CN103237784A - 用于生产具有低杂质含量的乙酸乙烯酯组合物的方法 - Google Patents
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Abstract
在一个实施方案中,本发明是用于生产乙酸乙烯酯组合物的方法。所述方法包括在有效形成粗乙酸乙烯酯组合物的条件下使乙酸、氧和乙烯接触的步骤,所述粗乙酸乙烯酯组合物包含乙酸乙烯酯、乙酸、残余氧和水。所述方法还包括使粗乙酸乙烯酯组合物或其衍生物与至少一种清除剂接触以形成经处理的粗乙酸乙烯酯组合物的步骤。
Description
发明领域
本发明涉及用于生产乙酸乙烯酯的方法,和特别地涉及用于生产乙酸乙烯酯的改进方法,所述方法降低了乙酸乙烯酯产品中乙酸乙烯酯副产物的量。
发明背景
在聚乙酸乙烯酯和聚乙烯醇产品的生产中,乙酸乙烯酯是一种重要的单体。常规地,乙酸乙烯酯通过使乙酸和乙烯与分子氧接触以形成粗乙酸乙烯酯组合物进行制备。该反应典型地在合适的催化剂存在下进行,所述催化剂可以包含在催化剂载体上的钯、碱金属乙酸盐促进剂,以及任选的共促进剂(co-promoter)如金或镉。例如,美国专利No.6,696,596显示,熟知在固定床催化剂上于具有乙酸和氧或含氧气体的气相中进行反应以制备乙酸乙烯酯。作为另一个实例,美国专利No.6,040,474描述了使用两个反应区来制备乙酸和/或乙酸乙烯酯,其中第一反应区包含用于氧化为乙酸的乙烯和/或乙烷,第二反应区包含乙酸和乙烯,随后将产物料流进行分离从而产生乙酸乙烯酯。此外,美国专利No.6,476,261描述了用于生产烯烃和羧酸,如乙烯和乙酸的氧化方法,使它们进行反应以形成乙酸乙烯酯,该方法证明可使用多于一个反应区来形成乙酸乙烯酯。
然而,这种乙酸乙烯酯反应使其本身产生若干不期望的杂质,包括例如非挥发性残余物例如聚合的乙酸乙烯酯、聚合的乙烯,和重馏分例如乙酰氧基乙酸。这些副产物的形成在许多方面是有害的。例如,这些副产物的形成降低乙酸乙烯酯的收率并且可能造成乙酸乙烯酯生产设备例如纯化塔和蒸发器的积垢(fouling)。
常规地,使用重馏分塔来移除这些副产物。然而,重馏分塔造价昂贵。此外,重馏分塔所获得的纯化水平仍远无法令人满意。因此,需要用于生产乙酸乙烯酯组合物的方法,其中杂质的形成受到抑制或其中杂质的含量被减低。
通过引用将上述所有参考文献的公开内容并入本文。
发明概述
在一个实施方案中,本发明是用于生产乙酸乙烯酯组合物的方法。所述方法包括在有效形成粗乙酸乙烯酯组合物的条件下使乙酸、氧和乙烯接触的步骤。所形成的粗乙酸乙烯酯组合物包含乙酸乙烯酯、残余乙酸、残余氧、水,和任选的残余乙烯和初始量的杂质例如过氧化物、非挥发性残余物(NVR)、重馏分和/或它们的混合物。在一个实施方案中,所述组合物包含一种或多种杂质,其量为10wppm-15,000wppm,例如100wppm-10,000wppm或500wppm-5,000wppm的杂质。所述方法还包括使所述粗乙酸乙烯酯组合物或其衍生物与至少一种例如至少两种或至少三种清除剂(scavenger)接触以抑制该一种或多种杂质的形成的步骤。所述接触产生经处理的粗乙酸乙烯酯组合物。所述方法还包括在纯化系统中将所述经处理的粗乙酸乙烯酯组合物进行纯化以产生纯化的乙酸乙烯酯组合物的步骤。在一个实施方案中,所述接触可以在纯化步骤之前进行。
在另一个实施方案中,本发明是用于抑制初始粗乙酸乙烯酯组合物中杂质的形成的方法,所述初始粗乙酸乙烯酯组合物包含乙酸乙烯酯、乙酸、氧和水。所述方法包括使所述初始粗乙酸乙烯酯组合物或其衍生物与至少一种清除剂接触以形成经处理的粗乙酸乙烯酯组合物的步骤。在使初始粗乙酸乙烯酯组合物与至少一种清除剂接触之后,经处理的粗乙酸乙烯酯组合物优选包含小于2,000wppm,例如小于1,000wppm、小于500wppm、小于250wppm或小于100wppm的杂质。
在另一个实施方案中,本发明是用于降低初始粗乙酸乙烯酯组合物中存在的过氧化物含量的方法。所述初始粗乙酸乙烯酯组合物包含乙酸乙烯酯、初始量的过氧化物,和任选的乙酸和水。所述方法包括使所述初始粗乙酸乙烯酯组合物或其衍生物与至少一种清除剂接触以形成经处理的粗乙酸乙烯酯组合物的步骤。所述经处理的粗乙酸乙烯酯组合物包含乙酸乙烯酯和减少量的杂质。在一个实施方案中,所述减少量的杂质比初始量小,例如比初始量小至少10%。
附图简要描述
以下参照附图详细描述本发明,其中相同数字指代相似的部分。
图1是关于本发明一个实施方案的示例性乙酸乙烯酯生产方法的示意图,其包括反应和分离。
图2是关于本发明一个实施方案的示例性乙酸乙烯酯反应器的示意图,其显示了入口、催化剂区段部分和出口。
发明详述
引言
常规的乙酸乙烯酯方法遭受到产生不期望的杂质,例如非挥发性残余物和重馏分,这些杂质降低收率并且对生产设备具有不利影响。受影响的生产设备的实例包括纯化塔和蒸发器。其结果是,必须动用重大的资源将这些杂质从粗乙酸乙烯酯组合物中移除。
本发明涉及抑制乙酸乙烯酯组合物中乙酸乙烯酯杂质的形成和/或涉及降低乙酸乙烯酯组合物中乙酸乙烯酯杂质的含量。
现已发现,在乙酸乙烯酯分离组列中,例如在预脱水塔中(“PDC”)中,可存在明显量的氧。还已发现,在乙酸乙烯酯反器中于离开反应器的所得流出物料流中,以及在与反应器连接的纯化单元中,可形成一种或多种过氧化物。不受理论束缚,认为自由基例如氧自由基(oxygen radicals)的存在可引发单体的聚合。这些氧自由基可能通过氧和/或含氧化合物例如过氧化物的分解而形成。因此,氧和/或过氧化物,例如在反应器和PDC内部和周边的氧和/或过氧化物,可引起形成许多不期望的杂质。例如,不期望的非挥发性残余物(“NVR”)通过单体例如乙烯和乙酸乙烯酯的聚合而形成。作为另一个实例,氧和/或过氧化物可促进不期望的重馏分的形成。示例性的重馏分包括乙二醇、二乙酸亚乙酯(ethylidene diacetate)、乙二醇单乙酸酯、乙酰氧基乙酸乙烯酯(vinyl acetoxy acetate)、乙二醇二乙酸酯、顺式-二乙酰氧基乙烯(cis-diacetoxy ethylene)、反式-二乙酰氧基乙烯(trans-diacetoxyethylene)、羟基乙酸、乙酰氧基乙酸、和它们的混合物。
鉴于这些发现,在一些实施方案中,本发明是用于生产乙酸乙烯酯组合物的方法。所述方法包括在有效形成粗乙酸乙烯酯组合物的条件下使乙酸、氧(纯的或在混合物如空气中)和乙烯接触的步骤。作为实例,乙酸乙烯酯的形成反应可以在反应器中进行并且粗乙酸乙烯酯组合物可以包含反应器流出物料流。所形成的粗乙酸乙烯酯组合物包含乙酸乙烯酯、(残余)乙酸、(残余)氧、水,和任选的残余乙烯和初始量的杂质,例如NVR、重馏分、过氧化物和/或它们的混合物。在一个实施方案中,所述组合物包含一种或多种杂质。在一个实施方案中,粗乙酸乙烯酯组合物包含至少5wt.%,例如至少10wt.%、至少15wt.%或至少20wt.%的乙酸乙烯酯;和至少10wppm,例如至少100wppm、至少500wppm、至少1,000wppm或至少2,000wppm的杂质。就范围而言,粗乙酸乙烯酯组合物任选包含1wt.%-75wt.%,例如1wt.%-50wt.%、2wt.%-35wt.%或5wt.%-15wt.%的乙酸乙烯酯;以及10wppm-15,000wppm,例如100wppm-10,000wppm或500wppm-5,000wppm的杂质。就上限而言,粗乙酸乙烯酯组合物任选包含小于15,000wppm,例如小于10,000wppm或小于5,000wppm的杂质。
在其中杂质包含过氧化物的一个实施方案中,粗乙酸乙烯酯组合物包含至少5wppm,例如至少10wppm、至少20wppm或至少25wppm的过氧化物。就范围而言,粗乙酸乙烯酯组合物可以包含5wppm-25wppm,例如5wppm-20wppm、5wppm-11wppm或10wppm-20wppm的过氧化物。在另一个实施方案中,粗乙酸乙烯酯组合物可以包含通过碘化钾紫外-可见光法(potassium iodide UV-Vis方法)测定的小于50wppm,例如小于25wppm、小于15wppm或小于11wppm的过氧化物。一般而言,在该紫外-可见光法中,过氧化物按照下式与KI快速反应:
KI(s)+H2O2→I2+2KOH
从而产生有色物质I2。所述I2具有与溶液中过氧化物的量直接相关的浓度。该I2浓度可以通过在特定波长下产生吸光值校正曲线而进行定量。在其中杂质包含NVR和/或重馏分的另一个实施方案中,粗乙酸乙烯酯组合物包含至少10wppm,例如至少100wppm、至少500wppm、至少1,000wppm或至少2,000wppm的杂质。就范围而言,粗乙酸乙烯酯组合物可以包含10wppm-15,000wppm,例如100wppm-10,000wppm或500wppm-5,000wppm的NVR和/或重馏分。在另一个实施方案中,粗乙酸乙烯酯组合物可以包含小于15,000wppm,例如小于10,000或小于5,000的杂质。
在优选实施方案中,所述方法还包括使粗乙酸乙烯酯组合物或其衍生物与至少一种例如至少两种或至少三种清除剂接触以抑制一种或多种杂质的形成的步骤。作为所述接触的结果而产生了经处理的粗乙酸乙烯酯组合物。优选地,所述经处理的粗乙酸乙烯酯组合物包含低量的杂质。
在一个实施方案中,粗乙酸乙烯酯组合物的衍生物包含由分离粗乙酸乙烯酯组合物的分离区产生的料流。例如,所述分离区可以包含第一塔,例如PDC,其产生馏出物和残余物。优选地,粗乙酸乙烯酯组合物衍生物包含来自PDC的馏出物。在其它实施方案中,所述分离区还包含第二塔,例如共沸塔,其将来自于第一塔的馏出物(和/或来自于第一塔的残余物)分离成馏出物和残余物。在这些情形中,粗乙酸乙烯酯组合物衍生物优选包含来自第二塔的馏出物。当然,这些仅是粗乙酸组合物衍生物料流的数个实例,并且此列举不是穷举性的。下文论述了一些另外的粗乙酸乙烯酯衍生物料流。
如本文所使用的,单数术语“清除剂”在一些实施方案中是指多种清除剂或至少一种清除剂,例如至少两种或至少三种清除剂。
在乙酸乙烯酯的形成中,将乙酸料流、乙烯料流和氧料流(共同地或分别地)导向反应器中,并从该反应器获得粗乙酸乙烯酯组合物。所述方法还包括在分离区中将粗乙酸乙烯酯组合物进行分离以产生纯化的乙酸乙烯酯组合物的步骤。作为一个实例,所述接触可以在分离步骤之前进行。例如,可以在流出物料流离开反应器时将清除剂加入到粗乙酸乙烯酯组合物中。
不受理论束缚,认为杂质如过氧化物通过反应器内部和周边所存在的氧和各种氢源之间的平衡反应而形成。通过在分离前使流出物料流与一种或多种清除剂接触,这些平衡反应被抑制,从而致使形成较少的过氧化物。当过氧化物的形成因此受到抑制时,氧自由基的形成也可以受到抑制。在其它实施方案中,将清除剂加入到PDC内部和周边高氧环境下的料流中也会抑制氧自由基在这些位置中的形成。如此,被这些氧自由基所促进的杂质例如乙烯和/或乙酸乙烯酯的聚合物的形成,同样可以受到抑制。如此,可以简化与粗乙酸乙烯酯的纯化相关的分离组列,从而改善生产效率。另外,使这些料流中的一个或多个与清除剂接触抑制了产品混合物中杂质的形成和/或若杂质已经形成则降低杂质含量。以此种方式,所述方法提高了乙酸乙烯酯的收率,并且减轻了纯化设备中与杂质相关的问题。
在另一个实施方案中,本发明是用于抑制初始粗乙酸乙烯酯组合物中杂质形成的方法,所述初始粗乙酸乙烯酯组合物包含乙酸乙烯酯、乙酸、氧和水。所述方法包括使初始粗乙酸乙烯酯组合物或其衍生物与至少一种清除剂接触以形成经处理的粗乙酸乙烯酯组合物的步骤。作为接触的结果,使杂质在乙酸乙烯酯产品内的形成受到抑制。在使初始粗乙酸乙烯酯组合物与至少一种清除剂接触后,经处理的粗乙酸乙烯酯组合物优选包含小于2,000wppm,例如小于1,000wppm、小于500wppm、小于250wppm或小于100wppm的杂质。就范围而言,经处理的粗乙酸乙烯酯组合物可以包含0wppm-2,000wppm,例如100wppm-1,000wppm或250wppm-1,000wppm的杂质。在另一个实施方案中,和未与清除剂接触的粗乙酸乙烯酯组合物中可存在的杂质的量相比,经抑制的杂质的量更小,例如小至少10%、小至少25%或小至少40%。
在其中杂质包含过氧化物的实施方案中,经处理的粗乙酸乙烯酯组合物包含小于10wppm,例如小于8wppm或小于7wppm的过氧化物。就范围而言,经处理的粗乙酸乙烯酯组合物可以包含0wppm-10wppm,例如1wppm-8wppm或2wppm-7wppm的过氧化物。在另一个实施方案中,和未与清除剂接触的粗乙酸乙烯酯组合物中可存在的过氧化物的量相比,经抑制的过氧化物的量更小,例如小至少10%、小至少25%或小至少40%。另外,在初始粗乙酸乙烯酯组合物包含过氧化物的情形中,所述接触优选致使过氧化物的含量降低。在另一个实施方案中,经处理的粗乙酸乙烯酯组合物包含比初始粗乙酸乙烯酯组合物更少的过氧化物,例如少至少10%的过氧化物、少至少25%的过氧化物或少至少40%的过氧化物。
在其中杂质包含NVR和/或重馏分的实施方案中,经处理的粗乙酸乙烯酯组合物包含小于2,000wppm,例如小于1,000wppm、小于500wppm、小于250wppm或小于100wppm的NVR和/或重馏分。就范围而言,经处理的粗乙酸乙烯酯组合物可以包含0wppm-2,000wppm,例如100wppm-1,000wppm或250wppm-1,000wppm的NVR和/或重馏分。在另一个实施方案中,和未与清除剂接触的粗乙酸乙烯酯组合物中可存在的NVR和/或重馏分的量相比,经抑制的NVR和/或重馏分的量更小,例如小至少10%、小至少25%或小至少40%。另外,在初始粗乙酸乙烯酯组合物包含NVR和/或重馏分的情形中,所述接触优选致使NVR和/或重馏分的含量降低。在另一个实施方案中,经处理的粗乙酸乙烯酯组合物包含比初始粗乙酸乙烯酯组合物更少的NVR和/或重馏分,例如少至少10%、少至少25%或少至少40%。
在另外的实施方案中,本发明是用于降低初始粗乙酸乙烯酯组合物中存在的杂质含量的方法。所述初始粗乙酸乙烯酯组合物包含乙酸乙烯酯、初始量的杂质,和任选的乙酸和水。所述方法包括使初始粗乙酸乙烯酯组合物或其衍生物与至少一种清除剂接触以形成经处理的粗乙酸乙烯酯组合物的步骤。所述经处理的粗乙酸乙烯酯组合物包含乙酸乙烯酯和减少量的杂质。在一个实施方案中,所述减少量的杂质小于初始量,例如比初始量小至少10%、比初始量小至少25%或比初始量小至少40%。
清除剂可以宽泛地变化。例如,在一些实施方案中,清除剂可以选自:抗坏血酸、硫醇类、多酚类、对苯二酚、4-羟基-TEMPO、甲基对苯二酚、2,2-联苯酚、4,4'-二羟基联苯酚、2,5-二-叔丁基对苯二酚、2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚、4-甲氧基苯酚、(丁基化)羟基茴香醚、亚硝基苯、间苯二酚、叔丁基对苯二酚、叔丁基对苯二酚、2-叔丁基-4-甲基苯酚、1,2,4-苯三酚、N,N'-二-2-丁基-1,4-苯二胺、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2,6-二-叔丁基苯酚、取代的烷基胺、对苯醌、丁基化羟基甲苯、二苯基苦基偕腙肼(diphenyl picryl hydrazyl)、和它们的混合物。在一个实施方案中,一种或多种清除剂是抗氧化剂、抑制剂或它们的混合物。然而,在一些情形中,清除剂可以兼具有抗氧化剂性能和抑制剂性能,并且“抗氧化剂”或“抑制剂”命名不应认为具有限制性。
在其它实施方案中,所述至少一种清除剂包含多种清除剂的组合。例如,所述至少一种清除剂可以包含抗氧化剂和抑制剂。在一个实施方案中,所述接触步骤包括使粗乙酸乙烯酯组合物与抗氧化剂和抑制剂接触。作为一个实例,可以将抑制剂与抗氧化剂组合以形成清除剂包(package),并且可以使所述清除剂包与粗乙酸乙烯酯组合物接触。在其它实施方案中,所述接触步骤可以包括分别使粗乙酸乙烯酯组合物与第一清除剂,例如抗氧化剂以及与第二清除剂,例如抑制剂接触。在一些实施方案中,清除剂包可以与粗乙酸乙烯酯组合物接触以抑制杂质的形成,例如过氧化物的形成、NVR的形成或重馏分的形成。优选的清除剂包包含取代的烷基胺和对苯二酚;对苯醌和抗坏血酸;以及对苯醌和取代的烷基胺。在一个实施方案中,清除剂包包含本领域已知的其它添加剂,例如分散剂如氧烷基化(oxyalkylated)烷基醇。在一个实施方案中,清除剂包包含取代的烷基胺和氧烷基化烷基醇。
在将一种或多种清除剂加入到初始粗乙酸乙烯酯组合物中时,所述一种或多种清除剂可以以1wppm-2,000wppm,例如10wppm-1,500wppm或25wppm-500wppm的量存在。就下限而言,清除剂可以以大于10wppm,例如大于25wppm、大于50wppm或大于100wppm的量存在。在其它实施方案中,清除剂可以以小于2000wppm,例如小于1100wppm或小于100wppm的量存在。
在其中使用清除剂来抑制过氧化物形成的实施方案中,可以将一种或多种清除剂以10wppm-2,000wppm,例如10wppm-1,100wppm或25wppm-100wppm的量加入到初始粗乙酸乙烯酯组合物中。就下限而言,清除剂可以以大于10wppm,例如大于25wppm、大于50wppm或大于100wppm的量存在。在其它实施方案中,清除剂可以以小于2000wppm,例如小于1100wppm或小于100wppm的量存在。
通过按上文所论述使乙酸乙烯酯组合物与至少一种清除剂接触,形成过氧化物的副反应有利地受到抑制。这种抑制作用有利地致使形成较少的过氧化物(和随后形成较少的氧自由基)。有利地,在高氧环境下于PDC内部和周边所发生的氧自由基形成也受到抑制。因此存在较少的氧自由基,这降低杂质的形成。优选地,在粗乙酸乙烯酯组合物离开反应器时和/或在粗乙酸乙烯酯组合物通过PDC输送时,其中形成较少的杂质。因为这些区域中形成较少的杂质,降低了将分离组列内的这些杂质加以移除的需求并且提高了生产效率。
乙酸乙烯酯的形成
本发明的特征可以适用于任何合适的乙酸乙烯酯生产方法。如上文所述,乙酸乙烯酯的形成可以通过在氧存在下使乙酸和乙烯反应来进行。在其它实施方案中,清除剂的本发明用途可以适用于生产其它单体,例如丙烯酸、乙烯酯或二乙酰氧基乙烯(diacetoxyethylene)。此反应可以按非均相(heterogeneously)进行,其中反应物存在于气相中。可以对反应器进行配置使得该反应器能够从反应移去热。合适的反应器类型包括但不限于固定床反应器和流化床反应器。优选地,反应中乙烯与乙酸的摩尔比为1:1-10:1,例如1:1-5:1;或2:1-3:1。在一个实施方案中,反应中乙烯与氧的摩尔比为1:1-20:1,例如1.5:1-10:1;或2:1至5:1。在另一个实施方案中,反应中乙酸与氧的摩尔比为1:1-10:1,例如1:1-5:1;或1:1-3:1。
乙酸可以通过任何合适的方法生产。作为一个实例,乙酸可以通过甲醇用二氧化碳羰基化来生产。水可以原位形成于液体反应组合物中,例如通过甲醇反应物和乙酸产品之间的酯化反应而形成。在一个实施方案中,将水与液体反应组合物内的其它组分共同地或分别地引入到羰基化反应器中。可以将水与反应组合物的其它组分分离,从反应器抽取出,并且可以将水以受控制的量进行再循环以维持液体反应组合物中所需要的水浓度。优选地,液体反应组合物中所维持的水的浓度为0.1wt.%-16wt.%,例如1wt.%-14wt.%或1wt.%-10wt.%。
在另一个实施方案中,羰基化反应为低水羰基化,其中液体反应组合物中所维持的水的浓度为0.1wt.%-14wt.%,例如1wt.%-10wt.%。所述低水羰基化可以通过在反应介质中维持由所期望的羧酸和醇(理想地用于羰基化的醇)所构成的酯,以及超过且高于以碘化氢存在的碘离子的额外的碘离子来进行。优选的酯的实例是乙酸甲酯。额外的碘离子理想地为一种碘化物盐,优选碘化锂(LiI)。已发现,如美国专利No.5,001,259中所述,在低水浓度下,乙酸甲酯和碘化锂仅在这些组分各自相对高浓度存在时才充当速率促进剂,并且当这些组分中的这二者同时存在时促进作用较高。通过引用将美国专利No.5,001,259的公开内容并入本文。认为与现有技术在这类型反应系统中使用很少卤化物盐进行处理相比,优选羰基化反应系统的反应介质中所维持的碘化物离子浓度是相当高的。碘化物离子内容物的绝对浓度对于本发明的有效性不会造成限制。
乙烯可以类似地通过任何合适的方法来生产。在一个实施方案中,乙烯通过将乙酸加氢,接着使乙酸脱水来形成乙烯。作为另一个替代方案,如美国专利No.6,476,261中所述,可以通过将烷烃如乙烷的氧化制备乙酸和乙烯,通过引用将其公开内容并入本文。在本发明的方法中用于形成乙酸乙烯酯的氧还可以包含其它惰性气体,例如氮气。作为一个实例,乙酸乙烯酯反应中所使用的氧由空气料流提供。
在一个实施方案中,可以将额外的乙烯给进到反应器中。所述额外的乙烯以及上述反应物乙烯可以是基本上纯的。在一个实施方案中,可以将乙烯例如与氮气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氢气和低水平的C3/C4烯烃/烷烃中的一种或多种进行混合。可以将额外的氧气给进到反应器中。额外的氧(如果使用)可以是空气或者比空气具有更富或更贫分子氧的气体。一种合适的含额外分子氧的气体可以为用合适的稀释剂,例如氮气或二氧化碳稀释的氧气。优选地,所述含额外分子氧的气体为氧气。优选地,将氧中的至少一些独立于乙烯和乙酸以外给进到反应器中。
乙酸乙烯酯反应可以在100℃-300℃,例如140℃-220℃或150℃-200℃的温度下适宜地进行。在另一个实施方案中,所述反应可以在0.1MPa-10MPa,例如0.1MPa-2.5MPa或1MPa-2.5MPa的压力下进行。
优选地,在催化剂上进行所述反应。合适的催化剂包括包含第一金属和任选的第二金属、第三金属或其它金属中的一种或多种的催化剂。所述催化剂任选包含催化剂载体。第一金属和任选的第二金属以及第三金属可以选自钯、金、硼、碱金属以及IB族或VIIIB族过渡金属。优选的金属组合包括钯/金和钯/硼。
第一金属任选以0.1-10wt.%,例如0.2-5wt.%或0.2-2.5wt.%的量存在。其它金属(如果存在)可以以0.1-10wt.%,例如0.2-5wt.%或0.2-2.5wt.%的量存在。在其它实施方案中,所述催化剂可以包含0.01wt.%-1wt.%,例如0.01wt.%-0.2wt.%的量的准金属,例如硼。对于包含两种或更多种金属的催化剂,所述两种或更多种金属可以彼此合金化。或者,所述两种或更多种金属可以包含非合金化的金属固溶体或混合物。此外,优选的金属比例可以根据催化剂中所使用的金属而改变。如果使用钯和金,则所述比例可以为0.5:1-20:1,例如1.8:1-10:1。在其中使用第一金属和第二金属的一些示例性实施方案中,第一金属与第二金属的摩尔比为5:1-1:1,例如3:1-1:1或2:1-1:1。
除一种或多种金属外,示例性的催化剂还包含载体或改性载体,所述改性载体是指包含载体材料和载体改性剂的载体,所述改性剂调节载体材料的酸度。载体或改性载体的总重量基于催化剂的总重量计优选为75wt.%-99.9wt.%,例如78wt.%-97wt.%或80wt.%-95wt.%。在使用改性载体的优选实施方案中,载体改性剂基于催化剂总重量计以0.1wt.%-50wt.%,例如0.2wt.%-25wt.%、0.5wt.%-15wt.%、1wt.%-8wt.%、1wt.%-5wt.%或2wt.%-4wt.%的量存在。
合适的载体材料可以包括二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、二氧化钛、钛硅酸盐(titano-silicates)、氧化锆、锆硅酸盐(zircono-silicate)、氧化铌、硅酸盐、铝硅酸盐、钛酸盐、碳、金属和玻璃。优选的载体包括氧化锆、锆硅酸盐和钛硅酸盐。合适的载体改性剂可以包括钡、镁、铈、钾、钙、铌、钽、钛、钇、锶、锆、钒、钼和铷。优选的载体改性剂包括铌、钛、镁和锆。
合适催化剂的具体实例包括例如GB15595401;EP0330853;EP 0 672 4563;美国专利No.5,185,308;5,691,267;6,114,571;6,852,877;和6,603,038中所描述的那些。通过引用将所有上述参考文献的公开内容并入本文。
GB1559540描述了可用于通过使乙烯、乙酸和氧进行反应制备乙酸乙烯酯的合适催化剂。所述催化剂包含:(1)具有3-7mm的粒径和约0.2-1.5毫升/克的孔体积的催化剂载体,该催化剂载体的10重量%水悬浮液具有约3.0-9.0的pH;(2)分布在催化剂载体表层中的钯-金合金,该表层从载体表面起延伸小于0.5毫米,合金中的钯以每升催化剂约1.5-5.0克的量存在,并且金以每升催化剂约0.5-2.25克的量存在;和(3)每升催化剂5-60克的碱金属乙酸盐。
美国专利No.5,185,308描述了对于由乙烯、乙酸和含氧气体制备乙酸乙烯酯呈活性的外壳型(shell)浸渍催化剂,该催化剂基本上由以下组成:(1)具有约3-约7毫米的粒径和约0.2-1.5毫升/克的孔体积的催化剂载体;(2)分布在催化剂载体颗粒的最外1.0mm厚的层中的钯和金;和(3)约3.5-约9.5重量%的乙酸钾,其中所述催化剂中金与钯的重量比为0.6-1.25。
美国专利No.5,691,267描述了有关用于由乙烯、氧和乙酸进行反应而气相生成乙酸乙烯酯的催化剂的两步骤金添加法。所述催化剂通过以下形成:(1)用水溶性钯盐和第一量的水溶性金化合物(例如四氯钯钠(sodium-palladium chloride)和氯化金)的水溶液浸渍催化剂载体,(2)通过用反应性碱性溶液例如氢氧化钠水溶液处理所述浸渍的载体,该反应性碱性溶液与钯和金化合物进行反应以在该载体表面上形成钯和金的氢氧化物而使水不溶性钯和金化合物沉淀,从而将贵金属固定在载体上,(3)用水进行洗涤以移除氯化物离子(或其它阴离子),和(4)将所有贵金属氢氧化物还原为自由的钯和金,其中改进包含(5)在固定第一量的水溶性金剂之后,用第二量的水溶性金化合物浸渍载体,和(6)固定第二量的水溶性金化合物。
美国专利No.6,114,571描述了用于在气相中由乙烯、乙酸和氧或含氧气体形成乙酸乙烯酯的催化剂,其中所述催化剂包含在载体上的钯、金、硼和碱金属化合物。所述催化剂通过以下进行制备:a)用可溶性钯和金化合物浸渍载体;b)通过碱性溶液,将使所述载体上的可溶性钯和金化合物转化为不溶性化合物;c)在液相中通过还原剂将所述载体上的不溶性钯和金化合物进行还原;d)洗涤并随后干燥该载体;e)用可溶性碱金属化合物浸渍所述载体;和f)最后在最高1500℃下干燥所述载体,其中在进行最终干燥之前,将硼或硼化物施加到所述载体。
美国专利No.6,603,038描述了用于制备含有在多孔载体上的金属纳米颗粒的催化剂的方法,特别是用于乙烯和乙酸的气相氧化以形成乙酸乙烯酯的方法。该发明涉及用于制备催化剂的方法,所述催化剂含有在多孔载体颗粒上的一种或若干种金属,所述一种或若干种金属来自包含周期表第Ib和VIIIb副族的金属组,所述方法的特征在于第一步骤,在该步骤中将一种或若干种来自周期表第Ib和VIIIb副族的金属的化合物组的前体施加到多孔载体,以及第二步骤,在该步骤中用至少一种还原剂来处理已施加有至少一种前体的多孔载体,优选纳米多孔载体以获得在所述载体孔隙中原位生成的金属纳米颗粒。
EP 0 672 453描述了用于流化床乙酸乙烯酯方法的含钯催化剂及其制备。
使用含钯催化剂的优点是先前反应区中所产生的任何一氧化碳可在第二反应区中于氧和含钯催化剂的存在下被消耗掉。先前反应区的一个实例是用于制备反应物的反应区。这消除了对单独的一氧化碳移除反应器的需求。
乙酸乙烯酯反应的特征可以在于基于反应物的转化率方面。在一个实施方案中,乙酸转化率为1%-100%,例如5%-50%或10%-45%。氧转化率可以为1%-100%,例如20%-100%或20%-50%。乙烯转化率可以为1%-90%,例如5%-100%或10%-50%。在一个实施方案中,基于乙烯计的乙酸乙烯酯的选择性可以为20%-100%,例如50%-95%或75%-90%。
在乙酸乙烯酯反应中,所述催化剂可以具有10克/小时-升至5,000克/小时-升,例如100克/小时-升至2,000克/小时-升或200克/小时-升至1,000克/小时-升的生产率(以空时收率(STY)测定),其中克/小时-升是指每升催化剂每小时的乙酸乙烯酯克数。就上限而言,空时收率可以小于20,000克/小时-升,例如小于10,000克/小时-升或小于5,000克/小时-升。
杂质的移除
参照图1的实施方案,分别通过进料管线102和104将氧和乙烯给进到反应器100中。任选地,通过进料料流108将乙酸给进到蒸发器106中。蒸发的乙酸离开蒸发器106并通过管线110被导向反应器100。乙酸乙烯酯的形成反应在反应器100中进行。粗乙酸乙烯酯料流通过管线112作为流出物料流离开反应器100。
优选地,使粗乙酸乙烯酯组合物与至少一种清除剂接触,这抑制例如过氧化物、NVR和/或重馏分的形成。关于抑制过氧化物的形成,不受理论束缚,认为过氧化物可以由氧与基于碳的自由基反应而形成。具体地,过氧化物可以在乙酸、乙烯、氧和/或乙酸乙烯酯所涉及的平衡反应中形成。常见的过氧化物形成性化合物包括醛类和乙烯系化合物(vinyl compound)。现已发现,这些过氧化物形成性反应可以在离开反应器的流出物料流中以及在与反应器所连接的纯化单元中发生。认为清除剂抑制这些形成过氧化物的平衡反应,由此降低过氧化物的形成。过氧化物可以分解为氧自由基。这些氧自由基可引发单体的聚合。作为添加清除剂的结果,使得形成较少的氧自由基、抑制单体的聚合,并由此降低NVR和重馏分的形成。
此外,关于抑制NVR和重馏分的形成,现已发现显著量的氧和/或含氧化合物可能存在于乙酸乙烯酯分离组列中,例如存在于PDC中。常规地,未知晓这种高的氧含量,如此未将清除剂应用于这些位置。氧和含氧化合物分解为氧自由基,如上所示,其可以引发单体例如乙烯或乙酸乙烯酯的聚合,或者致使乙酸和乙酸乙烯酯经由二乙酸亚乙基酯中间体形成乙酰氧基乙酸。作为其结果,形成了不期望的NVR和重馏分。常规地,并未将清除剂用作乙酰氧基乙酸生成的抑制剂;清除剂按照常规也未用于降低乙酰氧基乙酸的含量。根据本发明加入清除剂有利地抑制氧自由基的形成或降低其存在量,这使NVR和/或重馏分的形成受到抑制和/或降低。
在一些实施方案中,乙酸乙烯酯的形成反应是放热的并且使得温度上升。这种温度上升可能致使单体聚合。这种聚合可以通过加入清除剂来抑制或降低。
在一个实施方案中,在给进到反应器的反应物混合物中氧的浓度也可以影响重馏分的生成和对重馏分生成的抑制。作为一个实例,在较低的氧浓度下,例如小于4%wt.%,例如小于3wt.%或小于2wt.%的氧,一些清除剂,例如对苯醌可以比其它清除剂,例如对苯二酚的表现得更好。因此,在一个实施方案中,当反应混合物中使用较低的氧浓度时,可以选择对苯醌作为清除剂。在其它实施方案中,当反应混合物中使用较高的氧浓度,例如大于4wt.%、大于5wt.%或大于7wt.%时,可以选择HQ作为清除剂包。
如图1中所示,可以使管线112与一种或多种清除剂接触。管线114a显示了清除剂进料管线的一个位置。清除剂进料管线114a将一种或多种清除剂输送至料流112,如此使料流112与清除剂接触。可以利用一个或多个,例如二个或更多个管线将清除剂提供到反应器流出物或提供到反应器流出物的衍生物料流。管线114b-f指示了其它的示例性清除剂进料位置。当然,清除剂进料管线的位置并不局限于这些位置,并且可以使用将清除剂提供到其它衍生物料流的另外的清除剂管线。
如图2中所示,反应器200包含用于接收反应物的入口202、用于容置催化该反应的催化剂的催化剂区段部分204,以及用于获得粗乙酸乙烯酯组合物的出口206。因此,反应物,例如乙酸、乙烯和氧通过管线208进入反应器200。或者,所述反应物可以分别地或以它们的任意组合进入反应器中。管线208仅代表反应物共同加入到反应器。乙酸乙烯酯的合成反应在催化剂区段部分204中进行,并且所形成的粗乙酸乙烯酯组合物通过料流210离开催化剂区段部分204,料流210将所述粗乙酸乙烯酯组合物导向并通过出口206。出口206设置在催化剂区段部分204的下游。
在一些实施方案中,所述接触可以在反应器的出口206中进行。例如,可以通过清除剂进料管线214a使清除剂与粗乙酸乙烯酯组合物接触。优选地,如管线214a和214b所示,与粗乙酸乙烯酯组合物的接触在催化剂区段部分204之后立即进行。在一些实施方案中,“立即”是指在粗乙酸乙烯酯组合物离开催化剂区段部分204时。在一个实施方案中,“立即”是指在将粗乙酸乙烯酯组合物输送到纯化组列之前。管线214b显示在粗乙酸乙烯酯组合物离开反应器200之后,例如在乙酸、氧和乙烯的反应之后,但在纯化组列之前,立即加入清除剂。
虽然在优选实施方案中,将清除剂加入到离开反应器的粗乙酸乙烯酯组合物流出物中或加入到该流出物的衍生物中,但在其更上游的位置加入清除剂落在本发明的预期内。例如,可以将清除剂加入反应物进料料流,例如氧进料、乙烯进料和/或乙酸进料中。另外地或替代地,可以将清除剂直接加入到反应器中。在这些位置加入清除剂还可以抑制粗乙酸乙烯酯组合物中杂质的形成。
除根据所使用的具体清除剂外,粗乙酸乙烯酯组合物的具体组成还可以根据反应条件和所使用的催化剂而宽泛地变化。在表1中显示了粗乙酸乙烯酯组合物的一些示例性重量百分比范围。
如表1中所示,由于一种或多种清除剂的加入,粗乙酸乙烯酯组合物有利地包含低量的过氧化物。这种低量的过氧化物可以导致生成较少量的不期望的副产物,例如重馏分。由于这些低量的过氧化物和/或所得到的副产物,使得对于移除它们的额外的分离过程和单元的需求最小化或者被消除。
分离
回到图1,乙酸乙烯酯生产系统包括用于回收和/或纯化反应器100中所形成的乙酸乙烯酯的分离区。将反应器流出物料流112导向所述分离区。在一个实施方案中,所述分离区提供反应器流出物112的至少一种衍生物。在另一个实施方案中,反应器流出物的衍生物料流可以是由分离区各单元所产出的任何料流。优选地,衍生物料流在反应器的下游。可以将蒸气形式的未反应乙酸进行冷却和冷凝。管线118中的剩余粗乙酸乙烯酯组合物是反应器流出物的衍生物,将其导向PDC120。在一个实施方案中,通过清除剂进料管线114b将清除剂加入到管线118中。PDC120将管线118的内容物分离成包含乙酸乙烯酯的残余物,与包含乙酸乙烯酯、水、乙酸、一氧化碳、二氧化碳和乙酸乙酯的馏出物。通过管线124将含乙酸乙烯酯的残余物导向粗品储罐122。可以将来自于粗品储罐122的含乙酸乙烯酯的残余物储存和/或导去进一步的处理。
任选将PDC馏出物冷却、冷凝并通过管线128导向塔顶相分离单元,例如倾析器126,所述管线128是反应器流出物的衍生物。在优选实施方案中,通过清除剂进料管线114c将清除剂加入到管线128中。在一个实施方案中,清除剂的加入在PDC内或其下游进行。该过程中的条件理想地被维持成使得管线128的蒸气内容物一旦被冷却、冷凝并导向倾析器126,则分离成轻相和重相。清除剂进料管线114c显示了在冷却之后加入清除剂,然而,在冷却之前进行添加仍容易地落在本发明的预期内。一般而言,将管线128冷却至足以将可冷凝的组分例如乙酸乙烯酯、水、乙酸和其它羰基组分冷凝且分离成含水相和有机相的温度。所述有机相通过管线130离开倾析器126。如料流132所示,可以使部分所述有机相回流回到PDC120,其是反应器流出物的衍生物。在一个实施方案中,通过清除剂进料管线114d将清除剂加入到管线132中。所述含水相离开倾析器126并通过管线134导向进一步的分离处理。作为实例,可以将管线134导向共沸塔136的倾析器146。如图所示,管线130和134任选地可以合并,并导向共沸塔136的倾析器146。
料流128可以包括一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷和其它不可冷凝性气体,可以通过料流138将其从倾析器126导向洗涤器140。洗涤器140从料流128特别移除一氧化碳、二氧化碳以及烃类,例如乙烯和乙烷。如料流142所示,分离的不可冷凝性组分可以运输以进行进一步处理,例如移除二氧化碳。在另一个实施方案中,使料流142的至少一部分再循环回到反应器流出物或回到反应器100下游的热交换设备,如料流142’所示。离开洗涤器140的残余物包含乙酸乙烯酯、水和乙酸。通过管线144从洗涤器140获得所述残余物,并且可以将其在导向粗品储罐122之前与来自管线124的乙酸乙烯酯合并。
通过管线137将乙酸乙烯酯从粗品储罐122导向共沸塔136,所述管线137是反应器流出物的衍生物。在一个实施方案中,通过清除剂进料管线114e将清除剂加入到管线137中。在另一个实施方案中,清除剂的添加在共沸塔136内或其下游进行。共沸塔136将包含乙酸乙烯酯、乙酸和水的管线137分离成在管线148内的馏出物、与残余物料流149。在共沸塔136顶部的倾析器146接收管线134,该管线134包含来自倾析器126的含水相和有机相。另外,倾析器146接收来自共沸塔136的馏出物。共沸塔136将包含乙酸乙烯酯、乙酸和水的管线137进行分离。来自共沸塔136的残余物包含乙酸和水。所述流料可以通过管线149再循环回到蒸发器106,或者可以直接输送到反应器100(未示出)。来自共沸塔136的馏出物包含乙酸乙烯酯和水,并且通过管线148导向倾析器146,例如回流倾析器。倾析器146将料流134和148的至少一部分分离成含水相和有机相。包含乙酸乙烯酯的有机相通过管线152离开倾析器146,并将其导向进一步的处理,所述管线152是反应器流出物的衍生物。在一个实施方案中,通过清除剂进料管线114f将清除剂加入到管线152中。作为一个实例,将管线152导向脱水塔154。含水相通过管线150离开倾析器146。可以使管线150(或其一部分)回流回到共沸塔136。
脱水塔154从管线152的内容物移除额外的水,由此通过管线156获得纯化的乙酸乙烯酯。可以通过管线160将脱水塔154的含水馏出物导向塔顶储罐158。来自塔顶储罐158的管线162含有一定量的乙酸乙烯酯,可以将其返回到脱水塔154。可以将包含水和杂质的管线164导向进一步的处理,例如进行水汽提。脱水塔154的残余物通过管线166离开。所述残余物包含各种残料,可以使其进行再循环或者以其它方式进行处理。
乙酸乙烯酯组合物
作为使粗乙酸乙烯酯组合物与一种或多种清除剂接触的结果,经处理的乙酸乙烯酯组合物包含乙酸乙烯酯,并且有利地包含低量的杂质(如果有的话)。例如,经处理的粗乙酸乙烯酯组合物可以包含1wt.%-75wt.%,例如1wt.%-50wt.%或2wt.%-35wt.%的乙酸乙烯酯。此外,经处理的粗乙酸乙烯酯组合物可以包含至少5wt.%,例如至少10wt.%、至少15wt.%或至少20wt.%的乙酸乙烯酯。经处理的粗乙酸乙烯酯组合物还可以包含0wppm-2,000wppm,例如100wppm-1,000wppm或250wppm-1,000wppm的杂质。就上限而言,所述粗乙酸乙烯酯组合物可以包含小于2,000wppm,例如小于1,000wppm、小于500wppm、小于250wppm或小于100wppm的杂质。
在其中杂质包含过氧化物的实施方案中,经处理的粗乙酸乙烯酯组合物包含0wppm-10wppm,例如1wppm-8wppm或2wppm-7wppm的过氧化物。就上限而言,在一些实施方案中,经处理的粗乙酸乙烯酯组合物包含小于10wppm,例如小于8wppm或小于7wppm的过氧化物。
在其中杂质包含NVR和/或重馏分的实施方案中,经处理的粗乙酸乙烯酯组合物包含小于2,000wppm,例如小于1,000wppm、小于500wppm、小于250wppm或小于100wppm的NVR和/或重馏分。就范围而言,经处理的粗乙酸乙烯酯组合物可以包含0wppm-2,000wppm,例如100wppm-1,000wppm或250wppm-1,000wppm的NVR和/或重馏分。
按照常规所生产的乙酸乙烯酯组合物未按本文所述进行处理以移除杂质,并因此含有明显较高量的这些杂质。因此,出人意料且意想不到地,本发明的乙酸乙烯酯组合物(无论粗的或经纯化的)有利地包含较低量的杂质。
实施例
下列非限制性实施例描述了本发明的多个特征。
实施例1
将约8wppm的过氧化氢加入到乙酸乙烯酯(“VA”)/乙酸(“HOAc”)/水的组合物中。VA含有约10ppm的对苯二酚。这些组合物代表离开乙酸乙烯酯反应器的其中已形成有过氧化物杂质的粗乙酸乙烯酯组合物。如表2中所示,向所述组合物加入各种水平的清除剂,例如0-1010wppm的抗坏血酸。这种清除剂的加入是在粗乙酸乙烯酯组合物离开反应器时模拟加入到该组合物中。然后通过碘化钾紫外-可见光法分析过氧化物的水平。在表2中显示了这些实验的结果。
如表2中所示,根据本发明加入清除剂出人意料且意想不到地使所得乙酸乙烯酯组合物的过氧化物水平显著降低。即使在小于100wppm的浓度下,例如清除剂1和2,过氧化物水平的降低仍显著,例如大于35%。
实施例2
将对苯二酚(“HQ”)加入到未经抑制的VA/HOAc/水组合物中,并在约5分钟内加热到100℃。实施例C和D是未使用另外的清除剂的组合物。这些组合物代表离开乙酸乙烯酯反应器的组合物,其中已形成少许(小于2ppm)的过氧化物(如果有的话)。向所述组合物中加入各种水平的清除剂,例如0-1067wppm的抗坏血酸。这种清除剂的加入是在粗乙酸乙烯酯组合物离开反应器时模拟加入到该组合物中。在表3中给出了HQ和抗坏血酸的量。然后通过碘化钾紫外-可见光法分析过氧化物的量。在表3中显示了这些实验的结果。
如表3中所示,出人意料且意想不到地,根据本发明,以大于500wppm的水平加入与HQ组合的清除剂,显著地抑制乙酸乙烯酯组合物中过氧化物的形成。
实施例3
从生产线取得数个样品,所述样品含有VA、HOAc和水。所述样品含有少量的对苯醌(如果有的话)。这些组合物代表离开乙酸乙烯酯反应器的粗乙酸乙烯酯组合物,其中已形成过氧化物杂质。如表4中所示,向这些样品组合物中加入约1000wppm的清除剂。然后通过碘化钾紫外-可见光法分析过氧化物水平。在表4中显示了这些实验的结果。
如表4中所示,样品E和F(无清除剂)显示出约3.7wppm的过氧化物。出人意料且意想不到地,将清除剂加入到这些组合物中使所得乙酸乙烯酯组合物的过氧化物水平显著降低。
实施例4
在120℃下将包含VA、HOAc和水的样品组合物加热10分钟。如表5中所示,向这些组合物中加入清除剂。不含清除剂的对照样品也在120℃下加热10分钟。然后通过碘化钾紫外-可见光法分析过氧化物水平。在表5中显示了这些实验的结果。H、I、J和K代表根据本发明的多个清除剂包。结果显示,在加热后多种清除剂的组合防止一些过氧化物的形成。
如表5中所示,实施例G(无清除剂)显示出约9.7wppm的过氧化物。出人意料且意想不到地,将清除剂包15-17加入到VA、HOAc和水的组合物中使所得乙酸乙烯酯组合物的过氧化物水平显著降低。
实施例5
如表6中所示,向包含VA、HOAc和水的样品组合物中加入清除剂。在120℃下将这些样品加热10分钟。然后通过碘化钾紫外-可见光法分析过氧化物水平。在表6中显示了这些实验的结果。L和M代表根据本发明的清除剂包。L代表对苯二酚,M代表包含多种清除剂的清除剂包。结果显示,在加热后多种清除剂的组合防止了一些过氧化物的形成。
如表6中所示,将清除剂包18-21加入到VA、HOAc和水的组合物中使所得乙酸乙烯酯组合物的过氧化物水平显著降低。特别地,清除剂M和清除剂L的组合与单独组分的结果相比表现出协同效果。如表6中所示,包20显示出比包18小44%的最终过氧化物含量,并且显示出比包19小26%的最终过氧化物含量。类似地,以总共仅50wppm使用的包21显示出比包18小37%的最终过氧化物含量,并且显示出比包19小17%的最终过氧化物含量。出人意料且意想不到地,包20和21的最终过氧化物含量明显小于预期的量。所述预期的量是基于清除剂M和清除剂L的最终过氧化物数值的重量组合计。因此,包20和21表现出协同效果。
实施例6
以30:60:10的重量比制备包含乙酸乙烯酯(“VA”)、乙酸(“HOAc”)和水的组合物。这些组合物代表离开乙酸乙烯酯反应器的组合物,其中已形成少许(小于2ppm)的NVR/重馏分(如果有的话)。如表7中所示,向这些组合物中加入各种水平的清除剂。然后在120℃下将所述组合物加热10分钟。然后分析加热的组合物中的NVR/重馏分含量。在表7中显示了这些实验的结果。N-Q代表根据本发明的各种清除剂。N和O代表各自包含多种清除剂的清除剂包。P代表对苯二酚,Q代表对苯醌。
如表7中所示,将清除剂包22-27加入到VA、HOAc和水的组合物中使所得乙酸乙烯酯组合物的NVR/重馏分水平显著降低。
特别地,清除剂O与清除剂P的组合以及清除剂N和清除剂Q的组合比单独组分的结果表现出协同效果。如表7中所示,包26显示出比包22小66%的最终重馏分含量,显示出比包23小63%的最终重馏分含量,显示出比包24小38%的最终重馏分含量,和显示出比包25小9%的最终重馏分含量。类似地,包27显示出比包22小88%的最终重馏分含量,显示出比包23小86%的最终重馏分含量,显示出比包24小77%的最终重馏分含量,和显示出比包25小68%的最终重馏分含量。出人意料且意想不到地,包26和27的最终过氧化物的量明显小于预期的量。所述预期的量是基于清除剂的最终重馏分数值的重量组合计。因此,包26和27表现出协同效果。
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。鉴于上述讨论,本领域中相关的知识和上文与背景技术和发明详述相关讨论的参考文献,通过引用将它们的公开内容全部并入本文。此外,应理解在下文和/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 (32)
1.一种用于生产乙酸乙烯酯组合物的方法,所述方法包括:
(a)在有效形成粗乙酸乙烯酯组合物的条件下使乙酸、氧和乙烯接触,所述粗乙酸乙烯酯组合物包含乙酸乙烯酯、乙酸、残余氧和水;
(b)使所述粗乙酸乙烯酯组合物或其衍生物与至少一种清除剂接触以形成经处理的粗乙酸乙烯酯组合物。
2.权利要求1的方法,其中所述经处理的粗乙酸乙烯酯组合物包含小于2,000wppm的杂质。
3.权利要求2的方法,其中所述杂质包含过氧化物、非挥发性残余物、重馏分和/或它们的混合物。
4.权利要求3的方法,其中所述经处理的粗乙酸乙烯酯组合物包含小于10wppm的过氧化物。
5.权利要求3的方法,其中所述经处理的粗乙酸乙烯酯组合物包含小于2,000wppm的重馏分。
6.权利要求1的方法,所述方法还包括将所述粗乙酸乙烯酯组合物进行分离。
7.权利要求6的方法,其中所述分离包括在第一塔中将所述经处理的粗乙酸乙烯酯组合物进行分离以形成包含乙酸乙烯酯、乙酸、水和杂质的馏出物,与包含乙酸乙烯酯的残余物。
8.权利要求7的方法,其中在第一塔内或其下游进行步骤(b)。
9.权利要求7的方法,其中在第一塔馏出物中进行步骤(b)。
10.权利要求7的方法,其中所述分离还包括在第二塔中将第一塔残余物进行分离以形成包含乙酸乙烯酯和水的馏出物,与包含乙酸和水的残余物。
11.权利要求10的方法,其中在第二塔内或其下游进行步骤(b)。
12.权利要求10的方法,其中在第二塔馏出物中进行步骤(b)。
13.权利要求10的方法,其中所述分离还包括在至少一个另外的分离单元中将第二塔残余物和/或第二塔馏出物进行分离。
14.权利要求13的方法,其中在至少一个另外的分离单元内或其下游进行步骤(b)。
15.权利要求1的方法,其中所述清除剂抑制乙酸乙烯酯的聚合。
16.权利要求1的方法,其中所述清除剂抑制乙酸乙烯酯与乙酸经由二乙酸亚乙酯中间体反应形成乙酰氧基乙酸。
17.权利要求1的方法,其中在反应器中进行步骤(a),并且该反应器包含用于接收反应物的入口,用于催化乙酸、乙烯和氧的反应的催化剂区段部分,以及用于粗乙酸乙烯酯组合物离开的出口。
18.权利要求17的方法,其中步骤(b)包括在出口内接触粗乙酸乙烯酯组合物。
19.权利要求1的方法,其中所述至少一种清除剂是抗氧化剂、抑制剂或它们的混合物。
20.权利要求1的方法,其中所述清除剂以基于所接触的粗乙酸乙烯酯组合物的总重量计1-2000wppm的量存在。
21.权利要求1的方法,其中所述乙酸通过羰基化方法进行生产,其中液体反应组合物中所维持的水的浓度为0.1wt.%-14wt.%。
22.一种用于抑制初始粗乙酸乙烯酯组合物中杂质的形成的方法,所述初始粗乙酸乙烯酯组合物包含乙酸乙烯酯、乙酸、氧和水,所述方法包括:
使所述初始粗乙酸乙烯酯组合物或其衍生物与至少一种清除剂接触以形成经处理的粗乙酸乙烯酯组合物。
23.权利要求22的方法,所述方法还包括将所述初始粗乙酸乙烯酯组合物进行分离。
24.权利要求23的方法,其中所述分离包括在第一塔中将所述初始粗乙酸乙烯酯组合物进行分离以形成包含乙酸乙烯酯、乙酸、水和杂质的馏出物,与包含乙酸乙烯酯的残余物。
25.权利要求24的方法,其中所述接触在第一塔内或其下游进行。
26.权利要求22的方法,其中所述经处理的粗乙酸乙烯酯组合物包含小于2,000wppm的杂质。
27.权利要求22的方法,其中所述初始粗乙酸乙烯酯组合物包含乙酸、氧和乙烯的反应产物。
28.权利要求27的方法,其中所述反应在反应器中进行,该反应器包含用于接收反应物的入口,用于催化该反应的催化剂区段部分,以及用于初始粗乙酸乙烯酯组合物离开的出口。
29.权利要求28的方法,其中所述接触包括在所述反应器的出口内使所述初始粗乙酸乙烯酯组合物与至少一种清除剂接触。
30.一种用于降低粗乙酸乙烯酯组合物中的过氧化物含量的方法,所述粗乙酸乙烯酯组合物包含乙酸乙烯酯和初始量的杂质,所述方法包括:
使所述粗乙酸乙烯酯组合物或其衍生物与至少一种清除剂接触以形成经处理的乙酸乙烯酯组合物,所述经处理的乙酸乙烯酯组合物包含乙酸乙烯酯和减少量的杂质。
31.权利要求30的方法,其中所述减少量比初始量小至少10%。
32.一种乙酸乙烯酯组合物,其包含乙酸乙烯酯和小于10wppm的过氧化物。
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