JP2000063319A - Dme/メタノ―ルのカルボニル化に基づく酢酸反応性蒸留プロセス - Google Patents
Dme/メタノ―ルのカルボニル化に基づく酢酸反応性蒸留プロセスInfo
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Abstract
つまり(a) メタノール、DME またはこれらの反応性誘
導体のカルボニル化に活性を示す均一系触媒含有溶液中
で上記反応体をカルボニル化し、(b) 同時に、この時
の反応に関わる成分を集めて、そして主に、未転化の一
酸化炭素、水素及び不活性ガスをストリッピングにより
取り去り、一方、その反応に関わる残りの成分はそこに
残し、(c) 上記(b) と同時に、その反応に関わる上記
残りの成分の少なくとも一部から酢酸生成物を蒸留して
回収し、そしてこのようにして酢酸の量が減らされたそ
の反応に関わる上記残りの成分を上記カルボニル化反応
に再供給する、ことを含む上記方法。
Description
H)及び/またはジメチルエーテル(DME )のカルボニ
ル化から、反応性蒸留プロセスによって酢酸を製造する
方法に関する。
均一な触媒系の下に、メタノール、DME またはこれらの
成分の組み合わせから酢酸を製造するための改善された
方法に関する。
る均一系カルボニル化触媒であることができる。
中に含まれた液状の触媒作用媒体中でメタノールをカル
ボニル化することによる均一系プロセスで行われる。酢
酸メチル及びジメチルエーテルなどのメタノール誘導体
を、メタノールの代わりにまたはメタノールと組み合わ
せて使用することができる。通常、一酸化炭素反応体は
反応器の底部に導入されて、液体中に分布される。この
触媒系は、一種またはそれ以上のVIII族金属化合物、好
ましくはロジウムもしくはイリジウムと、ハロゲン化物
系促進剤、例えばヨウ化メチル(MeI )とを含む。
他の反応も起こる。主な反応は以下のものである:
igher acid) 、主にプロピオン酸も合成される。
必須である。いわゆる安定剤を、水の濃度を低減させる
ために反応媒体に添加することができる。過剰のCOは、
触媒系を活性化された状態に維持するために必要であ
り、未反応のCOガスは、反応器の頂部において液状反応
媒体から排出される。COガス(+不活性物質及び反応
(2) で合成された水素)流は、液状反応媒体から揮発性
成分の一部を追い払い、そしてこれは回収され反応域中
にリサイクルされる。
状生成物流中に回収され、そして反応器圧よりも低い圧
力、通常約1〜2bar で運転される下流のフラッシュ装
置中で蒸発分離することによって触媒含有反応媒体から
分離される。VIII属金属触媒を含む、フラッシュ装置か
ら出る液体は、ポンプ輸送することによって反応器にリ
サイクルされる。
性が低いが大半を占める化合物であるので、製造された
酢酸の回収では、このフラッシュ媒体中に同様に含まれ
るより揮発性の高い成分、例えば水、ヨウ化メチル、酢
酸メチル、ヨウ化水素及び未転化のメタノール及びジメ
チルエーテルが不所望に一緒に蒸発分離されてしまうこ
とが避けられない。
を回収するためには、これらの成分を幾つかの蒸留塔及
び吸収器中で分離しそして反応域に戻す。
下の3段階から構成される。 1.主に、ヨウ化メチル及びヨウ化水素を、ライトエン
ド塔(light end column)中で回収し、そして反応器に戻
す。 2.主に、水、酢酸メチル、及び残ったヨウ化メチル及
びヨウ化水素を、脱水塔中で回収し、そして反応器に戻
す。 3.主に、プロピオン酸、及び酢酸の一部を、ヘビーエ
ンド塔(heavy end column)の底部から回収し、この際、
生成物である酢酸も回収される。
ヨウ化メチルから分離される。
水分解によりヨウ化水素が連続的に形成する(式4)。
これは最終的には、ヨウ化水素/水/酢酸の共沸混合物
の形成を導く。この共沸混合物の各成分は、脱水塔に少
量のメタノールを添加することによって解離することが
できる。
る成分流出物は、最終的には、未転化の一酸化炭素(+
ガス)及び生成物である酢酸(+副生成物)となる。
が、大半を占める成分であるという事実は、このような
慣用のプロセス設計におけるエネルギー消費量及び設備
費のためにこのプロセスの経済性を低下させる。
の低い酢酸は、蒸留塔の底部から取り出される一方、未
反応のCOは塔の頂部から取り出される。合成域に残され
た反応体、もしくはその時の化学平衡における生成物は
蒸留塔内部に残り、このことが、蒸留塔内部での酢酸生
成物の同時的な製造及び精製を提供する。それゆえ、本
発明は酢酸の製造方法であって、以下の段階、つまり (a) メタノール、DME またはこれらの反応性誘導体の
カルボニル化に活性を示す均一系触媒含有溶液中で、上
記反応体をカルボニル化し、(b) 同時に、その時の反
応に関わる成分を集めそして主として、未転化の一酸化
炭素、水素及び不活性ガスをストリッピングにより取り
去り(strip off) 、その時の反応に関わる残りの成分は
そこに残し、そして(c) 上記(b) と同時に、その時の
反応に関わる上記残りの成分の少なくとも一部から酢酸
生成物を留去し、そしてこのように酢酸の量が低められ
たその時の反応に関わる上記残りの成分を上記カルボニ
ル化段階に再供給する、ことを含む方法に関する。
の低い揮発性を利用して、反応性蒸留プロセスにおける
反応域から効率よく取り出せることである。
り詳細に説明する。図面の図1は、本発明の一つの特定
の態様のフローチャートを示す。
称する。反応媒体中に溶解させたこの触媒は、トータル
ポンプアラウンドを用いて反応域から逃出しないように
してある。反応域の底部に到達する液体の全ては回収さ
れ(流れ30)、より高位置にあるトレーに戻される。
の上方にあるトレーからの液体(メインバイパス流40)
が供給される。オプションの流れ50(バイパス2)は、
メインバイパス流40よりも上方にあるトレーから出発
し、この流れ40より水分をより多く含むものであり、反
応域中における所望の水濃度を維持する働きをする。流
れ50は蒸発され、これにより反応域下の酢酸精留部にお
いてではなく、反応域において水が豊富となるようにす
る。
ウ化メチルの排出を低減する。
高級酸を残りの成分から分離する働きをする。
は、双方とも反応域の下に導入される。反応体が触媒含
有トレー領域を通過する時に、これらは酢酸に転化され
る。過剰の一酸化炭素は触媒液上で適切な一酸化炭素圧
を維持する働きをし、そして更に、気化された合成生成
物(及び液体平衡反応の形成した他の成分)を塔中で反
応域から上方に運ぶ働きをする。一酸化炭素は、主とし
てヨウ化メチルからなる少量成分と一緒に塔の頂部から
回収される。残りの成分は液体流(メインバイパス1、
流れ40)中に回収されそして塔のより下方にある部分へ
と送られる。塔のこのようなより下方の部分では、酢酸
(流れ60)は高級酸と一緒に回収され、一方、揮発性の
高い成分は、塔の反応域を通って上方に流れる。
の一酸化炭素の分割流(流れ70)をリサイクル圧縮器を
介して送りそして補足分の一酸化炭素(流れ10)と混合
する。一酸化炭素の排出分(流れ80)は吸収器において
ヨウ化メチルから分離されて精製され、そしてこのヨウ
化メチルは蒸留塔に戻される。
60)を、慣用のプロセス設計のようにいわゆるヘビーエ
ンド塔に送ってもよい。
の温度は、反応域中及び塔のこれより下方の部分では15
0 〜280 ℃の範囲であり、一方、塔のより上方の部分で
は、運転温度範囲は凝縮器温度〜約200 ℃である。
程度にできる。流れ10及び70混合物のモル比は、少なく
とも1kg/cm2、好ましくは5kg/cm2より高い一酸化炭素
の分圧を塔の反応域中に与える値であるべきである。流
れ10/70総合と、流れ20/40/50総合との間のモル比
は、0.5:1 〜3:1 の範囲である。流れ30と、流れ10/20/
40/50/70総合との間のモル比は0.5:1 〜2:1 である。
0:1である。
熱は除去され、そして、例えばポンプアラウンド流(流
れ30)によって加熱される蒸気ボイラーにおいて回収さ
れる。
留塔が、慣用の設計で使用する幾つかの作業装置、例え
ば撹拌されたカルボニル化反応器、フラッシャー、ライ
トエンド塔、脱水塔、LP吸収器、ポンプ及び管路に取っ
て代わるということが挙げられる。
は対照的に触媒溶液をフラッシュ蒸発処理しないという
ことがある。慣用のプロセスで行われるようなフラッシ
ュ蒸発処理は、CO分圧をかなり低下させ、それにより、
例えばヨーロッパ特許第55,618号、同第161,874 号及び
同第250,189 号に記載されているように、触媒が不活性
化及び析出する。
たフラッシュ装置中での霧の発生を招く場合があり、こ
れにより、触媒を含む小さな液滴が下流の蒸留系に持ち
込まれてしまう。それゆえ、本発明の方法は、フラッシ
ュ蒸発処理に伴う触媒の損失をなくすものである。
性にはロジウム触媒を損失を最小限に抑えることが重要
である。
ion)により誘発された共沸混合物のためにヨウ化水素が
通常蓄積される所である、塔の臨界水限界(critical wa
terlimit)をなくす段階において酸素化供給物(流れ2
0)が蒸留塔に導入されるために、ヨウ化水素が塔中に
蓄積されないという点にある。酸素化供給流を、反応域
の下の幾つかのトレーに導入することによって、ヨウ化
水素はメタノールの存在下に効率よくヨウ化メチルに転
化される。
液流及び一酸化炭素流の流速は比較的遅い。
リサイクルに要求される量も多く、バイパス1よりも水
を多量に含む、蒸発処理されたバイパス2(流れ50)で
ある第二バイバス流が有益に導入される。反応域の下の
トレーの数は、適当な分離を達成するために応じて増や
さなければならない。
c の正味熱供給が必要とされるが(これは、従来の酢酸
合成法の同等の範囲に類似する)、一方、内部流速が遅
い場合は、この正味熱要求はかなり低いかまたは僅かに
負の値でもある。
示すフローチャートである。
Claims (4)
- 【請求項1】 酢酸の製造方法であって、以下の段階、
つまり (a) メタノール、DME またはこれらの反応性誘導体の
カルボニル化に活性を示す均一系触媒含有溶液中で上記
反応体をカルボニル化し、(b) 同時に、この時の反応
に関わる成分を集めて、そして主に、未転化の一酸化炭
素、水素及び不活性ガスをストリッピングにより取り去
り、一方、この時の反応に関わる残りの成分は残し、
(c) 上記(b) と同時に、その反応に関わる上記残りの
成分の少なくとも一部から酢酸生成物を蒸留して回収
し、そしてこのようにして酢酸の量が減らされたこの時
の反応に関わる上記残りの成分を上記カルボニル化反応
に再供給する、ことを含む上記方法。 - 【請求項2】 上記同時的な段階(b) 及び(c) を、(a)
と同一の圧力レベルで行う、請求項1の方法。 - 【請求項3】 上記同時的な段階を蒸留塔内部で行う、
請求項2の方法。 - 【請求項4】 触媒系がVIII族金属化合物の少なくとも
一つの元素を含む、請求項1の方法。
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