CN103153933A - 回收卤素促进剂和除去高锰酸盐还原化合物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生产乙酸的方法，和特别地涉及回收C₂₊烷基卤或除去由在VIII族金属羰基化催化剂存在下使甲醇羰基化以生产乙酸期间形成的高锰酸盐还原化合物的改进的方法。

Description

回收卤素促进剂和除去高锰酸盐还原化合物的方法

发明领域

本发明涉及生产乙酸的方法，和特别地涉及回收卤素促进剂即甲基碘和除去由在VIII族金属羰基化催化剂存在下使甲醇羰基化以生产乙酸期间形成的高锰酸盐还原化合物的改进的方法。

发明背景

用于合成乙酸的广泛使用和成功的商业方法涉及用一氧化碳将甲醇催化羰基化。催化剂含有铱和/或铱与卤素促进剂，典型地是甲基碘。该反应通过连续地使一氧化碳鼓泡穿过其中溶解有催化剂的液体反应介质来进行。反应介质还包含乙酸甲酯、水、甲基碘和催化剂。甲醇羰基化的常规商业方法包括美国专利No.3,769,329、5,001,259、5,026,908和5,144,068中所述的那些，通过引用将它们的全部内容和披露并入本文。另一种常规甲醇羰基化方法包括Cativa^TM方法，其描述于Jones,J.H.(2002),“The Cativa^TMProcess for the Manufactureof Acetic Acid”,Platinum Metals Review,44(3):94-105中，通过引用将其全部内容和披露并入本文。

在纯化段中将来自反应器的粗乙酸产物进行处理以除去杂质和回收乙酸。这些可以以痕量存在的杂质，影响乙酸的质量，特别是在所述杂质循环通过反应过程时，这尤其可导致这些杂质随时间发生积累。除去这些杂质的常规纯化技术包括用氧化剂、臭氧、水、甲醇、活性炭、胺等处理乙酸产物料流。还可以将所述处理与粗乙酸产物的蒸馏组合。然而，最终产品的另外处理增加了工艺成本，并且处理过的乙酸产物的蒸馏可导致形成另外的杂质。

除去这些杂质的方法还可以除去反应介质中的化合物，例如卤素促进剂。就回收卤素促进剂而言已教导了若干方法，包括处理排出料流和提取。

排出料流的处理允许回收卤素促进剂。例如，美国公布No.2009/0270651公开了甲醇羰基化系统，其包括适合于接收排出气体料流并用洗涤溶剂从中除去甲基碘的吸收器塔，所述吸收器塔与能够供应不同的第一和第二洗涤溶剂的第一和第二洗涤溶剂源连接。包括阀门的转换系统为吸收器塔择一地提供第一或第二洗涤溶剂并将用过的溶剂和吸收的材料返回到羰基化系统以适应不同操作模式。

提取也可以从羰基化产物回收卤素促进剂。例如，美国专利No.4,908,477公开了通过一种方法从甲醇、乙酸甲酯和二甲醚的羰基化产物以及从这类羰基化产物的混合物分离有机碘化合物，在所述方法中通过用非芳族烃液相提取来移除碘化合物。

用于回收卤素促进剂的方法不能够除去其它杂质。特别地，当回收卤素促进剂时没有除去降低乙酸的高锰酸盐时间的杂质。高锰酸盐时间是乙酸工业中通常用于测定乙酸产物中存在的杂质量的质量测试。这些杂质包括饱和与不饱和的羰基化合物，通常称作高锰酸盐还原化合物(PRC's)。PRC’s可例如包括多种化合物如乙醛、丙酮、甲乙酮、丁醛、巴豆醛、2-乙基巴豆醛、2-乙基丁醛等，以及它们的醇醛缩合产物。通过一个或多个塔和抽提单元将这些化合物除去。

本领域已经公开在粗乙酸产物料流中存在的PRC's通常浓集在来自轻馏分塔的塔顶馏出物料流中。因此，已经用胺化合物(例如羟胺)对该轻馏分塔塔顶馏出物料流进行处理，其与羰基化合物反应以形成可通过蒸馏与剩余的塔顶馏出物料流分离的衍生物，这导致具有改进的高锰酸盐时间的乙酸产品。

在美国专利号6,143,930和6,339,171（通过引用将它们全文并入本文）中公开通过对轻馏分塔塔顶馏出物料流进行多级纯化从而可显著减少乙酸产品中不希望的杂质。这些专利公开其中将轻馏分塔顶馏出物料流蒸馏两次，每种情况下取出乙醛塔顶馏出物和将富含甲基碘的残余物返回到反应器的纯化方法。将在两次蒸馏步骤后获得的富含乙醛蒸馏物任选地用水进行抽提以除去用于处置的大部分乙醛，剩下抽余物中显著较低的乙醛浓度，将抽余物循环至反应器。

此外，在美国公布No.2006/0247466(通过引用将其全文并入本文)中公开可通过将轻馏分塔顶馏出物进行单次蒸馏来获得塔顶馏出物从而减少乙酸产品中不希望的杂质。该塔顶馏出物料流然后进行抽提以选择性地除去和/或减少PRC's。

美国专利号7,223,886(通过引用将其全部内容并入本文)中公开通过从冷凝的轻馏分塔顶馏出物物流的轻相除去PRC’s从而减少形成烷基碘和C₃-C₈羧酸的方法，所述方法包括：(a)蒸馏轻相以获得富含PRC的塔顶馏出物物流；和(b)在至少两个连续阶段中用水对塔顶馏出物物流进行抽提，和从其中分离一个或多个含PRC’s的含水物流。

抽提单元的流出物包含从乙酸生产工艺移除的PRC's。流出物还可以包含可导致反应器中化合物损失并且导致流出物料流处理起来较为花费高和困难的杂质。

虽然上述方法成功地减少和/或除去来自羰基化系统的PRC's，但是对于回收卤素促进剂仍可作出进一步改进。

发明概述

在一个实施方案中，本发明涉及用于从粗乙酸组合物中除去高锰酸盐还原化合物(PRC’s)的方法，所述方法包括以下步骤：在轻馏分塔中将粗乙酸组合物分离成包含卤素促进剂、水、乙酸、乙酸甲酯和至少一种PRC的塔顶蒸气料流，与乙酸产物料流；将所述塔顶蒸气料流冷凝和双相分离成重相和轻相；在蒸馏塔中将所述轻相分离成塔顶PRC料流和塔底料流，其中所述塔顶PRC料流相对于所述塔底料流富含PRC；将所述塔顶PRC料流进行冷凝并在第一提取器中将该冷凝的塔顶PRC料流进行抽提，以获得包含水、卤素促进剂和至少一种PRC的第一含水料流，与包含乙酸甲酯的第一抽余物；和在第二提取器中将所述第一含水料流进行抽提以获得包含水和至少一种PRC的第二抽余物，与包含卤素促进剂和第二提取剂的抽提物料流。

在另一个实施方案中，本发明涉及用于从粗乙酸组合物中除去高锰酸盐还原化合物(PRC’s)的方法，所述方法包括以下步骤：在轻馏分塔中将粗乙酸组合物分离成包含卤素促进剂、水、乙酸、乙酸甲酯和至少一种PRC的塔顶蒸气料流，与乙酸产物料流；将所述塔顶蒸气料流冷凝和双相分离成重相和轻相；在蒸馏塔中将所述轻相分离成塔底PRC料流和塔底料流，其中所述塔顶PRC料流相对于所述塔顶料流富含PRC；将所述塔顶PRC料流进行冷凝并在第一提取器中将该冷凝的塔顶PRC料流进行抽提，以获得包含水、卤素促进剂和至少一种PRC的第一含水料流，与包含乙酸甲酯的第一抽余物；在第二提取器中将所述第一含水料流进行抽提以获得包含水和至少一种PRC的第二抽余物，与包含卤素促进剂和第二提取剂的抽提物料流；在回收塔中将所述抽提物料流进行分离以产生包含第二提取剂的残余物，和包含卤素促进剂的馏出物；和将至少部分所述馏出物引入到羰基化反应器用以产生粗乙酸组合物。

附图说明

根据所附的非限制性图将更好地理解本发明，其中：

图1描述了根据本发明一个实施方案的示例性PRC除去系统(PRS)，该系统从去往PRS的进料回收卤素促进剂。

图2描述了根据本发明一个实施方案的示例性PRS，该PRS从PRS的含水料流回收卤素促进剂。

发明详述

本发明总体上涉及在除去来自羰基化工艺的PRC's例如乙醛时回收卤素促进剂。在优选实施方案中，卤素促进剂是甲基碘(MeI)。当除去PRC's时，卤素促进剂会穿过而进入清洗料流，该清洗料流不返回到羰基化反应器。虽然清洗料流中卤素促进剂的量会相对少，但是与清洗卤素促进剂有关的费用会是明显的。本发明的实施方案有利地提高可回收的卤素促进剂的量从而降低成本、提高效率和减小处理清洗料流的需要。

在一个实施方案中，除回收卤素促进剂外，本发明方法还可以除去C₂₊烷基卤。由于在羰基化反应期间形成副产物、特别是乙醛，其它C₂₊烷基卤例如乙基碘、丙基碘、丁基碘、戊基碘、己基碘以及另外C₂₊烷基卤及它们的异构体还可以在工艺中发生积累。C₂₊烷基卤通常是指并非卤素促进剂的卤化物。如涉及卤素促进剂，甲基碘的若干反应中所述，卤素促进剂和C₂₊烷基卤可以通过在PRS蒸馏部分中形成氢碘酸导致系统腐蚀。作为实例如下：

MeI+MeOH→Me₂O+HI;

MeI+H₂O→MeOH+HI;和

MeI+MeCOOH→MeCOOMe+HI.

不受一种特定理论束缚，在除去PRC's之前移除卤素促进剂和这些C₂₊烷基卤可排除HI的形成并因此降低常规的腐蚀和减少在蒸馏过程中PRC's、特别是乙醛受HI催化而聚合。如果不除去C₂₊烷基卤，这些化合物可随乙酸产物被夹带并且在蒸馏后必须使用例如一个或多个保护床除去。本发明实施方案有利地除去这些C₂₊烷基卤并同时回收卤素促进剂即甲基碘。

在一个实施方案中，使用提取剂回收卤素促进剂和/或除去C₂₊烷基卤。提取剂优选选自C₆-C₁₆烷烃和它们的组合。优选地，提取剂呈疏水性并且不提取PRC's。在一些实施方案中，提取剂为C₈-C₁₂烷烃。在一些实施方案中，提取剂是癸烷、十二烷或它们的组合。

优选用包含一个或多个蒸馏塔的PRC除去系统(PRS)来移除PRC's。示例性的PRS包括描述于美国专利No.7,223,886、6,143,930和6,339,171以及美国专利No.2006/0247466中的那些，通过引用将它们的全部内容和披露并入本文。可以将富含PRC's的料流从乙酸生产工艺分离出并引入到PRS。该料流还可以包含卤素促进剂和/或C₂₊烷基卤。在一个实施方案中，在将该料流引入到PRS之前可以回收卤素促进剂和/或可以除去C₂₊烷基卤。有利地，该实施方案从PRS除去卤素促进剂和C₂₊烷基卤并且可以提高除去PRC's的效率。在另一个实施方案中，从PRS的一个或多个处理的料流可以回收卤素促进剂和/或可以除去C₂₊烷基卤。通常，将这些处理的料流从系统清洗出。有利地，该实施方案从清洗料流除去卤素促进剂和C₂₊烷基卤并且可以降低处理所述清洗料流的成本。

下面描述本发明的说明性实施方案。为了清楚的目的，在本说明书中没有描述所有实际实施的特征。当然将意识到在任意这样的实际实施方案的发展中，必须做出许多实施-特定的决定以达到发展者的特定目的，例如遵循系统相关的和商业相关的约束，这将从一个实施到另一实施变化。此外，将意识到这样的发展努力可以是对于得益于本公开内容的本领域技术人员而言将是常规的任务。

本发明涉及生产乙酸的方法，和特别地，涉及用于减少和/或除去在VIII族金属羰基化催化剂存在下在使甲醇羰基化期间形成的高锰酸盐还原化合物(PRC’s)的改进的方法。PRC’s可例如包括多种化合物如乙醛、丙酮、甲乙酮、丁醛、巴豆醛、2-乙基巴豆醛和2-乙基丁醛等，以及它们的醇醛缩合产物。更特别地，本发明涉及从用于纯化粗乙酸产物的乙酸分离系统减少和/或除去PRC’s或它们的前体的改进的方法。

本发明可以与例如在均相催化反应体系中用一氧化碳将甲醇羰基化相关地理解，所述反应体系包含反应溶剂、甲醇和/或其反应性衍生物、VIII族催化剂、至少有限浓度的水，和任选地碘化物盐。

合适的VIII族催化剂包括铑和/或铱催化剂。当采用铑金属催化剂时，铑金属催化剂可以按任何合适的形式加入，使得铑在催化剂溶液中作为平衡混合物，包括本领域熟知的[Rh(CO)₂I₂]^-阴离子。任选维持在本文所述工艺的反应混合物中的碘化物盐可以为碱金属或碱土金属的可溶性盐，或者季铵盐或鏻盐或者它们的混合物。在某些实施方案中，催化剂共促进剂是碘化锂、乙酸锂或它们的混合物。盐共促进剂可以作为将产生碘化物盐的非碘化物盐加入。可以将碘化物催化剂稳定剂直接引入到反应系统中。或者，碘化物盐可以原位产生，因为在反应系统的操作条件下，许多非碘化物盐前体可在反应介质中与甲基碘或氢碘酸反应产生相应的共促进剂碘化物盐稳定剂。在一些实施方案中，液体反应介质中的铑催化剂浓度可以为100wppm-6000wppm。对关于铑催化作用和碘化物盐产生的其它详情，参见美国专利5,001,259；5,026,908；5,144,068；和7,005,541，通过引用将它们全文并入本文。

当采用铱催化剂时，该铱催化剂可以包含可溶于该液体反应组合物的任何含铱化合物。可以将铱催化剂以在液体反应组合物中溶解或者可转化为可溶形式的任何合适的形式加入到用于羰基化反应的液体反应组合物中。可以加入到液体反应组合物的合适的含铱化合物的实例包括IrCl₃、IrI₃、IrBr₃、[Ir(CO)₂I]₂、[Ir(CO)₂Cl]₂、[Ir(CO)₂Br]₂、[Ir(CO)₂I₂]^-H⁺、[Ir(CO)₂Br₂]^-H⁺、[Ir(CO)₂I₄]^-H⁺、[Ir(CH₃)I₃(CO)₂]^-H⁺、Ir₄(CO)₁₂、IrCl₃·3H₂O、IrBr₃·3H₂O、Ir₄(CO)₁₂、铱金属、Ir₂O₃、Ir(acac)(CO)₂、Ir(acac)₃、乙酸铱、[Ir₃O(OAc)₆(H₂O)₃][OAc]和六氯铱酸[H₂IrCl₆]。通常使用不含氯化物的铱络合物例如乙酸盐、草酸盐和乙酰乙酸盐作为起始材料。液体反应组合物中的铱催化剂浓度可以为100-6000wppm。使用铱催化剂的甲醇羰基化是众所周知的且通常描述于美国专利No.5,942,460；5,932,764；5,883,295；5,877,348；5,877,347；和5,696,284中，在此通过引用将它们全文并入。

卤素促进剂通常与VIII族金属催化剂组分组合使用。甲基碘为优选作为卤素促进剂。优选地，液体反应组合物中卤素促进剂的浓度为1-50重量%，优选2-30重量%。

可以将卤素促进剂与盐稳定剂/共促进剂化合物组合，所述盐稳定剂/共促进剂化合物可以包括IA族或IIA族金属的盐、季铵、鏻盐或它们的混合物。特别优选的是碘化物或乙酸盐，例如碘化锂或乙酸锂。

如美国专利No.5,877,348（其在此通过引用全文并入）中所述的其它促进剂和共促进剂可以作为本发明催化系统的一部分使用。合适的促进剂选自钌、锇、钨、铼、锌、镉、铟、镓、汞、镍、铂、钒、钛、铜、铝、锡、锑，和更优选地选自钌和锇。具体的共促进剂描述于美国专利No.6,627,770（通过引用将其全文并入本文）中。

促进剂可以以高达其在液体反应组合物和/或从乙酸回收阶段再循环到羰基化反应器的任何液体工艺料流中的溶解度限度的有效量而存在。在使用时，促进剂合适地以0.5:1-15:1，优选2:1-10:1，更优选2:1-7.5:1的促进剂与金属催化剂摩尔比存在于液体反应组合物中。合适的促进剂浓度为400-5000wppm。

在一个实施方案中，羰基化反应的温度优选为150℃-250℃，例如155℃-235℃或160℃-220℃。羰基化反应的压力为10-200bar，优选10-100bar，最优选15-50bar。乙酸典型地在液相反应中于约160℃-220℃的温度和约20-约50bar的总压力下进行制备。

分离系统也优选控制反应器以及整个系统中的水和乙酸含量，和任选控制PRC的去除。PRC’s可例如包括多种化合物如乙醛、丙酮、甲乙酮、丁醛、巴豆醛、2-乙基巴豆醛、2-乙基丁醛等，以及它们的醇醛缩合产物。

参考图1和2，将粗乙酸产物100从包含反应器和闪蒸器的反应段（未示出）导向纯化段101。用于生产乙酸的反应段在本领域中是已知的，并公开于美国专利No.5,942,460；5,932,764；5,883,295；5,877,348；5,877,347和5,696,284中，通过引用将它们全文并入本文。纯化段101包含PRC除去系统(PRS)102、轻馏分塔103和塔顶馏出物倾析器104。在另外的实施方案中，纯化段101可以包含干燥塔、保护床、排放洗涤器(vent scrubber)和/或重馏分塔。保护床描述于美国专利No.4,615,806,4,894,477和6,225,498中，通过引用将它们的全部内容和披露并入本文。

在轻馏分塔103中，将粗乙酸产物100分离成塔顶馏出物蒸气料流105，优选通过侧线料流106移出的纯化乙酸产物，和任选的轻馏分残余物料流107。通过侧线料流106移出的乙酸优选进行进一步纯化，例如如美国专利No.6,627,770中所述（通过引用将其全部内容和披露并入本文）在干燥塔（未示出）中，用于从水和/或任选重馏分塔（未示出）选择性地分离出乙酸，和在可选的保护床（未示出）中。任选地，可将部分侧线物流106循环至轻馏分塔（未示出），优选地至其中将侧线物流106从轻馏分塔移出的位置之下，以改进分离。

轻馏分残余物料流107典型地将包含重组分、乙酸、水和夹带的催化剂，可以有利地通过再循环料流108将全部或部分轻馏分残余物料流107再循环到工艺中。

可以将一个或多个再循环进料流108给进到反应器或羰基化工艺中的任何地方。虽然在图1和2中显示了一个再循环进料流108，但是可以存在分别给进到反应器和/或工艺的多个料流。如下文所论述的，再循环进料流108可以包含反应介质组分，以及残留和/或夹带的催化剂和乙酸。

塔顶馏出物蒸气料流105包含卤素促进剂、乙酸甲酯、氢气、水、甲醇、PRC’s和乙酸。在美国专利No.6,143,930和6,339,171中公开了在离开轻馏分塔103的塔顶馏出物蒸气料流105中比在离开轻馏分塔103的残余物料流107中通常具有更高浓度的PRC’s，特别是乙醛。

优选将塔顶蒸气料流105进行冷凝并如所示通过塔顶倾析器104导向塔顶相分离单元。期望在所述过程中维持这样的条件，该条件使得塔顶蒸气料流105，一旦在倾析器104中，将双相分离成轻相和重相。通常，将塔顶蒸气料流105冷却至足以使卤素促进剂、乙酸甲酯、PRC's、其它羰基组分以及水冷凝和分离成两相的温度。可以通过排放料流（未示出）移除不凝性气体。

倾析器104中冷凝的重相通常包含卤素促进剂、烷基卤、乙酸甲酯和PRC’s。可将倾析器104中冷凝的重液相通过料流109便利地直接地或间接再循环到工艺中和通过再循环管线108返回到反应段。

倾析器104中的冷凝轻相优选包含水、乙酸和PRC's，以及大量卤素促进剂例如甲基碘、乙酸甲酯、甲醇和/或烷基碘。轻相通过料流110离开倾析器104。将轻相物流的第一部分，例如等分部分作为回流物流110'循环至轻馏分塔103的顶部。当在反应器中期望或需要另外的水时，可将轻相物流的第二部分，例如等分部分任选地再循环至反应器，如由循环物流110''所示。

根据本发明的第一实施方案，在图1中还描述了将部分轻相料流110直接或间接引入到PRS102中。PRS102包含提取器120、提取剂进料121、脱除塔122、蒸馏塔130和任选的提取器140。在其它实施方案中，PRS可以包含两个或更多个蒸馏塔和一个或多个提取器。包含一个或多个提取器的示例性两级蒸馏PRS描述于美国专利No.7,223,886中，通过引用以其全文并入本文。在美国公开No.2006/0247466中描述了类似于图1和2中所示那些的示例性单级PRS，通过引用以其全文并入本文。

在提取器120中，用提取剂从轻相料流110提取卤素促进剂和/或烷基碘，所述提取剂从提取剂进料121给进到提取器120。提取剂优选选自C₆-C₁₆烷烃和它们的组合。由于该提取，将轻相110分离成包含乙酸甲酯、甲醇、乙酸和至少一种PRC的含水料流124，与包含乙酸甲酯、提取剂和至少卤素促进剂和/或烷基碘的抽余物123。烷基碘（如果存在）可以是选自乙基碘、丙基碘、丁基碘、戊基碘、己基碘以及它们的异构体和混合物的烷基碘。

因此，理想的是在使得提取器内容物可维持处于液态的温度和压力的组合下进行提取。此外，期望使轻相料流110暴露于其的温度最小化以使得涉及乙醛的聚合和缩合反应的可能性最小。在一些实施方案中，该提取在10℃-40℃的温度下进行。

虽然抽余物123的具体组成可以宽泛地变化，但是优选使管线110内的轻相中大部分的卤素促进剂和/或烷基碘穿过到达抽余物123。在一个实施方案中，使管线110内的轻相中至少70%，例如更优选至少85%或至少95%的卤素促进剂和/或烷基碘穿过到达抽余物123。在优选实施方案中，使管线110内的轻相中约99%或更多的卤素促进剂和/或烷基碘穿过到达抽余物123。当管线110内的轻相中存在甲基碘时，至少70%，例如更优选至少85%或至少95%的甲基碘穿过到达抽余物123。此外，抽余物123优选包含低重量百分数的PRC’s，例如PRC’s占抽余物总重量的小于10wt.%，或更优选小于5wt.%。在一个实施方案中，抽余物123优选基本上不包含PRC’s并且轻相110中的PRC’s穿过含水料流124。

将抽余物123导向脱除塔122以产生包含卤素促进剂的馏出物料流125，与包含提取剂的残余物料流126。首先冷却残余物料流126，然后可以将其直接再循环到提取器120，或者优选与提取剂进料流121合并并且给进到提取器120。

将馏出物料流125冷凝并通过料流127返回到工艺中。通过料流127'将至少部分冷凝馏出物料流回流回到脱除塔。馏出物料流125主要包含卤素促进剂，并且还可以包含选自乙基碘、丙基碘、丁基碘、戊基碘、己基碘以及它们的异构体和混合物的一种或多种烷基碘。

在一个另外的实施方案中，可以从脱除塔122取出烷基卤清洗料流（未示出）。烷基卤清洗料流包含卤素促进剂和/或选自乙基碘、丙基碘、丁基碘、戊基碘、己基碘以及它们的异构体和混合物的一种或多种C₂₊烷基卤。在一些实施方案中，可以将烷基卤清洗料流导向容纳罐并贮存（未示出）。任选地，可进一步处理烷基卤清洗料流以回收卤素促进剂，其中将所述卤素促进剂返回到工艺中。

来自提取器120的含水料流124主要包含PRC’s、乙酸甲酯和甲醇。虽然含水料流124的具体组成可以宽泛地变化，但是含水料流124优选包含小于10wt.%，例如小于5wt.%或小于1wt.%的卤素促进剂和/或C₂₊烷基卤。虽然不受理论束缚，含水料流124具有降低的卤素促进剂和/或烷基卤浓度，这有利地允许在PRS102中有效地除去PRC和提高蒸馏塔130的能力。

优选将含水料流124给进到蒸馏塔130以产生塔顶PRC料流131和塔底料流132。相对于塔底料流132，塔顶PRC料流131富含PRC’s，优选乙醛。相对于轻相110，塔顶PRC料流131贫含乙酸甲酯、甲醇、水和/或乙酸，更优选贫含所有四种。相对于塔顶PRC料流131，塔底料流132富含乙酸甲酯、甲醇、水和/或乙酸（理想地所有三种）。通过倾析器104或者通过回流管线110'可以并优选将塔底料流132再循环回到轻馏分塔103。

如上文所示，给进到蒸馏塔130的含水料流124含有很少乃至没有卤素促进剂和/或C₂₊烷基卤，且因此塔顶PRC料流131还含有很少乃至没有卤素促进剂和/或C₂₊烷基卤。在一个实施方案中，塔顶PRC料流包含小于10wt.%，例如小于5wt.%或小于1wt.%的卤素促进剂和/或C₂₊烷基卤。在一个实施方案中，塔顶PRC料流131包含小于500wppm，例如小于200wppm或小于100wppm的卤素促进剂和/或C₂₊烷基卤。在一个实施方案中，可以没有无水抽提的情况下将塔顶PRC料流131从系统清洗出。

如图1中所示，将塔顶PRC料流131冷凝并在倾析器134中进行双相分离。可以通过管线133将冷凝的塔顶PRC料流的第一部分回流到蒸馏塔130。在没有任何进一步处理的情况下通过管线135将冷凝的塔顶PRC料流的第二部分从系统清洗出。有利地，这可以减少管线135的处理从而改善系统的效率。在优选实施方案中，管线135的内容物基本上不含有卤素促进剂和/或C₂₊烷基卤，例如含有小于1wt.%或小于0.5wt.%的卤素促进剂和/或C₂₊烷基卤。

在任选实施方案中，可以通过管线136将冷凝的塔顶PRC料流的第三部分给进到水提取器140。管线136的内容物任选通过穿过冷却器或急冷器(chiller)（未示出）进行冷却。可以在提取器140内将PRC’s提取到含水清洗料流142中。可以将清洗料流142导向废水处理设施。提取器140的抽余物143可以含有卤素促进剂以及低分子量的烷烃。在一些实施方案中，为了碘值，对抽余物143进行进一步处理。在一个实施方案中，优选不将C₂₊烷基卤返回到反应器而是从系统除去。用于提取器140的水可以获得自内部料流以便维持反应系统内的水平衡。

根据本发明的另一个实施方案中，如图2中所描述，轻相通过料流110离开倾析器104。将轻相物流的第一部分，例如等分部分作为回流物流110'循环至轻馏分塔103的顶部。当在反应器中期望或需要另外的水时，可将轻相物流的第二部分，例如等分部分任选地再循环至反应器，如由循环物流110''所示。

在图2中所述的实施方案中，将轻相料流110导向蒸馏塔130以产生塔顶PRC料流131和塔底料流132。相对于塔底料流132，塔顶PRC料流131富含PRC’s，优选乙醛和甲基碘。相对于轻相110，塔顶PRC料流131贫含乙酸甲酯、甲醇和/或乙酸，和更优选贫含所有三种。相对于塔顶PRC料流131，塔底料流132富含乙酸甲酯、甲醇和/或乙酸（理想地所有三种）。通过倾析器104或者通过回流管线110'可以并优选将塔底料流132再循环回到轻馏分塔103。在一个实施方案中，塔底料流132包含小于500wppm，例如小于200wppm或小于100wppm的卤素促进剂和/或C₂₊烷基卤。

可通过料流133将部分塔顶PRC料流131回流回到蒸馏塔130。可通过料流134将塔顶PRC料流的第二部分导向第一提取器140。用第一提取剂提取塔顶PRC料流以产生包含卤素促进剂、乙酸甲酯、甲醇和第一提取剂的第一抽余物143，与包含水、卤素促进剂、甲醇、乙酸甲酯和至少一种PRC的含水料流142。第一抽余物中的卤素促进剂与含水料流的重量比为50:1-150:1，例如80:1-120:1。在一个实施方案中，含水料流142还可以包含一种或多种C₂₊烷基卤。通过第一提取剂进料流141将第一提取剂给进到第一提取器140中。在一些实施方案中，第一提取剂是水。可以通过再循环料流108将第一抽余物143再循环回到工艺中。在一些实施方案中，将第一抽余物143导向倾析器104或料流109。在一些实施方案中，将第一抽余物143导向下游蒸馏系统（未示出）。

在第二提取器160中，用第二提取剂从第一含水料流142提取卤素促进剂和/或烷基碘，所述第二提取剂从第二提取剂进料161给进到第二提取器160。第二提取剂优选不同于第一提取剂。第二提取剂优选选自C₆-C₁₆烷烃和它们的组合。由于该提取，将第一含水料流142分离成包含水和至少一种PRC的第二抽余物料流163，与包含提取剂和至少卤素促进剂和/或烷基碘的抽提物料流164。

因此，理想的是在使得提取器内容物可维持处于液态的温度和压力的组合下进行提取。此外，期望使第一含水料流142暴露于其的温度最小化以使得涉及乙醛的聚合和缩合反应的可能性最小。在一些实施方案中，该提取在10℃-40℃的温度下进行。

虽然抽提物料流164的具体组成可以宽泛地变化，但是优选管线142内第一含水相中的卤素促进剂和/或烷基碘的主要部分穿过到达抽提物料流164。在一个实施方案中，142内第一含水料流中卤素促进剂和/或烷基碘的至少70%，例如更优选至少85%或至少95%穿过到达抽提物料流164。在优选实施方案中，管线142内第一含水相中卤素促进剂和/或烷基碘的约99%或更多穿过到达抽提物料流164。当第一含水相142中存在甲基碘时，至少70%的甲基碘，例如更优选至少85%或至少95%的甲基碘穿过到达抽提物料流164。此外，抽提物料流164优选包含低重量百分数的PRC's，例如PRC's占抽提物料流164总重量的小于10wt.%或更优选小于5wt.%。在一个实施方案中，抽提物料流164优选基本上不包含PRC's并且第一含水相142中的PRC's穿过第二抽余物料流163。

将第二抽余物163从系统清洗出，此时可将其作为废弃物处置或者进行进一步处理。在一些实施方案中，可将第二抽余物进一步处理成乙醛产物。来自提取器160的第二抽余物料流163主要包含PRC’s和乙酸甲酯以及水。虽然含水料流163的具体组成可以宽泛地变化，但是含水料流163优选包含小于2wt.%，例如小于1wt.%或小于0.5wt.%、或小于0.1wt.%的卤素促进剂和/或C₂₊烷基卤。将抽提物料流164导向脱除塔162以产生包含卤素促进剂和/或C₂₊烷基卤的馏出物料流165，与包含第二提取剂的残余物料流166。可以将残余物料流166冷却并直接再循环到第二提取器160，或者优选将其与第二提取剂进料流161合并并且给进到第二提取器160。

将馏出物料流165冷凝并通过料流167返回到工艺中。在一些实施方案中，通过再循环料流108、料流109、倾析器104、料流110''或料流143将料流167返回到工艺中。通过料流167'将至少部分冷凝馏出物料流回流回到脱除塔。馏出物料流165主要包含卤素促进剂。

在一些实施方案中，可从脱除塔162取出烷基卤清洗料流168。烷基卤清洗料流168包含选自乙基碘、丙基碘、丁基碘、戊基碘、己基碘以及它们的异构体和混合物的一种或多种C₂₊烷基卤。在一些实施方案中，将C₂₊烷基卤清洗料流168导向容纳罐并贮存（未示出）。任选地，可进一步处理C₂₊烷基卤清洗料流168以回收该清洗料流中所含有的任何卤素促进剂或碘值，例如HI，其中将所述卤素促进剂或碘值返回到工艺中。

受益于本公开内容的本领域技术人员可设计和操作本文所述的蒸馏塔以获得本发明的所需结果。这样的尝试，虽然可能耗时且复杂，然而对于受益于本公开内容的本领域技术人员而言会是常规的。因此，本发明的实施并非必须限于特定的蒸馏塔或其操作特征的具体特性，例如总塔板数、进料位置、回流比、进料温度、回流温度、塔温度分布等。

为了可以更有效地理解本文公开的发明，下面提供了实施例。应理解这些实施例仅仅是出于说明目的并且不以任何方式解释为限制本发明。

实施例

实施例1

在25℃下使1mL包含甲基碘和乙醛的起始料流与1mL相应的提取剂接触。将该混合物振摇5次并且放置5分钟。然后将两个相分离并通过气相色谱法测定所得浓度。如下表1中所示，就3个不同浓度进行该测定。

表1

实施例2

使用来自上表1的浓度3，按照与实施例1相同的程序。就3个不同的比率进行该程序。如下表2中所示，比率1是与1mL包含甲基碘和乙醛的起始料流接触的0.5mL提取剂。比率2是与1mL包含甲基碘和乙醛的起始料流接触的1mL提取剂。比率3是与1mL包含甲基碘和乙醛的起始料流接触的3mL提取剂。

表2

实施例3

按照与实施例1相同的程序，不同之处在于起始料流是起始料流110。

表3

虽然详细描述了本发明，但在本发明的精神和范围内的各种修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的。此外，应理解在上文和/或在所附权利要求书中引述的本发明的各个方面以及多个实施方案和多个特征的各个部分可以部分或全部地进行组合或者互换。在前述各个实施方案的描述中，如本领域技术人员所可认识到的，引用另一个实施方案的那些实施方案可以与其它实施方案适当地组合。此外，本领域技术人员将认识到前述描述仅仅是举例方式，并且不意欲限制本发明。

Claims (26)

1.从粗乙酸组合物除去高锰酸盐还原化合物(PRC’s)的方法，所述方法包括以下步骤：

在轻馏分塔中将粗乙酸组合物分离成包含卤素促进剂、水、乙酸、乙酸甲酯和至少一种PRC的塔顶蒸气料流，与乙酸产物料流；

将所述塔顶蒸气料流冷凝和双相分离成重相和轻相；

在蒸馏塔中将所述轻相分离成塔顶PRC料流和塔底料流，其中所述塔顶PRC料流相对于所述塔底料流富含PRC；

将所述塔顶PRC料流进行冷凝并在第一提取器中将冷凝的塔顶PRC料流进行抽提，以获得包含水、卤素促进剂和至少一种PRC的第一含水料流，与包含乙酸甲酯的第一抽余物；和

在第二提取器中将所述第一含水料流进行抽提以获得包含水和至少一种PRC的第二抽余物，与包含卤素促进剂和第二提取剂的抽提物料流。

2.权利要求1的方法，其中所述第一提取剂和第二提取剂不同。

3.权利要求1的方法，其中第二提取剂包括C₆-C₁₆烷烃。

4.权利要求1的方法，其中第二提取剂包括C₈-C₁₂烷烃。

5.权利要求1的方法，其中第二提取剂包括癸烷、十二烷或它们的混合物。

6.权利要求1的方法，其中第二抽余物包含小于500wppm的卤素促进剂。

7.权利要求1的方法，其中第二抽余物包含小于200wppm的卤素促进剂。

8.权利要求1的方法，其中第二抽余物包含小于100wppm的卤素促进剂。

9.权利要求1的方法，其中将第一含水料流中至少70%的卤素促进剂抽提到抽提物料流中。

10.权利要求1的方法，其中将第一含水料流中至少85%的卤素促进剂抽提到抽提物料流中。

11.权利要求1的方法，其中将第一含水料流中至少95%的卤素促进剂抽提到抽提物料流中。

12.权利要求1的方法，其中该方法还包括：

在回收塔中将所述抽提物料流进行分离以产生包含第二提取剂的残余物，和包含卤素促进剂的馏出物；和

将至少部分所述馏出物引入到羰基化反应器用以产生粗乙酸组合物。

13.权利要求12的方法，其中所述馏出物还包含选自乙基碘、丙基碘、丁基碘、戊基碘、己基碘以及它们的异构体和混合物的至少一种烷基碘。

14.权利要求13的方法，其中该方法还包括：

将侧线料流从回收塔导向容器，其中所述侧线料流包含卤素促进剂和至少一种C₂₊烷基卤。

15.权利要求14的方法，其中该方法还包括：

从至少部分侧线料流移出卤素促进剂；以及将所述卤素促进剂导向乙酸生产工艺。

16.从粗乙酸组合物除去高锰酸盐还原化合物(PRC’s)的方法，所述方法包括以下步骤：

在蒸馏塔中将粗乙酸组合物进行分离以形成冷凝的重相与包含卤素促进剂、C₂₊烷基卤和至少一种PRC的冷凝的轻相；

将所述冷凝的轻相分离成塔顶PRC料流和塔底物流；

将所述塔顶PRC料流进行冷凝并在第一提取器中将冷凝的塔顶PRC料流进行抽提，以获得包含卤素促进剂、C₂₊烷基卤和至少一种PRC的第一含水料流，与包含乙酸甲酯的第一抽余物；和

在第二提取器中将所述第一含水料流进行抽提以获得包含至少一种PRC的第二抽余物，与包含卤素促进剂和C₂₊烷基卤的抽提物料流，其中将第一含水料流中存在的卤素促进剂和C₂₊烷基卤的至少70%抽提到抽提物料流中。

17.权利要求16的方法，其中所述提取利用包含C₆-C₁₆烷烃的疏水性提取剂。

18.权利要求16的方法，其中该方法还包括：

将所述抽提物料流进行分离以产生包含卤素促进剂的馏出物和包含提取剂的残余物；和

将所述馏出物再循环到羰基化反应器用以产生粗乙酸组合物。

19.权利要求16的方法，其中从粗乙酸组合物回收的C₂₊烷基卤和卤素促进剂总共为至少70wt.%。

20.权利要求16的方法，其中所述抽提物料流包含小于10wt.%的PRC与大于次要量的卤素促进剂和C₂₊烷基卤。

21.权利要求16的方法，其中所述第二抽余物包含小于10wt.%的卤素促进剂和C₂₊烷基卤与大于次要量的PRC。

22.从粗乙酸组合物除去高锰酸盐还原化合物(PRC’s)的方法，所述方法包括以下步骤：

提供包含5-40wt.%的至少一种PRC和0.7-10wt.%的卤素促进剂的羰基化工艺料流；

通过抽提将所述羰基化工艺料流进行分离以形成至少一种PRC和卤素促进剂的抽提物料流，与抽余物料流；

将所述抽提物料流进行分离以形成包含卤素促进剂的馏出物料流和包含提取剂的残余物料流。

23.权利要求22的方法，其中所述提取利用包含C₆-C₁₆烷烃的疏水性提取剂。

24.权利要求22的方法，其中该方法还包括：

将所述抽余物料流进行分离以产生包含卤素促进剂的馏出物和包含提取剂的残余物；和

将所述馏出物再循环到羰基化反应器。

25.权利要求22的方法，其中所述羰基化工艺料流包含7-35wt.%的至少一种PRC和0.75-5wt.%的卤素促进剂，并且其中所述抽提物料流包含9-30wt.%的至少一种PRC和0.02-2.0wt.%的卤素促进剂。

26.权利要求22的方法，其中所述羰基化工艺料流包含10-30wt.%的至少一种PRC和0.80-2wt.%的卤素促进剂，并且其中所述抽提物料流包含11-28wt.%的至少一种PRC和0.04-1wt.%的卤素促进剂。

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