JP2023507256A - 酢酸ビニル生産中の様々な流れの可燃性を監視する方法およびシステム - Google Patents

Abstract

酢酸ビニルを生産する方法およびシステムは、酢酸ビニル生産プロセスの１より多くの位置において改良された効率で燃焼限界（ＦＬ）式を使用し得る。本発明において、ＦＬは、酢酸ビニル生産プロセスの４つの部分：反応器、プロセス間熱交換器、二酸化炭素除去システムおよびエチレン回収システムの１つ以上で使用することができる。かかるＦＬは、作動状態の関数であり、ＦＬに関する作動状態（例えば、温度、圧力および成分濃度）の２つ以上の相互関係を表す少なくとも１つの相互作用項を含む。

Description

優先権主張
[0001]本開示は２０１９年１２月１９日に出願された米国仮特許出願第６２／９５０２６４号に基づく優先権を主張する。
背景
[0002]本開示は酢酸ビニルを生産する方法およびシステムに関する。

[0003]酢酸ビニルは慣例的に、エチレンがアセトキシル化される、エチレン、酸素および酢酸の気相反応によって生産される。反応は通例固定床触媒反応器で実施される。触媒は、シリカまたはアルミナベース上に担持されたパラジウムまたはパラジウム／金混合物を含み得る。酢酸ビニルの生成に加えて、二酸化炭素および水を形成するエチレンの望ましくない燃焼も起こる。形成され得る他の望ましくない不純物としては、アセトアルデヒド、酢酸エチル、酢酸メチル、アセトン、エチレングリコールジアセテート、アクロレインおよびクロトンアルデヒドがある。

[0004]反応に関する選択性および変換率は、反応器温度、成分濃度および触媒の状態を含むいくつかの変量の関数である。触媒表面へのタールおよびポリマー性物質の蓄積および／または触媒金属の構造上の変化に起因して時間と共に日常的に起こる触媒の失活は、特に選択性に関して反応過程に悪影響を及ぼす可能性がある。反応器性能におけるこれらの変化は最終的に、酢酸ビニルプラントの精製部分に入る液体の流れの組成変化を引き起こす可能性がある。

[0005]エチレンのアセトキシル化は、酢酸ビニル、水および二酸化炭素ならびに過剰に使用された未反応のエチレンおよび酢酸を含む、粗な酢酸ビニル生成物を生じる。エチレンおよび酢酸は、ユニットの反応および精製部分から反応器へリサイクルされて戻される。生成物の酢酸ビニルは回収され、精製部分で精製され、貯蔵タンクへ送られる。廃水は処理施設へ送られ、二酸化炭素は公害防止装置に送られる。窒素およびアルゴンのような不活性ガスは経時的に蓄積することがあり、その際には反応部分から除去されて蓄積を最小限にすることができる。

[0006]一般的に言って、アセトキシル化の速度は、反応器内の酸素の濃度が増大するにつれて増大する。しかし、反応器中に導入され得る酸素の量は、反応混合物の燃焼限界によって制限される。燃焼限界は、通例、発火源と接触したときに圧力上昇を引き起こす混合物中の酸素の最低濃度として定義される。酸素濃度がこの燃焼限界を超えると、火災または爆発が起こることがある。

[0007]かかる火災または爆発のリスクを最小限にするために様々なステップがとられている。例えば、欧州特許第０８４５４５３号の固定床反応器では、入口ガス組成中の酸素の濃度が厳密に監視され、閾値またはその付近に維持される。この閾値を定めるのに使用される数学的近似法は、参照により本明細書に組み込まれる欧州特許第０８４５４５３号に記載されている。入口酸素濃度がこの閾値を超えると、運転停止信号が作動され、反応器内への新たな酸素の進入を止めることにより反応がクエンチされる。

[0008]しかしながら、燃焼限界の従来の算定および／または燃えにくさの範囲の設定は本質的に不正確であり得る。数学的な相関を展開するのに使用される従来の実験技術および方法は一般に低い燃焼限界を計算する。これらの相関関係は真の燃焼限界からの緩衝材を提供する。安全性は得られるが、真の燃焼限界が指示するよりも低い酸素濃度での作動のために反応効率が損なわれる。

[0009]本開示は酢酸ビニルを生産する方法およびシステムに関する。
[0010]本開示の一態様によれば、方法は、酢酸、エチレン、酸素、二酸化炭素、アルカンおよび水を含む供給流を反応器内で反応させて、酢酸ビニル、酢酸、水、エチレン、二酸化炭素およびアルカンを含む粗酢酸ビニル流を生成させ；粗酢酸ビニル流を熱交換器内で冷却し；供給流または反応器の圧力、供給流または反応器の温度、および供給流中の少なくとも１つの成分の濃度の状態を測定および／または決定し；供給流の酸素含量（［Ｏ_２］）を測定および／または決定し；ＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］が真であるとき運転停止手順または補修ステップを開始することを含み、ここで燃焼限界に対する最小接近（minimum approach to flammability limit）（ＡＦＬ_ｍｉｎ）および燃焼限界（ＦＬ）式は状態に基づき、ＦＬ式は少なくとも１つの相互作用項を含む。

[0011]本開示の一態様によれば、方法は、酢酸、エチレン、酸素、二酸化炭素、アルカンおよび水を含む供給流を反応器内で反応させて、酢酸ビニル、酢酸、水、エチレン、二酸化炭素およびアルカンを含む粗酢酸ビニル流を生成させ；粗酢酸ビニル流を熱交換器内で冷却し；粗酢酸ビニル流をテールガス流、フラッシュガス流および酢酸ビニル流に分離し、ここで、テールガス流はエチレン、二酸化炭素、アルカンおよび酸素を含み、フラッシュガス流はエチレン、二酸化炭素、アルカンおよび酸素を含み、酢酸ビニル流は酢酸ビニル、水および酢酸を含み；テールガス流を熱交換器内で加熱し；加熱後のテールガス流の圧力、加熱後のテールガス流の温度、および加熱後のテールガス流中の少なくとも１つの成分の濃度の状態を測定および／または決定し；加熱後のテールガス流の酸素含量（［Ｏ_２］）を測定および／または決定し；ＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］が真であるとき運転停止手順または補修ステップを開始することを含み、ここで燃焼限界に対する最小接近（ＡＦＬ_ｍｉｎ）および燃焼限界（ＦＬ）式は状態に基づき、ＦＬ式は少なくとも１つの相互作用項を含む。

[0012]本開示の一態様によれば、方法は、酢酸、エチレン、酸素、二酸化炭素、アルカンおよび水を含む供給流を反応器内で反応させて、酢酸ビニル、酢酸、水、エチレン、二酸化炭素およびアルカンを含む粗酢酸ビニル流を生成させ；粗酢酸ビニル流を熱交換器内で冷却し；粗酢酸ビニル流をテールガス流、フラッシュガス流および酢酸ビニル流に分離し、ここでテールガス流はエチレン、二酸化炭素、アルカンおよび酸素を含み、フラッシュガス流はエチレン、二酸化炭素、アルカンおよび酸素を含み、酢酸ビニル流は酢酸ビニル、水および酢酸を含み；二酸化炭素の少なくとも一部分をフラッシュガス流から取り出してＣＯ_２除去オーバーヘッド流を生成させ；ＣＯ_２除去オーバーヘッド流の圧力、ＣＯ_２除去オーバーヘッド流の温度、およびＣＯ_２除去オーバーヘッド流中の少なくとも１つの成分の濃度の状態を測定および／または決定し；ＣＯ_２除去オーバーヘッド流の酸素含量（［Ｏ_２］）を測定および／または決定し；ＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］が真であるとき運転停止手順または補修ステップを開始することを含み、ここで燃焼限界に対する最小接近（ＡＦＬ_ｍｉｎ）および燃焼限界（ＦＬ）式は状態に基づき、ＦＬ式は少なくとも１つの相互作用項を含む。

[0013]本開示の一態様によれば、方法は、酢酸、エチレン、酸素、二酸化炭素、アルカンおよび水を含む供給流を反応器内で反応させて、酢酸ビニル、酢酸、水、エチレン、二酸化炭素およびアルカンを含む粗酢酸ビニル流を生成させ；粗酢酸ビニル流を熱交換器内で冷却し；粗酢酸ビニル流をテールガス流、フラッシュガス流および酢酸ビニル流に分離し、ここでテールガス流はエチレン、二酸化炭素、アルカンおよび酸素を含み、フラッシュガス流はエチレン、二酸化炭素、アルカンおよび酸素を含み、酢酸ビニル流は酢酸ビニル、水および酢酸を含み；テールガス流を熱交換器内で加熱し；二酸化炭素の少なくとも一部分をフラッシュガス流から取り出してＣＯ_２除去オーバーヘッド流を生成させ；蒸発した酢酸を加熱後のテールガス流およびＣＯ_２除去オーバーヘッド流と蒸発器内で混合して蒸発流を生成させ；酸素を蒸発流に加えて供給流を生成させ；（ａ）、（ｂ）および／または（ｃ）、すなわち、（ａ）供給流または反応器の圧力、供給流または反応器の温度、および供給流中の少なくとも１つの成分の濃度、（ｂ）加熱後のテールガス流の圧力、加熱後のテールガス流の温度、および加熱後のテールガス流の少なくとも１つの成分の濃度、（ｃ）ＣＯ_２除去オーバーヘッド流の圧力、ＣＯ_２除去オーバーヘッド流の温度、およびＣＯ_２除去オーバーヘッド流中の少なくとも１つの成分の濃度の状態を測定および／または決定し、ここで、（ａ）は（ａ）の状態に基づく燃焼限界に対する第１の最小接近（ＡＦＬ_ｍｉｎ）（a first minimum approach to flammability limit）および第１の燃焼限界（ＦＬ）式と関連し、（ｂ）は（ｂ）の状態に基づく第２の最小ＡＦＬ_ｍｉｎおよび第２のＦＬ式と関連し、（ｃ）は（ｃ）の状態に基づく第３の最小ＡＦＬ_ｍｉｎおよび第３のＦＬ式と関連し、第１のＦＬ式、第２のＦＬ式、および第３の第２のＦＬ式の１つ以上が少なくとも１つの相互作用項を含み；供給流、加熱後のテールガス流、ＣＯ_２除去オーバーヘッド流、およびこれらの任意の組合せからなる群から選択される流れの酸素含量（［Ｏ_２］）を測定および／または決定し；（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の１つ以上に対するＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］が真であるとき運転停止手順または補修ステップを開始することを含む。

[0014]本開示の一態様によれば、方法は、酢酸、エチレン、酸素、二酸化炭素、アルカンおよび水を含む供給流を反応器内で反応させて、酢酸ビニル、酢酸、水、エチレン、二酸化炭素およびアルカンを含む粗酢酸ビニル流を生成させ；粗酢酸ビニル流を熱交換器内で冷却し；粗酢酸ビニル流をテールガス流、フラッシュガス流および酢酸ビニル流に分離し；フラッシュガス流の一部分を、ベント流を有するエチレン回収プロセスに搬送し；ベント流の圧力、ベント流の温度、およびベント流中の少なくとも１つの成分の濃度の状態を測定し、ここで、状態は燃焼限界に対する最小接近（ＡＦＬ_ｍｉｎ）および少なくとも１つの相互作用項を含む燃焼限界（ＦＬ）式と関連し；ベント流中の酸素含量（［Ｏ_２］）を測定し；ベント流に対するＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］が真であるときエチレン回収プロセスの作動状態を変更してエチレン回収プロセスをＡＦＬ_ｍｉｎ≦ＦＬ－［Ｏ_２］に戻すことを含む。

[0015]以下の図は、ある態様の実施形態を例示するために含まれるものであり、排他的な実施形態と考えられるべきでない。開示される主題は、当技術分野で熟練しており本開示の利益を有する当業者が想到するような、形式および機能において多数の修正、変更、組合せおよび等価物が可能である。

[0016]図は本開示の酢酸ビニル生産プロセスの一例のプロセスフロー図を示す。

[0017]既に説明したように、酢酸ビニル反応器は、安全性を達成するが反応効率を大いに低下させ、それ故に製造コストを増大する燃焼限界に基づいて作動される。さらに、製造業者が酢酸ビニル生産プロセスに沿った追加の位置で可燃性を監視する場合、生産プロセスに沿った異なる位置で対応する組成物における状態（例えば、温度および圧力）および成分が異なるにしても同じ慣用の燃焼限界の算定および／または不燃性範囲の設定が使用されることが多い。したがって、酢酸ビニル生産プロセスを通じてより正確な燃焼限界関係を利用する、安全管理および改良された運転効率を提供する酢酸ビニル生産プロセスに対するニーズが存在する。

[0018]本開示は酢酸ビニル生産プロセスの１より多くの位置において改良された効率で燃焼限界（ＦＬ）式を用いて酢酸ビニルを生産する方法およびシステムに関する。本発明において、ＦＬは酢酸ビニル生産プロセスの４つの部分：反応器、プロセス間熱交換器、二酸化炭素除去システムおよびエチレン回収システムに対して使用されることができる（本明細書でさらに詳細に記載される）。

[0019]本明細書に記載されるＦＬは、作動状態の関数であり、２つ以上の作動状態（例えば、温度、圧力および成分濃度）のＦＬに対する相互関係を表す少なくとも１つの相互作用項を含む。ＦＬは、通例モルパーセント酸素の単位で表される。しかしながら、当業者には分かるように、他の単位が許容できる。

[0020]本明細書には、４つのタイプの相互作用項：成分－成分相互作用項、温度－成分相互作用項、圧力－成分相互作用項、および圧力－温度相互作用項が記載される。本明細書に記載される各々のＦＬ式は、少なくとも１つの相互作用項を含む。さらに、含まれる各々の相互作用項について、本明細書に記載される各々のＦＬは、前記相互作用項の１つ以上を含み得る。例えば、第１のＦＬは、１つの成分－成分相互作用項、２つの温度－成分相互作用項、および圧力－温度相互作用項を含み得、圧力－成分相互作用項を含まなくてよい。さらに、第２のＦＬは、３つの成分－成分相互作用項、２つの温度－成分相互作用項、２つの圧力－成分相互作用項を含み得、圧力－温度相互作用項を含まなくてよい。好ましくは、少なくとも１つ（より好ましくは少なくとも３つ）の成分－成分相互作用項がＦＬ式に含まれる。

[0021]式１ａは本明細書に記載される燃焼限界を計算するための一般式である。

式中、ＦＬは燃焼限界であり；α、β、γ、δ_ｉおよびε_ｊは、所与の範囲の組成、圧力および温度に対して実験的に決定されることができる因子であり；Ｐは圧力であり；Ｔは温度であり；［Ｃ_ｉ］は組成中の考慮されるｉ番のＣ成分の各々の濃度であり；Ｉ_ｊは考慮されるｊ番の相互作用項Ｉであり；ａ、ｂおよびｃは指数（通例１または２）である。

[0022]式１について組成中で考慮されるＣ成分の数ｉは、０～１０もしくはそれ以上、または１～１０、または２～７の範囲であり得る。式１に対する組成中で考慮されるＩ成分の数ｊは１～２０もしくはそれ以上、または１～１５、または２～１０、または４～１２の範囲であり得る。

[0023]相互作用項は、互いに掛け合わせる２つ以上の作動状態であることができる（例えば、Ｉ＝Ｐ^ｄ＊［Ｃ］^ｅ（ｄおよびｅは指数、通例１）は圧力－成分相互作用項の一例であり、Ｉ＝Ｔ^ｆ＊［Ｃ］^ｇ（ｆおよびｇは指数、通例１）は温度－成分相互作用項の一例であり、Ｉ＝［Ｃ_１］^ｈ＊［Ｃ_２］^ｋ（ｈおよびｋは指数、通例１）は成分－成分相互作用項の一例であり、ここで２つの成分は同一でも異なってもよく、Ｉ＝Ｐ^ｌ＊Ｔ^ｍ（ｌおよびｍは指数、通例１）は圧力－温度相互作用項である。本明細書において相互作用項の状態は乗じられるものとして示されているが、他の数学的関係が使用されてもよい。例えば、２つの成分間に逆の関係が確認されれば、相互作用項は上述の例に示されているように乗じられるのではなく、第２の状態により割られた第１の状態を含み得る。

[0024]ＦＬ式は、考慮される組成中の１つ以上の成分に対する濃度項を含むことができる。考慮される組成中の全ての成分がＦＬ式に含まれる必要はない。
[0025]ＦＬ式は、少なくとも１つの相互作用項を含むことができる。好ましくは、ＦＬは４つの相互作用項の各々の少なくとも１つを含む。より好ましくは、ＦＬは（ａ）２つ以上の成分－成分相互作用項、（ｂ）１つ以上の温度－成分相互作用項、（ｃ）１つ以上の圧力－成分相互作用項、（ｄ）圧力－温度相互作用項、または（ｅ）（ａ）－（ｄ）の２つ以上の任意の組合せを含む。

[0026]例えば、式２－５はＦＬ式の例である。

[0027]燃焼限界に対する接近（ＡＦＬ）は、式６に示されるように組成物の可燃限界と組成物中の酸素含量（［Ｏ_２］）との差として定義される。ＡＦＬは通例、特定のガス中のモルパーセント酸素の単位で表される。しかしながら、当業者には分かるように、他の単位が許容され、式６に関してＦＬ、ＡＦＬおよび［Ｏ_２］の単位は同一であるべきである。

[0028]ＡＦＬが０のとき、酸素含量は燃焼限界に等しい。
[0029]各ＦＬは対応する最小のＡＦＬを有する。最小のＡＦＬ（ＡＦＬ_ｍｉｎ）は、安全な作動がＡＦＬ_ｍｉｎ≦ＦＬ－［Ｏ_２］である場合、安全に作動しながらＦＬに接近することができる値を提供する閾値である。ＡＦＬ_ｍｉｎを決定する方法は、当技術分野で公知であり、ＦＬ式の不確実性、センサ検出限界、およびセンサ測定精度（または誤差）のような考慮事項を含み得る。欧州特許出願公開第０８４５４５３号は、燃焼限界に対する接近を決定する方法を記載しており、参照により本明細書に組み込まれる。

[0030]ＦＬが監視されるシステムにおける各々の位置は、対応するＡＦＬ_ｍｉｎおよびＦＬ式（本明細書においては略して「ＡＦＬ_ｍｉｎ／ＦＬ組合せ」という）を有する。ＡＦＬ_ｍｉｎ／ＦＬ組合せは一般に、各々の位置における異なる考慮事項のために、酢酸ビニル生産プロセス内の異なる位置に対して独特である。しかしながら、場合によって、２つの位置が同じＡＦＬ_ｍｉｎ／ＦＬを有する。

[0031]本開示のシステムおよび方法は、酢酸ビニル生産プロセスの４つの部分：反応器入口、プロセス間熱交換器、二酸化炭素除去システム、およびエチレン回収システムの１つ以上についてＡＦＬ_ｍｉｎ／ＦＬ組合せを有し得る（本明細書にさらに詳細に記載される）。好ましくは、酢酸ビニル生産プロセスの前記部分の２つ以上がそれぞれのＡＦＬ_ｍｉｎ／ＦＬ組合せを有する。より好ましくは、酢酸ビニル生産プロセスの前記部分の３つまたは４つがそれぞれのＡＦＬ_ｍｉｎ／ＦＬ組合せを有する。最も好ましくは、酢酸ビニル生産プロセスの前記部分の４つ全てがそれぞれのＡＦＬ_ｍｉｎ／ＦＬ組合せを有する。

[0032]図は本開示の酢酸ビニル生産プロセス１００の一例のプロセスフロー図を示す。本発明の範囲を変更することなくプロセス１００に対して追加の構成要素および修正をなすことが可能である。さらに、当業者には分かるように、プロセス１００および関連システムの記載は、流れを使用して、様々なラインを通過する流体を記載している。各々の流れに対して、関連システムは、対応するライン（例えば、対応する流体またはその他の材料が容易に通過できるパイプまたはその他の通路）、および場合によりバルブ、ポンプ、コンプレッサー、熱交換器またはその他の機器を、明確に記載されているか否かにかかわらず有して、システムの適正な作動を確実にする。

[0033]さらに、個々の流れに対して使用される記述語は、前記流れの組成を前記記述語からなるものに限定しない。例えば、エチレン流は必ずしもエチレンのみからなるわけではない。むしろ、エチレン流は、エチレンおよび希釈ガス（例えば、不活性ガス）を含み得る。代わりに、エチレン流はエチレンのみからなってもよい。あるいは、エチレン流は、エチレン、別の反応物質、および任意に不活性成分を含んでもよい。

[0034]例示されたプロセス１００において、酢酸流１０２およびエチレン流１０４は蒸発器１０６に導入される。場合により、エタンも蒸発器１０６に加えられてよい。加えて、１つ以上のリサイクル流１３０、１５８（各々さらに本明細書に記載される）も蒸発器１０６に導入されてよい。場合により、リサイクル流１３０、１５８の１つ以上が蒸発器１０６への導入前に酢酸流１０２と組み合わせられることができる（示されていない）。

[0035]蒸発器１０６の温度および圧力は広い範囲にわたって変化し得る。蒸発器１０６は、好ましくは１００℃～２５０℃、または１００℃～２００℃、または１２０℃～１５０℃の温度で作動する。蒸発器１０６の作動圧力は、好ましくは０．１ＭＰａ～２．０３ＭＰａ、または０．２５ＭＰａ～１．７５ＭＰａ、または０．５ＭＰａ～１．５ＭＰａである。蒸発器１０６は蒸発した供給流１０８を生成させる。蒸発した供給流１０８は、蒸発器１０６を出て、酸素流１１０と一緒になって混合供給流１１２を生成させる。混合供給流１１２は、酢酸ビニル反応器１１６に供給される前にセンサ１１４により分析される。

[0036]センサ１１４は、混合供給流１１２中の水の濃度を決定するための水センサを含む。センサ１１４は、場合により温度センサ、圧力センサ、流量センサ、組成センサ（例えば、ガスクロマトグラフィー、赤外分光法、および酸素分析計）など、ならびにこれらの任意の組合せも含むことができる。個々のセンサの各々は、単独または複数で存在することができる。特定のセンサを複数有することは、センサ交換のための停止時間を最小限にし、かつ較正センサの欠陥または機能停止の結果生じる安全性の問題を軽減するという重複機能を提供する。センサ１１４は一般に酢酸ビニル反応器１１６の上流に示されるが、前記センサは、反応器入口での状態（例えば、温度、圧力または成分濃度）を評価するために算定が行なわれ得る他の位置または第１のＡＦＬ_ｍｉｎ／ＦＬ組合せが適用される他の適切な位置に配置されてもよい。

[0037]本明細書に記載されるように、プロセス１００内の多くの位置が、監視されず必要に応じて状態が調節されないと可燃性になる可能性を有する組成を含有する。プロセス１００および関連システムの一部分は、火災および爆発のリスクを軽減するように作動されるべきである。１つのかかる位置は反応状態下の混合供給流１１２である。したがって、混合供給流１１２の組成、混合供給流１１２および／または酢酸ビニル反応器１１６の温度ならびに混合供給流１１２および／または酢酸ビニル反応器１１６の圧力は、酢酸ビニル反応器１１６の安全な作動を提供するように調節され得る。

[0038]酢酸ビニル反応器１１６の作動状態は、混合供給流１１２の組成に基づいて調節され得る。一般に、酢酸ビニル反応器１１６の作動状態に対して適切な範囲を、以下に提供する。

[0039]酢酸ビニル反応器１１６の一般的な作動状態に関して、酢酸ビニルを生産するときエチレン対酸素のモル比は、好ましくは酢酸ビニル反応器１１６内で２０：１未満（例えば、１：１～２０：１、または１：１～１０：１、または１．５：１～５：１、または２：１～４：１）である。さらに、酢酸対酸素のモル比は、好ましくは酢酸ビニル反応器１１６内で１０：１未満（例えば、０．５：１～１０：１、０．５：１～５：１、または０．５：１～３：１）である。エチレン対酢酸のモル比は、好ましくは酢酸ビニル反応器１１６内で１０：１未満（例えば、１：１～１０：１、または１：１～５：１、または２：１～３：１）である。したがって、混合供給流１１２は、エチレン、酸素および酢酸を前記モル比で含む。

[0040]酢酸ビニル反応器１１６は、熱交換媒体を介して、発熱反応により発生した熱を吸収し、そこの温度を１００℃～２５０℃、または１１０℃～２００℃、または１２０℃～１８０℃の温度範囲内に制御することができるシェルおよびチューブ反応器でよい。酢酸ビニル反応器１１６内の圧力は、０．５ＭＰａ～２．５ＭＰａ、または０．５ＭＰａ～２ＭＰａに維持され得る。

[0041]さらに、酢酸ビニル反応器１１６は、固定床反応器または流動床反応器、好ましくはエチレンのアセトキシル化に適した触媒を含有する固定床反応器であり得る。酢酸ビニルの生産に適した触媒は、例えば、各々が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第３，７４３，６０７号；同第３，７７５，３４２号；同第５，５５７，０１４号；同第５，９９０，３４４号；同第５，９９８，６５９号；同第６，０２２，８２３号；同第６，０５７，２６０号；および同第６，４７２，５５６号に記載されている。適切な触媒は、パラジウム、金、バナジウム、およびこれらの混合物を含み得る。特に触媒酢酸パラジウム／酢酸カリウム／酢酸カドミウムおよび酢酸パラジウム／アセトラウリン酸バリウム（ｂａｒｉｕｍ ａｃｅｔｏｌａｕｒａｔｅ）／酢酸カリウムが好ましい。一般に、触媒のパラジウム含量は、０．５ｗｔ％～５ｗｔ％、または０．５ｗｔ％～３ｗｔ％、または０．６ｗｔ％～２ｗｔ％である。金またはその化合物の１つが使用されるときは、０．０１ｗｔ％～４ｗｔ％、または０．２ｗｔ％～２ｗｔ％、または０．３ｗｔ％～１．５ｗｔ％の割合で加えられる。触媒はまた、好ましくは耐火性支持体、好ましくは金属酸化物、例えばシリカ、シリカ－アルミナ、チタニアまたはジルコニア、より好ましくはシリカも含有する。

[0042]酢酸ビニル反応器１１６が作動される作動状態は、第１のＡＦＬ_ｍｉｎ／ＦＬ組合せに基づき得る。第１のＦＬは混合供給流１１２または酢酸ビニル反応器１１６内の圧力、混合供給流１１２または酢酸ビニル反応器１１６内の温度、および混合供給流１１２中の個々の成分の濃度に基づき得る。プロセス１００は、１つ以上のリサイクル流１３０、１５６、１６８を使用し、希釈剤が含まれ得るので、混合供給流１１２中の成分はエチレン、酢酸および酸素より多い。その濃度が第１のＦＬ式（例えば、式１－５の１つ）に（単独でおよび／または相互作用項中に）使用され得る、混合供給流１１２中の成分の例には、限定されることはないが、エチレン、酢酸、メタン、エタン、プロパン、水、窒素、アルゴンおよび二酸化炭素がある。

[0043]本明細書に記載される様々な流れ中の成分の濃度は、直接測定されることができるかまたは異なる成分の測定値に基づいて計算されることができる。例えば、流れ中の（二量体化を説明する）酢酸含量は、測定値に基づいて計算され得る。次いで、酢酸含量は水含量から導かれ得る。さらに、測定値から導かれる測定または値は、目的の位置のものである必要はない。例えば、反応器入口における水含量は、精製プロセス１４８に由来するリサイクル流（パラグラフ５５で言及されるが）図には示されてない）の水含量から導かれ得る。したがって、状態値（例えば、温度値、圧力値、または流れ中の成分の濃度）が本明細書に記載されるとき、状態値は、前記位置における直接の測定値に限定されないが、その位置またはプロセス１００内の他の位置における測定値に基づいて前記位置に対して導かれた値を包含する。

[0044]ＦＬ式導出の考察は実施例の欄に提供される。第１のＦＬは、酢酸ビニル反応器１１６内の圧力、酢酸ビニル反応器１１６の温度、および入口における酢酸ビニル反応器１１６内の個々の成分の濃度に基づき得る。ここでも、一般に、第１のＦＬ式は、少なくとも１つの相互作用項を含み得る。好ましくは、第１のＦＬ式は、４つの相互作用項の各々の少なくとも１つを含む。より好ましくは、第１のＦＬ式は、（ａ）２つ以上の成分－成分相互作用項、（ｂ）１つ以上の温度－成分相互作用項、（ｃ）１つ以上の圧力－成分相互作用項、（ｄ）圧力－温度相互作用項、または（ｅ）（ａ）－（ｄ）の２つ以上の任意の組合せを含む。第１のＦＬ式の相互作用項に含まれ得る成分には、限定されることはないが、エタンの濃度（［Ｃ_２Ｈ_６］）、メタンの濃度（［ＣＨ_４］）、二酸化炭素の濃度（［ＣＯ_２］）、酢酸の濃度（［ＨＡｃ］）、水の濃度（［Ｈ_２Ｏ］）、エチレンの濃度（［Ｃ_２Ｈ_４］）、プロパンの濃度（［Ｃ_３Ｈ_８］）、およびこれらの任意の組合せがある。したがって、第１のＦＬ式に含まれ得る相互作用項の例として、限定されることはないが、Ｐ＊Ｔ、Ｐ＊［Ｃ_２Ｈ_６］、Ｐ＊［ＣＨ_４］、Ｐ＊［ＣＯ_２］、Ｐ＊［ＨＡｃ］、Ｐ＊［Ｈ_２Ｏ］、Ｐ＊［Ｃ_２Ｈ_４］、Ｐ＊［Ｃ_３Ｈ_８］、Ｔ＊［Ｃ_２Ｈ_６］、Ｔ＊［ＣＨ_４］、Ｔ＊［ＣＯ_２］、Ｔ＊［ＨＡｃ］、Ｔ＊［Ｈ_２Ｏ］、Ｔ＊［Ｃ_２Ｈ_４］、Ｔ＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［ＣＨ_４］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［ＣＯ_２］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［ＨＡｃ］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［Ｈ_２Ｏ］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［ＣＨ_４］＊［ＣＯ_２］、［ＣＨ_４］＊［ＨＡｃ］、［ＣＨ_４］＊［Ｈ_２Ｏ］、［ＣＨ_４］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［ＣＨ_４］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［ＣＯ_２］＊［ＨＡｃ］、［ＣＯ_２］＊［Ｈ_２Ｏ］、［ＣＯ_２］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［ＣＯ_２］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［ＨＡｃ］＊［Ｈ_２Ｏ］、［ＨＡｃ］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［ＨＡｃ］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［Ｈ_２Ｏ］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［Ｈ_２Ｏ］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［Ｃ_２Ｈ_４］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、およびこれらの任意の組合せが挙げられる。不活性ガスがガス混合物の熱容量に影響するのであれば、不活性ガスは場合により含まれ得る。したがって、さらに第１のＦＬ式に含まれ得る相互作用項の例として、限定されることはないが、Ｐ＊［ｉｎｅｒｔ］、Ｔ＊［ｉｎｅｒｔ］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｃ_２Ｈ_６］、［ｉｎｅｒｔ］＊［ＣＨ_４］、［ｉｎｅｒｔ］＊［ＣＯ_２］、［ｉｎｅｒｔ］＊［ＨＡｃ］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｈ_２Ｏ］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［ｉｎｅｒｔ ａ］＊［ｉｎｅｒｔ ｂ］、およびこれらの任意の組合せが挙げられる。酢酸ビニル生産に使用される不活性ガスの例には、限定されることはないが、アルゴン、窒素など、およびこれらの任意の組合せがある。相互作用項の上述の例（両方のリスト）において、相互作用項の各々の成分に対して上に記載された対応する指数は１である。しかしながら、他の指数（例えば、－２、－１、－０．５、０．５、１、２など）が使用され得る。

[0045]酢酸ビニル反応器１１６の状態は、監視され、第１のＦＬを計算し第１の最小ＡＦＬに対する侵害を確認するために使用され得る。例えば、作動時、作動状態（例えば、圧力、温度、および混合供給流１１２中の個々の成分の濃度）の変動を説明するために第１のＦＬが連続的に計算され、最小のＡＦＬ内での作動（すなわち、ＡＦＬ_ｍｉｎ≦ＦＬ－［Ｏ_２］）を確実にするために混合供給流１１２中の酸素含量（モルパーセント酸素）が連続的に測定される。最小のＡＦＬが侵害されれば（すなわち、リアルタイムのＡＦＬが最小のＡＦＬ未満であれば、またはＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］であれば）、プロセス１００は、運転停止手順に入り得るかまたは最小のＡＦＬが侵害されないように補修ステップを受け得る。

[0046]再び図を参照すると、反応器１１６内の酢酸ビニル反応は、粗酢酸ビニル流１１８を生成させる。変換率および反応状態に応じて、粗酢酸ビニル流１１８は、５ｗｔ％～３０ｗｔ％の酢酸ビニル、５ｗｔ％～４０ｗｔ％の酢酸、０．１ｗｔ％～１０ｗｔ％の水、１０ｗｔ％～８０ｗｔ％のエチレン、１ｗｔ％～４０ｗｔ％の二酸化炭素、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のアルカン（例えば、メタン、エタン、またはこれらの混合物）、および０．１ｗｔ％～１５ｗｔ％の酸素を含むことができる。場合により、粗酢酸ビニル流１１８は、０．０１ｗｔ％～１０ｗｔ％の酢酸エチルも含み得る。粗酢酸ビニル流１１８は、酢酸メチル、アセトアルデヒド、アクロレイン、プロパンおよび不活性物質、例えば窒素またはアルゴンのような他の化合物を含み得る。一般に、これらの他の化合物は、不活性物質を除いて、非常に少量で存在する。

[0047]粗酢酸ビニル流１１８は、熱交換器１２０を通過して粗酢酸ビニル流１１８の温度を低下させ、次いで分離器１２２（例えば、蒸留塔）に入る。好ましくは、粗酢酸ビニル流１１８は、分離器１２２に導入される前に８０℃～１４５℃、または９０℃～１３５℃の温度に冷却される。好ましくは、液化可能な成分の凝縮は起こらず、冷却された粗酢酸ビニル流１１８はガスとして分離器１２２に導入される。

[0048]粗酢酸ビニル流１１８の成分を分離するためのエネルギーは、反応器１１６内の反応熱により提供され得る。いくつかの実施形態において、分離器１２２内の分離エネルギーを増大するための任意のリボイラーがあってもよい。

[0049]分離器１２２は、粗酢酸ビニル流１１８を少なくとも２つの流れ：オーバーヘッド流１２４およびボトム流１２６に分離する。オーバーヘッド流１２４は、エチレン、二酸化炭素、水、アルカン（例えば、メタン、エタン、プロパンまたはこれらの混合物）、酸素および酢酸ビニルを含むことができる。ボトム流は、酢酸ビニル、酢酸、水、ならびに潜在的にエチレン、二酸化炭素およびアルカンを含むことができる。

[0050]オーバーヘッド流１２４は、スクラバー１２８に搬送されてオーバーヘッド流１２４中の酢酸ビニルを除去する。結果として、スクラバー１２８は、テールガス流１３０およびボトム流１３２を有する。酢酸ビニルスクラビングは、オーバーヘッド流１２４を水と酢酸の混合物に通すことにより達成されることができる。

[0051]テールガス流１３０は、エチレン、二酸化炭素、アルカンおよび酸素を含む。テールガス流１３０の状態（例えば、温度、圧力、および／または成分の組成）は、センサ１３４を用いて測定され得る。センサ１３４としては、限定されることはないが、温度センサ、圧力センサ、流量センサ、組成センサ（例えば、ガスクロマトグラフィー、赤外分光法、および酸素分析計）など、ならびにこれらの任意の組合せが挙げられる。個々のセンサは、各々が単独でまたは複数存在することができる。特定のセンサを複数有することは、センサ交換のための停止時間を最小限にし、かつ較正センサの欠陥または機能停止の結果生じる安全性の問題を軽減するという重複機能を提供する。センサ１３４は、一般にスクラバー１２８の下流としてテールガス流１３０に沿って示されているが、前記センサは、スクラバー１２８後のテールガス流１３０の状態（例えば、温度、圧力、または成分濃度）を評価するために計算が行なわれ得る他の位置に配置されてもよい。

[0052]テールガス流１３０（リサイクル流ともいわれる）は、搬送されて、粗酢酸ビニル流１１８がテールガス流１３０を加熱する熱交換器１２０を通って、蒸発器１０６に戻される。場合により、テールガス流１３０は、プロセス内の他のリサイクル流（示されていない）および供給流を含めた他の流れにより増やされることができ、またはそうでなければ、これらの他の流れが加えられている。示されているように、エチレン供給流１３６およびメタン供給流１３８（または他のバラストガス流）は、テールガス流１３０と合わせられる（例えば混合または同伴される）。

[0053]さらに、スクラバー１２８と熱交換器１２０との間で、他の工程（示されていない）がテールガス流１３０に対して行なわれてもよい。例えば、テールガス流１３０は、二酸化炭素の少なくとも一部分が除去されてもよい。

[0054]熱交換器１２０で加熱された後のテールガス流１３０は、潜在的に可燃性および／または爆発性である。したがって、第２のＡＦＬ_ｍｉｎ／ＦＬ組合せは、本開示の方法およびシステムにおいて蒸発器への導入前のテールガス流１３０の可燃性を監視するために使用されることができる。

[0055]したがって、熱交換器１２０と蒸発器１０６との間で、テールガス流１３０はセンサ１４０により分析される。センサ１４０の例には、限定されることはないが、温度センサ、圧力センサ、流量センサ、組成センサ（例えば、ガスクロマトグラフィー、赤外分光法、および酸素分析計）など、およびこれらの任意の組合せがある。個々のセンサは、各々が単独でまたは複数存在することができる。特定のセンサを複数有することは、センサ交換のための停止時間を最小限にし、かつ較正センサの欠陥または機能停止の結果生じる安全性の問題を軽減するという重複機能を提供する。センサ１４０は一般に熱交換器１２０と蒸発器１０６との間に示されているが、前記センサは、熱交換器１２０と蒸発器１０６との間の状態（例えば、温度、圧力、または成分濃度）を評価するために計算が行なわれ得る他の位置または第２のＡＦＬ_ｍｉｎ／ＦＬ組合せが適用される他の適切な位置に配置されてもよい。

[0056]ＦＬ式導出の考察を実施例の欄に提供する。第２のＦＬは、テールガス流１３０を含有するラインの圧力、テールガス流１３０の温度、およびテールガス流１３０中の個々の成分の濃度に基づき得る。ここでも、一般に、第２のＦＬ式は少なくとも１つの相互作用項を含み得る。好ましくは、第２のＦＬ式は４つの相互作用項の各々の少なくとも１つを含む。より好ましくは、第２のＦＬ式は、（ａ）２つ以上の成分－成分相互作用項、（ｂ）１つ以上の温度－成分相互作用項、（ｃ）１つ以上の圧力－成分相互作用項、（ｄ）圧力－温度相互作用項、または（ｅ）（ａ）－（ｄ）の２つ以上の任意の組合せを含む。その濃度が第２のＦＬ式（例えば、式１－５の１つ）に使用され得る酢酸ビニル反応器１１６内の成分の例には、限定されることはないが、エチレン、メタン、エタン、プロパンおよび二酸化炭素がある。第２のＦＬ式の相互作用項に含まれ得る成分には、限定されることはないが、エタンの濃度（［Ｃ_２Ｈ_６］）、メタンの濃度（［ＣＨ_４］）、二酸化炭素の濃度（［ＣＯ_２］）、エチレンの濃度（［Ｃ_２Ｈ_４］）、プロパンの濃度（［Ｃ_３Ｈ_８］）、およびこれらの任意の組合せがある。したがって、第２のＦＬ式に含まれ得る相互作用項の例としては、限定されることはないが、Ｐ＊Ｔ、Ｐ＊［Ｃ_２Ｈ_６］、Ｐ＊［ＣＨ_４］、Ｐ＊［ＣＯ_２］、Ｐ＊［Ｃ_２Ｈ_４］、Ｐ＊［Ｃ_３Ｈ_８］、Ｔ＊［Ｃ_２Ｈ_６］、Ｔ＊［ＣＨ_４］、Ｔ＊［ＣＯ_２］、Ｔ＊［Ｃ_２Ｈ_４］、Ｔ＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［ＣＨ_４］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［ＣＯ_２］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［ＣＨ_４］＊［ＣＯ_２］、［ＣＨ_４］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［ＣＨ_４］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［ＣＯ_２］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［ＣＯ_２］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［Ｃ_２Ｈ_４］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、およびこれらの任意の組合せが挙げられる。不活性ガスは、不活性ガスがガス混合物の熱容量に影響するのであれば、場合により含まれ得る。したがって、さらに第２のＦＬ式に含まれ得る相互作用項の例として、限定されることはないが、Ｐ＊［ｉｎｅｒｔ］、Ｔ＊［ｉｎｅｒｔ］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｃ_２Ｈ_６］、［ｉｎｅｒｔ］＊［ＣＨ_４］、［ｉｎｅｒｔ］＊［ＣＯ_２］、［ｉｎｅｒｔ］＊［ＨＡｃ］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｈ_２Ｏ］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［ｉｎｅｒｔ ａ］＊［ｉｎｅｒｔ ｂ］、およびこれらの任意の組合せが挙げられる。酢酸ビニル生産に使用される不活性ガスの例には、限定されることはないが、アルゴン、窒素など、およびこれらの任意の組合せがある。相互作用項の上述の例（両方のリスト）において、相互作用項の各々の成分に対して上に記載された対応する指数は１である。しかしながら、他の指数（例えば、－２、－１、－０．５、０．５、１、２、など）が使用され得る。

[0057]テールガス流１３０の状態は、第２のＦＬを計算し、第２の最小ＡＦＬに対する侵害を確認するために、監視され使用され得る。例えば、作動時、第２のＦＬは、作動状態（例えば、圧力、温度、およびテールガス流１３０中の個々の成分の濃度）の変動を説明するために連続的に計算され、テールガス流１３０の酸素含量（モルパーセント酸素）は、第２の最小ＡＦＬ以内での作動（すなわち、ＡＦＬ_ｍｉｎ≦ＦＬ－［Ｏ_２］）を確実にするために連続的に測定される。第２の最小ＡＦＬが侵害されれば（すなわち、リアルタイムのＡＦＬが最小のＡＦＬ未満であれば、またはＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］であれば）、プロセス１００は、運転停止手順に入り得るか、または最小のＡＦＬが侵害されないように補修ステップを受け得る。

[0058]再び図を参照すると、分離器１２２からのボトム流１２６とスクラバー１２８からのボトム流１３２は合わせられ、未精製タンク１４２に供給されることができる。一般に、未精製タンク１４２に入る流れは、０．１ＭＰａ～０．１５ＭＰａの圧力に減圧される。入ってくる流れを減圧する際、エチレン、二酸化炭素、不活性ガス（例えば、窒素および／またはアルゴン）および酢酸は、フラッシュしてフラッシュガス流１４４を生成させる。未精製タンク１４２の底部は、主として酢酸ビニル、水および酢酸を含み、いくらかの酢酸エチル副産物を含む。底部は酢酸ビニル流１４６として輸送されて様々なプロセス１４８により精製されて、精製された酢酸ビニル生成物流１５０を生成させる。精製プロセス１４８の例には、限定されることはないが、共沸蒸留、水ストリッピング、蒸留、相分離など、およびこれらの任意の組合せがある。いろいろな処理方法およびシステムの例は、各々参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，４１０，８１７号、同第８，９９３，７９６号、および同第９，０４５，４１３号ならびに米国特許出願公開第２０１４／００６６６４９号に記載されている。

[0059]さらに、精製プロセス１４８は、個々にまたは任意の組合せでリサイクルされて蒸発器１０６、テールガス流１３０、フラッシュガス流１４４および／またはプロセス１００内のその他の流れに戻されることができる追加の流れを生成させ得る。

[0060]場合により（図に示されていない）、テールガススリップ流１３０の一部がフラッシュガス流１４４と合わせられ（例えば混合されまたは同伴され）てもよい。
[0061]フラッシュガス流１４４（場合によりテールガススリップ流１３０の一部分と合わせられていてもよい）中の二酸化炭素の少なくとも一部分はリサイクルして蒸発器１０６に戻される前に除去される。図に示されているように、フラッシュガス流１４４は、最初にＣＯ_２スクラバー１５２を、次いでＣＯ_２吸収装置１５６を通過してＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８を生成する。ＣＯ_２スクラバー１５２とＣＯ_２吸収装置１５６との間で、エチレンがエチレン流１５４からフラッシュガス流１４４に加えられることができる。

[0062]ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８は、酸素含量が本明細書に記載されるプロセスおよびシステムのために監視されることができるもう１つ別の潜在的に可燃性または爆発性の組成物である。したがって、第３のＡＦＬ_ｍｉｎ／ＦＬ組合せは、ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８の可燃性を監視するために本開示の方法およびシステムにおいて使用されることができる。

[0063]したがって、ＣＯ_２吸収装置１５６の後、ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８はセンサ１６０により分析される。センサ１６０の例には、限定されることはないが、温度センサ、圧力センサ、流量センサ、組成センサ（例えば、ガスクロマトグラフィー、赤外分光法、および酸素分析計）など、ならびにこれらの任意の組合せがある。個々のセンサの各々は、単独でまたは複数で存在することができる。特定のセンサを複数有することは、センサ交換のための停止時間を最小限にし、かつ較正センサの欠陥または機能停止の結果生じる安全性の問題を軽減するという重複機能を提供する。センサ１６０は、一般にＣＯ_２吸収装置１５６の下流として示されるが、前記センサ１６０は、ＣＯ_２吸収装置１５６の下流の状態（例えば、温度、圧力、または成分濃度）を評価するために計算が行なわれ得る他の位置または第３のＡＦＬ_ｍｉｎ／ＦＬ組合せが適用される他の適切な位置に配置されてもよい。

[0064]ＦＬ式導出の考察を実施例の欄に提供する。第３のＦＬは、ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８を含有するラインの圧力、ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８の温度、およびＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８中の個々の成分の濃度に基づき得る。ここでも、一般に、第３のＦＬ式は少なくとも１つの相互作用項を含み得る。好ましくは、第３のＦＬ式は４つの相互作用項の各々の少なくとも１つを含む。より好ましくは、第３のＦＬ式は、（ａ）２つ以上の成分－成分相互作用項、（ｂ）１つ以上の温度－成分相互作用項、（ｃ）１つ以上の圧力－成分相互作用項、（ｄ）圧力－温度相互作用項、または（ｅ）（ａ）－（ｄ）の２つ以上の任意の組合せを含む。濃度が第３のＦＬ式（例えば、式１－５の１つ）に使用され得る酢酸ビニル反応器１１６中の成分の例には、限定されることはないが、エチレン、メタン、エタン、プロパンおよび二酸化炭素がある。第２のＦＬ式の相互作用項に含まれ得る成分には、限定されることはないが、エタンの濃度（［Ｃ_２Ｈ_６］）、メタンの濃度（［ＣＨ_４］）、二酸化炭素の濃度（［ＣＯ_２］）、エチレンの濃度（［Ｃ_２Ｈ_４］）、プロパンの濃度（［Ｃ_３Ｈ_８］）、およびこれらの任意の組合せがある。したがって、第３のＦＬ式に含まれ得る相互作用項の例としては、限定されることはないが、Ｐ＊Ｔ、Ｐ＊［Ｃ_２Ｈ_６］、Ｐ＊［ＣＨ_４］、Ｐ＊［ＣＯ_２］、Ｐ＊［Ｃ_２Ｈ_４］、Ｐ＊［Ｃ_３Ｈ_８］、Ｔ＊［Ｃ_２Ｈ_６］、Ｔ＊［ＣＨ_４］、Ｔ＊［ＣＯ_２］、Ｔ＊［Ｃ_２Ｈ_４］、Ｔ＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［ＣＨ_４］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［ＣＯ_２］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［ＣＨ_４］＊［ＣＯ_２］、［ＣＨ_４］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［ＣＨ_４］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［ＣＯ_２］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［ＣＯ_２］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［Ｃ_２Ｈ_４］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、およびこれらの任意の組合せが挙げられる。不活性ガスは、不活性ガスがガス混合物の熱容量に影響するのであれば、場合により含まれ得る。したがって、さらに第２のＦＬ式に含まれ得る相互作用項の例として、限定されることはないが、Ｐ＊［ｉｎｅｒｔ］、Ｔ＊［ｉｎｅｒｔ］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｃ_２Ｈ_６］、［ｉｎｅｒｔ］＊［ＣＨ_４］、［ｉｎｅｒｔ］＊［ＣＯ_２］、［ｉｎｅｒｔ］＊［ＨＡｃ］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｈ_２Ｏ］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［ｉｎｅｒｔ ａ］＊［ｉｎｅｒｔ ｂ］、およびこれらの任意の組合せが挙げられる。酢酸ビニル生産に使用される不活性ガスの例には、限定されることはないが、アルゴン、窒素など、およびこれらの任意の組合せがある。相互作用項の上述の例（両方のリスト）において、相互作用項の各々の成分に対して上に記載された対応する指数は１である。しかしながら他の指数（例えば、－２、－１、－０．５、０．５、１、２、など）が使用され得る。

[0065]テールガス流１３０およびＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８は類似の成分を有するので、第２のＦＬ式および第３のＦＬ式は同じであってもよい。しかしながら、異なるセンサが使用され得るので第２の最小ＡＦＬおよび第３の最小ＡＦＬは異なり得る。

[0066]ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８の状態は、第３のＦＬを計算し、第３の最小ＡＦＬに対する侵害を確認するために、監視され使用され得る。例えば、作動時、第３のＦＬは、作動状態（例えば、圧力、温度、およびＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８の個々の成分の濃度）の変動を説明するために連続的に計算され、ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８の酸素含量（モルパーセント酸素）は、第３の最小ＡＦＬ以内での作動（すなわち、ＡＦＬ_ｍｉｎ≦ＦＬ－［Ｏ_２］）を確実にするために連続的に測定される。第３の最小ＡＦＬが侵害されれば（すなわち、リアルタイムのＡＦＬが最小のＡＦＬ未満であれば、またはＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］であれば）、プロセス１００は、運転停止手順に入り得るか、または最小のＡＦＬが侵害されないように補修ステップを受け得る。

[0067]再び図を参照すると、ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８は、次いで熱交換器１６２を通過し、蒸発器１０６に供給されることができる。さらに、フラッシュガス流１４４および／またはＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８からのスリップ流１６４は、不活性物質をシステムからパージするために使用される。このスリップ流１６４は、エチレン回収プロセス１６６を通って送られることができる。エチレン回収プロセス１６２は、エチレンベント流１６８およびリサイクル流１７２を生成する。

[0068]エチレン回収プロセス１６６の例として、限定されることはないが、スクラビングシステム、膜回収工程など、およびこれらの任意の組合せを挙げることができる。
[0069]エチレン回収プロセス１６６は、ベント流１６８およびエチレンを他の工程に回収させるかまたはこのプロセス１００にリサイクルして戻すための追加の流れ１７２を生成することができる。

[0070]エチレン回収プロセス１６６のベント流１６８および関連アウトプット流は、本明細書に記載されるプロセスおよびシステムのために酸素含量が監視されることができる付加的な潜在的に可燃性または爆発性の組成物である。したがって、第４のＡＦＬ_ｍｉｎ／ＦＬ組合せは、本開示の方法およびシステムにおいてエチレンベント流１６８の可燃性を監視するために使用されることができる。

[0071]したがって、エチレン回収プロセス１６６の後、エチレンベント流１６８はセンサ１７０により分析される。センサ１７０の例には、限定されることはないが、温度センサ、圧力センサ、流量センサ、組成センサ（例えば、ガスクロマトグラフィー、赤外分光法、および酸素分析計）など、ならびにこれらの任意の組合せがある。個々のセンサは、各々単独でまたは複数存在することができる。特定のセンサを複数有することは、センサ交換のための停止時間を最小限にし、かつ較正センサの欠陥または機能停止の結果生じる安全性の問題を軽減するという重複機能を提供する。センサ１７０は、一般にエチレンベント流１６８に沿って示されているが、前記センサ１７０は、エチレンベント流１６８の状態（例えば、温度、圧力、または成分濃度）を評価するために計算が行なわれ得る他の位置または第４のＡＦＬ_ｍｉｎ／ＦＬ組合せが適用される他の適切な位置に配置されてもよい。

[0072]ＦＬ式導出の考察を実施例の欄に提供する。第４のＦＬは、エチレンベント流１６８を含有するラインの圧力、エチレンベント流１６８の温度、およびエチレンベント流１６８中の個々の成分の濃度に基づき得る。ここでも、一般に、第４のＦＬ式は少なくとも１つの相互作用項を含み得る。好ましくは、第４のＦＬ式は４つの相互作用項の各々の少なくとも１つを含む。より好ましくは、第４のＦＬ式は、（ａ）２つ以上の成分－成分相互作用項、（ｂ）１つ以上の温度－成分相互作用項、（ｃ）１つ以上の圧力－成分相互作用項、（ｄ）圧力－温度相互作用項、または（ｅ）（ａ）－（ｄ）の２つ以上の任意の組合せを含む。濃度が第４のＦＬ式（例えば、式１－５の１つ）に使用され得る酢酸ビニル反応器１１６内の成分の例には、限定されることはないが、エチレン、メタン、エタン、プロパンおよび二酸化炭素がある。第２のＦＬ式の相互作用項に含まれ得る成分には、限定されることはないが、エタンの濃度（［Ｃ_２Ｈ_６］）、メタンの濃度（［ＣＨ_４］）、二酸化炭素の濃度（［ＣＯ_２］）、エチレンの濃度（［Ｃ_２Ｈ_４］）、プロパンの濃度（［Ｃ_３Ｈ_８］）、およびこれらの任意の組合せがある。したがって、第２のＦＬ式に含まれ得る相互作用項の例としては、限定されることはないが、Ｐ＊Ｔ、Ｐ＊［Ｃ_２Ｈ_６］、Ｐ＊［ＣＨ_４］、Ｐ＊［ＣＯ_２］、Ｐ＊［Ｃ_２Ｈ_４］、Ｐ＊［Ｃ_３Ｈ_８］、Ｔ＊［Ｃ_２Ｈ_６］、Ｔ＊［ＣＨ_４］、Ｔ＊［ＣＯ_２］、Ｔ＊［Ｃ_２Ｈ_４］、Ｔ＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［ＣＨ_４］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［ＣＯ_２］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［Ｃ_２Ｈ_６］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［ＣＨ_４］＊［ＣＯ_２］、［ＣＨ_４］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［ＣＨ_４］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［ＣＯ_２］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［ＣＯ_２］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［Ｃ_２Ｈ_４］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、およびこれらの任意の組合せが挙げられる。不活性ガスは、不活性ガスがガス混合物の熱容量に影響するのであれば、場合により含まれ得る。したがって、さらに第２のＦＬ式に含まれ得る相互作用項の例として、限定されることはないが、Ｐ＊［ｉｎｅｒｔ］、Ｔ＊［ｉｎｅｒｔ］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｃ_２Ｈ_６］、［ｉｎｅｒｔ］＊［ＣＨ_４］、［ｉｎｅｒｔ］＊［ＣＯ_２］、［ｉｎｅｒｔ］＊［ＨＡｃ］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｈ_２Ｏ］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｃ_２Ｈ_４］、［ｉｎｅｒｔ］＊［Ｃ_３Ｈ_８］、［ｉｎｅｒｔ ａ］＊［ｉｎｅｒｔ ｂ］、およびこれらの任意の組合せが挙げられる。酢酸ビニル生産に使用される不活性ガスの例には、限定されることはないが、アルゴン、窒素など、およびこれらの任意の組合せがある。相互作用項の上述の例（両方のリスト）において、相互作用項の各々の成分に対して上に記載された対応する指数は１である。しかしながら他の指数（例えば、－２、－１、－０．５、０．５、１、２、など）が使用され得る。

[0073]エチレン回収プロセス１６６および／またはエチレンベント流１６８の状態は、第４のＦＬを計算し、第４の最小ＡＦＬに対する侵害を確認するために、監視され使用され得る。例えば、作動時、第４のＦＬは、作動状態（例えば、圧力、温度、およびエチレンベント流１６４中の個々の成分の濃度）の変動を説明するために連続的に計算され、エチレンベント流１６４の酸素含量（モルパーセント酸素）は、第４の最小ＡＦＬ以内での作動（すなわち、ＡＦＬ_ｍｉｎ≦ＦＬ－［Ｏ_２］）を確実にするために連続的に測定される。エチレン回収プロセス１６６および／またはエチレンベント流１６８は、プロセス１００の残りからいくらか自立しているので、第４の最小ＡＦＬの侵害（すなわち、リアルタイムのＡＦＬが最小のＡＦＬ未満である、すなわちＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］）は、プロセス１００を停止することよりも厳しくない措置という結果となり得る。一般に、エチレン回収プロセス１６６の作動状態は、エチレン回収プロセス１６６および／またはエチレンベント流１６８を安全な作動に戻すように変えられる。例えば、スリップ流１６４流量が変えられ得、および／または希釈ガス（例えば、窒素またはアルゴンのような不活性ガス）が流れ１６８に加えられ得る。エチレン回収プロセス１６６および／またはエチレンベント流１６８を安全な作動に戻すために取ることができる他の適切な作用は当業者に明らかである。

[0074]図はプロセス１００を一般的に例示しているが、例示されたプロセス１００とは異なり得る他の酢酸ビニル生産プロセスに本開示の教示をいかに適合させるべきか、当業者は認識する。異なる酢酸ビニル生産プロセスおよびシステムの例は、各々が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，４１０，８１７号、同第８，９９３，７９６号、および同第９，０４５，４１３号ならびに米国特許出願公開第２０１４／００６６６４９号に記載されている。

例の実施形態
[0075]本開示の第１の非限定的例示方法は、酢酸、エチレン、酸素、二酸化炭素、アルカンおよび水を含む供給流１１２を反応器１１６内で反応させて、酢酸ビニル、酢酸、水、エチレン、二酸化炭素およびアルカンを含む粗酢酸ビニル流１１８を生成させ；粗酢酸ビニル流１１８を熱交換器１２０で冷却し；供給流１１２または反応器１１６の圧力、供給流１１２または反応器１１６の温度、および供給流１１２中の少なくとも１つの成分の濃度の状態を測定および／または決定し；供給流１１２の酸素含量（［Ｏ_２］）を測定および／または決定し；ＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］が真であるとき運転停止手順または補修ステップを開始することを含み、ここで燃焼限界に対する最小接近（ＡＦＬ_ｍｉｎ）および燃焼限界（ＦＬ）式は状態に基づき、ＦＬ式は少なくとも１つの相互作用項を含む。

[0076]本開示の第２の非限定的例示方法は、酢酸、エチレン、酸素、二酸化炭素、アルカンおよび水を含む供給流１１２を反応器１１６内で反応させて、酢酸ビニル、酢酸、水、エチレン、二酸化炭素およびアルカンを含む粗酢酸ビニル流１１８を生成させ；粗酢酸ビニル流１１８を熱交換器１２０で冷却し；粗酢酸ビニル流１１８をテールガス流１３０、フラッシュガス流１４４および酢酸ビニル流１４６に分離し、ここでテールガス流１３０はエチレン、二酸化炭素、アルカンおよび酸素を含み、フラッシュガス流１４４はエチレン、二酸化炭素、アルカンおよび酸素を含み、酢酸ビニル流１４６は酢酸ビニル、水および酢酸を含み；テールガス流１３０を熱交換器１２０で加熱し；加熱後のテールガス流１３０の圧力、加熱後のテールガス流１３０の温度、および加熱後のテールガス流１３０中の少なくとも１つの成分の濃度の状態を測定および／または決定し；加熱後のテールガス流１３０の酸素含量（［Ｏ_２］）を測定および／または決定し；ＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］が真であるとき運転停止手順または補修ステップを開始することを含み、ここで燃焼限界に対する最小接近（ＡＦＬ_ｍｉｎ）および燃焼限界（ＦＬ）式は状態に基づき、ＦＬ式は少なくとも１つの相互作用項を含む。

[0077]本開示の第３の非限定的例示方法は、酢酸、エチレン、酸素、二酸化炭素、アルカンおよび水を含む供給流１１２を反応器１１６内で反応させて、酢酸ビニル、酢酸、水、エチレン、二酸化炭素およびアルカンを含む粗酢酸ビニル流１１８を生成させ；粗酢酸ビニル流１１８を熱交換器１２０で冷却し；粗酢酸ビニル流１１８をテールガス流１３０、フラッシュガス流１４４および酢酸ビニル流１４６に分離し、ここでテールガス流１３０はエチレン、二酸化炭素、アルカンおよび酸素を含み、フラッシュガス流１４４はエチレン、二酸化炭素、アルカンおよび酸素を含み、酢酸ビニル流１４６は酢酸ビニル、水および酢酸を含み；二酸化炭素の少なくとも一部分をフラッシュガス流１４４から除去してＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８を生成させ；ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８の圧力、ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８の温度、およびＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８中の少なくとも１つの成分の濃度の状態を測定および／または決定し；ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８の酸素含量（［Ｏ_２］）を測定および／または決定し；ＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］が真であるとき運転停止手順または補修ステップを開始することを含み、ここで燃焼限界に対する最小接近（ＡＦＬ_ｍｉｎ）および燃焼限界（ＦＬ）式は状態に基づき、ＦＬ式は少なくとも１つの相互作用項を含む。

[0078]第１、第２および第３の例示方法の２つ以上が一緒に行なわれてもよい。例えば、第１および第２の例示方法が一緒に行なわれてもよい。別の例において、第１および第３の例示方法が一緒に行なわれてもよい。さらに別の例において、第２および第３の例示方法が一緒に行なわれてもよい。もう１つ別の例において、第１、第２および第３の例示方法が一緒に行なわれてもよい。加えて、本明細書に記載される流れのリサイクルおよび他のプロセスステップが、第１、第２および第３の例示方法の１つ以上と組み合わせて行なわれることができる。

[0079]本開示の第４の非限定的例示方法は、酢酸、エチレン、酸素、二酸化炭素、アルカンおよび水を含む供給流１１２を反応器１１６内で反応させて、酢酸ビニル、酢酸、水、エチレン、二酸化炭素およびアルカンを含む粗酢酸ビニル流１１８を生成させ；粗酢酸ビニル流１１８を熱交換器１２０で冷却し；粗酢酸ビニル流１１８をテールガス流１３０、フラッシュガス流１４４および酢酸ビニル流１４６に分離し、ここでテールガス流１３０はエチレン、二酸化炭素、アルカンおよび酸素を含み、フラッシュガス流１４４はエチレン、二酸化炭素、アルカンおよび酸素を含み、酢酸ビニル流１４６は酢酸ビニル、水および酢酸を含み；テールガス流１３０を熱交換器１２０で加熱し；二酸化炭素の少なくとも一部分をフラッシュガス流１４４から除去してＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８を生成させ；蒸発した酢酸を加熱後のテールガス流１３０およびＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８と蒸発器１０６内で混合して蒸発流１０８を生成させ；蒸発流１０８に酸素を加えて供給流１１２を生成させ；（ａ）、（ｂ）および／または（ｃ）の状態を測定および／または決定し、（ａ）供給流１１２または反応器１１６の圧力、供給流１１２または反応器１１６の温度、および供給流１１２中の少なくとも１つの成分の濃度；（ｂ）加熱後のテールガス流１３０の圧力、加熱後のテールガス流１３０の温度、および加熱後のテールガス流１３０中の少なくとも１つの成分の濃度；（ｃ）ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８の圧力、ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８の温度、およびＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８中の少なくとも１つの成分の濃度であり、ここで、（ａ）は（ａ）の状態に基づく燃焼限界に対する第１の最小接近（ＡＦＬ_ｍｉｎ）および第１の燃焼限界（ＦＬ）式と関連し、（ｂ）は（ｂ）の状態に基づく第２の最小ＡＦＬ_ｍｉｎおよび第２のＦＬ式と関連し、（ｃ）は（ｃ）の状態に基づく第３の最小ＡＦＬ_ｍｉｎおよび第３のＦＬ式と関連し、第１のＦＬ式、第２のＦＬ式および第３の第２のＦＬ式の１つ以上は少なくとも１つの相互作用項を含み；供給流１１２、加熱後のテールガス流１３０、ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８、およびこれらの任意の組合せからなる群から選択される流れの酸素含量（［Ｏ_２］）を測定および／または決定し；（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の１つ以上に対してＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］が真であるとき運転停止手順または補修ステップを開始することを含む。第４の非限定的例示方法はさらに以下の１つ以上を含み得る。要素１：第１のＦＬ式、第２のＦＬ式および／または第３のＦＬ式が式１による。要素２：第１のＡＦＬ_ｍｉｎが第２のＡＦＬ_ｍｉｎと異なり、および／または第１のＡＦＬ_ｍｉｎが第３のＡＦＬ_ｍｉｎと異なり、および／または第２のＡＦＬ_ｍｉｎが第３のＡＦＬ_ｍｉｎと異なる。要素３：第１のＦＬ式が第２のＦＬ式と異なり、および／または第１のＦＬ式が第３のＦＬ式と異なり、および／または第２のＦＬ式が第３のＦＬ式と異なる。要素４：少なくとも１つの相互作用項が、成分－成分相互作用項、温度－成分相互作用項、圧力－成分相互作用項、圧力－温度相互作用項、およびこれらの任意の組合せからなる群から選択される。要素５：第２の第１の式、第２のＦＬ式、および／または第３のＦＬ式が、定数、温度、圧力、対応する組成物中の成分の濃度からなる群から選択される１つ以上の項を含む。要素６：第１のＦＬ式および／または第２のＦＬ式および／または第３のＦＬ式が、少なくとも２つの成分－成分相互作用項を含む。要素７：第１のＦＬ式および／または第２のＦＬ式および／または第３のＦＬ式が、少なくとも１つの圧力－成分項、少なくとも１つの温度－成分相互作用項、圧力－温度相互作用項、および少なくとも２つの成分－成分相互作用項を含む。要素８：少なくとも１つの相互作用項が、３～１５の相互作用項である。要素９：方法が、さらにフラッシュガス流１４４から二酸化炭素の少なくとも一部分を除去する前にテールガススリップ流１３０の一部分をフラッシュガス流１４４と合わせることを含む。要素１０：粗酢酸ビニル流１１８を分離することが、粗酢酸ビニル流１１８を分離器１２２内でオーバーヘッド流１２４および第１のボトム流１２６に分離し；オーバーヘッド流１２４をスクラバー１２８でテールガス流１３０および第２のボトム流１３２に分離し；第１および第２のボトム流１２６、１３２を合わせ（混合し）（combining）；合わせられた（混合された）（combined）第１および第２のボトム流１２６、１３２を未精製タンク１４２内でフラッシュガス流１４４および酢酸ビニル流１４６に分離することを含む。要素１１：方法がさらに、酢酸ビニル流１４６を精製された酢酸ビニル生成物流１５０に精製することを含む。要素１２：方法がさらに、酢酸ビニル流１４６を、精製された酢酸ビニル生成物流１５０および１つ以上の追加の流れに精製し；追加の流れの少なくとも１つをリサイクルして蒸発器１０６、テールガス流１３０またはフラッシュガス流１４４に戻すことを含む。要素１３：方法がさらに、熱交換器１２０の上流でエチレンおよび／またはメタンをテールガス流１３０に加えることを含む。要素１４：方法がさらに、熱交換器１２０の上流でテールガス流１３０から二酸化炭素の少なくとも一部分を除去することを含む。要素１５：方法がさらに、エチレンおよび／または酢酸を蒸発器１０６に加えることを含む。要素１６：方法がさらに、フラッシュガス流１４４の一部分を、ベント流１６８を有するエチレン回収プロセス１６６に搬送し；ベント流１６８の圧力、ベント流１６８の温度、およびベント流１６８中の少なくとも１つの成分の濃度の状態を測定し、ここで、状態は燃焼限界に対する第４の最小接近（ＡＦＬ_ｍｉｎ）（a fourth minimum approach to flammability limit）および少なくとも１つの相互作用項を含む第４の燃焼限界（ＦＬ）式と関連し；ベント流１６８の酸素含量（［Ｏ_２］）を測定し；ベント流１６８に対してＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］が真であるときエチレン回収プロセス１６６の作動状態を変更してエチレン回収プロセス１６６をＡＦＬ_ｍｉｎ≦ＦＬ－［Ｏ_２］に戻すことを含む。要素１７：要素１６において、第４のＡＦＬ_ｍｉｎが、第１のＡＦＬ_ｍｉｎおよび／または第２のＡＦＬ_ｍｉｎおよび／または第３のＡＦＬ_ｍｉｎと異なる。要素１８：要素１６において、第４のＦＬ式が、第１のＦＬ式および／または第２のＦＬ式および／または第３のＦＬ式と異なる。要素１９：要素１６において、第４のＦＬ式についての少なくとも１つの相互作用項が、成分－成分相互作用項、温度－成分相互作用項、圧力－成分相互作用項、圧力－温度相互作用項、およびこれらの任意の組合せからなる群から選択される。要素２０：要素１６において、第２の第１の式、第２のＦＬ式、および／または第３のＦＬ式が、定数、温度、圧力、対応する組成物中の成分の濃度からなる群から選択される１つ以上の項を含む。要素２１：要素１６において、第４のＦＬ式が少なくとも２つの成分－成分相互作用項を含む。要素２２：要素１６において、第４のＦＬ式が、少なくとも１つの圧力－成分項、少なくとも１つの温度－成分相互作用項、圧力－温度相互作用項、および少なくとも２つの成分－成分相互作用項を含む。要素２３：要素１６において、第４のＦＬ式についての少なくとも１つの相互作用項が、３～１５の相互作用項である。組合せの例には、限定されることはないが、要素２－２２の１つ以上と組み合わせた要素１；要素２および３の組合せ；要素４および５の組合せ；要素２－８の２つ以上の組合せ；要素９－１５の２つ以上の組合せ；要素９－１５の１つ以上と組み合わせた要素２－８の１つ以上；要素１７－２３の１つ以上と組み合わせた要素１６；要素１６と組み合わせた、場合によりさらに要素１７－２３の１つ以上と組み合わせた、要素２－８の１つ以上；要素１６と組み合わせた、場合によりさらに要素１７－２３の１つ以上と組み合わせた、場合によりさらに要素２－８の１つ以上と組み合わせた、要素９－１５の１つ以上がある。

[0080]本開示の第５の非限定的例示方法は：酢酸、エチレン、酸素、二酸化炭素、アルカンおよび水を含む供給流１１２を反応器１１６内で反応させて、酢酸ビニル、酢酸、水、エチレン、二酸化炭素およびアルカンを含む粗酢酸ビニル流１１８を生成させ；粗酢酸ビニル流１１８を熱交換器１２０で冷却し；粗酢酸ビニル流１１８を、テールガス流１３０、フラッシュガス流１４４および酢酸ビニル流１４６に分離し；フラッシュガス流１４４の一部分を、ベント流１６８を有するエチレン回収プロセス１６６に搬送し；ベント流１６８の圧力、ベント流１６８の温度、およびベント流１６８中の少なくとも１つの成分の濃度の状態を測定し、ここで、状態は燃焼限界に対する最小接近（ＡＦＬ_ｍｉｎ）および少なくとも１つの相互作用項を含む燃焼限界（ＦＬ）式と関連し；ベント流１６８の酸素含量（［Ｏ_２］）を測定し；ベント流１６８に対するＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］が真であるときエチレン回収プロセス１６６の作動状態を変更してエチレン回収プロセス１６６をＡＦＬ_ｍｉｎ≦ＦＬ－［Ｏ_２］に戻すことを含む。第５の非限定的例示方法はさらに以下の１つ以上を含み得る。要素２４：ＦＬ式が式１による。要素２５：少なくとも１つの相互作用項が、成分－成分相互作用項、温度－成分相互作用項、圧力－成分相互作用項、圧力－温度相互作用項、およびこれらの任意の組合せからなる群から選択される。要素２６：ＦＬ式が少なくとも２つの成分－成分相互作用項を含む。要素２７：ＦＬ式が、少なくとも１つの圧力－成分項、少なくとも１つの温度－成分相互作用項、圧力－温度相互作用項、および少なくとも２つの成分－成分相互作用項を含む。要素２８：少なくとも１つの相互作用項が、３～１５の相互作用項である。

[0081]本発明の実施形態のより良好な理解を助けるために、本明細書を通じて、好ましいまたは代表的な実施形態の例が挙げられている。これらの例は、いかなる意味でも本発明の範囲を限定または規定するように読まれるべきではない。

[0082]以下に様々なＦＬ式を導出するための非限定的な実施例を記載する。
[0083]ＦＬについての一般式は式１である。

[0084]因子α、β、γ、δ_ｉおよびε_ｊの値は実験的に決定されることができる。一般に、かかる因子の実験的決定は、ＦＬ式が適用されるべき位置に対する妥当な可能性のある作動状態範囲を設定することを含む。

[0085]次いで、前記作動状態範囲内の様々な状態下で、可燃性前の最大の酸素濃度（ガス全体に対するモルパーセント酸素）が実験的に決定される。蓄積されたデータに基づいて、いずれかのデータ適合モデルを用いてＦＬ式が導出される。データに適合する複数の式が得られ得る。データ適合モデルから導出される個々の式は、式１のｉおよびｊに対してあらゆる数を有し得る。ｉおよびｊに対する数ならびにＣおよびＩ項のいずれが個々の式に含まれるかは、データ適合の前にオペレーターによって設定され得る。あるいは、ｉおよびｊに対する数ならびにＣおよびＩ項のいずれが式に含まれるかは、データ適合モデル自体に由来し得る。作動時にいずれかの式が使用されるべきか決定するには多数の式の統計分析が使用され得る。

[0086]第１の実施例において、表１の可能性のある作動状態範囲を反応器状態および反応器入口組成について分析した。可能な限り、ＡＳＴＭ Ｅ９１８－０９（２０１５）に従って酸素に対する可燃性の濃度限界を決定した。

[0087]式７－１０を含む多数のＦＬ式が導出された。ここで、ＦＬは乾燥ガス中ｍｏｌ％で表した可燃性酸素組成であり；Ｐはｐｓｉｇで表した圧力であり；Ｔは℃で表した温度であり；［Ｃ_２Ｈ_６］、［ＣＨ_４］および［ＣＯ_２］は、酸素を含まない乾燥ガス中のモルパーセントで表したエタン、メタンおよび二酸化炭素濃度であり；［Ｈａｃ］は酸素を含まないガス中の重量パーセントで表した酢酸濃度であり；［Ｈ_２Ｏ］は酸素を含まないガス中の重量パーセントで表した水濃度であり；乾燥ガスは、混合供給流１１２の水および酢酸を除いた組成であり；酸素を含まない乾燥ガスは、混合供給流１１２の水、酢酸および酸素を除いた組成であり；酸素を含まないガスは、混合供給流１１２の酸素を除いた組成である。
式７：

式８：

式９：

式１０：

[0088]ＦＬ式のいずれ（例えば、式７－１０またはその他）を作動時に使用すべきか決定する際に、統計分析を使用することができる。ここでも、本発明において提供される式７－１０は、表１内の状態から生成されたデータから導出され、対応する実験設計で規定される酢酸ビニルシステム／プロセス構成および状態に特有である。当業者には認識されるように、式７－１０は、必ずしもあらゆる酢酸ビニルプロセス／システムで使用されることはできない。さらに、本開示に接した当業者は、過度の実験なしに、異なる反応器に適した状態範囲内の可燃性データ点をどのように測定するか、および酢酸ビニルシステム／プロセス構成をどのように考慮するかを認識する。

[0089]第２の実施例において、プロセス間熱交換器および／または二酸化炭素除去システムに適用可能であり得る、表２の可能性のある作動状態範囲を分析した。可能な限り、ＡＳＴＭ Ｅ９１８－０９（２０１５）に従って酸素に対する可燃性の濃度限界を決定した。

[0090]式１１－１４を含む多数のＦＬ式が導出された。ここで、ＦＬは乾燥ガス中ｍｏｌ％で表した可燃性酸素組成であり；Ｐはｐｓｉｇで表した圧力であり；Ｔは℃で表した温度であり；［Ｃ_２Ｈ_６］、［ＣＨ_４］および［ＣＯ_２］は、酸素を含まない乾燥ガス中のモルパーセントで表したエタン、メタンおよび二酸化炭素濃度であり；酸素を含まない乾燥ガスは、水、酢酸および酸素を除いた流れの組成である。
式１１：

式１２：

式１３：

式１４：

[0091]ＦＬ式のいずれ（例えば、式１１－１４またはその他）を作動時に使用すべきか決定する際に、統計分析を使用することができる。ここでも、本発明において提供される式１１－１４は、表２内の状態から生成されたデータから導出され、対応する実験設計で規定される酢酸ビニルシステム／プロセス構成および状態に特有である。当業者には認識されるように、式１１－１４は、必ずしも任意のあらゆる酢酸ビニルプロセス／システムで使用されることはできない。さらに、本開示に接した当業者は、過度の実験なしに、異なる反応器に適した状態範囲内の可燃性データ点をどのように測定するか、および酢酸ビニルシステム／プロセス構成をどのように考慮するかを認識する。

[0092]他に示さない限り、本明細書および随伴する特許請求の範囲で使用される分子量、反応条件などのような、成分、性質の量を表す全ての数は、いかなる場合も用語「約」により修飾されていると理解されるべきである。したがって、反対に指示されない限り、以下の本明細書および添付の特許請求の範囲に記載の数に関するパラメーターは、本発明の実施形態で得られることが求められる所望の性質に応じて変化し得る近似値である。最低でも、特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限するつもりはないが、各々の数に関するパラメーターは、少なくとも報告された有効数字の数を考慮して、そして通常の丸め技術を適用することによって解釈されるべきである。

[0093]本明細書に開示された本発明の実施形態を取り込んだ１つ以上の実例の実施形態が本明細書に提示される。分かり易くするために、物理的実践の全ての特徴が本明細書に記載されまたは示されているわけではない。本発明の実施形態を取り込んだ物理的実施形態の開発において、開発者の目標を達成するために、実施毎に、また時により変化するシステム関連、ビジネス関連、政府関連およびその他の制約の遵守のような数多くの実施に特有の決定をなさなければならないと理解される。開発者の努力は時間がかかるかもしれないが、かかる努力は当技術分野で通常の技量を有し本開示の利益を得る者には日常の仕事である。

[0094]組成および方法は様々な成分またはステップを「含む」として本明細書に記載されているが、組成および方法はまたそれらの様々な成分およびステップ「から本質的になる」かまたは「からなる」こともできる。

[0095]したがって、本発明は述べられた目標および利点ならびにそこに内在するものを実現するように適宜改変される。本発明は、当技術分野で熟練し本発明の教示の利益を有する当業者に明らかな、異なるが等価なやり方で変更され実践され得るので、上に開示された特定の実施形態は、単なる実例である。また、以下の特許請求の範囲の記載を除き、本明細書に示された構造または設計の詳細に限定する意図はない。したがって、上に開示された特定の例示実施形態は、変更され、組み合わせられ、または修正され得、かかるバリエーションは全て、本発明の範囲および思想の内にあると考えられることは明白である。本明細書に実例として開示された本発明は、本明細書に具体的に開示されてないいずれかの要素および／または本明細書に開示されたいずれかの任意要素の非存在下で適切に実施され得る。組成および方法は、様々な成分またはステップを「含む」、「含有する」、または「包含する」として記載されているが、組成および方法はまたそれらの様々な成分およびステップ「から本質的になる」かまたは「からなる」こともできる。上に開示された全ての数および範囲は、いくらかの量、変化し得る。下限および上限をもつ数に関する範囲が開示されている場合はいつも、その範囲内に入るあらゆる数および含まれるあらゆる範囲が具体的に開示されている。特に、本明細書に開示された（「約ａ～約ｂ」または同等に「およそａ～ｂ」または同等に「およそａ－ｂ」の形の）値のあらゆる範囲は、そのより広い値の範囲内に包含されるあらゆる数および範囲を記載していると理解されたい。また、特許請求の範囲に記載の用語は、特許権者により他に明白明瞭に定義されない限り、明らかな通常の意味を有する。さらにまた、特許請求の範囲で使用される不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、本発明においてそれが導入する要素の１つまたは１つより多くを意味すると定められる。

Claims (28)

1. 酢酸、エチレン、酸素、二酸化炭素、アルカンおよび水を含む供給流１１２を反応器１１６内で反応させて、酢酸ビニル、酢酸、水、エチレン、二酸化炭素およびアルカンを含む粗酢酸ビニル流１１８を生成させるステップ；
   前記粗酢酸ビニル流１１８を熱交換器１２０で冷却するステップ；
   前記粗酢酸ビニル流１１８を、テールガス流１３０、フラッシュガス流１４４および酢酸ビニル流１４６に分離するステップであり、前記テールガス流１３０がエチレン、二酸化炭素、アルカンおよび酸素を含み、前記フラッシュガス流１４４がエチレン、二酸化炭素、アルカンおよび酸素を含み、前記酢酸ビニル流１４６が酢酸ビニル、水および酢酸を含む、ステップ；
   前記テールガス流１３０を前記熱交換器１２０で加熱するステップ；
   前記二酸化炭素の少なくとも一部分を前記フラッシュガス流１４４から除去してＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８を生成させるステップ；
   蒸発した酢酸を加熱後の前記テールガス流１３０および前記ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８と蒸発器１０６内で混合して蒸発流１０８を生成させるステップ；
   前記蒸発流１０８に酸素を加えて前記供給流１１２を生成させるステップ；
   （ａ）前記供給流１１２および／または前記反応器１１６の圧力、前記供給流１１２および／または前記反応器１１６の温度、ならびに前記供給流１１２および／または前記反応器１１６中の少なくとも１つの成分の濃度；
   （ｂ）加熱後の前記テールガス流１３０の圧力、加熱後の前記テールガス流１３０の温度、および加熱後の前記テールガス流１３０中の少なくとも１つの成分の濃度；
   （ｃ）前記ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８の圧力、前記ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８の温度、および前記ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８中の少なくとも１つの成分の濃度
   の（ａ）、（ｂ）および／または（ｃ）の状態を測定および／または決定するステップであって、ここで、（ａ）は（ａ）の前記状態に基づく燃焼限界に対する第１の最小接近（ＡＦＬ_ｍｉｎ）および第１の燃焼限界（ＦＬ）式と関連し、（ｂ）は（ｂ）の前記状態に基づく第２の最小ＡＦＬ_ｍｉｎおよび第２のＦＬ式と関連し、（ｃ）は（ｃ）の前記状態に基づく第３の最小ＡＦＬ_ｍｉｎおよび第３のＦＬ式と関連し、前記第１のＦＬ式、第２のＦＬ式および前記第３の第２のＦＬ式の１つ以上が少なくとも１つの相互作用項を含む、ステップ；
   前記供給流１１２、加熱後の前記テールガス流１３０、前記ＣＯ_２除去オーバーヘッド流１５８およびこれらの任意の組合せからなる群から選択される流れの酸素含量（［Ｏ_２］）を測定および／または決定するステップ；ならびに
   （ａ）、（ｂ）または（ｃ）の１つ以上に対してＡＦＬ_ＭＩＮ＞ＦＬ－［Ｏ_２］が真であるとき運転停止手順または補修ステップを開始するステップ
   を含む方法。
2. 前記第１のＡＦＬ_ｍｉｎが前記第２のＡＦＬ_ｍｉｎと異なり、および／または前記第１のＡＦＬ_ｍｉｎが前記第３のＡＦＬ_ｍｉｎと異なり、および／または前記第２のＡＦＬ_ｍｉｎが前記第３のＡＦＬ_ｍｉｎと異なる、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のＦＬ式が前記第２のＦＬ式と異なり、および／または前記第１のＦＬ式が前記第３のＦＬ式と異なり、および／または前記第２のＦＬ式が前記第３のＦＬ式と異なる、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つの相互作用項が、成分－成分相互作用項、温度－成分相互作用項、圧力－成分相互作用項、圧力－温度相互作用項、およびこれらの任意の組合せからなる群から選択される、請求項１～３のいずれかに記載の方法。
5. 前記第１のＦＬ式、前記第２のＦＬ式および／または前記第３のＦＬ式が、定数、温度、圧力、対応する組成中の成分の濃度からなる群から選択される１つ以上の項を含む、請求項１～４のいずれかに記載の方法。
6. 前記第１のＦＬ式および／または前記第２のＦＬ式および／または前記第３のＦＬ式が、少なくとも２つの成分－成分相互作用項を含む、請求項１～５のいずれかに記載の方法。
7. 前記第１のＦＬ式および／または前記第２のＦＬ式および／または前記第３のＦＬ式が、少なくとも１つの圧力－成分項、少なくとも１つの温度－成分相互作用項、圧力－温度相互作用項、および少なくとも２つの成分－成分相互作用項を含む、請求項１～６のいずれかに記載の方法。
8. 前記少なくとも１つの相互作用項が、３～１５の相互作用項である、請求項１～７のいずれかに記載の方法。
9. さらに、
   前記二酸化炭素の少なくとも一部分を前記フラッシュガス流１４４から除去する前に、前記テールガススリップ流１３０の一部分を前記フラッシュガス流１４４と合わせるステップを含む、請求項１～８のいずれかに記載の方法。
10. 前記粗酢酸ビニル流１１８を分離するステップが、
    前記粗酢酸ビニル流１１８を分離器１２２内でオーバーヘッド流１２４および第１のボトム流１２６に分離するステップ；
    前記オーバーヘッド流１２４をスクラバー１２８内で前記テールガス流１３０および第２のボトム流１３２に分離するステップ；
    前記第１および第２のボトム流１２６、１３２を合わせるステップ；ならびに
    前記合わせられた第１および第２のボトム流１２６、１３２を未精製タンク１４２内で前記フラッシュガス流１４４および前記酢酸ビニル流１４６に分離するステップ
    を含む、請求項１～９のいずれかに記載の方法。
11. さらに、
    前記酢酸ビニル流１４６を精製された酢酸ビニル生成物流１５０に精製するステップ
    を含む、請求項１～１０のいずれかに記載の方法。
12. さらに：
    前記酢酸ビニル流１４６を、精製された酢酸ビニル生成物流１５０および１つ以上の追加の流れに精製するステップ；ならびに
    前記追加の流れの少なくとも１つをリサイクルして、前記蒸発器１０６、前記テールガス流１３０および／または前記フラッシュガス流１４４に戻すステップ
    を含む、請求項１～１０のいずれかに記載の方法。
13. さらに、
    前記熱交換器１２０の上流でエチレンおよび／またはメタンを前記テールガス流１３０に加えるステップ
    を含む、請求項１～１２のいずれかに記載の方法。
14. さらに、
    前記熱交換器１２０の上流で前記二酸化炭素の少なくとも一部分を前記テールガス流１３０から除去するステップ
    を含む、請求項１～１３のいずれかに記載の方法。
15. さらに、
    エチレンおよび／または酢酸を前記蒸発器１０６に加えるステップ
    を含む、請求項１～１４のいずれかに記載の方法。
16. さらに、
    前記フラッシュガス流１４４の一部分を、ベント流１６８を有するエチレン回収プロセス１６６に搬送するステップ；
    前記ベント流１６８の圧力、前記ベント流１６８の温度、および前記ベント流１６８中の少なくとも１つの成分の濃度の状態を測定するステップであって、前記状態が、燃焼限界に対する第４の最小接近（ＡＦＬ_ｍｉｎ）、および少なくとも１つの相互作用項を含む第４の燃焼限界（ＦＬ）式と関連する、ステップ；
    前記ベント流１６８中の酸素含量（［Ｏ_２］）を測定するステップ；および
    前記ベント流１６８に対してＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］が真であるとき、前記エチレン回収プロセス１６６の作動状態を変更して、前記エチレン回収プロセス１６６をＡＦＬ_ｍｉｎ≦ＦＬ－［Ｏ_２］に戻すステップ
    を含む、請求項１～１５のいずれかに記載の方法。
17. 前記第４のＡＦＬ_ｍｉｎが、前記第１のＡＦＬ_ｍｉｎおよび／または第２のＡＦＬ_ｍｉｎおよび／または前記第３のＡＦＬ_ｍｉｎと異なる、請求項１６に記載の方法。
18. 前記第４のＦＬ式が、前記第１のＦＬ式および／または前記第２のＦＬ式および／または前記第３のＦＬ式と異なる、請求項１６または１７に記載の方法。
19. 前記第４のＦＬ式に対する前記少なくとも１つの相互作用項が、成分－成分相互作用項、温度－成分相互作用項、圧力－成分相互作用項、圧力－温度相互作用項、およびこれらの任意の組合せからなる群から選択される、請求項１６～１８の一項に記載の方法。
20. 前記第１のＦＬ式、前記第２のＦＬ式および／または前記第３のＦＬ式が、定数、温度、圧力、対応する組成中の成分の濃度からなる群から選択される１つ以上の項を含む、請求項１６～１９の一項に記載の方法。
21. 前記第４のＦＬ式が、少なくとも２つの成分－成分相互作用項を含む、請求項１６～２０の一項に記載の方法。
22. 前記第４のＦＬ式が、少なくとも１つの圧力－成分項、少なくとも１つの温度－成分相互作用項、圧力－温度相互作用項、および少なくとも２つの成分－成分相互作用項を含む、請求項１６～２１の一項に記載の方法。
23. 前記第４のＦＬ式に対する前記少なくとも１つの相互作用項が、３～１５の相互作用項である、請求項１６～２２の一項に記載の方法。
24. 酢酸、エチレン、酸素、二酸化炭素、アルカンおよび水を含む供給流１１２を反応器１１６内で反応させて、酢酸ビニル、酢酸、水、エチレン、二酸化炭素およびアルカンを含む粗酢酸ビニル流１１８を生成させるステップ；
    前記粗酢酸ビニル流１１８を熱交換器１２０で冷却するステップ；
    前記粗酢酸ビニル流１１８を、テールガス流１３０、フラッシュガス流１４４および酢酸ビニル流１４６に分離するステップ；
    前記フラッシュガス流１４４の一部分を、ベント流１６８を有するエチレン回収プロセス１６６に搬送するステップ；
    前記ベント流１６８の圧力、前記ベント流１６８の温度、および前記ベント流１６８中の少なくとも１つの成分の濃度の状態を測定するステップであって、前記状態は燃焼限界に対する最小接近（ＡＦＬ_ｍｉｎ）および少なくとも１つの相互作用項を含む燃焼限界（ＦＬ）式と関連する、ステップ；
    前記ベント流１６８中の酸素含量（［Ｏ_２］）を測定するステップ；ならびに
    前記ベント流１６８に対してＡＦＬ_ｍｉｎ＞ＦＬ－［Ｏ_２］が真であるとき、前記エチレン回収プロセス１６６の作動状態を変更して、前記エチレン回収プロセス１６６をＡＦＬ_ｍｉｎ≦ＦＬ－［Ｏ_２］に戻すステップ
    を含む方法。
25. 前記少なくとも１つの相互作用項が、成分－成分相互作用項、温度－成分相互作用項、圧力－成分相互作用項、圧力－温度相互作用項、およびこれらの任意の組合せからなる群から選択される、請求項２４に記載の方法。
26. 前記ＦＬ式が、少なくとも２つの成分－成分相互作用項を含む、請求項２４または２５に記載の方法。
27. 前記ＦＬ式が、少なくとも１つの圧力－成分項、少なくとも１つの温度－成分相互作用項、圧力－温度相互作用項、および少なくとも２つの成分－成分相互作用項を含む、請求項２４～２６の一項に記載の方法。
28. 前記少なくとも１つの相互作用項が、３～１５の相互作用項である、請求項２４～２７の一項に記載の方法。

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