcrotonaldeido na primeira corrente de ácido acético é, por exemplo, não superior a 0,60 ppm em massa, preferivelmente não superior a 0,50 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 0,40 ppm em massa. O limite inferior da concentração de 2-etil-crotonaldeido na primeira corrente de ácido acético pode ser, por exemplo, 0,01 ppm em massa (ou 0,05 ppm em massa) . A concentração de ácido propiônico na primeira corrente de ácido acético é, por exemplo, não superior a 106 ppm em massa, preferivelmente não superior a 100 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 90,0 ppm em massa e ainda preferivelmente não superior a 80,0 ppm em massa. O limite inferior da concentração de ácido propiônico na primeira corrente de ácido acético pode ser, por exemplo, 1,0 ppm em massa, ou 5,0 ppm em massa ou 10,0 ppm em massa.
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20/88 [00033] A concentração de crotonaldeido na segunda corrente de ácido acético obtida da coluna de desidratação é, por exemplo, não superior a 1,10 ppm em massa, preferencialmente não superior a 1,00 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 0,90 ppm em massa, ainda mais preferivelmente não mais superior a 0,80 ppm em massa, e particularmente preferivelmente não superior a 0,70 ppm em massa (por exemplo, não superior a 0, 60 ppm em massa) . O limite inferior da concentração de crotonaldeido na segunda corrente de ácido acético pode ser, por exemplo, 0,01 ppm em massa (ou 0,05 ppm em massa). A concentração de 2-etil-crotonaldeído na segunda corrente de ácido acético é, por exemplo, não superior a 0,80 ppm em massa, preferivelmente não superior a 0,70 ppm em massa mais preferivelmente não superior a 0, 60 ppm em massa, ainda mais preferencialmente não superior a 0,50 ppm em massa, e particularmente preferencialmente não superior a 0,40 ppm em massa. O limite inferior da concentração de 2-etilcrotonaldeído na segunda corrente de ácido acético pode ser, por exemplo, 0,01 ppm em massa (ou 0,05 ppm em massa) . A concentração de ácido propiônico na segunda corrente de ácido acético é, por exemplo, não superior a 130 ppm em massa, preferivelmente não superior a 120 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 110 ppm em massa e ainda preferivelmente não superior a 80,0 ppm em massa. O limite inferior da concentração de ácido propiônico na segunda corrente de ácido acético pode ser, por exemplo, 1,0 ppm em massa, ou pode ser 5,0 ppm em massa ou 10,0 ppm em massa. A concentração de iodeto de hexil na segunda corrente de ácido acético é, por exemplo, não superior a 30 ppb em massa, preferivelmente não superior a 25 ppb em massa, mais
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21/88 preferencialmente não superior a 20 ppb em massa, ainda mais preferivelmente não superior a 17 ppb em massa, e particularmente preferivelmente não superior a 10 ppb em massa O limite inferior da concentração de iodeto de hexil na segunda corrente de ácido acético pode ser, por exemplo, 0,1 ppb em massa (ou 1,0 ppb em massa).
[00034] Daqui em diante, uma modalidade da presente invenção será descrita. A Figura 1 é um exemplo de um diagrama de fluxo de produção de ácido acético (processo de carbonilação de um método de metanol) mostrando uma modalidade da presente invenção. Um aparelho de produção de ácido acético associado a esse fluxo de produção de ácido acético possui um recipiente de reação 1, um evaporador 2, uma coluna de destilação 3, um decantador 4, uma coluna de destilação 5, uma coluna de destilação 6, uma coluna de resina de permuta iônica 7, um sistema de depuração 8, uma separação de acetaldeido e de sistema de remoção 9, condensadores la, 2a, 3a, 5a, e 6a, um permutador de calor 2b, refervedores 3b, 5b e 6b, as linhas
11-56, e uma bomba 57 e é configurado para ser capaz de produzir continuamente ácido acético. No método para produzir ácido acético de acordo com a presente modalidade, uma etapa de reação, uma etapa de evaporação (etapa rápida), uma primeira etapa de destilação, uma segunda etapa de destilação, uma terceira etapa de destilação e uma etapa de remoção por adsorção são realizadas são realizadas no recipiente de reação 1, no evaporador 2, na coluna de destilação 3, na coluna de destilação 5, na coluna de destilação 6 e na coluna de resina de permuta iônica 7, respectivamente. A primeira etapa de destilação é também referida como uma etapa de remoção do componente de menor ponto de ebulição, a segunda etapa de
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22/88 destilação é também referida como uma etapa de desidratação, e a terceira etapa de destilação é também referida como uma etapa de remoção do componente de maior ponto de ebulição. Na presente invenção, as etapas não estão limitadas às descritas acima e podem excluir, por exemplo, o equipamento da coluna de destilação 5, da coluna de destilação 6, da coluna de resina de permuta iônica 7, o sistema de separação e remoção de acetaldeído 9 (coluna de remoção de acetaldeído, etc.). Como mencionado mais tarde, uma coluna de produto pode ser colocada a jusante da coluna de resina de permuta iônica 7.
[00035] O recipiente de reação 1 é uma unidade para realizar a etapa de reação. Esta etapa de reação é uma etapa para a produção contínua de ácido acético através de uma reação (reação de carbonilação de metanol) representada pela fórmula química (1) dada abaixo. Num estado de funcionamento constante do aparelho de produção de ácido acético, por exemplo, uma mistura de reação, sob agitação com um agitador está presente no recipiente de reação 1. A mistura de reação contém metanol e monóxido de carbono que são matérias-primas, um catalisador de metal, um cocatalisador, água, um ácido acético alvo de produção e vários subprodutos, e uma fase líquida e uma fase gasosa estão em equilíbrio.
CH3OH + CO CH3COOH (1) [00036] As matérias-primas na mistura de reação são metanol em estado líquido e monóxido de carbono em estado gasoso. O metanol alimentado continuamente a uma taxa de fluxo predeterminada para o recipiente de reação 1 a partir de um reservatório de metanol (não mostrado) através da linha 11.
[00037] 0 monóxido de carbono alimentado continuamente a uma taxa de fluxo predeterminada para o recipiente de reação 1 a
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23/88 partir de um reservatório de monóxido de carbono (não mostrado) através da linha 11. 0 monóxido de carbono não é necessariamente obrigatório para ser monóxido de carbono puro e pode conter, por exemplo, outros gases como nitrogênio, hidrogênio, dióxido de carbono e oxigênio, em uma pequena quantidade (por exemplo, não superior a 5% em massa, preferencialmente não superior a 1% em massa).
[00038] 0 catalisador de metal na mistura de reação promove a reação de carbonilação do metanol, e, por exemplo, um catalisador de ródio ou um catalisador de iridio pode ser usado. Por exemplo, um complexo de ródio representado pela fórmula química [Rh(CO)2l2]~ pode ser usado como catalisador de ródio. Por exemplo, um complexo de iridio representado pela fórmula química [Ir(CO)2l2]~ pode ser usado como catalisador de iridio. Um catalisador complexo de metal é preferido como o catalisador de metal. A concentração (em termos do metal) do catalisador na mistura de reação é, por exemplo, 100 a 10.000 ppm em massa, preferivelmente 200 a 5.000 ppm em massa, ainda mais preferencialmente 400 a 2.000 ppm em massa, em relação a toda a fase líquida da mistura de reação.
[00039] 0 cocatalisador é um iodeto para auxiliar a ação do catalisador mencionado acima, e, por exemplo, é usado o iodeto de metil ou um iodeto iônico. O iodeto de metil pode exibir o efeito de promover o efeito catalítico do catalisador mencionado acima. A concentração do iodeto de metil é, por exemplo, 1 a 20% em massa em relação a toda a fase líquida da mistura de reação. O iodeto iônico é um iodeto que gera ions de iodeto em uma solução de reação (particularmente, um iodeto de metal iônico) e pode exibir o efeito de estabilizar o catalisador mencionado acima e o efeito de suprimir a reação
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24/88 lateral. Exemplos do iodeto iônico incluem iodetos de metal alcalino, tais como iodeto de litio, iodeto de sódio e iodeto de potássio. A concentração do iodeto iônico na mistura de reação é, por exemplo, 1 a 25% em massa, preferivelmente 5 a 20% em massa, em relação a toda a fase liquida da mistura de reação. Além disso, quando, por exemplo, é utilizado um catalisador de iridio ou similar, um composto de rutênio e um composto de ósmio pode também ser usado como um cocatalisador. O uso total desses compostos é, por exemplo, 0,1 a 30 mol (conversão de metal) e, de preferência, de 0,5 a 15 mol (conversão de metal) por mol (conversão de metal) de iridio.
[00040] A água na mistura de reação é um componente necessário para gerar ácido acético no mecanismo de reação da reação de carbonilação de metanol e também é um componente necessário para a solubilização de um componente solúvel em água no sistema de reação. A concentração de água na mistura de reação é, por exemplo, 0,1 a 15% em massa, preferivelmente 0,8 a 10% em massa, ainda mais preferencialmente 1 a 6% em massa, particularmente preferivelmente 1,5 a 4% em massa, em relação à fase liquida total da mistura de reação. A concentração de água é de preferência não superior a 15% em massa para prosseguir a produção eficiente de ácido acético, reduzindo a energia necessária para a remoção de água no decurso da purificação do ácido acético. De modo a controlar a concentração de água, a água pode ser continuamente alimentada a uma taxa de fluxo predeterminada para o recipiente de reação 1.
[00041] 0 ácido acético na mistura de reação inclui o ácido acético alimentado antecipadamente no recipiente de reação 1 antes da operação do aparelho de produção de ácido acético e o
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25/88 ácido acético gerado como produto principal da reação de carbonilação do metanol. Tal ácido acético pode funcionar como solvente no sistema de reação. A concentração do ácido acético na mistura de reação é, por exemplo, 50 a 90% em massa, preferivelmente 60 a 80% em massa, em relação a toda a fase liquida da mistura de reação.
[00042] Exemplos dos principais subprodutos contidos na mistura de reação incluem acetato de metil. Este acetato de metil pode ser gerado através da reação entre o ácido acético e o metanol. A concentração do acetato de metil na mistura de reação é, por exemplo, 0,1 a 30% em massa, preferivelmente 1 a 10% em massa, em relação a toda a fase liquida da mistura de reação. Outro exemplo dos subprodutos contidos na mistura de reação inclui iodeto de hidrogênio. Este iodeto de hidrogênio é inevitavelmente gerado sob o mecanismo de reação da reação de carbonilação de metanol no caso em que o catalisador ou o cocatalisador, tal como mencionado acima é utilizado. A concentração do iodeto de hidrogênio na mistura de reação é, por exemplo, 0,01 a 2% em massa em relação a toda a fase liquida da mistura de reação.
[00043] Além disso, os subprodutos incluem, por exemplo, hidrogênio, metano, dióxido de carbono, acetaldeido, crotonaldeido, 2-etil-crotonaldeido, acetato de butil, éter dimetilico, alcanos, ácido fórmico, ácido propiônico e iodetos
de alquil , tais como iodeto de etil, iodeto de propil , iodeto
de butil, iodeto de butil, iodeto de hexil e iodeto de decil.
[00044] A concentração de acetaldeido no liquido da mistura
de reação (fase liquida da mistura de reação; meio de reação)
não é, por exemplo, superior a 500 ppm em massa,
preferivelmente não superior a 450 ppm em massa, mais
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26/88 preferivelmente não superior a 400 ppm em massa ainda de preferência não superior a 350 ppm em massa, e particularmente preferivelmente não superior a 300 ppm em massa [por exemplo, não superior a 250 ppm em massa (ou não superior a 210 ppm em massa)]. 0 limite inferior de concentração de acetaldeido no líquido da mistura de reação é, por exemplo, 1 ppm em massa (ou 10 ppm em massa).
[00045] A concentração de crotonaldeído no líquido da mistura de reação é, por exemplo, não superior a 1,7 ppm em massa, preferivelmente não superior a 1,4 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 1,2 ppm em massa, e particularmente preferivelmente não superior a 1,0 ppm em massa (por exemplo, não superior a 0,8 ppm em massa, em particular não superior a 0,6 ppm em massa). O limite inferior de concentração de crotonaldeído no líquido da mistura de reação é, 0 ppm, ou pode ser, por exemplo, 0,1 ppm em massa, 0,1 ppm em massa ou 0,2 ppm em massa. A concentração de 2etil-crotonaldeido no líquido da mistura de reação é, por exemplo, não superior a 1,8 ppm em massa, preferencialmente não superior a 1,6 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 1,4 ppm em massa, e particularmente preferivelmente não superior a 1,2 ppm em massa (por exemplo, não superior a 1,0 ppm em massa, em particular não superior a 0,8 ppm em massa). O limite inferior da concentração de 2-etilcrotonaldeído no líquido da mistura de reação é de 0 ppm ou pode ser, por exemplo, 0,01 ppm em massa ou pode ser 0,1 ppm em massa ou 0,2 ppm em massa. A concentração de ácido propiônico no líquido da mistura de reação é, por exemplo, não superior a 240 ppm em massa, preferivelmente não superior a 230 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 220 ppm
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27/88 em massa e particularmente preferivelmente não superior a 200 ppm em massa (por exemplo, não superior a 180 ppm em massa). O limite inferior da concentração de ácido propiônico no líquido da mistura de reação é de 0 ppm ou pode ser, por exemplo, 10 ppm em massa (ou 50 ppm em massa).
[00046] Além disso, o líquido da mistura de reação pode conter um metal gerado pela corrosão do aparelho [metal corroído (também é chamado metal corrosivo)], tal como ferro, níquel, cromo, manganês, molibdênio e outros metais tais como cobalto, zinco e cobre. O metal corroído e outros metais acima mencionados podem ser chamados coletivamente de metal corroído etc.
[00047] No recipiente de reação 1, onde a mistura de reação, como descrita acima, está presente, a temperatura de reação é ajustada, por exemplo, entre 150 e 250. A pressão de reação como a pressão total é ajustada para, por exemplo, 2,0 a 3,5 MPa (pressão absoluta), e a pressão parcial de monóxido de carbono é ajustada para, por exemplo, 0,4 a 1,8 MPa (pressão absoluta), preferencialmente 0,6 a 1,6 MPa (pressão absoluta), e ainda mais preferencialmente 0,9 a 1,4 MPa (pressão absoluta).
[00048] 0 vapor de uma porção de fase gasosa no recipiente de reação 1 durante a operação do aparelho contém, por exemplo, monóxido de carbono, hidrogênio, metano, dióxido de carbono, nitrogênio, oxigênio, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil, ácido acético, éter dimetílico, metanol, acetaldeído, ácido fórmico e ácido propiônico. O hidrogênio está contido no monóxido de carbono usado como matéria-prima e também é gerado por uma reação de mudança (CO + H2O H2 + CO2) que ocorre no recipiente de reação 1. A
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28/88 pressão parcial de hidrogênio do recipiente de reação 1 é, por exemplo, não inferior a 0,01 MPa (pressão absoluta), preferivelmente não inferior a 0,015 MPa (pressão absoluta), mais preferencialmente não inferior a 0,02 MPa (pressão absoluta), ainda preferencialmente não inferior a 0,04 MPa (pressão absoluta), e particularmente preferencialmente 0,06 MPa (pressão absoluta) [por exemplo, não inferior a 0, 07 MPa (pressão absoluta)] . O limite superior de pressão parcial de hidrogênio do recipiente de reação é, por exemplo, 0,5 MPa (pressão absoluta) [particularmente 0,2 MPa (pressão absoluta)]. O vapor de uma porção de fase gasosa no recipiente de reação 1 pode ser retirado do recipiente de reação 1 através da linha 13. A pressão interna do recipiente de reação 1 pode ser controlada pelo ajustamento da quantidade de vapor retirada e, por exemplo, a pressão interna do recipiente de reação 1 é mantida constante. O vapor retirado do recipiente de reação 1 é introduzido no condensador la.
[00049] 0 condensador la separa o vapor do recipiente de reação 1 em uma porção condensada e uma porção gasosa por resfriamento e condensação parcial. A porção condensada contém por exemplo, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil, ácido acético, éter dimetílico, metanol, acetaldeído, ácido fórmico, e ácido propiônico e é introduzida no recipiente de reação 1 do condensador la através da linha 14 e reciclada. A porção gasosa contém, por exemplo, monóxido de carbono, hidrogênio, metano, dióxido de carbono, nitrogênio oxigênio, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil, ácido acético, éter dimetílico, metanol, acetaldeído e ácido fórmico e é alimentada ao sistema de depuração 8 a partir do condensador la através da linha 15. No sistema de
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29/88 depuração 8, os componentes úteis (por exemplo, iodeto de metil, água, acetato de metil e ácido acético) são separados e recuperados a partir da porção gasosa do condensador la. Nesta separação e recuperação, um método úmido que é realizado utilizando um liquido absorvente para capturar os componentes úteis na porção gasosa é utilizado na presente modalidade. Um solvente de absorção contendo pelo menos ácido acético e ou metanol é preferido como o liquido absorvente. 0 liquido absorvente pode conter acetato de metil. Por exemplo, uma porção condensada de um vapor da coluna de destilação 6 mencionada mais adiante pode ser usada como o liquido absorvente. Na separação e recuperação, um método de adsorção por oscilação de pressão pode ser usado. Os componentes úteis separados e recuperados (por exemplo, iodeto de metil) são introduzidos no recipiente de reação 1 a partir do sistema de depuração 8 através da linha de reciclagem 48 e reciclados. Um gás após a captura dos componentes úteis é descartado através da linha 49. 0 gás descarregado a partir da linha 49 pode ser utilizado como uma fonte de CO a ser introduzido para a parte inferior do evaporador 2 mencionado mais à frente ou as linhas de reciclagem 18 e 19 da corrente de líquido residual. Quanto ao tratamento no sistema de depuração 8 e subsequente reciclagem para o recipiente de reação 1 e descarte, o mesmo é válido para as porções gasosas descritas mais tarde que são alimentadas ao sistema de depuração 8 de outros condensadores. Para o método de produção da presente invenção, é preferível ter uma etapa de depuração de separar gases do processo para uma corrente rica em monóxido de carbono e uma corrente rica em ácido acético por tratamento de absorção com um solvente de absorção contendo pelo menos ácido acético.
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30/88 [00050] No recipiente de reação 1 durante a operação do aparelho, como mencionado acima, o ácido acético é continuamente produzido. A mistura de reação contendo esse ácido acético é continuamente retirada a uma taxa de fluxo predeterminada a partir do recipiente de reação 1 e introduzida no evaporador seguinte 2 através da linha 16.
[00051] 0 evaporador 2 é uma unidade para realizar a etapa de evaporação (etapa rápida). Esta etapa de evaporação é uma etapa para separar a mistura de reação continuamente introduzida no evaporador 2 através da linha 16 (linha de alimentação da mistura de reação), em uma corrente de vapor (fase volátil) e uma corrente de líquido residual (fase de baixa volatilidade) por evaporação parcial. Na presente invenção, a evaporação é causada pela redução da pressão durante o aquecimento do evaporador. Na etapa de evaporação, a temperatura da corrente de vapor é, por exemplo, de 100 a 260°C e preferivelmente 120 a 200°C, e a temperatura da corrente de líquido residual é, por exemplo, 100 a 260°C e preferivelmente 120 a 200°C. A pressão interna do evaporador é por exemplo, 50 a 1000 kPa (pressão absoluta). A razão entre a corrente de vapor e a corrente de líquido residual a ser separada na etapa de evaporação (corrente de vapor/corrente de líquido residual) é, por exemplo, 10/90 a 60/40 em termos de uma razão de massa (taxa de evaporação: 10 a 60% em massa), preferivelmente 26/74 a 45/55 (taxa de evaporação: 26 a 45% em massa), mais preferivelmente 27/73 a 42/58 (taxa de evaporação: 27 a 42% em massa), e ainda preferivelmente 30/70 a 40/60 (taxa de evaporação: 30 a 40% em massa).
[00052] 0 vapor gerado nesta etapa contém, por exemplo, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil,
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31/88 ácido acético, éter dimetilico, metanol, acetaldeido, crotonaldeído, 2-etil-crotonaldeído, acetato de butil, ácido fórmico, ácido propiônico e iodetos de alquil, tais como iodeto de etil, iodeto de propil, iodeto de butil, iodeto de hexil e iodeto de decil, e é continuamente retirado para a linha 17 (linha de descarga da corrente de vapor) do evaporador 2. Uma porção da corrente de vapor retirada do evaporador 2 é continuamente introduzida no condensador 2a, e outra porção da corrente de vapor é continuamente introduzida na próxima coluna de destilação 3 através da linha 21.
[00053] A concentração de ácido acético na corrente de vapor é, por exemplo, 50,0 a 90,0% em massa e preferivelmente 55,0 a 85,0% em massa. O limite inferior da concentração de ácido acético é mais preferencialmente 57,0% em massa e ainda de preferência 58,0% em massa (ou 60,0% em massa, ou 63,0% em massa, particularmente 65,0% em massa) enquanto que o limite superior é mais preferencialmente 80,0% em massa, ainda mais preferencialmente 75,0% em massa, e particularmente preferencialmente 72,0% em massa (ou 68,0% em massa, ou 65,5% em massa) . Uma faixa da concentração de ácido acético é mais preferivelmente 57,0 a 68,0% em massa (por exemplo, 58,0 a 65,5% em massa). A concentração de iodeto de metil da corrente de vapor é, por exemplo, 2,0 a 50,0% em massa, de preferência 5,0 a 40,0% em massa. O limite inferior da concentração de iodeto de metil é mais preferencialmente 10,0% em massa, ainda mais preferencialmente 15% em massa e particularmente preferencialmente 18,0% em massa (ou 20,0% em massa, ou 22,5% em massa) enquanto que o limite superior é mais preferencialmente 35,0 % em massa, de um modo ainda preferido 30,0% em massa e de um modo particularmente preferido 28,0% em
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32/88 massa. Uma faixa da concentração de iodeto de metil é mais preferivelmente 20,0 a 35,0% em massa (por exemplo, 22,5 a 30,0% em massa). A concentração de água na corrente de vapor é por exemplo, 0,2 a 20,0% em massa, preferivelmente 0,5 a 15,0% em massa, e mais preferencialmente 0,8 a 5,0% em massa. O limite inferior de concentração de água é mais preferencialmente 1,0% em massa e ainda de preferência 1,2% em massa, enquanto o limite superior é mais preferencialmente 4,0% em massa e particularmente preferencialmente 3,0% em massa. Uma faixa da concentração de água é mais preferivelmente 1,2 a 5,0% em massa (por exemplo, 1,2 a 4,0% em massa ou 1,2 a 3,0% em massa). A concentração de acetato de metil na corrente de vapor é, por exemplo, 0,2 a 50,0% em massa e de preferência 2,0 a 30,0% em massa. O limite inferior da concentração de acetato de metil é mais preferencialmente 3,0% em massa, ainda mais preferencialmente 5,0% em massa e particularmente preferencialmente 6,0% em massa (ou 7,0% em massa ou 8,0% em massa) enquanto que o limite superior é mais preferencialmente 25,0% em massa, ainda com maior preferência 20,0% em massa, e com particular preferência 15,0% em massa (ou 10,0% em massa). Uma faixa da concentração de acetato de metil é mais preferivelmente 7,0 a 25,0% em massa (por exemplo 8,0 a 20,0% em massa).
[00054] A concentração de crotonaldeído na corrente de vapor é, por exemplo, não superior a 2,4 ppm em massa, preferivelmente não superior a 2,2 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 2,0 ppm em massa, e particularmente preferivelmente não superior a 1,6 ppm em massa (por exemplo, não superior a 1,2 ppm em massa). 0 limite inferior da concentração de crotonaldeído na corrente de vapor
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33/88 pode ser, por exemplo, 0,01 ppm em massa (ou 0,1 ppm em massa) A concentração de 2-etil-crotonaldeído no líquido da corrente de vapor é, por exemplo, não superior a 0,45 ppm em massa, preferivelmente não superior a 0,40 ppm em massa, e mais preferivelmente não superior a 0,30 ppm em massa. O limite inferior da concentração de 2-etil crotonaldeido na corrente de vapor pode ser, por exemplo, 0,01 ppm em massa (ou 0,1 ppm em massa). A concentração de ácido propiônico na corrente de vapor é, por exemplo, não superior a 106 ppm em massa, preferivelmente não superior a 74,0 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 60,0 ppm em massa e ainda preferivelmente não superior a 55,0 ppm em massa. O limite inferior da concentração de ácido propiônico na corrente de vapor pode ser, por exemplo, 1,0 ppm em massa, ou pode ser 5,0
ppm em massa ou 10,0 ppm em massa.
[00055] A corrente de líquido residual gerada nesta etapa
contém, por exemplo, o catalisador e o cocatalisador ( iodeto
de metil, iodeto de lítio, etc.) contidos na mistura de reação e contém água, acetaldeído, acetato de metil, ácido acético, crotonaldeido, 2-etil-crotonaldeído, acetato de butil, ácido fórmico, ácido propiólico que permanece sem ser volatilizado nesta etapa, e é continuamente introduzido no permutador de calor 2b do evaporador 2 através da linha 18, utilizando a bomba 57. A concentração de acetaldeído na corrente de líquido residual é de preferência não superior a 70 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 60 ppm em massa, ainda mais preferencialmente não superior a 50 ppm em massa, e particularmente de um modo preferido não superior a 40 ppm em massa (por exemplo, não superior a 30 ppm em massa) . Quando a concentração de acetaldeído na corrente líquida residual é
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34/88 reduzida, a geração de subprodutos como o crotonaldeido, 2etil-crotonaldeido, iodeto de hexil e ácido propiônico no recipiente de reação 1 pode ser suprimida.
[00056] 0 permutador de calor 2b resfria a corrente de líquido residual do evaporador 2. A corrente de líquido residual resfriada é continuamente introduzida no recipiente de reação 1 a partir do permutador de calor 2b através da linha 19 e reciclada. A linha 18 e a linha 19 são coletivamente referidas como linhas de reciclagem de corrente de líquido residual. A concentração de ácido acético da corrente de líquido residual é, por exemplo, 55 a 90% em massa de preferência 60 a 85% em massa.
[00057] 0 condensador 2a separa a corrente de vapor do evaporador 2 em uma porção condensada e uma porção gasosa por resfriamento e condensação parcial. A porção condensada contém por exemplo, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil, ácido acético, éter dimetílico, metanol, acetaldeido, crotonaldeido, 2-etil-crotonaldeído, acetato de butil, ácido fórmico, e ácido propiônico e é introduzida no recipiente de reação 1 do condensador 2a através das linhas 22 e 23 e reciclada. A porção gasosa contém, por exemplo, monóxido de carbono, hidrogênio, metano, dióxido de carbono, nitrogênio, oxigênio, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil, ácido acético, éter dimetílico, metanol, acetaldeido e ácido fórmico e é alimentada ao sistema de depuração 8 a partir do condensador 2 através das linhas 20 e 15. Uma vez que a reação para produzir ácido acético na etapa de reação acima mencionada é uma reação exotérmica, uma porção de calor acumulado na mistura de reação é transferida para o vapor gerado a partir da mistura de reação na etapa de
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35/88 evaporação (etapa rápida). A porção condensada gerada pelo resfriamento deste vapor no condensador 2a é reciclada para o recipiente de reação 1. Especificamente, neste aparelho de produção de ácido acético, o calor gerado através da reação de carbonilação do metanol é eficientemente removido no condensador 2a.
[00058] A coluna de destilação 3 é uma unidade para realizar a primeira etapa de destilação e serve como a denominada coluna de remoção de componentes de menor ponto de ebulição na presente modalidade. A primeira etapa de destilação é a etapa de submeter a corrente de vapor continuamente introduzida na coluna de destilação 3 ao tratamento de destilação para separar e remover os componentes de menor ponto de ebulição. Mais especificamente, na primeira etapa de destilação, a corrente de vapor é separada por destilação em uma corrente aérea rica em pelo menos um componente de menor ponto de ebulição selecionado de iodeto de metil e acetaldeido, e uma corrente de ácido acético rica em ácido acético. A coluna de destilação 3 consiste, por exemplo, numa coluna de destilação, tal como uma coluna de placas ou uma coluna empacotada. No caso de se adotar uma coluna de placa como a coluna de destilação 3, o número teórico de suas placas é, por exemplo, de 5 a 50.
[00059] No interior da coluna de destilação 3, a pressão de topo da coluna é ajustada para, por exemplo, 80 a 160 kPa (pressão manométrica) , e a pressão no fundo da coluna é maior que a pressão de topo da coluna e é definida, por exemplo, 85 a 180 kPa (pressão manométrica). No interior da coluna de destilação 3, a temperatura máxima da coluna é, por exemplo, uma temperatura mínima à do ponto de ebulição do ácido acético
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36/88 à pressão de topo da coluna definida e é definida para 90 a 130° C, e a temperatura mínima da coluna é, por exemplo, uma temperatura não inferior ao ponto de ebulição do ácido acético à pressão de fundo da coluna regulada e é regulada para 120 a 165° C (de preferência entre 125 e 160° C).
[00060] A corrente de vapor do evaporador 2 é continuamente introduzida na coluna de destilação 3 através da linha 21. Do topo da coluna da coluna de destilação 3, um vapor, como a coluna aérea, é continuamente retirado para a linha 24. Do fundo da coluna da coluna de destilação 3, uma fração de fundo é continuamente retirada para a linha 25. 3b denota um refervedor. A partir da posição da altura entre o topo da coluna e o fundo da coluna da coluna de destilação 3, o fluxo de ácido acético (primeiro fluxo de ácido acético; líquido) como corrente lateral é continuamente retirado através da linha 27.
[00061] 0 vapor retirado do topo da coluna da coluna de destilação 3 contém uma quantidade maior de componentes com um menor ponto de ebulição (componentes do menor ponto de ebulição) do que o ácido acético em comparação com a fração de fundo e a corrente lateral da coluna de destilação 3 e contém, por exemplo, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil, éter dimetílico, metanol, acetaldeído, crotonaldeído e ácido fórmico. Este vapor também contém ácido acético. Um tal vapor é continuamente introduzido no condensador 3a através da linha 24.
[00062] 0 condensador 3a separa o vapor da coluna de destilação 3 em uma porção condensada e uma porção gasosa por resfriamento e condensação parcial. A porção condensada contém por exemplo, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, água,
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37/88 acetato de metil, ácido acético, éter dimetilico, metanol, acetaldeido, crotonaldeido e ácido fórmico e é continuamente introduzida no decantador 4 do condensador 3a através da linha 28. A porção condensada introduzida no decantador 4 é separada em uma fase aquosa (fase superior) e uma fase orgânica (fase de iodeto de metil; fase inferior). A fase aquosa contém água e, por exemplo, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, acetato de metil, ácido acético, éter dimetilico, metanol, acetaldeido crotonaldeido e ácido fórmico. A fase orgânica contém, por exemplo, iodeto de metil e, por exemplo, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil, ácido acético, éter dimetilico, metanol, acetaldeido, crotonaldeido e ácido fórmico.
[00063] Como descrito acima, no método de produção da presente invenção, um evaporador é aquecido e (i) a concentração de acetaldeido na fase aquosa é controlada para não inferior a 2340 ppm em massa e/ou (ii) a concentração de acetato de metil na fase aquosa é controlada para menos que 19,0% em massa e/ou (iii) a concentração de acetato de metil na fase orgânica é controlada para menos que 38,0% em massa e, além disso, pelo menos uma porção da fase aquosa é tratada na etapa de separação e remoção de acetaldeido para reciclar um liquido residual após a separação e remoção do acetaldeido para um recipiente de reação.
[00064] No acima mencionado (i), a concentração de acetaldeido na fase aquosa é de preferência não inferior a 2400 ppm em massa, mais preferivelmente não inferior a 2500 ppm em massa, e ainda de preferência não inferior a 2600 ppm em massa. O limite superior da concentração de acetaldeido na fase aquosa pode ser, por exemplo, 1,0% em massa ou 5.000 ppm em massa. No acima mencionado (ii), a concentração de acetato
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38/88 de metil na fase aquosa é de preferência não superior a 18,5% em massa, mais preferencialmente não superior a 17,5% em massa e ainda de preferência não superior a 17,0% em massa. 0 limite inferior da concentração de acetato de metil na fase aquosa pode ser, por exemplo, 1,0% em massa ou 5,0% em massa ou pode ser 8,0% em massa ou 10,0% em massa. No (iii) acima mencionado a concentração de acetato de metil na fase orgânica é de preferência 37,5% em massa, mais preferivelmente 37,0% em massa, ainda mais preferivelmente não superior a 35,0% em massa, e de modo particularmente preferido não superior a 30,0% em massa (por exemplo, não superior a 25,0% em massa). O limite inferior da concentração de acetato de metil na fase orgânica pode ser, por exemplo, 1,0% em massa, 2,0% em massa, ou 5,0% em massa ou 10,0% em massa ou pode ser 15,0% em massa (por exemplo 20,0% em massa).
[00065] Quando a concentração de acetaldeido na fase aquosa, a concentração de acetato de metil na fase aquosa ou a concentração de acetato de metil na fase orgânica está dentro da faixa acima mencionada, a quantidade de acetaldeido distribuído no lado da fase aquosa é aumentado. Por conseguinte, a eficiência de separação e remoção de acetaldeido pode ser grandemente melhorada submetendo esta fase aquosa à etapa de separação e remoção de acetaldeido.
[00066] Na presente modalidade, uma porção da fase aquosa é refluxada para a coluna de destilação 3 através da linha 29, e outra porção da fase aquosa é introduzida no sistema de separação e remoção de acetaldeido 9 através das linhas 29, 30 e 51 para separar e remover acetaldeido da linha 53 para o exterior do sistema. O líquido residual após a separação e remoção do acetaldeido é reciclado para o recipiente de reação
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39/88 através das linhas 52 e 23. Outra porção da fase aquosa pode ser reciclada para o recipiente de reação 1 através das linhas 29, 30, e 23 sem passar pelo sistema de separação e remoção de acetaldeído 9. A fase orgânica é introduzida no recipiente de reação 1 através das linhas 31 e 23 e reciclada. Uma porção da fase orgânica pode ser, se necessário, introduzida no sistema de separação e remoção de acetaldeído 9 através das linhas 31 e 50. Além de, ou em vez do refluxo da fase aquosa para a coluna de destilação 3, a fase orgânica pode ser refluxada para a coluna de destilação 3.
[00067] Uma razão de refluxo da coluna de destilação 3 é explicada abaixo. Quando apenas a fase aquosa do condensado da primeira corrente aérea é refluxada para a coluna de destilação 3, uma razão de refluxo da fase aquosa (quantidade da fase aquosa refluxada/quantidade do destilado da fase aquosa) desejavelmente, por exemplo, não inferior a 2, preferivelmente não inferior a 3, mais preferencialmente não inferior a 5, ainda preferencialmente não inferior a 8, e particularmente preferencialmente não inferior a 10 (por exemplo, não inferior a 12). Quando apenas a fase orgânica do condensado da primeira corrente aérea é refluxada para a coluna de destilação 3, uma razão de refluxo da fase orgânica (quantidade da fase orgânica refluxada/a quantidade do destilado da fase orgânica) é desejavelmente, por exemplo, não inferior a 1, de preferência não inferior a 1,5, mais preferencialmente não inferior a 2, ainda preferencialmente não inferior a 4, e particularmente preferencialmente não inferior a 5. Além disso, quando ambas as fases aquosa e orgânica do condensado da primeira corrente aérea são refluxadas para a coluna de destilação 3, uma razão de refluxo
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40/88 total das fases aquosa e orgânica (quantidade total das fases aquosa e orgânica refluxada/quantidade total do destilado das fases aquosas e orgânicas) é desejavelmente, por exemplo, não inferior a 1,5, de preferência não inferior a 2,3, mais preferencialmente não inferior a 3,5, ainda preferencialmente não inferior a 6, e particularmente preferencialmente não inferior a 8,5. Além disso, quando a fase aquosa é refluxada para a coluna de destilação 3, uma razão de refluxo da fase aquosa (quantidade da fase aquosa refluxada/quantidade do destilado da fase aquosa) é de preferência não inferior a 2, mais preferencialmente não inferior a 3, ainda preferencialmente não inferior a 5, e particularmente preferencialmente não inferior a 8, em particular, não inferior a 12. Em qualquer caso, o limite superior da razão de refluxo da primeira coluna de destilação 3 pode ser, por exemplo, 3.000 (particularmente, 1000) ou pode ser 100 (particularmente, 30) . Uma vez que o acetaldeido pode ser condensado no topo da coluna aumentando a razão de refluxo da primeira coluna de destilação, a eficiência de remoção de acetaldeido pode ser melhorada submetendo o condensado do topo da coluna à etapa de separação e remoção de acetaldeido.
[00068] Na etapa de separação e remoção de acetaldeido usando o sistema de separação e remoção de acetaldeido 9, o acetaldeido contido na fase orgânica e/ou na fase aquosa é separado e removido por um método conhecido na técnica, por exemplo, destilação, extração ou uma combinação dos mesmos. O acetaldeido separado é descarregado para o exterior do aparelho através da linha 53. Os componentes úteis (por exemplo, iodeto de metil) contidos na fase orgânica e/ou na
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41/88 fase aquosa são reciclados para o recipiente de reação 1 através das linhas 52 e 23 e reutilizados.
[00069] A Figura 2 é um diagrama de fluxo esquemático mostrando um exemplo do sistema de separação e remoção de acetaldeído. De acordo com este fluxo, no caso de tratar, por exemplo, a fase orgânica na etapa de separação e remoção de acetaldeído, a fase orgânica é alimentada a uma coluna de destilação (primeira coluna de remoção de acetaldeído) 91 através de uma linha 101 e separada por destilação em uma corrente superior rica em acetaldeído (linha 102) e uma corrente líquida residual rica em iodeto de metil (linha 103). A corrente aérea é condensada num condensador 91a. Uma porção do condensado é refluída para o topo da coluna da coluna de destilação 91 (linha 104), e a porção restante do condensado é alimentada a uma coluna de extração 92 (linha 105). O condensado alimentado para a coluna de extração 92 é submetido a tratamento de extração com água introduzida a partir de uma linha 109. O extrato obtido pelo tratamento de extração é alimentado em uma coluna de destilação (segunda coluna de remoção de acetaldeído) 93 através de uma linha 107 e separados por destilação em uma corrente aérea rica em acetaldeído (linha 112) e uma corrente de líquido residual rico em água (linha 113) . Então, a corrente aérea rica em acetaldeído é condensada num condensador 93a. Uma porção do condensado é refluída para o topo da coluna da coluna de destilação 93 (linha 114), e a porção restante do condensado é descarregada para o exterior do sistema (linha 115) . A corrente de líquido residual rica em iodeto de metil, que é uma fração de fundo da primeira coluna de remoção de acetaldeído 91, um refinado rico em iodeto de metil (linha
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108) obtido na coluna de extração 92, e a corrente de liquido residual rica em água, que é uma fração de fundo da segunda coluna de remoção de acetaldeido 93 é reciclada para a etapa de reação 1 através das linhas 103, 111 e 113, respectivamente, ou reciclada para uma área apropriada do processo e reutilizada. Por exemplo, o refinado rico em iodeto de metil, obtido na coluna de extração 92, pode ser reciclado para a coluna de destilação 91 através de uma linha 110. O liquido da linha 113 é geralmente descarregado para o exterior como descarga de água. Um gás que não tenha sido condensado no condensador 91a ou 93a (linha 106 ou 116) é submetido a tratamento de absorção no sistema de depuração 8 ou descartado. [00070] De acordo com o fluxo da Figura 2, no caso de tratar a fase aquosa na etapa de separação e remoção de acetaldeido, por exemplo, a fase aquosa é alimentada à coluna de destilação (primeira coluna de remoção de acetaldeido) 91 através da linha 101 e separada por destilação em uma corrente aérea rica em acetaldeido (linha 102) e uma corrente liquida residual rica em água (linha 103) . A corrente aérea é condensada no condensador 91a. Uma porção do condensado é refluída para o topo da coluna da coluna de destilação 91 (linha 104), e a porção restante do condensado é alimentada à coluna de extração 92 (linha 105). O condensado alimentado para a coluna de extração 92 é submetido a tratamento de extração com água introduzida a partir da linha 109. O extrato obtido pelo tratamento de extração é alimentado à coluna de destilação (segunda coluna de remoção de acetaldeido) 93 através da linha 107 e separados por destilação em uma corrente aérea rica em acetaldeido (linha 112) e uma corrente de líquido residual rico em água (linha 113) . Então, a corrente aérea rica em
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43/88 acetaldeido é condensada no condensador 93a. Uma porção do condensado é refluída para o topo da coluna da coluna de destilação 93 (linha 114), e a porção restante do condensado é descarregada para o exterior do sistema (linha 115) . A corrente de líquido residual rica em água, que é uma fração de fundo da primeira coluna de remoção de acetaldeido 91, um refinado rico em iodeto de metil (linha 108) obtido na coluna de extração 92, e a corrente de líquido residual rica em água, que é uma fração de fundo da segunda coluna de remoção de acetaldeido 93 é reciclada para a etapa de reação 1 através das linhas 103, 111 e 113, respectivamente, ou reciclada para uma área apropriada do processo e reutilizada. Por exemplo, o refinado rico em iodeto de metil, obtido na coluna de extração 92, pode ser reciclado para a coluna de destilação 91 através da linha 110. O líquido da linha 113 é geralmente descarregado para o exterior como descarga de água. Um gás que não tenha sido condensado no condensador 91a ou 93a (linha 106 ou 116) é submetido a tratamento de absorção no sistema de depuração 8 ou descartado.
[00071] 0 acetaldeido derivado da corrente de processo contendo pelo menos a água, o ácido acético (AC) , o iodeto de metil (Mel) e o acetaldeido (AD) também podem ser separados e removidos pelo uso da destilação extrativa, além do método descrito acima. Por exemplo, a fase orgânica e/ou a fase aquosa (mistura de carga) obtida pela separação da corrente de processo é alimentada a uma coluna de destilação (coluna de destilação extrativa). Além disso, um solvente de extração (normalmente, água) é introduzido numa zona de concentração (por exemplo, espaço do topo da coluna para a posição de alimentação da mistura de carga) onde o iodeto de metil e o
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44/88 acetaldeido na coluna de destilação são concentrados. Um líquido (extrato) retirado da zona de concentração é retirado como uma corrente lateral (corrente de corte lateral). Esta corrente lateral é separada em uma fase aquosa e uma fase orgânica. A fase aquosa pode ser destilada para assim descarregar acetaldeido para o exterior do sistema. No caso em que uma quantidade relativamente grande de água está presente na coluna de destilação, o líquido retirado da zona de concentração pode ser retirado como uma corrente secundária sem introduzir o solvente de extração na coluna de destilação. Por exemplo, uma unidade (bandeja de chaminé, etc.) que pode receber o líquido (extrato) retirado da zona de concentração é disposta nesta coluna de destilação para que um líquido (extrato) recebido por esta unidade possa ser retirado como uma corrente lateral. A posição de introdução do solvente de extração é preferencialmente superior à posição de alimentação da mistura de carga, mais preferencialmente perto do topo da coluna. A posição de retirada da corrente lateral é de preferência inferior à posição de introdução do solvente de extração e superior à posição de alimentação da mistura de carga, na direção da altura da coluna. De acordo com este método, o acetaldeido pode ser extraído com uma concentração elevada a partir de um concentrado de iodeto de metil e o acetaldeido utilizando um solvente de extração (normalmente, água) . Além disso, a região entre o local de introdução do solvente de extração e o local de corte lateral é usada como uma zona de extração. Portanto, o acetaldeido pode ser eficientemente extraído com uma pequena quantidade do solvente de extração. Portanto, por exemplo, o número de placas na coluna de destilação pode ser drasticamente reduzido em
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45/88 comparação com um método de retirar um extrato por destilação extrativa do fundo da coluna de destilação (coluna de destilação extrativa). Além disso, a carga de vapor também pode ser reduzida. Além disso, a proporção de iodeto de metil para acetaldeído (razão Mel/AD) num extrato de água pode ser diminuída em comparação com um método de combinação do aldeído que remove a destilação da Figura 2 com extração com água utilizando uma pequena quantidade de solvente de extração. Portanto, o acetaldeído pode ser removido sob condições que podem suprimir a perda de iodeto de metil para o exterior do sistema. A concentração de acetaldeído na corrente secundária é muito maior do que a concentração de acetaldeído na mistura de carga e a fração de fundo (fração de fundo da coluna) . A proporção de acetaldeído para iodeto de metil na corrente secundária é maior do que a razão de acetaldeído para iodeto de metil na mistura de carga e na fração de fundo. A fase orgânica (fase de iodeto de metil) obtida pela separação da corrente lateral pode ser reciclada para esta coluna de destilação. Neste caso, a posição de reciclagem da fase orgânica obtida pela separação da corrente lateral é de preferência mais baixa do que a posição de retirada da corrente lateral e de preferência mais alta do que a posição de alimentação da mistura de carga, na direção da altura da coluna. Um solvente miscível com os componentes (por exemplo, acetato de metil) constituindo a fase orgânica obtida pela separação da corrente de processo pode ser introduzido nesta coluna de destilação (coluna de destilação extrativa). Exemplos do solvente miscível incluem ácido acético e acetato de etil. A posição de introdução do solvente miscível é de preferência mais baixa do que a posição de retirada da
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46/88 corrente lateral e de preferência mais alta do que a posição de alimentação da mistura de carga, na direção da altura da coluna. Além disso, a posição de introdução de solvente miscível é de preferência inferior a uma posição de reciclagem no caso em que a fase orgânica obtida pela separação da corrente lateral é reciclada para esta coluna de destilação. A fase orgânica obtida pela separação da corrente secundária é reciclada para a coluna de destilação, ou o solvente miscível é introduzido na coluna de destilação, onde a concentração de acetato de metila no extrato retirada como a corrente secundária pode ser diminuída, e a concentração de acetato de metil na fase aquosa obtida pela separação do extrato pode ser reduzida. Assim, a contaminação da fase aquosa com o iodeto de metil pode ser suprimida.
[00072] 0 número teórico de placas da coluna de destilação (coluna de destilação extrativa) é, por exemplo, 1 a 100, preferencialmente 2 a 50, ainda mais preferencialmente 3 a 30, com particular preferência 5 a 20. O acetaldeído pode ser eficientemente separado e removido por um número menor de placas do que 80 a 100 placas em uma coluna de destilação ou uma coluna de destilação extrativa para uso na remoção convencional de acetaldeído. A razão de massa entre a taxa de fluxo do solvente de extração e a taxa de fluxo da mistura de carga (a fase orgânica e/ou a fase aquosa obtida pela separação da corrente de processo) (anterior/posterior) pode ser selecionada da faixa de 0,0001/100 a 100/100 e é usualmente 0,0001/100 a 20/100, de preferência 0,001/100 a 10/100, mais preferivelmente 0,01/100 a 8/100, ainda mais preferencialmente 0,1/100 a 5/100. A temperatura máxima de coluna da coluna de destilação (coluna de destilação
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47/88 extrativa) é, por exemplo, 15 a 120° C, preferivelmente 20 a 90 ° C, mais preferencialmente 20 a 80 C, ainda mais preferencialmente 25 a 70° C. A pressão no topo da coluna é, por ordem de, por exemplo, 0,1 a 0,5 MPa em termos de pressão absoluta. Outras condições para a coluna de destilação (coluna de destilação extrativa) podem ser as mesmas que para uma coluna de destilação ou uma coluna de destilação extrativa para uso na remoção convencional de acetaldeido.
[00073] A Figura 3 é um diagrama de fluxo esquemático mostrando outro exemplo do sistema de separação e remoção de acetaldeido utilizando a destilação extrativa descrita acima. Neste exemplo, a fase orgânica e/ou a fase aquosa (mistura de carga) obtida pela separação da corrente de processo é alimentada a uma parte média (posição entre o topo da coluna e o fundo da coluna) de uma coluna de destilação 94 através de uma linha de alimentação 201, enquanto a água é introduzida a partir de perto do topo da coluna através de uma linha 202 de modo que a destilação extrativa é realizada na coluna de destilação 94 (coluna de destilação extrativa). Uma bandeja de chaminé 200 para receber um líquido (extrato) caído de uma zona de concentração onde o iodeto de metil e o acetaldeido na coluna estão concentrados é colocado superior à posição de alimentação da mistura de carga da coluna de destilação 94. Nesta destilação extrativa, de preferência a quantidade total do líquido na bandeja de chaminés 200 é retirada, introduzida num decantador 95 através de uma linha 208 e separada. A fase aquosa (contendo acetaldeido) no decantador 95 é introduzida num refrigerador 95a através de uma linha 212 e resfriada de modo que o iodeto de metil dissolvido na fase aquosa seja separado em 2 fases num decantador 96. A fase aquosa no
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48/88 decantador 96 é alimentada a uma coluna de destilação 97 (coluna de remoção de acetaldeído) através de uma linha 216 e destilada. 0 vapor no topo da coluna é conduzido a um condensador 97a através de uma linha 217 e condensado. Uma porção do condensado (principalmente acetaldeído e iodeto de metil) é refluxada para o topo da coluna da coluna de destilação 97, e a porção restante é descartada ou alimentada a uma coluna de destilação 98 (coluna de destilação extrativa) através de uma linha 220. A água é introduzida ao mesmo a partir de perto do topo da coluna da coluna de destilação 98 através de uma linha 222, seguido de destilação extrativa. O vapor no topo da coluna é conduzido a um condensador 98a através de uma linha 223 e condensado. Uma porção do condensado (principalmente, iodeto de metil) é refluída para o topo da coluna, e a porção restante é reciclada para o sistema de reação através de uma linha 226, mas pode ser descarregada para o exterior do sistema. De preferência, a quantidade total da fase orgânica (fase de iodeto de metil) no decantador 95 é reciclada para abaixo da posição da bandeja de chaminés 200 da coluna de destilação 94 através das linhas 209 e 210. Uma porção da fase aquosa do decantador 95 e a fase orgânica do decantador 96 são recicladas para a coluna de destilação 94 através das linhas 213 e 210 e linhas 214 e 210, respectivamente, mas não podem ser recicladas. Uma porção da fase aquosa do decantador 95 pode ser utilizada como solvente de extração (água) na coluna de destilação 94. Uma porção da fase aquosa do decantador 96 pode ser reciclada para a coluna de destilação 94 através da linha 210. Em alguns casos (por exemplo, o caso em que o acetato de metil está contido na mistura de carga), um solvente (ácido acético, acetato de etil
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49/88 etc.) miscivel com os componentes (por exemplo, acetato de metil) constituindo a fase orgânica obtida pela separação da corrente de processo pode ser alimentada à coluna de destilação 94 através de uma linha 215 para desse modo melhorar a eficiência de destilação. A posição de alimentação do solvente miscivel para a coluna de destilação 94 é superior à porção de alimentação da mistura de carga (junção da linha 201) e inferior à junção da linha de reciclagem 210. Uma fração de fundo da coluna de destilação 94 é reciclada para o sistema de reação. Um vapor no topo da coluna da coluna de destilação 94 é conduzido a um condensador 94a através de uma linha 203 e condensado. O condensado é separado em um decantador 99. A fase orgânica é refluída para o topo da coluna da coluna de destilação 94 através de uma linha 206, enquanto a fase aquosa é conduzida para o decantador 95 através de uma linha 207. Uma fração de fundo (a água é um componente principal) da coluna de destilação 97 e uma fração de fundo (água contendo uma pequena quantidade de acetaldeido) da coluna de destilação 98 (coluna de destilação extrativa) são descarregadas para o exterior do sistema através das linhas 218 e 224, respectivamente, ou reciclados para o sistema de reação. Um gás que não tenha sido condensado no condensador 94a, 97a, ou 98a (linha 211, 221 ou 227) é submetido a tratamento de absorção no sistema de depuração 8 ou descartado.
[00074] A Figura 4 é um diagrama de fluxo esquemático mostrando um exemplo alternativo adicional do sistema de separação e remoção de acetaldeido utilizando a destilação extrativa descrita acima. Neste exemplo, um condensado de um vapor do topo da coluna da coluna de destilação 94 é conduzido
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50/88 para um tanque de retenção 100, e toda a sua quantidade é refluída para o topo da coluna da coluna de destilação 94 através da linha 206. Os outros pontos são os mesmos que no exemplo da Figura 3.
[00075] A Figura 5 é um diagrama de fluxo esquemático mostrando um exemplo alternativo adicional do sistema de separação e remoção de acetaldeído utilizando a destilação extrativa descrita acima. Neste exemplo, a quantidade total de um líquido na bandeja de chaminés 200 é retirada, diretamente introduzida no refrigerador 95a através da linha 208 sem o meio do decantador 95, resfriada e alimentada ao decantador 96 Os outros pontos são os mesmos que no exemplo da Figura 4.
[00076] Na Figura 1 descrita acima, a porção gasosa gerada no condensador contém, por exemplo, monóxido de carbono, hidrogênio, metano, dióxido de carbono, nitrogênio, oxigênio, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil, ácido acético, éter dimetílico, metanol, acetaldeído e ácido fórmico e é alimentada ao sistema de depuração 8 a partir do condensador 3a através das linhas 32 e 15. Por exemplo, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil, ácido acético, éter dimetílico, metanol, acetaldeído e ácido fórmico na porção gasosa que entrou no sistema de depuração 8 são absorvidos por um líquido absorvente no sistema de depuração 8 O iodeto de hidrogênio gera iodeto de metil através da reação com metanol ou acetato de metil no líquido absorvente. Depois, uma porção líquida contendo componentes úteis, tais como o iodeto de metil, é reciclada para o recipiente de reação 1 a partir do sistema de depuração 8 através das linhas de reciclagem 48 e 23 e reutilizada.
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51/88 [00077] A fração de fundo retirada do fundo da coluna de destilação 3 contém uma maior quantidade de componentes com um maior ponto de ebulição (componentes de maior ponto de ebulição) do que o ácido acético em comparação com a corrente aérea e a corrente lateral da coluna de destilação 3 e contém, por exemplo, ácido propiônico e o catalisador e cocatalisador arrastados acima mencionados. Esta fração de fundo contém também, por exemplo, ácido acético, iodeto de metil, acetato de metil, 2-etil-crotonaldeído, acetato de butil e água. Na presente modalidade, uma porção de tal fração de fundo é continuamente introduzida no evaporador 2 através das linhas 25 e 26 e reciclada, e outra porção da fração de fundo é continuamente introduzida no recipiente de reação 1 através das linhas 25 e 23 e reciclada.
[00078] A primeira corrente de ácido acético retirada continuamente como uma corrente lateral da coluna de destilação 3 é mais enriquecida com ácido acético do que a corrente de vapor continuamente introduzida na coluna de destilação 3. Especificamente, a concentração de ácido acético da primeira corrente de ácido acético é superior à concentração de ácido acético da corrente de vapor. A concentração de ácido acético da primeira corrente de ácido acético é, por exemplo, 90,0 a 99,9% em massa, de preferência 93 a 99% em massa. Além do ácido acético, a primeira corrente de ácido acético também contém, por exemplo, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil, éter dimetílico, metanol, acetaldeido, crotonaldeído, 2-etil-crotonaldeído, acetato de butil, ácido fórmico, ácido propiônico e iodetos de alquil, tais como iodeto de etil, iodeto de propil, iodeto de butil, iodeto de hexil e iodeto de decil.
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52/88 [00079] Na primeira corrente de ácido acético, uma concentração de iodeto de metil é, por exemplo, 0,1 a 18% em massa (por exemplo 0,1 a 8% em massa) e preferencialmente 0,2 a 13% em massa (por exemplo 0,2 a 5% em massa), a concentração de água é, por exemplo, 0,1 a 8% em massa e preferencialmente 0,2 a 5% em massa, e a concentração de acetato de metil é, por exemplo, 0,1 a 8% em massa e preferencialmente 0,2 a 5% em massa. Além disso, a concentração de crotonaldeido na primeira corrente de ácido acético é, por exemplo, não superior a 1,34 ppm em massa, de preferência não superior a 1,20 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 1,00 ppm em massa, adicionalmente preferencialmente não superior a 0,80 ppm em massa, e particularmente de preferência não superior a 0,60 ppm em massa. O limite inferior da concentração de crotonaldeido na primeira corrente de ácido acético pode ser, por exemplo, 0,01 ppm em massa (ou 0,05 ppm em massa) . A concentração de 2-etil-crotonaldeído na primeira corrente de ácido acético é, por exemplo, não superior a 0,60 ppm em massa de preferência não superior a 0,50 ppm em massa, e mais preferivelmente não superior a 0,40 ppm em massa. O limite inferior da concentração de 2-etil-crotonaldeído na primeira corrente de ácido acético pode ser, por exemplo, 0,01 ppm em massa, ou 0,05 ppm em massa. A concentração de ácido propiônico na primeira corrente de ácido acético é, por exemplo, não superior a 106 ppm em massa, preferivelmente não superior a 100 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 90,0 ppm em massa e ainda preferivelmente não superior a 80,0 ppm em massa. O limite inferior da concentração de ácido propiônico na primeira corrente de ácido acético pode ser, por
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53/88 exemplo, 1,0 ppm em massa, ou pode ser 5,0 ppm em massa ou 10,0 ppm em massa.
[00080] A posição de conexão da linha 27 para a coluna de destilação 3 pode ser, como mostrado no desenho, maior que a posição de conexão da linha 21 à coluna de destilação 3 na direção da altura da coluna de destilação 3, mas pode ser menor que a posição de conexão da linha 21 à coluna de destilação 3 ou pode ser a mesma que a posição de conexão da linha 21 à coluna de destilação 3. A primeira corrente de ácido acético da coluna de destilação 3 é continuamente introduzida a uma taxa de fluxo predeterminada para a próxima coluna de destilação 5 através da linha 27.
[00081] Quando a fração de fundo retirada do fundo da coluna da coluna de destilação 3 ou a primeira corrente de ácido acético retirada da coluna de destilação 3 como corrente lateral tem qualidade aceitável , ela pode ser produto ácido acético como é.
[00082] Para a primeira corrente de ácido acético que flui através da linha 27, o hidróxido de potássio pode ser alimentado ou adicionado através da linha 55 (linha de introdução de hidróxido de potássio). O hidróxido de potássio pode ser alimentado ou adicionado, por exemplo, como uma solução, tal como uma solução aquosa. O iodeto de hidrogênio na primeira corrente de ácido acético pode ser diminuído pela alimentação ou adição de hidróxido de potássio à primeira corrente de ácido acético. Especificamente, o iodeto de hidrogênio reage com o hidróxido de potássio para formar iodeto de potássio e água. Isto pode reduzir a corrosão de um aparelho, tal como uma coluna de destilação atribuível ao iodeto de hidrogênio. Neste processo, o hidróxido de potássio
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54/88 pode ser alimentado ou adicionado a um local apropriado onde o iodeto de hidrogênio está presente. 0 hidróxido de potássio adicionado durante o processo também reage com o ácido acético para formar o acetato de potássio.
[00083] A coluna de destilação 5 é uma unidade para realizar a segunda etapa de destilação e serve como a denominada coluna de desidratação na presente modalidade. A segunda etapa de destilação é uma etapa para purificar adicionalmente o ácido acético pelo tratamento de destilação da primeira corrente de ácido acético introduzida continuamente na coluna de destilação 5. Um material (material de pelo menos uma parte de contato líquido e uma parte de contacto de gás) da coluna de destilação 5 é de preferência uma liga ou zircônio à base de níquel. No caso da utilização de tal material, a corrosão do interior da coluna de destilação devido a iodeto de hidrogênio ou ácido acético pode ser suprimida, e a eluição de um íon de metal corroído pode ser suprimida.
[00084] Uma mistura de carga para a coluna de destilação 5 contém pelo menos uma porção da primeira corrente de ácido acético (linha 27) e uma corrente diferente da primeira corrente de ácido acético [por exemplo, corrente reciclada da etapa a jusante (por exemplo linha 42)] podem ser adicionadas. [00085] A coluna de destilação 5 é composta , por exemplo,
numa coluna de destilação, tal como uma coluna de placas ou
uma coluna empacotada. No caso de se adotar uma coluna de
placa como a coluna de destilação 5, o número teóri co de suas
placas é, por exemplo, de 5 a 50 . A razão de refluxo é
opcionalmente selecionada de não inferior a 0,2 de acordo com o número teórico de placas e é de preferência não inferior a 0,3, mais preferencialmente não inferior a 0,35 e ainda
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55/88 preferivelmente não inferior a 0,4. O limite superior da razão de refluxo da coluna de destilação 5 é, por exemplo, um 3.000 (especialmente 1000) ou pode ser 100 ou aproximadamente 10.
[00086] No interior da coluna de destilação 5 na segunda etapa de destilação, a pressão máxima da coluna é, por exemplo 0,10 a 0,28 MPa (pressão manométrica) , preferivelmente 0,15 a 0,23 MPa (pressão manométrica) e ainda mais preferencialmente 0,17 a 0,21 MPa (pressão manométrica) . A pressão de fundo da coluna é superior à pressão de topo da coluna e é por exemplo, 0,13 a 0,31 MPa (pressão manométrica), preferencialmente 0,18 a 0,26 MPa (pressão manométrica) e ainda mais preferencialmente 0.20 a 0,24 MPa (pressão manométrica). No interior da coluna de destilação 5 na segunda etapa de destilação, é preferível que a temperatura máxima da coluna seja inferior a 165°C e a temperatura mínima da coluna seja inferior a 175°C. Quando a temperatura máxima da coluna e a temperatura mínima da coluna de destilação 5 são ajustadas para a faixa acima mencionada, a corrosão do interior da coluna de destilação devido a iodeto de hidrogênio ou ácido acético pode ser mais suprimida, e a eluição de ions de metal corroídos pode ser mais suprimida. A temperatura máxima da coluna é mais preferivelmente inferior a 163°C, ainda mais preferencialmente inferior a 161°C, particularmente preferencialmente inferior a 160°C e, em particular, preferencialmente inferior a 155°C. O limite inferior da temperatura máxima da coluna é, por exemplo, 110°C. A temperatura mínima é mais preferencialmente inferior a 173°C, ainda preferencialmente inferior a 171°C e particularmente preferencialmente inferior a 166°C. O limite inferior da temperatura mínima da coluna é, por exemplo, 120°C.
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56/88 [00087] Um vapor como uma corrente aérea (uma segunda corrente aérea) é continuamente retirado para a linha 33 a partir do topo da coluna da coluna de destilação 5. Uma fração de fundo é continuamente retirada para a linha 34 a partir do fundo da coluna da coluna de destilação 5. 5b denota um refervedor. Uma corrente lateral (líquido ou gás) pode ser continuamente retirada para a linha 34 a partir da posição da altura entre o topo da coluna e o fundo da coluna da coluna de destilação 5.
[00088] 0 vapor retirado do topo da coluna da coluna de destilação 5 contém uma quantidade maior de componentes com um menor ponto de ebulição (componentes de menor ponto de ebulição) do que o ácido acético em comparação com a fração de fundo da coluna de destilação 5 e contém, por exemplo, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil, ácido acético, éter dimetílico, metanol, acetaldeido, crotonaldeído e ácido fórmico. Um tal vapor é continuamente introduzido no condensador 5a através da linha 33.
[00089] 0 condensador 5a separa o vapor da coluna de destilação 5 em uma porção condensada e uma porção gasosa por resfriamento e condensação parcial. A porção condensada contém por exemplo, água e ácido acético. Uma porção da porção condensada é refluxada continuamente para a coluna de destilação 5 a partir do condensador 5a através da linha 35. Outra porção da porção condensada é continuamente introduzida no recipiente de reação 1 a partir do condensador 5a através das linhas 35, 36 e 23 e reciclada. A porção gasosa gerada no condensador 5a contém, por exemplo, monóxido de carbono, hidrogênio, metano, dióxido de carbono, nitrogênio, oxigênio, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil,
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57/88 ácido acético, éter dimetílico, metanol, acetaldeído e ácido fórmico e é alimentada ao sistema de depuração 8 a partir do condensador 5a através das linhas 37 e 15. 0 iodeto de hidrogênio na porção gasosa que entrou no sistema de depuração 8 é absorvido por um líquido absorvente no sistema de depuração 8. 0 iodeto de metil é gerado através da reação do iodeto de hidrogênio com metanol ou acetato de metil no líquido absorvente. Depois, uma porção líquida contendo componentes úteis, tais como o iodeto de metil, é reciclada para o recipiente de reação 1 a partir do sistema de depuração 8 através das linhas de reciclagem 48 e 23 e reutilizada.
[00090] Uma fração de fundo retirada do fundo da coluna da coluna de destilação 5 ou a corrente lateral (segunda corrente de ácido acético) retirada da parte intermediária da coluna é mais enriquecida com ácido acético do que a primeira corrente de ácido acético introduzida continuamente na coluna de destilação 5. Especificamente, a concentração de ácido acético da segunda corrente de ácido acético é superior à concentração de ácido acético da primeira corrente de ácido acético. A concentração de ácido acético da segunda corrente de ácido acético é, por exemplo, de 99,10 a 99,99% em massa, desde que seja superior à concentração de ácido acético da primeira corrente de ácido acético. Na presente modalidade, no caso de retirar uma corrente lateral, a posição de retirada da corrente lateral da coluna de destilação 5 é mais inferior do que a posição de introdução da primeira corrente de ácido acético para a coluna de destilação 5 na direção da altura da coluna de destilação 5.
[00091] Na presente invenção, a segunda corrente de ácido acético tem um elevado valor de teste de permanganate de
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58/88 potássio e, portanto, pode ser produto de ácido acético tal como é. No entanto, a segunda corrente de ácido acético pode conter uma quantidade muito pequena de impurezas [por exemplo, crotonaldeído, 2-etil-crotonaldeído, acetato de butil, ácido propiônico, acetato de potássio (quando hidróxido de potássio é alimentado para a linha 27 etc.) iodeto de hidrogênio e o catalisador e cocatalisador arrastados mencionados acima]. Assim, a fração do fundo ou de uma corrente lateral pode ser continuamente introduzida na coluna de destilação 6, através da linha 34 e destilada.
[00092] A concentração de crotonaldeído na segunda corrente de ácido acético é, por exemplo, não superior a 1,10 ppm em massa, preferencialmente não superior a 1,00 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 0,90 ppm em massa, ainda mais preferivelmente não mais superior a 0,80 ppm em massa, e particularmente preferivelmente não superior a 0,70 ppm em massa (por exemplo, não superior a 0, 60 ppm em massa) . O limite inferior da concentração de crotonaldeído na segunda corrente de ácido acético pode ser, por exemplo, 0,01 ppm em massa ou 0,05 ppm em massa. A concentração de 2-etilcrotonaldeído na segunda corrente de ácido acético é, por exemplo, não superior a 0,80 ppm em massa, preferivelmente não superior a 0,70 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 0,60 ppm em massa, ainda mais preferencialmente não superior a 0,50 ppm em massa, e particularmente preferencialmente não superior a 0,40 ppm em massa. O limite inferior da concentração de 2-etil-crotonaldeído na segunda corrente de ácido acético pode ser, por exemplo, 0,01 ppm em massa ou 0,05 ppm em massa. A concentração de ácido propiônico na segunda corrente de ácido acético é, por exemplo, não
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59/88 superior a 130 ppm em massa, preferivelmente não superior a 120 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 110 ppm em massa e ainda preferivelmente não superior a 80,0 ppm em massa. O limite inferior da concentração de ácido propiônico na segunda corrente de ácido acético pode ser, por exemplo, 1,0 ppm em massa, ou pode ser 5,0 ppm em massa ou 10,0 ppm em massa. A concentração de iodeto de hexil na segunda corrente de ácido acético é, por exemplo, não superior a 30 ppb em massa, preferivelmente não superior a 25 ppb em massa, mais preferencialmente não superior a 20 ppb em massa, ainda mais preferivelmente não superior a 17 ppb em massa, e particularmente preferivelmente não superior a 10 ppb em massa O limite inferior da concentração de iodeto de hexil na segunda corrente de ácido acético pode ser, por exemplo, 0,1 ppb em massa (ou 1,0 ppb em massa).
[00093] Para a segunda corrente de ácido acético que flui através da linha 34, o hidróxido de potássio pode ser alimentado ou adicionado através da linha 56 (linha de introdução de hidróxido de potássio). O hidróxido de potássio pode ser alimentado ou adicionado, por exemplo, como uma solução, tal como uma solução aquosa. O iodeto de hidrogênio na segunda corrente de ácido acético pode ser diminuído pela alimentação ou adição de hidróxido de potássio à segunda corrente de ácido acético. Especificamente, o iodeto de hidrogênio reage com o hidróxido de potássio para formar iodeto de potássio e água. Isto pode reduzir a corrosão de um aparelho, tal como uma coluna de destilação atribuível ao iodeto de hidrogênio.
[00094] A coluna de destilação 6 é uma unidade para realizar a terceira etapa de destilação e serve como a denominada
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60/88 coluna de remoção de componentes de maior ponto de ebulição na presente modalidade. A terceira etapa de destilação é uma etapa para purificar adicionalmente o ácido acético pelo tratamento de purificação da segunda corrente de ácido acético introduzida continuamente na coluna de destilação 6. Nesta modalidade, a terceira etapa de destilação não é uma etapa indispensável. A coluna de destilação 6 consiste, por exemplo, numa coluna de destilação, tal como uma coluna de placas ou uma coluna empacotada. No caso da adoção de uma coluna de placa como a coluna de destilação 6, o número teórico de suas placas é, por exemplo, 5 a 50 e a taxa de refluxo é, por exemplo, 0,2 a 3.000 de acordo com o número teórico de placas. No interior da coluna de destilação 6 na terceira etapa de destilação, a pressão máxima da coluna é ajustada para, por exemplo, 100 a 150 kPa (pressão manométrica), e a pressão mínima da coluna é maior que a pressão máxima da coluna e é definida, por exemplo, 90 a 180 kPa (pressão manométrica) . No interior da coluna de destilação 6 na terceira etapa de destilação, a temperatura do topo da coluna é, por exemplo, uma temperatura máxima ao ponto de ebulição da água e inferior ao ponto de ebulição do ácido acético à pressão máxima da coluna definida e é regulado para 50 a 150° C, e a temperatura mínima da coluna é, por exemplo, uma temperatura máxima ao ponto de ebulição do ácido acético à pressão mínima da coluna regulada e é regulada para 70 a 160° C.
[00095] Um vapor como uma corrente aérea é continuamente retirado para a linha 38 a partir do topo da coluna da coluna de destilação 6. Uma fração de fundo é continuamente retirada para a linha 39 a partir do fundo da coluna da coluna de destilação 6. 6b denota um refervedor. Uma corrente lateral
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61/88 (líquido ou gás) é continuamente retirada para a linha 46 a partir da posição da altura entre o topo da coluna e o fundo da coluna da coluna de destilação 6. A posição de conexão da linha 46 à coluna de destilação 6 pode ser, como mostrado no desenho, maior que a posição de conexão da linha 34 à coluna de destilação 6 na direção da altura da coluna de destilação 6 mas pode ser menor que a posição de conexão da linha 34 à coluna de destilação 6 ou pode ser a mesma que a posição de conexão da linha 34 à coluna de destilação 6.
[00096] 0 vapor retirado do topo da coluna da coluna de destilação 6 contém uma quantidade maior de componentes com um menor ponto de ebulição (componentes do menor ponto de ebulição) do que o ácido acético em comparação com a fração de fundo da coluna de destilação 6 e contém, além do ácido acético, por exemplo, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil, éter dimetílico, metanol, e ácido fórmico. Um tal vapor é continuamente introduzido no condensador 6a através da linha 38.
[00097] 0 condensador 6a separa o vapor da coluna de destilação 6 em uma porção condensada e uma porção gasosa por resfriamento e condensação parcial. A porção condensada contém além do ácido acético, por exemplo, iodeto de metilo, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil, éter dimetílico, metanol e ácido fórmico. Pelo menos uma porção da porção condensada é refluxada continuamente para a coluna de destilação 6 a partir do condensador 6a através da linha 40. Uma porção (destilada) da porção condensada pode ser reciclada a partir do condensador 6a através das linhas 40, 41 e 42 para a primeira corrente de ácido acético na linha 27 antes da introdução na coluna de destilação 5. Juntamente com isto ou
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62/88 em vez disso, uma porção (destilada) da porção condensada pode ser reciclada a partir do condensador 6a através das linhas 40 41 e 43 para a corrente de vapor na linha 21 antes da introdução na coluna de destilação 3. Além disso, uma porção (destilada) da porção condensada pode ser reciclada para o recipiente de reação 1 a partir do condensador 6a através das linhas 40, 44 e 23. Além disso, como mencionado acima, uma porção do destilado do condensador 6a pode ser alimentada ao sistema de depuração 8 e usada como um liquido absorvente neste sistema. No sistema de depuração 8, uma porção gasosa após a absorção de uma porção útil é descarregada para o exterior do aparelho. Depois, uma porção liquida contendo os componentes úteis é introduzida ou reciclada para o recipiente de reação 1 a partir do sistema de depuração 8 através das linhas de reciclagem 48 e 23 e reutilizada. Além disso, uma porção do destilado do condensador 6a pode ser conduzida a várias bombas (não mostradas) operadas no aparelho, através de linhas (não mostradas) e usadas como soluções de vedação nestas bombas. Além disso, uma porção do destilado do condensador 6a pode ser constantemente retirada para o exterior do aparelho através de uma linha de retirada ligada à linha 40, ou pode ser retirada de forma não permanente para o exterior do aparelho, quando necessário. No caso em que uma porção (destilada) da porção condensada é removida do sistema de tratamento de destilação na coluna de destilação 6, a quantidade do destilado (razão do destilado) é, por exemplo, 0,01 a 30% em massa, de preferência 0,1 a 10% em massa, mais preferivelmente 0,3 a 5% em massa, mais preferivelmente 0,5 a 3% em massa, do condensado gerado no condensador 6a. Por outro lado, a porção gasosa gerada no condensador 6a contém, por
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63/88 exemplo, monóxido de carbono, hidrogênio, metano, dióxido de carbono, nitrogênio, oxigênio, iodeto de metil, iodeto de hidrogênio, água, acetato de metil, ácido acético, éter dimetílico, metanol, acetaldeído e ácido fórmico e é alimentada ao sistema de depuração 8 a partir do condensador 6a através das linhas 45 e 15.
[00098] A fração de fundo retirada da parte inferior da coluna da coluna de destilação 6 até a linha 39 contém uma quantidade maior de componentes com um maior ponto de ebulição (componentes de maior ponto de ebulição) do que o ácido acético em comparação com a corrente aérea da coluna de destilação 6 e contém acetato, por exemplo, propionato e acetato de potássio (no caso da alimentação alcalina como hidróxido de potássio à linha 34 , etc.) . Também, a fração de fundo retirada do fundo da coluna da coluna de destilação 6 através da linha 39 também contém, por exemplo, um metal corroído, tal como um metal formado e liberado da parede interior de um membro que constitui este aparelho de produção de ácido acético, e um composto composto por iodo derivado do iodo corrosivo e do metal corroído, etc. Na presente modalidade, uma tal fração de fundo é descarregada para o exterior do aparelho de produção de ácido acético.
[00099] A corrente lateral continuamente retirada para a linha 46 da coluna de destilação 6 é continuamente introduzida como uma terceira corrente de ácido acético para a próxima coluna de resina de permuta iônica 7. Esta terceira corrente de ácido acético é mais enriquecida com ácido acético do que a segunda corrente de ácido acético introduzida continuamente na coluna de destilação 6. Especificamente, a concentração de ácido acético da terceira corrente de ácido acético é superior
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64/88 à concentração de ácido acético da segunda corrente de ácido acético. A concentração de ácido acético da terceira corrente de ácido acético é, por exemplo, de 99,800 a 99,999% em massa, desde que seja superior à concentração de ácido acético da segunda corrente de ácido acético. Na presente modalidade, a posição de retirada da corrente lateral da coluna de destilação 6 é mais superior do que a posição de introdução da segunda corrente de ácido acético para a coluna de destilação 6 na direção da altura da coluna de destilação 6. Numa outra modalidade, a posição de retirada da corrente lateral da coluna de destilação 6 é a mesma posição ou uma posição inferior da posição de introdução da segunda corrente de ácido acético para a coluna de destilação 6 na direção da altura da coluna de destilação 6. Um destilador simples (evaporador) pode ser usado no lugar da coluna de destilação 6. Em particular, uma vez que a presente invenção fornece ácido acético com um valor de teste de permanganate de potássio muito alto pelo tratamento de evaporação no evaporador 5, a coluna de destilação 6 pode ser omitida.
[000100] A coluna de resina de permuta iônica 7 é uma unidade de purificação para realizar a etapa de remoção por adsorção. Esta etapa de remoção por adsorção é uma etapa para purificação adicional do ácido acético por remoção por adsorção de, principalmente, iodetos de alquil (por exemplo, iodeto de etil, iodeto de propil, iodeto de butil, iodeto de hexil, iodeto de decil, etc.) contidos em uma quantidade muito pequena na terceira corrente de ácido acético introduzida continuamente na coluna de resina de permuta iônica 7. A coluna de destilação 6 pode ser omitida para alimentar a segunda corrente de ácido acético da coluna de destilação 5
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65/88 para a coluna de resina de permuta iônica 7. Além disso, a etapa de remoção por adsorção usando a coluna de resina de permuta iônica 7 não é necessariamente descartada.
[000101] Na coluna de resina de permuta iônica 7, uma resina de permuta iônica tendo a capacidade de adsorver iodetos de alquil é empacotada na coluna para estabelecer um leito de resina de permuta iônica. Exemplos de tal resina de permuta iônica podem incluir resinas de permuta catiônica, nas quais uma porção de prótons que saem num grupo de permuta, tal como um grupo ácido sulfônico, um grupo carboxil ou um grupo ácido
fosfônico é substituída por um metal, tal como prata ou cobre.
Na etapa de remoção por adsorção, por exemplo, a terceira
corrente de ácido acético (líquido) flui através do interior
da coluna de resina de permuta iônica 7, empacotada com uma tal resina de permuta iônica, e no decurso deste fluxo, as impurezas, tais como os iodetos de alquil na terceira corrente de ácido acético são adsorvidas na resina de permuta iônica e removidas da terceira corrente de ácido acético. Na coluna de resina de permuta iônica 7 na etapa de remoção por adsorção, a temperatura interna é, por exemplo, 18 a 100° C, e a taxa da o corrente de acido acético [a produção de acido acético por m de volume de resina (m3/h) ] é, por exemplo, 3 a 15 m3/h-m3 (volume de resina).
[000102] Uma quarta corrente de ácido acético é continuamente conduzida para a linha 47 a partir da extremidade inferior da coluna de resina de permuta iônica 7. A concentração de ácido acético da quarta corrente de ácido acético é superior à concentração de ácido acético da quarta corrente de ácido acético. Especificamente, a quarta corrente de ácido acético é mais enriquecida com ácido acético do que a terceira corrente
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66/88 de ácido acético introduzida continuamente na coluna de resina de permuta iônica 7. A concentração de ácido acético da quarta corrente de ácido acético é, por exemplo, 99,900 a 99,999% em massa ou não inferior a esta faixa desde que seja superior à concentração de ácido acético da terceira corrente de ácido acético. Neste método de produção, esta quarta corrente de ácido acético pode ser retida num tanque de produto (não mostrado).
[000103] Neste aparelho de produção de ácido acético, a chamada coluna de produto ou coluna de acabamento que é uma coluna de destilação pode ser colocada como uma unidade de purificação para purificar adicionalmente a quarta corrente de ácido acético a partir da coluna de resina de permuta iônica 7 No caso em que tal coluna de produto é disposta, a coluna de produto consiste, por exemplo, numa coluna de destilação, tal como uma coluna de placa ou uma coluna empacotada. No caso da adoção de uma coluna de placa como a coluna de produto, o número teórico de suas placas é, por exemplo, 5 a 50 e a taxa de refluxo é, por exemplo, 0,5 a 3.000 de acordo com o número teórico de placas. No interior da coluna de produto na etapa de purificação, a pressão de topo da coluna é ajustada para, por exemplo, -195 a 150 kPa (pressão manométrica) , e a pressão de fundo da coluna é maior que a pressão de topo da coluna e é definida, por exemplo, -190 a 180 kPa (pressão manométrica). No interior da coluna do produto, a temperatura máxima da coluna é, por exemplo, uma temperatura máxima ao ponto de ebulição da água e inferior ao ponto de ebulição do ácido acético na pressão máxima da coluna definida e é definida para 50 a 150° C, e a temperatura mínima da coluna é, por exemplo, uma temperatura máxima ao ponto de ebulição do ácido acético
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67/88 na pressão minima da coluna ajustada e é ajustada para 70 a 160° C. Um destilador simples (evaporador) pode ser usado no lugar da coluna do produto ou da coluna de acabamento.
[000104] No caso da disposição da coluna de produto, a totalidade ou uma porção da quarta corrente de ácido acético (líquido) da coluna de resina de permuta iônica 7 é introduzida continuamente na coluna de produto. Um vapor como uma corrente aérea contendo uma quantidade muito pequena de componentes de menor ponto de ebulição (por exemplo, iodeto de metil, água, acetato de metil, éter dimetílico, crotonaldeído, acetaldeido e ácido fórmico) é continuamente retirado do topo da coluna de tal coluna de produto. Este vapor é separado em uma porção condensada e uma porção gasosa em um condensador predeterminado. Uma porção da porção condensada é continuamente submetida a refluxo para a coluna de produto, e uma outra porção condensada pode ser reciclada para o recipiente de reação 1 ou eliminada para o exterior do sistema, ou ambos. A porção gasosa é alimentada ao sistema de depuração 8. Uma fração de fundo contendo uma quantidade muito pequena de componentes de maior ponto de ebulição é retirada continuamente da parte inferior da coluna da coluna do produto. Esta fração de fundo é reciclada para, por exemplo, a segunda corrente de ácido acético na linha 34 antes da introdução na coluna de destilação 6. Uma corrente lateral (líquida) é continuamente retirada como uma quinta corrente de ácido acético a partir da posição de altura entre o topo da coluna e o fundo da coluna da coluna do produto. A posição de retirada da corrente lateral da coluna de produto é menor do que, por exemplo, a posição de introdução da quarta corrente de ácido acético na coluna de produto na direção da altura da coluna de
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68/88 produto. A quinta corrente de ácido acético é mais enriquecida com ácido acético do que a quarta corrente de ácido acético introduzida continuamente na coluna do produto. Especificamente, a concentração de ácido acético da quinta corrente de ácido acético é superior à concentração de ácido acético da quarta corrente de ácido acético. A concentração de ácido acético da quinta corrente de ácido acético é, por exemplo, 99,900 a 99,999% em massa ou não inferior a esta faixa desde que seja superior à concentração de ácido acético da quarta corrente de ácido acético. Esta quinta corrente de ácido acético é retida, por exemplo, num tanque de produto (não mostrado) . A coluna de resina de permuta iônica 7 pode ser colocada a jusante da coluna do produto em vez de (ou além de) sua colocação a jusante da coluna de destilação 6 para tratar a corrente de ácido acético a partir da coluna de produto.
Exemplos [000105] Daqui em diante, a presente invenção será descrita em mais detalhes com referência aos Exemplos. Contudo, a presente invenção não se destina a ser limitada por estes Exemplos. As unidades partes, %, ppm e ppb são todas baseadas na massa. A concentração de água foi medida pelo método de determinação de água de Karl Fischer; a a concentração de metal foi medida por análise de ICP (ou análise de adsorção atômica); e as concentrações de outros componentes foram medidas por cromatografia em fase gasosa.
Exemplo Comparativo 1 [000106] As seguintes experiências foram conduzidas em uma planta piloto do método de metanol de ácido acético (conforme Fig. 1) Quatrocentas partes de líquido da mistura da reação
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69/88 [composição: 7,6% de iodeto de metila (Mel), 4,5% de acetato de metil (MA), 2,5% de água (H2O), 910 ppm de complexo de ródio (em termos de ródio), 14,1% de iodeto de litio (Lil), 212 ppm de acetaldeído (AD), 2,0 ppm de crotonaldeído (CR), 2,2 ppm de 2-etil crotonaldeído (2ECR), 280 ppm de ácido propiônico e ácido acético como um equilíbrio (no entanto, uma quantidade muito pequena de impurezas estão contidas)] obtido em um recipiente de reação [pressão total de 2,8 MPa (pressão absoluta), pressão parcial de monóxido de carbono de 1,4 MPa (pressão absoluta), pressão parcial de hidrogênio de 0,5 MPa (pressão absoluta), temperatura de reação de 187°C] foram alimentados a um evaporador, e o evaporador foi aquecido para evaporar 25% (taxa de evaporação: 25%) . A a concentração de acetaldeído na fração de fundo do evaporador foi de 73 ppm. Cem partes de vapor do evaporador [composição: 27,2% de iodeto de metil, 14,7% de acetato de metil, 2,0% de água, 689 ppm de acetaldeído, 2,8 ppm de crotonaldeído, 0,60 ppm 2-etil crotonaldeído, 84,6 ppm de ácido propiônico e ácido acético como um equilíbrio (entretanto, uma quantidade muito pequena de impurezas estão contidas)] foram alimentados a uma coluna de remoção de componente de menor ponto de ebulição [20 placas reais, posição de alimentação: a segunda placa a partir do fundo, uma pressão máxima da coluna de 250 kPa (pressão absoluta), uma temperatura máxima da coluna de 140°C] para condensar o vapor de topo da coluna. Após separação em uma fase aquosa e uma fase orgânica em um decantador, uma porção da fase aquosa (11 partes) foi enviado para uma coluna de remoção de acetaldeído [80 placas reais, posição de alimentação: a décima primeira placa do fundo, uma pressão máxima da coluna de 280 kPa (pressão absoluta), uma
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70/88 temperatura máxima da coluna de 52 °C] para separar e remover o acetaldeido para o exterior do sistema e uma solução aquosa (1,6 partes) após a remoção do acetaldeido foi reciclada para o sistema de reação como um liquido destilado. A porção remanescente da fase aquosa foi refluxada para a coluna de remoção do componente de menor ponto de ebulição. A quantidade refluxada/quantidade do destilado da fase aquosa foi refinado como uma razão de refluxo, e a a razão de refluxo foi ajustada para 2. A fase orgânica (41 partes) foi diretamente reciclada para o sistema de reação. Do fundo da coluna da coluna de remoção do componente de menor ponto de ebulição, 3 partes foram retiradas como uma fração de fundo e recicladas para o sistema de reação. Da parte intermediária (a quarta placa do fundo) da coluna de remoção do componente de menor ponto de ebulição, 65,7 partes foram retiradas como uma corrente de corte lateral (SC) e alimentadas para uma coluna de desidratação [50 placas reais, posição de alimentação: a quarta placa a partir do fundo, uma pressão no topo da coluna de 295 kPa (pressão absoluta), uma temperatura máxima da coluna de 150°C] . Uma porção do condensado de vapor do tipo da coluna da coluna de desidratação foi refluxada (reciclada) para a coluna de desidratação, e a porção restante (19 partes) foi reciclada para o sistema de reação como um liquido destilado. A razão de refluxo (quantidade refluxada/quantidade do destilado) da coluna de desidratação foi ajustada para 0,5. Como resultado, 46,7 partes de produto ácido acético foram obtidas como uma fração de fundo do fundo da coluna da coluna de desidratação. A quantidade de acetaldeido removido (quantidade de AD removida) foi de 0,0141 partes, e a razão da quantidade de AD removido para a quantidade de fração de fundo
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71/88 da coluna de desidratação (quantidade de produto produzido) foi 3,02 x 1CC4. No produto ácido acético, o teor de crotonaldeido era de 1,28 ppm, o teor de 2-etil crotonaldeido era de 0,95 ppm, o teor de ácido propiônico era de 150 ppm e o teor de iodeto de hexil era de 36 ppb. O tempo de ácido permangânico (tempo de camaleão) do produto ácido acético foi medido como 40 minutos. Os resultados são mostrados na Tabela
Exemplo Comparativo 2 [000107] A mesma experiência que no Exemplo Comparativo 1 foi realizada, exceto que uma razão de refluxo da coluna de remoção do componente de menor ponto de ebulição foi definida como 10. Com esta mudança, a composição do liquido da mistura de reação e a composição de vapor do evaporador foram alterada Os resultados são mostrados na Tabela 1.
Exemplo 1 [000108] A mesma experiência que no Exemplo Comparativo 2 foi realizada, exceto que uma taxa de evaporação em um evaporador foi ajustada para 28%. Com esta mudança, a composição do liquido da mistura de reação e a composição de vapor do evaporador foram alterada. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
Exemplo 2 [000109] A mesma experiência que no Exemplo Comparativo 2 foi realizada, exceto que uma taxa de evaporação em um evaporador foi ajustada para 31%. Com esta mudança, a composição do liquido da mistura de reação e a composição de vapor do evaporador foram alterada. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
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Exemplo 3 [000110] A mesma experiência que no Exemplo Comparativo 2 foi realizada, exceto que uma taxa de evaporação em um evaporador
foi ajustada para . 35%. Com esta mudança, a composição do
líquido da mistura de reação e a composição de vapor do
evaporador foram alterada Os resultados são mostrados na
Tabela 1.
Exemplo 4
[000111] A mesma experiência que no Exemplo Comparativo 2 foi
realizada, exceto que uma taxa de evaporação em um evaporador
foi ajustada para 31% e uma razão de refluxo da coluna de
remoção de componente do menor ponto de ebulição inferior foi
ajustada para 15. Com esta mudança, a composição do líquido da mistura de reação e a composição de vapor do evaporador foram alterada. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
[000112] Na Tabela 1, AD representa acetaldeido, Mel representa iodeto de metil, MA representa acetato de metil, AC representa ácido acético, CR representa crotonaldeído, 2ECR representa 2-etil crotonaldeído, PA representa ácido propiônico eHexI representa iodeto de hexil. Na Tabela 1, o valor numérico na coluna de cada componente representa uma concentração.
[000113] Tabela 1
Exemplo Comparativo Exemplo
1 2 1 2 3 4
Taxa de evaporação do evaporador (%) 25 25 28 31 35 31
Razão de refluxo da coluna de remoção de 2 10 10 10 10 15
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componentes de menor ponto de ebulição
Líquido de mistura de reação AD (ppm) 212 212 209 205 203 194
Mel (%) 7, 6 7, 6 7, 6 7, 6 7, 6 7, 6
MA (%) 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5
H2O (%) 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5
CR (ppm) 2,0 1, 8 1,3 0, 8 0, 6 0,5
2ECR (ppm) 2,2 1,9 1, 0 0,7 0,4 0,3
PA (ppm) 280 251 213 213 209 140
Fração de fundo do evaporador AD (ppm) 73 73 58 36 20 34
Alimentação para reduzir a coluna de remoção de componentes de menor ponto de ebulição AD (ppm) 689 689 597 581 543 550
Mel (%) 27,2 27,2 24,7 22,7 20,3 22,7
MA (%) 14,7 14,7 13,2 12,1 10, 8 12,1
H20 (%) 2,0 2,0 2,8 3,2 3,5 3,5
AC (%) 56, 1 56, 1 59, 1 61,9 65, 3 61,7
CR (ppm) 2,8 2,5 1,7 1, 0 0,7 0, 6
2ECR (ppm) 0, 60 0,48 0,36 0,31 0,21 0, 10
PA (ppm) 84, 6 75, 8 63,2 61, 1 60, 0 42,0
Fase aquosa de Decantador AD (ppm) 2330 2330 2470 2630 2810 2720
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Mel (%) 3,2 3,2 3,5 3, 6 3,2 3,2
MA (%) 19, 0 19, 0 18, 1 17,3 16,5 16,7
H2O (%) 68, 6 68, 6 69, 3 70, 1 71, 8 71, 8
AC (%) 9, 0 9, 0 8,9 8,7 8,2 8, 0
Fase orgânica de decantador AD (ppm) 1160 1160 1080 1140 1130 1090
Mel (%) 59, 8 59, 8 61, 6 63,2 65, 0 64,7
MA (%) 38,0 38,0 36, 2 34, 6 33, 0 33,4
H2O (%) 0, 6 0, 6 0, 6 0, 6 0, 6 0, 6
AC (%) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,3 1,2
Coeficiente de distribuição AD [fase aquosa (%) / fase orgânica (%)] 2,01 2,01 2,29 2,31 2,49 2,50
Liquido de corte lateral da coluna de remoção do componente de menor ponto de ebulição CR (ppm) 1,50 1,35 0, 99 0, 63 0,49 0,39
2ECR (ppm) 0,72 0, 62 0,47 0,41 0,28 0, 18
PA (ppm) 120 108 88,7 83, 9 78, 6 58,9
Fração de fundo da coluna de desidratação (produto) CR (ppm) 1,28 1, 15 0, 84 0,53 0,42 0,33
2ECR (ppm) 0, 95 0, 82 0, 63 0,54 0,37 0,23
PA (ppm) 150 135 112 110 103 72,0
Hexl (ppb) 36 31 23 19 18 15
Quantidade de produto 46,7 46,7 47,5 48,9 51,3 48,4
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75/88
produzido (peças)
Quantidade de AD removida (partes) 0,0141 0,0157 0,0167 0,0178 0,0190 0,0184
Quantidade de AD removida / Quantidade de produto produzido ( X 1CC4) 3, 02 3,36 3,51 3, 63 3,70 3, 80
Tempo de camaleão do produto (minuto) 40 90 120 140 145 160
Discussão sobre resultados [000114] Da comparação do Exemplo Comparativo 2 e dos Exemplos 1 a 3, é evidente que quando uma taxa de evaporação é elevada aquecendo o evaporador, e a concentração de AD do evaporador, a fração de fundo é diminuída, e a composição de alimentação da coluna de remoção de componente de menor ponto de ebulição é alterada, a concentração de AD em um decantador é aumentada e a concentração de MA do decantado é mantida abaixo de um certo valor para aumentar assim um coeficiente de distribuição de AD [ concentração de AD de fase aquosa (%)/concentração de AD de fase orgânica (%)] e, como um resultado, a eficiência de remoção de AD sobe e a concentração de AD no recipiente de reação é abaixada para diminuir a quantidades de CR, 2ECR, Hexl e PA gerada e para aumentar o tempo de camaleão do produto.
[000115] Da comparação dos Exemplos Comparativos 1 e 2 e dos Exemplos 2 e 4, é evidente que, mesmo no caso da mesma taxa de evaporação do evaporador, quando uma razão de refluxo da coluna de remoção de componente de menor ponto de ebulição é elevada, a eficiência de remoção de AD sobe e a concentração de AD no recipiente de reação é abaixada para aumentar as
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76/88 quantidades de CR, 2ECR, Hexl e PA gerado e para aumentar o tempo de camaleão do produto.
[000116] Pelo exposto acima, é evidente que quando o evaporador é aquecido para aumentar a concentração de AD no decantador superior da coluna da coluna de remoção de componentes de menor ponto de ebulição ou para diminuir a concentração de MA e quando uma razão de refluxo da coluna de remoção do componente de menor ponto de ebulição é também aumentada, a eficiência de remoção do AD aumenta para qualidade de produto melhorada.
[000117] Em conclusão, a composição da presente invenção e
suas variações são anexadas abaixo.
[1] Um método para produzir ácido acético,
compreendendo:
uma etapa de reação de carbonilação da reação de
metanol com monóxido de carbono em um recipiente de reação na
presença de um sistema catalisador contendo um catalisador de
metal e iodeto > de metil, bem como ácido acético, acetato de
metil e água para produzir ácido acético;
uma etapa de evaporação de introduzir e aquecer uma mistura de reação obtida na etapa de reação de carbonilação num evaporador para separar a mistura de reação em uma corrente de vapor e uma corrente de liquido residual;
uma etapa de reciclagem da corrente de líquido residual de reciclagem da corrente de líquido residual para o recipiente de reação;
uma etapa de remoção do componente de menor ponto de ebulição com uma primeira coluna de destilação em uma primeira corrente aérea rica em iodeto de metil e acetaldeido e uma primeira corrente de ácido acético rica em ácido acético e de
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77/88 condensação e separação da primeira corrente aérea para obter uma fase aquosa e uma fase orgânica;
uma primeira etapa de reciclagem de corrente aérea de reciclar pelo menos uma porção da fase aquosa e/ou da fase orgânica para o recipiente de reação; e uma etapa de separação e remoção de acetaldeído de separação e remoção de acetaldeído em uma corrente de processo em que com aquecimento do evaporador, (i) uma concentração de acetaldeído na fase aquosa é controlada para não menos que 2340 ppm em massa; e/ou (ii) a uma concentração de acetato de metil na fase aquosa é controlada para menos que 19,0% em massa e/ou; (iii) uma concentração de acetato de metil na fase orgânica é controlada para menos que 38,0% em massa, e então pelo menos uma porção da fase aquosa é tratada na etapa de separação e remoção de acetaldeído para reciclar um líquido residual após a separação e remoção de acetaldeído no recipiente de reação e/ou na etapa de separação e remoção de acetaldeído e/ou outros processos.
[2] 0 método para produzir ácido acético de acordo
com [ 1], em que o sistema catalisador contém ainda um iodeto
iônico.
[3] 0 método para produzir ácido acético de acordo
com [ 1 ] ou [2] , em que, no que diz respeito às condições de
operação da primeira coluna de destilação, quando apenas a
fase aquosa é refluxada para a primeira coluna de destilação, uma razão de refluxo da fase aquosa não é inferior a 2 (preferencialmente não inferior a 3, mais preferencialmente não inferior a 5, ainda preferencialmente não inferior a 8, particularmente preferencialmente não inferior a 10 e, em particular, não inferior a 12); quando apenas a fase orgânica
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78/88 é refluxada, uma razão de refluxo da fase orgânica não é inferior a 1 (preferencialmente não inferior a 1,5, mais preferencialmente não inferior a 2, ainda preferencialmente não inferior a 4 e, particularmente preferencialmente, inferior a 5) ; e quando ambas as fases aquosa e orgânica são refluxadas, uma razão total de refluxo das fases aquosa e orgânica não é inferior a 1,5 (preferencialmente, não inferior a 2,3, mais preferencialmente, não inferior a 3,5, ainda mais preferencialmente, não inferior a 6, e particularmente preferencialmente não inferior a 8,5).
[4] 0 método para produzir ácido acético de acordo com qualquer um de [1] a [3], em que o método compreende ainda uma etapa de desidratação de separação da primeira corrente de ácido acético com uma segunda coluna de destilação em uma segunda corrente aérea rica em água e uma segunda corrente de ácido acético mais enriquecida com ácido acético do que a primeira corrente de ácido acético.
[5] 0 método para produzir ácido acético de acordo com [4], em que na segunda corrente de ácido acético, uma concentração de crotonaldeido não é superior a 1,10 ppm em massa (de preferência não superior a 1,00 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 0,90 ppm em massa, ainda preferencialmente não superior a 0,80 ppm em massa, particularmente preferencialmente não superior a 0,70 ppm em massa e, em particular, não superior aO,60 ppm em massa); e/ou uma concentração de 2-etil crotonaldeido não é superior a 0,80 ppm em massa (de preferência não superior a 0,70 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 0,60 ppm em massa, ainda mais preferencialmente não superior a 0,50 ppm em massa, e particularmente preferencialmente não superior a 0,40 ppm em
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79/88 massa); e/ou uma concentração de ácido propiônico não é superior a 130 ppm em massa (de preferência não superior a 120 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 110 ppm em massa e ainda preferencialmente não superior a 80,0 ppm em massa) .
[6] O método para produzir ácido acético de acordo com [4] ou [5], em que uma concentração de iodeto de hexil na segunda corrente de ácido acético não é superior a 30 ppb em massa (de preferência, não superior a 25 ppb em massa, mais preferencialmente não superior a 20 ppb em massa, ainda mais preferencialmente não superior a 17 ppb em massa e particularmente preferencialmente não superior a 10 ppb em massa).
[7] O método para produzir ácido acético, de acordo com qualquer um de [1] a [6], em que uma concentração de acetaldeido na corrente de liquido residual no evaporador é
ajustada para não superior a 70 ppm em massa (mais
preferencialmente não superior a 60 ppm em massa, mais
preferencialmente não superior a 50 ppm em massa, ainda
preferencialmente não superior a 4 0 ppm em massa, e
particularmente preferencialmente não superior a 3 0 ppm em
massa).
[8] O método para produzir ácido acético, de acordo com qualquer um de [1] a [7], em que no líquido da mistura de reação do recipiente de reação, uma concentração de crotonaldeido não é superior a 1,7 ppm em massa (de preferência, não superior a 1,4 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 1,2 ppm em massa, ainda mais preferencialmente não superior a 1,0 ppm em massa, particularmente preferencialmente, não superior a 0,8 ppm em
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80/88 massa e , em particular, não superior a 0,6 ppm em massa) ; e/ou uma concentração de 2-etil crotonaldeído não é superior a 1,8 ppm em massa (preferencialmente não superior a 1,6 ppm em massa, mais preferencialmente não é superior a 1,4 ppm em massa, ainda preferencialmente não é superior a 1,2 ppm em massa, particularmente preferencialmente superior a 1,0 ppm em massa e, em particular, não superior a 0,8 ppm em massa); e/ou uma concentração de ácido propiônico não é superior a 240 ppm em massa (de preferência, não superior a 230 ppm em massa, mais preferencialmente, não superior a 220 ppm em massa, ainda preferencialmente não superior a 200 ppm em massa, e particularmente preferencialmente não superior a 180 ppm em massa).
[9] O método para produzir ácido acético de acordo com qualquer um de [1] a [8], em que na corrente de vapor alimentada à primeira coluna de destilação, uma concentração de crotonaldeído não é superior a 2,4 ppm em massa (de preferência, não superior a 2,2 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 2,0 ppm em massa, ainda de preferência não superior a 1,6 ppm em massa, e particularmente preferencialmente não superior a 1,2 ppm em massa); e/ou uma concentração de 2-etil crotonaldeído não é superior a 0,45 ppm em massa (de preferência não superior a 0,40 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 0,30 ppm em massa); e/ou uma concentração de ácido propiônico não é superior a 106 ppm em massa (de preferência não superior a 74,0 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 65, 0 ppm em massa e ainda preferencialmente não superior a 55,0 ppm em massa).
[10] O método para produzir ácido acético de acordo com qualquer um de [1] a [9], em que na primeira corrente de
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81/88 ácido acético, um concentração de crotonaldeído não é superior a 1,34 ppm em massa (de preferência não superior a 1,20 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 1,00 ppm em massa ainda preferencialmente não superior a 0,80 ppm em massa, e particularmente preferencialmente não superior a 0, 60 ppm em massa); e/ou uma 2-concentração de etil crotonaldeído não é superior a 0, 60 ppm em massa (de preferência não superior a 0,50 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 0,40 ppm em massa);e/ou uma concentração de ácido propiônico não é superior a 106 ppm em massa (de preferência não superior a 100 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 90,0 ppm em massa e ainda preferencialmente não superior a 80,0 ppm em massa) .
[11] Um método para produzir ácido acético, compreendendo:
uma etapa de reação de carbonilação da reação de metanol com monóxido de carbono em um recipiente de reação na presença de um sistema catalisador contendo um catalisador de metal e iodeto de metil, bem como ácido acético, acetato de metil e água para produzir ácido acético;
uma etapa de evaporação de introduzir e aquecer uma mistura de reação obtida na etapa de reação de carbonilação num evaporador para separar a mistura de reação em uma corrente de vapor e uma corrente de líquido residual;
uma etapa de reciclagem da corrente de líquido residual de reciclagem da corrente de líquido residual para o recipiente de reação;
uma etapa de remoção do componente de menor ponto de ebulição com uma primeira coluna de destilação em uma primeira corrente aérea rica em iodeto de metil e acetaldeído e uma
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82/88 primeira corrente de ácido acético rica em ácido acético e de condensação e separação da primeira corrente aérea para obter uma fase aquosa e uma fase orgânica;
uma primeira etapa de reciclagem de corrente aérea de reciclar pelo menos uma porção da fase aquosa e/ou da fase orgânica para o recipiente de reação; e uma etapa de separação e remoção de acetaldeído de separação e remoção de acetaldeído em uma corrente de processo em que com o aquecimento do evaporador, (i) uma concentração de acetaldeído na fase aquosa é controlada para não inferior a 2340 ppm em massa; e/ou (ii) uma concentração de acetato de metil na fase aquosa é controlada para menos que 19,0% em massa; e/ou (iii) uma concentração de acetato de metil na fase orgânica é controlada para menos que 38,0% em massa, e uma concentração de acetaldeído na corrente de líquido residual é controlada para não superior a 70 ppm em massa; pelo menos uma porção da fase aquosa é tratada na etapa de separação e remoção de acetaldeído para reciclar um líquido residual após a separação de acetaldeído e remoção para o recipiente de reação e/ou a etapa de separação e remoção de acetaldeído e/ou outros processos; e uma razão de refluxo da fase aquosa da primeira coluna de destilação não é inferior a 2 .
[12] O método para produzir ácido acético de acordo com [11], em que o sistema de catalisador contém ainda um iodeto iônico.
[13] O método para produzir ácido acético de acordo com [11] ou [12], em que uma razão de refluxo da fase aquosa não é inferior a 3 (de preferência não inferior a 5, mais
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83/88 preferivelmente não inferior a 8, ainda mais preferencialmente não inferior de 10, e particularmente preferencialmente não inferior a 12).
[14] O método para produzir ácido acético de acordo com qualquer um de [11] a [13], em que o método compreende ainda uma etapa de desidratação de separação da primeira corrente de ácido acético com uma segunda coluna de destilação em uma segunda corrente aérea rica em água e uma segunda corrente de ácido acético mais enriquecida com ácido acético do que a primeira corrente de ácido acético.
[15] O método para produzir ácido acético, de acordo com [14], em que na segunda corrente de ácido acético, uma concentração de crotonaldeido não é superior a 1,10 ppm em massa (de preferência, não superior a 1,00 ppm em massa, mais preferencialmente, não superior a 0,90 ppm em massa, de preferência ainda não superior a 0,80 ppm em massa, particularmente preferencialmente não superior a 0,70 ppm em massa e, em particular, não superior a 0, 60 ppm em massa) ; e/ou uma concentração de 2-etil crotonaldeido não é superior a 0,80 ppm em massa (de preferência, não superior a 0,70 ppm em massa, mais preferencialmente, não superior a 0, 60 ppm em massa, e ainda preferencialmente, não superior a 0,50 ppm em massa, e particularmente preferencialmente não superior a 0,40 ppm em massa); e/ou uma concentração de ácido propiônico não é superior a 130 ppm em massa (preferencialmente não superior a 120 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 110 ppm em massa, e ainda preferencialmente não superior a 80,0 ppm em massa).
[16] O método para produzir ácido acético de acordo com [14] ou [15], em que uma concentração de iodeto de hexil
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84/88 na segunda corrente de ácido acético não é superior a 30 ppb em massa (de preferência, não superior a 25 ppb em massa, mais preferencialmente não superior a 20 ppb em massa, ainda mais preferencialmente não superior a 17 ppb em massa e particularmente preferencialmente não superior a 10 ppb em massa).
[17] O método para produzir ácido acético de acordo com qualquer um de [11] a [16], em que uma concentração de acetaldeido na corrente de líquido residual no evaporador é ajustada para não superior a 60 ppm em massa (de preferência, não superior a 50 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 40 ppm em massa, e ainda preferencialmente não superior a 30 ppm em massa).
[18] O método para produzir ácido acético de acordo com qualquer um de [11] a [17], em que no líquido da mistura de reação do recipiente de reação, uma concentração de crotonaldeído não é superior a 1,7 ppm em massa (de preferência, não superior a 1,4 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 1,2 ppm em massa, ainda mais preferencialmente não superior a 1,0 ppm em massa, particularmente preferencialmente não superior a 0,8 ppm em massa e, em particular, não superior 0,6 ppm em massa); e/ou uma concentração de 2-etil crotonaldeído não é superior a 1,8 ppm em massa (preferencialmente não superior a 1,6 ppm em massa, mais preferencialmente não é superior a 1,4 ppm em massa, ainda mais preferencialmente não é superior a 1,2 ppm em massa, particularmente preferencialmente superior a 1,0 ppm em massa e, em particular, não superior 0,8 ppm em massa); e ou uma concentração de ácido propiônico não é superior a 240 ppm em massa (de preferência, não superior a 230 ppm em massa,
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85/88 mais preferencialmente, não superior a 220 ppm em massa, além disso, de preferência, não superior a 200 ppm em massa, e particularmente preferencialmente não superior a 180 ppm em massa).
[19] O método para produzir ácido acético de acordo com qualquer um de [11] a [18], em que na corrente de vapor alimentada à primeira coluna de destilação, uma concentração de crotonaldeído não é superior a 2,4 ppm em massa (de preferência, não superior a 2,2 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 2,0 ppm em massa, ainda mais preferencialmente não superior a 1,6 ppm em massa e particularmente preferencialmente não superior a 1,2 ppm em massa); e/ou uma concentração de 2-etil crotonaldeído não é superior a 0,45 ppm em massa (preferencialmente não superior a 0,40 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 0,30 ppm em massa); e/ou uma concentração de ácido propiônico não é superior a 106 ppm em massa (preferencialmente não superior a 74,0 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 65,0 ppm em massa, e ainda preferencialmente não superior a 55, 0 ppm em massa).
[20] O método para produzir ácido acético de acordo com qualquer um de [11] a [19], em que na primeira corrente de ácido acético, uma concentração de crotonaldeído não é superior a 1,34 ppm em massa (de preferência não superior a 1,20 ppm em massa) , mais preferencialmente não superior a 1,00 ppm em massa, ainda mais preferencialmente não superior a
0,8 0 ppm em massa e particularmente preferencialmente não
superior a 0,60 ppm em massa); e/ou uma concentração de 2- -etil
crotonaldeído não é superior a 0,60 ppm em massa
(preferencialmente não superior a 0,5 0 ppm em massa, mais
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86/88 preferencialmente não superior a 0,40 ppm em massa); e/ou uma concentração de ácido propiônico não é superior a 106 ppm em massa (preferencialmente não superior a 100 ppm em massa, mais preferencialmente não superior a 90,0 ppm em massa, e ainda preferencialmente não superior a 80,0 ppm em massa).
[21] O método para produzir ácido acético de acordo com qualquer um de [11] a [20], em que no mencionado acima (i) uma concentração de acetaldeido na fase aquosa não é inferior a 2400 ppm em massa (preferencialmente não inferior a 2500 ppm em massa e mais preferencialmente não inferior a 2600 ppm em massa) .
[22] O método para produzir ácido acético de acordo com qualquer um de [11] a [21], em que no mencionado acima (ii) , uma concentração de acetato de metil na fase aquosa não é superior a 18,5% em massa (preferencialmente não superior a 17,5% em massa e mais preferencialmente não superior a 17,0% em massa).
[23] O método para produzir ácido acético de acordo com qualquer um de [11] a [22], em que no mencionado acima (iii) , uma concentração de acetato de metil na fase orgânica não é superior a 37,5% em massa (preferencialmente não superior a 37,0% em massa, mais preferencialmente não superior a 35,0% em massa, ainda mais preferivelmente não superior a 30,0% em massa, e particularmente preferivelmente não superior a 25,0% em massa).
[24] O método para produzir ácido acético de acordo com qualquer um de [11] a [22], em que no mencionado acima (iii),o limite inferior da concentração de acetato de metil na fase orgânica é de 1,0% em massa (preferencialmente 2,0% em massa, mais preferencialmente 5,0% em massa, ainda
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87/88 preferencialmente 10,0% em massa, particularmente preferencialmente 15,0% em massa e, em particular, 20,0% em massa) .
[25] O método para produzir ácido acético, de acordo com qualquer um de [11] a [24], em que uma concentração de acetaldeido no líquido da mistura de reação do recipiente de reação não é superior a 500 ppm em massa (preferencialmente não superior a 450 ppm em massa, mais preferivelmente não superior a 400 ppm em massa, ainda mais preferivelmente não superior a 350 ppm em massa, particularmente preferencialmente não superior a 300 ppm em massa, em particular, não superior a 250 ppm em massa e, mais preferencialmente, não superior a 210 ppm em massa).
Disponibilidade industrial [000118] 0 método para produzir ácido acético de acordo com a presente invenção pode ser utilizado como um método industrial para produzir ácido acético pelo processo de carbonilação de método de metanol (processo de ácido acético de método de metanol).
Lista de Sinais de Referência recipiente de reação evaporador e 6: coluna de destilação decantador coluna de resina de permuta iônica sistema de depurador separação de acetaldeido e sistema de remoção
16:
linha de alimentação da mistura de reação :
linha de descarga de corrente de vapor
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88/88 e 19: linha de reciclagem de corrente de líquido residual
54: linha de introdução de gás contendo monóxido de carbono e 56: linha de introdução de hidróxido de potássio
57: bomba de circulação de catalisador
91: coluna de destilação (primeira coluna de remoção de acetaldeído)
92: coluna de extração
93: coluna de destilação (segunda coluna de remoção de acetaldeído)
94 : coluna de destilação (coluna de destilação
extrativa)
95: decantador
96: decantador
97 : coluna de destilação (coluna de remoção de
acetaldeído)
98 : coluna de destilação (coluna de destilação
extrativa)
99: decantador
200: bandeja de chaminé

Claims (11)

  1. - REIVINDICAÇÕES -
    1. MÉTODO PARA PRODUZIR ÁCIDO ACÉTICO, caracterizado por compreender:
    uma etapa de reação de carbonilação da reação de metanol com monóxido de carbono em um recipiente de reação na presença de um sistema catalisador contendo um catalisador de metal e iodeto de metil, bem como ácido acético, acetato de metil e água para produzir ácido acético;
    uma etapa de evaporação de introduzir e aquecer uma mistura de reação obtida na etapa de reação de carbonilação num evaporador para separar a mistura de reação em uma corrente de vapor e uma corrente de liquido residual;
    uma etapa de reciclagem da corrente de líquido residual de reciclagem da corrente de líquido residual para o recipiente de reação;
    uma etapa de remoção do componente de menor ponto de ebulição com uma primeira coluna de destilação em uma primeira corrente aérea rica em iodeto de metil e acetaldeído e uma primeira corrente de ácido acético rica em ácido acético e de condensação e separação da primeira corrente aérea para obter uma fase aquosa e uma fase orgânica;
    uma primeira etapa de reciclagem de corrente aérea de reciclar pelo menos uma porção da fase aquosa e/ou da fase orgânica para o recipiente de reação; e uma etapa de separação e remoção de acetaldeído de separação e remoção de acetaldeído em uma corrente de processo em que com o aquecimento do evaporador, (i) uma concentração de acetaldeído na fase aquosa é controlada para não inferior a 2340 ppm em massa; e/ou (ii) uma concentração de acetato de metil na fase aquosa é controlada para menos que
    Petição 870190089565, de 10/09/2019, pág. 137/147
  2. 2/5
    19,0% em massa; e/ou (ill) uma concentração de acetato de metil na fase orgânica é controlada para menos que 38,0% em massa, e pelo menos uma porção da fase aquosa é tratada na etapa de separação e remoção de acetaldeido para reciclar um líquido residual após a separação de acetaldeido e remoção para o recipiente de reação e/ou separação de acetaldeido e etapa de remoção e/ou outros processos.
    2. Método para produzir ácido acético, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sistema de catalisador conter ainda um iodeto iônico.
  3. 3. Método para produzir ácido acético, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por no que diz respeito às condições de operação da primeira coluna de destilação, quando apenas a fase aquosa é refluxada para a primeira coluna de destilação, uma razão de refluxo da fase aquosa não ser inferior a 2; quando apenas a fase orgânica é refluxada, uma razão de refluxo da fase orgânica não ser inferior a 1; e quando ambas as fases aquosa e orgânica são refluxadas, uma razão de refluxo total das fases aquosa e orgânica não ser inferior a 1,5.
  4. 4. Método para produzir ácido acético, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por compreender ainda uma etapa de desidratação de separação da primeira corrente de ácido acético com uma segunda coluna de destilação em uma segunda corrente aérea rica em água e uma segunda corrente de ácido acético mais enriquecida com ácido acético do que a primeira corrente de ácido acético.
  5. 5. Método para produzir ácido acético, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por na segunda corrente de
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    3/5 ácido acético, uma concentração de crotonaldeído não ser superior a 1,10 ppm em massa; e/ou uma concentração de 2-etil crotonaldeído não ser superior a 0,80 ppm em massa; e/ou uma concentração de ácido propiônico não ser superior a 130 ppm em massa.
  6. 6. Método para produzir ácido acético, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por uma concentração de acetaldeido na corrente de líquido residual no evaporador ser ajustada para não superior a 70 ppm em massa.
  7. 7. Método para produzir ácido acético, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por, no líquido de mistura de reação do recipiente de reação, uma concentração de crotonaldeído não ser superior a 1,7 ppm em massa; e/ou uma concentração de 2-etil crotonaldeído não ser superior a 1,8 ppm em massa; e/ou uma concentração de ácido propiônico não ser superior a 240 ppm em massa.
  8. 8. Método para produzir de ácido acético, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por na corrente de vapor alimentada à primeira coluna de destilação, uma concentração de crotonaldeído não ser superior a 2,4 ppm em massa; e/ou uma concentração de 2-etil crotonaldeído não ser superior a 0,45 ppm em massa; e/ou uma concentração de ácido propiônico não ser superior a 106 ppm em massa.
  9. 9. Método para produzir ácido acético, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por na segunda corrente de ácido acético, uma concentração de crotonaldeído não ser superior a 1,34 ppm em massa; e/ou uma concentração de 2-etil crotonaldeído não ser superior a 0, 60
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    4/5 ppm em massa; e/ou uma concentração de ácido propiônico não ser superior a 106 ppm em massa.
  10. 10. MÉTODO PARA PRODUZIR ÁCIDO ACÉTICO, caracterizado por compreender:
    uma etapa de reação de carbonilação da reação de metanol com monóxido de carbono em um recipiente de reação na presença de um sistema catalisador contendo um catalisador de metal e iodeto de metil, bem como ácido acético, acetato de metil e água para produzir ácido acético;
    uma etapa de evaporação de introduzir e aquecer uma mistura de reação obtida na etapa de reação de carbonilação num evaporador para separar a mistura de reação em uma corrente de vapor e uma corrente de liquido residual;
    uma etapa de reciclagem da corrente de liquido residual de reciclagem da corrente de liquido residual para o recipiente de reação;
    uma etapa de remoção do componente de menor ponto de ebulição com uma primeira coluna de destilação em uma primeira corrente aérea rica em iodeto de metil e acetaldeido e uma primeira corrente de ácido acético rica em ácido acético e de condensação e separação da primeira corrente aérea para obter uma fase aquosa e uma fase orgânica;
    uma primeira etapa de reciclagem de corrente aérea de reciclar pelo menos uma porção da fase aquosa e/ou da fase orgânica para o recipiente de reação; e uma etapa de separação e remoção de acetaldeido de separação e remoção de acetaldeido em uma corrente de processo em que com o aquecimento do evaporador, (i) uma concentração de acetaldeido na fase aquosa é controlada para não inferior a 2340 ppm em massa; e/ou (ii) uma concentração
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    5/5
    de acetato de metil na fase aquosa é controlada para menos que 19, 0% em massa; e/ou (ui: ) uma concentração de acetato de metil na fase orgânica é controlada para menos que 38,0% em massa, e uma concentração de acetaldeído na corrente de
    liquido residual é controlada para não superior a 70 ppm em massa; pelo menos uma porção da fase aquosa é tratada na etapa de separação e remoção de acetaldeído para reciclar um líquido residual após a separação de acetaldeído e remoção para o recipiente de reação e/ou a etapa de separação e remoção de acetaldeído e/ou outros processos; e uma razão de refluxo da fase aquosa da primeira coluna de destilação não é inferior a 2 .
  11. 11. Método para produzir ácido acético, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o sistema de catalisador conter ainda um iodeto iônico.
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