JP5866051B1 - Method for producing acetic acid - Google Patents

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Abstract

2基の塔間の側流中の水濃度を制御する、酢酸を製造する方法を開示する。軽質液相のリサイクル率によって水濃度を制御し、側流中のヨウ化水素濃度を50wppm以下に維持する。【選択図】なしDisclosed is a method for producing acetic acid that controls the water concentration in the side stream between two towers. The water concentration is controlled by the light liquid phase recycling rate, and the hydrogen iodide concentration in the side stream is maintained at 50 wppm or less. [Selection figure] None

Description

[0001]本発明は、酢酸の製造方法に関し、特に乾燥塔に供給する水及びヨウ化水素の濃度を制御するための改良方法に関する。   [0001] The present invention relates to a method for producing acetic acid, and more particularly to an improved method for controlling the concentration of water and hydrogen iodide fed to a drying tower.

[0002]現在採用されている酢酸の合成方法の中で最も商業的に有用なものの1つは、触媒を用いてメタノールを一酸化炭素でカルボニル化する方法である。この方法は米国特許第3,769,329号に教示されているが、この特許の全内容は参照により本明細書に組み込まれる。カルボニル化触媒は、ロジウム等の金属触媒とヨウ化メチル等のハロゲン含有触媒促進剤を含み、金属触媒は液体反応媒体に溶解または分散されているか、あるいは不活性固体に担持されている。この反応は、触媒を溶解させた液体反応媒体中で一酸化炭素ガスを連続的にバブリングして行う。   [0002] One of the most commercially useful methods of synthesizing acetic acid currently employed is carbonylation of methanol with carbon monoxide using a catalyst. This method is taught in US Pat. No. 3,769,329, the entire content of which is incorporated herein by reference. The carbonylation catalyst includes a metal catalyst such as rhodium and a halogen-containing catalyst promoter such as methyl iodide, and the metal catalyst is dissolved or dispersed in a liquid reaction medium or supported on an inert solid. This reaction is performed by continuously bubbling carbon monoxide gas in a liquid reaction medium in which a catalyst is dissolved.

[0003]原料としてメタノールと一酸化炭素を反応器に供給する。反応媒体の一部を連続的に取り出してフラッシュ容器に供給し、そこで生成物を蒸発させて蒸気として精製系に送る。精製系は軽質分留塔を備えており、この塔では「軽質」すなわち低沸点成分をオーバーヘッドとして除去し、さらなる精製に付される側流が得られる。この精製系はさらに、側流を脱水する、あるいはプロピオン酸等の「重質」すなわち高沸点成分を側流から除去するための塔を備えていてもよい。酢酸を製造するためのカルボニル化工程においては、蒸留操作の数を最小限にしてこの工程で使用されるエネルギーを最小にすることが望ましい。   [0003] Methanol and carbon monoxide are fed to the reactor as raw materials. A portion of the reaction medium is continuously removed and fed to a flash vessel where the product is evaporated and sent as vapor to the purification system. The purification system is equipped with a light fractionation tower in which "light" or low boiling components are removed as overhead and a side stream is obtained for further purification. The purification system may further comprise a column for dehydrating the side stream or for removing “heavy” or high boiling components such as propionic acid from the side stream. In the carbonylation process to produce acetic acid, it is desirable to minimize the number of distillation operations to minimize the energy used in this process.

[0004]米国特許第5,416,237号には、ロジウム触媒、ヨウ化メチル、及びヨウ化物塩安定化剤の存在下でメタノールをカルボニル化することにより酢酸を製造する方法が開示されている。米国特許第5,416,237号に記載されている改良は、液体反応組成物中の水の有限濃度を約10重量%以下、酢酸メチル濃度を少なくとも2重量%に維持しつつ、液体反応組成物をフラッシュ域を通過させて蒸気留分を生成し、その蒸気留分を単一の蒸留塔に供給し、そこで酢酸生成物を除去することにより酢酸生成物を回収するというものである。蒸留工程を省くと生成物の純度が損なわれるという欠点がある。特に蒸留塔では、高沸点ヨウ化物とアルデヒド汚染物が除去される傾向がある。これら不純物はいずれも、商業的に望ましい最終製品に対して影響を及ぼす。   [0004] US Pat. No. 5,416,237 discloses a process for producing acetic acid by carbonylation of methanol in the presence of a rhodium catalyst, methyl iodide, and an iodide salt stabilizer. . The improvement described in US Pat. No. 5,416,237 provides a liquid reaction composition while maintaining a finite concentration of water in the liquid reaction composition of about 10 wt% or less and a methyl acetate concentration of at least 2 wt%. The product is passed through a flash zone to produce a vapor fraction that is fed to a single distillation column where the acetic acid product is recovered by removing the acetic acid product. Omitting the distillation step has the disadvantage that the purity of the product is impaired. In particular, distillation towers tend to remove high boiling iodides and aldehyde contaminants. Any of these impurities affects the commercially desired end product.

[0005]米国特許第9,006,483号には、ヨウ化水素濃度の抑制を目的とし、蒸留塔からのオーバーヘッドを液−液分離する酢酸の製造方法が開示されている。第1の蒸留塔(3)でヨウ化水素、水、酢酸、酢酸メチルを含む混合物を蒸留して、オーバーヘッドと酢酸を含む側流または底部流とを形成し、凝縮器でオーバーヘッドを冷却・凝縮してデカンタ(4)で上相と下相に分離して酢酸を製造する。この方法によると、水濃度が有効量以上、5重量%以下(例えば0.5〜4.5重量%)で、酢酸メチル濃度が0.5〜9重量%(例えば0.5〜8重量%)である混合物を蒸留塔に供給して蒸留することにより、蒸留塔内の混合物供給位置よりも上方に水濃度が高い領域が形成される。この高水濃度領域でヨウ化水素を酢酸メチルと反応させてヨウ化メチルと酢酸を製造する。   [0005] US Patent No. 9,006,483 discloses a method for producing acetic acid for liquid-liquid separation of overhead from a distillation column for the purpose of reducing hydrogen iodide concentration. In the first distillation column (3), a mixture containing hydrogen iodide, water, acetic acid and methyl acetate is distilled to form an overhead and a side stream or bottom stream containing acetic acid, and the condenser is used to cool and condense the overhead. Then, it is separated into an upper phase and a lower phase with a decanter (4) to produce acetic acid. According to this method, the water concentration is an effective amount or more and 5% by weight or less (for example, 0.5 to 4.5% by weight) and the methyl acetate concentration is 0.5 to 9% by weight (for example, 0.5 to 8% by weight). ) Is fed to the distillation column and distilled, a region having a high water concentration is formed above the mixture supply position in the distillation column. In this high water concentration region, hydrogen iodide is reacted with methyl acetate to produce methyl iodide and acetic acid.

[0006]米国特許第7,884,241号には、ヨウ化水素と水を含み、蒸留系での水の含有量が5重量%以下(特に3重量%以下)である混合物を蒸留して蒸留系でのヨウ化水素の凝縮を防止することが開示されている。この混合物は、ヨウ化水素、水、メタノール、ヨウ化メチル、酢酸、酢酸メチルを含む場合がある。この混合物が重量換算で1〜3000ppmの濃度のヨウ化水素を含んでいても、蒸留塔の塔頂からヨウ化水素を含む留分を取り出し、酢酸を側流または蒸留塔の底部からの流として取り出すことによりヨウ化水素濃度が50ppm以下の酢酸生成物を得ることができる。この蒸留法は、蒸留系でのヨウ化水素の凝縮と、蒸留系での腐食を抑制することができるが、エネルギー損失が大きい。水濃度を低く保つため、この方法は2.35という大きな還流比を必要とし、消費エネルギーが大きい。   [0006] US Patent No. 7,884,241 distills a mixture containing hydrogen iodide and water and having a water content in the distillation system of 5 wt% or less (especially 3 wt% or less). Preventing the condensation of hydrogen iodide in a distillation system is disclosed. This mixture may contain hydrogen iodide, water, methanol, methyl iodide, acetic acid, methyl acetate. Even if this mixture contains hydrogen iodide at a concentration of 1 to 3000 ppm in terms of weight, a fraction containing hydrogen iodide is taken out from the top of the distillation column, and acetic acid is used as a side stream or a stream from the bottom of the distillation column. By taking out, an acetic acid product having a hydrogen iodide concentration of 50 ppm or less can be obtained. Although this distillation method can suppress condensation of hydrogen iodide in the distillation system and corrosion in the distillation system, the energy loss is large. In order to keep the water concentration low, this method requires a large reflux ratio of 2.35 and consumes a large amount of energy.

[0007]米国特許第6,657,078号には、メタノールのカルボニル化による、低エネルギーで酢酸を製造する方法が開示されている。この方法は、最大2基の蒸留塔を用いて約14重量%未満の水で操作されるロジウム触媒系を含む。   [0007] US Pat. No. 6,657,078 discloses a process for producing acetic acid at low energy by carbonylation of methanol. The process includes a rhodium catalyst system operated with less than about 14% by weight water using up to two distillation columns.

[0008]米国特許第4,008,131号には、水とヨウ化メチルを含む粗酢酸を精製する蒸留系の運転時に純粋な酸の生産率を低化させ、リサイクル流中に増加する傾向にある過剰な水を除去する方法が開示されている。粗酢酸を蒸留域の上半分に導入する。ヨウ化メチル、大部分の水、及び当量の酸をオーバーヘッドとして蒸留域から除去する。少量の酢酸を含む少量の水を蒸留域の頂部付近で液体側流として除去する。実質的にヨウ化メチルを含まず本質的に乾燥した酸生成物流を蒸留域の底部から除去する。オーバーヘッド流は、貯蔵又は廃棄してもよいが、好ましくは酸製造工程にリサイクルすることができる。液体側流は廃棄してもよく、酸価の回復のために精留してもよい。   [0008] US Pat. No. 4,008,131 describes a tendency to reduce the yield of pure acid and increase it in the recycle stream during operation of a distillation system that purifies crude acetic acid containing water and methyl iodide. A method of removing excess water present in Crude acetic acid is introduced into the upper half of the distillation zone. Methyl iodide, most of the water, and an equivalent amount of acid are removed from the distillation zone as overhead. A small amount of water containing a small amount of acetic acid is removed as a liquid side stream near the top of the distillation zone. An essentially dry acid product stream substantially free of methyl iodide is removed from the bottom of the distillation zone. The overhead stream may be stored or discarded, but preferably recycled to the acid production process. The liquid side stream may be discarded or rectified for acid value recovery.

[0009]米国特許第3,791,935号には、水とハロゲン汚染物質を含むモノカルボン酸流を蒸留塔の上半部に導入し、主にこの蒸留塔に投入された水とアルキルハロゲン化物からなるオーバーヘッド留分を除去し、蒸留塔内に存在する大部分のハロゲン化水素を含む流を蒸留塔の中部から除去し、蒸留塔に投入されたハロゲン汚染物質を実質的に含まず、本質的に乾燥した酸生成物流を蒸留塔底部あるいはその付近から取り出す方法が開示されている。この方法は特に、酢酸及びプロピオン酸からの水とヨウ素含有化合物の除去に応用できる。これらの例では、酢酸を含む底部生成物は、83〜132wppmの水と0.083wppm〜0.3wppmのヨウ化水素を含むことが報告されている。   [0009] US Pat. No. 3,791,935 introduces a monocarboxylic acid stream containing water and halogen contaminants into the upper half of a distillation column, primarily water and alkyl halogen charged to the distillation column. Removing the overhead fraction consisting of fluoride, removing the stream containing the majority of the hydrogen halide present in the distillation column from the middle of the distillation column, substantially free of halogen contaminants input to the distillation column, A method is disclosed in which an essentially dry acid product stream is removed from or near the bottom of the distillation column. This method is particularly applicable to the removal of water and iodine-containing compounds from acetic acid and propionic acid. In these examples, the bottom product containing acetic acid is reported to contain 83-132 wppm water and 0.083 wppm-0.3 wppm hydrogen iodide.

[0010]このような観点から、酢酸の回収を制御するための酢酸製造の改良方法が求められている。   [0010] In view of this, there is a need for an improved method of acetic acid production to control acetic acid recovery.

[0011]一態様において、本発明は、反応器とフラッシュ容器を備える反応系を用意すること、該反応器で反応媒体を形成すること、該フラッシュ容器で該反応媒体を液体リサイクル流と蒸気生成物流に分離すること、第1の塔で該蒸気生成物流の少なくとも一部を蒸留して側流と5重量%超の水を含む低沸点オーバーヘッド蒸気流とを得ること、該低沸点オーバーヘッド流の少なくとも一部を凝縮し、かつ二相に分離して重質液相と軽質液相を形成すること、該軽質液相の前記反応系へのリサイクル率を制御して該側流中の水濃度を1〜3重量%、例えば、好ましくは1.1〜2.5重量%に維持し、ヨウ化水素(HI)濃度を50wppm以下、例えば、好ましくは0.1〜50wppmに維持すること、及び第2の塔で該側流の少なくとも一部を蒸留して精製酢酸生成物を得ることを含む、酢酸を製造する方法に関する。一態様において、側流はさらに、1種以上のヨウ化C−C14アルキルを0.1〜6重量%、酢酸メチルを0.1〜6重量%含む。軽質液相は、水を40〜80重量%含んでいてもよい。反応媒体は、酢酸メチルを0.5〜30重量%、水を0.1〜14重量%、金属触媒を200〜3000wppm、ヨウ化物塩を1〜25重量%、ヨウ化メチルを1〜25重量%含んでいてもよい。反応媒体はまた酢酸とメタノールを含んでいてもよい。軽質液相のリサイクルに加えて、軽質液相の一部を第1の塔に還流させることもできる。一態様において、第1の塔は0.05〜0.4の還流比で運転される。ある態様では、軽質液相の別の部分を、アセトアルデヒドおよび/または他の過マンガン酸還元化合物を除去するためのPRC除去系に供給してもよい。他の態様では、重質液相の一部を単体で、あるいは軽質液相の還流液との混合物として第1の塔に還流してもよい。 [0011] In one aspect, the present invention provides a reaction system comprising a reactor and a flash vessel, forming a reaction medium in the reactor, liquid recycle stream and steam generation in the reaction vessel Separating into a stream, distilling at least a portion of the steam product stream in a first column to obtain a side stream and a low boiling overhead steam stream comprising more than 5 wt% water, Condensing at least a part and separating into two phases to form a heavy liquid phase and a light liquid phase, and controlling the recycling rate of the light liquid phase to the reaction system to control the water concentration in the side stream Is maintained at 1 to 3 wt%, such as preferably 1.1 to 2.5 wt%, and the hydrogen iodide (HI) concentration is maintained at 50 wppm or less, such as preferably 0.1 to 50 wppm, and At least of the side stream in the second tower Parts distilled to include obtaining purified acetic acid product, a method for producing acetic acid. In one embodiment, the sidestream further comprises one or more iodide C 1 -C 14 alkyl 0.1-6 wt%, the methyl acetate from 0.1 to 6 wt%. The light liquid phase may contain 40 to 80% by weight of water. The reaction medium is 0.5-30 wt% methyl acetate, 0.1-14 wt% water, 200-3000 wppm metal catalyst, 1-25 wt% iodide salt, 1-25 wt% methyl iodide. % May be included. The reaction medium may also contain acetic acid and methanol. In addition to recycling the light liquid phase, a portion of the light liquid phase can also be refluxed to the first column. In one embodiment, the first column is operated at a reflux ratio of 0.05 to 0.4. In some embodiments, another portion of the light liquid phase may be fed to a PRC removal system for removing acetaldehyde and / or other permanganate reducing compounds. In other embodiments, a portion of the heavy liquid phase may be refluxed to the first column alone or as a mixture with the light liquid phase reflux.

[0012]側流中のヨウ化水素濃度は、滴定試薬として酢酸リチウムを用いて電位差滴定により求めることができる。測定されたヨウ化水素濃度に応じて、測定されたヨウ化水素濃度が所定の閾値より大きい、例えば、50wppmを超える場合は、軽質液相のリサイクル率を増加させてもよい。一態様において、第2の塔の底部またはその付近から取り出された精製酢酸生成物のヨウ化物濃度をさらに低下させるために追加の工程を行ってもよい。例えば、本発明はさらに、精製酢酸生成物の合計ヨウ化物濃度が5wppm以下、例えば、1wppm以下の場合には、精製酢酸生成物をガード床(guard bed)に接触させて残留ヨウ化物汚染物質を除去することを含んでもよい。   [0012] The concentration of hydrogen iodide in the side stream can be determined by potentiometric titration using lithium acetate as a titration reagent. Depending on the measured hydrogen iodide concentration, if the measured hydrogen iodide concentration is greater than a predetermined threshold, for example, greater than 50 wppm, the light liquid phase recycle rate may be increased. In one embodiment, additional steps may be performed to further reduce the iodide concentration of the purified acetic acid product removed from or near the bottom of the second column. For example, the present invention further includes contacting the purified acetic acid product with a guard bed to remove residual iodide contaminants when the total iodide concentration of the purified acetic acid product is 5 wppm or less, such as 1 wppm or less. Removing may also be included.

[0013]他の態様では、本発明は、反応器とフラッシュ容器を備える反応系を用意すること、該反応器で反応媒体を形成すること、該フラッシュ容器で該反応媒体を液体リサイクル流と蒸気生成物流に分離すること、第1の塔で該蒸気生成物流の少なくとも一部を蒸留して側流と低沸点オーバーヘッド蒸気流を得ること、該低沸点オーバーヘッド流の少なくとも一部を凝縮し、かつ二相に分離して重質液相と軽質液相を形成すること、該側流中のヨウ化水素濃度を測定すること、測定されたヨウ化水素濃度に応じて該軽質液相の反応系へのリサイクル率を制御して、該側流中のヨウ化水素濃度を50wppm以下、例えば、好ましくは0.1〜50wppmに維持すること、及び第2の塔で該側流の少なくとも一部を蒸留して精製酢酸生成物を得ることを含む、酢酸を製造する方法に関する。   [0013] In another aspect, the present invention provides a reaction system comprising a reactor and a flash vessel, forming a reaction medium in the reactor, liquid reaction stream and steam in the flash vessel Separating into a product stream, distilling at least a portion of the vapor product stream in a first column to obtain a side stream and a low boiling overhead vapor stream, condensing at least a portion of the low boiling overhead stream, and Separating into two phases to form a heavy liquid phase and a light liquid phase, measuring the hydrogen iodide concentration in the side stream, and reacting the light liquid phase according to the measured hydrogen iodide concentration To control the recycle rate to maintain a hydrogen iodide concentration in the sidestream of 50 wppm or less, for example, preferably 0.1-50 wppm, and at least a portion of the sidestream in the second column. Distilled to obtain purified acetic acid product Comprising relates to a process for producing acetic acid.

[0014]さらに他の態様では、本発明は、反応器とフラッシュ容器を備える反応系を用意すること、該反応器で反応媒体を形成すること、該フラッシュ容器で該反応媒体を液体リサイクル流と蒸気生成物流に分離すること、第1の塔で該蒸気生成物流の少なくとも一部を蒸留して低沸点オーバーヘッド蒸気流と、1〜3重量%の水、0.1〜6重量%の1種以上のヨウ化C−C14アルキル、及び50wppm以下、例えば、1〜50wppmのヨウ化水素を含む側流とを得ること、第2の塔で該側流の少なくとも一部を蒸留して精製酢酸生成物を得ること、及び該精製酢酸生成物の合計ヨウ化物濃度が5wppm以下である場合には該精製酢酸生成物をガード床に接触させることを含む、酢酸を製造する方法に関する。 [0014] In yet another aspect, the invention provides a reaction system comprising a reactor and a flash vessel, forming a reaction medium in the reactor, and supplying the reaction medium as a liquid recycle stream in the flash vessel. Separating into a steam product stream, distilling at least a portion of the steam product stream in a first column, a low boiling overhead steam stream, 1-3 wt% water, 0.1-6 wt% To obtain a C 1 -C 14 alkyl iodide and a side stream containing 50 wppm or less of hydrogen iodide, for example, 1 to 50 wppm hydrogen iodide, and purifying by distilling at least a part of the side stream in the second column. It relates to a process for producing acetic acid comprising obtaining an acetic acid product and contacting the purified acetic acid product with a guard bed when the total iodide concentration of the purified acetic acid product is 5 wppm or less.

[0015]本発明は、添付の非限定的な図面によって十分に理解されよう。   [0015] The invention will be more fully understood from the accompanying non-limiting drawings.

[0016]
本発明に係る酢酸製造方法を示す概略図である。
[0016]
It is the schematic which shows the acetic acid manufacturing method which concerns on this invention.

導入
[0017]酢酸の回収方法は、通常は第1の塔で粗酢酸生成物を蒸留して側流を形成することと、この側流を第2の塔で蒸留して精製酢酸生成物を形成することを含む。この側流は、酢酸や水を含むと共に、ヨウ化水素等の様々な少量の不純物を含む。第1の塔では、低沸点オーバーヘッド蒸気流も形成される。この低沸点オーバーヘッド蒸気流は、通常は凝縮され、軽質液相と重質液相の二相に分離される。
Introduction
[0017] The acetic acid recovery method usually involves distilling the crude acetic acid product in the first column to form a side stream and distilling this side stream in the second column to form the purified acetic acid product. Including doing. This side stream contains acetic acid and water, and various small amounts of impurities such as hydrogen iodide. In the first column, a low boiling overhead vapor stream is also formed. This low boiling overhead vapor stream is usually condensed and separated into two phases, a light liquid phase and a heavy liquid phase.

[0018]本発明は、水濃度を制御し、そして間接的に側流のヨウ化水素濃度を制御する方法を提供する。利点として、側流の水濃度は、第1の塔から反応器とフラッシュ容器を備える反応系に回収される軽質液相のリサイクル率を制御することにより、所望の範囲に維持することができる。一態様では、低沸点オーバーヘッド流から凝縮された軽質液相全体の0〜20%をリサイクルする。残部を第1の塔の還流液として用いてもよく、あるいはPRC除去系に供給してもよい。ある態様では、軽質液相のリサイクル率は、0%であってもよいが、これは反応系へのリサイクルがなく、軽質液相は第1の塔での還流液として用いられるかPRC除去系へ供給されることを示している。軽質液相を第1の塔へ還流させることができるので、還流比の変化もまた反応器へのリサイクル率に影響を及ぼし、最終的には側流の水及びヨウ化水素含有量に影響を及ぼす。側流のヨウ化水素含有量を減少させると、第2の塔中、最終的には精製酢酸生成物中の総ヨウ化物含有量が減少する。精製酢酸生成物中の総ヨウ化物濃度が低い、例えば5wppm以下、例えば1wppm以下であると、ガード床を用いて残留ヨウ化物汚染物質を効果的に除去することができる。これにより、精製酢酸生成物の品質が大きく改善する。
[0018] The present invention provides a method of controlling water concentration and indirectly controlling the sidestream hydrogen iodide concentration. As an advantage, the sidestream water concentration can be maintained in the desired range by controlling the recycle rate of the light liquid phase recovered from the first column to the reaction system comprising the reactor and flash vessel. In one aspect, 0-20% of the total light liquid phase condensed from the low boiling overhead stream is recycled. The remainder may be used as the reflux liquid in the first column or may be fed to the PRC removal system. In some embodiments, the light liquid phase recycle rate may be 0%, but this is not recycled to the reaction system, and the light liquid phase is used as the reflux liquid in the first column or the PRC removal system. It is shown to be supplied to. Since the light liquid phase can be refluxed to the first column, changes in the reflux ratio also affect the recycle rate to the reactor and ultimately the sidestream water and hydrogen iodide content. Effect. Reducing the sidestream hydrogen iodide content reduces the total iodide content in the second column and ultimately in the purified acetic acid product . If the total iodide concentration in the purified acetic acid product is low, such as 5 wppm or less, such as 1 wppm or less, residual iodide contaminants can be effectively removed using a guard bed. This greatly improves the quality of the purified acetic acid product.

[0019]一態様において、本発明は、反応器とフラッシュ容器を備える反応系を用意すること、前記反応器で反応媒体を形成すること、前記フラッシュ容器で前記反応媒体を液体リサイクル流と蒸気生成物流に分離すること、第1の塔で前記蒸気生成物流の少なくとも一部を蒸留して側流と5重量%超の水を含む低沸点オーバーヘッド蒸気流とを得ること、前記低沸点オーバーヘッド流の少なくとも一部を凝縮し、かつ二相に分離して重質液相と軽質液相を形成すること、前記軽質液相の前記反応系へのリサイクル率を制御して前記側流中の水濃度を1〜3重量%に維持し、前記側流のヨウ化水素濃度を50wppm以下に維持すること、及び第2の塔で前記側流の少なくとも一部を蒸留して精製酢酸生成物を得ることを含む、酢酸を製造する方法に関する。   [0019] In one aspect, the present invention provides a reaction system comprising a reactor and a flash vessel, forming a reaction medium in the reactor, generating a liquid recycle stream and vapor generation of the reaction medium in the flash vessel Separating into a stream, distilling at least a portion of the steam product stream in a first column to obtain a side stream and a low boiling overhead steam stream comprising more than 5 wt% water, Condensing at least a part and separating into two phases to form a heavy liquid phase and a light liquid phase, controlling the recycling rate of the light liquid phase to the reaction system, and the water concentration in the side stream Is maintained at 1 to 3% by weight, the hydrogen iodide concentration in the side stream is maintained at 50 wppm or less, and at least a part of the side stream is distilled in the second column to obtain a purified acetic acid product. Who produce acetic acid, including On.

[0020]他の態様では、本発明は、反応器とフラッシュ容器を備える反応系を用意すること、前記反応器で反応媒体を形成すること、前記フラッシュ容器で前記反応媒体を液体リサイクル流と蒸気生成物流に分離すること、第1の塔で前記蒸気生成物流の少なくとも一部を蒸留して側流と低沸点オーバーヘッド蒸気流を得ること、前記低沸点オーバーヘッド流の少なくとも一部を凝縮し、かつ二相に分離して重質液相と軽質液相を形成すること、前記側流中のヨウ化水素濃度を測定すること、前記測定されたヨウ化水素濃度に応じて反応系への前記軽質液相のリサイクル率を制御して、前記側流中のヨウ化水素濃度を50wppm以下、例えば、好ましくは0.1〜50wppmに維持すること、及び第2の塔で前記側流の少なくとも一部を蒸留して精製酢酸生成物を得ることを含む、酢酸を製造する方法に関する。   [0020] In another aspect, the present invention provides a reaction system comprising a reactor and a flash vessel, forming a reaction medium in the reactor, and recycling the reaction medium into a liquid recycle stream and steam in the flash vessel Separating into a product stream, distilling at least a portion of the vapor product stream in a first column to obtain a side stream and a low boiling overhead vapor stream, condensing at least a portion of the low boiling overhead stream, and Separating into two phases to form a heavy liquid phase and a light liquid phase, measuring the hydrogen iodide concentration in the side stream, and depending on the measured hydrogen iodide concentration, the light to the reaction system Control the recycle rate of the liquid phase to maintain the hydrogen iodide concentration in the side stream at 50 wppm or less, for example, preferably 0.1 to 50 wppm, and at least part of the side stream in the second column The distillation Te and obtaining purified acetic acid product, a method for producing acetic acid.

[0021]さらに他の態様では、本発明は、反応器とフラッシュ容器を備える反応系を用意すること、前記反応器で反応媒体を形成すること、前記フラッシュ容器で前記反応媒体を液体リサイクル流と蒸気生成物流に分離すること、第1の塔で前記蒸気生成物流の少なくとも一部を蒸留して低沸点オーバーヘッド蒸気流と、1〜3重量%の水と、0.1〜6重量%の1種以上のヨウ化C−C14アルキルと、50wppm以下、例えば1〜50wppmのヨウ化水素を含む側流を得ること、第2の塔で前記側流の少なくとも一部を蒸留して精製酢酸生成物を得ること、及び前記精製酢酸生成物の総ヨウ化物濃度が5wppm以下である場合には前記精製酢酸生成物をガード床に接触させることを含む、酢酸を製造する方法に関する。 [0021] In yet another aspect, the invention provides a reaction system comprising a reactor and a flash vessel, forming a reaction medium in the reactor, and supplying the reaction medium as a liquid recycle stream in the flash vessel. Separating into a steam product stream, distilling at least a portion of said steam product stream in a first column, a low boiling overhead steam stream, 1-3 wt% water, 0.1-6 wt% 1 Obtaining a side stream comprising at least one species of C 1 -C 14 alkyl iodide and 50 wppm or less, for example 1 to 50 wppm hydrogen iodide, and distilling at least a portion of said side stream in a second column to produce purified acetic acid The present invention relates to a process for producing acetic acid comprising obtaining a product and contacting the purified acetic acid product with a guard bed when the total iodide concentration of the purified acetic acid product is 5 wppm or less.

[0022]軽質液相のリサイクルを制御することにより、2基の塔の間の側流中の水濃度を所定の濃度限界以内に維持してもよい。側流は1〜3重量%、例えば1〜2.5重量%、より好ましくは1.1〜2.1重量%の水を含んでいてもよい。この範囲内の水濃度であれば、側流中のヨウ化水素濃度は50wppm以下、例えば0.1〜50wppm、あるいは5〜30wppmに維持されることがわかった。ヨウ化水素は3〜8重量%の水を含有する酢酸−水混合物に可溶であり、水濃度が低下するに従ってヨウ化水素の溶解性も低下する。この相関関係により、ヨウ化水素の揮発が促進され、その結果、塔のオーバーヘッドに回収されるヨウ化水素は減少する。ヨウ化水素はある状況下では腐食性を有することもあるが、所定量のヨウ化水素がある条件下では触媒として有益に作用する場合がある。そのような触媒としては、米国特許第7,223,883号(所定の酢酸分離方法でジメチルエーテルを形成する利点が記載されている)に記載のジメチルエーテルを形成するための触媒が挙げられるが、この特許の全内容は参照により本明細書に組み込まれる。   [0022] By controlling the recycling of the light liquid phase, the water concentration in the side stream between the two towers may be maintained within a predetermined concentration limit. The side stream may contain 1 to 3% by weight of water, for example 1 to 2.5% by weight, more preferably 1.1 to 2.1% by weight. It was found that the hydrogen iodide concentration in the side stream is maintained at 50 wppm or less, for example, 0.1 to 50 wppm, or 5 to 30 wppm if the water concentration is within this range. Hydrogen iodide is soluble in an acetic acid-water mixture containing 3 to 8% by weight of water, and the solubility of hydrogen iodide decreases as the water concentration decreases. This correlation promotes hydrogen iodide volatilization, resulting in a reduction in the amount of hydrogen iodide recovered in the tower overhead. Although hydrogen iodide may be corrosive under certain circumstances, it may beneficially act as a catalyst under certain conditions of a given amount of hydrogen iodide. Such catalysts include the catalysts for forming dimethyl ether described in US Pat. No. 7,223,883 (which describes the advantages of forming dimethyl ether by a predetermined acetic acid separation method). The entire contents of the patent are incorporated herein by reference.

[0023]軽質液相の反応系へのリサイクル率を制御することは、例えば米国特許第9,006,483号に記載の方法等、ヨウ化水素の含有量を制御するための他の方法に比べて改良されている。その理由として、本発明はヨウ化水素を、第1の塔に追加の成分を導入することなく、および/または第1の塔に送られる蒸気生成物供給における所定の濃度を維持することなく制御することができるという利点を有するからである。また、米国特許第9,006,483号に記載の方法は、反応系への軽質液相のリサイクルの制御を含んでおらず、よって側流の水及びヨウ化水素濃度を独立して制御することができない。   [0023] Controlling the recycling rate of the light liquid phase to the reaction system is another method for controlling the content of hydrogen iodide, such as the method described in US Pat. No. 9,006,483. It is improved compared to this. For that reason, the present invention controls hydrogen iodide without introducing additional components into the first column and / or without maintaining a predetermined concentration in the vapor product feed sent to the first column. This is because it has the advantage of being able to. Also, the method described in US Pat. No. 9,006,483 does not include control of the recycling of the light liquid phase to the reaction system, thus controlling the sidestream water and hydrogen iodide concentrations independently. I can't.

[0024]側流の主要成分は酢酸であり、側流は好ましくは90重量%超、例えば94重量%超、あるいは96重量%超の酢酸を含む。範囲に関していえば、側流は90〜99重量%、例えば91〜98重量%の酢酸を含んでいてもよい。このような濃度であれば、第1の塔に供給した大部分の酢酸を側流に引き出して第2の塔でさらに精製することができる。酢酸は第1の塔の低沸点蒸気流や高沸点残渣流には回収されないことが好ましい。   [0024] The main component of the side stream is acetic acid, and the side stream preferably contains more than 90% by weight, such as more than 94% by weight, or more than 96% by weight acetic acid. In terms of range, the side stream may contain 90-99% by weight acetic acid, for example 91-98% by weight. With such a concentration, most of the acetic acid supplied to the first column can be withdrawn into the side stream and further purified in the second column. Acetic acid is preferably not recovered in the low boiling vapor stream or high boiling residue stream of the first column.

[0025]酢酸と水に加えて、側流はまた、0.1〜6重量%の1種以上のヨウ化C−C14アルキル、特にヨウ化メチルを含んでいてもよい。ヨウ化ヘキシル等他のヨウ化アルキルは、アセトアルデヒド等のカルボニル不純物から形成されてもよい。より好ましくは、側流は1種以上のヨウ化C−C14アルキルを0.5〜3重量%含む。水の存在により、側流はまた、0.1〜6重量%、例えば0.5〜3重量%の酢酸メチルを含んでいる場合がある。 [0025] In addition to acetic acid and water, the side stream may also contain from 0.1 to 6% by weight of one or more C 1 -C 14 alkyl iodides, especially methyl iodide. Other alkyl iodides such as hexyl iodide may be formed from carbonyl impurities such as acetaldehyde. More preferably, the side stream comprises one or more iodide C 1 -C 14 alkyl 0.5-3 wt%. Due to the presence of water, the side stream may also contain 0.1 to 6% by weight, for example 0.5 to 3% by weight of methyl acetate.

[0026]側流中のヨウ化水素濃度は、滴定試薬として酢酸リチウムを用いて電位差滴定により求められる。他の方法としては、ヨウ化水素の含有量を間接的に計算によって求める方法がある。例えば、米国特許公開第2013/0310603号では、ヨウ化物イオン濃度は、ヨウ化物塩の形態(共触媒及びヨウ化金属から派生したヨウ化物を含む)に由来するヨウ化物イオン濃度をヨウ化物イオン(I)の総濃度から減じることにより算出してもよいことが示されている。このような間接計算技術は、通常は不正確であり、元になるイオン測定方法が不正確であるために実際のヨウ化水素濃度が十分に示されない。また、この間接計算技術では他のヨウ化物形態を勘定にいれていない。その理由として、金属陽イオンを測定して、この陽イオンがすべてヨウ化物陰イオンとのみ結合することを前提としているが、これは誤りであって、実際にはこれら金属陽イオンは酢酸陰イオンや触媒陰イオン等の他の陰イオンと結合する場合があるからである。これに対して、本発明によるヨウ化水素濃度の直接測定は、系内の実際のヨウ化水素濃度を反映することができ、0.01%もの低い確度が得られるという利点がある。
[0026] The concentration of hydrogen iodide in the side stream is determined by potentiometric titration using lithium acetate as a titration reagent. As another method, there is a method of obtaining the content of hydrogen iodide indirectly by calculation. For example, in U.S. Patent Publication No. 2013/0310603, the iodide ion concentration is determined from the iodide ion concentration derived from the iodide salt form (including iodide derived from a cocatalyst and metal iodide). It has been shown that it may be calculated by subtracting from the total concentration of I ). Such indirect calculation techniques are usually inaccurate, and the actual ion concentration measurement method is inaccurate, so that the actual hydrogen iodide concentration is not sufficiently shown. Also, this indirect calculation technique does not account for other iodide forms. The reason for this is that measuring metal cations assumes that all of these cations bind only to iodide anions, but this is incorrect, and in fact these metal cations are acetate anions. This is because it may bind to other anions such as catalyst anions. On the other hand, the direct measurement of the hydrogen iodide concentration according to the present invention can reflect the actual hydrogen iodide concentration in the system, and has an advantage that an accuracy as low as 0.01% can be obtained.

[0027]側流のヨウ化水素濃度を検出することにより軽質液相のリサイクル率を制御してもよい。例えばヨウ化水素濃度が50wppm等、所定の閾値を超えている場合、軽質液相のリサイクル率を増加させてもよい。一旦ヨウ化水素濃度が10wppm等、所定の閾値より低くなれば、軽質液相のリサイクル率を低下させてもよい。本明細書を通じて、軽質液相のリサイクル率は、第1の塔のオーバーヘッドから凝縮された軽質液相の総量に対する、リサイクルされた軽質液相の割合である。軽質液相は反応系にリサイクルさせてもよい。
反応工程
[0028]一例としての反応及び酢酸回収系100を図1に示す。図に示すように、メタノール含有供給流101と一酸化炭素含有供給流102を液相カルボニル化反応器105に投入し、カルボニル化反応を行って酢酸を形成する。
[0027] The light liquid phase recycle rate may be controlled by detecting the sidestream hydrogen iodide concentration. For example, when the hydrogen iodide concentration exceeds a predetermined threshold, such as 50 wppm, the light liquid phase recycling rate may be increased. Once the hydrogen iodide concentration falls below a predetermined threshold, such as 10 wppm, the light liquid phase recycle rate may be reduced. Throughout this specification, the light liquid phase recycle rate is the ratio of the recycled light liquid phase to the total amount of light liquid phase condensed from the overhead of the first column. The light liquid phase may be recycled to the reaction system.
Reaction process
[0028] An exemplary reaction and acetic acid recovery system 100 is shown in FIG. As shown, a methanol-containing feed stream 101 and a carbon monoxide-containing feed stream 102 are charged to a liquid phase carbonylation reactor 105 and subjected to a carbonylation reaction to form acetic acid.

[0029]メタノール含有供給流101は、メタノール、ジメチエーテル、酢酸メチルからなる群から選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。メタノール含有供給流101は、一部は新たな供給に由来するものであってもよく、あるいは前記系からリサイクルされたものであってもよい。メタノールおよび/またはその反応性誘導体の少なくとも数種は、酢酸とのエステル化反応により液体溶媒で酢酸メチルに変換される。   [0029] The methanol-containing feed stream 101 may comprise at least one selected from the group consisting of methanol, dimethyl ether, methyl acetate. The methanol-containing feed stream 101 may be partially derived from a new supply or may be recycled from the system. At least some of the methanol and / or reactive derivatives thereof are converted to methyl acetate in a liquid solvent by an esterification reaction with acetic acid.

[0030]カルボニル化の通常の反応温度は150〜250℃である。好ましい温度範囲は180〜225℃である。反応器内の一酸化炭素分圧は大きく変動することがあるが、通常は2〜30atm、例えば3〜10atmである。反応器内の水素分圧は、通常は0.05〜2atm、例えば0.25〜1.9atmである。副生成物の分圧と含有される液体の蒸気圧のため、反応器の全圧は15〜40atmの範囲である。酢酸の製造率は5〜50モル/L・hであってもよく、例えば10〜40モル/L・h、好ましくは約15〜35モル/L・hである。   [0030] The usual reaction temperature for carbonylation is 150-250 ° C. A preferred temperature range is 180-225 ° C. The carbon monoxide partial pressure in the reactor may vary greatly, but is usually 2-30 atm, for example 3-10 atm. The hydrogen partial pressure in the reactor is usually 0.05 to 2 atm, for example 0.25 to 1.9 atm. Due to the partial pressure of by-products and the vapor pressure of the liquid contained, the total pressure in the reactor is in the range of 15-40 atm. The production rate of acetic acid may be 5 to 50 mol / L · h, for example 10 to 40 mol / L · h, preferably about 15 to 35 mol / L · h.

[0031]カルボニル化反応器105は、撹拌器付きまたは撹拌器なしの、撹拌容器または気泡塔式容器であることが好ましい。この中で反応液またはスラリーの含有量を、好ましくは自動的に、好ましくは通常運転中は実質的に一定であるように所定の値に維持する。必要に応じて、新たなメタノール、一酸化炭素、及び十分量の水をカルボニル化反応器105に連続的に導入して反応媒体中の好適な濃度を維持する。   [0031] The carbonylation reactor 105 is preferably a stirred vessel or bubble column vessel with or without a stirrer. In this, the content of the reaction liquid or slurry is maintained at a predetermined value, preferably automatically, and preferably substantially constant during normal operation. If necessary, fresh methanol, carbon monoxide, and a sufficient amount of water are continuously introduced into the carbonylation reactor 105 to maintain a suitable concentration in the reaction medium.

[0032]金属触媒はVIII族金属を含んでいてもよい。好適なVIII族触媒としては、ロジウムおよび/またはイリジウム触媒が挙げられる。ロジウム触媒を用いる場合、当該分野で周知であるように、[Rh(CO)陰イオンを含む平衡混合物としてロジウムが触媒液中に存在するようにロジウム触媒を任意の好適な形態で添加してもよい。本明細書に記載した方法の反応混合物中に維持されてもよいヨウ化物塩は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、四級アンモニウム、ホスホニウム塩の可溶性塩、またはこれらの混合物の形態であってもよい。ある態様では、触媒共促進剤はヨウ化リチウム、酢酸リチウム、またはこれらの混合物である。塩共促進剤は、ヨウ化物塩を生成する非ヨウ化物塩として添加してもよい。ヨウ化物触媒安定化剤は反応系に直接導入してもよい。あるいは、ヨウ化物塩は反応系で生成してもよい。その理由として、反応系の運転条件下では、反応媒体中で広範囲の非ヨウ化物塩前駆体がヨウ化メチルまたはヨウ化水素酸と反応して対応する共促進ヨウ化物塩安定化剤を生成するからである。ロジウム触媒及びヨウ化物塩の生成についての詳細は、米国特許第5,001,259号、5,026,908号、5,144,068号、及び7,005,541号を参照のこと。これらの内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。イリジウム触媒を用いたメタノールのカルボニル化はよく知られており、一般に米国特許第5,942,460号、5,932,764号、5,883,295号、5,877,348号、5,877,347号、及び5,696,284号に記載されている。これらの内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。 [0032] The metal catalyst may comprise a Group VIII metal. Suitable Group VIII catalysts include rhodium and / or iridium catalysts. When using a rhodium catalyst, as is well known in the art, [Rh (CO) 2 I 2] - any suitable form of rhodium catalyst as rhodium equilibrium mixture containing an anion is present in the catalyst solution May be added. The iodide salt that may be maintained in the reaction mixture of the methods described herein may be in the form of an alkali metal, alkaline earth metal, quaternary ammonium, a soluble salt of a phosphonium salt, or a mixture thereof. Good. In some embodiments, the catalyst co-promoter is lithium iodide, lithium acetate, or a mixture thereof. The salt co-promoter may be added as a non-iodide salt that produces an iodide salt. The iodide catalyst stabilizer may be introduced directly into the reaction system. Alternatively, the iodide salt may be generated in the reaction system. This is because, under the operating conditions of the reaction system, a wide range of non-iodide salt precursors react with methyl iodide or hydroiodic acid in the reaction medium to produce the corresponding co-promoted iodide salt stabilizer. Because. See US Pat. Nos. 5,001,259, 5,026,908, 5,144,068, and 7,005,541 for details on rhodium catalyst and iodide salt formation. The entire contents of which are incorporated herein by reference. Carbonylation of methanol using iridium catalysts is well known and is generally described in U.S. Pat. Nos. 5,942,460, 5,932,764, 5,883,295, 5,877,348, 5, 877,347 and 5,696,284. The entire contents of which are incorporated herein by reference.

[0033]触媒系のハロゲン含有触媒促進剤は、有機ハロゲン化物を含むハロゲン化合物からなる。従って、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリール、及びハロゲン化置換アルキルまたはハロゲン化置換アリールを用いることができる。ハロゲン含有触媒促進剤はハロゲン化アルキルの形態で存在することが好ましい。ハロゲン含有触媒促進剤は、カルボニル化されている供給アルコールのアルキルラジカルと対応するアルキルラジカルを有するハロゲン化アルキルの形態で存在することが更に好ましい。従って、メタノールの酢酸へのカルボニル化においてハロゲン化物促進剤はハロゲン化メチル、より好ましくはヨウ化メチルを含む。   [0033] The halogen-containing catalyst promoter of the catalyst system comprises a halogen compound including an organic halide. Accordingly, alkyl halides, aryl halides, and halogenated substituted alkyls or halogenated substituted aryls can be used. The halogen-containing catalyst promoter is preferably present in the form of an alkyl halide. More preferably, the halogen-containing catalyst promoter is present in the form of an alkyl halide having an alkyl radical corresponding to the alkyl radical of the carbonylated feed alcohol. Thus, in the carbonylation of methanol to acetic acid, the halide promoter includes methyl halide, more preferably methyl iodide.

[0034]反応媒体の成分を規定限界範囲内に維持して十分量の酢酸を確実に製造する。反応媒体は所定濃度の金属触媒を含有する。例えばロジウム触媒を200〜3000wppm、例えば800〜3000wppm、または900〜1500wppm含有する。反応媒体中の水の濃度は、14重量%未満、例えば0.1重量%〜14重量%、0.2重量%〜10重量%、あるいは0.25重量%〜5重量%に維持される。反応は水の少ない条件下で行うことが好ましい。反応媒体は0.1〜4.1重量%、例えば0.1〜3.1重量%、または0.5〜2.8重量%の水を含有する。反応媒体中のヨウ化メチル濃度は、1〜25重量%、例えば5〜20重量%、4〜13.9重量%、または4〜7重量%に維持される。反応媒体中の、ヨウ化リチウム等のヨウ化物塩の濃度は、1〜25重量%、例えば2〜20重量%、または3〜20重量%に維持される。反応媒体中の酢酸メチル濃度は、0.5〜30重量%、例えば0.3〜20重量%、または0.6〜4.1重量%に維持される。以下の量は、反応媒体の総重量に基づく。反応媒体中の酢酸濃度は、一般に30重量%超、例えば40重量%超、または50重量%超である。   [0034] Ensure that a sufficient amount of acetic acid is produced by maintaining the components of the reaction medium within specified limits. The reaction medium contains a predetermined concentration of metal catalyst. For example, the rhodium catalyst is contained in an amount of 200 to 3000 wppm, such as 800 to 3000 wppm, or 900 to 1500 wppm. The concentration of water in the reaction medium is maintained at less than 14% by weight, such as 0.1% to 14%, 0.2% to 10%, or 0.25% to 5%. The reaction is preferably performed under conditions with little water. The reaction medium contains 0.1 to 4.1% by weight of water, for example 0.1 to 3.1% by weight, or 0.5 to 2.8% by weight. The methyl iodide concentration in the reaction medium is maintained at 1 to 25% by weight, such as 5 to 20% by weight, 4 to 13.9% by weight, or 4 to 7% by weight. The concentration of iodide salt, such as lithium iodide, in the reaction medium is maintained at 1-25 wt%, such as 2-20 wt%, or 3-20 wt%. The methyl acetate concentration in the reaction medium is maintained at 0.5-30 wt%, such as 0.3-20 wt%, or 0.6-4.1 wt%. The following amounts are based on the total weight of the reaction medium. The concentration of acetic acid in the reaction medium is generally greater than 30% by weight, for example greater than 40% by weight or greater than 50% by weight.

[0035]ある態様では、所望のカルボン酸と、望ましくはカルボニル化に用いるアルコールと、ヨウ化水素として存在するヨウ化物イオンに加えて別のヨウ化物イオンからなる反応媒体中のエステル濃度を維持することにより水濃度が低くても所望の反応速度が得られる。所望のエステルは酢酸メチルである。別のヨウ化物イオンは望ましくはヨウ化物塩であり、ヨウ化リチウム(LiI)が好ましい。水濃度が低いと、酢酸メチル及びヨウ化リチウムは、これら成分がそれぞれ比較的高濃度で存在するときのみ反応速度促進剤として作用すること、またこれら成分の両方が同時に存在するときに促進がより高まることがわかった。   [0035] In some embodiments, maintaining the ester concentration in the reaction medium consisting of the desired carboxylic acid, desirably the alcohol used for carbonylation, and another iodide ion in addition to the iodide ion present as hydrogen iodide. Thus, the desired reaction rate can be obtained even when the water concentration is low. The desired ester is methyl acetate. Another iodide ion is desirably an iodide salt, with lithium iodide (LiI) being preferred. At low water concentrations, methyl acetate and lithium iodide act as kinetic promoters only when these components are each present in relatively high concentrations, and are more accelerated when both of these components are present simultaneously. I found it to increase.

[0036]メタノールの酢酸生成物へのカルボニル化反応は、カルボニル化生成物を形成するのに好適な温度及び圧力条件で、ロジウム触媒、ヨウ化メチル(MeI)促進剤、酢酸メチル(MeAc)、及び別の可溶性ヨウ化物塩を含有する酢酸反応溶媒にバブリングにより供給される一酸化炭素ガスとメタノールとを接触させることにより行ってもよい。一般に、重要なのは触媒系中のヨウ化物イオン濃度であって、ヨウ化物と結合する陽イオンの濃度ではないこと、及びヨウ化物が所定モル濃度の場合、陽イオンの性質はヨウ化物濃度の効果ほど重要ではないことが認識されている。塩が反応媒体に十分に可溶であって所望の量のヨウ化物を提供することができれば、金属ヨウ化物塩、または有機陽イオン、例えば、アミンまたはホスフィン化合物に基づく陽イオン(第3級または第4級陽イオンであってもよい)等の他の陽イオンのヨウ化物塩のいずれをも反応媒体中で維持させてもよい。ヨウ化物が金属塩である場合、オハイオ州クリーブランドCRCプレスから出版された「化学・物理便覧」2002−03(第83版)に記載されているように、周期表のIA族及びIIA族金属からなる群から選択される金属のヨウ化物塩であることが好ましい。特にアルカリ金属のヨウ化物は有用であり、ヨウ化リチウムは特に好適である。低水カルボニル化法では、一般に、ヨウ化物イオンの総濃度が1〜25重量%であるような量でヨウ化水素として存在するヨウ化物イオンに加えて別のヨウ化物イオンが触媒溶液に存在する。また、酢酸メチルは一般に0.5〜30重量%の量で存在し、ヨウ化メチルは一般に1〜25重量%の量で存在する。ロジウム触媒は一般に200〜3000ppmの量で存在する。   [0036] The carbonylation reaction of methanol to the acetic acid product is carried out under conditions of temperature and pressure suitable to form the carbonylation product, rhodium catalyst, methyl iodide (MeI) promoter, methyl acetate (MeAc), Alternatively, it may be carried out by contacting carbon monoxide gas supplied by bubbling with methanol to an acetic acid reaction solvent containing another soluble iodide salt. In general, what is important is the concentration of iodide ions in the catalyst system, not the concentration of cations bound to iodide, and if the iodide is at a given molar concentration, the nature of the cation is as high as the effect of iodide concentration. It is recognized that it is not important. If the salt is sufficiently soluble in the reaction medium to provide the desired amount of iodide, a metal iodide salt, or a cation based on an organic cation, such as an amine or phosphine compound (tertiary or Any other cation iodide salt, such as a quaternary cation, may be maintained in the reaction medium. When the iodide is a metal salt, from the Group IA and IIA metals of the periodic table as described in “Chemical and Physical Handbook” 2002-03 (83rd edition) published by the Cleveland CRC Press, Ohio A metal iodide salt selected from the group consisting of In particular, alkali metal iodides are useful, and lithium iodide is particularly preferred. In the low water carbonylation process, there is generally another iodide ion present in the catalyst solution in addition to the iodide ion present as hydrogen iodide in an amount such that the total concentration of iodide ions is from 1 to 25% by weight. . Also, methyl acetate is generally present in an amount of 0.5-30% by weight and methyl iodide is generally present in an amount of 1-25% by weight. The rhodium catalyst is generally present in an amount of 200 to 3000 ppm.

[0037]通常のカルボニル化工程では、一酸化炭素をカルボニル化反応器、望ましくは撹拌器の下に連続的に導入し、撹拌器を用いて内容物を撹拌してもよい。供給ガスを、この撹拌手段により反応液中に十分に分散することが好ましい。排気流106を反応器105から放出して、ガス状副生成物の蓄積を防止し、反応器の所定の全圧で設定された一酸化炭素分圧を維持することが望ましい。反応器の温度を制御してもよく、反応器の所望の全圧を維持するのに十分な速度で一酸化炭素を供給する。液体反応媒体を含む流113は、反応器105から送り出される。   [0037] In a normal carbonylation process, carbon monoxide may be continuously introduced under a carbonylation reactor, preferably a stirrer, and the contents may be stirred using the stirrer. It is preferable that the feed gas is sufficiently dispersed in the reaction solution by this stirring means. It is desirable to discharge the exhaust stream 106 from the reactor 105 to prevent the accumulation of gaseous byproducts and maintain the carbon monoxide partial pressure set at the predetermined total pressure in the reactor. The temperature of the reactor may be controlled and carbon monoxide is fed at a rate sufficient to maintain the desired total pressure in the reactor. A stream 113 containing a liquid reaction medium is sent out of the reactor 105.

[0038]この酢酸製造系は、酢酸を回収し、カルボニル化工程内で金属触媒、ヨウ化メチル、酢酸メチル、及び他の系の成分をリサイクルさせるのに用いる分離系108を備えることが好ましい。1種以上のリサイクル流を反応器に導入する前に混合してもよい。また分離系は、カルボニル化反応器、そして系全体の水及び酢酸含有量を制御し、過マンガン酸還元化合物(PRC)の除去を容易にすることが好ましい。PRCとしては、アセトアルデヒド、アセトン、メチルエチルケトン、ブチルアルデヒド、クロトンアルデヒド、2−エチルクロトンアルデヒド、2−エチルブチルアルデヒド、及びこれらのアルドール縮合物が挙げられる。   [0038] The acetic acid production system preferably includes a separation system 108 that is used to recover acetic acid and recycle the metal catalyst, methyl iodide, methyl acetate, and other system components within the carbonylation process. One or more recycle streams may be mixed before being introduced into the reactor. Also, the separation system preferably controls the carbonylation reactor and the water and acetic acid content of the entire system to facilitate the removal of the permanganate reducing compound (PRC). Examples of PRC include acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, butyraldehyde, crotonaldehyde, 2-ethylcrotonaldehyde, 2-ethylbutyraldehyde, and aldol condensates thereof.

[0039]反応媒体を、カルボニル化反応器105から一定のレベルに維持するのに十分な速度で取り出し、流113を経由させてフラッシュ容器110に供給する。反応器105とフラッシュ容器110は、関連するポンプ、排気口、パイプ、バルブとともに反応系を構成する。フラッシュ分離は、80℃〜280℃の温度で絶対圧力0.25〜10atm、より好ましくは100℃〜260℃の温度で0.3〜10atmで行ってもよい。フラッシュ容器110では、反応媒体をフラッシュ分離工程で分離して、酢酸を含む蒸気生成物流112と触媒含有液を含む液体リサイクル流111とを得る。   [0039] The reaction medium is removed from the carbonylation reactor 105 at a rate sufficient to maintain a constant level and fed via stream 113 to the flash vessel 110. The reactor 105 and the flash vessel 110 constitute a reaction system together with related pumps, exhaust ports, pipes and valves. The flash separation may be performed at a temperature of 80 ° C. to 280 ° C. and an absolute pressure of 0.25 to 10 atm, more preferably at a temperature of 100 ° C. to 260 ° C. and 0.3 to 10 atm. In the flash vessel 110, the reaction medium is separated in a flash separation step to obtain a vapor product stream 112 containing acetic acid and a liquid recycle stream 111 containing catalyst-containing liquid.

[0040]液体リサイクル流111は、酢酸、金属触媒、腐食性金属、その他の各種化合物を含む。一態様では、液体リサイクル流は60〜90重量%の酢酸、0.01〜0.5重量%の金属触媒、10〜2500wppmの腐食性金属(例えばニッケル、鉄、クロム等)、5〜20重量%のヨウ化リチウム、0.5〜5重量%のヨウ化メチル、0.1〜5重量%の酢酸メチル、0.1〜8重量%の水、1重量%以下のアセトアルデヒド(例えば0.0001〜1重量%のアセトアルデヒド)、及び0.5重量%以下のヨウ化水素(例えば0.0001〜0.5重量%のヨウ化水素)を含む。   [0040] The liquid recycle stream 111 includes acetic acid, metal catalyst, corrosive metal, and various other compounds. In one aspect, the liquid recycle stream is 60-90 wt% acetic acid, 0.01-0.5 wt% metal catalyst, 10-2500 wppm corrosive metal (e.g., nickel, iron, chromium, etc.), 5-20 wt%. % Lithium iodide, 0.5-5% by weight methyl iodide, 0.1-5% by weight methyl acetate, 0.1-8% by weight water, 1% by weight or less acetaldehyde (eg 0.0001 -1 wt% acetaldehyde), and 0.5 wt% or less hydrogen iodide (e.g. 0.0001-0.5 wt% hydrogen iodide).

[0041]蒸気生成物流112及び液体リサイクル流111の各流速は、変動し得るが、例示的な一態様では、フラッシュ容器110への流の15%〜55%を蒸気生成物流112として除去し、流の45%〜85%を液体リサイクル流111として除去する。触媒含有液は大部分がロジウムとヨウ化物塩を含有する酢酸であって、それより少量の酢酸メチル、ヨウ化メチル、及び水を含んでいてもよく、上述のように反応器にリサイクルされる。米国特許第5,731,252号(その全内容が参照により本明細書に組み込まれる)に記載されているように、液体リサイクル流を反応器に戻す前に、スリップ流(slip stream)をイオン交換床等の腐食性金属除去床に通過させてニッケル、鉄、クロム等の同伴腐食性金属を除去してもよい。米国特許第8,697,908号(その全内容が参照により本明細書に組み込まれる)に記載されているように、腐食性金属除去床を用いてアミンのような窒素化合物を除去してもよい。   [0041] Each flow rate of the steam product stream 112 and the liquid recycle stream 111 may vary, but in an exemplary aspect, 15% to 55% of the stream to the flash vessel 110 is removed as the steam product stream 112; 45% to 85% of the stream is removed as liquid recycle stream 111. The catalyst-containing liquid is mostly acetic acid containing rhodium and iodide salts and may contain smaller amounts of methyl acetate, methyl iodide, and water, and is recycled to the reactor as described above. . Prior to returning the liquid recycle stream to the reactor, as described in US Pat. No. 5,731,252, the entire contents of which are incorporated herein by reference, the slip stream is ionized. It may be passed through a corrosive metal removal floor such as an exchange floor to remove accompanying corrosive metals such as nickel, iron and chromium. As described in US Pat. No. 8,697,908 (the entire contents of which are incorporated herein by reference), a corrosive metal removal bed may be used to remove nitrogen compounds such as amines. Good.

[0042]酢酸に加えて、蒸気生成物流112はまた、ヨウ化メチル、酢酸メチル、水、ヨウ化水素、及び例えばアセトアルデヒド、クロトンアルデヒド等のPRCを含む。反応器105から送り出されてフラッシュ容器110に供給される溶解ガスは、一酸化炭素の一部を含んでいるが、メタン、水素、二酸化炭素等のガス副生成物を含んでいてもよい。このような溶解ガスは、蒸気生成物流112の一部としてフラッシュ容器110から送り出される。一態様では、排気流106中の一酸化炭素をフラッシュ容器110の底部に供給してロジウムの安定性を高めてもよい。
酢酸の回収
[0043]酢酸の蒸留及び回収は、特に本発明の目的に限定されない。図1に示すように、蒸気生成物流112は第1の塔120(軽質分留塔とも言う)に供給される。一態様では、蒸気生成物流112は酢酸、酢酸メチル、水、ヨウ化メチル、アセトアルデヒドに加えて、ヨウ化水素、クロトンアルデヒド等の他の不純物やプロピオン酸等の副生物を含んでいてもよい。蒸留により低沸点オーバーヘッド蒸気流122と、精製酢酸生成物(好ましくは側流123を経て除去される)と、高沸点残渣流121とが得られる。酢酸の大部分は側流123内に除去されるが、高沸点残渣流121からは酢酸が殆ど回収されないか、あるいは全く回収されないことが好ましい。
[0042] In addition to acetic acid, the vapor product stream 112 also includes methyl iodide, methyl acetate, water, hydrogen iodide, and PRCs such as acetaldehyde, crotonaldehyde, and the like. The dissolved gas sent from the reactor 105 and supplied to the flash vessel 110 contains a part of carbon monoxide, but may contain gas by-products such as methane, hydrogen, carbon dioxide and the like. Such dissolved gas is delivered from the flash vessel 110 as part of the vapor product stream 112. In one aspect, carbon monoxide in the exhaust stream 106 may be supplied to the bottom of the flash vessel 110 to enhance rhodium stability.
Acetic acid recovery
[0043] The distillation and recovery of acetic acid is not particularly limited for the purposes of the present invention. As shown in FIG. 1, the steam product stream 112 is supplied to a first column 120 (also referred to as a light fractionation column). In one aspect, the vapor product stream 112 may contain other impurities such as hydrogen iodide, crotonaldehyde, and by-products such as propionic acid in addition to acetic acid, methyl acetate, water, methyl iodide, acetaldehyde. Distillation results in a low boiling overhead vapor stream 122, a purified acetic acid product (preferably removed via side stream 123), and a high boiling residue stream 121. Most of the acetic acid is removed in the side stream 123, but it is preferred that little or no acetic acid is recovered from the high boiling residue stream 121.

[0044]一態様では、低沸点オーバーヘッド蒸気流122は5重量%超、例えば10重量%超、または25重量%超の水を含む。水の量は80重量%以下であってもよい。範囲に関していえば、水の量は5重量%〜80重量%、例えば10重量%〜70重量%、または25重量%〜60重量%であってもよい。水濃度を5重量%より低くすると、反応系にリサイクルされる酢酸が増加し、精製系全体のリサイクル量が増加するので好ましくない。また低沸点オーバーヘッド蒸気流122は水に加えて酢酸メチルやヨウ化メチル、PRC等のカルボニル不純物を含んでいてもよい。これらをオーバーヘッドに濃縮させて側流123の酢酸から除去することが好ましい。   [0044] In one aspect, the low boiling overhead vapor stream 122 comprises greater than 5 wt% water, such as greater than 10 wt%, or greater than 25 wt% water. The amount of water may be 80% by weight or less. With respect to the range, the amount of water may be 5 wt% to 80 wt%, such as 10 wt% to 70 wt%, or 25 wt% to 60 wt%. If the water concentration is lower than 5% by weight, the amount of acetic acid recycled to the reaction system increases, and the amount of recycling of the entire purification system increases, which is not preferable. The low boiling overhead vapor stream 122 may contain carbonyl impurities such as methyl acetate, methyl iodide, and PRC in addition to water. These are preferably concentrated in the overhead and removed from the acetic acid in the side stream 123.

[0045]図示するように、低沸点オーバーヘッド蒸気流122を凝縮し、オーバーヘッドデカンタ124として示されているオーバーヘッド相分離ユニットに投入することが好ましい。一旦デカンタ124で凝縮された低沸点オーバーヘッド蒸気流122が軽質液相133(水相とも言う)と重質液相134(有機相とも言う)の二相に分離されるように条件を維持することが望ましい。オフガス成分をデカンタ124からライン132を経由して排気してもよい。軽質液相133の特定の組成は大きく変動し得るが、いくつかの好ましい組成を以下の表1に示す。   [0045] As shown, the low boiling overhead vapor stream 122 is preferably condensed and fed to an overhead phase separation unit, shown as an overhead decanter 124. Maintaining conditions so that the low-boiling overhead vapor stream 122 once condensed in the decanter 124 is separated into two phases, a light liquid phase 133 (also referred to as an aqueous phase) and a heavy liquid phase 134 (also referred to as an organic phase). Is desirable. Off-gas components may be exhausted from decanter 124 via line 132. Although the specific composition of the light liquid phase 133 can vary widely, some preferred compositions are shown in Table 1 below.

Figure 0005866051
Figure 0005866051

[0046]側流123中の水及びヨウ化水素の濃度は、ライン136を経由する軽質液相133の反応系へのリサイクル率により制御される。ライン136を経由する軽質液相133の第1の塔への還流比(重質液相134(すべてリサイクルされるかどうかは問わない)と軽質液相133の両方を含む塔120の塔頂から送り出される総質量流量で除した、還流液の質量流量)は0.05〜0.4であることが好ましく、例えば0.1〜0.35、または0.15〜0.3である。一態様では、還流比を低下させるため、側流と第1の塔の塔頂との間の理論段数は、5より多く、例えば、10より多いことが好ましい。   [0046] The concentration of water and hydrogen iodide in the side stream 123 is controlled by the recycle rate of the light liquid phase 133 to the reaction system via the line 136. The reflux ratio of the light liquid phase 133 to the first column via line 136 (from the top of column 120 containing both heavy liquid phase 134 (whether or not all recycled) and light liquid phase 133) The mass flow rate of the reflux liquid divided by the total mass flow rate sent out is preferably 0.05 to 0.4, for example, 0.1 to 0.35, or 0.15 to 0.3. In one aspect, the number of theoretical plates between the side stream and the top of the first column is preferably greater than 5, for example greater than 10, in order to reduce the reflux ratio.

[0047]一態様では、ライン136中の軽質液相の反応系へのリサイクル率は、第1の塔のオーバーヘッドから凝縮された軽質液相133の総量の約20%以下、例えば、約10%以下である。範囲に関していえば、ライン136中の軽質液相のリサイクル率は、第1の塔のオーバーヘッドから凝縮された軽質液相133の総量の0〜20%、例えば0.5〜20%、または1〜10%であってもよい。残りの部分は軽質分留塔で還流液として用いてもよく、あるいはPRC除去系に供給してもよい。図1に示すように、ライン136中のリサイクル流を液体リサイクル流111と混合して反応器105に戻してもよい。一態様では、ライン136中のリサイクル流を、例えば反応器105やフラッシュ容器110等の反応系にリサイクルされている他の流と混合してもよい。乾燥塔125からの凝縮オーバーヘッド流138が水相と有機相に分離される場合、ライン136中のリサイクル流を水相と混合することが好ましい場合がある。あるいは、ライン136中のリサイクル流の全部または少なくとも一部を重質液相134および/またはオーバーヘッド流138からの有機相と混合してもよい。   [0047] In one aspect, the recycle rate of the light liquid phase in line 136 to the reaction system is no more than about 20% of the total amount of light liquid phase 133 condensed from the overhead of the first column, such as about 10%. It is as follows. In terms of range, the light liquid phase recycle rate in line 136 is 0-20% of the total amount of light liquid phase 133 condensed from the overhead of the first tower, such as 0.5-20%, or 1- It may be 10%. The remaining portion may be used as a reflux liquid in a light fractionator, or may be supplied to a PRC removal system. As shown in FIG. 1, the recycle stream in line 136 may be mixed with liquid recycle stream 111 and returned to reactor 105. In one aspect, the recycle stream in line 136 may be mixed with other streams that are recycled to the reaction system, such as reactor 105 or flash vessel 110, for example. If the condensation overhead stream 138 from the drying tower 125 is separated into an aqueous phase and an organic phase, it may be preferable to mix the recycle stream in line 136 with the aqueous phase. Alternatively, all or at least a portion of the recycle stream in line 136 may be mixed with the heavy liquid phase 134 and / or the organic phase from the overhead stream 138.

[0048]本発明の目的のため、流量バルブ(図示されていない)および/または流量モニター(図示されていない)を用いてライン135中の還流液及びライン136中のリサイクル流を制御してもよい。一態様では、ライン135中の還流液及びライン136中のリサイクル流の制御装置はそれぞれ、オンライン分析計142と通信しており、オンライン分析計142によって、還流比と反応器へのリサイクルを制御するためのフィードバック情報を得ることができる。還流比を変化させると、反応器にリサイクルされる水の量に影響を及ぼすことがある。ある態様では、その量を、軽質液相133の反応器へのリサイクルがなくなるように変化させてもよい。還流液を減少させる(かつ反応器へのリサイクルを増加させる)と、側流の水含有量が減少する。還流液を増加させると側流の水濃度が増加し、かつ反応器へリサイクルされる水が減少する。還流比が0.4を超えると、側流の水濃度が3重量%を超え、第2の塔での分離、即ち、酢酸から水、酢酸メチル、及びヨウ化メチルを除去することが困難になる。その結果、第2の塔の底部流の酢酸中の総ヨウ化物濃度が過度に高くなり、ガード床による処理が効果的にできない場合がある。   [0048] For purposes of the present invention, a flow valve (not shown) and / or a flow monitor (not shown) may be used to control the reflux liquid in line 135 and the recycle stream in line 136. Good. In one aspect, the reflux liquid in line 135 and the recycle flow controller in line 136 are each in communication with an on-line analyzer 142 that controls the reflux ratio and recycling to the reactor. Feedback information can be obtained. Changing the reflux ratio can affect the amount of water recycled to the reactor. In some embodiments, the amount may be varied so that light liquid phase 133 is not recycled to the reactor. Decreasing the reflux (and increasing recycling to the reactor) reduces the water content of the side stream. Increasing the reflux increases the sidestream water concentration and decreases the water recycled to the reactor. When the reflux ratio exceeds 0.4, the water concentration in the side stream exceeds 3% by weight, making it difficult to separate in the second column, that is, to remove water, methyl acetate, and methyl iodide from acetic acid. Become. As a result, the total iodide concentration in acetic acid in the bottom stream of the second column may become excessively high and treatment with a guard bed may not be effective.

[0049]図示されていないが、軽質液相133の一部(好ましくは一定分量)を分離して、PRC除去系に投入してヨウ化メチルと酢酸メチルを回収してもよい。表1に示すように、軽質液相133はPRCを含有し、前記方法は酢酸生成物の品質を損なうアセトアルデヒド等のカルボニル不純物を除去することを含んでいてもよい。これらのカルボニル不純物は、米国特許第6,143,930号、6,339,171号、7,223,883号、7,223,886号、7,855,306号、7,884,237号、8,889,904号、及び米国特許公開第2006/0011462号に記載された好適な不純物除去塔や不純物吸収装置により除去してもよい。これら特許の全内容は参照により本明細書に組み込まれる。アセトアルデヒド等のカルボニル不純物をヨウ化物触媒促進剤と反応させて、例えばヨウ化エチル、ヨウ化プロピル、ヨウ化ブチル、ヨウ化ペンチル、ヨウ化ヘキシル等のヨウ化アルキルを形成してもよい。また、不純物の多くはアセトアルデヒドに由来するので、軽質液相からカルボニル不純物を除去することが望ましい。   [0049] Although not shown, a portion (preferably an aliquot) of the light liquid phase 133 may be separated and charged into a PRC removal system to recover methyl iodide and methyl acetate. As shown in Table 1, the light liquid phase 133 contains PRC, and the process may include removing carbonyl impurities such as acetaldehyde that impair the quality of the acetic acid product. These carbonyl impurities are disclosed in U.S. Patent Nos. 6,143,930, 6,339,171, 7,223,883, 7,223,886, 7,855,306, 7,884,237. , 8,889,904, and a suitable impurity removal tower or impurity absorber described in US Patent Publication No. 2006/0011462. The entire contents of these patents are incorporated herein by reference. A carbonyl impurity such as acetaldehyde may be reacted with an iodide catalyst promoter to form an alkyl iodide such as ethyl iodide, propyl iodide, butyl iodide, pentyl iodide, hexyl iodide, and the like. In addition, since most of the impurities are derived from acetaldehyde, it is desirable to remove carbonyl impurities from the light liquid phase.

[0050]従って、図1に図示されていないが、上述のように軽質液相133および/または重質液相134の全部または一部をPRC除去系に投入してもよい。好ましくは、PRC除去系に投入される部分と、軽質液相133の還流比を制御して、側流123中の水及びヨウ化水素と反応器にリサイクルする水が所望のバランスになるようにしてもよい。   Accordingly, although not illustrated in FIG. 1, as described above, all or part of the light liquid phase 133 and / or the heavy liquid phase 134 may be input to the PRC removal system. Preferably, the reflux ratio of the portion charged into the PRC removal system and the light liquid phase 133 is controlled so that the water in the side stream 123 and hydrogen iodide and the water recycled to the reactor have a desired balance. May be.

[0051]ある態様では、軽質液相133よりも酢酸メチルとヨウ化メチルを多く含有する重質液相134の全部または一部を反応器105へリサイクルしてもよく、および/または第1の塔120に還流させてもよい。軽質液相133について記載したのと同様の方法で、重質液相134からさらにカルボニル不純物を除去してもよい。   [0051] In some embodiments, all or part of the heavy liquid phase 134 containing more methyl acetate and methyl iodide than the light liquid phase 133 may be recycled to the reactor 105 and / or the first The column 120 may be refluxed. Carbonyl impurities may be further removed from the heavy liquid phase 134 in the same manner as described for the light liquid phase 133.

[0052]一態様では、試料流141をオンライン分析計142に供給することにより側流123中のヨウ化水素濃度を求めてもよい。オンライン分析計142によって、リアルタイム測定値あるいは近リアルタイム測定値が得られる。一態様では、クロマトグラフィー質量分析装置、選択イオンモニター、質量分析装置、赤外線分光装置、共鳴周波数分析装置、超音波濃度分析装置等の任意の好適な分析計を用いてもよいが、これらに限定されない。   [0052] In one aspect, the concentration of hydrogen iodide in the side stream 123 may be determined by supplying the sample stream 141 to the online analyzer 142. The online analyzer 142 provides real-time measurements or near real-time measurements. In one aspect, any suitable analyzer such as a chromatography mass spectrometer, selected ion monitor, mass spectrometer, infrared spectrometer, resonance frequency analyzer, ultrasonic concentration analyzer, etc. may be used, but is not limited thereto. Not.

[0053]側流123を経由して除去される酢酸をさらに第2の塔125(乾燥塔とも言う)等で精製して、側流123を主に水からなるオーバーヘッド流126と、主に酢酸からなる底部流127(酢酸生成物流とも言う)に分離することが好ましい。酢酸はまた、側流として第2の塔125の底部付近から回収してもよい。オーバーヘッド流126は50〜75重量%の水を含んでいてもよい。また酢酸メチルとヨウ化メチルを側流から除去してオーバーヘッド流で濃縮する。乾燥塔底部流127は、酢酸を含む、あるいは本質的に酢酸からなることが好ましい。好ましい態様では、乾燥塔底部流127は90重量%超、例えば95重量%超、または98重量%超の酢酸を含む。乾燥塔底部流127はさらに、商業利用のために貯蔵または輸送される前に、例えばイオン交換樹脂を通過させる等の処理をしてもよい。   [0053] The acetic acid removed via the side stream 123 is further purified by a second tower 125 (also referred to as a drying tower) or the like, and the side stream 123 is converted into an overhead stream 126 mainly composed of water, and mainly acetic acid. Preferably, the bottom stream 127 (also referred to as acetic acid product stream) is separated. Acetic acid may also be recovered from near the bottom of the second column 125 as a side stream. Overhead stream 126 may contain 50 to 75 weight percent water. Also, methyl acetate and methyl iodide are removed from the side stream and concentrated in an overhead stream. The drying tower bottom stream 127 preferably comprises acetic acid or consists essentially of acetic acid. In preferred embodiments, the drying tower bottom stream 127 comprises greater than 90% by weight acetic acid, such as greater than 95% or 98% by weight acetic acid. The drying tower bottom stream 127 may be further processed, such as passing through an ion exchange resin, before being stored or transported for commercial use.

[0054]同様に、第2の塔125からのオーバーヘッド流126はヨウ化メチル、酢酸メチル、水等の反応成分を含むが、これら反応成分を工程内で保持することが好ましい。図示のように、オーバーヘッド流126を熱交換器により凝縮して流138を生成し、この流138を反応器105にリサイクルさせる、および/または第2の塔125に還流させる。オフガス成分を凝縮低沸点オーバーヘッド蒸気流126からライン137を経由して放出してもよい。第1の塔120からの凝縮低沸点オーバーヘッド蒸気流と同様に、凝縮オーバーヘッド流138もまた水相と有機相に分離してもよく、必要に応じてこれらの相をリサイクルする、あるいは還流させて反応媒体中で所望の濃度を維持してもよい。   [0054] Similarly, the overhead stream 126 from the second column 125 contains reaction components such as methyl iodide, methyl acetate, water, etc., but it is preferred to retain these reaction components in the process. As shown, overhead stream 126 is condensed by a heat exchanger to produce stream 138 that is recycled to reactor 105 and / or refluxed to second column 125. Off-gas components may be discharged from the condensed low boiling overhead vapor stream 126 via line 137. Similar to the condensed low boiling overhead vapor stream from the first column 120, the condensed overhead stream 138 may also be separated into an aqueous phase and an organic phase, and these phases can be recycled or refluxed as required. The desired concentration may be maintained in the reaction medium.

[0055]特にライン106、132、137の排気流から残渣液体を回収するために、これらラインをスクラバに供給してもよい。スクラバは、冷却メタノールおよび/または酢酸によって作動し、酢酸メチルとヨウ化メチルを除去する。好適なスクラバは米国特許第8,318,977号に記載されているが、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。   [0055] In particular, these lines may be fed to the scrubber to recover residual liquid from the exhaust streams of lines 106, 132, 137. The scrubber is operated with cold methanol and / or acetic acid to remove methyl acetate and methyl iodide. A suitable scrubber is described in US Pat. No. 8,318,977, the entire contents of which are hereby incorporated by reference.

[0056]本発明の蒸留塔は、例えば棚段塔、充填塔、その他の塔等の従来の蒸留塔であってもよい。蒸留塔の材質としては、ガラス、金属、セラミックス、その他の好適な材料が挙げられるが、これらに限定されない。棚段塔の場合、理論段数は分離する成分に依存しており、50段以下、例えば5〜50段、あるいは7〜35段とすることができる。
ガード床
[0057]ハロゲン化物および/または腐食性金属で汚染されたカルボン酸流(例えば、酢酸流)を様々な運転条件下で本発明のイオン交換樹脂組成物と接触させてもよい。このイオン交換樹脂組成物はガード床中に設けられていることが好ましい。ガード床を用いて汚染カルボン酸流を精製することは、例えば米国特許第4,615,806号、5,653,853号、5,731,252号、及び6,225,498号に記載されており、これらの全内容は参照により本明細書に組み込まれる。一般に、汚染された液体カルボン酸流を本発明のイオン交換樹脂組成物と接触させるが、このイオン交換樹脂組成物はガード床中に設けられていることが好ましい。例えばヨウ化物汚染物質等のハロゲン化物汚染物質は、金属と反応してヨウ化金属を形成する。ある態様では、例えばメチル基等、ヨウ化物と結合することがある炭化水素部位は、カルボン酸をエステル化することがある。例えばヨウ化メチルで汚染された酢酸の場合であれば、ヨウ化物除去の副生物として酢酸メチルが生成する。このエステル化物の形成は、通常、処理されたカルボン酸流に有害な影響を及ぼすことはない。
[0056] The distillation column of the present invention may be a conventional distillation column such as a plate column, packed column, or other column. Examples of the material for the distillation column include, but are not limited to, glass, metal, ceramics, and other suitable materials. In the case of a plate column, the number of theoretical plates depends on the components to be separated, and can be 50 or less, such as 5 to 50, or 7 to 35.
Guard floor
[0057] Carboxylic acid streams (eg, acetic acid streams) contaminated with halides and / or corrosive metals may be contacted with the ion exchange resin composition of the present invention under a variety of operating conditions. This ion exchange resin composition is preferably provided in the guard bed. Purifying a contaminated carboxylic acid stream using a guard bed is described, for example, in US Pat. Nos. 4,615,806, 5,653,853, 5,731,252, and 6,225,498. The entire contents of which are incorporated herein by reference. Generally, a contaminated liquid carboxylic acid stream is contacted with the ion exchange resin composition of the present invention, which is preferably provided in a guard bed. For example, halide contaminants such as iodide contaminants react with metals to form metal iodides. In some embodiments, hydrocarbon moieties that may bind to iodide, such as methyl groups, may esterify carboxylic acids. For example, in the case of acetic acid contaminated with methyl iodide, methyl acetate is produced as a byproduct of iodide removal. This esterification formation usually does not deleteriously affect the treated carboxylic acid stream.

[0058]接触工程での圧力は、樹脂の物理強度によってのみ制限される。一態様では、接触は0.1MPa〜1MPa、例えば0.1MPa〜0.8MPa、または0.1MPa〜0.5MPaの範囲の圧力で行われる。しかし、便宜上、圧力と温度の両方を規定して、汚染カルボン酸流を液体として処理することが好ましい。従って、例えば、一般に経済的観点から好ましいとされる大気圧での運転では、温度は17℃(酢酸の凝固点)から118℃(酢酸の沸点)の範囲であってもよい。他のカルボン酸化合物を含む生成物流に対して同等の範囲を決定することは当業者の理解の範囲内である。この接触工程の温度を比較的低く保って樹脂の劣化を最少にすることが好ましい。一態様では、この接触工程は25℃〜120℃、例えば25℃〜100℃、または50℃〜100℃の範囲の温度で行う。数種のカチオン性マクロ網状樹脂は、通常150℃の温度で劣化し始める(酸で触媒した芳香族脱スルホン化の反応機構による)。炭素数が5以下、例えば3以下のカルボン酸は、この範囲の温度で液体のままである。従って、接触時の温度は用いる樹脂の劣化温度より低く維持しなければならない。ある態様では、運転温度を樹脂の温度限界より低く保ち、液相操作とハロゲン化物除去のための所望の反応速度との整合性をとる。   [0058] The pressure in the contacting step is limited only by the physical strength of the resin. In one aspect, the contacting is performed at a pressure in the range of 0.1 MPa to 1 MPa, such as 0.1 MPa to 0.8 MPa, or 0.1 MPa to 0.5 MPa. However, for convenience, it is preferred to treat both the contaminated carboxylic acid stream as a liquid by defining both pressure and temperature. Thus, for example, in operation at atmospheric pressure, which is generally preferred from an economic point of view, the temperature may range from 17 ° C. (freezing point of acetic acid) to 118 ° C. (boiling point of acetic acid). It is within the purview of those skilled in the art to determine equivalent ranges for product streams containing other carboxylic acid compounds. It is preferable to keep the temperature of this contact step relatively low to minimize resin degradation. In one aspect, the contacting step is performed at a temperature in the range of 25 ° C to 120 ° C, such as 25 ° C to 100 ° C, or 50 ° C to 100 ° C. Some cationic macroreticular resins usually begin to degrade at temperatures of 150 ° C. (due to the reaction mechanism of acid-catalyzed aromatic desulfonation). Carboxylic acids having 5 or less carbon atoms, such as 3 or less, remain liquid at temperatures in this range. Therefore, the temperature at the time of contact must be kept lower than the deterioration temperature of the resin used. In some embodiments, the operating temperature is kept below the temperature limit of the resin to match the liquid phase operation and the desired reaction rate for halide removal.

[0059]酢酸精製系内のガード床の構成は大きく異なっていてもよい。例えば、酢酸生成物を処理するための乾燥塔の後にガード床を設けてもよい。それに加えて、あるいはそれに代えて、重質除去塔または仕上げ塔の後にガード床を設けてもよい。酢酸生成物流の温度が低い、例えば120℃未満、または100℃未満である位置にガード床を設けることが好ましい。上述した利点の他に、運転温度が低いと、運転温度が高い場合に比べて腐食が少ない。運転温度が低いと、上述のように樹脂の総寿命を低下させる虞がある腐食性金属汚染物質の形成が抑制される。また、運転温度が低いと腐食が抑制されるため、容器を高価な耐腐食性金属で作製する必要がないという利点があり、例えば一般的なステンレス鋼等の下級金属を用いてもよい。   [0059] The configuration of the guard bed within the acetic acid purification system may vary widely. For example, a guard bed may be provided after the drying tower for treating the acetic acid product. In addition or alternatively, a guard bed may be provided after the heavy removal tower or finishing tower. It is preferred to provide a guard bed at a location where the temperature of the acetic acid product stream is low, for example below 120 ° C or below 100 ° C. In addition to the advantages described above, when the operating temperature is low, there is less corrosion than when the operating temperature is high. When the operating temperature is low, formation of corrosive metal contaminants that may reduce the total life of the resin as described above is suppressed. Moreover, since corrosion is suppressed when the operating temperature is low, there is an advantage that the container does not need to be made of an expensive corrosion-resistant metal. For example, a lower grade metal such as general stainless steel may be used.

[0060]一態様では、ガード床での流量は0.1床体積/時間(bed volumes per hour、BV/hr)〜50BV/hrの範囲、例えば1BV/hr〜20BV/hr、または6BV/hr〜10BV/hrであってもよい。有機媒体の床体積は、樹脂床が占める体積に等しい媒体の体積である。流量が1BV/hrであるとは、樹脂床が占める体積に等しい量の有機液体が1時間で樹脂床を通過することを意味する。   [0060] In one aspect, the flow rate at the guard bed ranges from 0.1 bed volumes per hour (BV / hr) to 50 BV / hr, such as 1 BV / hr to 20 BV / hr, or 6 BV / hr. -10 BV / hr. The bed volume of the organic medium is the volume of the medium equal to the volume occupied by the resin bed. A flow rate of 1 BV / hr means that an amount of organic liquid equal to the volume occupied by the resin bed passes through the resin bed in one hour.

[0061]総ヨウ化物濃度が高い精製酢酸生成物で樹脂が消耗されるのを回避するため、一態様では、精製酢酸生成物の総ヨウ化物濃度が5wppm以下、例えば、好ましくは1wppm以下の場合、底部流127中の精製酢酸生成物をガード床と接触させる。例示的な一態様では、精製酢酸生成物の総ヨウ化物濃度は0.01wppm〜5wppm、例えば0.01wppm〜1wppmであってもよい。ヨウ化物濃度が5wppmを超えると、規格外酢酸の再処理が必要になる場合がある。総ヨウ化物濃度には、ヨウ化C〜C14アルキル等の有機源及びヨウ化水素等の無機源の両方に由来するヨウ化物が含まれる。ガード床で処理した結果、精製酢酸組成物が得られる。一態様では、精製酢酸組成物は100wppb未満、例えば90wppb未満、50wppb未満、または25wppb未満のヨウ化物を含む。一態様では、精製酢酸組成物は、1000wppb未満、例えば750wppb未満、500wppb未満、または250wppb未満の腐食性金属を含む。範囲に関していえば、精製酢酸組成物は、0〜100wppb、例えば1〜50wppbのヨウ化物および/または0〜1000wppb、例えば1〜500wppbの腐食性金属を含んでいてもよい。他の態様では、ガード床によって、粗酢酸生成物から少なくとも25重量%、例えば少なくとも50重量%、または少なくとも75重量%のヨウ化物が除去される。一態様では、ガード床によって、粗酢酸生成物から少なくとも25重量%、例えば少なくとも50重量%、または少なくとも75重量%の腐食性金属が除去される。 [0061] To avoid depleting the resin with a purified acetic acid product having a high total iodide concentration, in one embodiment, the total iodide concentration of the purified acetic acid product is 5 wppm or less, for example, preferably 1 wppm or less. The purified acetic acid product in the bottom stream 127 is contacted with the guard bed. In one exemplary aspect, the total iodide concentration of the purified acetic acid product may be from 0.01 wppm to 5 wppm, such as from 0.01 wppm to 1 wppm. If the iodide concentration exceeds 5 wppm, re-treatment of non-standard acetic acid may be required. The total iodide concentration include iodides from both inorganic sources such as organic sources, and hydrogen iodide, such as iodide C 1 -C 14 alkyl. As a result of the treatment on the guard bed, a purified acetic acid composition is obtained. In one aspect, the purified acetic acid composition comprises less than 100 wppb iodide, such as less than 90 wppb, less than 50 wppb, or less than 25 wppb. In one aspect, the purified acetic acid composition comprises less than 1000 wppb corrosive metal, such as less than 750 wppb, less than 500 wppb, or less than 250 wppb. With respect to the range, the purified acetic acid composition may comprise 0-100 wppb, such as 1-50 wppb iodide and / or 0-1000 wppb, such as 1-500 wppb corrosive metal. In other embodiments, the guard bed removes at least 25 wt%, such as at least 50 wt%, or at least 75 wt% iodide from the crude acetic acid product. In one aspect, the guard bed removes at least 25 wt%, such as at least 50 wt%, or at least 75 wt% corrosive metal from the crude acetic acid product.

[0062]本発明を詳細に説明したが、当業者であれば本発明の精神及び範囲内での変更が容易に自明であろう。上述の説明を考慮して、当該分野での関連する知見、[背景技術]及び[発明を実施するための形態]に関連して示した参考文献、開示内容はすべて参照により本明細書に組み込まれる。また、当然のことながら、本発明の側面及び様々な態様の部分、以下の記述および/または添付の特許請求の範囲で列挙した様々な特徴は、その全体または一部を組み合わせたり、入れ替えたりしてもよい。当業者であれば、様々な態様に関する上述の説明において、他の態様に言及する態様は別の態様と適切に組み合わせてもよいことが理解されよう。さらに、当業者であれば、上述の説明は単なる例示であって本発明を限定するものではないことが理解されよう。   [0062] Although the present invention has been described in detail, modifications within the spirit and scope of the invention will be readily apparent to those skilled in the art. In view of the above description, all references and disclosures related to relevant knowledge in the field, [Background Art] and [Mode for Carrying Out the Invention] are incorporated herein by reference. It is. It should also be understood that various features recited in aspects and aspects of the present invention, the following description and / or the appended claims may be combined or interchanged in whole or in part. May be. Those skilled in the art will appreciate that, in the above description of various aspects, aspects referring to other aspects may be combined appropriately with other aspects. Further, those skilled in the art will appreciate that the above description is illustrative only and is not intended to limit the invention.

[0063]本発明は以下の非限定的な実施例によって十分に理解されよう。
比較例1−軽質液相をリサイクルしない場合
[0064]典型的な例として、0.01Mの酢酸リチウムのアセトン(50ml)溶液で側流試料(0.2g)を滴定して側流のHI濃度を求めた。pH電極を滴定装置Metrohm 716 DMS Titrinoと共に用いてダイナミック当量点滴定モードで終点を求めた。酢酸リチウム滴定試薬の消費量に基づき、次の式からHI濃度を重量%で算出した。
[0063] The invention will be better understood by the following non-limiting examples.
Comparative Example 1-When the light liquid phase is not recycled
[0064] As a typical example, a sidestream HI concentration was determined by titrating a sidestream sample (0.2 g) with 0.01 M lithium acetate in acetone (50 ml). The end point was determined in a dynamic equivalent point titration mode using a pH electrode with a titrator Metrohm 716 DMS Titrino. Based on the consumption amount of the lithium acetate titration reagent, the HI concentration was calculated by weight% from the following formula.

Figure 0005866051
Figure 0005866051

[0065]このHI滴定方法を用いて約1.9重量%の水を含む側流組成物試料を試験した。HI濃度は50wppmから300wppmまで様々であった。オーバーヘッド軽質留分由来の軽質液相は、反応器に全くリサイクルしていない。軽質液相をリサイクルしない場合、HI濃度は高くなる傾向がある。
実施例1−軽質液相をリサイクルする場合
[0066]オーバーヘッド軽質留分由来の軽質液相の一部を反応器にリサイクルして側流の水含有量を低下させる。側流は1.5重量%の水と、25wppm未満のHIを含み、残部は酢酸、酢酸メチル及びヨウ化メチルである。HI濃度が低すぎて、直接滴定で測定することができなかった。HI濃度を直接測定することを困難にする他の陽イオンが存在する。無機ヨウ化物の総量、すなわち可能な限り最大のHI総量を直接測定する。これらの他の無機ヨウ化物は、ヨウ化リチウムに加えて腐食性金属ヨウ化物を含んでいることがある。
以下に、出願時の特許請求の範囲の記載を示す。
[請求項1]
反応器とフラッシュ容器を備える反応系を用意すること、
該反応器で反応媒体を形成すること、
該フラッシュ容器で該反応媒体を液体リサイクル流と蒸気生成物流に分離すること、
第1の塔で該蒸気生成物流の少なくとも一部を蒸留して側流と5重量%超の水を含む低沸点オーバーヘッド蒸気流を得ること、
該低沸点オーバーヘッド流の少なくとも一部を凝縮し、かつ二相に分離して重質液相と軽質液相を形成すること、
該軽質液相の該反応系へのリサイクル率を制御して該側流中の水濃度を1〜3重量%に維持し、該側流中のヨウ化水素濃度を50wppm以下に維持すること、及び
第2の塔で該側流の少なくとも一部を蒸留して精製酢酸生成物を得ることを含む、酢酸を製造する方法。
[請求項2]
該反応媒体は酢酸メチル、水、金属触媒、ヨウ化物塩及びヨウ化メチルを含む、請求項1に記載の方法。
[請求項3]
該反応媒体は、0.5〜30重量%の酢酸メチル、0.1〜14重量%の水、200〜3000wppmの金属触媒、1〜25重量%のヨウ化物塩、及び1〜25重量%のヨウ化メチルを含む、請求項1に記載の方法。
[請求項4]
該側流中の水濃度を1.1〜2.5重量%に維持する、請求項1に記載の方法。
[請求項5]
該側流のヨウ化水素濃度を0.1〜50wppmに維持する、請求項1に記載の方法。
[請求項6]
該側流は0.1〜6重量%の1種以上のヨウ化C−C14アルキルをさらに含む、請求項1に記載の方法。
[請求項7]
該側流は0.1〜6重量%の酢酸メチルをさらに含む、請求項1に記載の方法。
[請求項8]
該側流中のヨウ化水素濃度を、滴定試薬として酢酸リチウムを用いた電位差滴定により求める、請求項1に記載の方法。
[請求項9]
ヨウ化水素濃度が所定の閾値を超える場合は該リサイクル率を増加させる、請求項1に記載の方法。
[請求項10]
該第1の塔は0.05〜0.4の還流比で運転される、請求項1に記載の方法。
[請求項11]
該重質液相、該軽質液相、またはこれらの混合物を該第1の塔に還流させることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
[請求項12]
該軽質液相は40〜80重量%の水を含む、請求項1に記載の方法。
[請求項13]
該精製酢酸生成物の総ヨウ化物濃度が5wppm以下の場合には、該精製酢酸生成物をガード床に接触させることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
[請求項14]
反応器とフラッシュ容器を備える反応系を用意すること、
該反応器で反応媒体を形成すること、
該フラッシュ容器で該反応媒体を液体リサイクル流と蒸気生成物流に分離すること、
第1の塔で該蒸気生成物流の少なくとも一部を蒸留して側流と低沸点オーバーヘッド蒸気流を得ること、
該低沸点オーバーヘッド流の少なくとも一部を凝縮し、かつ二相に分離して重質液相と軽質液相を形成すること、
該側流中のヨウ化水素濃度を測定すること、
該測定されたヨウ化水素濃度に応じて該軽質液相の該反応系へのリサイクル率を制御して、該側流中のヨウ化水素濃度を50wppm以下に維持すること、及び
第2の塔で該側流の少なくとも一部を蒸留して精製酢酸生成物を得ることを含む、酢酸を製造する方法。
[請求項15]
該側流中のヨウ化水素濃度を、滴定試薬として酢酸リチウムを用いた電位差滴定により測定する、請求項14に記載の方法。
[請求項16]
該第1の塔は0.05〜0.4の還流比で運転される、請求項14に記載の方法。
[請求項17]
該側流中のヨウ化水素濃度を0.1〜50wppmに維持する、請求項14に記載の方法。
[請求項18]
該側流中の水濃度を1〜3重量%に維持する、請求項14に記載の方法。
[請求項19]
反応器とフラッシュ容器を備える反応系を用意すること、
該反応器で反応媒体を形成すること、
該フラッシュ容器で該反応媒体を液体リサイクル流と蒸気生成物流に分離すること、
第1の塔で該蒸気生成物流の少なくとも一部を蒸留して低沸点オーバーヘッド蒸気流と、1〜3重量%の水、0.1〜6重量%の1種以上のヨウ化C−C14アルキル、及び50wppm以下のヨウ化水素を含む側流とを得ること、
第2の塔で該側流の少なくとも一部を蒸留して精製酢酸生成物を得ること、及び
該精製酢酸生成物の総ヨウ化物濃度が5wppm以下の場合には、該精製酢酸生成物をガード床と接触させることを含む、酢酸を製造する方法。
[請求項20]
該側流中のヨウ化水素濃度を0.1〜50wppmに維持する、請求項18に記載の方法。
[0065] A side flow composition sample containing about 1.9 wt% water was tested using this HI titration method. The HI concentration varied from 50 wppm to 300 wppm. The light liquid phase from the overhead light fraction is not recycled to the reactor at all. When the light liquid phase is not recycled, the HI concentration tends to be high.
Example 1-Recycling a light liquid phase
[0066] A portion of the light liquid phase from the overhead light fraction is recycled to the reactor to reduce the sidestream water content. The side stream contains 1.5 wt% water and less than 25 wppm HI with the balance being acetic acid, methyl acetate and methyl iodide. The HI concentration was too low to be measured directly by titration. There are other cations that make it difficult to directly measure the HI concentration. The total amount of inorganic iodide, i.e. the maximum possible total HI amount, is measured directly. These other inorganic iodides may contain corrosive metal iodides in addition to lithium iodide.
The description of the scope of claims at the time of filing is shown below.
[Claim 1]
Preparing a reaction system comprising a reactor and a flash vessel;
Forming a reaction medium in the reactor;
Separating the reaction medium into a liquid recycle stream and a vapor product stream in the flash vessel;
Distilling at least a portion of the vapor product stream in a first column to obtain a low boiling overhead vapor stream comprising a side stream and greater than 5 wt% water;
Condensing at least a portion of the low boiling overhead stream and separating it into two phases to form a heavy liquid phase and a light liquid phase;
Controlling the recycling rate of the light liquid phase to the reaction system to maintain the water concentration in the side stream at 1 to 3% by weight, and maintaining the hydrogen iodide concentration in the side stream at 50 wppm or less; And a method of producing acetic acid comprising distilling at least a portion of the side stream in a second column to obtain a purified acetic acid product.
[Claim 2]
The method of claim 1, wherein the reaction medium comprises methyl acetate, water, metal catalyst, iodide salt and methyl iodide.
[Claim 3]
The reaction medium comprises 0.5-30% by weight methyl acetate, 0.1-14% by weight water, 200-3000 wppm metal catalyst, 1-25% by weight iodide salt, and 1-25% by weight. The method of claim 1 comprising methyl iodide.
[Claim 4]
The process according to claim 1, wherein the water concentration in the side stream is maintained at 1.1 to 2.5% by weight.
[Claim 5]
The method of claim 1, wherein the hydrogen iodide concentration in the side stream is maintained between 0.1 and 50 wppm.
[Claim 6]
The method of claim 1, wherein the side stream further comprises 0.1 to 6% by weight of one or more iodide C 1 -C 14 alkyl.
[Claim 7]
The method of claim 1, wherein the side stream further comprises 0.1 to 6 wt% methyl acetate.
[Claim 8]
The method according to claim 1, wherein the concentration of hydrogen iodide in the side stream is determined by potentiometric titration using lithium acetate as a titration reagent.
[Claim 9]
The method of claim 1, wherein the recycling rate is increased when the hydrogen iodide concentration exceeds a predetermined threshold.
[Claim 10]
The process of claim 1, wherein the first column is operated at a reflux ratio of 0.05 to 0.4.
[Claim 11]
The method of claim 1, further comprising refluxing the heavy liquid phase, the light liquid phase, or a mixture thereof to the first column.
[Claim 12]
The process according to claim 1, wherein the light liquid phase comprises 40-80 wt% water.
[Claim 13]
The method of claim 1, further comprising contacting the purified acetic acid product with a guard bed when the total iodide concentration of the purified acetic acid product is 5 wppm or less.
[Claim 14]
Preparing a reaction system comprising a reactor and a flash vessel;
Forming a reaction medium in the reactor;
Separating the reaction medium into a liquid recycle stream and a vapor product stream in the flash vessel;
Distilling at least a portion of the vapor product stream in a first column to obtain a side stream and a low boiling overhead vapor stream;
Condensing at least a portion of the low boiling overhead stream and separating it into two phases to form a heavy liquid phase and a light liquid phase;
Measuring the hydrogen iodide concentration in the side stream;
Controlling the recycle rate of the light liquid phase to the reaction system in accordance with the measured hydrogen iodide concentration to maintain the hydrogen iodide concentration in the side stream at 50 wppm or less; To produce a purified acetic acid product by distilling at least a portion of the side stream.
[Claim 15]
The method according to claim 14, wherein the concentration of hydrogen iodide in the side stream is measured by potentiometric titration using lithium acetate as a titration reagent.
[Claim 16]
The method of claim 14, wherein the first column is operated at a reflux ratio of 0.05 to 0.4.
[Claim 17]
The process according to claim 14, wherein the hydrogen iodide concentration in the side stream is maintained between 0.1 and 50 wppm.
[Claim 18]
15. A process according to claim 14, wherein the water concentration in the side stream is maintained between 1 and 3% by weight.
[Claim 19]
Preparing a reaction system comprising a reactor and a flash vessel;
Forming a reaction medium in the reactor;
Separating the reaction medium into a liquid recycle stream and a vapor product stream in the flash vessel;
A low-boiling overhead vapor stream by distillation at least a portion of the vapor product stream in the first column, 1 to 3 wt% of water, 0.1 to 6% by weight of one or more iodide C 1 -C Obtaining a side stream comprising 14 alkyl and 50 wppm or less of hydrogen iodide,
Distilling at least a portion of the side stream in a second column to obtain a purified acetic acid product, and guarding the purified acetic acid product when the total iodide concentration of the purified acetic acid product is 5 wppm or less; A method for producing acetic acid comprising contacting with a floor.
[Claim 20]
19. A process according to claim 18, wherein the hydrogen iodide concentration in the side stream is maintained between 0.1 and 50 wppm.

Claims (19)

反応器とフラッシュ容器を備える反応系を用意すること、
該反応器で、酢酸、酢酸メチル、水、金属触媒、ヨウ化物塩及びヨウ化メチルを含む反応媒体を形成すること、
該フラッシュ容器で該反応媒体を、酢酸、金属触媒及び腐食性金属を含む液体リサイクル流と、酢酸、酢酸メチル、水、ヨウ化水素、ヨウ化メチル及び過マンガン酸還元化合物(PRC)を含む蒸気生成物流に分離すること、
第1の塔で該蒸気生成物流の少なくとも一部を蒸留して、酢酸を含む側流と、酢酸メチル、ヨウ化メチル、PRC、及び5重量%超の水を含む低沸点オーバーヘッド蒸気流を得ること、
該低沸点オーバーヘッド流の少なくとも一部を凝縮し、かつ二相に分離して、有機相である重質液相と、水相である軽質液相を形成すること、
該軽質液相の該反応系へのリサイクル率を制御して該側流中の水濃度を1〜3重量%に維持し、該側流中のヨウ化水素濃度を50wppm以下に維持すること、及び
第2の塔で該側流の少なくとも一部を蒸留して精製酢酸生成物を得ることを含む、酢酸を製造する方法。
Preparing a reaction system comprising a reactor and a flash vessel;
Forming in the reactor a reaction medium comprising acetic acid, methyl acetate, water, metal catalyst, iodide salt and methyl iodide ;
In the flash vessel, the reaction medium is a liquid recycle stream containing acetic acid, a metal catalyst and a corrosive metal, and a vapor containing acetic acid, methyl acetate, water, hydrogen iodide, methyl iodide and permanganate reducing compound (PRC). Separating into product logistics,
Distill at least a portion of the vapor product stream in the first column to obtain a side stream comprising acetic acid and a low boiling overhead vapor stream comprising methyl acetate, methyl iodide, PRC, and greater than 5 wt% water. about,
Condensing and separating at least a portion of the low boiling overhead stream into two phases to form a heavy liquid phase that is an organic phase and a light liquid phase that is an aqueous phase ;
Controlling the recycling rate of the light liquid phase to the reaction system to maintain the water concentration in the side stream at 1 to 3% by weight, and maintaining the hydrogen iodide concentration in the side stream at 50 wppm or less; And a method of producing acetic acid comprising distilling at least a portion of the side stream in a second column to obtain a purified acetic acid product.
該反応媒体は酢酸メチル、水、金属触媒、ヨウ化物塩及びヨウ化メチルを含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the reaction medium comprises methyl acetate, water, metal catalyst, iodide salt and methyl iodide. 該反応媒体は、0.5〜30重量%の酢酸メチル、0.1〜14重量%の水、200〜3000wppmの金属触媒、1〜25重量%のヨウ化物塩、及び1〜25重量%のヨウ化メチルを含む、請求項1に記載の方法。   The reaction medium comprises 0.5-30% by weight methyl acetate, 0.1-14% by weight water, 200-3000 wppm metal catalyst, 1-25% by weight iodide salt, and 1-25% by weight. The method of claim 1 comprising methyl iodide. 該側流中の水濃度を1.1〜2.5重量%に維持する、請求項1に記載の方法。   The process according to claim 1, wherein the water concentration in the side stream is maintained at 1.1 to 2.5% by weight. 該側流のヨウ化水素濃度を0.1〜50wppmに維持する、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the hydrogen iodide concentration in the side stream is maintained between 0.1 and 50 wppm. 該側流は0.1〜6重量%の1種以上のヨウ化C−C14アルキルをさらに含む、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the side stream further comprises 0.1 to 6% by weight of one or more iodide C 1 -C 14 alkyl. 該側流は0.1〜6重量%の酢酸メチルをさらに含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the side stream further comprises 0.1 to 6 wt% methyl acetate. 該側流中のヨウ化水素濃度を、滴定試薬として酢酸リチウムを用いた電位差滴定により求める、請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the concentration of hydrogen iodide in the side stream is determined by potentiometric titration using lithium acetate as a titration reagent. ヨウ化水素濃度が所定の閾値を超える場合は該リサイクル率を増加させる、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein the recycling rate is increased when the hydrogen iodide concentration exceeds a predetermined threshold. 該第1の塔は0.05〜0.4の還流比で運転される、請求項1に記載の方法。   The process of claim 1, wherein the first column is operated at a reflux ratio of 0.05 to 0.4. 該重質液相、該軽質液相、またはこれらの混合物を該第1の塔に還流させることをさらに含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, further comprising refluxing the heavy liquid phase, the light liquid phase, or a mixture thereof to the first column. 該軽質液相は40〜80重量%の水を含む、請求項1に記載の方法。   The process according to claim 1, wherein the light liquid phase comprises 40-80 wt% water. 該精製酢酸生成物の総ヨウ化物濃度が5wppm以下の場合には、該精製酢酸生成物をガード床に接触させることをさらに含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, further comprising contacting the purified acetic acid product with a guard bed when the total iodide concentration of the purified acetic acid product is 5 wppm or less. 反応器とフラッシュ容器を備える反応系を用意すること、
該反応器で、酢酸、酢酸メチル、水、金属触媒、ヨウ化物塩及びヨウ化メチルを含む反応媒体を形成すること、
該フラッシュ容器で該反応媒体を、酢酸、金属触媒及び腐食性金属を含む液体リサイクル流と、酢酸、酢酸メチル、水、ヨウ化水素、ヨウ化メチル及び過マンガン酸還元化合物(PRC)を含む蒸気生成物流に分離すること、
第1の塔で該蒸気生成物流の少なくとも一部を蒸留して、酢酸を含む側流と、水、酢酸メチル、ヨウ化メチル及びPRCを含む低沸点オーバーヘッド蒸気流を得ること、
該低沸点オーバーヘッド流の少なくとも一部を凝縮し、かつ二相に分離して、有機相である重質液相と、水相である軽質液相を形成すること、
該側流中のヨウ化水素濃度を測定すること、
該測定されたヨウ化水素濃度に応じて該軽質液相の該反応系へのリサイクル率を制御して、該側流中のヨウ化水素濃度を50wppm以下に維持すること、及び
第2の塔で該側流の少なくとも一部を蒸留して精製酢酸生成物を得ることを含む、酢酸を製造する方法。
Preparing a reaction system comprising a reactor and a flash vessel;
Forming in the reactor a reaction medium comprising acetic acid, methyl acetate, water, metal catalyst, iodide salt and methyl iodide ;
In the flash vessel, the reaction medium is a liquid recycle stream containing acetic acid, a metal catalyst and a corrosive metal, and a vapor containing acetic acid, methyl acetate, water, hydrogen iodide, methyl iodide and permanganate reducing compound (PRC). Separating into product logistics,
Distilling at least a portion of the vapor product stream in a first column to obtain a side stream comprising acetic acid and a low boiling overhead vapor stream comprising water, methyl acetate, methyl iodide and PRC ;
Condensing and separating at least a portion of the low boiling overhead stream into two phases to form a heavy liquid phase that is an organic phase and a light liquid phase that is an aqueous phase ;
Measuring the hydrogen iodide concentration in the side stream;
Controlling the recycle rate of the light liquid phase to the reaction system in accordance with the measured hydrogen iodide concentration to maintain the hydrogen iodide concentration in the side stream at 50 wppm or less; To produce a purified acetic acid product by distilling at least a portion of the side stream.
該側流中のヨウ化水素濃度を、滴定試薬として酢酸リチウムを用いた電位差滴定により測定する、請求項14に記載の方法。   The method according to claim 14, wherein the concentration of hydrogen iodide in the side stream is measured by potentiometric titration using lithium acetate as a titration reagent. 該第1の塔は0.05〜0.4の還流比で運転される、請求項14に記載の方法。   The method of claim 14, wherein the first column is operated at a reflux ratio of 0.05 to 0.4. 該側流中のヨウ化水素濃度を0.1〜50wppmに維持する、請求項14に記載の方法。   The process according to claim 14, wherein the hydrogen iodide concentration in the side stream is maintained between 0.1 and 50 wppm. 該側流中の水濃度を1〜3重量%に維持する、請求項14に記載の方法。   15. A process according to claim 14, wherein the water concentration in the side stream is maintained between 1 and 3% by weight. 該精製酢酸生成物の総ヨウ化物濃度が5wppm以下の場合には、該精製酢酸生成物をガード床に接触させることをさらに含む、請求項14に記載の方法。15. The method of claim 14, further comprising contacting the purified acetic acid product with a guard bed when the total iodide concentration of the purified acetic acid product is 5 wppm or less.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004523539A (en) * 2001-02-07 2004-08-05 セラニーズ・インターナショナル・コーポレーション Low energy carbonylation process
JP2006160645A (en) * 2004-12-06 2006-06-22 Daicel Chem Ind Ltd Distillation method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3306227B2 (en) * 1994-07-06 2002-07-24 ダイセル化学工業株式会社 Method for producing acetic acid and / or acetic anhydride
TWI547477B (en) * 2012-03-14 2016-09-01 大賽璐股份有限公司 Process for producing acetic acid

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004523539A (en) * 2001-02-07 2004-08-05 セラニーズ・インターナショナル・コーポレーション Low energy carbonylation process
JP2006160645A (en) * 2004-12-06 2006-06-22 Daicel Chem Ind Ltd Distillation method

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