JP6676667B2 - 水のリサイクルを伴う酢酸の製造方法 - Google Patents
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Description
、メタノール,ヨウ化メチル、酢酸、及び酢酸メチルを含んでいてもよい。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る場合でも、塔の塔頂からヨウ化水素を含む留分を取り出し、サイドカット流又は塔の底部からの流れとして酢酸を取り出すことにより、ヨウ化水素濃度が50ppm以下である酢酸生成物を得ることができる。このような方法(蒸留方法)は、蒸留系内でのヨウ化水素の凝縮及び蒸留系内の腐食を有効に抑制する。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。
量流量に対する該反応器へリサイクルされる軽質液相の質量流量のリサイクル比が0〜1である。一態様では、該水性リサイクル流は、さらに20重量%又はそれを下回る量のヨウ化メチル、10重量%又はそれを下回る量の酢酸メチル、及び20重量%又はそれを下回る量の酢酸を含む。該水性リサイクル流の組成物は、水性オーバーヘッドから得てもよく、該水性オーバーヘッドは側流中の水の90%又はそれを超える水を含む。いくつかの態様では、上記方法は、該第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し、得られた凝縮流を二相に分離し有機相及び水相を形成することをさらに含み、該水性リサイクル流は該水相の一部を含み、及び/又は該水性リサイクル流は該有機相の1〜100%を含む。該水相の一部を第2の塔に還流してもよい。一態様では、該側流のヨウ化水素濃度は50重量ppm又はそれを下回る量、例えば0.1〜50重量ppmである。該側流は、さらに1種以上のヨウ化C1〜C14アルキルを0.1〜6重量%の濃度で含んでいてもよく、該側流はさらに0.1〜6重量%の濃度で酢酸メチルを含む。一態様では、該側流は、1種以上のヨウ化C1〜C14アルキル及び酢酸メチルをそれぞれ、該側流中の水濃度の±0.9重量%の範囲内の量で含む。一態様では、該反応媒体は0.5〜30重量%の酢酸メチル、200〜3000重量ppm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。不純物/副生物の生成を制御するため、該重質液相の一部を処理してアセトアルデヒド、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生成物からなる群より選択される少なくとも1種の過マンガン酸還元性化合物を除去してもよい。該軽質液相は40〜80重量%の水を含み、また水に加えて1〜40重量%の酢酸、1〜50重量%の酢酸メチル、及び10重量%又はそれを下回る量のヨウ化メチルを含んでいてもよい。該精製酢酸生成物は好ましくは0.2重量%又はそれを下回る量の水を含むが、該第2の塔の底部又はその近傍から取り出されてもよい。一態様では、上記方法は、該精製酢酸生成物の総ヨウ化物濃度が5重量ppmであるか又はそれを下回る場合に該精製酢酸生成物をガード床と接触させることをさらに含む。
含んでいてもよく、該側流はさらに0.1〜6重量%の濃度の酢酸メチルを含む。一態様では、該側流は、1種以上のヨウ化C1〜C14アルキルと酢酸メチルをそれぞれ、該側流の水濃度の±0.9重量%の範囲内の量で含む。一態様では、該反応媒体は0.5〜30重量%の酢酸メチル、200〜3000重量ppm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。不純物/副生物の生成を制御するため、該重質液相の一部を処理してアセトアルデヒド、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生成物からなる群より選択される少なくとも1種の過マンガン酸還元性化合物を除去してもよい。該軽質液相は、40〜80重量%の水を含み、水の他に1〜40重量%の酢酸、1〜50重量%の酢酸メチル、及び10重量%又はそれを下回る量のヨウ化メチルを含んでいてもよい。該精製酢酸生成物は好ましくは0.2重量%又はそれを下回る量の水を含むが、第2の塔の底部又はその近傍から回収してもよい。一態様では、上記方法は、該精製酢酸生成物の総ヨウ化物濃度が5重量ppm又はそれを下回る量である場合に該精製酢酸生成物をガード床と接触させることをさらに含む。
[0018]本明細書及び特許請求の範囲で用いる「(ある値や場所の)近傍」とは「(その値や場所)自体」を含む。「及び/又は」という用語は、包含的な「及び」の場合と排他的な「又は」の場合の両方を意味するが、本明細書では簡潔にするために用いている。例えば、酢酸及び/又は酢酸メチルを含む混合物は、酢酸のみを含んでもよく、酢酸メチルのみを含んでもよく、酢酸と酢酸メチルの両方を含んでもよい。
酢酸を「AcOH」と略記し、
アセトアルデヒドを「AcH」と略記し、
酢酸メチルを「MeAc」と略記し、
メタノールを「MeOH」と略記し、
ヨウ化メチルを「MeI」と略記し、
ヨウ化水素を「HI」と略記し、
一酸化炭素を「CO」と略記し、
ジメチルエーテルを「DME」略記することがある。
[0023]この減算方法は、すべての非H+陽イオン(Fe、Ni、Cr、Mo等の陽イオン)がヨウ化物陰イオンとのみ結合することを想定しているため、比較的低いHI濃度(すなわち5重量%又はそれを下回る量)を求めるためには信頼性を欠く不正確な方法である。実際、本発明の方法では金属陽イオンの大部分は酢酸陰イオンと結合し得る。また、これら金属陽イオンの多くは、多価の状態であり、これらの金属に結合し得るヨウ化物陰イオンの量に関わる仮定に対する信頼性がますます低くなる。結局のところ、特にHI濃度を直接表す簡単な滴定を実施できることを考慮すれば、この減算方法で実際のHI濃度を求めることは低い信頼性をもたらす。
[0029]本発明は、酢酸回収工程において一次精製系の2基の塔の間で水濃度を制御し、それぞれの塔からの水を含む流れのリサイクル比を得るための方法を提供する。一般に本明細書で側流と言われる2基の塔の間の流れは、主にカルボニル化によって生成された酢酸を含む。少量の水、例えば0.1〜4.1重量%の水を含む反応媒体を用いて運転されるカルボニル化方法では、一次精製系中の水の量は少ない。これによりこれらの塔を安定して運転することが困難になる場合があり、2基の塔の不均衡を引き起こし、生成する酢酸の品質が低下する場合がある。本発明は、酢酸の回収における一次精製系の2基の塔の間の水濃度を制御し、塔の運転を安定させるリサイクル比を用いて運転することによる利点を提供する。このリサイクル比は、一次精製系の反応媒体から分離した水を反応器に戻すことに好適である。
[0037]一態様では、側流の水濃度を制御し、第1の塔及び第2の塔の両方で水のバランスを取る。反応媒体中で用いる水の量が14重量%又はそれを下回る量、より好ましくは4.1重量%又はそれを下回る量の場合、第2の塔の水の量が十分ではなくなり、第2の塔を安定して運転できないことがある。側流中の水濃度を1重量%又はそれを下回る量に低減することも可能な場合があるが、それにより第2の塔中で水の不均衡が生じることがある。これにより酢酸の回収がより困難になり、規格外製品となる場合がある。さらに、側流中に水が存在することにより、第2の塔において水性オーバーヘッド中の水を除去することができる。
量流量のリサイクル比が2であるか又はそれを下回る、酢酸の製造方法が提供される。
ル率を制御してもよい。他の開示では、ヨウ化水素含有量を計算によって間接的に求めている。例えば米国特許公開第2013/0310603号では、ヨウ化物塩形態(共触媒及び金属ヨウ化物に由来するヨウ化物を含む)に由来するヨウ化物イオン濃度をヨウ化物イオン(I−)の総濃度から差し引くことによりヨウ化物イオン濃度を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が通常は不正確であり、この元になるイオン測定法が不正確であるために実際のヨウ化水素濃度が十分な精度で得られない。また、この間接的計算技術では他のヨウ化物形態を考慮していない。その理由として金属陽イオンを測定し、これら陽イオンが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、これは誤りであり、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しており、0.01%という低い確度が得られるという利点がある。一態様では、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てもよい。
[0045]例示的な反応及び酢酸回収系100を図1に示す。図のように、メタノール含有供給流101及び一酸化炭素含有供給流102を液相カルボニル化反応器105に導入し、反応器内においてカルボニル化反応を行い酢酸を生成させる。
連続的に導入し反応媒体中でこれらの濃度を好適に維持する。
[0053]いくつかの態様では、上記酢酸の製造方法は、リチウム化合物を反応器に導入し反応媒体中の酢酸リチウム濃度を0.3〜0.7重量%に維持することをさらに含む。いくつかの態様では、ある量のリチウム化合物を反応器に導入し反応媒体中のヨウ化水素濃度を0.1〜1.3重量%に維持する。いくつかの態様では、カルボニル化反応器内に存在する反応媒体の総重量に対し、反応媒体中のロジウム触媒の濃度を200〜3000重
量ppm、反応媒体中の水の濃度を0.1〜4.1重量%、及び反応媒体中の酢酸メチル濃度を0.6〜4.1重量%に維持する。
LiOAc+HI←→LiI+HOAc(I)
[0056]酢酸リチウムは、酢酸メチル等、反応媒体中に存在するその他の酢酸塩に比べてヨウ化水素濃度の制御を向上させると考えられる。特定の理論に縛られるものではないが、酢酸リチウムは酢酸の共役塩基であるため、酸−塩基反応によりヨウ化水素に対して反応性がある。この特性により、反応(I)の平衡は、対応する酢酸メチルとヨウ化水素の平衡が生成する以上の反応生成物をもたらすと考えられる。この改良された平衡は、反応媒体中の水濃度が4.1重量%又はそれを下回る量であると好都合である。また、酢酸リチウムは酢酸メチルに比べて比較的揮発性が低いため、揮発により失われたり、流れに含まれてわずかに蒸気粗生成物に流入する以外は、反応媒体中に残留することができる。これに対して、酢酸メチルは比較的揮発性が高いため、この化合物は蒸留され精製系に導入される。従って酢酸メチルの制御はより困難になる。本方法では、ヨウ化水素の濃度を低く保ちながらより容易に酢酸リチウムを維持・制御する。従って、反応媒体中のヨウ化水素濃度を制御するために必要な酢酸メチルの量に対し比較的少量の酢酸リチウムを用いてもよい。さらに、ヨウ化メチルのロジウム[I]錯体への酸化付加を促進する上で、酢酸リチウムは酢酸メチルに比べて少なくとも3倍有効であることがわかった。
すること、またこれら成分の両方が同時に存在するときのみ促進がより高まることがわかった。
ーブランドCRC Pressから出版)に記載されているように、周期表のIA族金属及びII
A族金属からなる群から選択されたヨウ化物塩であることが好ましい。特に、アルカリヨウ化金属が有用であり、ヨウ化リチウムが特に好適である。低水分カルボニル化工程では、一般にヨウ化水素として存在するヨウ化物イオンの他に別のヨウ化物イオンが、ヨウ化物イオンの総濃度が1〜25重量%の範囲の量で触媒溶液に存在する。一般に酢酸メチルは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。
K1351(2007)が挙げられる。
[0071]カルボニル化反応器内において反応媒体を一定の水準に維持するために十分な速度で反応媒体をカルボニル化反応器105から取り出し、流れ113を介してフラッシュ容器110に供給する。フラッシュ分離を1〜10atmの絶対圧力の下、80℃から200℃の温度にて行ってもよい。フラッシュ容器110内において、反応媒体をフラッシュ分離工程により分離し、酢酸を含む蒸気生成物流112と触媒含有溶液を含む液体リサイクル111を得る。蒸気生成物流112及び液体リサイクル111各々の流速は異なってもよく、例示的な一態様では、フラッシュ容器110への流れの15%〜55%が蒸気生成物流112として取り出され、この流れの45%〜85%が液体リサイクル111として取り出される。触媒含有溶液は大部分が酢酸であり、ロジウム及びヨウ化物塩を含んでおり、それらより少量の酢酸メチルとヨウ化メチルを含んでいてもよい。上述の通り、水が反応器にリサイクルされる。液体リサイクルを反応器に戻す前に、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、スリップ流をイオン交換床等の腐食性金属除去床を通過させ、流れに含まれるいくつかの腐食性金属(ニッケル、鉄、クロム、及びモリブデン等)を除去してもよい。また、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等の窒素化合物を除去してもよい。
[0075]酢酸の蒸留及び回収は本発明の目的のために特に限定されるものではない。
第1の塔
[0076]図1に示すように、蒸気生成物流112を第1の塔120(軽質分留塔とも言う)に導入する。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、及びアセトアルデヒド、更に他の不純物(ヨウ化水素及びクロトンアルデヒド等)、及び副生物(プロピオン酸等)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、好ましくは側流123を経由して取り出される精製酢酸生成物、及び高沸点残渣流121が得られる。酢酸の大部分は側流123から取り出されるが、高沸点残渣流121から回収される酢酸はわずかであるか、もしくは全くないことが好ましい。高沸点残渣流121中の酢酸濃度は比較的高いこともあるが、側流123に比べて高沸点残渣流121の質量流量は極めて少ない。いくつかの態様では、高沸点残渣流121の質量流量は側流123の0.75%又はそれを下回る量、例えば、0.55%又はそれを下回る量
又は0.45%又はそれを下回る量である。
れていない)を用いてライン135中の還流及びライン136中のリサイクルを制御してもよい。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。一態様では、ライン135中の還流及びライン136中のリサイクルを、オンライン分析計142と通信しながら制御してもよく、オンライン分析計がフィードバック情報を送り反応器への還流比及びリサイクル率をそれぞれ制御してもよい。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場合がある。いくつかの態様では、軽質液相133が反応器へ全くリサイクルされないように水の量を変化させてもよい。還流を減少させ(かつ反応器へのリサイクルを増加させる)と、側流中の水の含有量も減少する。還流を増加させると、側流中の水濃度も増加し、反応器にリサイクルされる水は減少する。還流比が0.4を越えると、側流中の水濃度も増加して3重量%を越え、第2の塔で酢酸生成物から水、酢酸メチル、及びヨウ化メチルを除去するための分離が困難になる。従って、このような酢酸生成物を乾燥塔の底部又は底部近傍の側部から回収しても、ガード床により効果的に処理するには高すぎる総濃度のヨウ化物を含む場合がある。
[0084]図には示されていないが、軽質液相133及び/又は重質液相134の一部を分離し、アセトアルデヒド又はPRC除去系に導入し、アセトアルデヒド除去工程中でヨウ化メチルと酢酸メチルを回収してもよい。表1及び表2に示すように、軽質液相133及び/又は重質液相134はそれぞれPRCを含んでおり、本発明の方法は、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み得る。このような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。これらの内容全体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、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生成させてもよい。不純物の多くはアセトアルデヒドに由来するため、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。
抽出剤を除去してもよい。抽残液の一部を蒸留塔、第1の塔、オーバーヘッドデカンタ、及び/又は反応器に戻してもよい。例えば、重質液相134をPRC除去系で処理する場合、抽残液の一部を蒸留塔又は反応器に戻すことが望ましい場合がある。また、例えば、
軽質液相133をPRC除去系で処理する場合、抽残液の一部を第1の塔、オーバーヘッドデカンタ、又は反応器に戻すことが望ましい場合がある。いくつかの態様では、抽出剤をさらに蒸留して水を除去し、1段以上の抽出操作に戻してもよい。塔のボトム留分は軽質液相133より多くの酢酸メチル及びヨウ化メチルを含んでおり、これもまた反応器105にリサイクルする、かつ/又は第1の塔120に還流してもよい。
[0089]側流123経由で回収する酢酸を第2の塔125(乾燥塔とも言う)等でさらに精製することが好ましい。また、第2の塔において側流123を分離し、主に水を含む水性オーバーヘッド流126と、主に酢酸を含む生成物流127を形成する。側流由来の水を水性オーバーヘッド流において濃縮する。凝縮した場合、水性リサイクル流は、側流中の水の90%又はそれを超える水、例えば、95%又はそれを超える水、97%又はそれを超える水、99%又はそれを超える水を含む。酢酸の製造方法は、反応器内で形成した反応媒体をフラッシュ容器で分離し液体リサイクル及び蒸気生成物流を形成すること、上記蒸気生成物流を第1の塔で蒸留し1〜3重量%の水を含む側流及び第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流を得ること、上記第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮して得られた凝縮流を二相に分離し重質液相及び軽質液相を形成すること、上記側流を第2の塔で蒸留し精製酢酸生成物と第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を得ること、上記第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し側流中の水の90%又はそれを超える水を含む水性リサイクル流を得ること、及び上記第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を上記反応器にリサイクルすることを含み、反応器にリサイクルされる水性リサイクル流の質量流量に対する反応器へリサイクルされる軽質液相の質量流量のリサイクル比が2であるか又はそれを下回る。
ルは側流から除去され、オーバーヘッド流で濃縮される。酢酸は水性リサイクル流に存在してもよいが、酢酸濃度を低く維持し、酢酸の大部分を生成物として回収することが望ましい。一態様では、水性リサイクル流は、20重量%又はそれを下回る量、例えば、15重量%又はそれを下回る量又は10重量%又はそれを下回る量のヨウ化メチルと、10重量%又はそれを下回る量、例えば、5重量%又はそれを下回る量又は1重量%又はそれを下回る量の酢酸メチルと、20重量%又はそれを下回る量、例えば、10重量%又はそれを下回る量又は5重量%又はそれを下回る量の酢酸をさらに含む。従って一態様では、酢酸の製造方法は、反応器内で形成した反応媒体をフラッシュ容器で分離し液体リサイクル及び蒸気生成物流を形成すること、上記蒸気生成物流を第1の塔で蒸留し1〜3重量%の水を含む側流及び第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流を得ること、上記第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮して得られた凝縮流を二相に分離し重質液相及び軽質液相を形成すること、上記側流を第2の塔で蒸留し精製酢酸生成物及び第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を得ること、上記第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し、90重量%又はそれを下回る量の水、20重量%又はそれを下回る量のヨウ化メチル、10重量%又はそれを下回る量の酢酸メチル、及び20重量%又はそれを下回る量の酢酸を含む水性リサイクル流を得ること、及び上記第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を上記反応器にリサイクルすることを含み、反応器にリサイクルされる水性リサイクル流の質量流量に対する反応器へリサイクルされる軽質液相の質量流量のリサイクル比が2であるか又はそれを下回る。
%又はそれを下回る量の有機相を含んでいてもよく、かつ/あるいは水性リサイクル流は、10%又はそれを超える量、例えば、20%又はそれを超える量、50%又はそれを超える量、50%又はそれを超える量、80%又はそれを超える量、又は90%又はそれを超える量の有機相を含んでいてもよい。
[0099]例えば、酢酸流等のカルボン酸流は、ハロゲン化物及び/又は腐食性金属で汚染されているが、広範囲の運転条件下においてイオン交換樹脂組成物と接触させてもよい。イオン交換樹脂組成物をガード床中に設けることが好まししい。ガード床を用いて汚染カルボン酸を精製することは、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号等(これらの全内容は参照により本明細書に組み込まれる)、当該分野ではよく知られている。一般に、汚染された液体カルボン酸流を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を金属と反応させ金属ヨウ化物を生成させる。いくつかの態様では、ヨウ化物と結合し得る炭化水素部位(例えば、メチル基等)はカルボン酸をエステル化させることがある。例えば、ヨウ化メチルで汚染された酢酸の場合、酢酸メチルがヨウ化物除去の副生物として生成される。このエステル化生成物の生成は、通常は処理済みのカルボン酸流に有害な効果を及ぼすことはない。
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。
E1.反応器内で形成した反応媒体をフラッシュ容器内で分離し液体リサイクル及び蒸気生成物流を形成すること、
該蒸気生成物流を第1の塔で蒸溜し1〜3重量%の水を含む側流と、第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流とを得ること、
該第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し、得られた凝縮流を二相に分離し重質液相及び軽質液相を形成すること、
該側流を第2の塔で蒸溜し精製酢酸生成物及び第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を得ること、
該第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し90重量%又はそれを下回る量の水を含む水性リサイクル流を得ること、及び
該第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を該反応器にリサイクルすることを含み、
該反応器にリサイクルされる水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイク
ルされる軽質液相の質量流量のリサイクル比が2であるか又はそれを下回る、酢酸の製造方法。
E2.該水性リサイクル流はさらに50〜90重量%の水を含む、態様E1に記載の方法。
E3.該水性リサイクル流はさらに、20重量%又はそれを下回る量のヨウ化メチル、10重量%又はそれを下回る量の酢酸メチル、20重量%又はそれを下回る量の酢酸を含む、態様E1〜E2のいずれか1態様に記載の方法。
E4.該水性オーバーヘッドが該側流中の水の90%又はそれを超える水を含む、態様E1〜E3のいずれか1態様に記載の方法。
E5.該第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し得られた凝縮流を二相に分離し有機相及び水相を形成することをさらに含み、該水性リサイクル流が該水相の一部を含む、態様E1〜E4のいずれか1態様に記載の方法。
E6.該水性リサイクル流が当該有機相の1〜100%を含む、態様E5に記載の方法。E7.該水相の一部を該第2の塔に還流させることをさらに含む、態様E5に記載の方法。
E8.該水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイクルされる軽質液相の質量流量のリサイクル比が0〜2である、態様E1〜E7いずれか1態様に記載の方法。
E9.該反応器への水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイクルされる軽質液相の質量流量のリサイクル比が1であるか又はそれを下回る、態様E1〜E8のいずれか1態様に記載の方法。
E10.該水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイクルされる軽質液相の質量流量のリサイクル比が0〜1である、態様E1〜E9のいずれか1態様に記載の方法。
E11.該側流中のヨウ化水素濃度が50重量ppm又はそれを下回る量である、態様E1〜E10のいずれか1態様に記載の方法。
E12.該重質液相の一部を該反応器にリサイクルする、態様E1〜E11のいずれか1態様に記載の方法。
E13.該軽質液相の一部を該第1の塔に還流させることをさらに含む、態様E1〜E12のいずれか1態様に記載の方法。
E14.該反応器への軽質液相のリサイクル率が、該第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流から凝縮した総軽質相の0〜20%である、態様E1〜E13のいずれか1態様に記載の方法。
E15.該反応媒体が、0.5〜30重量%の酢酸メチル、200〜3000重量ppm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、態様E1〜E14のいずれか1態様に記載の方法。
E16.該重質液相の一部を処理してアセトアルデヒド、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生成物からなる群より選択される少なくとも1種の過マンガン酸還元性化合物を除去する、態様E1〜E15のいずれか1態様に記載の方法。
E17.該側流中の水濃度を1.1〜2.5重量%に維持する、態様E1〜E16のいずれか1態様に記載の方法。
E18.該側流中のヨウ化水素濃度を0.1〜50重量ppmに維持する、態様E1〜E17のいずれか1態様に記載の方法。
E19.該側流が、さらに1種以上のヨウ化C1〜C14アルキルを0.1〜6重量%の濃度で含み、さらに酢酸メチルを0.1〜6重量%の濃度で含む、態様E1〜E18のいずれか1態様に記載の方法。
E20.該側流が、該1種以上のヨウ化C1〜C14アルキル及び該酢酸メチルのそれぞれを該側流中の水濃度の±0.9重量%の範囲内の量で含む、態様E1〜E19のいずれか1態様に記載の方法。
E21.該軽質液相が、40〜80重量%の水を含む、態様E1〜E20のいずれか1態様に記載の方法。
E22.該軽質液相が、さらに1〜40重量%の酢酸、1〜50重量%の酢酸メチル、及び10重量%又はそれを下回る量のヨウ化メチルを含む、態様E1〜E21のいずれか1態様に記載の方法。
E23.該精製酢酸生成物が該第2の塔の底部又は底部近傍から取り出される、態様E1〜E22のいずれか1態様に記載の方法。
E24.該精製酢酸生成物の総ヨウ化物濃度が5重量ppm又はそれを下回る量である場合に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、態様E1〜E23のいずれか1態様に記載の方法。
E25.該精製酢酸生成物が0.2重量%又はそれを下回る量の水を含む、態様E1〜E24のいずれか1態様に記載の方法。
E26.反応器内で形成した反応媒体をフラッシュ容器内で分離し液体リサイクル及び蒸気生成物流を形成すること、
該蒸気生成物流を第1の塔で蒸溜し1〜3重量%の水を含む側流と、第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流とを得ること、
該第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し、得られた凝縮流を二相に分離し重質液相及び軽質液相を形成すること、
該側流を第2の塔で蒸溜し精製酢酸生成物及び第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を得ること、
該第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し水性リサイクル流を得ることであって、該水性オーバーヘッドが該側流中の水の90%又はそれを超える水を含むこと、及び
該第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を該反応器にリサイクルすることを含み、
該反応器にリサイクルされる水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイクルされる軽質液相の質量流量のリサイクル比が2であるか又はそれを下回る、酢酸の製造方法。
E27.該水性リサイクル流が、90重量%又はそれを下回る量の水、25重量%又はそれを下回る量のヨウ化メチル、25重量%又はそれを下回る量の酢酸メチル、1重量%又はそれを下回る量の酢酸を含む、態様E26に記載の方法。
E28.該第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し、得られた凝縮流を二相に分離し有機相及び水相を形成することをさらに含み、該水性リサイクル流が該水相の一部を含む、態様E26〜E27のいずれか1態様に記載の方法。
E29.該水性リサイクル流が該有機相の1〜100%を含む、態様E28に記載の方法。
E30.該水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイクルされる軽質液相の質量流量のリサイクル比が0〜2である、態様E26〜E29のいずれか1態様に記載の方法。
E31.該水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイクルされる軽質液相の質量流量のリサイクル比が1であるか又はそれを下回る、態様E26〜E30のいずれか1態様に記載の方法。
E32.該水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイクルされる軽質液相の質量流量のリサイクル比が0〜1である、態様E26〜E31のいずれか1態様に記載の方法。
E33.該側流中のヨウ化水素濃度が50重量ppm又はそれを下回る量である、態様E26〜E32のいずれか1態様に記載の方法。
容易に自明であろう。上記の説明を考慮して、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た上述の参考文献、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
下の記述及び/又は添付の特許請求の範囲で列挙した様々な特徴は、その全体又は一部を
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。
以下に、出願時の特許請求の範囲の記載を示す。
[請求項1]
反応器内で形成した反応媒体をフラッシュ容器内で分離し、液体リサイクル及び蒸気生
成物流を形成すること、
該蒸気生成物流を第1の塔で蒸溜し、1重量%〜3重量%の水を含む側流と、第1の低
沸点オーバーヘッド蒸気流とを得ること、
該第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し、得られた凝縮流を二相に分離し、重質
液相及び軽質液相を形成すること、
該側流を第2の塔で蒸溜し、精製酢酸生成物及び第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を
得ること、
該第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し、90重量%又はそれを下回る量の水を
含む水性リサイクル流を得ること、及び
該第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を該反応器にリサイクルすることを含み、
該反応器にリサイクルされる水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイク
ルされる軽質液相の質量流量のリサイクル比が2であるか又はそれを下回る、酢酸の製造
方法。
[請求項2]
該水性リサイクル流がさらに50〜90重量%の水を含む、請求項1に記載の方法。
[請求項3]
該水性リサイクル流がさらに、20重量%又はそれを下回る量のヨウ化メチル、10重
量%又はそれを下回る量の酢酸メチル、及び20重量%又はそれを下回る量の酢酸を含む
、請求項1に記載の方法。
[請求項4]
該水性オーバーヘッドが、該側流中の水の90%又はそれを超える水を含む、請求項1
に記載の方法。
[請求項5]
該第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し、得られた凝縮流を二相に分離し有機相
及び水相を形成することをさらに含み、該水性リサイクル流は該水相の一部を含む、請求
項1に記載の方法。
[請求項6]
該水性リサイクル流が、該有機相の1%〜100%を含む、請求項5に記載の方法。
[請求項7]
該水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイクルされる軽質液相の質量流
量のリサイクル比が0〜2である、請求項1に記載の方法。
[請求項8]
該反応器への水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイクルされる軽質液
相の質量流量のリサイクル比が1であるか又はそれを下回る、請求項1に記載の方法。
[請求項9]
該水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイクルされる軽質液相の質量流
量のリサイクル比が0〜1である、請求項1に記載の方法。
[請求項10]
該側流中のヨウ化水素濃度が50重量ppmであるか又はそれを下回る、請求項1に記
載の方法。
[請求項11]
該反応器への軽質液相のリサイクル率が、該第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流から凝
縮した総軽質相の0%〜20%である、請求項1に記載の方法。
[請求項12]
該反応媒体が、0.5重量%〜30重量%の酢酸メチル、200重量ppm〜3000
重量ppmの金属触媒、1重量%〜25重量%のヨウ化物塩、及び1重量%〜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13]
該重質液相の一部を処理して、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生成物からなる群より選択される少なくとも
1種の過マンガン酸還元性化合物を除去する、請求項1に記載の方法。
[請求項14]
該側流中の水濃度を1.1重量%〜2.5重量%に維持する、請求項1に記載の方法。
[請求項15]
該側流中のヨウ化水素濃度を0.1重量ppm〜50重量ppmに維持する、請求項1
に記載の方法。
[請求項16]
該側流がさらに、0.1重量%〜6重量%の濃度で1種以上のヨウ化C1〜C14アル
キルを含み、さらに0.1重量%〜6重量%の濃度で酢酸メチルを含む、請求項1に記載
の方法。
[請求項17]
該側流が、該1種以上のヨウ化C1〜C14アルキル及び該酢酸メチルのそれぞれを該
側流中の水濃度の±0.9重量%の範囲内の量で含む、請求項1に記載の方法。
[請求項18]
該軽質液相が40重量%〜80重量%の水を含む、請求項1に記載の方法。
[請求項19]
該軽質液相がさらに、1〜40重量%の酢酸、1〜50重量%の酢酸メチル、及び10
重量%又はそれを下回る量のヨウ化メチルを含む、請求項1に記載の方法。
[請求項20]
該精製酢酸生成物は該第2の塔の底部又は底部近傍から取り出される、請求項1に記載
の方法。
[請求項21]
該精製酢酸生成物の総ヨウ化物濃度が5重量ppmであるか又はそれを下回る場合に該
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22]
該精製酢酸生成物が0.2重量%又はそれを下回る量の水を含む、請求項1に記載の方
法。
[請求項23]
反応器内で形成した反応媒体をフラッシュ容器内で分離し、液体リサイクル及び蒸気生
成物流を形成すること、
該蒸気生成物流を第1の塔で蒸溜し、1重量%〜3重量%の水を含む側流と、第1の低
沸点オーバーヘッド蒸気流とを得ること、
該第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し、得られた凝縮流を二相に分離し重質液
相及び軽質液相を形成すること、
該側流を第2の塔で蒸溜し、精製酢酸生成物及び第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を
得ること、
該第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し、水性リサイクル流を得ること、ここで
、該水性オーバーヘッドは、該側流中の水の90%又はそれを超える水を含む、及び
該第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を該反応器にリサイクルすることを含み、
該反応器にリサイクルされる水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイク
ルされる軽質液相の質量流量のリサイクル比が2であるか又はそれを下回る、酢酸の製造
方法。
[請求項24]
該水性リサイクル流が、90重量%又はそれを下回る量の水、25重量%又はそれを下
回る量のヨウ化メチル、25重量%又はそれを下回る量の酢酸メチル、1重量%又はそれ
を下回る量の酢酸を含む、請求項23に記載の方法。
[請求項25]
該第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し、得られた凝縮流を二相に分離し有機相
及び水相を形成することをさらに含み、該水性リサイクル流は該水相の一部を含む、請求
項23に記載の方法。
[請求項26]
該水性リサイクル流が、該有機相の1%〜100%を含む、請求項25に記載の方法。
[請求項27]
該水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイクルされる軽質液相の質量流
量のリサイクル比が0〜2である、請求項23に記載の方法。
[請求項28]
該反応器への水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイクルされる軽質液
相の質量流量のリサイクル比が1であるか又はそれを下回る、請求項23に記載の方法。
[請求項29]
該水性リサイクル流の質量流量に対する反応器へリサイクルされる軽質液相の質量流量
のリサイクル比が0〜1である、請求項23に記載の方法。
[請求項30]
該側流中のヨウ化水素濃度が50重量ppmであるか又はそれを下回る、請求項23に
記載の方法。
Claims (20)
- 反応器内で形成した反応媒体をフラッシュ容器内で分離し、触媒含有溶液を含む液体リ
サイクルと蒸気生成物流とを形成すること、
該蒸気生成物流を第1の塔で蒸溜し、側流と、第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流とを
得ること、
該第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し、得られた凝縮流を二相に分離し、重質
液相及び軽質液相を形成し、当該軽質液相の一部を、当該第1の塔へ還流させ、そして当該軽質液相の別の一部を当該反応器にリサイクルさせること、
該側流を第2の塔で蒸溜し、精製酢酸生成物及び第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を
得ること、
該第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を凝縮し、90重量%又はそれを下回る量の水を
含む水性リサイクル流を得ること、及び
当該水性リサイクル流を該反応器にリサイクルすることを含む、酢酸の製造方法であっ
て、
当該方法は、該反応器にリサイクルされる水性リサイクル流の質量流量に対する該反応
器へリサイクルされる軽質液相の一部の質量流量のリサイクル比を、0.15から1未満
の範囲に低減させ、当該側流中の水を1重量%〜3重量%に制御することをさらに含み、
該精製酢酸生成物は該第2の塔の底部から取り出される、
前記方法。 - 該水性リサイクル流がさらに50〜90重量%の水を含む、請求項1に記載の方法。
- 該水性リサイクル流がさらに、20重量%又はそれを下回る量のヨウ化メチル、10重
量%又はそれを下回る量の酢酸メチル、及び20重量%又はそれを下回る量の酢酸を含む
、請求項1に記載の方法。 - 該第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流が、該側流中の水の90%又はそれを超える水を
含む、請求項1に記載の方法。 - 当該凝縮された第2の低沸点オーバーヘッド蒸気流を二相に分離し有機相及び水相を形
成することをさらに含み、該水性リサイクル流は該水相の一部を含む、請求項1に記載の
方法。 - 該水性リサイクル流が、該有機相の1%〜100%を含む、請求項5に記載の方法。
- 該水性リサイクル流の質量流量に対する該反応器へリサイクルされる軽質液相の一部の
質量流量のリサイクル比が、0.7であるかそれを下回り、かつ0.2であるか又はそれ
を上回る、請求項1に記載の方法。 - ヨウ化水素が、該側流中に50重量ppmであるか又はそれを下回る濃度で存在する、
請求項1に記載の方法。 - 該反応器への軽質液相のリサイクル率が、該第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流から凝
縮した総軽質相の0.5%〜20%である、請求項1に記載の方法。 - 該反応媒体が、0.5重量%〜30重量%の酢酸メチル、200重量ppm〜3000
重量ppmの金属触媒、1重量%〜25重量%のヨウ化物塩、及び1重量%〜25重量%
のヨウ化メチルを含む、請求項1に記載の方法。 - 該重質液相の一部を処理して、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生成物からなる群より選択される少なくとも
1種の過マンガン酸還元性化合物を除去する、請求項1に記載の方法。 - 該側流中の水濃度が、1.1重量%〜2.5重量%に維持される、請求項1に記載の方
法。 - ヨウ化水素が該側流中に存在し、その濃度が該側流中で0.1重量ppm〜50重量p
pmに維持される、請求項1に記載の方法。 - 該側流がさらに、0.1重量%〜6重量%の濃度で1種以上のヨウ化C1〜C14アル
キルを含み、さらに0.1重量%〜6重量%の濃度で酢酸メチルを含む、請求項1に記載
の方法。 - 該側流が、該1種以上のヨウ化C1〜C14アルキル及び該酢酸メチルのそれぞれを該
側流中の水濃度の0.9重量%の範囲内の量で含む、請求項1に記載の方法。 - 該軽質液相が40重量%〜80重量%の水を含む、請求項1に記載の方法。
- 該軽質液相がさらに、1〜40重量%の酢酸、1〜50重量%の酢酸メチル、及び10
重量%又はそれを下回る量のヨウ化メチルを含む、請求項1に記載の方法。 - 該精製酢酸生成物の総ヨウ化物濃度が5重量ppmであるか又はそれを下回る場合に該
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。 - 該精製酢酸生成物が0.2重量%又はそれを下回る量の水を含む、請求項1に記載の方
法。 - 当該軽質液相の一部が、0.4又はそれを下回る還流比で当該第1の塔へ還流され、当
該還流比は、当該第1の低沸点オーバーヘッド蒸気流の総質量流量で除した当該還流の質
量流量によって定義される、請求項1に記載の方法。
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