KR102493740B1 - Method for producing acetic acid - Google Patents

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야우-하우 리우
마크 오 스케이츠
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셀라니즈 인터내셔날 코포레이션
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Abstract

본 발명은 아세트산을 제조하기 위한 카보닐화 방법에 관한 것으로, 이는, 카보닐화 반응기로부터 증기 생성물 스트림을 분리하여 리튬 양이온을 포함하는 아세트산을 포함하는 조질 산 생성물을 생성시키는 단계; 상기 조질 아세트산 생성물을 제 1 처리 장치 내에서 산 형태의 양이온 교환체와 접촉시켜 중간체 산 생성물을 생성시키는 단계; 및 상기 중간체 아세트산 생성물을 제 2 처리 장치 내에서 산 양이온 교환 부위를 갖는 금속-교환된 이온 교환 수지와 접촉시켜 정제된 아세트산을 생성시키는 단계를 포함한다. 복수의 샘플링 포트를 포함하는 처리 장치의 작동에 관한 실시양태가 또한 개시된다.The present invention relates to a carbonylation process for producing acetic acid comprising separating a vapor product stream from a carbonylation reactor to produce a crude acid product comprising acetic acid comprising lithium cations; contacting the crude acetic acid product with a cation exchanger in acid form in a first treatment unit to produce an intermediate acid product; and contacting the intermediate acetic acid product with a metal-exchanged ion exchange resin having acid cation exchange sites in a second processing unit to produce purified acetic acid. Embodiments relating to operation of a processing device that includes a plurality of sampling ports are also disclosed.

Figure R1020177024425
Figure R1020177024425

Description

아세트산의 제조 방법 Method for producing acetic acid

본 발명은 아세트산의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing acetic acid.

관련 출원related application

본원은 2015년 1월 30일자로 출원된 미국 가출원 제62/109765호를 우선권으로 주장하고, 또한 2015년 4월 1일자로 출원된 미국 가출원 제62/141490호를 우선권으로 주장하는 2015년 4월 23일자로 출원된 미국 출원 제14/694913호를 우선권으로 주장하며, 각각의 이들을 그 전체로 본원에 참고로 인용한다. This application claims priority to U.S. Provisional Application No. 62/109765, filed on January 30, 2015, and also claims priority to U.S. Provisional Application No. 62/141490, filed on April 1, 2015. U.S. Application Serial No. 14/694913, filed on the 23rd, claims priority, each of which is incorporated herein by reference in its entirety.

카보닐화에 의한 아세트산 제조는 반응기에서 촉매의 존재하에 메탄올과 일산화탄소를 연속적으로 반응시키는 것을 포함한다. 반응기에 존재하는 반응 혼합물은 이리듐 및/또는 로듐일 수 있는 9족 금속일 수 있는 전이 금속을 포함하고, 하나 이상의 용매, 물, 다양한 안정화제, 조-촉매, 촉진제 등을 추가로 포함할 수 있다. 당업계에 공지된 반응 혼합물은 아세트산, 메틸 아세테이트, 메틸 요오다이드, 요오드화 수소, 요오드화 수소 촉진제 등을 포함할 수 있다.Acetic acid production by carbonylation involves continuously reacting methanol and carbon monoxide in a reactor in the presence of a catalyst. The reaction mixture present in the reactor comprises a transition metal, which may be a Group 9 metal, which may be iridium and/or rhodium, and may further include one or more solvents, water, various stabilizers, co-catalysts, promoters, and the like. . Reaction mixtures known in the art may include acetic acid, methyl acetate, methyl iodide, hydrogen iodide, a hydrogen iodide promoter, and the like.

액체 아세트산 반응 성분을 포함하는 상호 의존적인 평형의 복잡한 네트워크가 반응기 내에 존재하며, 이는 아세트산의 형성에 대한 것뿐만 아니라 반응기에서 생성되는 다양한 불순물의 형성에 대한 것들을 포함한다. 아세트산에 존재할 수 있는 불순물은 아세트 알데하이드와 같은 퍼망가네이트 환원 화합물(PRC)을 포함한다. 따라서, 당업계에 개시된 아세트산 공정은 불순물 형성이 최소화되고/되거나 생성된 불순물이 공정으로부터 제거되거나 아세트산 생성물로 전환되는 다양한 정제 공정 및 제어 방식을 추가로 포함할 수 있다.A complex network of interdependent equilibria comprising liquid acetic acid reaction components exists within the reactor, including those for the formation of acetic acid as well as the various impurities produced in the reactor. Impurities that may be present in acetic acid include permanganate reducing compounds (PRCs) such as acetaldehyde. Accordingly, acetic acid processes disclosed in the art may further include various purification processes and control schemes in which impurity formation is minimized and/or generated impurities are removed from the process or converted to acetic acid products.

아세트산 생성물에 존재하는 다양한 불순물은 제거하기 어렵다. 아세트산 제조 방법의 다양한 양태에서 정제 시스템을 제어하고 모니터링할 필요가 있다.Various impurities present in acetic acid products are difficult to remove. In various aspects of the acetic acid production process, there is a need to control and monitor the purification system.

실시양태에서, 방법은, 0.1 내지 14 중량% 미만의 물, 로듐 촉매, 요오드화 메틸 및 요오드화 리튬의 존재하에서 메탄올, 다이메틸 에터 및 메틸 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 카보닐화시켜 아세트산을 포함하는 반응 매질을 반응기 내에 형성하는 단계; 상기 반응 매질을 액체 재순환 스트림 및 증기 생성물 스트림으로 분리하는 단계; 상기 증기 생성물 스트림을 1차 정제 트레인(train)에서 2개 이하의 증류 컬럼에서 분리하여 리튬 양이온을 포함하는 아세트산을 포함하는 조질 산 생성물을 생성하는 단계; 상기 조질 아세트산 생성물을 제 1 처리 장치 내에서 산 형태의 양이온 교환체를 포함하는 제 1 정제 수지와 접촉시켜 중간체 산 생성물을 생성하는 단계; 상기 중간체 아세트산 생성물을 제 2 처리 장치 내에서 산 양이온 교환 부위를 갖는 금속-교환된 이온 교환 수지와 접촉시켜 정제된 아세트산을 생성하는 단계(이때, 제 1 처리 장치, 제 2 처리 장치 또는 이들 모두는 개별적으로, 상기 처리 장치의 측부를 통해 배치된 하나 이상의 샘플링 포트를 포함함); 상기 제 1 정제 수지, 상기 제 2 정제 수지, 상기 처리 장치 내에 존재하는 아세트산 스트림의 액체 샘플 또는 이들의 조합물을 상응하는 샘플링 포트를 통해 수득하는 단계; 및 하나 이상의 샘플에서 불순물의 농도를 결정하는 단계를 포함한다.In an embodiment, the process comprises carbonylating at least one selected from the group consisting of methanol, dimethyl ether, and methyl acetate in the presence of 0.1 to less than 14 weight percent of water, a rhodium catalyst, methyl iodide, and lithium iodide to produce a reaction comprising acetic acid. forming a reaction medium within the reactor; separating the reaction medium into a liquid recycle stream and a vapor product stream; separating the vapor product stream in no more than two distillation columns in a primary purification train to produce a crude acid product comprising acetic acid comprising lithium cations; contacting the crude acetic acid product with a first purification resin comprising a cation exchanger in acid form in a first treatment device to produce an intermediate acid product; contacting the intermediate acetic acid product with a metal-exchanged ion exchange resin having an acid cation exchange site in a second processing unit to produce purified acetic acid, wherein the first processing unit, the second processing unit, or both individually, one or more sampling ports disposed through a side of the processing device; obtaining a liquid sample of the first purifying resin, the second purifying resin, an acetic acid stream present in the processing unit, or a combination thereof through a corresponding sampling port; and determining the concentration of the impurity in the one or more samples.

이러한 발명의 내용은 하기 상세한 설명에서 추가로 기재되는 개념들의 선택을 도입하기 위해 제공된다. 이러한 발명의 내용은 청구범위의 핵심 또는 필수적인 특징을 나타내기 위한 것이 아니며 청구범위의 범주를 제한하는 데 도움을 주기 위한 것도 아니다.This summary is provided to introduce a selection of concepts that are further described below in the Detailed Description. This disclosure is not intended to identify key or essential features of the claims, nor is it intended to help limit the scope of the claims.

도 1은 일 실시양태에 따른 아세트산의 제조 방법의 개략도이다.
도 2는 일 실시양태에 따른 일련의 처리 장치의 개략도이다.
도 3은 일 실시양태에 따른 처리 장치의 단면도이다.
도 4은 일 실시양태에 따른 샘플링 장치의 단면도이다.
도 5는 실시양태에 따른 처리 장치 컬럼을 수지로 충전하는 단계를 도시하는 블록도이다.
1 is a schematic diagram of a process for producing acetic acid according to one embodiment.
2 is a schematic diagram of a series of processing devices according to one embodiment.
3 is a cross-sectional view of a processing device according to one embodiment.
4 is a cross-sectional view of a sampling device according to one embodiment.
5 is a block diagram illustrating the steps of filling a processing unit column with resin according to an embodiment.

처음에 임의의 이러한 실제적인 실시양태를 개발할 때, 시스템 관련 및 비즈니스 관련 제약을 준수하는 것과 같은 개발자의 구체적인 목적을 달성하기 위해 여러 가지 구현 사항-특이적 결정을 내리지 않으면 안되며, 이러한 결정은 구현 사항마다 서로 다르다. 또한, 이러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수는 있지만 그럼에도 불구하고 본 발명의 이점을 갖는 당업자에게는 일상적인 착수일 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본원에 개시된 공정은 또한 당해 분야의 최소의 기술을 가진 자에게 명백한 바와 같이 인용되거나 특별히 언급된 것 이외의 성분을 포함할 수 있다.When initially developing any such practical embodiment, a number of implementation-specific decisions must be made to achieve the developer's specific goals, such as complying with system-related and business-related constraints, which are implementation-specific. Each one is different. It will also be appreciated that such a development effort, while complex and time consuming, may nevertheless be a routine undertaking for those skilled in the art having the benefit of the present invention. In addition, the processes disclosed herein may also include components other than those cited or specifically mentioned as will be apparent to one of minimal skill in the art.

발명의 내용 및 상세한 설명에서, 각각의 수치 값은 "약"이라는 용어(아직 명시적으로 수정되지 않은 한)에 의해 수정된 대로 한 번 읽어야 하고 이후 문맥에 달리 명시되지 않는 한 수정되지 않은 상태로 다시 읽어야 한다. 또한, 발명의 내용 및 상세한 설명에서, 유용하거나 적합한 것 등으로 나열되거나 기재된 농도 범위는 종점을 포함하여 범위 내의 임의의 모든 농도가 명시된 것으로 이해해야 한다. 예를 들어, "1 내지 10의 범위"는 약 1 내지 약 10의 연속체를 따라 각각의 모든 가능한 수를 나타내는 것으로 읽어야 한다. 따라서, 범위 내의 특정 데이터 포인트 또는 심지어 범위 내의 데이터 포인트가 명시적으로 확인되거나 단지 소수의 특정 데이터 포인트만을 언급하더라도, 발명자는 본 발명의 범위 내의 임의의 모든 데이터 포인트가 명시된 것으로 간주되어야 하고, 발명자는 그 범위 내의 전체 범위와 모든 포인트에 대한 지식을 소유하고 있어야 함을 이해해야 한다.In the Summary and Detailed Description, each numerical value is to be read once as modified by the term "about" (unless expressly modified yet) and left unmodified unless the context dictates otherwise. need to read it again Also, in the Summary and Detailed Description, concentration ranges listed or described as useful or suitable, etc., should be understood as indicating any and all concentrations within the range, inclusive of the endpoints. For example, “a range of 1 to 10” should be read as representing each and every possible number along the continuum of about 1 to about 10. Accordingly, even if certain data points within the range or even data points within the range are explicitly identified or refer to only a small number of specific data points, the inventors should consider any and all data points within the scope of the present invention to be specified, and the inventors It should be understood that one must possess knowledge of the entire range and all points within that range.

청구범위를 포함하는 전체 명세서에 걸쳐, 하기 용어는 달리 나타내지 않는 한 지시된 의미를 갖는다.Throughout the entire specification, including the claims, the following terms have the meanings indicated unless otherwise indicated.

명세서 및 청구범위에서 사용되는 "근처"는 "옆"을 포함한다. 용어 "및/또는"은 포괄적인 "및"의 경우와 배타적인 "또는"의 경우를 모두 지칭하며, 간결함을 위해 본원에서 사용된다. 예를 들어, 아세트산 및/또는 메틸 아세테이트를 포함하는 혼합물은 아세트산 단독, 메틸 아세테이트 단독, 또는 아세트산 및 메틸 아세테이트 모두를 포함할 수 있다.As used in the specification and claims, “near” includes “next to”. The term "and/or" refers to both the inclusive instance of "and" and the exclusive instance of "or" and is used herein for brevity. For example, a mixture comprising acetic acid and/or methyl acetate may include acetic acid alone, methyl acetate alone, or both acetic acid and methyl acetate.

본원에 사용된 바와 같이, 원소를 나타내는 기호 및 주기율표 족에 대한 새로운 넘버링 방식은 문헌[Chemical and Engineering News, 63 (5), 27 (1985)]에 기재된 것과 일치되게 사용된다. 달리 명시하지 않는 한 모든 분자량은 중량 평균이다.As used herein, symbols representing elements and new numbering schemes for groups of the periodic table are used consistent with those described in Chemical and Engineering News, 63 (5), 27 (1985). All molecular weights are weight averages unless otherwise specified.

모든 백분율은, 달리 언급되지 않는 한, 존재하는 특정 조성물 또는 스트림의 총 중량을 기준으로 한 중량 퍼센트(중량%)로 표시된다. 달리 언급이 없는 한, 실온은 25℃이고 대기압은 101.325 kPa이다.All percentages are expressed as weight percent (wt%) based on the total weight of the particular composition or stream present, unless otherwise stated. Unless otherwise stated, room temperature is 25° C. and atmospheric pressure is 101.325 kPa.

본원의 목적을 위해, 수지의 교환된 활성 부위의 백분율은 밀리당량/그램(meq/g)의 총 교환 용량을 기준으로 한다. 예를 들어, 2 meq/g의 양이온 교환 용량을 갖는 양이온성 이온 교환 수지에서, 2 meq/g의 은 이온에 의한 치환은 활성 부위의 100%가 은으로 치환된 것을 구성하고, 1 meq/g 치환은 활성 부위의 50%가 치환된 것을 구성한다.For purposes herein, the percentage of exchanged active sites of a resin is based on the total exchange capacity in milliequivalents per gram (meq/g). For example, in a cationic ion exchange resin having a cation exchange capacity of 2 meq/g, substitution by silver ions of 2 meq/g constitutes substitution of 100% of the active sites with silver, and 1 meq/g A substitution constitutes substitution of 50% of the active site.

본원의 목적을 위해:For purposes herein:

아세트산은 "AcOH"로 약기될 수 있고;Acetic acid may be abbreviated as "AcOH";

메틸 아세테이트는 "MeAc"로 약기될 수 있고;Methyl acetate may be abbreviated as “MeAc”;

요오드화 메틸은 "MeI"로 약기될 수 있고;Methyl iodide may be abbreviated as “MeI”;

일산화탄소는 "CO"로 약기될 수 있다.Carbon monoxide may be abbreviated as "CO".

퍼망가네이트 환원 화합물(PRC)은 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이 퍼망가네이트 시험의 실패 지정을 야기하는 산화 가능한 화합물을 지칭한다(문헌["A New System For Automatic Measurement of Permanganate Time," Laboratory Automation and Information Management, 34, 1999, 57-67] 참조). 퍼망가네이트 환원 화합물(PRC)의 예는 아세트알데하이드, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 부티르알데하이드, 크로톤알데하이드, 2-에틸 크로톤알데하이드 및 2-에틸 부티르알데하이드 등 및 이들의 알돌 축합 생성물을 포함한다.A permanganate reducing compound (PRC) refers to an oxidizable compound that causes the designation of a failure of the permanganate test, as readily understood by those skilled in the art (see "A New System For Automatic Measurement of Permanganate Time," Laboratory Automation and Information Management, 34, 1999, 57-67). Examples of the permanganate reducing compound (PRC) include acetaldehyde, acetone, methyl ethyl ketone, butyraldehyde, crotonaldehyde, 2-ethyl crotonaldehyde and 2-ethyl butyraldehyde, and the like, and their aldol condensation products.

본원의 목적을 위해, 증류 컬럼의 "오버헤드"는 증류 컬럼의 상부 또는 상부에 인접한 최소 비등의 응축가능한 분획을 지칭한다. 마찬가지로, 증류 컬럼의 잔류물은 증류 컬럼의 바닥 또는 그 부근에서 나오는 최고 비등 분획을 나타낸다. 잔류물은 예를 들어 증류 컬럼의 최하단 출구 바로 위로부터 취해질 수 있는 것으로 이해되며, 여기서, 컬럼의 맨 아래 바닥은, 당해 분야 숙련자가 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, 사용 불가능한 타르, 고형 폐기물 또는 최소한의 스트림이다. 유사하게, 오버헤드 스트림은 예를 들어 증류 컬럼의 최상부 출구 바로 아래에서 취해질 수 있으며, 여기서, 최저 비등 분획은, 당해 분야 숙련자가 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, 비-응축가능한 스트림이거나 최소한의 스트림을 나타낸다.For purposes herein, "overhead" of a distillation column refers to the minimum boiling condensable fraction at or near the top of the distillation column. Similarly, the retentate of the distillation column represents the highest boiling fraction coming from or near the bottom of the distillation column. It is understood that the residue may be taken, for example, from just above the bottom exit of the distillation column, where the bottom of the column is, as will be readily appreciated by those skilled in the art, unusable tar, solid waste or minimal it's a stream Similarly, an overhead stream can be taken, for example, just below the top exit of a distillation column, where the lowest boiling fraction is a non-condensable stream or a minimal stream, as will be readily appreciated by those skilled in the art. indicate

본원에 사용된 컬럼 내 컬럼 공급물 스트림의 평균 체류 시간은, 달리 명시되지 않는 한, 컬럼에 제공된 총 유속을 컬럼에 존재하는 전체 비-점유 부피로 나눈 값을 나타낸다.As used herein, average residence time of a column feed stream in a column, unless otherwise specified, refers to the total flow rate provided to the column divided by the total unoccupied volume present in the column.

본원의 목적을 위해, 컬럼으로 지칭될 수 있는 처리 용기는 입구 및 출구를 갖는다. 본원에서 내부 챔버로 언급되는 컬럼의 내부는 정제 수지로 충전하기에 적합하다. 처리 장치 및 컬럼이라는 용어는 달리 명시하지 않는 한 본원에서 상호 교환적으로 사용된다. 본원의 목적을 위해, 처리 장치 및 증류 컬럼 이외의 컬럼은 상호 교환가능하게 사용된다.For purposes herein, a processing vessel, which may be referred to as a column, has an inlet and an outlet. The interior of the column, referred to herein as the inner chamber, is suitable for filling with purification resin. The terms processing unit and column are used interchangeably herein unless otherwise specified. For purposes herein, treatment equipment and columns other than distillation columns are used interchangeably.

본원에 사용된 질량 유속은 달리 언급되지 않는 한 kg/hr를 나타내며, 직접적으로 결정되거나 또는 부피 측정치로부터 계산될 수 있다. 총 질량 유속 또는 성분의 농도가 "존재하는 경우"로서 존재한다고 인정되는 경우, 상기 성분은, 당해 분야 숙련자가 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이 적절한 분석 방법의 검출 한계를 넘어 스트림에 존재할 수도 있고 존재하지 않을 수도 있음을 이해해야 한다.Mass flow rate, as used herein, refers to kg/hr unless otherwise stated, and can be determined directly or calculated from volumetric measurements. If the total mass flow rate or concentration of a component is accepted as being present "if present", then that component may or may not be present in the stream beyond the detection limits of the appropriate analytical method, as readily understood by those skilled in the art. It should be understood that it may be

본원에 사용되는 바와 같이, 스트림의 질량 유속이 특정 유속 또는 다른 스트림의 질량 유속에 비례하는 속도로 "제어"되는 경우, 이러한 제어는, 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, 특정 공정 흐름 스트림을 직접적으로 변화시키거나, 또는 목적 스트림의 질량 유속에 직접적으로 영향을 주는 스트림을 변화시킴으로써 특정 스트림의 질량 흐름을 제어하는 것을 포함함을 이해해야 한다. 이러한 모든 비율은 달리 언급되지 않는 한 질량 중량 퍼센트에 대한 질량으로 표시된다.As used herein, when the mass flow rate of a stream is “controlled” to a specific flow rate or to a rate that is proportional to the mass flow rate of another stream, such control is directly related to a specific process stream stream, as will be readily appreciated by those skilled in the art. , or controlling the mass flow of a particular stream by changing a stream that directly affects the mass flow rate of a desired stream. All such ratios are expressed as mass to mass weight percent unless otherwise stated.

본원에 사용된 카보닐화 가능한 반응물은 반응 조건 하에서 일산화탄소와 반응하여 아세트산 또는 목적하는 생성물을 생성하는 임의의 물질이다. 카보닐화 가능한 반응물은 메탄올, 메틸 아세테이트, 다이메틸 에터, 메틸 포메이트 등을 포함한다.As used herein, a carbonylatable reactant is any substance that reacts with carbon monoxide under reaction conditions to produce acetic acid or the desired product. Reactants capable of carbonylation include methanol, methyl acetate, dimethyl ether, methyl formate, and the like.

본원에 사용된 저 수분 카보닐화 공정은 카보닐화 반응기에서 약 14 중량% 이하의 유한 농도의 물을 갖는 것으로 정의된다.As used herein, a low moisture carbonylation process is defined as having a finite concentration of water in the carbonylation reactor of about 14% by weight or less.

본원에 사용된 바와 같이, 스트림의 적어도 일부가 상기 공정의 다른 부분으로 재순환되거나 재지향되는 경우, "부분"은 상기 스트림의 전체 질량 흐름의 일부를 지칭하는 것으로 이해해야 한다. 스트림은 다른 스트림과 조합될 수 있지만(즉, 간접적으로 재순환됨), 스트림에 원래 존재하는 모든 성분은 조합된 후에도 존재한다.As used herein, when at least a portion of a stream is recycled or redirected to another portion of the process, "portion" is to be understood as referring to a portion of the total mass flow of the stream. A stream may be combined with another stream (ie indirectly recycled), but all components originally present in the stream are present after being combined.

이에 비해, 다른 스트림으로부터 "유도된" 스트림은 전체 스트림을 포함할 수도 있고, 또는 스트림에 초기에 존재하는 모든 개별 성분들보다 적게 포함할 수도 있다. 따라서, 특정 스트림으로부터 "유도된" 스트림은 폐기 이전에 추가의 처리 또는 정제를 거친 스트림을 포함할 수 있다. 예를 들어, 재순환되기 전에 증류된 스트림은 원래 스트림으로부터 유도된다.In contrast, a stream "derived" from another stream may contain the entire stream, or may contain less than all individual components initially present in the stream. Thus, a stream "derived" from a particular stream may include a stream that has undergone further processing or purification prior to disposal. For example, a stream distilled before being recycled is derived from the original stream.

본원에 사용된 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, 동일한 성분의 부재하에 관찰된 효과에 대한 성분의 존재하에서 관찰된 효과 간의 비교에 기초한 제한은, 확인된 성분의 존재 또는 부재를 제외하고는 본질적으로 동일한 조건(예컨대, 본질적으로 동일한 조성, 본질적으로 동일한 온도, 시간 및 기타 조건) 하에서 이루어진 비교를 의미한다.As used herein, unless otherwise specified, a limitation based on a comparison between an effect observed in the presence of an ingredient to an effect observed in the absence of the same ingredient is essentially excluding the presence or absence of the identified ingredient. Comparisons made under identical conditions (e.g., essentially the same composition, essentially the same temperature, time, and other conditions).

아세트산에 존재하는 불순물은 다양한 요오드 함유 종(species)을 포함한다. 예로는 1 내지 약 20개의 탄소 원자를 갖는 요오드화 알킬을 포함한다. 약 6개 초과의 탄소를 갖는 고 분자량 요오드화 알킬은 최종 생성물에서 10억분의 1(ppb) 수준으로 존재할 수 있다. 이러한 불순물은 아세트산의 다양한 최종 용도에 문제가 되며 다양한 순도 표준에 따라 제거해야 한다. 다른 불순물은 다양한 알데하이드 및 부식 금속을 포함한다. 이러한 오염물은 아세트산을 약 50℃ 초과의 온도에서 적합한 정제 수지와 접촉시킴으로써 제거될 수 있다(US6657078 참조). 그러나, 이러한 정제 수지의 사용은 불순물이 제조 중에 정제 수지 층(bed)을 "파괴"하는 것을 방지하기 위해 최종 생성물 및 수지 자체의 모니터링을 필요로 한다.Impurities present in acetic acid include various iodine-containing species. Examples include alkyl iodides having from 1 to about 20 carbon atoms. High molecular weight alkyl iodides with greater than about 6 carbons may be present at parts per billion (ppb) levels in the final product. These impurities are problematic for many end uses of acetic acid and must be removed according to various purity standards. Other impurities include various aldehydes and corrosive metals. These contaminants can be removed by contacting acetic acid with a suitable purification resin at a temperature above about 50° C. (see US6657078). However, the use of these purification resins requires monitoring of the final product and the resin itself to prevent impurities from "breaking" the purification resin bed during manufacture.

최종 생성물의 샘플은 쉽게 얻을 수 있지만, 정제 시스템이 작동되는 동안 상기 정제 공정에 사용되는 정제 수지의 샘플은 거의 얻을 수 없다. 또한, 수지 샘플을 얻기 위한 이러한 정제 시스템의 중지(shutdown)는 비경제적이며 종종 의심스럽다. 그러나, 본 발명의 하나 이상의 실시양태에 따른 샘플링 장치는 액체 샘플 및 고체 정제 수지의 샘플 모두가 수지 층을 따라 다양한 지점에서 수집되고 분석되도록 한다. 이러한 샘플을 얻는 능력은 공정에 대한 모니터링 및 제어를 향상시킨다. 이러한 샘플 포트는 또한 최종 제품에 과잉의 양의 불순물이 존재하기 전에 수지가 배출될 때를 예측할 수 있다.Samples of the final product are readily available, but samples of the purification resin used in the purification process are rarely obtained while the purification system is running. Additionally, shutdown of such purification systems to obtain resin samples is uneconomical and often questionable. However, sampling devices according to one or more embodiments of the present invention allow both liquid samples and samples of solid purified resin to be collected and analyzed at various points along a bed of resin. The ability to obtain such samples enhances monitoring and control of the process. These sample ports can also predict when the resin will drain before there are excessive amounts of impurities present in the final product.

실시양태에서, 방법은, 컬럼 입구 및 컬럼 출구 사이에 위치된 활성 정제 수지를 포함하는 내부 챔버를 포함하는 컬럼을 제공하는 단계(이때, 상기 컬럼은 상기 컬럼 입구와 상기 컬럼 출구 사이에 배치된 하나 이상의 샘플 포트를 추가로 포함하고, 상기 하나 이상의 샘플 포트는 액체 샘플 포트, 고체 샘플 포트 또는 이들 둘을 포함함); 및 제 1 농도의 불순물을 갖는 아세트산 스트림을, 존재하는 경우, 제 1 농도보다 낮은 제 2 농도의 불순물을 갖는 상기 컬럼 출구에서 정제된 아세트산 스트림을 생성하기에 충분한 온도 및 유속으로 상기 컬럼을 통해 유동시키는 단계를 포함한다. 따라서, 아세트산은 상기 컬럼 내의 정제 수지와 접촉하여 불순물을 제거하고 아세트산을 정제한다. 실시양태에서, 상기 방법은 아세트산 스트림을 상기 컬럼을 통해 유동시키기 전에 또는 동시에 하나 이상의 샘플 포트를 개방하는 단계를 추가로 포함한다. 실시양태에서, 불순물은 요오드, 크롬, 니켈, 철 또는 이들의 조합을 포함한다. 실시양태에서, 요오다이드는 요오드화 알킬일 수 있다. 실시양태에서, 상기 정제 수지는, 은 또는 수은 형태의 약 1% 이상의 활성 부위를 갖는 거대 망상의 강산 이온 교환 수지를 포함하고/하거나 온도는 약 50℃ 이상이다.In an embodiment, the method comprises providing a column comprising an inner chamber containing an active purification resin positioned between a column inlet and a column outlet, wherein the column includes one disposed between the column inlet and the column outlet. further comprising one or more sample ports, wherein the one or more sample ports include a liquid sample port, a solid sample port, or both; and flowing an acetic acid stream having a first concentration of impurities, if present, through the column at a temperature and flow rate sufficient to produce a purified acetic acid stream at the column outlet having a second concentration of impurities less than the first concentration. It includes steps to Thus, acetic acid is contacted with the purification resin in the column to remove impurities and purify the acetic acid. In an embodiment, the method further comprises opening one or more sample ports prior to or simultaneously with flowing an acetic acid stream through the column. In an embodiment, the impurity includes iodine, chromium, nickel, iron, or combinations thereof. In an embodiment, the iodide can be an alkyl iodide. In an embodiment, the purification resin comprises a macroreticular, strong acid ion exchange resin having at least about 1% active sites in the form of silver or mercury and/or has a temperature of at least about 50°C.

실시양태에서, 하나 이상의 샘플 포트를 개방시키는 단계는, 하나 이상의 고체 샘플 포트를 통과하는 상기 정제 수지의 샘플, 하나 이상의 액체 샘플 포트를 통과하는 상기 컬럼 내에 존재하는 상기 아세트산 스트림의 액체 샘플을 수득하는 것을 포함하거나, 또는 이들의 조합을 포함하고, 상기 방법은 하나 이상의 샘플에서 상기 불순물의 농도를 결정하는 단계를 추가로 포함한다.In an embodiment, opening one or more sample ports comprises obtaining a sample of the purification resin through one or more solid sample ports, and a liquid sample of the acetic acid stream present in the column through one or more liquid sample ports. comprising, or a combination thereof, the method further comprising determining the concentration of the impurity in one or more samples.

실시양태에서, 하나 이상의 불순물의 농도는 가스 크로마토그래피, 고압 액체 크로마토그래피, 원자 흡수, 유도 결합 플라즈마 분광법, 질량 분광법, x-선 형광 분광법 또는 이들의 조합을 사용하여 결정된다.In embodiments, the concentration of one or more impurities is determined using gas chromatography, high pressure liquid chromatography, atomic absorption, inductively coupled plasma spectroscopy, mass spectroscopy, x-ray fluorescence spectroscopy, or a combination thereof.

실시양태에서, 하나 이상의 샘플의 불순물 농도는 미리 결정된 불순물 농도 값과 비교되고, 상기 불순물 농도가 샘플이 얻어진 샘플 포트의 위치에 상응하는 컬럼 내의 지점에서 정제 수지의 소모를 나타내는 지의 여부를 결정한다. 실시양태에서, 상기 방법은 컬럼을 통해 아세트산의 흐름을 정지시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 실시양태에서, 아세트산의 흐름은, 생성물 아세트산 중의 불순물 농도가 특정 최종 용도에 부적합한 아세트산이 되지 않도록 컬럼에 존재하는 본질적으로 모든 활성 정제 수지가 소모되기 전에 중단된다.In an embodiment, the impurity concentration of the one or more samples is compared to a predetermined impurity concentration value and determines whether the impurity concentration represents consumption of purification resin at a point within the column corresponding to the location of the sample port from which the sample was obtained. In an embodiment, the method may further comprise stopping the flow of acetic acid through the column. In an embodiment, the flow of acetic acid is stopped before essentially all of the active purification resin present in the column is consumed such that the impurity concentration in the product acetic acid does not result in acetic acid unsuitable for the particular end use.

실시양태에서, 제 1 컬럼과 유사한 제 2 컬럼이 제공될 수 있고, 상기 아세트산은 제 1 컬럼을 통해 흐름이 정지되는 동안 제 2 컬럼을 통해 유동되어 정제된다.In an embodiment, a second column similar to the first can be provided, wherein the acetic acid is flowed through and purified while the flow through the first column is stopped.

실시양태에서, 흐름이 컬럼상에서 정지되는 동안, 소모된 수지의 적어도 일부는 컬럼을 통과하는 아세트산 스트림의 흐름을 재개하기 전에 재생되어 정제된 아세트산 스트림을 생성한다. 실시양태에서, 소모된 수지의 재생은 소모된 수지의 적어도 일부를 컬럼으로부터 제거하고 컬럼의 적어도 일부를 활성 정제 수지로 재충진하는 것을 포함한다. 실시양태에서, 컬럼을 재충전하기 위해 사용되는 활성 수지의 적어도 일부는 활성 정제 수지로 재생된 이전에 소모된 수지를 포함한다. 실시양태에서, 소모된 수지의 적어도 일부는 컬럼 내에서 활성 정제 수지로 재생된다.In an embodiment, while flow is stopped over the column, at least a portion of the spent resin is regenerated to produce a purified acetic acid stream prior to resuming flow of the acetic acid stream through the column. In an embodiment, regeneration of the spent resin comprises removing at least a portion of the spent resin from the column and refilling at least a portion of the column with an active purification resin. In an embodiment, at least a portion of the active resin used to recharge the column comprises previously spent resin that has been regenerated to active purification resin. In an embodiment, at least a portion of the spent resin is regenerated within the column as an active purification resin.

실시양태에서, 방법은 하기 단계를 포함한다: (a) 중심축 주위로 반경 방향으로 배치된 복수의 측부에 의해 구획된 내부 챔버를 포함하고 상기 내부 챔버를 통해 출구 단부와 유체 연통되고 종방향으로 분리된 입구 단부를 갖는 컬럼을 제공하는 단계; (b) 상기 내부 챔버 부분을 충전시키기에 충분한 양의 정제 수지를 상기 내부 챔버로 유도하는 단계; (c) 상기 정제 수지로부터 미립자를 세척 및/또는 제거하기에 충분한 유속 및 시간으로 수성 세척액을 상기 출구 단부로부터 상기 내부 챔버를 통해 상기 입구 단부로 유동시키는 단계; 및 (d) 제 1 농도의 불순물을 갖는 아세트산 스트림을, 존재하는 경우, 제 1 농도보다 낮은 제 2 농도의 불순물을 갖는 상기 컬럼 출구에서 정제된 아세트산 스트림을 생성하기에 충분한 온도 및 유속으로 상기 컬럼을 통해 유동시키는 단계를 포함한다.In an embodiment, the method comprises the following steps: (a) comprising an inner chamber bounded by a plurality of sides disposed radially about a central axis, through which the inner chamber is in fluid communication with the outlet end and is in longitudinal direction; providing a column having a separate inlet end; (b) introducing a sufficient amount of purifying resin into the inner chamber to fill a portion of the inner chamber; (c) flowing an aqueous wash solution from the outlet end through the interior chamber to the inlet end at a flow rate and for a time sufficient to wash and/or remove particulates from the purification resin; and (d) said column at a temperature and flow rate sufficient to produce an acetic acid stream having a first concentration of impurities and, if present, a purified acetic acid stream having a second concentration of impurities lower than the first concentration. It includes the step of flowing through.

실시양태에서, 상기 컬럼은 상기 컬럼 입구와 상기 컬럼 출구 사이에 배치된 하나 이상의 샘플 포트를 포함하고, 이때, 상기 하나 이상의 샘플 포트는 액체 샘플 포트, 고체 샘플 포트 또는 이들 둘 다를 포함하며, 상기 방법은 하나 이상의 샘플 포트를 개방하는 단계를 추가로 포함한다. 실시양태에서, 수성 세척액은 60분 이상 동안 흐른다.In an embodiment, the column comprises one or more sample ports disposed between the column inlet and the column outlet, wherein the one or more sample ports comprise a liquid sample port, a solid sample port, or both, wherein the method further comprising opening one or more sample ports. In an embodiment, the aqueous wash is run for at least 60 minutes.

실시양태에서, 수성 세척액을 컬럼을 통해 유동시키는 단계 (c) 후에, 불활성 기체의 양이 상기 세척액의 일부를 제거하기 위해 상기 컬럼 입구로 유도한다. 실시양태에서, (출구로부터 입구로의) 아세트산의 역류가 상기 내부 챔버로부터 본질적으로 모든 증기를 제거하기에 충분한 유속 및 시간으로 상기 컬럼을 통해 흐를 수 있다. 실시양태에서, 상기 증기의 제거는 상기 하나 이상의 샘플 포트를 개방하는 것을 포함할 수 있다. 실시양태에서, 아세트산의 역류 유속은 약 0.05 층(bed) 부피/분 이하이고, 시간은 약 30분 이하이다.In an embodiment, after step (c) of flowing an aqueous wash liquid through the column, an amount of inert gas is directed to the column inlet to remove a portion of the wash liquid. In an embodiment, a countercurrent flow of acetic acid (from outlet to inlet) may flow through the column at a flow rate and for a time sufficient to remove essentially all vapor from the inner chamber. In an embodiment, removing the vapor may include opening the one or more sample ports. In an embodiment, the countercurrent flow rate of acetic acid is about 0.05 bed volume/minute or less, and the time is about 30 minutes or less.

실시양태에서, 상기 정제 수지는, 상기 정제 수지를 포함하는 슬러리를 포함하는 용기의 내부 챔버와 하부 출구 사이에 유체 연통을 제공하고, 이어서, 상기 용기로부터 상기 내부 챔버로 상기 슬러리의 적어도 일부를 공압식으로 전달하기에 충분한 양으로 상기 용기의 헤드스페이스(headspace)에 압력을 가함으로써, 공압식으로 상기 컬럼의 내부 챔버에 유도된다.In an embodiment, the purification resin provides fluid communication between an inner chamber and a lower outlet of a vessel containing a slurry comprising the purification resin, and then pneumatically pneumatically pneumatically pneumatically at least a portion of the slurry from the vessel into the interior chamber. It is pneumatically induced into the inner chamber of the column by applying a pressure to the headspace of the vessel in an amount sufficient to transfer to the column.

실시양태에서, 상기 정제 수지로 상기 컬럼을 충전하기 전에 상기 헤드스페이스의 산소를 제거하기 위해(즉, 상기 공간이 1 중량% 미만의 산소를 포함하도록) 상기 컬럼의 내부 챔버 및/또는 상기 용기의 헤드스페이스를 불활성 가스 예컨대 질소로 퍼징한다.In an embodiment, an internal chamber of the column and/or the vessel is used to deoxygenate the headspace prior to filling the column with the purification resin (i.e., such that the space contains less than 1% oxygen by weight). The headspace is purged with an inert gas such as nitrogen.

실시양태에서, 방법은, 0.1 내지 14 중량% 미만의 물, 로듐 촉매, 요오드화 메틸 및 요오드화 리튬의 존재하에서 메탄올, 다이메틸 에터 및 메틸 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 카보닐화시켜 아세트산을 포함하는 반응 매질을 반응기 내에 형성하는 단계; 상기 반응 매질을 액체 재순환 스트림 및 증기 생성물 스트림으로 분리하는 단계; 상기 증기 생성물 스트림을 1차 정제 트레인에서 2개 이하의 증류 컬럼에서 분리하여 리튬 양이온을 포함하는 아세트산을 포함하는 조질 산 생성물을 생성하는 단계; 상기 조질 아세트산 생성물을 제 1 처리 장치 내에서 산 형태의 양이온 교환체를 포함하는 제 1 정제 수지와 접촉시켜 중간체 산 생성물을 생성하는 단계; 상기 중간체 아세트산 생성물을 제 2 처리 장치 내에서 산 양이온 교환 부위를 갖는 금속-교환된 이온 교환 수지와 접촉시켜 정제된 아세트산을 생성하는 단계(이때, 제 1 처리 장치, 제 2 처리 장치 또는 이들 모두는 개별적으로, 상기 처리 장치의 측부를 통해 배치된 하나 이상의 샘플링 포트를 포함함); 상기 제 1 정제 수지, 상기 제 2 정제 수지, 상기 처리 장치 내에 존재하는 아세트산 스트림의 액체 샘플 또는 이들의 조합물을 상응하는 샘플링 포트를 통해 수득하는 단계; 및 하나 이상의 샘플에서 불순물의 농도를 결정하는 단계를 포함한다.In an embodiment, the process comprises carbonylating at least one selected from the group consisting of methanol, dimethyl ether, and methyl acetate in the presence of 0.1 to less than 14 weight percent of water, a rhodium catalyst, methyl iodide, and lithium iodide to produce a reaction comprising acetic acid. forming a reaction medium within the reactor; separating the reaction medium into a liquid recycle stream and a vapor product stream; separating the vapor product stream in no more than two distillation columns in a first purification train to produce a crude acid product comprising acetic acid comprising lithium cations; contacting the crude acetic acid product with a first purification resin comprising a cation exchanger in acid form in a first treatment device to produce an intermediate acid product; contacting the intermediate acetic acid product with a metal-exchanged ion exchange resin having an acid cation exchange site in a second processing unit to produce purified acetic acid, wherein the first processing unit, the second processing unit, or both individually, one or more sampling ports disposed through a side of the processing device; obtaining a liquid sample of the first purifying resin, the second purifying resin, an acetic acid stream present in the processing unit, or a combination thereof through a corresponding sampling port; and determining the concentration of the impurity in the one or more samples.

실시양태에서, 상기 방법은, 하나 이상의 샘플의 불순물 농도를 미리 결정된 불순물 농도 값과 비교하는 단계, 및 상기 샘플의 불순물 농도가 상기 샘플이 얻어진 샘플 포트의 위치에 상응하는 처리 장치 내의 지점에서 상기 정제 수지의 소모를 나타내는지 여부를 결정하는 단계를 추가로 포함한다. 실시양태에서, 상기 방법은, 상기 처리 장치에 존재하는 활성 정제 수지의 본질적으로 전부가 소모되기 전에 상기 처리 장치를 통한 아세트산의 흐름을 정지시키는 단계, 상기 소모된 수지의 적어도 일부를 재생하는 단계 및 상기 처리 장치를 통과하는 상기 아세트산 스트림의 흐름을 재개하여 상기 정제된 아세트산 스트림을 생성하는 단계를 추가로 포함한다.In embodiments, the method comprises comparing the impurity concentration of one or more samples to a predetermined impurity concentration value, and the purification at a point within a processing device at which the impurity concentration of the sample corresponds to a location of a sample port from which the sample was obtained. and further comprising determining whether or not the resin is depleted. In an embodiment, the method comprises stopping the flow of acetic acid through the processing device before essentially all of the active purification resin present in the processing device is consumed, regenerating at least a portion of the spent resin, and and resuming flow of the acetic acid stream through the processing device to produce the purified acetic acid stream.

실시양태에서, 금속-교환된 이온 교환 수지는 은이 혼입된 적어도 1%의 강산 교환 부위를 포함한다. 실시양태에서, 조질 산 생성물은 10 ppm 이하의 리튬을 포함한다.In an embodiment, the metal-exchanged ion exchange resin comprises at least 1% strong acid exchange sites incorporating silver. In an embodiment, the crude acid product comprises 10 ppm or less of lithium.

실시양태에서, 증기 생성물 스트림을 분리하는 단계는, 제 1 증류 컬럼에서 증기 생성물 스트림을 증류시키고 사이드드로우(sidedraw)를 취하여 증류된 아세트산 생성물을 생성시키는 단계; 및 상기 증류된 아세트산 생성물을 제 2 증류 컬럼에서 증류시켜 아세트산 및 리튬 양이온을 포함하는 조질 산 생성물을 생성시키는 단계를 포함한다. 실시양태에서, 상기 방법은, 제 2 증류 컬럼에서 증류된 아세트산 생성물을 증류하기 전에 상기 증류된 아세트산 생성물에 아세트산 칼륨, 탄산 칼륨 및 수산화 칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 칼륨 염을 첨가하는 단계를 추가로 포함하고; 여기서, 상기 칼륨의 적어도 일부는 산 형태의 양이온 교환체에 의해 제거된다.In an embodiment, separating the vapor product stream comprises distilling the vapor product stream in a first distillation column and taking a sideraw to produce a distilled acetic acid product; and distilling the distilled acetic acid product in a second distillation column to produce a crude acid product including acetic acid and lithium cations. In an embodiment, the method further comprises adding a potassium salt selected from the group consisting of potassium acetate, potassium carbonate and potassium hydroxide to the distilled acetic acid product prior to distilling the distilled acetic acid product in a second distillation column. do; Here, at least a portion of the potassium is removed by a cation exchanger in acid form.

실시양태에서, 조질 아세트산 생성물은 50℃ 내지 120℃의 온도에서 양이온 교환체와 접촉된다. 실시양태에서, 중간체 아세트산 생성물은 50℃ 내지 85℃의 온도에서 금속-교환된 이온 교환 수지와 접촉되거나; 또는 이들의 조합을 포함한다. 실시양태에서, 중간체 아세트산 생성물은 50 ppb 미만의 리튬 이온 농도를 갖는다.In an embodiment, the crude acetic acid product is contacted with a cation exchanger at a temperature of 50°C to 120°C. In an embodiment, the intermediate acetic acid product is contacted with a metal-exchanged ion exchange resin at a temperature of 50° C. to 85° C.; or combinations thereof. In an embodiment, the intermediate acetic acid product has a lithium ion concentration of less than 50 ppb.

실시양태에서, 산 형태의 양이온 교환체는 산 형태의 강산 양이온 교환 거대 망상, 거대 다공성 또는 메조 다공성 수지의 수지를 포함한다. 실시양태에서, 상기 방법은 정제된 아세트산 생성물을 양이온 교환 수지로 처리하여 임의의 은, 수은, 팔라듐 또는 로듐을 회수하는 단계를 추가로 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질 중의 물 농도는 존재하는 반응 매질의 총량을 기준으로 0.1 내지 5 중량으로 제어된다.In an embodiment, the cation exchanger in acid form comprises a resin of strong acid cation exchange macroreticular, macroporous or mesoporous resin in acid form. In an embodiment, the method further comprises treating the purified acetic acid product with a cation exchange resin to recover any silver, mercury, palladium or rhodium. In an embodiment, the water concentration in the reaction medium is controlled between 0.1 and 5 weights based on the total amount of reaction medium present.

실시양태에서, 상기 방법은 리튬 아세테이트, 리튬 카복실레이트, 리튬 카보네이트, 리튬 하이드록사이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 리튬 화합물을 반응기에 도입하여 반응 매질에서의 리튬 아세테이트의 농도를 0.3 내지 0.7 중량으로 유지시키는 단계를 추가로 포함한다. 실시양태에서, 상기 방법은 반응 매질에서 요오드화 수소 농도를 0.1 내지 1.3 중량으로 유지하는 단계; 반응 매질에서 로듐 촉매 농도를 300 내지 3000 wppm으로 유지하는 단계; 반응 매질에서 물 농도를 0.1 내지 4.1 중량으로 유지하는 단계; 반응 매질에서 메틸 아세테이트 농도를 0.6 내지 4.1 중량으로 유지하는 단계; 또는 이들의 조합을 추가로 포함한다.In an embodiment, the method introduces a lithium compound selected from the group consisting of lithium acetate, lithium carboxylate, lithium carbonate, lithium hydroxide, and mixtures thereof into the reactor to increase the concentration of lithium acetate in the reaction medium from 0.3 to 0.7 weight by weight. It further includes the step of maintaining. In an embodiment, the method comprises maintaining a hydrogen iodide concentration in the reaction medium between 0.1 and 1.3 by weight; maintaining a rhodium catalyst concentration in the reaction medium between 300 and 3000 wppm; maintaining a water concentration in the reaction medium between 0.1 and 4.1 by weight; maintaining a methyl acetate concentration in the reaction medium between 0.6 and 4.1 by weight; or combinations thereof.

실시양태에서, 상기 방법은 아세트산 생성물로부터 부틸 아세테이트를 직접적으로 제거하지 않으면서 아세트산 생성물 중의 부틸 아세테이트 농도를 10 wppm 이하로 제어하는 단계를 추가로 포함한다. 실시양태에서, 부틸 아세테이트 농도는 반응 매질에서 아세트알데하이드 농도를 1500 ppm 이하로 유지하거나; 반응기의 온도를 150 내지 250℃로 조절하거나; 반응기 내의 수소 분압을 0.3 내지 2 atm으로 조절하거나; 반응 매질에서 로듐 촉매 농도를 100 내지 3000 wppm으로 조절하거나; 또는 이들을 조합함으로써 제어된다.In an embodiment, the method further comprises controlling the butyl acetate concentration in the acetic acid product to 10 wppm or less without directly removing the butyl acetate from the acetic acid product. In an embodiment, the butyl acetate concentration maintains the acetaldehyde concentration in the reaction medium below 1500 ppm; adjust the temperature of the reactor to 150 to 250°C; adjusting the hydrogen partial pressure in the reactor to 0.3 to 2 atm; adjusting the rhodium catalyst concentration in the reaction medium to 100 to 3000 wppm; or by combining them.

실시양태에서, 상기 방법은 반응 매질 중 에틸 요오다이드 농도를 750 wppm 이하로 제어하는 것을 추가로 포함한다. 실시양태에서, 생성물 아세트산 중의 프로피온산 농도는 생성물 아세트산으로부터 프로피온산을 직접적으로 제거하지 않고 250 wppm 미만이고, 이때, 반응 매질 중의 에틸 요오다이드 및 아세트산 생성물 중의 프로피온산은 3:1 내지 1:2의 중량비로 존재하며, 여기서, 아세트알데하이드 및 에틸 요오다이드는 반응 매질 중에 2:1 내지 20:1의 중량비로 존재하고; 이때, 반응기 내로 공급되는 메탄올 중의 에탄올 농도는 150 wppm 미만으로 존재하거나; 또는 이들의 조합이다. 실시양태에서, 반응 매질 중 에틸 요오다이드 농도는 카보닐화 반응기에서의 수소 분압, 반응 매질 중 메틸 아세테이트 농도 및 반응 매질 중 메틸 요오다이드 농도 중 적어도 하나를 조절함으로써 제어된다.In an embodiment, the method further comprises controlling the ethyl iodide concentration in the reaction medium to 750 wppm or less. In an embodiment, the propionic acid concentration in the product acetic acid is less than 250 wppm without direct removal of propionic acid from the product acetic acid, wherein ethyl iodide in the reaction medium and propionic acid in the acetic acid product are in a weight ratio of 3:1 to 1:2 wherein acetaldehyde and ethyl iodide are present in a weight ratio of 2:1 to 20:1 in the reaction medium; At this time, the ethanol concentration in the methanol supplied into the reactor is less than 150 wppm; or a combination thereof. In an embodiment, the ethyl iodide concentration in the reaction medium is controlled by adjusting at least one of the hydrogen partial pressure in the carbonylation reactor, the methyl acetate concentration in the reaction medium, and the methyl iodide concentration in the reaction medium.

아세트산 제조 시스템acetic acid manufacturing system

메탄올 카보닐화를 통해 아세트산을 제조하는 공정은 반응 시스템 및 공정, 경질분 회수/아세트산 생성물 분리 시스템 및 공정, 및 아세트산 생성물 정제 시스템 및 공정의 세 가지 주요 영역으로 편리하게 분할될 수 있다. 사이드드로우로서 아세트산 생성물을 수득하기 위해 경질분 컬럼에서 후속적으로 증류되는 카보닐화 반응기로부터 증기를 생성시키는 본원의 목적에 적합한 아세트산 공정은 정제 스트림, 재순환 스트림, 사용된 증류 컬럼의 유형 및 개수, 사용된 다양한 정제 공정 등을 비롯하여 시스템 및 공정이 다양할 수 있다. 적합한 공정의 예는 US3769329; US3772156; US4039395; US4255591; US4615806; US5001259; US5026908; US5144068; US5237097; US5334755; US5653853; US5683492; US5831120, US5227520; US5416237, US5731252; US5916422; US6143930; US6225498, US6255527; US6339171; US6657078; US7208624; US7223883; US7223886; US7271293; US7476761; US783871; US7855306; US8076507; US20060247466; US20090259072; US20110288333; US20120090981; US20120078012; US2012081418; US2013261334; US2013281735; EP0161874; W09822420; WO0216297; WO2013137236 등에 기재된 것들을 포함하며, 이들의 전체 개시내용을 본원에 참고로 인용한다. 일반적으로 공정(100)으로 표시된 바와 같이 본원에 개시된 실시양태에 따른 아세트산의 제조 공정이 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. The process for producing acetic acid via methanol carbonylation can conveniently be divided into three main areas: reaction systems and processes, light fraction recovery/acetic acid product separation systems and processes, and acetic acid product purification systems and processes. A suitable acetic acid process for the purpose of this application, which produces vapors from a carbonylation reactor that is subsequently distilled in a light ends column to obtain an acetic acid product as a sidedraw, includes a refinery stream, a recycle stream, the type and number of distillation columns used, the use Systems and processes may vary, including various purification processes that have been developed. Examples of suitable processes include US3769329; US3772156; US4039395; US4255591; US4615806; US5001259; US5026908; US5144068; US5237097; US5334755; US5653853; US5683492; US5831120, US5227520; US5416237, US5731252; US5916422; US6143930; US6225498, US6255527; US6339171; US6657078; US7208624; US7223883; US7223886; US7271293; US7476761; US783871; US7855306; US8076507; US20060247466; US20090259072; US20110288333; US20120090981; US20120078012; US2012081418; US2013261334; US2013281735; EP0161874; W09822420; WO0216297; including those described in WO2013137236 and the like, the entire disclosures of which are incorporated herein by reference. A process for the production of acetic acid according to an embodiment disclosed herein, generally indicated as process 100, is schematically illustrated in FIG. 1 .

메탄올의 카보닐화에 의해 아세트산을 제조하기 위한 저 수분 및 저 에너지 공정이 개발되었는데, 이는 14 중량% 미만의 물에서 작동하고 1차 정제 트레인에서 최대 2개의 증류 컬럼을 활용할 수 있는 로듐-촉매 시스템을 포함한다. 1차 정제 트레인은 반응기/플래시 장치로부터의 증기 생성물 스트림으로부터 물, 메틸 아세테이트, 메틸 요오다이드 및 요오드화 수소와 같은 벌크 성분을 제거하여 아세트산을 수득하도록 유도된다. 이러한 1차 정제 트레인은 반응기에서 대부분의 증기 흐름을 받아 최종 생성물로서 아세트산을 얻는다. 예를 들어, 1차 정제 트레인의 컬럼은 경질분 컬럼 및 건조 컬럼을 포함한다. 이러한 1차 정제 트레인은 아세트알데하이드, 알칸 및 프로피온산과 같은 주요 성분을 제거하는 주요 기능을 하는 컬럼을 배제할 수 있다.A low-moisture and low-energy process for the production of acetic acid by carbonylation of methanol has been developed, which uses a rhodium-catalyzed system that operates at less than 14 wt% water and can utilize up to two distillation columns in a primary purification train. include A primary purification train is directed to remove bulk components such as water, methyl acetate, methyl iodide and hydrogen iodide from the vapor product stream from the reactor/flash unit to obtain acetic acid. This primary purification train receives most of the vapor flow from the reactor to obtain acetic acid as the final product. For example, the columns of the first purification train include a light ends column and a drying column. This primary purification train can exclude columns whose main function is to remove key components such as acetaldehyde, alkanes and propionic acid.

아세트산을 제조하는 공정은 조질 산 생성물 중에 수집되는 양이온을 생성할 수 있다. 이러한 잔류 양이온은 제거하기가 어려울 수 있으며 최종 금속-교환 가드 층에서 요오드화물을 역으로 대체할 수 있다. 따라서, 최종 생성물은 금속 교환 가드 층을 사용 함에도 불구하고 용인할 수 없는 수준의 요오드화물을 함유할 수 있다. 본 발명은 양이온을 제거하는 방법을 제공한다. The process of making acetic acid can produce cations that collect in the crude acid product. These residual cations can be difficult to remove and can reversely displace iodide in the final metal-exchange guard layer. Thus, the final product may contain unacceptable levels of iodide despite the use of a metal exchange guard layer. The present invention provides a method for removing cations.

양이온의 공급원은 다양한 촉진제, 조-촉매, 첨가제, 동일계(in situ) 반응 등에서 유래할 수 있다. 예를 들어, 저 수분 및 저 에너지 공정은 요오드화 리튬과 같은 촉진제의 사용을 포함하며, 이는 리튬 아세테이트 또는 다른 상용성 리튬 염을 반응 혼합물에 첨가한 후에 동일 반응계에서 형성될 수 있다. 따라서, 공정 스트림은 일정량의 리튬 이온을 함유할 수 있다. 또한, 상기 공정이 1차 정제 트레인에서 최대 2개의 증류 컬럼을 사용하고 바람직하게는 1차 정제가 중질분 물질을 제거하기 위한 컬럼을 포함하지 않기 때문에, 조질 산 생성물은 보다 큰 알킬 요오다이드 화합물 예를 들어 C10-C14 알킬 요오다이드뿐만 아니라 리튬과 같은 양이온을 함유할 수 있다. 때때로, 존재하는 10% 초과 또는 심지어 50% 초과의 요오다이드는 10개 초과의 탄소 원자의 유기 쇄 길이를 갖는다. 따라서, 10 ppb 초과 예를 들어 20 ppb 초과, 50 ppb 초과, 100 ppb 초과 또는 1 ppm 초과의 C10-C14 알킬 요오다이드일 수 있다. 이러한 고급 알킬 요오다이드는 메틸 요오다이드, HI 및 헥실 요오다이드를 비롯한 요드화물 촉진된 카보닐화 공정의 조질 산 생성물에서 발견되는 통상적인 보다 짧은 쇄 길이의 요오드화물 불순물에 추가로 존재할 수 있다. 통상적인 요오드화물 불순물은 전형적으로 금속이 예를 들어 은 또는 수은인 금속-교환된 강산 이온 교환 수지를 사용하여 조질 산 생성물로부터 제거된다. 그러나, 금속-교환된 강산 이온 교환 수지 내의 은 또는 수은은 잔류 리튬으로 대체될 수 있고, 결과적으로 수지 용량 및 효율이 낮아지고 은 또는 수은으로 제품을 오염시킬 가능성이 있음이 밝혀졌다.Sources of cations can come from various promoters, co-catalysts, additives, in situ reactions, and the like. For example, a low moisture and low energy process involves the use of a promoter such as lithium iodide, which can be formed in situ after adding lithium acetate or other compatible lithium salt to the reaction mixture. Thus, the process stream may contain some amount of lithium ions. Also, since the process uses a maximum of two distillation columns in the first purification train and preferably the first purification does not include a column to remove the heavies, the crude acid product will contain larger alkyl iodide compounds. eg C 10 -C 14 alkyl iodide as well as cations such as lithium. Sometimes more than 10% or even more than 50% of the iodides present have an organic chain length of more than 10 carbon atoms. Thus, greater than 10 ppb may be greater than 20 ppb, greater than 50 ppb, greater than 100 ppb or greater than 1 ppm C 10 -C 14 alkyl iodide. These higher alkyl iodides may be present in addition to the more common shorter chain length iodide impurities found in crude acid products of iodide catalyzed carbonylation processes, including methyl iodide, HI and hexyl iodide. Common iodide impurities are typically removed from the crude acid product using metal-exchanged strong acid ion exchange resins where the metal is, for example, silver or mercury. However, it has been found that the silver or mercury in metal-exchanged strong acid ion exchange resins can be replaced by residual lithium, resulting in lower resin capacity and efficiency and potential product contamination with silver or mercury.

조질 산 생성물 중의 양이온은 CN101053841 및 CN1349855에 기술된 바와 같은 유기 리튬 염 리간드와 같은 유기 알칼리 염 리간드의 사용으로부터 유래할 수 있으며, 이들의 그 전체 내용 및 개시 내용을 본원에 참고로 인용한다. CN101053841에는 리튬 아세테이트 또는 리튬 옥살레이트를 포함하는 리간드가 기재되어 있다. CN1349855에는 시스-다이카보닐 로듐 구조를 배위시키는 금속 리튬 유기 리간드를 갖는 이금속성 촉매가 기재되어 있다. 금속 리튬 유기 리간드는 피리딘 유도체 예를 들어 리튬 피리딘-2-포메이트, 리튬 피리딘-3-포메이트, 리튬 피리딘-4-포메이트, 리튬 피리딘-3-아세테이트, 리튬 피리딘-4-아세테이트 또는 리튬 피리딘-3-프로피오네이트일 수 있다. 실제로, 이들 모든 리간드의 리튬 염 성분은 카보닐화 반응기에서 반응 온도 및 압력에서 요오드화 메틸에 노출된 후 반응 매질 내에서 요오드화 리튬을 동일계 내에서 발생시키는 것으로 여겨진다. 리튬 성분의 적어도 일부 소량은 정제 시스템에 동반될 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 정제 시스템은 또한 이들 유형의 유기 리간드의 사용으로부터 동일계에서 형성된 리튬을 제거할 수 있다.The cations in the crude acid product may result from the use of organic alkali salt ligands, such as organolithium salt ligands as described in CN101053841 and CN1349855, the entire contents and disclosures of which are incorporated herein by reference. CN101053841 describes ligands comprising lithium acetate or lithium oxalate. CN1349855 describes bimetallic catalysts with metal lithium organic ligands coordinating cis-dicarbonyl rhodium structures. The metal lithium organic ligand is a pyridine derivative such as lithium pyridine-2-formate, lithium pyridine-3-formate, lithium pyridine-4-formate, lithium pyridine-3-acetate, lithium pyridine-4-acetate or lithium pyridine. -3-propionate. Indeed, it is believed that the lithium salt component of all these ligands generates lithium iodide in situ in the reaction medium after exposure to methyl iodide at the reaction temperature and pressure in the carbonylation reactor. At least some small amount of the lithium component will be entrained in the purification system. Thus, purification systems according to the present invention can also remove lithium formed in situ from the use of these types of organic ligands.

양이온은 또한 CN1640543에 기술된 것과 같은 아민 작용기를 갖는 이금속성 Rh 킬레이트화 촉매의 사용을 통하는 것과 같은 비-리튬 염의 사용 결과로서 존재할 수 있으며, 상기 문헌의 전체 내용 및 개시 내용을 본원에 참고로 인용한다. CN 16040543에 따르면, 양이온 종은 N 및 O 공여체 원자를 함유하고 아미노벤조산으로부터 형성된다. 상기 아민은 4급 질소 양이온을 형성하기 위해 반응 온도 및 압력에서 반응 매질 내에서 동일계 내에서 메틸 요오다이드로 4급화될 수 있다. 리튬 양이온과 유사한 4급 질소 양이온은 조질 산 생성물을 통해 운반될 수 있으며, 금속-교환 가드 층 전에 본 발명을 사용하여 제거될 수 있다.Cations may also be present as a result of the use of non-lithium salts, such as through the use of bimetallic Rh chelating catalysts with amine functionality, such as those described in CN1640543, the entire contents and disclosure of which are incorporated herein by reference. do. According to CN 16040543, cationic species contain N and O donor atoms and are formed from aminobenzoic acids. The amine can be quaternized to methyl iodide in situ in the reaction medium at the reaction temperature and pressure to form a quaternary nitrogen cation. Quaternary nitrogen cations similar to lithium cations can be transported through the crude acid product and can be removed using the present invention prior to the metal-exchange guard layer.

실시양태는 0.1 내지 14 중량% 미만의 물, 금속 촉매, 요오드화 메틸 및 요오드화 리튬의 존재 하에서 메탄올, 디메틸 에터 및/또는 메틸 아세테이트의 카보닐화에 의해 아세트산을 제조하기 위한 저 수분 및 저 에너지 공정을 포함한다. 실시양태에서, 저-에너지 공정은 1급 정제 트레인에서 2개 이하의 증류 컬럼(예를 들어, 제 3의 중질분 컬럼을 사용하지 않는 경질분 컬럼 및 수분 제거 또는 탈수 컬럼)을 사용하고, 생성된 산성 산 생성물을 산 형태의 양이온성 교환체로 정제하여 잔류 리튬 이온을 제거한 후, 은, 수은, 팔라듐 및 로듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 산 양이온 교환 부위를 갖는 금속-교환된 이온 교환 수지로 처리한다. 금속-교환된 이온 교환 수지는 은, 수은, 팔라듐 및/또는 로듐으로 채워진 1% 이상의 강산 교환 부위 예를 들어 1% 이상의 은, 수은, 팔라듐 및/또는 로듐, 5% 이상의 은, 수은, 팔라듐 및/또는 로듐, 10% 이상의 은, 수은, 팔라듐 및/또는 로듐, 또는 20% 이상의 은, 수은, 팔라듐 및/또는 로듐을 가질 수 있다. 금속-교환 강산 양이온 부위를 갖는 수지를 사용하기 전에 양이온 교환체를 사용하여 리튬을 제거함으로써, 리튬에 의한 금속-교환 부위로부터의 은, 수은, 팔라듐 및/또는 로듐의 대체가 1차 정제 트레인에서 2개 이하의 증류 컬럼을 사용하는 공정의 경우에 감소되거나 제거된다. 실시양태에서, 1차 정제 트레인 이외의 다른 정제 시스템은 증류 컬럼을 이용하여 알데하이드 제거 시스템과 같은 반응기 구성요소로부터 불순물을 제거할 수 있으며, 이때, 아세트알데하이드 및 다른 PRC는 요오드화 메틸 상으로부터 제거된 후 요오드화 메틸을 반응 매질로 복귀된다.Embodiments include a low moisture and low energy process for producing acetic acid by carbonylation of methanol, dimethyl ether and/or methyl acetate in the presence of 0.1 to less than 14 weight percent water, a metal catalyst, methyl iodide and lithium iodide. do. In an embodiment, the low-energy process uses no more than two distillation columns (e.g., a water removal or dehydration column and a light ends column that does not use a third heavy ends column) in a first-grade purification train, and produces After the acidic acid product is purified with an acid form cation exchanger to remove residual lithium ions, a metal-exchanged ion having an acid cation exchange site comprising at least one metal selected from the group consisting of silver, mercury, palladium and rhodium is obtained. treated with an exchange resin. Metal-exchanged ion exchange resins contain at least 1% of strong acid exchange sites filled with silver, mercury, palladium and/or rhodium, for example at least 1% silver, mercury, palladium and/or rhodium, at least 5% silver, mercury, palladium and/or rhodium. /or rhodium, greater than 10% silver, mercury, palladium and/or rhodium, or greater than 20% silver, mercury, palladium and/or rhodium. Replacement of silver, mercury, palladium and/or rhodium from metal-exchanging sites by lithium is achieved in the first purification train by removing lithium using a cation exchanger prior to using a resin with metal-exchanging strong acid cation sites. It is reduced or eliminated in the case of processes using two or less distillation columns. In an embodiment, a purification system other than the primary purification train may use a distillation column to remove impurities from reactor components, such as an aldehyde removal system, wherein acetaldehyde and other PRCs are removed from the methyl iodide phase followed by Methyl iodide is returned to the reaction medium.

특히 바람직한 공정은 양이온 교환체를 사용하여 리튬을 제거한 이후, 은-교환된 양이온 기질을 사용하여 요오드화물을 제거하는 공정이다. 조질 산 생성물은 많은 경우에 제거될 필요가 있는 C10 이상의 지방족 쇄 길이를 갖는 유기 요오드화물을 포함한다. 때때로, 존재하는 10% 초과 예를 들어 30% 초과 또는 심지어 50% 초과의 요오드화물이 10개 초과의 탄소 원자의 유기 쇄 길이를 갖는다.A particularly preferred process is one in which lithium is removed using a cation exchanger followed by iodide removal using a silver-exchanged cation substrate. The crude acid product contains organic iodides with aliphatic chain lengths greater than C 10 which in many cases need to be removed. Sometimes more than 10% eg more than 30% or even more than 50% of the iodides present have an organic chain length of more than 10 carbon atoms.

데실 요오다이드 및 도데실 요오다이드는 중질분 및 기타 마감 장치가 없는 경우에 특히 많이 발생하며 생성물로부터 제거하기 어렵다. 본 발명의 은-교환된 양이온성 기질은 전형적으로 90% 이상의 이러한 요오드화물을 제거한다; 종종 조질 산 생성물은 처리 전에 요오드화물에 민감한 적용례의 경우 생성물을 사용할 수 없게 만드는 총 10 내지 1000 ppb의 요오드화물을 갖는다.Decyl iodide and dodecyl iodide are particularly prevalent in heavy fractions and in the absence of other finishing equipment and are difficult to remove from the product. The silver-exchanged cationic substrates of the present invention typically remove more than 90% of this iodide; Often the crude acid product has a total of 10 to 1000 ppb of iodide prior to treatment, rendering the product unusable for iodide sensitive applications.

요오드화물 제거 처리 전에 조질 산 생성물에서 20 ppb 내지 1.5 ppm의 요오드화물 수준이 전형적이다; 반면, 요오드화물 제거 처리는 바람직하게는 존재하는 총 요오드화물의 적어도 약 95%를 제거하도록 작용한다. 전형적인 실시양태에서, 리튬/요오드화물 제거 처리는 조질 산 생성물을 양이온 교환체와 접촉시켜 95% 이상의 리튬 이온을 제거하고, 이어서, 조질 산 생성물을 은-교환된 설폰산 작용화된 거대망상 이온 교환 수지와 접촉시키는 것을 포함하고, 이때, 상기 생성물은 처리 전에 100 ppb 초과의 유기 요오드화물 함량을 갖고 수지와 접촉한 후 10 ppb 미만의 유기 요오드화물 함량을 갖는다.Iodide levels of 20 ppb to 1.5 ppm are typical in the crude acid product prior to iodide removal treatment; On the other hand, the iodide removal treatment preferably acts to remove at least about 95% of the total iodide present. In a typical embodiment, the lithium/iodide removal treatment involves contacting the crude acid product with a cation exchanger to remove at least 95% of the lithium ions, and then subjecting the crude acid product to silver-exchanged sulfonic acid functionalized macroreticular ion exchange contacting with a resin, wherein the product has an organic iodide content of greater than 100 ppb prior to treatment and an organic iodide content of less than 10 ppb after contacting with the resin.

리튬은 또한 중질분 및 기타 마감 장치의 부재 하에서 조질 산 생성물에 혼입되는 것으로 밝혀졌다. 조질 산 생성물에 10 ppb의 극소량의 리튬이 함유되어 있어도 요오드화물을 제거하는 데 문제가 발생할 수 있다. 조질 산 생성물의 중량 기준으로 10 ppm 이하 예를 들어 5 ppm 이하, 1 ppm 이하, 500 ppb 이하, 300 ppb 이하 또는 100 ppb 이하의 리튬이 1차 정제 트레인의 마지막 컬럼과 같은 아세트산 공정의 건조 컬럼을 빠져나오는 산-함유 조질 산 생성물에 존재할 수 있다. 범위와 관련하여, 조질 산 생성물 중에 0.01 ppm 내지 10 ppm 예를 들어 0.05 ppm 내지 5 ppm 또는 0.05 ppm 내지 1 ppm의 리튬이 존재할 수 있다. 조질 산 생성물을 금속-교환된 수지에 도입하기 전에 산 형태의 양이온 교환체를 사용함으로써 상당량의 리튬을 제거할 수 있다. 스트림 중 90 중량% 이상 예를 95 중량% 또는 99 중량%의 리튬이 양이온 교환체에 의해 제거될 수 있다. 따라서, 산-형태의 양이온성 교환체를 나가는 스트림은 50 ppb 미만의 리튬 예를 들어 10 ppb 미만 또는 5 ppb 미만의 리튬을 함유할 수 있다. 이러한 리튬의 제거는 금속-교환된 수지의 수명을 크게 연장시킬 수 있다. Lithium has also been found to be incorporated into the crude acid product in the absence of heavy content and other finishing devices. Even low levels of lithium, as low as 10 ppb in the crude acid product can cause iodide removal problems. 10 ppm or less, e.g., 5 ppm or less, 1 ppm or less, 500 ppb or less, 300 ppb or less, or 100 ppb or less of lithium by weight of the crude acid product, in the drying column of the acetic acid process, such as the last column of the first purification train. It may be present in the acid-containing crude acid product exiting. Regarding the range, 0.01 ppm to 10 ppm lithium may be present in the crude acid product, for example, 0.05 ppm to 5 ppm or 0.05 ppm to 1 ppm. A significant amount of lithium can be removed by using a cation exchanger in acid form prior to introducing the crude acid product to the metal-exchanged resin. More than 90% by weight of the stream, for example 95% or 99% by weight of lithium, can be removed by the cation exchanger. Thus, the stream exiting the acid-form cation exchanger may contain less than 50 ppb lithium, such as less than 10 ppb or less than 5 ppb lithium. Removal of this lithium can greatly extend the life of the metal-exchanged resin.

반응 시스템 및 공정Reaction system and process

도 1에 도시된 바와 같이, 아세트산(100)을 제조하는 공정은 반응 매질의 일부가 라인(113)을 통해 연속적으로 제거되고 분리 시스템 예를 들어 플래쉬 장치(112)(이는 아세트산 및 다른 휘발성 성분을 반응 매질로부터 분리하고 비-휘발성 성분을 스트림(110)을 통해 반응 매질로 재순환시키는 데 사용됨)에서 플래쉬 또는 저압 증류되는 카보닐화 반응기(104)를 포함하는 반응 시스템을 포함한다. 이어서, 반응 매질의 휘발성 성분은 라인(122)을 경유하여 오버헤드로 향해, 경질분 컬럼(124)으로 시작하는 경질분 회수/아세트산 생성물 분리 시스템 및 공정으로 가게 된다.As shown in FIG. 1, the process for producing acetic acid 100 involves the removal of a portion of the reaction medium continuously via line 113 and a separation system, such as a flash unit 112 (which removes acetic acid and other volatile components). and a carbonylation reactor (104) that is separated from the reaction medium and subjected to flash or low pressure distillation (used to recycle non-volatile components to the reaction medium via stream (110)). The volatile components of the reaction medium are then passed overhead via line 122 to the light ends recovery/acetic acid product separation system and process beginning with light ends column 124.

도 1에 도시된 바와 같이, 메탄올-함유 공급물 스트림(101) 및 일산화탄소-함유 공급물 스트림(102)은 카보닐화 반응기(104)의 액상 반응 매질로 향하며, 여기서, 카보닐화 반응은 촉매, 물, 메틸 요오다이드, 메틸 아세테이트, 아세트산, 요오드 염, HI 및 다른 반응 매질 성분을 포함하는 반응 매질에서 일어난다.As shown in FIG. 1, methanol-containing feed stream 101 and carbon monoxide-containing feed stream 102 are directed to a liquid phase reaction medium of carbonylation reactor 104, where the carbonylation reaction involves a catalyst, water , methyl iodide, methyl acetate, acetic acid, iodine salts, HI, and other reaction medium components.

실시양태에서, 카보닐화 반응기(104)는 교반 용기, 버블-컬럼 유형의 용기 또는 이들의 조합일 수 있으며, 여기서, 반응 액체 또는 슬러리 내용물은 정상 작동의 경우와 같은 수준으로 유지된다. 실시양태에서, 일산화탄소는 내용물을 교반시키는 데 사용되는 교반기를 비롯한 카보닐화 반응기의 반응 매질에 연속적으로 도입될 수 있다. 기상 공급물은 바람직하게는 이러한 교반 수단에 의해 반응 액체를 통해 완전히 분산된다. 실시양태에서, 반응기 시스템은 다수의 재순환 라인(여기서, 다양한 성분이 공정의 다른 부분으로부터 반응 매질로 재순환됨) 및 추가적인 처리 등이 수행될 수 있는 다양한 증기 퍼지 라인을 포함한다. 모든 벤트 및 다른 증기 퍼지 라인은, 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 스크러버 시스템(139)에 연결되고, 모든 응축가능한 성분들은 증기 스트림이 대기 중으로 소모되기 전에 최종적으로 카보닐화 반응기로 재순환되는 것으로 이해해야 한다. In an embodiment, the carbonylation reactor 104 may be a stirred vessel, a bubble-column type vessel, or a combination thereof, wherein the reaction liquid or slurry contents are maintained at the same level as in normal operation. In an embodiment, carbon monoxide may be continuously introduced into the reaction medium of the carbonylation reactor, including an agitator used to agitate the contents. The gaseous feed is preferably completely dispersed through the reaction liquid by means of such agitation. In an embodiment, the reactor system includes multiple recycle lines (where various components are recycled to the reaction medium from other parts of the process) and various vapor purge lines through which additional processing and the like may be performed. All vents and other vapor purge lines are connected to one or more scrubber systems 139, as will be readily appreciated by those skilled in the art, and all condensable components are finally recycled to the carbonylation reactor before the vapor stream is exhausted to atmosphere. should be understood as being

실시양태에서, 기상 부산물의 축적을 방지하고 일산화탄소 분압 및/또는 총 반응기 압력을 제어하기 위해 기상 퍼지 스트림(106)이 반응기(104)로부터 스크러버 시스템(139)으로 소모될 수 있다. 반응기 시스템은 반응기의 온도를 제어하기 위한 펌프 주위 루프(103)를 추가로 포함할 수 있다.In an embodiment, gaseous purge stream 106 may be consumed from reactor 104 to scrubber system 139 to prevent buildup of gaseous byproducts and to control carbon monoxide partial pressure and/or total reactor pressure. The reactor system may further include a loop around the pump 103 for controlling the temperature of the reactor.

실시양태에서, 반응 매질은 금속 촉매 또는 9족 금속 촉매, 또는 로듐 및/또는 이리듐을 포함하는 촉매를 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 로듐 촉매를 포함한다.In an embodiment, the reaction medium comprises a metal catalyst or a Group 9 metal catalyst, or a catalyst comprising rhodium and/or iridium. In an embodiment, the reaction medium includes a rhodium catalyst.

실시양태에서, 촉매 시스템의 로듐 성분은 로듐과의 배위 화합물의 형태로 존재하며, 이러한 배위 화합물의 리간드들 중 하나 이상을 제공하는 할로겐 성분과 함께 존재하는 것으로 여겨진다. 로듐과 할로겐의 배위 외에도, 일산화탄소가 로듐과 배위되는 것으로 생각된다. 실시양태에서, 촉매 시스템의 로듐 성분은 반응 구역에 로듐 금속, 로듐 염 예컨대 산화물, 아세테이트, 요오다이드, 카보네이트, 하이드록사이드, 클로라이드 등의 형태 또는 반응 환경에서 로듐의 배위 화합물의 형성을 가져오는 화합물 형태의 로듐을 도입함으로써 제공될 수 있다. 대안적인 실시양태에서, 카보닐화 촉매는 액체 반응 매질 중에 분산되거나 비활성 고체 상에 지지된 로듐을 포함한다. 로듐은 다양한 형태로 반응 시스템에 도입될 수 있으며, 활성 촉매 복합체 내의 로듐 잔기의 정확한 성질은 불확실할 수 있다.In an embodiment, the rhodium component of the catalyst system is in the form of a coordinating compound with rhodium and is believed to be present with a halogen component providing one or more of the ligands of the coordinating compound. In addition to the coordination of rhodium with halogen, carbon monoxide is thought to coordinate with rhodium. In an embodiment, the rhodium component of the catalyst system is a rhodium metal in the reaction zone, in the form of rhodium salts such as oxides, acetates, iodides, carbonates, hydroxides, chlorides, etc., or materials that result in the formation of coordination compounds of rhodium in the reaction environment. It can be provided by introducing rhodium in compound form. In an alternative embodiment, the carbonylation catalyst comprises rhodium dispersed in a liquid reaction medium or supported on an inert solid phase. Rhodium can be introduced into a reaction system in a variety of forms, and the exact nature of the rhodium moiety within the active catalyst complex can be uncertain.

실시양태에서, 촉매 농도는 반응 매질의 총 중량을 기준으로 약 200 내지 약 5000 ppm의 양으로 반응기에서 유지된다.In an embodiment, the catalyst concentration is maintained in the reactor in an amount of about 200 to about 5000 ppm based on the total weight of the reaction medium.

실시양태에서, 반응 매질은 할로겐-함유 촉매 촉진제를 추가로 포함할 수 있다. 적절한 예는 유기 할라이드, 알킬, 아릴 및 치환된 알킬 또는 아릴 할라이드를 포함한다. 실시양태에서, 할로겐-함유 촉매 촉진제는 알킬 라디칼이 카보닐화되는 공급물 알코올의 알킬 라디칼에 상응하는 알킬 할라이드의 형태로 존재한다. 따라서, 아세트산에 대한 메탄올의 카보닐화에서, 할라이드 촉진제는 메틸 할라이드 또는 메틸 요오다이드(MeI)를 포함할 것이다. 실시양태에서, 반응 매질은 반응 매질의 총 중량을 기준으로 약 5 중량% 이상의 MeI를 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 약 5 중량% 이상 약 50 중량% 이하의 MeI를 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 반응 매질의 총 중량을 기준으로 약 7 중량% 이상 또는 약 10 중량% 이상의 MeI 및 약 30 중량% 이하 또는 약 20 중량% 이하의 MeI를 포함한다.In an embodiment, the reaction medium may further include a halogen-containing catalyst promoter. Suitable examples include organic halides, alkyl, aryl and substituted alkyl or aryl halides. In an embodiment, the halogen-containing catalyst promoter is in the form of an alkyl halide corresponding to the alkyl radical of the feed alcohol in which the alkyl radical is carbonylated. Thus, in the carbonylation of methanol to acetic acid, the halide promoter will include methyl halide or methyl iodide (MeI). In an embodiment, the reaction medium comprises at least about 5 weight percent MeI, based on the total weight of the reaction medium. In an embodiment, the reaction medium comprises at least about 5% by weight and up to about 50% by weight of MeI. In an embodiment, the reaction medium comprises at least about 7 wt% or at least about 10 wt% MeI and at most about 30 wt% or at most about 20 wt% MeI, based on the total weight of the reaction medium.

실시양태에서, 사용된 액체 반응 매질은 촉매 시스템과 상용성이 있는 임의의 용매를 포함할 수 있으며, 순수한 알코올 또는 알코올 공급원료 및/또는 생성물 카복실산 및/또는 이들 두 화합물의 에스터의 혼합물을 포함할 수 있다. 실시양태에서, 액체 반응 매질에 사용되는 용매는 아세트산(AcOH)을 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 약 50 중량% 이상의 AcOH를 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 약 50 중량% 이상 약 90 중량% 이하의 AcOH를 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 반응 매질의 총 중량을 기준으로 약 50 중량% 이상 또는 약 60 중량% 이상의 AcOH 및 약 80 중량% 이하 또는 약 70 중량% 이하의 AcOH를 포함한다.In an embodiment, the liquid reaction medium used may include any solvent compatible with the catalyst system, and may include pure alcohol or mixtures of alcohol feedstock and/or product carboxylic acids and/or esters of the two compounds. can In an embodiment, the solvent used for the liquid reaction medium comprises acetic acid (AcOH). In an embodiment, the reaction medium comprises at least about 50% AcOH by weight. In an embodiment, the reaction medium comprises at least about 50% and up to about 90% AcOH by weight. In an embodiment, the reaction medium comprises at least about 50% or at least about 60% by weight of AcOH and at most about 80% or at most about 70% by weight of AcOH, based on the total weight of the reaction medium.

실시양태에서, 반응 매질은 적어도 유한 농도의 물을 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 검출가능한 양의 물을 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 약 0.001 중량% 이상의 물을 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 약 0.001 중량% 이상 약 14 중량% 이하의 물을 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 반응 매질의 총 중량을 기준으로 약 0.05 중량% 이상 또는 0.1 중량% 이상 또는 0.5 중량% 이상 또는 1 중량% 이상 또는 4 중량% 이상의 물 및 약 10 중량% 이하 또는 5 중량% 이하의 물을 포함한다.In an embodiment, the reaction medium includes at least a finite concentration of water. In an embodiment, the reaction medium includes a detectable amount of water. In an embodiment, the reaction medium comprises at least about 0.001 weight percent water. In an embodiment, the reaction medium comprises at least about 0.001 weight percent and up to about 14 weight percent water. In an embodiment, the reaction medium comprises at least about 0.05%, or at least 0.1%, or at least 0.5%, or at least 1%, or at least 4% water, and up to about 10% or 5% water, based on the total weight of the reaction medium. % or less of water.

실시양태에서, 반응 매질은 카보닐화에 사용된 카복실산 생성물 및 알코올의 에스터를 추가로 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 메틸 아세테이트를 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 약 0.5 중량% 이상의 메틸 아세테이트(MeAc)를 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 약 1 중량% 이상 약 50 중량% 이하의 MeAc를 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 반응 매질의 총 중량을 기준으로 약 1.5 중량% 이상 또는 약 2 중량% 이상 또는 약 3 중량% 이상의 MeAc 및 약 20 중량% 이하 또는 약 10 중량% 이하의 MeAc를 포함한다.In an embodiment, the reaction medium further comprises an ester of an alcohol and a carboxylic acid product used for carbonylation. In an embodiment, the reaction medium comprises methyl acetate. In an embodiment, the reaction medium comprises at least about 0.5 weight percent methyl acetate (MeAc). In an embodiment, the reaction medium comprises at least about 1 weight percent and up to about 50 weight percent MeAc. In an embodiment, the reaction medium comprises at least about 1.5%, or at least about 2%, or at least about 3% MeAc, and at most about 20%, or at most about 10% MeAc, based on the total weight of the reaction medium. .

실시양태에서, 반응 매질은 요오드화 수소로서 존재하는 요오드화 이온 이상으로 추가적인 요오드화 이온을 추가로 포함한다. 실시양태에서, 요오드화물 이온 농도는 요오드화물 염 또는 요오드화 리튬(LiI)에 의해 제공된다. 실시양태에서, 반응 매질은 메틸 아세테이트 및 리튬 요오다이드가 속도 촉진제로서 작용하기에 충분한 농도로 존재하는 저 수분 농도하에 유지된다(US 5001259 참조).In an embodiment, the reaction medium further comprises additional iodide ions beyond the iodide ions present as hydrogen iodide. In an embodiment, the iodide ion concentration is provided by an iodide salt or lithium iodide (LiI). In an embodiment, the reaction medium is maintained under a low moisture concentration where methyl acetate and lithium iodide are present in concentrations sufficient to act as rate accelerators (see US 5001259).

실시양태에서, 반응 매질 중 요오드화물 이온 농도의 적어도 일부는 금속 요오다이드 염, 또는 유기 양이온의 요오다이드 염, 또는 4급 아민, 포스핀 등을 기재로 한 양이온으로부터 기인한다. 실시양태에서, 요오다이드는 금속염, 1족 또는 2족 요오다이드 염이다. 실시양태에서, 반응 매질은 알칼리 금속 요오다이드 또는 리튬 요오다이드를 포함한다. 실시양태에서, 요오다이드 농도는 요오드화 수소로서 존재하는 요오다이드 이온 이상이다. 실시양태에서, 반응 매질은 약 2 중량% 초과의 총 요오다이드 이온 농도를 생성하기에 충분한 양의 요오다이드 염 또는 리튬 요오다이드를 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 반응 매질의 총 중량을 기준으로 약 2 중량% 이상 및 약 40 중량% 이하의 총 요오다이드 이온 농도를 생성하기에 충분한 양의 요오다이드 염 또는 리튬 요오다이드를 포함한다. 실시양태에서, 반응 매질은 반응 매질의 총 중량을 기준으로 약 5 중량% 이상 또는 약 10 중량% 이상 또는 약 15 중량% 이상의 요오다이드 이온 및 약 30 중량% 이하 또는 약 20 중량% 이하의 요오다이드 이온을 포함한다.In embodiments, at least a portion of the iodide ion concentration in the reaction medium results from metal iodide salts, or iodide salts of organic cations, or cations based on quaternary amines, phosphines, and the like. In an embodiment, the iodide is a metal salt, Group 1 or Group 2 iodide salt. In an embodiment, the reaction medium comprises alkali metal iodide or lithium iodide. In an embodiment, the iodide concentration is greater than or equal to iodide ions present as hydrogen iodide. In an embodiment, the reaction medium includes an iodide salt or lithium iodide in an amount sufficient to produce a total iodide ion concentration greater than about 2% by weight. In an embodiment, the reaction medium contains an iodide salt or lithium iodide in an amount sufficient to produce a total iodide ion concentration of greater than about 2% and less than or equal to about 40% by weight, based on the total weight of the reaction medium. include In an embodiment, the reaction medium comprises at least about 5%, or at least about 10%, or at least about 15% by weight of iodide ions and at most about 30% or less than about 20% by weight, based on the total weight of the reaction medium. contains the odide ion.

실시양태에서, 반응 매질은 반응기에 존재하는 수소 분압에 따라 결정된 수소를 추가로 포함할 수 있다. 실시양태에서, 반응기 내 수소 분압은 약 0.7 kPa(0.1 psia) 또는 3.5 kPa(0.5 psia) 또는 6.9 kPa(1 psia) 이상이고 약 1.03 MPa(150 psia) 이하 또는 689 kPa(100 psia) 이하 또는 345 kPa(50 psia) 이하 또는 138 kPa(20 psia) 이하이다.In an embodiment, the reaction medium may further comprise hydrogen as determined by the partial pressure of hydrogen present in the reactor. In an embodiment, the hydrogen partial pressure in the reactor is greater than or equal to about 0.1 psia (0.7 kPa) or 0.5 psia (3.5 kPa) or 1 psia (6.9 kPa) and less than or equal to about 150 psia (1.03 MPa) or less than or equal to 100 psia (689 kPa) or 345 Less than 50 psia (kPa) or less than 20 psia (138 kPa).

실시양태에서, 반응기 온도, 즉 반응 매질의 온도는 약 150℃ 이상이다. 실시양태에서, 반응기 온도는 약 150℃ 이상이고 약 250℃ 이하이다. 실시양태에서, 반응기 온도는 약 180℃ 이상이고 약 220℃ 이하이다. In an embodiment, the reactor temperature, ie, the temperature of the reaction medium, is at least about 150°C. In an embodiment, the reactor temperature is greater than or equal to about 150°C and less than or equal to about 250°C. In an embodiment, the reactor temperature is greater than or equal to about 180°C and less than or equal to about 220°C.

실시양태에서, 반응기 내 일산화탄소 분압은 약 200 kPa 이상이다. 실시양태에서, CO 분압은 약 200 kPa 이상 약 3 MPa 이하이다. 실시양태에서, 반응기 내 CO 분압은 약 300 kPa 이상 또는 400 kPa 이상 또는 500 kPa 이상이고 약 2 Mpa 이하 또는 1 Mpa 이하이다. 전체 반응기 압력은 그 안에 존재하는 모든 반응물, 생성물 및 부산물의 조합된 부분 압력을 나타낸다. 실시양태에서, 전체 반응기 압력은 약 1 MPa 이상 약 4 MPa 이하이다.In an embodiment, the carbon monoxide partial pressure in the reactor is at least about 200 kPa. In an embodiment, the CO partial pressure is greater than about 200 kPa and less than or equal to about 3 MPa. In an embodiment, the CO partial pressure in the reactor is at least about 300 kPa or at least 400 kPa or at least 500 kPa and is at most about 2 Mpa or at most 1 Mpa. The total reactor pressure represents the combined partial pressure of all reactants, products and by-products present therein. In an embodiment, the total reactor pressure is greater than or equal to about 1 MPa and less than or equal to about 4 MPa.

실시양태에서, 액체 반응 매질은 카보닐화 반응기(104)로부터 소모되어 일정한 수준을 유지하기에 충분한 속도로 반응기 내에 존재하는 것보다 낮은 압력을 갖는 플래쉬 장치(112)로 유도되되, 그 상부와 하부 사이의 중간 지점의 플래쉬 장치(112)로 도입된다. 플래쉬 장치에서, 덜 휘발성인 성분, 즉 촉매 용액은 베이스 스트림(110)(주로, 적은양의 메틸 아세테이트, 메틸 요오다 이드, 아세트산 및 물과 함께 로듐 및 요오다이드 염을 함유하는 아세트산)으로서 배출되고 반응 매질로 재순환된다. 플래쉬 장치의 오버헤드(122)는 주로 메틸 요오다이드, 메틸 아세테이트, 물 및 PRC와 함께 생성물 아세트산을 포함한다. 일산화탄소의 일부는 메탄, 수소, 이산화탄소 등과 같은 기상 부산물과 함께 플래쉬 장치의 상부로 배출될 수 있다.In an embodiment, the liquid reaction medium is consumed from carbonylation reactor 104 and directed to flash device 112 having a pressure lower than that present in the reactor at a rate sufficient to maintain a constant level between its top and bottom. is introduced into the flash device 112 at the midpoint of In the flash unit, the less volatile components, i.e. the catalyst solution, exit as base stream 110 (mainly acetic acid containing rhodium and iodide salts with small amounts of methyl acetate, methyl iodide, acetic acid and water). and recycled to the reaction medium. The overhead 122 of the flash unit contains the product acetic acid, primarily with methyl iodide, methyl acetate, water and PRC. Some of the carbon monoxide may be emitted to the top of the flash unit along with gaseous by-products such as methane, hydrogen, carbon dioxide, and the like.

경질분 회수/아세트산 생성물 분리 시스템 및 공정Light content recovery/acetic acid product separation system and process

실시양태에서, 플래쉬 장치(112)로부터의 오버헤드 스트림은 스트림(122)으로서, 스트리퍼 컬럼으로 당업계에서 지칭되는, 경질분 컬럼(124)으로 보내지는데, 여기서, 증류는, 본원에서 제 1 오버헤드 스트림(126)으로 지칭되는 저 비등 오버헤드 증기 스트림(126) 및 정제된 아세트산 생성물 스트림(128)(이는 실시양태에서 측부 스트림으로서 제거됨)을 제공한다. 경질분 컬럼(124)은, 추가의 정제를 수행하고/수행하거나 반응 매질 내로 재순환될 수 있는 고 비등 잔류물 스트림(116)을 추가로 생성한다.In an embodiment, the overhead stream from flash unit 112 is sent as stream 122 to a light ends column 124, referred to in the art as a stripper column, where distillation is performed herein as a first over A low boiling overhead vapor stream 126, referred to as head stream 126, and a purified acetic acid product stream 128 (which in the embodiment is removed as a side stream) are provided. Light ends column 124 further produces a high boiling residue stream 116 that can be subjected to further purification and/or recycled into the reaction medium.

실시양태에서, 제 1 오버헤드(126)는 응축되고, 이어서, 본원에서 오버헤드 디켄터(decanter)로 지칭되는 오버헤드 상 분리 유닛(134)으로 향한다. 실시양태에서, 제 1 오버헤드(126)는 메틸 요오다이드, 메틸 아세테이트, 아세트산, 물 및 하나 이상의 PRC를 포함한다. 실시양태에서, 응축된 제 1 오버헤드 스트림(126)은 물, 아세트산, 메틸 요오다이드, 메틸 아세테이트 및 하나 이상의 퍼망가네이트 환원 화합물(PRC) 예를 들어 아세트알데하이드를 포함하는 경질 수성 상(135); 및 하나 이상의 PRC를 포함할 수 있는 메틸 요오다이드, 메틸 아세테이트를 포함하는 중질 상(137)으로 분리된다.In an embodiment, the first overheads 126 are condensed and then directed to an overhead phase separation unit 134, referred to herein as an overhead decanter. In an embodiment, first overhead 126 includes methyl iodide, methyl acetate, acetic acid, water and one or more PRCs. In an embodiment, the condensed first overhead stream 126 is a light aqueous phase 135 comprising water, acetic acid, methyl iodide, methyl acetate and one or more permanganate reducing compounds (PRCs) such as acetaldehyde. ); and a heavy phase 137 comprising methyl iodide, methyl acetate, which may include one or more PRCs.

실시양태에서, 중질 상(137)의 적어도 일부, 경질 상(135)의 적어도 일부 또는 이들의 조합은 각각 라인(118 및 114)을 통해 반응 매질로 복귀된다. 실시양태에서, 경질 상 스트림(135)의 일부는 필요에 따라 물을 반응 매질에 제공하기 위해 스트림(114)의 반응 매질로 재순환될 수 있다. 실시양태에서, 중질 상(137)은 118을 통해 반응기로 재순환된다.In an embodiment, at least a portion of heavy phase 137, at least a portion of light phase 135, or a combination thereof are returned to the reaction medium via lines 118 and 114, respectively. In an embodiment, a portion of light phase stream 135 may be recycled to the reaction medium in stream 114 to provide water to the reaction medium as needed. In an embodiment, heavy phase 137 is recycled to the reactor via 118.

실시양태에서, 경질 상(135), 중질 상(137) 또는 이들의 조합은 스트림(142)을 통해 하나 이상의 정제 공정(108) 예를 들어 알데하이드 제거 시스템으로 보내진다. 후속적으로 정제된 스트림은 이어서 총괄적으로 155로 지칭되는 하나 이상의 스트림을 통해 공정으로 복귀된다.In an embodiment, light phase 135, heavy phase 137, or a combination thereof is sent via stream 142 to one or more purification processes 108, such as an aldehyde removal system. The subsequently purified stream is then returned to the process via one or more streams collectively referred to as 155.

경질 액체 상(135)의 특정 조성물이 광범위하게 변할 수 있지만, 몇몇 예시적인 조성물이 하기 표 1에 제공된다.Although the specific composition of the light liquid phase 135 can vary widely, some exemplary compositions are provided in Table 1 below.

Figure 112017084238412-pct00001
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일 실시양태에서, 오버헤드 디캔터(134)는 메틸 요오다이드의 과도한 정체를 방지하기 위해 낮은 인터페이스 수준을 유지하도록 배열 및 구성된다. 중질 액체 상(137)의 특정 조성은 광범위하게 변할 수 있지만, 몇몇 예시적인 조성이 하기 표 2에 제공된다.In one embodiment, the overhead decanter 134 is arranged and configured to maintain a low interface level to prevent excessive retention of methyl iodide. The specific composition of heavy liquid phase 137 can vary widely, but some exemplary compositions are provided in Table 2 below.

Figure 112017084238412-pct00002
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도시되지는 않았지만, 아세트 알데히드를 제거하면서, 메틸 요오다이드 및 메틸 아세테이트를 회수하기 위해 경질 액상(135) 및/또는 중질 액상(137)의 일부를 아세트알데하이드 또는 PRC 제거 시스템으로 분리 및 유도할 수 있다. 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 경질 액상(135) 및/또는 중질 액상(137)은 각각 PRC를 함유하고, 상기 공정은 아세트산 생성물의 품질을 저하시키는 카보닐 불순물 예컨대 아세트알데하이드를 제거하는 단계를 포함할 수 있으며, 다음과 같은 문헌에 기재된 바와 같이, 적합한 불순물 제거 컬럼 및 흡수 장치에서 제거될 수 있다: US 6,143,930; 6,339,171; 7,223,883; 7,223,886; 7,855,306; 7,884,237; 8,889,904; 및 US 2006/0011462(이들은 그 전체로 본원에 참고로 인용된다). 아세틸알데하이드와 같은 카보닐 불순물은 요오다이드 촉매 촉진제와 반응하여 알킬 요오다이드 예컨대 에틸 요오다이드, 프로필 요오다이드, 부틸 요오다이드, 펜틸 요오다이드, 헥실 요오다이드 등을 형성할 수 있다. 또한, 많은 불순물이 아세트알데하이드에 기인하기 때문에, 경질 액상으로부터 카보닐 불순물을 제거하는 것이 바람직하다.Although not shown, a portion of the light liquid phase 135 and/or the heavy liquid phase 137 may be separated and directed to an acetaldehyde or PRC removal system to recover methyl iodide and methyl acetate while removing acetaldehyde. there is. As shown in Tables 1 and 2, light liquid phase 135 and/or heavy liquid phase 137 each contain PRC, and the process includes removing carbonyl impurities such as acetaldehyde that degrade the acetic acid product. and may be removed in a suitable impurity removal column and absorber, as described in the following documents: US 6,143,930; 6,339,171; 7,223,883; 7,223,886; 7,855,306; 7,884,237; 8,889,904; and US 2006/0011462 (which are incorporated herein by reference in their entirety). Carbonyl impurities such as acetylaldehyde can react with iodide catalyst promoters to form alkyl iodides such as ethyl iodide, propyl iodide, butyl iodide, pentyl iodide, hexyl iodide, and the like. there is. It is also desirable to remove carbonyl impurities from the light liquid phase, since many of the impurities are due to acetaldehyde.

아세트알데하이드 또는 PRC 제거 시스템에 공급되는 경질 액상(135) 및/또는 중질 액상(137) 부분은 경질 액상(133) 및/또는 중질 액상(134) 중 하나의 질량 흐름의 1% 내지 99% 예컨대 1 내지 50%, 2 내지 45%, 5 내지 40%, 5 내지 30% 또는 5 내지 20%로 다양할 수 있다. 또한, 일부 실시양태에서, 경질 액상(135) 및 중질 액상(137) 모두의 일부가 아세트알데하이드 또는 PRC 제거 시스템으로 공급될 수 있다. 아세트알데하이드 또는 PRC 제거 시스템으로 공급되지 않은 경질 액상(135) 부분은 본원에 기재된 바와 같이 제 1 컬럼으로 환류되거나 반응기로 재순환될 수 있다. 아세트알데하이드 또는 PRC 제거 시스템에 공급되지 않은 중질 액상(137) 부분은 반응기로 재순환될 수 있다. 중질 액상(137)의 일부가 제 1 컬럼으로 환류될 수 있지만, 메틸 요오다이드가 풍부한 중질 액상(137)을 반응기로 복귀시키는 것이 바람직하다.The portion of the light liquid phase 135 and/or heavy liquid phase 137 fed to the acetaldehyde or PRC removal system is between 1% and 99% of the mass flow of one of the light liquid phase 133 and/or heavy liquid phase 134 such as 1 to 50%, 2 to 45%, 5 to 40%, 5 to 30% or 5 to 20%. Additionally, in some embodiments, a portion of both light liquid phase 135 and heavy liquid phase 137 may be fed to an acetaldehyde or PRC removal system. The portion of the light liquid phase 135 that is not fed to the acetaldehyde or PRC removal system may be refluxed to the first column or recycled to the reactor as described herein. The portion of heavy liquid phase 137 that is not fed to the acetaldehyde or PRC removal system may be recycled to the reactor. Although some of the heavy liquid phase 137 may be returned to the first column, it is preferred to return the heavy liquid phase 137 enriched in methyl iodide to the reactor.

일 실시양태에서, 경질 액상(135) 및/또는 중질 액상(137)의 일부는 아세트알데하이드 및 메틸 요오다이드를 갖도록 오버헤드를 풍부하게 하는 증류 칼럼으로 공급된다. 구성에 따라, 2개의 분리된 증류 컬럼이 있을 수 있고, 제 2 컬럼의 오버헤드는 아세트알데하이드 및 메틸 요오다이드가 풍부할 수 있다. 동일계에서 형성될 수 있는 다이메틸 에터가 또한 오버헤드에 존재할 수도 있다. 오버헤드는 메틸 요오다이드가 풍부한 라피네이트 및 추출제를 제거하기 위해 하나 이상의 추출 단계를 거칠 수 있다. 라피네이트의 일부는 증류 컬럼, 제 1 컬럼, 오버헤드 디캔터 및/또는 반응기로 되돌려질 수 있다. 예를 들어, 중질 액상(137)이 PRC 제거 시스템에서 처리되는 경우, 라피네이트의 일부를 증류 컬럼 또는 반응기로 되돌려 보내는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 예를 들어, 경질 액상(135)이 PRC 제거 시스템에서 처리되는 경우, 라피네이트의 일부를 제 1 컬럼, 오버헤드 디캔터 또는 반응기로 되돌려 보내는 것이 바람직할 수 있다. 일부 실시양태에서, 추출제를 더욱 증류하여 물을 제거하고, 이를 경질 액상(135)보다 더 많은 메틸 아세테이트 및 메틸 요오다이드를 함유하는 하나 이상의 추출 단계로 돌려보내고, 또한 반응기(104) 및/또는 제 1 컬럼(124)으로 재순환시킬 수도 있다.In one embodiment, a portion of the light liquid phase 135 and/or the heavy liquid phase 137 is fed to a distillation column that enriches the overheads with acetaldehyde and methyl iodide. Depending on the configuration, there may be two separate distillation columns, the overhead of the second column being rich in acetaldehyde and methyl iodide. Dimethyl ether, which can be formed in situ, may also be present overhead. The overhead may be subjected to one or more extraction stages to remove the methyl iodide-rich raffinate and extractant. A portion of the raffinate may be returned to the distillation column, first column, overhead decanter and/or reactor. For example, if heavy liquid phase 137 is processed in a PRC removal system, it may be desirable to return a portion of the raffinate to the distillation column or reactor. Also, for example, if the light liquid phase 135 is processed in a PRC removal system, it may be desirable to return a portion of the raffinate back to the first column, overhead decanter or reactor. In some embodiments, the extractant is further distilled to remove water and returned to one or more extraction stages containing more methyl acetate and methyl iodide than the light liquid phase (135), also in the reactor (104) and/or Alternatively, it may be recycled to the first column 124.

적합한 정제 공정은 본원에 참고로 인용된 US6143930, US6339171, US7223883, US7223886, US8076507, US20130303800, US20130310603, US20090036710, US20090062525, US20120132515, US20130026458, US201300116470, US20130204014, US20130261334, US20130264186 또는 Us201330281735에 개시된 것들을 포함한다. 적합한 정제 공정은 본원에 참고로 인용된 US6143930, US6339171, US7223883, US7223886, US8076507, US20130303800, US20130310603, US20090036710, US20090062525, US20120132515, US20130026458, US201300116470, US20130204014, US20130261334, US20130264186 또는 Us201330281735에 개시된 것들을 포함한다.

생성물 정제 시스템 및 공정Product purification system and process

실시양태에서, 아세트산 스트림(128)은 건조 컬럼(130)과 같은 추가 정제를 받을 수 있으며, 이때, 아세트산은 컬럼 하부로서 수집되고, 수성 오버헤드는 오버헤드 디캔터(148)에서 수집되고, 이들의 일부는 반응기(104)로 되돌아가기 전에 건조 컬럼(130)으로 다시 환류될 수 있다. 다른 실시양태는, 하기 문헌에 충분히 기재된 바와 같이, 아세트산을 중질분 컬럼으로 향하게 하고(WO0216297 참조) 및/또는 수지 층 또는 가드 컬럼(200)에서 하나 이상의 흡수제, 흡착제 또는 이온 교환 수지와 접촉시켜 공정의 생성물 정제 구역에서 다양한 불순물 등을 제거하는 것을 포함한다(US6657078 참조). 도시된 바와 같이, 건조 컬럼(130)은 아세트산 사이드드로(128)를 주로 물로 구성된 오버헤드 스트림과 주로 아세트산으로 구성된 하부 스트림으로 분리한다. 오버헤드 스트림은 상분리 유닛 예를 들어 디캔터(148)에서 냉각 및 응축되어 경질 상 및 중질 상을 형성한다. 도시된 바와 같이, 경질 상의 일부는 환류되고, 나머지 경질 상은 반응기로 되돌아간다. 전형적으로 물 및 메틸 요오다이드를 포함하는 에멀젼인 중질 상은 바람직하게는 그 전체가 반응기로 되돌아간다. 건조 컬럼 오버헤드의 경질 상에 대한 예시적인 조성을 하기 표 3에 제공한다. In an embodiment, acetic acid stream 128 may be subjected to further purification, such as drying column 130, wherein acetic acid is collected as column bottoms and aqueous overheads are collected in overhead decanter 148 and their Some may be refluxed back to drying column 130 before returning to reactor 104. Another embodiment is to direct the acetic acid to a heavy ends column (see WO0216297) and/or contact it with one or more absorbents, adsorbents or ion exchange resins in a resin bed or guard column 200, as fully described in the following literature to process including the removal of various impurities and the like in the product purification zone of (see US6657078). As shown, drying column 130 separates acetic acid sidedraw 128 into an overhead stream composed primarily of water and a bottoms stream composed primarily of acetic acid. The overhead stream is cooled and condensed in a phase separation unit, for example decanter 148, to form light and heavy phases. As shown, part of the light phase is refluxed and the remaining light phase is returned to the reactor. The heavy phase, which is typically an emulsion comprising water and methyl iodide, is preferably returned in its entirety to the reactor. An exemplary composition for the light phase of the drying column overhead is provided in Table 3 below.

Figure 112017084238412-pct00003
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실시양태에서, KOH와 같은 소량의 알칼리 성분이 건조 컬럼(130)으로 유입되기 전에 사이드드로우(128)에 첨가될 수 있다. 다른 실시양태에서, 알칼리 성분은 또한 건조 컬럼(130)에 유입되는 스트림(128)과 동일한 높이 수준 또는 건조 컬럼(130)에 유입되는 스트림(128)의 높이 수준보다 높은 수준에서 건조 컬럼(130)에 첨가될 수 있다. 이러한 첨가는 컬럼에서 HI를 중화시킬 수 있다.In an embodiment, a small amount of an alkaline component such as KOH may be added to sidedraw 128 prior to entering drying column 130. In another embodiment, the alkaline component is also added to drying column 130 at the same elevation level as stream 128 entering drying column 130 or at a level above that of stream 128 entering drying column 130. can be added to This addition can neutralize HI in the column.

실시양태에서, 건조 컬럼 하부 스트림은 아세트산을 포함하거나 본질적으로 아세트산으로 이루어질 수 있다. 실시양태에서, 건조 컬럼 하부 스트림은 90 중량% 초과 예컨대 95 중량% 초과 또는 98 중량% 초과의 양으로 아세트산을 포함한다. 실시양태에서,이 스트림은 또한 예를 들어 0.15 중량% 미만의 물 예를 들어 0.12 중량% 미만의 물 또는 0.1 중량% 미만의 물을 함유하는 본질적으로 무수물일 것이다. 그러나, 논의된 바와 같이, 스트림은 다양한 수준의 불순물을 함유할 수 있다.In an embodiment, the drying column bottoms stream may comprise or consist essentially of acetic acid. In an embodiment, the drying column bottoms stream comprises acetic acid in an amount greater than 90 weight percent, such as greater than 95 weight percent or greater than 98 weight percent. In an embodiment, this stream will also be essentially anhydrous, for example containing less than 0.15% water, such as less than 0.12% water or less than 0.1% water by weight. However, as discussed, the stream may contain varying levels of impurities.

도 1에서, 조질 산 생성물은 건조 컬럼 하부 흐름(146)에서 잔류물로서 배출된다. 실시양태에서, 건조 컬럼(130)으로부터의 조질 산 생성물은 컬럼(130)의 하부보다 약간 위의 위치에서 측부 스트림으로부터 취해질 수 있다. 이 측부 스트림은 액상 또는 증기 상으로 배출될 수 있다. 증기 상으로 배출될 때, 알칼리성 오염물 예를 들어 리튬 오염물을 제거하기 전에 추가 응축 및 냉각이 필요할 수 있다. 예를 들어, 조질 산 생성물은 컬럼의 하부로부터 측부 스트림으로 취해지는 반편, 건조 컬럼(130)의 베이스로부터의 잔류물 스트림은 배출되어 제거되거나 재순환될 수 있다. 이 측부 스트림은 리튬을 제거하기 위해 양이온 교환 수지로 보내지는 조질 아세트산 생성물을 함유한다. 이는 잔류물 스트림에서 조질 산 생성물로부터 고 비점 분획을 분리시키는 것을 허용할 수 있다. 실시양태에서, 잔류물 스트림은 공정(100)으로부터 폐기되거나 퍼징된다. In Figure 1, the crude acid product exits as a residue in drying column bottoms stream 146. In an embodiment, the crude acid product from drying column 130 may be taken from the side stream at a location slightly above the bottom of column 130. This side stream can be withdrawn in either the liquid or vapor phase. When venting to the vapor phase, additional condensation and cooling may be required prior to removing alkaline contaminants, for example lithium contaminants. For example, the crude acid product may be taken as a side stream from the bottom of the column, while the residue stream from the base of drying column 130 may be withdrawn and removed or recycled. This side stream contains the crude acetic acid product which is sent to a cation exchange resin to remove lithium. This may allow separation of the high boiling point fraction from the crude acid product in the residue stream. In an embodiment, the residue stream is discarded or purged from process 100.

실시양태에서, 건조 칼럼(130)에 의해 생성된 조질 산 생성물은 상업적 용도로 저장되거나 수송되기 전에 일련의 금속 작용화된 요오다이드 제거 이온 교환 수지를 통과시킴으로써 추가로 가공된다. 실시양태에서, 상기 아세트산의 제조 방법은, 반응 매질 중의 리튬 아세테이트의 농도를 0.3 내지 0.7 중량%의 양으로 유지하도록 리튬 화합물을 반응기로 도입하는 것을 추가로 포함한다. 실시양태에서, 리튬 화합물의 양은, 반응 매질 중의 요오드화 수소의 농도를 0.1 내지 1.3 중량%의 양으로 유지하도록 반응기로 도입된다. 실시양태에서, 카보닐화 반응기 내부에 존재하는 반응 매질의 총량을 기준으로, 로듐 촉매의 농도는 반응 매질 중 300 내지 3000 wppm의 양으로 유지되고, 물의 농도는 반응 매질 중 0.1 내지 4.1 중량%의 양으로 유지되고, 메틸 아세테이트의 농도는 반응 매질 중 0.6 내지 4.1 중량%의 양으로 유지된다.In an embodiment, the crude acid product produced by drying column 130 is further processed by passing it through a series of metal functionalized iodide free ion exchange resins before being stored or transported to commercial use. In an embodiment, the process for making acetic acid further comprises introducing a lithium compound into the reactor to maintain a concentration of lithium acetate in the reaction medium in an amount of 0.3 to 0.7 weight percent. In an embodiment, the amount of lithium compound is introduced into the reactor to maintain the concentration of hydrogen iodide in the reaction medium in an amount of 0.1 to 1.3 weight percent. In an embodiment, the concentration of rhodium catalyst is maintained in an amount of 300 to 3000 wppm in the reaction medium and the concentration of water is in an amount of 0.1 to 4.1 weight percent of the reaction medium, based on the total amount of reaction medium present inside the carbonylation reactor. , and the concentration of methyl acetate is maintained in an amount of 0.6 to 4.1% by weight of the reaction medium.

실시양태에서, 반응기로 도입되는 리튬 화합물은, 리튬 아세테이트, 리튬 카복실레이트, 리튬 카보네이트, 리튬 하이드록사이드, 다른 유기 리튬 염, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 실시양태에서, 리튬 화합물은 반응 매질에서 가용성이다. 실시양태에서, 리튬 아세테이트 다이하이드레이트는 리튬 화합물의 공급원으로서 사용될 수 있다.In an embodiment, the lithium compound introduced into the reactor is selected from the group consisting of lithium acetate, lithium carboxylate, lithium carbonate, lithium hydroxide, other organolithium salts, and mixtures thereof. In an embodiment, the lithium compound is soluble in the reaction medium. In an embodiment, lithium acetate dihydrate may be used as the source of the lithium compound.

리튬 아세테이트는 하기 평형 반응(I)에 따라 요오드화 수소와 반응하여 리튬 요오다이드 및 아세트산을 형성한다:Lithium acetate reacts with hydrogen iodide to form lithium iodide and acetic acid according to the following equilibrium reaction (I):

LiOAc + HI → LiI + HOAc (I)LiOAc + HI → LiI + HOAc (I)

리튬 아세테이트는, 반응 매질에 존재하는 다른 아세테이트, 예컨대 메틸 아세테이트에 비해 요오드화 수소 농도의 개선된 제어를 제공하는 것으로 여겨진다. 이론에 구속됨이 없이, 리튬 아세테이트는 아세트산의 짝 염기이고, 따라서 산- 염기 반응에 의해 요오드화 수소로의 반응성을 갖는다. 이러한 특성은, 메틸 아세테이트 및 요오드화 수소의 상응하는 평형에 의해 생성된 것에 덧붙여 반응 생성물에 호의적인 반응(I)의 평형을 제공하는 것으로 여겨진다. 이러한 개선된 평형은, 반응 매질 중에서 4.1 중량 미만의 물 농도에 의해 호의적으로 된다. 또한, 메틸 아세테이트에 비해 비교적 낮은 휘발성은, 휘발성 손실 및 소량의 증기 조질 생성물로의 동반을 제외하고, 리튬 아세테이트가 반응 매질에 남아 있도록 한다. 대조적으로, 메틸 아세테이트의 비교적 높은 휘발성은 물질이 정제 트레인으로 증류되도록하여, 메틸 아세테이트를 제어하기 더욱 어렵게 한다. 리튬 아세테이트는 일정한 낮은 농도의 요오드화 수소에서 공정에서 훨씬 더 용이하게 유지 및 제어된다. 따라서, 반응 매질 중의 요오드화 수소 농도를 제어하는데 필요한 메틸 아세테이트의 양에 비해 비교적 소량의 리튬 아세테이트가 사용될 수 있다. 로듐[I] 착체로의 요오드화 메틸 산화적 첨가를 촉진시키는 것에 있어서 리튬 아세테이트는 메틸 아세테이트보다 3배 이상 더 효과적임을 추가로 발견하였다.Lithium acetate is believed to provide improved control of the hydrogen iodide concentration compared to other acetates present in the reaction medium, such as methyl acetate. Without wishing to be bound by theory, lithium acetate is the conjugate base of acetic acid and thus has reactivity to hydrogen iodide by an acid-base reaction. This property is believed to provide an equilibrium of reaction (I) that favors the reaction product in addition to that produced by the corresponding equilibrium of methyl acetate and hydrogen iodide. This improved equilibrium is favored by water concentrations of less than 4.1 weight in the reaction medium. In addition, the relatively low volatility compared to methyl acetate allows lithium acetate to remain in the reaction medium, except for volatility loss and entrainment as a small amount of vapor crude product. In contrast, the relatively high volatility of methyl acetate causes the material to distill in refinery trains, making methyl acetate more difficult to control. Lithium acetate is much more easily maintained and controlled in the process at constant low concentrations of hydrogen iodide. Thus, relatively small amounts of lithium acetate can be used relative to the amount of methyl acetate needed to control the hydrogen iodide concentration in the reaction medium. It was further found that lithium acetate was at least three times more effective than methyl acetate in catalyzing the oxidative addition of methyl iodide to the rhodium[I] complex.

실시양태에서, 전위차 종말점에 대한 퍼클로르산 적정에 따라 측정 시, 반응 매질 중 리튬 아세테이트의 농도는 0.3 중량% 이상, 또는 0.35 중량% 이상, 또는 0.4 중량% 이상, 또는 0.45 중량% 이상, 또는 0.5 중량% 이상으로 유지되고/되거나, 실시양태에서, 반응 매질 중 리튬 아세테이트의 농도는 0.7 중량% 이하, 또는 0.65 중량% 이하, 또는 0.6 중량% 이하, 또는 0.55 중량% 이하로 유지된다.In an embodiment, the concentration of lithium acetate in the reaction medium is greater than or equal to 0.3 weight percent, or greater than or equal to 0.35 weight percent, or greater than or equal to 0.4 weight percent, or greater than or equal to 0.45 weight percent, or greater than or equal to 0.5 weight percent, as measured according to perchloric acid titration to the potentiometric endpoint. and/or, in embodiments, the concentration of lithium acetate in the reaction medium is maintained at 0.7 wt% or less, or 0.65 wt% or less, or 0.6 wt% or less, or 0.55 wt% or less.

반응 매질 중의 과량의 리튬 아세테이트는 반응 매질에서 다른 화합물에 악영향을 줄 수 있어서, 생산성 감소를 초래하는 것이 밝혀졌다. 역으로, 반응 매질 중 리튬 아세테이트의 농도가 약 0.3 중량% 미만인 경우 반응 매질 내부의 요오드화 수소 농도에 대한 제어 결여를 초래한다.It has been found that excess lithium acetate in the reaction medium can adversely affect other compounds in the reaction medium, resulting in reduced productivity. Conversely, a concentration of lithium acetate in the reaction medium of less than about 0.3 weight percent results in a lack of control over the hydrogen iodide concentration within the reaction medium.

실시양태에서, 리튬 화합물은 반응 매질로 연속적으로 또는 단속적으로 도입될 수 있다. 실시양태에서, 리튬 화합물은 반응기 시동 동안 도입된다. 실시양태에서, 리튬 화합물은 단속적으로 도입되어 동반 손실을 대체한다.In an embodiment, the lithium compound may be introduced continuously or intermittently into the reaction medium. In an embodiment, the lithium compound is introduced during reactor start-up. In an embodiment, the lithium compound is introduced intermittently to replace accompanying losses.

카보닐화 반응기에서의 리튬 아세테이트의 촉진적 효과를 입증하고, 로듐 착체로의 요오드화 메틸 산화적 부가에 대한 리튬 아세테이트의 효과를 결정하기 위해 일련의 실험을 수행하였고, Li[RhI2(CO)2]는 반응 속도에 대한 리튬 아세테이트의 촉진적 효과를 확인시켜 줬다. 리튬 아세테이트의 농도를 증가시키는 것과 연관된 반응 속도의 선형적 증가가 관찰되었다. 이런 연관은 요오드화 메틸과Li[RhI2(CO)2] 사이에서의 반응의 1차(first order) 촉진 효과의 징표이다. 이들 실험은 비-제로 인터셉트(non-zero intercept)를 추가로 보여주며, 이는 리튬 아세테이트가 MeI-Rh(I) 반응이 일어나는 데에 필요하지 않지만, 리튬 아세테이트는 심지어 낮은 농도에서도 상당한 촉진 효과를 제공함을 확인해줬다.A series of experiments were conducted to demonstrate the facilitating effect of lithium acetate in the carbonylation reactor and to determine the effect of lithium acetate on the oxidative addition of methyl iodide to the rhodium complex, Li[RhI 2 (CO) 2 ] confirmed the facilitating effect of lithium acetate on the reaction rate. A linear increase in reaction rate associated with increasing the concentration of lithium acetate was observed. This association is indicative of a first order facilitating effect of the reaction between methyl iodide and Li[RhI 2 (CO) 2 ]. These experiments further show a non-zero intercept, indicating that lithium acetate is not required for the MeI-Rh(I) reaction to occur, but lithium acetate provides a significant facilitating effect even at low concentrations. confirmed

실시양태에서, 본 제조 방법은 생성물 아세트산으로부터 부틸 아세테이트를 직접 제거함이 없이 아세트산 생성물 중 부틸 아세테이트의 농도를 10 wppm 이하로 유지시키는 것을 추가로 포함한다. 실시양태에서, 최종 아세트산 생성물 중 부틸 아세테이트의 농도는, 반응 매질로부터 아세트알데하이드를 제거, 예컨대 반응 매질로부터 유도된 스트림으로부터 아세트알데하이드를 제거함에 의해, 및/또는 반응 온도, 및/또는 수소 분압, 및/또는 반응 매질 중의 금속 촉매 농도를 제어함에 의해 10 ppm 미만으로 유지될 수 있다. 실시양태에서, 최종 아세트산 생성물 중 부틸 아세테이트의 농도는, 150℃ 내지 250℃의 카보닐화 반응 온도, 0.3 내지 2 atm의 카보닐화 반응기 내의 수소 분압, 반응 매질의 총 중량을 기준으로 100 내지 3000 wppm의 반응 매질 중의 로듐 금속 촉매 농도, 및/또는 1500 ppm 이하의 반응 매질 중의 아세트알데하이드의 농도 중 하나 이상으로 제어함에 의해 유지된다.In an embodiment, the process further comprises maintaining the concentration of butyl acetate in the acetic acid product below 10 wppm without directly removing the butyl acetate from the product acetic acid. In an embodiment, the concentration of butyl acetate in the final acetic acid product is determined by removing acetaldehyde from the reaction medium, such as from a stream derived from the reaction medium, and/or the reaction temperature, and/or hydrogen partial pressure, and /or by controlling the metal catalyst concentration in the reaction medium, it can be maintained below 10 ppm. In an embodiment, the concentration of butyl acetate in the final acetic acid product is from 100 to 3000 wppm, based on the total weight of reaction medium, at a carbonylation reaction temperature of 150 °C to 250 °C, a hydrogen partial pressure in the carbonylation reactor of 0.3 to 2 atm, and/or a concentration of acetaldehyde in the reaction medium of less than or equal to 1500 ppm.

실시양태에서, 본원에 개시된 제조 방법에 따라 형성된 아세트산 생성물은, 아세트산 생성물의 총 중량을 기준으로, 10 wppm 이하, 또는 9 wppm 이하, 또는 8 wppm 이하, 또는 6 wppm 이하, 또는 2 wppm 이하의 부틸 아세테이트의 농도를 갖는다. 실시양태에서, 아세트산 생성물은 부틸 아세테이트를 실질적으로 포함하지 않으며, 즉, 0.05 wppm 이하의 부틸 아세테이트의 농도는 당업계에 공지된 검출 수단에 의해 검출불가하다. 실시양태에서, 아세트산 생성물은 250 wppm 미만, 또는 225 ppm 미만, 또는 200 wppm 미만의 프로피온산 농도를 또한 가질 수 있다.In an embodiment, the acetic acid product formed according to the manufacturing process disclosed herein has, based on the total weight of the acetic acid product, 10 wppm or less, or 9 wppm or less, or 8 wppm or less, or 6 wppm or less, or 2 wppm or less butyl It has the concentration of acetate. In an embodiment, the acetic acid product is substantially free of butyl acetate, i.e., concentrations of butyl acetate of 0.05 wppm or less are undetectable by detection means known in the art. In an embodiment, the acetic acid product may also have a propionic acid concentration of less than 250 wppm, or less than 225 ppm, or less than 200 wppm.

실시양태에서, 아세트산 생성물 중의 부틸 아세테이트의 농도는 반응 매질 중 아세트알데하이드의 농도를 제어함에 의해 제어될 수 있다. 이론에 구속됨이 없이, 부틸 아세테이트는 아세트알데하이드의 알돌 축합에 의해 유발되는 부산물인 것으로 여겨진다. 출원인은, 반응 매질 중 아세트알데하이드의 농도를 1500 wppm 미만으로 유지시킴에 의해 최종 아세트산 생성물 중 부틸 아세테이트의 농도는 10 wppm 미만으로 제어될 수 있다. 실시양태에서, 반응 매질 중 아세트알데하이드의 농도는, 반응 매질의 총 중량을 기준으로 1500 wppm 이하, 또는 900 wppm 이하, 또는 500 wppm 이하, 또는 400 wppm 이하로 유지된다.In an embodiment, the concentration of butyl acetate in the acetic acid product can be controlled by controlling the concentration of acetaldehyde in the reaction medium. Without being bound by theory, it is believed that butyl acetate is a by-product caused by the aldol condensation of acetaldehyde. Applicant believes that by maintaining the concentration of acetaldehyde in the reaction medium below 1500 wppm, the concentration of butyl acetate in the final acetic acid product can be controlled to less than 10 wppm. In an embodiment, the concentration of acetaldehyde in the reaction medium is maintained at 1500 wppm or less, or 900 wppm or less, or 500 wppm or less, or 400 wppm or less, based on the total weight of the reaction medium.

실시양태에서, 아세트산 생성물 중 부틸 아세테이트의 농도는 카보닐화 반응기의 반응 온도를 150℃ 이상, 또는 180℃ 이상, 및 250℃ 이하, 또는 225℃ 이하의 온도로 제어함에 의해 제어될 수 있고/있거나, 카보닐화 반응기 내의 수소 분압은 0.3 atm 이상, 또는 0.35 atm 이상, 또는 0.4 atm 이상, 또는 0.5 atm 이상, 및 2 atm 이하, 또는 1.5 atm 이하, 또는 1 atm 이하로 제어될 수 있다.In an embodiment, the concentration of butyl acetate in the acetic acid product can be controlled by controlling the reaction temperature of the carbonylation reactor to a temperature of at least 150°C, or at least 180°C, and at most 250°C, or at most 225°C, and/or The hydrogen partial pressure in the carbonylation reactor can be controlled to be 0.3 atm or more, or 0.35 atm or more, or 0.4 atm or more, or 0.5 atm or more, and 2 atm or less, or 1.5 atm or less, or 1 atm or less.

비교적 높은 수소 분압은 개선된 반응 속도, 선택도, 개선된 촉매 활성 및 감소된 온도를 생성하지만, 출원인은, 수소 분압이 증가됨에 따라 부틸 아세테이트를 비롯한 불순물 생성이 또한 증가됨을 발견하였다.While relatively high hydrogen partial pressures result in improved reaction rates, selectivity, improved catalytic activity, and reduced temperatures, Applicants have discovered that as hydrogen partial pressure is increased, impurity production, including butyl acetate, also increases.

실시양태에서, 수소 분압은, 일산화탄소 공급원에 존재하는 수소의 양을 변화시킴에 의해 및/또는 반응기 벤트 유동을 증가 또는 감소시켜 카보닐화 반응기 내부에서 요망되는 수소 분압을 수득함에 의해 제어될 수 있다.In an embodiment, the hydrogen partial pressure may be controlled by varying the amount of hydrogen present in the carbon monoxide source and/or by increasing or decreasing the reactor vent flow to obtain the desired hydrogen partial pressure inside the carbonylation reactor.

최종 아세트산 생성물 중 부틸 아세테이트의 농도에 대한 수소 분압 및 반응매질 중 아세트알데하이드의 농도의 효과를 입증하기 위해 일련의 실험이 수행되었다. 이들 실험은, 최종 아세트산 생성물 중의 감소된 부틸 아세테이트 농도와 반응 매질 중의 비교적 낮은 아세트알데하이드의 농도 및/또는 카보닐화 반응기 내의 비교적 낮은 수소 분압 사이의 관계를 확인시켜줬다. 반응기 내에서의 아세트알데하이드의 농도가 1500 ppm 미만으로 유지되고 반응기 수소 분압이 0.6 atm 미만으로 유지되는 실험은 최종 아세트산 생성물 중 10 wppm 미만의 부틸 아세테이트 수준을 생성하였다. 반응기 내에서의 아세트알데하이드의 농도가 1500 ppm 미만으로 유지되고 반응기 수소 분압이 0.46 atm 미만으로 유지되는 다른 실험은 최종 아세트산 생성물 중 8wppm 미만의 부틸 아세테이트의 농도를 생성함을 보여주었다. 수소 분압이 0.30 atm인 유사한 조건은 최종 아세트산 생성물 중 6 wppm 미만의 부틸 아세테이트 수준을, 0.60 atm의 수소 분압은 최종 아세트산 생성물 중 0.2 wppm 미만의 부틸 아세테이트의 농도를 생성하였다. 그러나, 수소 분압이 각각 0.4 및 0.3이지만, 알데하이드 제거 시스템이 부존재하여 반응기 내에서의 아세트알데하이드의 농도가 1500 wppm을 초과하는 비교 실험은 각각 13 wppm 및 16 wppm의 부탈 아세테이트 수준을 갖는 최종 아세트산 생성물을 생성하였다.A series of experiments were conducted to demonstrate the effect of the concentration of acetaldehyde in the reaction medium and the partial pressure of hydrogen on the concentration of butyl acetate in the final acetic acid product. These experiments confirmed a relationship between the reduced butyl acetate concentration in the final acetic acid product and the relatively low concentration of acetaldehyde in the reaction medium and/or relatively low hydrogen partial pressure in the carbonylation reactor. Experiments in which the concentration of acetaldehyde in the reactor was maintained below 1500 ppm and the reactor hydrogen partial pressure was maintained below 0.6 atm resulted in butyl acetate levels of less than 10 wppm in the final acetic acid product. Another experiment in which the concentration of acetaldehyde in the reactor was maintained below 1500 ppm and the reactor hydrogen partial pressure was maintained below 0.46 atm showed that this resulted in a concentration of butyl acetate in the final acetic acid product of less than 8 wppm. Similar conditions with a hydrogen partial pressure of 0.30 atm produced a butyl acetate level of less than 6 wppm in the final acetic acid product, and a hydrogen partial pressure of 0.60 atm produced a concentration of butyl acetate in the final acetic acid product of less than 0.2 wppm. However, comparative experiments in which the hydrogen partial pressures were 0.4 and 0.3, respectively, but the concentration of acetaldehyde in the reactor exceeded 1500 wppm due to the absence of an aldehyde removal system, produced final acetic acid products with butal acetate levels of 13 wppm and 16 wppm, respectively. Created.

출원인은, 최종 아세트산 생성물 중 프로피온산의 농도는 아세트산 생성물 중 부틸 아세테이트의 농도에 의해 영향을 받을 수 있음을 추가로 확인하였다. 따라서, 최종 아세트산 생성물 중 부틸 아세테이트의 농도를 10 wppm 이하로 제어함에 의해, 최종 아세트산 생성물 중 프로피온산의 농도는 250 wppm 미만, 또는 225 ppm 미만, 또는 200 wppm 미만으로 제어될 수 있다. 유사하게, 반응기 공급물 중의 에탄올(메탄올 공급원에서 불순물로서 존재할 수 있음) 함량을 제어함에 의해, 최종 아세트산 생성물 중 프로피온산 및 부틸 아세테이트의 농도가 또한 제어될 수 있다. 실시양태에서, 카보닐화 반응기로 가는 메탄올 공급물 중 에탄올의 농도는 150 wppm 이하로 제어된다. 실시양태에서, 존재하는 경우, 반응기로 가는 메탄올 공급물 중 에탄올의 농도는 100 wppm 이하, 또는 50 wppm 이하, 또는 25 wppm 이하이다.Applicants have further confirmed that the concentration of propionic acid in the final acetic acid product can be influenced by the concentration of butyl acetate in the acetic acid product. Thus, by controlling the concentration of butyl acetate in the final acetic acid product to 10 wppm or less, the concentration of propionic acid in the final acetic acid product can be controlled to less than 250 wppm, or less than 225 ppm, or less than 200 wppm. Similarly, by controlling the ethanol (which may be present as an impurity in the methanol source) content in the reactor feed, the concentrations of propionic acid and butyl acetate in the final acetic acid product can also be controlled. In an embodiment, the concentration of ethanol in the methanol feed to the carbonylation reactor is controlled to 150 wppm or less. In an embodiment, the concentration of ethanol, if present, in the methanol feed to the reactor is 100 wppm or less, or 50 wppm or less, or 25 wppm or less.

출원인은, 에틸 요오다이드의 형성은 반응 매질 중의 아세트알데하이드, 에틸 아세테이트, 메틸 아세테이트 및 요오드화 메틸의 농도를 비롯한 많은 변수에 의해 영향을 받을 수 있음을 추가로 발견하였다. 추가적으로, 메탄올 공급원에서의의 에탄올 함량, 수소 분압 및 일산화탄소 공급원 중 수소 함량은, 반응 매질 중 에틸 요오다이드의 농도에 영향을 주고, 따라서 최종 아세트산 생성물 중 프로피온산 농도에 영향을 주는 것을 확인하였다.Applicants have further discovered that the formation of ethyl iodide can be influenced by many variables including the concentrations of acetaldehyde, ethyl acetate, methyl acetate and methyl iodide in the reaction medium. Additionally, it has been found that the ethanol content in the methanol source, the hydrogen partial pressure and the hydrogen content in the carbon monoxide source affect the concentration of ethyl iodide in the reaction medium and thus the propionic acid concentration in the final acetic acid product.

실시양태에서, 반응 매질 중 에틸 요오다이드의 농도는 750 wppm 이하, 또는 650 wppm 이하, 또는 550 wppm 이하, 또는 450 wppm 이하, 또는 350 wppm 이하로 유지/제어된다. 다른 실시양태에서, 반응 매질 중 에틸 요오다이드의 농도는 1 wppm 이상, 또는 5 wppm 이상, 또는 10 wppm 이상, 또는 20 wppm 이상, 또는 25 wppm 이상, 및 650 wppm 이하, 또는 550 wppm 이하, 또는 450 wppm 이하, 또는 350 wppm 이하로 유지/제어된다.In an embodiment, the concentration of ethyl iodide in the reaction medium is maintained/controlled at 750 wppm or less, or 650 wppm or less, or 550 wppm or less, or 450 wppm or less, or 350 wppm or less. In other embodiments, the concentration of ethyl iodide in the reaction medium is at least 1 wppm, or at least 5 wppm, or at least 10 wppm, or at least 20 wppm, or at least 25 wppm, and at most 650 wppm, or at most 550 wppm, or Maintained/controlled below 450 wppm, or below 350 wppm.

실시양태에서, 아세트산 생성물 중 프로피온산 농도는, 아세트산 생성물로부터 프로피온산을 제거함이 없이 반응 매질 중 에틸 요오다이드 농도를 750 wppm 이하로 유지함에 의해 250 wppm 미만으로 추가로 유지될 수 있다. In an embodiment, the propionic acid concentration in the acetic acid product can be further maintained below 250 wppm by maintaining the ethyl iodide concentration in the reaction medium below 750 wppm without removing the propionic acid from the acetic acid product.

실시양태에서, 반응 매질 중 에틸 요오다이드 농도 및 아세트산 생성물 중 프로피온산은 3:1 내지 1:2, 또는 5:2 내지 1:2, 또는 2:1 내지 1:2의 중량 비로 존재할 수 있다. 실시양태에서, 아세트알데하이드:반응 매질 중 에틸 요오다이드 농도는 2:1 내지 20:1, 또는 15:1 내지 2:1, 또는 9:1 내지 2:1로 유지된다. In an embodiment, the ethyl iodide concentration in the reaction medium and propionic acid in the acetic acid product may be present in a weight ratio of 3:1 to 1:2, or 5:2 to 1:2, or 2:1 to 1:2. In an embodiment, the acetaldehyde:ethyl iodide concentration in the reaction medium is maintained at 2:1 to 20:1, or 15:1 to 2:1, or 9:1 to 2:1.

실시양태에서, 반응 매질 중 에틸 요오다이드 농도는 수소 분압, 메틸 아세테이트의 농도, 요오드화 메틸 농도, 및/또는 반응 매질 중 아세트알데하이드의 농도 중 하나 이상을 제어함에 의해 유지될 수 있다.In an embodiment, the ethyl iodide concentration in the reaction medium can be maintained by controlling one or more of the hydrogen partial pressure, the concentration of methyl acetate, the concentration of methyl iodide, and/or the concentration of acetaldehyde in the reaction medium.

아세트알데하이드의 농도와 반응 매질 중 에틸 요오다이드 농도 사이의 관계, 및 에틸 요오다이드 중의 반응기 농도와 최종 아세트산 생성물 중 프로피온산의 농도 사이의 관계를 나타내는 에틸의 형성에 대해 아세트알데하이드 및 다른 반응 조건의 효과를 결정하기 위해 일련의 실험이 수행되었다. 일반적으로, 반응 매질 중의 750 wppm 미만의 에틸 요오다이드 농도 및 1500 wppm 미만의 아세트알데하이드의 농도는 아세트산 생성물 중 250 wppm 미만의 프로피온산 농도를 생성하였다.of acetaldehyde and other reaction conditions for the formation of ethyl showing the relationship between the concentration of acetaldehyde and the concentration of ethyl iodide in the reaction medium, and the relationship between the concentration in the reactor in ethyl iodide and the concentration of propionic acid in the final acetic acid product. A series of experiments were conducted to determine the effect. Generally, concentrations of less than 750 wppm of ethyl iodide and less than 1500 wppm of acetaldehyde in the reaction medium resulted in concentrations of less than 250 wppm of propionic acid in the acetic acid product.

요오다이드iodide 제거 층/이온 교환 수지 사용 Use of ablation layer/ion exchange resin

실시양태에서, 생성물 아세트산 스트림은 할라이드(예컨대, 요오다이드)로 오염될 수 있고, 리튬은 산-형태의 양이온 교환 수지와 접촉될 수 있고, 이어서 작동 조건의 범위 하에서 은, 수은, 팔라듐 및 로듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 산 양이온 교환 부위를 갖는 금속-교환된 이온 교환 수지와 접촉될 수 있다. 실시양태에서, 이온 교환 수지 조성물은 고정 층에 제공된다. 오염된 카복실산 스트림을 정제하기 위해 고정된 요오다이드 제거 층을 사용하는 것은 당해 분야에 잘 문헌화되어 있다(예를 들어, 본원에 참고로 인용된 US 4,615,806, 5,653,853, 5,731,252 및 6,225,498 참조). 일반적으로, 오염된 액체 카복실산 스트림은 일련의 정적 고정 층을 통해 유동시킴으로써 전술한 이온 교환 수지 조성물과 접촉된다. 리튬 오염물은 양이온 교환체에 의해 산 형태로 제거된다. 이어서, 요오다이드 오염물과 같은 할라이드 오염물은 금속-교환된 이온 교환 수지의 금속과의 반응에 의해 제거되어 금속 요오다이드를 형성한다. 일부 실시양태에서, 요오다이드와 결합할 수 있는 메틸기와 같은 탄화수소 잔기는 카복실산을 에스터화시킬 수 있다. 예를 들어, 요오드화 메틸로 오염된 아세트산의 경우, 메틸 아세테이트는 요오드화물 제거의 부산물로서 생성될 것이다. 이러한 에스터화 생성물의 형성은 전형적으로 처리된 카복실산 스트림에 해로운 영향을 미치지 않는다.In an embodiment, the product acetic acid stream can be contaminated with a halide (eg, iodide) and lithium can be contacted with a cation exchange resin in acid-form, then silver, mercury, palladium and rhodium under a range of operating conditions. may be contacted with a metal-exchanged ion exchange resin having an acid cation exchange site comprising one or more metals selected from the group consisting of In an embodiment, the ion exchange resin composition is provided in a stationary bed. The use of fixed iodide removal beds to purify contaminated carboxylic acid streams is well documented in the art (see, eg, US Pat. Nos. 4,615,806, 5,653,853, 5,731,252 and 6,225,498, incorporated herein by reference). Generally, a contaminated liquid carboxylic acid stream is contacted with the ion exchange resin composition described above by flowing through a series of static immobilizing beds. Lithium contaminants are removed in acid form by cation exchangers. Halide contaminants, such as iodide contaminants, are then removed by reaction of the metal-exchanged ion exchange resin with the metal to form metal iodides. In some embodiments, a hydrocarbon moiety such as a methyl group capable of bonding with iodide can esterify a carboxylic acid. For example, in the case of acetic acid contaminated with methyl iodide, methyl acetate will be produced as a by-product of iodide removal. Formation of these esterification products typically has no detrimental effect on the treated carboxylic acid stream.

로듐-요오드화물 촉매 시스템을 통해 제조된 아세트산 무수물에서 유사한 요오드화물 오염 문제가 있을 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법은 대안적으로 조질 아세트산 무수물 생성물 스트림의 정제에 이용될 수 있다.A similar iodide contamination problem may exist in acetic anhydride produced via a rhodium-iodide catalytic system. Thus, the process of the present invention can alternatively be used for the purification of a crude acetic anhydride product stream.

본 발명에서 금속 이온 오염물을 제거하기에 적합한 산-형태 양이온 교환체는 강산 양이온 교환 수지 예를 들어 앰벌리스트(Amberlyst®) 15 수지(DOW), 푸롤라이트(Purolite) C145 또는 푸롤라이트 CT145와 같은 강산 거대 망상 또는 거대 다공성 수지를 포함할 수 있다. 수지는 또한 산 형태의 강산 양이온 교환 메조 다공성 수지일 수 있다. 킬레이트화 수지 및 제올라이트가 사용될 수도 있다.Acid-type cation exchangers suitable for removing metal ion contaminants in the present invention include strong acid cation exchange resins such as Amberlyst® 15 resin (DOW), Purolite C145 or Purolite CT145. may include macroreticular or macroporous resins. The resin may also be a strong acid cation exchange mesoporous resin in acid form. Chelating resins and zeolites may also be used.

요오드화물 제거용 은 또는 수은-교환 수지를 제조하기 위한 본 발명과 관련하여 사용되는 적절히 안정한 이온 교환 수지는 전형적으로 "강산"으로 분류되는 "RS03H" 유형, 즉 거대 망상(거대 다고성) 형태의 설폰산, 양이온 교환 수지이다. 특히 적합한 이온 교환 기질은 고온에서 사용하기에 적합한 앰벌리스트 15, 앰벌리스트 35 및 앰벌리스트 36 수지(DOW)를 포함한다. 관심 있는 조건에서 물질이 유기 매질에서 안정하다면, 즉, 은 또는 수은을 허용 불가능한 양으로 유기 매질로 화학적으로 분해하거나 방출하지 않는다면, 제올라이트와 같은 다른 안정한 이온 교환 기질을 사용할 수 있다. 제올라이트 양이온 교환 기질은 예를 들어 US 5,962,735에 개시되어 있으며,이의 개시 내용을 본원에 참고로 인용한다.Suitably stable ion exchange resins used in connection with the present invention for making silver or mercury-exchange resins for iodide removal are typically of the "RS03H" type classified as "strong acids", i. It is a sulfonic acid, a cation exchange resin. Particularly suitable ion exchange substrates include Amberlyst 15, Amberlyst 35 and Amberlyst 36 resins (DOW) which are suitable for use at elevated temperatures. Other stable ion exchange substrates, such as zeolites, can be used provided that the material is stable in the organic medium under the conditions of interest, i.e. it does not chemically decompose or release unacceptable amounts of silver or mercury into the organic medium. Zeolite cation exchange substrates are disclosed, for example, in US 5,962,735, the disclosure of which is incorporated herein by reference.

약 50℃ 이상의 온도에서, 은 또는 수은 교환된 양이온성 기질은 500 ppb 이하의 소량의 은 또는 수은을 방출하는 경향이 있으며, 따라서 은 또는 수은 교환된 기질은 관심 조건 하에서 화학적으로 안정하다. 보다 바람직하게, 은 손실은 유기 매질 내로 100 ppb 미만, 더욱 바람직하게는 유기 매질 내로 20 ppb 미만이다. 은 손실은 시동시 약간 높을 수 있다. 임의의 경우에, 원하는 경우, 산 형태의 양이온성 물질 층이 은 또는 수은 교환 물질의 상류에 산 형태의 양이온성 물질 층에 더하여 은 또는 수은 교환 물질의 하류에 배치되어 방출된 임의의 은 또는 수은을 포착할 수 있다,At temperatures above about 50° C., silver or mercury exchanged cationic substrates tend to release small amounts of silver or mercury, less than 500 ppb, and thus silver or mercury exchanged substrates are chemically stable under the conditions of interest. More preferably, the silver loss is less than 100 ppb into the organic medium, more preferably less than 20 ppb into the organic medium. Silver losses may be slightly higher at start-up. In any case, if desired, a layer of the cationic material in acid form is disposed upstream of the silver or mercury exchange material and downstream of the silver or mercury exchange material in addition to the layer of the cationic material in acid form so that any silver or mercury released can capture

교환 수지와의 접촉 단계 동안의 압력은 수지의 물리적 강도에 의해서만 제한된다. 일 실시양태에서, 상기 접촉은 0.1 MPa 내지 1 MPa 예컨대 0.1 MPa 내지 0.8 MPa 또는 0.1 MPa 내지 0.5 MPa 범위의 압력에서 수행된다. 그러나, 편의상, 압력 및 온도 모두가 바람직하게는 오염된 카복실산 스트림이 액체로서 처리되도록 설정될 수 있다. 따라서, 예를 들어 경제적 고려 사항에 기초하여 일반적으로 선호되는 대기압에서 작동되는 경우, 온도는 17℃(아세트산의 빙점) 및 118℃(아세트산의 비등점)의 범위일 수 있다. 다른 카복실산 화합물을 포함하는 생성물 스트림에 대한 유사한 범위를 결정하는 것은 당업자의 능력 내에 있다. 접촉 단계의 온도는 바람직하게는 수지 열화를 최소화하기에 충분히 낮게 유지된다. 일 실시양태에서, 상기 접촉은 25℃ 내지 120℃ 범위 예를 들어 25℃ 내지 100℃ 또는 50℃ 내지 100℃ 범위의 온도에서 수행된다. 일부 양이온 거대 망상 수지는 전형적으로 150℃의 온도에서 (산-촉매된 방향족 탈황의 메커니즘을 통해) 상당히 분해되기 시작한다. 5개 이하의 탄소 원자 예를 들어 3개 이하의 탄소 원자를 갖는 카복실산은 이들 온도에서 액체 상태를 유지한다. 따라서, 접촉 동안의 온도는 사용된 수지의 분해 온도 미만으로 유지되어야 한다. 일부 실시양태에서, 작동 온도는 액상 조작 및 리튬 및/또는 할라이드 제거에 대한 바람직한 동력학에 부합하는 수지의 온도 한계 이하로 유지된다.The pressure during the contacting step with the exchange resin is limited only by the physical strength of the resin. In one embodiment, the contacting is performed at a pressure ranging from 0.1 MPa to 1 MPa such as from 0.1 MPa to 0.8 MPa or from 0.1 MPa to 0.5 MPa. However, for convenience, both the pressure and temperature can preferably be set such that the contaminated carboxylic acid stream is treated as a liquid. Thus, for example, when operated at atmospheric pressure, which is generally preferred based on economic considerations, the temperature may range from 17° C. (the freezing point of acetic acid) to 118° C. (the boiling point of acetic acid). It is within the ability of one skilled in the art to determine similar ranges for product streams comprising other carboxylic acid compounds. The temperature of the contacting step is preferably kept low enough to minimize resin degradation. In one embodiment, the contacting is performed at a temperature in the range of 25°C to 120°C, such as in the range of 25°C to 100°C or 50°C to 100°C. Some cationic macroreticular resins typically begin to decompose significantly (via the mechanism of acid-catalyzed aromatic desulfurization) at temperatures of 150°C. Carboxylic acids having less than 5 carbon atoms, for example less than 3 carbon atoms, remain liquid at these temperatures. Therefore, the temperature during contact must be kept below the decomposition temperature of the resin used. In some embodiments, the operating temperature is maintained below the temperature limits of the resin consistent with liquid phase operation and desirable kinetics for lithium and/or halide removal.

아세트산 정제 트레인 내의 수지 층의 구성은 다양할 수 있지만, 양이온성 교환체는 금속-교환된 수지의 상류에 있어야 한다. 바람직한 실시양태에서, 수지 층은 최종 건조 컬럼 후에 구성된다. 바람직하게는, 수지 층은 조질 산 생성물의 온도가 낮고, 예를 들어 120℃ 미만 또는 100℃ 미만인 위치에 형성된다. 산-형태 양이온 교환 수지와 접촉하는 스트림 및 금속-교환된 수지와 접촉하는 스트림은 동일하거나 상이한 온도로 조절될 수 있다. 예를 들어, 산-형태 양이온 교환 수지와 접촉하는 스트림은 25℃ 내지 120℃ 예를 들어 25℃ 내지 85℃, 40℃ 내지 70℃ 예를 들어 40℃ 내지 60℃의 온도로 조절될 수 있는 반면, 금속-교환된 수지와 접촉하는 스트림은 50℃ 내지 100℃ 예를 들어 50℃ 내지 85℃, 55℃ 내지 75℃ 또는 60℃ 내지 70℃의 온도로 조절될 수 있다. 위에서 논의된 장점 외에도, 저온 작동은 고온 작동에 비해 부식을 줄일 수 있다. 저온 작동은 상기 논의된 바와 같이 전체 수지 수명을 감소시킬 수 있는 부식 금속 오염물의 형성을 덜 제공한다. 또한, 작동 온도가 낮으면 부식이 적기 때문에, 고가의 내부식성 금속으로 용기를 제조할 필요가 없으며, 저급 금속 예를 들어 표준 스테인리스 스틸을 사용할 수 있다.The composition of the resin bed in the acetic acid purification train can vary, but the cationic exchanger must be upstream of the metal-exchanged resin. In a preferred embodiment, the resin bed is constructed after the final drying column. Preferably, the resin layer is formed at a location where the temperature of the crude acid product is low, for example less than 120°C or less than 100°C. The stream in contact with the acid-type cation exchange resin and the stream in contact with the metal-exchanged resin may be conditioned to the same or different temperatures. For example, the stream contacting the acid-form cation exchange resin may be conditioned to a temperature of 25°C to 120°C, such as 25°C to 85°C, 40°C to 70°C, such as 40°C to 60°C, while , the stream contacting the metal-exchanged resin may be conditioned to a temperature of 50°C to 100°C, for example 50°C to 85°C, 55°C to 75°C or 60°C to 70°C. In addition to the advantages discussed above, low-temperature operation can reduce corrosion compared to high-temperature operation. Low temperature operation provides less formation of corrosive metal contaminants that can reduce overall resin life as discussed above. In addition, since corrosion is less when the operating temperature is low, there is no need to manufacture the container from expensive corrosion-resistant metal, and low-grade metal, such as standard stainless steel, can be used.

다시 도 1을 참조하면, 건조 컬럼 하부 스트림은 먼저 양이온 교환 수지 층(200)을 통과하여 리튬 이온을 제거한다. 하나의 양이온 교환 수지 층(200)이 도시되어 있지만, 복수의 양이온 교환 수지 층이 직렬 또는 병렬로 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 양이온 교환 층은 또한, 건조 컬럼(130)에 아세트산 칼륨 아세테이트, 칼륨 카보네이트 및 칼륨 하이드록사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 칼륨 염 및 부식 금속으로서 첨가되는 경우 칼륨과 같은 스트림에 존재하는 다른 양이온을 제거할 수 있다. 이어서, 생성된 교환된 스트림 예를 들어 중간체 산 생성물을은, 수은, 팔라듐 및 로듐으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속을 포함하는 산 양이온 교환 부위를 갖는 금속-교환된 이온 교환 수지 층을 통과시켜 상기 스트림으로부터 요오드화물을 제거하여 정제된 생성물(146)을 생성할 수 있다. 정제 수지가 블록(200)을 통해 도시되어 있지만, 복수의 금속-교환된 이온 교환 수지 층이 직렬 또는 병렬로 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 수지 층과 접촉하기 전에, 열 교환체(미도시)를 어느 하나의 수지 층 이전에 위치시켜, 수지 층과 접촉하기 전에 스트림(146 및 182)의 온도를 적절한 온도로 조절할 수 있다. 유사하게, 조질 아세트산 생성물은 건조 칼럼 측부 스트림으로부터 양이온 교환 수지 층으로 공급될 수 있다. 열 교환체 또는 응축기를 어느 하나의 수지 층 이전에 위치시켜 스트림의 온도를 수지 층과 접촉하기 전에 적절한 온도로 조절할 수 있다.Referring again to FIG. 1 , the drying column bottoms stream is first passed through a bed of cation exchange resin 200 to remove lithium ions. Although one cation exchange resin bed 200 is shown, it should be understood that multiple cation exchange resin beds may be used in series or parallel. The cation exchange bed can also remove other cations present in the stream, such as potassium when added to the drying column 130 as a potassium salt selected from the group consisting of potassium acetate, potassium carbonate and potassium hydroxide and a corrosive metal. can The resulting exchanged stream, for example an intermediate acid product, is then passed through a bed of metal-exchanged ion exchange resin having acid cation exchange sites comprising at least one metal selected from the group consisting of silver, mercury, palladium and rhodium to obtain the Iodide can be removed from the stream to produce purified product 146. Although purification resin is shown through block 200, it should be understood that multiple layers of metal-exchanged ion exchange resin may be used in series or parallel. Prior to contact with the resin layer, a heat exchanger (not shown) may be placed prior to either layer of resin to adjust the temperature of streams 146 and 182 to an appropriate temperature prior to contact with the resin layer. Similarly, crude acetic acid product may be fed to the cation exchange resin bed from the drying column side stream. A heat exchanger or condenser may be placed prior to either bed of resin to bring the temperature of the stream to an appropriate temperature prior to contact with the bed of resin.

일 실시양태에서, 수지 층을 통한 유속은 0.1 층 부피/시간("BV/hr") 내지 50 BV/hr 예를 들어 1 BV/hr 내지 20 BV/hr 또는 6 BV/hr 내지 10 Bv/hr의 범위이다. 유기 매질의 층 부피는 수지 층이 차지하는 부피와 동일한 매질의 부피이다. 1 BV/hr의 유속은 수지 층이 차지하는 부피와 동일한 유기 액체의 양이 1시간 내에 수지 층을 통과함을 의미한다. In one embodiment, the flow rate through the resin bed is from 0.1 bed volume/hour ("BV/hr") to 50 BV/hr, such as from 1 BV/hr to 20 BV/hr or from 6 BV/hr to 10 Bv/hr. is the range of The volume of a layer of organic medium is the volume of the medium equal to the volume occupied by the resin layer. A flow rate of 1 BV/hr means that an amount of organic liquid equal to the volume occupied by the resin layer passes through the resin layer in one hour.

정제된 아세트산 조성물은 수지 층 처리의 결과로서 수득된다. 정제된 아세트산 조성물은 일 실시양태에서 100 wppb 미만 예를 들어 90 wppb 미만, 50 wppb 미만 또는 25 wppb 미만을 포함한다. 일 실시양태에서, 정제된 아세트산 조성물은 100 wppb 미만의 리튬 예를 들어 50 wppb 미만, 20 wppb 미만 또는 10 wppb 미만의 리튬을 포함한다. 범위와 관련하여, 정제된 아세트산 조성물은 0 내지 100 wppb의 요오드화물 예를 들어 0 내지 50 wppb; 및/또는 0 내지 100 wppb의 리튬 예를 들어 1 내지 50 wppb를 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 수지 층은 조질 아세트산 생성물로부터 25 중량% 이상의 요오드화물 예를 들어 50 중량% 이상 또는 75 중량% 이상을 제거한다. 일 실시양태에서, 수지 층은 조질 아세트산 생성물의 25 중량% 이상 예를 들어 50 중량% 이상 또는 75 중량% 이상의 리튬을 제거한다.A purified acetic acid composition is obtained as a result of treating the resin bed. The purified acetic acid composition comprises less than 100 wppb in one embodiment, such as less than 90 wppb, less than 50 wppb or less than 25 wppb. In one embodiment, the purified acetic acid composition comprises less than 100 wppb lithium, such as less than 50 wppb, less than 20 wppb or less than 10 wppb lithium. Regarding ranges, the purified acetic acid composition may contain from 0 to 100 wppb of iodide such as from 0 to 50 wppb; and/or 0 to 100 wppb of lithium, for example 1 to 50 wppb. In other embodiments, the resin layer removes at least 25 wt% iodide from the crude acetic acid product, such as at least 50 wt% or at least 75 wt%. In one embodiment, the resin bed removes at least 25%, such as at least 50% or at least 75% lithium by weight of the crude acetic acid product.

따라서, 실시양태에서, 생성물 아세트산 또는 공정의 재순환 스트림 중 하나 이상의 중간체는, 총괄적으로 정제 수지로서 본원에서 지칭되는, 하나 이상의 흡수제, 흡착제 또는 이온 교환 수지와 접촉될 수 있다. 아세트산은 수지 층 또는 가드 컬럼(200) 내에서 접촉되어 다양한 불순물을 제거함으로써 최종 아세트산 생성물을 생성시킨다.Thus, in an embodiment, product acetic acid or one or more intermediates in a recycle stream of the process may be contacted with one or more absorbents, adsorbents, or ion exchange resins, collectively referred to herein as purification resins. Acetic acid is contacted within the resin bed or guard column 200 to remove various impurities to produce the final acetic acid product.

정제 수지에 의해 제거된 불순물은 요오드화 알킬을 포함할 수 있다. 특히, 요오드화 알킬은 1 내지 약 20개의 탄소 원자를 포함한다. 다른 불순물은 크롬, 니켈, 철 등과 같은 다양한 부식 금속을 포함한다.Impurities removed by the purification resin may include alkyl iodides. In particular, alkyl iodides contain from 1 to about 20 carbon atoms. Other impurities include various corrosive metals such as chromium, nickel, iron and the like.

본원의 목적에 적합한 정제 수지는 그 활성 부위의 적어도 1%가 은 또는 수은 형태로 전환된 거대 망상의 강산 양이온 교환 수지를 포함한다. 수지와 결합된 은 또는 수은의 양은 수지의 활성 부위의 1 내지 100%이거나 또는 활성 부위의 약 25 내지 약 75%, 또는 적어도 약 50%이며 이들은 은 또는 수은 형태로 전환될 수 있다(US4615806 참조, 이의 내용을 본원에 참고로 인용한다). 다른 적절한 예는 액체 할라이드 오염물 산을 은(I) 교환된 거대 망상 수지와 접촉시킴으로써 할라이드 불순물로 오염된 액체 카복실산으로부터 요오드화물을 제거하는 것에 관한 US5139981을 포함한다. 정제 수지의 적합한 예는 앰벌리스트 15 수지(롬앤하스(Rohm and Haas)), 제올라이트 양이온성 이온 교환 기질(US596273 참조) 등을 포함한다. 다른 적합한 정제 수지 및 방법은 US5227524, US5801279, US5220058, EP0685445 및 US6657078에 개시된 것들을 포함하며, 이들 내용은 본원에 참고로 인용된다.Purifying resins suitable for the purposes herein include macroreticular, strong acid cation exchange resins in which at least 1% of their active sites have been converted to the silver or mercury form. The amount of silver or mercury associated with the resin is from 1 to 100% of the active sites of the resin, or from about 25 to about 75%, or at least about 50% of the active sites, which can be converted to the silver or mercury form (see US4615806, the contents of which are incorporated herein by reference). Other suitable examples include US5139981 which relates to the removal of iodide from liquid carboxylic acids contaminated with halide impurities by contacting the liquid halide contaminant acid with a silver(I) exchanged macroreticular resin. Suitable examples of purification resins include Amberlyst 15 resin (Rohm and Haas), zeolite cationic ion exchange substrate (see US596273), and the like. Other suitable purification resins and methods include those disclosed in US5227524, US5801279, US5220058, EP0685445 and US6657078, the contents of which are incorporated herein by reference.

실시양태에서, 아세트산은 사용되는 정제 수지의 유형에 따라 약 50℃ 또는 약 60℃ 내지 약 100℃ 또는 약 150℃ 이상의 온도에서 정제 수지와 접촉된다.In an embodiment, the acetic acid is contacted with the purification resin at a temperature of from about 50° C. or about 60° C. to about 100° C. or about 150° C. or greater, depending on the type of purification resin used.

실시양태에서, 컬럼을 통한 아세트산의 유속은 시간 당 층 부피(BV/hr)가 약 0.5 내지 약 20일 수 있으며, 여기서, 층 부피는 층에서 수지가 차지하는 부피로 정의된다. 실시양태에서, 유속은 약 6 내지 약 10 BV/hr 또는 약 7 내지 8 BV/hr일 수 있다.In an embodiment, the flow rate of acetic acid through the column can be from about 0.5 to about 20 bed volume per hour (BV/hr), where bed volume is defined as the volume occupied by resin in the bed. In an embodiment, the flow rate may be about 6 to about 10 BV/hr or about 7 to 8 BV/hr.

실시양태에서, 컬럼은 피리딘 또는 피롤리돈 수지를 포함하는 음이온성 가드 층을 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "피리딘 수지", "피리딘 고리-함유 중합체", "피리딘 중합체" 등은 치환되거나 비치환된 피리딘 고리 또는 치환되거나 비치환된 피리딘-함유 중축합 고리 예컨대 퀴놀린 고리를 함유하는 중합체를 나타낸다. 실시양태에서, 수지는 높은 가교결합도를 포함할 수 있으며, 즉 10 중량%를 초과한다. 치환기는 알킬 기 및 알콕시 기와 같은 메탄올 카보닐화 공정 조건에 불활성인 치환기를 포함한다. 불용성 피리딘 고리-함유 중합체의 적절한 예로는 비닐피리딘과 다이비닐 단량체의 반응에 의해 또는 비닐피리딘과 다이비닐 단량체-함유 비닐 단량체의 반응에 의해 수득된 것 예컨대 4-비닐피리딘과 다이비닐벤젠의 공중합체, 2-비닐피리딘과 다이비닐벤젠의 공중합체, 스티렌, 비닐벤젠 및 다이비닐벤젠의 공중합체, 비닐메틸피리딘과 다이비닐벤젠의 공중합체 및 비닐피리딘, 메틸 아크릴레이트 및 에틸 다이아크릴레이트의 공중합체를 포함한다(US5334755 참조, 이의 내용을 본원에 참고로 인용한다).In an embodiment, the column may include an anionic guard layer comprising a pyridine or pyrrolidone resin. As used herein, the terms "pyridine resin", "pyridine ring-containing polymer", "pyridine polymer" and the like refer to a polymer containing a substituted or unsubstituted pyridine ring or a substituted or unsubstituted pyridine-containing polycondensation ring such as a quinoline ring. indicates In embodiments, the resin may include a high degree of crosslinking, i.e. greater than 10% by weight. Substituents include substituents that are inert to the conditions of the methanol carbonylation process, such as alkyl groups and alkoxy groups. Suitable examples of insoluble pyridine ring-containing polymers are those obtained by reaction of vinylpyridine and divinyl monomers or by reaction of vinylpyridine and divinyl monomer-containing vinyl monomers such as copolymers of 4-vinylpyridine and divinylbenzene. , copolymers of 2-vinylpyridine and divinylbenzene, copolymers of styrene, vinylbenzene and divinylbenzene, copolymers of vinylmethylpyridine and divinylbenzene and copolymers of vinylpyridine, methyl acrylate and ethyl diacrylate (See US5334755, the contents of which are incorporated herein by reference).

적합한 "피롤리돈 수지", "피롤리돈 고리-함유 중합체", "피롤리돈 중합체" 등은 치환되거나 비치환된 피롤리돈 고리를 함유하는 중합체를 포함한다. 치환기는 알킬 기 및 알콕시 기와 같은 메탄올 카보닐화 매질에 불활성인 치환기를 포함할 수 있다. 불용성의 피롤리돈 고리-함유 중합체의 예는 비닐 피롤리돈과 다이비닐 단량체-함유 비닐 단량체의 반응에 수득된 것들 예컨대 비닐 피롤리돈과 다이비닐 벤젠의 공중합체를 포함한다. 피롤리돈 중합체의 적합한 예는 US5466874, US5286826, US4786699, US4139688(이들의 개시 내용을 본원에 참고로 인용함)에 개시된 것들을 포함하고, 미국 인디나나폴리스의 라일리 타르 앤드 케미컬 코포레이션(Reilley Tar and Chemical Corporation)의 상표명 라일렉스(Reillex) 하에 시판되는 것들을 포함한다.Suitable "pyrrolidone resins", "pyrrolidone ring-containing polymers", "pyrrolidone polymers" and the like include polymers containing substituted or unsubstituted pyrrolidone rings. Substituents may include substituents that are inert to the methanol carbonylation medium, such as alkyl groups and alkoxy groups. Examples of insoluble pyrrolidone ring-containing polymers include those obtained by the reaction of vinyl pyrrolidone and divinyl monomer-containing vinyl monomers such as copolymers of vinyl pyrrolidone and divinyl benzene. Suitable examples of pyrrolidone polymers include those disclosed in US5466874, US5286826, US4786699, US4139688, the disclosures of which are incorporated herein by reference, and are available from Reilley Tar and Chemical Corporation, Indianapolis, USA. ), including those marketed under the trade name Reillex.

실시양태에서, 질소 헤테로사이클릭 고리-함유 중합체는 기계적 강도를 제공하기 위해 10% 이상 또는 15% 이상 또는 20% 이상이고 50% 미만 또는 60% 미만 또는 75% 미만으로 가교결합될 수 있으며, 여기서, "가교결합도"는 다이비닐 단량체 또는 다른 가교결합 잔기의 중량%로 나타낸 함량을 의미한다.In an embodiment, the nitrogen heterocyclic ring-containing polymer may be at least 10% or at least 15% or at least 20% and less than 50% or less than 60% or less than 75% crosslinked to provide mechanical strength, wherein , "degree of cross-linking" means the content expressed in weight percent of divinyl monomers or other cross-linking moieties.

실시양태에서, 적합한 피리딘 또는 피롤리돈 불용성 중합체는 유리 염기 형태 및/또는 N-옥사이드 형태 및/또는 4급화된 형태를 포함한다. 실시양태에서, 불용성, 피리딘 또는 피롤리돈 고리-함유 중합체는 0.01 내지 2 mm 또는 0.1 내지 1 mm 또는 0.25 내지 0.7 mm의 입자 직경을 갖는 비드 또는 과립 형태 또는 구형 형태일 수 있다. 시판중인 피리딘-함유 중합체로는 라일렉스(Reillex)-425(라일리 타르 앤드 케미컬 코포레이션), KEX-316, KEX-501 및 KEX-212(코에이 케미컬 캄파니 리미티드(Koei Chemical Co., Ltd.)의 제품) 등이 포함된다.In an embodiment, suitable pyridine or pyrrolidone insoluble polymers include the free base form and/or the N-oxide form and/or the quaternized form. In an embodiment, the insoluble, pyridine or pyrrolidone ring-containing polymer may be in the form of beads or granules or spheres having a particle diameter of 0.01 to 2 mm or 0.1 to 1 mm or 0.25 to 0.7 mm. Commercially available pyridine-containing polymers include Reillex-425 (Reillex Tar and Chemical Corporation), KEX-316, KEX-501 and KEX-212 (Koei Chemical Co., Ltd.) products), etc.

실시양태에서, 생성물 아세트산은 스트림(146)을 통해 컬럼 하부에서 또는 그 부근에서 건조 컬럼(130)으로부터 배출되고, 정제 수지를 포함하는 컬럼에서 하나 이상의 수지와 접촉된다. 본원에 사용된 바와 같이, 정제 수지를 포함하는 컬럼은 정제 컬럼, 가드 베드 어셈블리 또는 컬럼, 또는 간단히 컬럼으로서 지칭될 수 있다. 이들 용어는 본원에서 상호 교환적으로 사용된다. 정제 또는 가드 층 어셈블리는 일반적으로 도 1에서 200으로 표시된다. In an embodiment, product acetic acid exits drying column 130 at or near column bottom via stream 146 and is contacted with one or more resins in a column containing purified resins. As used herein, a column comprising purification resin may be referred to as a purification column, a guard bed assembly or column, or simply a column. These terms are used interchangeably herein. A tablet or guard layer assembly is generally indicated at 200 in FIG. 1 .

실시양태에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 가드 층 어셈블리(200)는 하나 이상의 처리 장치 예를 들어 각각 입구 단부(206 및 210) 및 출구 단부(208 및 212)를 포함하는 컬럼(202) 및 컬럼(204)을 포함할 수 있다. 입구는 내부 챔버(214 및 216)에 의해 출구와 분리된다. 정제 수지(218 및 220)의 양은 내부 챔버 내에 위치한다.In an embodiment, as shown in FIG. 2 , guard layer assembly 200 includes one or more processing devices, such as columns 202 including inlet ends 206 and 210 and outlet ends 208 and 212, respectively, and column 204. The inlet is separated from the outlet by internal chambers 214 and 216. Quantities of purification resins 218 and 220 are placed within the inner chamber.

제 1 농도(146)의 불순물을 갖는 공정으로부터의 아세트산은 정제된 아세트산 스트림(222)을 생성하기에 충분한 온도 및 유속에서 정제 수지(218 및 220)와 접촉한 상태에서 내부 챔버(214 및 216)를 통해 유도되고, 이때, 불순물은 제 1 불순물 농도보다 적은 제 2 농도로 존재한다. 따라서, 불순물의 제 2 농도는 0일 수도 있고 다르게는 검출 불가능할 수도 있다. Acetic acid from the process having a first concentration 146 of impurities is passed through internal chambers 214 and 216 while in contact with purification resins 218 and 220 at a temperature and flow rate sufficient to produce a purified acetic acid stream 222. In this case, the impurity is present at a second concentration less than the first impurity concentration. Accordingly, the second concentration of the impurity may be zero or otherwise undetectable.

실시양태에서, 가드 층 어셈블리는 아세트산이 정제 수지와 접촉하는 온도를 제어하는 열 교환체(224 및 226)를 더 포함할 수 있다. 실시양태에서, 컬럼(202 및 204)은 플러그 흐름 컬럼이고, 이는 중력에 의해 상부에서 하부로 유동한다. 그러나, 중력에 대해 하부 입구 단부로부터 상부 출구 단부로 유동하는 장치도 고려된다.In an embodiment, the guard layer assembly may further include heat exchangers 224 and 226 to control the temperature at which the acetic acid contacts the purification resin. In an embodiment, columns 202 and 204 are plug flow columns, which flow from top to bottom by gravity. However, devices that flow against gravity from the lower inlet end to the upper outlet end are also contemplated.

실시양태에서, 제 1 컬럼(202)은 제 2 컬럼(204)의 입구 단부(210)와 직접 유체 연통하는 출구 단부(208)를 포함할 수 있다. 실시양태에서, 다양한 장치들 사이의 도관은 복수의 컬럼 중 임의의 컬럼이 제 1 처리 장치이고, 임의의 나머지 컬럼이 연속적으로 직렬로 배치될 수 있도록 구성될 수 있다. 실시양태에서, 복수의 컬럼은 병렬 구조로 배열될 수 있다.In an embodiment, the first column 202 may include an outlet end 208 in direct fluid communication with the inlet end 210 of the second column 204 . In an embodiment, the conduits between the various devices can be configured such that any column of the plurality of columns is a first processing device and any remaining columns can be placed in series in series. In embodiments, a plurality of columns may be arranged in a parallel configuration.

실시양태에서, 제 1 컬럼(202)의 정제 수지(218)는 제 2 컬럼(204)의 정제 수지(220)와 다를 수 있고 및/또는 제 1 컬럼(202)의 온도는 제 2 컬럼(204)의 온도와 다를 수 있고 및/또는 제 1 컬럼(202)의 내부 챔버(214)의 부피는 제 2 컬럼(204)의 내부 챔버(216)의 부피와 다를 수 있다.In embodiments, the purification resin 218 of the first column 202 may be different from the purification resin 220 of the second column 204 and/or the temperature of the first column 202 may be different from that of the second column 204. ) and/or the volume of the inner chamber 214 of the first column 202 can be different than the volume of the inner chamber 216 of the second column 204 .

도 3에 도시된 바와 같이, 실시양태에서, 컬럼(400)은 중심 축(406) 주위에 반경 방향으로 배열된 복수의 측부(404)에 의해 구획된 내부 챔버(402)를 포함한다. 실시양태에서, 칼럼(400)은 무한 개수의 측부를 포함하며, 즉 원형 단면을 갖는다. 컬럼(400)은 내부 챔버(402)를 통해 출구 단부(410)와 유체 연통하고 종방향으로 분리된 입구 단부(408)를 더 포함한다. 실시양태에서, 컬럼(400)은 측부(404) 중 적어도 하나를 통해 배치된 복수의 샘플링 포트(412)를 추가로 포함한다. 샘플링 포트는 고체 샘플링 포트, 액체 샘플링 포트 또는 이들의 조합일 수 있다.As shown in FIG. 3 , in an embodiment, a column 400 includes an interior chamber 402 bounded by a plurality of sides 404 arranged radially about a central axis 406 . In an embodiment, column 400 includes an infinite number of sides, ie has a circular cross-section. Column 400 further includes an inlet end 408 longitudinally separated and in fluid communication with outlet end 410 through interior chamber 402 . In an embodiment, the column 400 further includes a plurality of sampling ports 412 disposed through at least one of the sides 404 . The sampling port may be a solid sampling port, a liquid sampling port or a combination thereof.

도 4에 도시된 바와 같이, 실시양태에서, 각각의 샘플링 포트(412)는 내부 챔버(402) 내에 위치된 샘플 입구(416) 및 개방 위치(볼(ball) 또는 볼 밸브와 같은 유동 제어 요소(420)에 도시된 바와 같은)와 폐쇄 위치(유동 제어 요소(418)에 도시된 바와 같은) 사이에서 작동가능한 제 1 유동 제어 요소(418) 사이에 제 1 개방 유동 경로(414)를 포함하며, 이때, 상기 유동 제어 요소는 내부 챔버(402)에 대해 외부에, 즉 외부 환경(422)에 위치한다. 용어 "개방 유동 경로"는 액체 및 고체 물질이 통과할 수 있도록 구성된 치수가 정해진 유동 경로를 의미한다. 따라서, 개방 유동 경로의 상대적인 크기는 이곳을 통과하는 고체 또는 반-고체 물질의 평균 입자 크기에 대해 결정되어야 한다.As shown in FIG. 4 , in an embodiment, each sampling port 412 has a sample inlet 416 located within the internal chamber 402 and an open position (a flow control element such as a ball or ball valve). a first open flow path 414 between a first flow control element 418 operable between a closed position (as shown at 420) and a closed position (as shown at flow control element 418); At this time, the flow control element is located external to the inner chamber 402 , ie to the outer environment 422 . The term "open flow path" means a flow path with dimensions configured to permit the passage of liquid and solid materials. Therefore, the relative size of the open flow path must be determined with respect to the average particle size of the solid or semi-solid material passing through it.

유동 제어 요소가 개방 위치에 있을 때, 내부 챔버(402)와 외부 환경(422) 사이가 유체 연통된다. 실시양태에서, 제 1 유동 경로(414) 및 제 2 유동 경로(424)는 각각, 상응하는 유동 제어 요소(418 및 420)가 개방 위치에 있을 때 각각 외부 환경(422)과 유체 연통한다. 유동 제어 요소가 폐쇄 위치에 있을 때, 내부 챔버(402)와 외부 환경(422) 사이의 유체 연통은 방지된다.When the flow control element is in the open position, fluid communication is established between the inner chamber 402 and the outer environment 422 . In an embodiment, the first flow path 414 and the second flow path 424 are each in fluid communication with the external environment 422 when the corresponding flow control elements 418 and 420 are in an open position. When the flow control element is in the closed position, fluid communication between the inner chamber 402 and the outer environment 422 is prevented.

실시양태에서, 샘플 포트는 샘플 입구(416) 및 내부 챔버(402) 외부에 위치된 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 작동가능한 제 2 유동 제어 요소(420) 사이에 배치된 다공성 요소(426)를 포함하는 제 2 유동 경로(424)를 더 포함한다.In an embodiment, the sample port comprises a porous element 426 disposed between the sample inlet 416 and a second flow control element 420 operable between open and closed positions located outside the internal chamber 402. It further includes a second flow path 424 that

실시양태에서, 제 2 유동 경로(424)는 샘플 입구(416)와 제 1 유동 제어 요소(418) 사이의 제 1 유동 경로(414) 부분을 포함한다. 따라서,In an embodiment, the second flow path 424 includes a portion of the first flow path 414 between the sample inlet 416 and the first flow control element 418 . thus,

실시양태에서, 제 2 유동 경로는 제 1 유동 경로의 "T-평면"또는 "Y-평면" 배향일 수 있어서, 제 1 제어 요소(418)를 통해 나오는 샘플은 제 2 유동 제어 요소(420)를 통해 배출되는 샘플과 동일한 위치의 내부 챔버(402)에서 취해진다.In an embodiment, the second flow path can be a “T-plane” or “Y-plane” orientation of the first flow path, such that the sample exiting through the first control element 418 flows through the second flow control element 420. is taken from the inner chamber 402 at the same location as the sample exiting through.

실시양태에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 유동 경로(414), 제 2 유동 경로(424) 또는 이들 모두는 샘플 입구(416)와 외부 환경(422) 사이에 위치한 열 교환체(428)를 추가로 포함한다. 실시양태에서, 열 교환체(428)는 도시된 바와 같이 유동 제어 요소를 지나 유동 경로의 일부에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 따라서, 내부 챔버가 고온인 경우, "샘플 냉각기", 즉 얼음물 통 내의 하나의 냉각된 튜빙이라고도 하는 열 교환체(428)가 내부 챔버(402)의 샘플을 얻는 데 이용될 수 있다.In an embodiment, as shown in FIG. 3 , the first flow path 414 , the second flow path 424 , or both may be a heat exchanger 428 located between the sample inlet 416 and the external environment 422 . ) is further included. In an embodiment, heat exchanger 428 may be removably attached to a portion of the flow path past the flow control element as shown. Thus, if the inner chamber is hot, a heat exchanger 428, also referred to as a "sample cooler", i.e., one cooled tubing in a bucket of ice water, may be used to obtain a sample of the inner chamber 402.

실시양태에서, 제 1 유동 경로(414)는, 제 1 유동 제어 요소(418)를 포함하는 제 1 밸브(434)가 구비된 제 1 출구 단부(432)를 갖는 제 1 도관(430) 내에 위치한다. 실시양태에서, 밸브는 볼 밸브, 게이트 밸브 및/또는 이와 유사한 것일 수 있다. 실시양태에서, 제 1 밸브는 시트(seat) 플러쉬 시스템(436)이 구비된 가혹한 용도의 볼 밸브로서, 내부 챔버(402)에 위치한 이온 교환 수지와 같은 미립자 물질이 샘플 수득 후 밸브가 막히는 것을 방지한다. In an embodiment, the first flow path 414 is located within a first conduit 430 having a first outlet end 432 equipped with a first valve 434 comprising a first flow control element 418 do. In embodiments, the valve may be a ball valve, gate valve, and/or the like. In an embodiment, the first valve is a harsh service ball valve with a seat flush system 436 to prevent particulate matter, such as ion exchange resin, located in the internal chamber 402 from clogging the valve after sample collection. do.

실시양태에서, 제 2 유동 경로(424)는 부착 지점(440)에서 제 1 도관(430)에 부착된 제 2 도관(438) 내에 적어도 부분적으로 위치하며, 제 2 유동 제어 요소(420)를 포함하는 제 2 밸브(444)가 구비된 제 2 출구 단부(442)를 갖는다. 실시양태에서, 다공성 요소(426)는 부착 지점(440)에 또는 그 근처에 또는 제 2 출구 단부(442)에서 또는 그 근처에 또는 이들의 조합으로 위치된다. 실시양태에서, 다공성 요소는 일반적으로 446으로 표시되는 스크린, 다공성 프릿(frit), 필터 요소 또는 이들의 조합을 포함한다. 실시양태에서, 복수의 다공성 요소가 이용되는 경우, 요소의 배제 크기는 다양할 수 있다. 예를 들어, 실시양태에서, 다공성 요소(426)의 스크린 또는 필터 요소(446)는 내부 챔버(402) 내에 함유된 미립자 물질(예를 들어, 정제 수지)의 상대적 크기에 따라 제 1 위치에서는 100 메시 스크린일 수 있고 제 2 다운스트림 위치에서는 200 메쉬 스크린일 수 있다.In an embodiment, the second flow path 424 is located at least partially within a second conduit 438 attached to the first conduit 430 at an attachment point 440 and includes a second flow control element 420. and a second outlet end 442 with a second valve 444 for In an embodiment, porous element 426 is positioned at or near attachment point 440 or at or near second outlet end 442 or a combination thereof. In an embodiment, the porous element includes a screen, generally designated 446, a porous frit, a filter element, or a combination thereof. In embodiments, when a plurality of porous elements are utilized, the exclusion size of the elements may vary. For example, in an embodiment, the screen or filter element 446 of the porous element 426 is 100% in a first position depending on the relative size of the particulate matter (eg, purified resin) contained within the internal chamber 402. It may be a mesh screen and in a second downstream location it may be a 200 mesh screen.

실시양태에서, 제 1 개방 유동 경로(414)는 내부 챔버(402)로부터의 액체(450) 및 고체(448) 모두가 샘플 입구(416)로부터 개방 위치의 제 1 유동 제어 요소(418)를 통해 외부 환경(422)으로 유동하도록 구성되고 치수화되며, 제 2 유동 경로(424)는 내부 챔버(402)에 존재하는 액체(450)가 샘플 입구(416)로부터 다공성 요소(426), 개방 위치의 제 2 유동 제어 요소(420)를 통해 외부 환경(422)으로 유동하는 한편 내부 챔버(402)에 존재하는 고체 또는 반고체 물질(448)의 적어도 일부가 제 2 유동 제어 요소(420)를 통해 유동되는 것을 배제하도록 구성되고 치수화된다.In an embodiment, the first open flow path 414 allows both liquid 450 and solids 448 from the internal chamber 402 to flow from the sample inlet 416 through the first flow control element 418 in the open position. The second flow path 424 is configured and dimensioned to flow into the external environment 422, and the second flow path 424 allows the liquid 450 present in the internal chamber 402 to flow from the sample inlet 416 to the porous element 426, in an open position. At least a portion of the solid or semi-solid material (448) present in the inner chamber (402) flows through the second flow control element (420) to the external environment (422) while flowing through the second flow control element (420). It is constructed and dimensioned to exclude

실시양태에서, 제 1 유동 경로(414)의 적어도 일부(456)는 샘플링 포트(412)가 배치되는 측부(404)의 내부 표면(458)으로부터 멀리 떨어져 있는 내부 챔버(402) 내로 연장되는 제 1 도관(430) 내에 위치하여 샘플 입구(416)가 상기 측부(404)로부터 이격되어 있는 내부 챔버(402) 내에 위치되도록 한다.In an embodiment, at least a portion 456 of the first flow path 414 extends into the interior chamber 402 remote from the interior surface 458 of the side 404 on which the sampling port 412 is disposed. It is positioned within the conduit 430 such that the sample inlet 416 is positioned within the inner chamber 402 spaced apart from the side 404 .

도 3에 도시된 바와 같이, 실시양태에서, 샘플 입구(416)는 샘플링 포트(412)가 배치되는 측부(404)에 위치된다.As shown in FIG. 3 , in an embodiment, the sample inlet 416 is located on the side 404 where the sampling port 412 is disposed.

실시양태에서, 내부 챔버(402)는 입구 단부(408)와 출구 단부(406) 사이의 중심 축(406)에 평행하게 결정된 내부 챔버(402)의 평균 길이(454)의 50% 미만인 대향 측부들(404) 사이의 중심 축(406)에 수직으로 결정된 평균 내부 직경(452)을 갖는다. 실시양태에서, 제 1 도관(430)은 복수의 샘플 입구(416)를 포함한다. 실시양태에서, 단일 제 1 도관(430)의 복수의 샘플 입구들 모두는 중심 축(406)에 수직인 평면(460)과 동일 평면 상에 위치된다.In an embodiment, the inner chamber 402 has opposite sides that are less than 50% of the average length 454 of the inner chamber 402 determined parallel to the central axis 406 between the inlet end 408 and the outlet end 406. has an average inner diameter 452 determined perpendicular to the central axis 406 between (404). In an embodiment, the first conduit 430 includes a plurality of sample inlets 416 . In an embodiment, all of the plurality of sample inlets of a single first conduit 430 are positioned coplanar with a plane 460 perpendicular to the central axis 406 .

실시양태에서, 샘플링 포트(412)는 측부(404)의 적어도 일부를 따라 본질적으로 동일한 간격(462)으로 (입구 단부(408)로부터 출구 단부(410)까지 중심 축에 평행한 하나 이상의 측부들 중 적어도 일부를 따라) 종방향으로 배열된다.In an embodiment, the sampling ports 412 are arranged at essentially equal intervals 462 along at least a portion of the side 404 (of one or more of the sides parallel to the central axis from the inlet end 408 to the outlet end 410). along at least part of) are arranged longitudinally.

실시양태에서, 공정은, 본원에 개시된 실시양태들 중 어느 하나 또는 조합에 따른 적어도 하나, 바람직하게는 복수의 샘플링 포트(412)를 포함하는 본원에 개시된 실시양태들 중 어느 하나 또는 조합에 따른 컬럼(400)을 제공하는 단계를 포함하며, 이때, 내부 챔버(402) 내부 챔버(402)를 적어도 부분적으로 채우는 양의 정화 수지(448)를 포함한다. 이어서, 제 1 농도에서 하나 이상의 불순물을 갖는 예를 들어 아세트산 스트림 및/또는 중간 생성 스트림과 같은 정제될 스트림(464)은 컬럼을 통과해 유도되어 입구 단부(408)로부터 정제 수지(448)와 접촉하는 내부 챔버(402)를 통과한 후 제 1 농도보다 작은 제 2 농도의 불순물을 갖는 정제된 액체 스트림(466) 예를 들어 정제된 아세트산 스트림 및/또는 중간 생성 스트림을 생성시키기에 충분한 온도 및 유속으로 출구 단부(410)를 통과한다.In an embodiment, the process comprises a column according to any one or combination of embodiments disclosed herein comprising at least one, preferably a plurality of sampling ports 412 according to any one or combination of embodiments disclosed herein. and providing 400 , wherein the inner chamber 402 includes an amount of purifying resin 448 that at least partially fills the inner chamber 402 . A stream to be purified 464, for example an acetic acid stream and/or an intermediate product stream having one or more impurities at a first concentration is then directed through the column and contacted with a purification resin 448 from the inlet end 408. a temperature and flow rate sufficient to produce a purified liquid stream 466, e.g., a purified acetic acid stream and/or an intermediate product stream, having a second concentration of impurities less than the first concentration after passing through the internal chamber 402 at to pass through the outlet end 410.

실시양태에서, 정제 수지(448)는 거대 망상의 강산 이온 교환 수지를 포함하며, 이때, 상기 수지의 활성 부위의 적어도 약 1%가 은 또는 수은 형태로 전환되고, 온도는 약 50℃ 이상이고, 은 또는 수은 교환된 이온 교환 수지는 아세트산 스트림 중 약 90 중량% 이상의 C1-C20 유기 요오드화물을 제거하는 데 효과적이다.In an embodiment, the purification resin 448 comprises a macroreticular strong acid ion exchange resin wherein at least about 1% of the active sites of the resin have been converted to the silver or mercury form, and the temperature is at least about 50° C.; Silver or mercury exchanged ion exchange resins are effective at removing about 90% by weight or more of C 1 -C 20 organic iodides in acetic acid streams.

실시양태에서, 정제 수지(448)는 복수의 밴드(468, 470), 즉, 입구 단부(408)와 제 2 밴드(470) 사이에 위치한 제 1 밴드(468) 및 제 1 밴드(468)와 출구 단부(410) 사이에 위치한 제 2 밴드(470)의 내부 챔버(402) 내에 존재한다. 실시양태에서, 제 1 밴드(468) 내의 정제 수지는 제 2 밴드(470) 내의 정제 수지와 동일하다. 다른 실시양태에서, 제 1 밴드(468) 내의 정제 수지는 제 2 밴드(470) 내의 정제 수지와 상이하다. 실시양태에서, 제 1 밴드(468) 내의 정제 수지는 비-작용화된 거대 망상의 강산 이온 교환 수지이고, 제 2 밴드(470) 내의 정제 수지는 거대 망상의 강산 이온 교환 수지를 포함하고, 이때, 상기 수지의 활성 부위의 적어도 약 1%는 은 또는 수은 형태로 전환된다.In an embodiment, the purification resin 448 comprises a plurality of bands 468, 470, a first band 468 and a first band 468 located between the inlet end 408 and the second band 470. It resides in the inner chamber 402 of the second band 470 located between the outlet end 410. In an embodiment, the purified resin in the first band 468 is the same as the purified resin in the second band 470 . In other embodiments, the purified resin in the first band 468 is different than the purified resin in the second band 470 . In an embodiment, the purification resin in the first band 468 is a non-functionalized macroreticular strong acid ion exchange resin and the purification resin in the second band 470 comprises a macroreticular strong acid ion exchange resin, wherein , at least about 1% of the active sites of the resin are converted to the silver or mercury form.

실시양태에서, 본원에 개시된 하나 이상의 실시양태에 따른 방법은, 제 1 샘플링 포트로부터 액체(450) 및 정제 수지(448)를 포함하는 샘플을 수득하기에 충분한 시간 동안 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 제 1 유동 제어 요소(418)를 작동시킨 다음 제 1 유동 제어 요소(418)를 다시 폐쇄 위치로 복귀시키는 단계, 및/또는 제 1 샘플링 포트로부터 액체(450)를 포함하는 샘플을 수득하기에 충분한 시간 동안 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 제 2 유동 제어 요소(420)를 작동시킨 다음 제 2 유동 제어 요소(420)를 다시 폐쇄 위치로 복귀시키는 단계를 추가로 포함한다.In an embodiment, a method according to one or more embodiments disclosed herein may first move from a closed position to an open position for a time sufficient to obtain a sample comprising liquid 450 and purifying resin 448 from the first sampling port. activating the flow control element 418 and then returning the first flow control element 418 back to the closed position, and/or for a time sufficient to obtain a sample comprising liquid 450 from the first sampling port; Further comprising actuating the second flow control element 420 from the closed position to the open position and then returning the second flow control element 420 back to the closed position.

실시양태에서, 상기 방법은, 상응하는 샘플링 포트에서 하나 이상의 샘플을 분석하여 하나 이상의 불순물 중 하나 이상의 농도를 결정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 실시양태에서, 상기 방법은, 밸브를 작동시키기 전에 샘플링 포트의 출구에 열 교환체를 부착하여 상기 내부 챔버의 온도에 비해 감소된 온도를 갖는 샘플을 수득하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 실시양태에서, 상기 공정은, 제 1 컬럼의 출구 단부가 제 2 컬럼의 입구 단부와 직접적으로 유체 연통되는 복수의 컬럼을 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.In embodiments, the method may further comprise analyzing the one or more samples at the corresponding sampling port to determine the concentration of one or more of the one or more impurities. In an embodiment, the method may further include attaching a heat exchanger to the outlet of the sampling port prior to actuating the valve to obtain a sample having a reduced temperature relative to the temperature of the internal chamber. In an embodiment, the process may further include providing a plurality of columns wherein the outlet end of the first column is in direct fluid communication with the inlet end of the second column.

정제 refine 컬럼의column 작동 및 works and 모니터링monitoring

실시양태에서, 샘플링 포트로부터 수득된 샘플은 컬럼에 존재하는 정제 수지의 샘플, 컬럼에 존재하는 아세트산 스트림의 액체 샘플 또는 이들 둘 다를 포함할 수 있다. 샘플링 포트의 배열은 샘플이 수지 층을 통해 독립된 지점들에서 수득되도록 한다.In an embodiment, the sample obtained from the sampling port may include a sample of the purification resin present in the column, a liquid sample of the acetic acid stream present in the column, or both. The arrangement of the sampling ports allows samples to be obtained at discrete points through the resin layer.

샘플링 포트는 또한 컬럼에 의해 생성된 최종 정제된 아세트산 스트림 근처에 위치될 수 있다.A sampling port may also be located near the final purified acetic acid stream produced by the column.

한 샘플에 존재하는 불순물 수준의 결정은 필수적으로 분석 대상 샘플의 유형에 의존한다. 액체 샘플은 가스 크로마토그래피(GC) 분석, 고압 액체 크로마토그래피(HPLC) 분석에 적합할 수 있으며, 이는, 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 바와 같은 정상, 역상, 이온 배제, 이온 쌍, 크기 배제, 이온 교환 및 이온 크로마토그래피 기술을 포함하는 것으로 이해된다. 임의의 형태의 적절한 검출기가 사용될 수 있다. 유사하게, 수지 샘플은 추출 및/또는 분해되어 임의의 다양한 크로마토그래피 기술을 허용하고/하거나 습식 화학 기술, 원자 흡광 분석을 통해 분석될 수 있으며, 이들은, 유도 결합 플라즈마(ICP) 분석, 질량 스펙트럼 분석, ICP-MS 및/또는 이와 유사한 것들을 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 수지 샘플은 당업자에 의해 용이하게 이해되는 바와 같은 X-선 형광 기술을 사용하여 분석될 수 있다.Determination of the level of impurities present in a sample depends essentially on the type of sample being analyzed. The liquid sample may be suitable for gas chromatography (GC) analysis, high pressure liquid chromatography (HPLC) analysis, which may include normal phase, reverse phase, ion exclusion, ion pairing, size exclusion, ion exchange, as readily understood by those skilled in the art. and ion chromatography techniques. Any type of suitable detector may be used. Similarly, resin samples can be extracted and/or digested allowing any of a variety of chromatographic techniques and/or analyzed via wet chemistry techniques, atomic absorption spectrometry, which include inductively coupled plasma (ICP) analysis, mass spectrometry , ICP-MS and/or the like. In one embodiment, a resin sample can be analyzed using X-ray fluorescence techniques as readily understood by those skilled in the art.

실시양태에서, 샘플은 할로겐 또는 요오드화물(I) 및/또는 3족 내지 12족의 다양한 전이 금속, 또는 Fe, Cr 및/또는 Ni와 같은 아세트산 생성에 전형적인 부식 금속에 대해 분석될 수 있으며, 또한 은 및/또는 수은을 포함할 수 있는 수지의 활성 부위가 전환된 금속 또는 잔기의 존재에 대해 분석될 수 있다.In an embodiment, the sample may be analyzed for halogen or iodide (I) and/or various transition metals from Groups 3 to 12, or corrosive metals typical for acetic acid production such as Fe, Cr and/or Ni; The active site of the resin, which may contain silver and/or mercury, can be analyzed for the presence of converted metals or moieties.

실시양태에서, 샘플링 포트를 이용하고 분석하는 것의 조합은, 불순물을 제거하는 컬럼의 능력을 모니터링하고, 상기 컬럼 주위로 유동을 전환시킨 후 상기 컬럼의 불순물 보유 또는 제거 특성을 규명하는 것을 포함할 수 있는 컬럼 작동의 제어에 사용될 수 있다.In an embodiment, the combination of using a sampling port and analyzing may include monitoring the ability of the column to remove impurities, diverting the flow around the column, and then characterizing the retention or removal of impurities of the column. It can be used to control column operation in

실시양태에서, 샘플의 불순물 농도는 정제 수지가 작용하고 있는지 또는 소모되었는지 여부를 나타내는 미리 결정된 불순물 농도 값과 비교될 수 있다. 이 정보는 샘플의 불순물 농도가 샘플이 얻어진 샘플 포트의 위치에 대응하는 컬럼 내의 지점에서 정제 수지의 고갈을 나타내도록 샘플 포트의 위치와 조합될 수 있다.In an embodiment, the impurity concentration of the sample may be compared to a predetermined impurity concentration value indicating whether the purification resin is working or exhausted. This information can be combined with the location of the sample port such that the sample's impurity concentration indicates depletion of purification resin at a point within the column corresponding to the location of the sample port from which the sample was obtained.

실시양태에서, 수지는 아세트산을 허용 가능한 수준으로 더 오랫동안 정제할 수 없을 때 배출된다. 실시양태에서, 정제 수지는 이 수지와 접촉한 아세트산이 100 ppb 중량 초과의 요오드화물 농도, 500 ppb 중량 초과의 Fe, Cr 및/또는 Ni 농도, 또는 이들의 조합을 가질 때 "소모"된 것으로 간주된다.In an embodiment, the resin is discharged when the acetic acid cannot be purified to an acceptable level for longer. In an embodiment, a purified resin is considered "consumed" when the acetic acid in contact with the resin has an iodide concentration greater than 100 ppb weight, an Fe, Cr and/or Ni concentration greater than 500 ppb weight, or a combination thereof. do.

또한, 실시양태에서, 약 10 중량% 이상의 불순물을 함유하는 수지 샘플은 또한 본원의 목적을 위해 소모된 것으로 간주된다. 그러나, 이들 수준은 단지 생성물 아세트산에 대한 현재의 요건을 반영할 뿐이며, 임의의 이러한 수준이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, (결정시) 사용된 수준과 분석된 불순물은 칼럼이 위치한 스트림에 따라 요오드화물 및 부식 금속과 다를 수 있다.Also, in an embodiment, a resin sample containing greater than about 10% by weight of an impurity is also considered exhausted for purposes herein. However, it should be understood that these levels merely reflect current requirements for product acetic acid, and that any such level may be used. Also, the levels used (when determined) and the impurities analyzed may differ for iodide and corrosive metals depending on the stream in which the column is located.

실시양태에서, 허용가능한 수준 이상의 불순물 프로파일을 갖는 최종 정제된 아세트산 샘플에 의해 결정된 소모된 컬럼의 표시는 특정 컬럼을 통한 흐름이 정지되고 및/또는 적당한 컬럼을 통해 전환될 수 있다.In an embodiment, an indication of a spent column as determined by a final purified acetic acid sample having an impurity profile above an acceptable level may result in flow through a particular column being stopped and/or diverted through an appropriate column.

실시양태에서, 컬럼을 통한 불순물의 진행은 컬럼이 소모되는 속도를 결정하는 데 사용될 수 있고, 따라서 수명 기대치를 예측하거나 그렇지 않으면 공정에서 컬럼의 사용을 제어하는 데 사용될 수 있다. 일 실시양태에서, 최종 정제된 아세트산에서 아직 컬럼의 단부에 가까운 배출된 수지를 결정하여 수지 교체 및/또는 수지 재생을 허용하도록 컬럼 주위의 유동을 정지시키거나 다르게는 전환시킬 수 있다.In an embodiment, the progress of impurities through the column can be used to determine the rate at which the column is consumed and thus can be used to predict life expectancy or otherwise control the use of the column in a process. In one embodiment, the flow around the column can be stopped or otherwise diverted to determine the discharged resin still close to the end of the column in the final purified acetic acid to allow for resin replacement and/or resin regeneration.

실시양태에서, 일단 컬럼을 통한 아세트산의 흐름이 정지되면, 수지는 재생될 수 있다. 실시양태에서, 배출된 수지의 재생은 배출된 수지의 적어도 일부를 컬럼으로부터 제거하고 컬럼의 적어도 일부를 활성 정제 수지로 재충전하는 것을 포함한다. 실시양태에서, 컬럼을 재충전하기 위해 사용되는 활성 수지의 적어도 일부는 활성 정제 수지로 재생된 이전에 배출된 수지를 포함한다. 실시양태에서, 소모된 수지의 적어도 일부는 컬럼 내에서, 동일계 재생으로도 불리는, 활성 정제 수지로 재생된다. 수지의 재생은 수지의 유형 및 제거되는 불순물에 의존한다. 재생 공정은 수지를 적합한 용매, 시약 및/또는 유사물과 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, once the flow of acetic acid through the column is stopped, the resin can be regenerated. In an embodiment, regeneration of the drained resin comprises removing at least a portion of the drained resin from the column and refilling at least a portion of the column with an active purification resin. In an embodiment, at least a portion of the active resin used to recharge the column comprises previously drained resin that has been regenerated to active purified resin. In an embodiment, at least a portion of the spent resin is regenerated within the column to active purification resin, also referred to as in situ regeneration. Regeneration of the resin depends on the type of resin and the impurities removed. The regeneration process may include contacting the resin with suitable solvents, reagents and/or the like.

컬럼의column 수지 충전 resin filling

도 5에 도시된 바와 같이, 실시양태에서, 방법 또는 공정(500)은 내부 챔버를 포함하는 본원에 개시된 실시양태 중 어느 하나 또는 조합에 따라 컬럼을 제공하는 단계(502)를 포함한다. 상기 공정은 하나 이상의 샘플 포트를 포함하는 컬럼을 상기 컬럼 입구와 상기 컬럼 출구 사이에 배치하는 단계(이때, 하나 이상의 샘플 포트는 액체 샘플 포트, 고체 샘플 포트 또는 이들 둘 다를 포함함) 및 하나 이상의 샘플 포트를 개방하는 단계를 포함한다(505). As shown in FIG. 5 , in an embodiment, a method or process 500 includes providing 502 a column according to any one or combination of embodiments disclosed herein comprising an internal chamber. The process includes disposing a column including one or more sample ports between the column inlet and the column outlet (wherein the one or more sample ports include a liquid sample port, a solid sample port, or both) and one or more sample ports. and opening the port (505).

다음으로, 상기 방법 또는 공정은 내부 챔버 부분을 채우기에 충분한 양의 정제 수지를 내부 챔버로 유도하는 단계를 포함한다(504). 실시양태에서, 컬럼을 충전하는 단계는 하나 이상의 샘플 포트를 개방하는 단계를 포함한다. 실시양태에서, 상기 샘플 포트는 수지를 세척하고, 수지로부터 증기를 제거하고, 수지의 충전 동안 불활성 가스로 내부 챔버를 퍼징하는 데 등으로 사용될 수 있다.Next, the method or process includes introducing into the inner chamber an amount of purification resin sufficient to fill a portion of the inner chamber (504). In an embodiment, filling the column comprises opening one or more sample ports. In an embodiment, the sample port may be used to flush the resin, remove vapors from the resin, purge an internal chamber with an inert gas during filling of the resin, and the like.

실시양태에서, 상기 수지는 수지를 수동으로 컬럼의 상부로 이동시키거나 슬러리를 컬럼으로 펌핑함으로써 건조 또는 습윤 형태로 컬럼에 위치시킬 수 있다. 실시양태예에서, 상기 수지는 액체 토트(tote), 탱크 트럭 또는 탱커 레일 카(tanker rail car)와 같은 용기 내의 슬러리로서 공급될 수 있고, 공압식으로 컬럼으로 이송될 수 있다. 따라서, 실시양태에서, 정제 수지를 포함하는 슬러리를 포함하는 용기의 하부 출구는 내부 챔버와 유체 연통된다. 그 후, 슬러리의 적어도 일부를 용기로부터 내부 챔버 내로 공압식으로 이송시키기에 충분한 양으로 압력이 용기의 헤드스페이스에 가해진다(506).In an embodiment, the resin may be placed in the column in dry or wet form by manually moving the resin to the top of the column or pumping a slurry into the column. In an embodiment, the resin may be supplied as a slurry in a vessel such as a liquid tote, tank truck or tanker rail car and transferred pneumatically to the column. Thus, in an embodiment, the lower outlet of the vessel containing the slurry comprising the purification resin is in fluid communication with the inner chamber. Thereafter, pressure is applied to the headspace of the vessel in an amount sufficient to pneumatically transfer at least a portion of the slurry from the vessel into the inner chamber (506).

실시양태에서, 펌핑 또는 용기를 가압함으로써 수지를 공압식으로 컬럼 내로 이송시킨 후에, 추가의 물 또는 다른 용매가 용기에 첨가될 수 있고, 이송 공정이 반복되어 본질적으로 모든 수지가 이송되도록 할 수 있다. 수지의 이송 이전 및/또는 동안, 실시양태에서, 컬럼 및/또는 용기는 질소 또는 다른 불활성 가스로 퍼징되어 산소를 제거한다(508).In an embodiment, after the resin has been pneumatically transferred into the column by pumping or pressurizing the vessel, additional water or other solvent may be added to the vessel and the transfer process repeated so that essentially all of the resin is transferred. Prior to and/or during transfer of the resin, in an embodiment, the column and/or vessel is purged with nitrogen or other inert gas to remove oxygen (508).

실시양태에서, 수지는 세척액, 전형적으로 물 또는 다른 용매를 사용하여 역세척되어(510) 미립자, 이물질 및 인공 생성물을 제거할 수 있다. 세척은 적어도 60분 동안 지속될 수 있다(518). 이러한 역세척은 적절하게 폐기물로 보내거나 다르게는 재순환될 수 있다. 세척 시간은 컬럼 내에서 수지의 균일한 분산을 보장하고 수지 내의 포켓을 방지하기 위해 상대적으로 높은 유속으로 1시간 이상 지속될 수 있다. 그 후, 세척물은 질소 등을 사용하여 컬럼의 상부에 압력을 가하고(512), 본질적으로 모든 세척물이 제거된 것을 나타내는, 가스가 컬럼 출구를 통해 불어올 때까지 압력을 유지함으로써 수지로부터 제거될 수 있다.In an embodiment, the resin may be backwashed 510 using a wash liquid, typically water or other solvent, to remove particulates, foreign matter and man-made products. Washing may last 518 for at least 60 minutes. This backwash can be sent to waste or otherwise recycled, as appropriate. The wash time can last an hour or more at a relatively high flow rate to ensure uniform dispersion of the resin within the column and to avoid pockets in the resin. The wash is then removed from the resin by applying pressure to the top of the column (512), such as with nitrogen, and holding the pressure until gas is blown through the column outlet, indicating that essentially all of the wash has been removed. It can be.

그 다음, 수지는 아세트산을 사용하여 이번에만 다시 한번 역 플러싱될 수 있다(514). 실시양태에서, 산성 역 플러싱은 상대적으로 느린 속도로 수행되며, 컬럼 기저부로의 산의 유속은 분당 0.05 층 부피 미만 또는 분당 0.04 층 부피 미만이다(516). 역 플러싱은 컬럼 내에 존재하는 모든 증기가 액체로 대체될 때까지 수행될 수 있다. 실시양태에서, 상기 증기의 적어도 일부는 하나 이상의 샘플 포트를 통해 제거된다. 실시양태에서, 내부 챔버의 일부만이 초기에 수지로 충전되어 수지를 팽윤시키며, 실시양태에서, 수지가 물에서 아세트산으로 교체될 때 40% 이상일 수 있다.The resin can then be flushed back 514 once again, only this time using acetic acid. In an embodiment, the acidic back flushing is performed at a relatively slow rate and the flow rate of acid to the column base is less than 0.05 bed volume per minute or less than 0.04 bed volume per minute (516). A reverse flush may be performed until all vapor present in the column has been replaced by liquid. In an embodiment, at least a portion of the vapor is removed through one or more sample ports. In an embodiment, only a portion of the inner chamber is initially filled with resin to swell the resin, and in an embodiment, it may be 40% or more when the resin is replaced from water to acetic acid.

일단 수지가 역 세척되면, 상기 컬럼은, 제 1 불순물 농도보다 낮은 출구 단부에서의 제 2 불순물 농도를 갖는 정제된 아세트산 스트림을 생성하기에 충분한 정제 온도 및 유속으로 입구 단부로부터 출구 단부로 제 1 불순물 농도를 갖는 아세트산의 흐름을 유도함으로써 사용될 수 있다(520).Once the resin is backwashed, the column removes the first impurity from the inlet end to the outlet end at a purification temperature and flow rate sufficient to produce a purified acetic acid stream having a second impurity concentration at the outlet end lower than the first impurity concentration. It can be used by inducing a flow of acetic acid having a concentration (520).

상기 제시된 도면 및 명세서로부터 명백한 바와 같이, 다양한 실시양태가 고려된다:As is apparent from the figures and specification presented above, various embodiments are contemplated:

E1. a) 컬럼 입구와 컬럼 출구 사이에 위치된 활성 정제 수지를 포함하는 내부 챔버를 포함하는 처리 장치 컬럼을 제공하는 단계(이때, 상기 컬럼은 상기 컬럼 입구와 상기 컬럼 출구 사이에 배치된 하나 이상의 샘플 포트를 추가로 포함하고, 하나 이상의 샘플 포트는 액체 샘플 포트, 고체 샘플 포트 또는 이들 둘 다를 포함함); 및 b) 제 1 농도의 불순물을 갖는 아세트산 스트림을, 존재하는 경우, 상기 제 1 농도보다 낮은 제 2 농도의 불순물을 갖는 컬럼 출구에서 정제된 아세트산 스트림을 생성하기에 충분한 온도 및 유속으로 상기 컬럼을 통해 유동시키는 단계를 포함하는 방법.E1. a) providing a processing device column comprising an inner chamber containing an active purification resin positioned between a column inlet and a column outlet, wherein the column has at least one sample port disposed between the column inlet and the column outlet. further comprising, wherein the one or more sample ports include a liquid sample port, a solid sample port, or both; and b) passing through the column at a temperature and flow rate sufficient to produce an acetic acid stream having a first concentration of the impurity and, if any, a purified acetic acid stream having a second concentration of the impurity less than the first concentration. A method comprising flowing through.

E2. 실시양태 E1에 있어서, 하나 이상의 샘플 포트를 개방하는 단계를 추가로 포함하는 방법.E2. The method of embodiment E1, further comprising opening one or more sample ports.

E3. 실시양태 E1 또는 E2에서, 상기 불순물은 요오드, 크롬, 니켈, 철 또는 이들의 조합을 포함하는, 방법. E3. The method of embodiment E1 or E2, wherein the impurity comprises iodine, chromium, nickel, iron, or a combination thereof.

E4. 실시양태 E1 내지 E3 중 어느 하나에 있어서, 상기 정제 수지는 은 또는 수은 형태로 적어도 약 1% 활성 부위를 갖는 거대 망상 강산 이온 교환 수지를 포함하는, 방법.E4. The method of any one of embodiments E1 to E3, wherein the purification resin comprises a macroreticular strong acid ion exchange resin having at least about 1% active sites in the form of silver or mercury.

E5. 실시양태 E1 내지 E4 중 어느 하나에 있어서, 온도는 약 50℃ 이상인, 방법.E5. The method of any one of embodiments E1 to E4, wherein the temperature is at least about 50 °C.

E6. 실시양태 E1 내지 E5 중 어느 하나에 있어서, 하나 이상의 고체 샘플 포트를 통과하는 상기 정제 수지의 샘플, 하나 이상의 액체 샘플 포트를 통과하는 상기 컬럼 내에 존재하는 상기 아세트산 스트림의 액체 샘플 또는 이들의 조합을 수득하는 단계, 및 하나 이상의 샘플에서의 불순물의 농도를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.E6. The method of any one of embodiments E1 to E5, wherein obtaining a sample of the purification resin passing through one or more solid sample ports, a liquid sample of the acetic acid stream present in the column passing through one or more liquid sample ports, or a combination thereof and determining the concentration of the impurity in the one or more samples.

E7. 실시양태 E6에 있어서, 상기 불순물의 농도가 가스 크로마토그래피, 고압 액체 크로마토그래피, 원자 흡수, 유도 결합 플라즈마 분광법, 질량 분광법, x-선 형광 분광법 또는 이들의 조합을 사용하여 결정되는, 방법. E7. The method of embodiment E6, wherein the concentration of the impurity is determined using gas chromatography, high pressure liquid chromatography, atomic absorption, inductively coupled plasma spectroscopy, mass spectroscopy, x-ray fluorescence spectroscopy, or a combination thereof.

E8. 실시양태 E6 또는 E7에 있어서, 하나 이상의 샘플의 불순물 농도를 미리 결정된 불순물 농도 값과 비교하는 단계, 및 상기 샘플의 불순물 농도가 상기 샘플이 얻어진 샘플 포트의 위치에 상응하는 상기 컬럼 내의 지점에서 상기 정제 수지의 소모를 나타내는지 여부를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.E8. The method of embodiment E6 or E7, further comprising comparing the impurity concentration of at least one sample to a predetermined impurity concentration value, and the purification at a point within the column at which the impurity concentration of the sample corresponds to a location of a sample port from which the sample was obtained. The method further comprising the step of determining whether it indicates consumption of resin.

E9. 실시양태 E1 내지 E8 중 어느 하나에 있어서, 상기 컬럼을 통해 아세트산의 흐름을 정지시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.E9. The method of any one of embodiments E1 to E8, further comprising stopping the flow of acetic acid through the column.

E10. 실시양태 E1 내지 E9 중 어느 하나에 있어서, 아세트산의 흐름이 상기 컬럼에 존재하는 본질적으로 모든 활성 정제 수지가 소모되기 전에 정지되는, 방법. E10. The method of any one of embodiments E1 to E9, wherein the flow of acetic acid is stopped before essentially all of the active purification resin present in the column is consumed.

E11. 실시양태 E1 내지 E10 중 어느 하나에 있어서, 제 2 컬럼 입구와 제 2 컬럼 출구 사이에 위치된 활성 정제 수지를 포함하는 내부 챔버를 포함하는 제 2 컬럼을 제공하는 단계, 및 제 1 농도의 불순물을 갖는 아세트산 스트림을, 존재하는 경우, 상기 제 1 농도보다 낮은 제 2 농도의 불순물을 갖는 상기 제 2 컬럼 출구에서 상기 정제된 아세트산 스트림을 생성하기에 충분한 온도 및 유속으로 상기 제 2 컬럼을 통해 유동시키는 단계를 추가로 포함하는 방법. E11. The method of any one of embodiments E1 to E10, further comprising providing a second column comprising an inner chamber comprising an active purification resin positioned between a second column inlet and a second column outlet, and a first concentration of impurities. flowing an acetic acid stream having an acetic acid stream through the second column at a temperature and flow rate sufficient to produce the purified acetic acid stream at the second column outlet having a second concentration of impurities, if any, lower than the first concentration. How to include additional steps.

E12. 실시양태 E1 내지 E11 중 어느 하나에 있어서, 상기 소모된 수지의 적어도 일부를 재생시키고, 상기 컬럼을 통해 상기 아세트산 스트림의 흐름을 재개하여 상기 정제된 아세트산 스트림을 생성시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.E12. The method of any one of embodiments E1 to E11, further comprising regenerating at least a portion of said spent resin and resuming flow of said acetic acid stream through said column to produce said purified acetic acid stream.

E13. 실시양태 E12에 있어서, 상기 소모된 수지의 재생이, 상기 소모된 수지의 적어도 일부를 상기 컬럼으로부터 제거하고, 상기 컬럼의 적어도 일부를 활성 정제 수지로 재충전하는 것을 포함하는, 방법.E13. The method of embodiment E12, wherein regeneration of the spent resin comprises removing at least a portion of the spent resin from the column and refilling at least a portion of the column with an active purification resin.

E14. 실시양태 E12 또는 E13에 있어서, 상기 컬럼을 재충전하기 위해 사용되는 활성 수지의 적어도 일부가, 활성 정제 수지로 재생된 이전에 소모된 수지를 포함하는, 방법.E14. The method of embodiment E12 or E13, wherein at least a portion of the active resin used to recharge the column comprises previously spent resin that has been regenerated to active purification resin.

E15. 실시양태 E12 내지 E14 중 어느 하나에 있어서, 상기 소모된 수지의 적어도 일부가 상기 컬럼 내에서 상기 활성 정제 수지로 재생되는, 방법.E15. The method of any one of embodiments E12 to E14, wherein at least a portion of the spent resin is recycled to the active purification resin in the column.

E16. a) 중심축 주위로 반경 방향으로 배치된 복수의 측부에 의해 구획된 내부 챔버를 포함하고 상기 내부 챔버를 통해 출구 단부와 유체 연통되고 종방향으로 분리된 입구 단부를 갖는 처리 장치 컬럼을 제공하는 단계;E16. a) providing a processing device column comprising an inner chamber bounded by a plurality of sides radially disposed about a central axis and having a longitudinally separated inlet end in fluid communication with an outlet end through the inner chamber; ;

b) 상기 내부 챔버 부분을 충전시키기에 충분한 양의 정제 수지를 상기 내부 챔버로 유도하는 단계;b) introducing a sufficient amount of purification resin into the inner chamber to fill the inner chamber portion;

c) 상기 정제 수지로부터 미립자를 세척 및/또는 제거하기에 충분한 유속 및 시간 동안 수성 세척액을 상기 출구 단부로부터 상기 내부 챔버를 통해 상기 입구 단부로 유동시키는 단계; 및c) flowing an aqueous wash solution from the outlet end through the interior chamber to the inlet end at a flow rate and for a time sufficient to wash and/or remove particulates from the purification resin; and

d) 제 1 농도의 불순물을 갖는 아세트산 스트림을, 존재하는 경우, 상기 제 1 농도보다 낮은 제 2 농도의 불순물을 갖는 컬럼 출구에서 정제된 아세트산 스트림을 생성하기에 충분한 온도 및 유속으로 상기 컬럼을 통해 유동시키는 단계를 포함하는 방법.d) passing an acetic acid stream having a first concentration of the impurity through the column at a temperature and flow rate sufficient to produce a purified acetic acid stream at the column outlet having a second concentration of the impurity, if present, which is less than the first concentration. A method comprising the step of fluidizing.

E17. 실시양태 E16에 있어서, 상기 컬럼은 상기 컬럼 입구와 상기 컬럼 출구 사이에 배치된 하나 이상의 샘플 포트를 포함하고, 이때, 상기 하나 이상의 샘플 포트는 액체 샘플 포트, 고체 샘플 포트 또는 이들 둘 다를 포함하며, 상기 방법은 하나 이상의 샘플 포트를 개방하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.E17. The method of embodiment E16, wherein the column comprises at least one sample port disposed between the column inlet and the column outlet, wherein the at least one sample port comprises a liquid sample port, a solid sample port, or both, wherein the method further comprises opening one or more sample ports.

E18. 실시양태 E16 또는 E17에 있어서, 상기 수성 세척액을 60분 이상 동안 유동시키는, 방법.E18. The method of embodiment E16 or E17, wherein the aqueous wash liquor is allowed to flow for at least 60 minutes.

E19. 실시양태 E16 내지 E18 중 어느 하나에 있어서, 단계 (c) 후에 상기 출구 단부를 통해 불활성 가스의 유동을 얻기에 충분한 양 및 압력으로 상기 불활성 가스의 양을 상기 컬럼 입구로 유도하는 단계를 추가로 포함하는 방법.E19. The method of any one of embodiments E16 to E18, further comprising, after step (c), directing an amount of inert gas into the column inlet in an amount and at a pressure sufficient to obtain a flow of inert gas through the outlet end. How to.

E20. 실시양태 E16 내지 E19 중 어느 하나에 있어서, 아세트산의 역류 흐름을 상기 내부 챔버로부터 본질적으로 모든 증기를 제거하기에 충분한 유속 및 시간 동안 상기 출구 단부 유도하는 단계를 추가로 포함하는 방법. E20. The method of any one of embodiments E16 to E19, further comprising directing a countercurrent flow of acetic acid to the outlet end at a flow rate and for a time sufficient to remove essentially all vapor from the inner chamber.

E21. 실시양태 E20에 있어서, 아세트산의 역 플러시 흐름의 유속이 약 0.05 층(bed) 부피/분 이하이고, 시간이 약 30분 이하인, 방법.E21. The method of embodiment E20, wherein the reverse flush flow of acetic acid has a flow rate of about 0.05 bed volume/minute or less and a time of about 30 minutes or less.

E22. 실시양태 E16 내지 E21 중 어느 하나에 있어서, 상기 정제 수지를 상기 내부 챔버로 유도하는 단계가, 상기 정제 수지를 포함하는 슬러리를 포함하는 용기의 내부 챔버와 하부 출구 사이에 유체 연통을 제공하고; 상기 용기로부터 상기 내부 챔버로 상기 슬러리의 적어도 일부를 공압식으로 이송시키기에 충분한 양으로 상기 용기의 헤드스페이스(headspace)에 압력을 가하는 것을 포함하는, 방법.E22. The method of any one of embodiments E16 to E21, wherein directing the purification resin into the inner chamber comprises providing fluid communication between a lower outlet and an inner chamber of a vessel containing a slurry comprising the purification resin; and applying pressure to the headspace of the vessel in an amount sufficient to pneumatically transfer at least a portion of the slurry from the vessel to the inner chamber.

E23. 실시양태 E16 내지 E22 중 어느 하나에 있어서, 상기 정제 수지를 상기 내부 챔버로 유도하는 단계 이전에 상기 내부 챔버 및/또는 상기 헤드스페이스가 1 중량% 미만으로 포함되도록 불활성 가스의 양으로 상기 내부 챔버, 상기 용기의 헤드스페이스 또는 이들 둘 다를 퍼징하는 단계를 추가로 포함하는 방법.E23. The method according to any one of embodiments E16 to E22, wherein an amount of an inert gas such that the inner chamber and/or the headspace are contained less than 1% by weight prior to introducing the purified resin into the inner chamber; purging the vessel's headspace or both.

E24. 실시양태 E16 내지 E23 중 어느 하나에 있어서, 상기 불순물이 요오드, 크롬, 니켈, 철 또는 이들의 조합을 포함하거나; 상기 정제 수지가 은 또는 수은 형태로 적어도 약 1% 활성 부위를 갖는 거대 망상의 강산 이온 교환 수지를 포함하며; 온도가 약 50℃ 이상, 또는 이들의 조합인, 방법.E24. The method of any one of embodiments E16 to E23, wherein the impurity comprises iodine, chromium, nickel, iron, or combinations thereof; wherein the purification resin comprises a macroreticular strong acid ion exchange resin having at least about 1% active sites in the form of silver or mercury; wherein the temperature is at least about 50° C., or a combination thereof.

E25. 실시양태 E16 내지 E23 중 어느 하나에 있어서, 상기 불순물이 요오드, 크롬, 니켈, 철 또는 이들의 조합을 포함하거나; 상기 정제 수지가 은 또는 수은 형태로 적어도 약 1% 활성 부위를 갖는 거대 망상의 강산 이온 교환 수지를 포함하며; 온도가 약 50℃ 이상, 또는 이들의 조합인, 방법. E25. The method of any one of embodiments E16 to E23, wherein the impurity comprises iodine, chromium, nickel, iron, or combinations thereof; wherein the purification resin comprises a macroreticular strong acid ion exchange resin having at least about 1% active sites in the form of silver or mercury; wherein the temperature is at least about 50° C., or a combination thereof.

E26. 실시양태 E1 내지 E15 중 어느 하나에 있어서, 컬럼 입구와 컬럼 출구 사이에 위치된 활성 정제 수지를 포함하는 내부 챔버를 포함하는 상기 컬럼을 제공하는 단계가 실시양태 E16 내지 E25 중 어느 한 항에 따른 것인, 방법.E26. Any one of embodiments E1 to E15, wherein the step of providing the column comprising an inner chamber comprising an active purification resin positioned between the column inlet and the column outlet is according to any one of embodiments E16 to E25. in, how.

E27. 방법으로서, 0.1 내지 14 중량% 미만의 물, 로듐 촉매, 요오드화 메틸 및 요오드화 리튬의 존재하에 메탄올, 다이메틸 에터 및 메틸 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 카보닐화하여 아세트산을 포함하는 반응 매질을 반응기에 형성하는 단계;E27. A method comprising: carbonylating at least one compound selected from the group consisting of methanol, dimethyl ether and methyl acetate in the presence of 0.1 to less than 14 weight percent of water, a rhodium catalyst, methyl iodide and lithium iodide to form a reaction medium comprising acetic acid; forming in a reactor;

상기 반응 매질을 액체 재순환 스트림 및 증기 생성물 스트림으로 분리하는 단계;separating the reaction medium into a liquid recycle stream and a vapor product stream;

상기 증기 생성물 스트림을 1차 정제 트레인에서 2개 이하의 증류 컬럼에서 분리하여 리튬 양이온을 포함하는 아세트산을 포함하는 조질 산 생성물을 생성하는 단계;separating the vapor product stream in no more than two distillation columns in a first purification train to produce a crude acid product comprising acetic acid comprising lithium cations;

상기 조질 아세트산 생성물을 제 1 처리 장치 내에서 산 형태의 양이온 교환체와 접촉시켜 중간체 산 생성물을 생성하는 단계; 및contacting the crude acetic acid product with a cation exchanger in acid form in a first treatment unit to produce an intermediate acid product; and

상기 중간체 아세트산 생성물을 제 2 처리 장치 내에서 산 양이온 교환 부위를 갖는 금속-교환된 이온 교환 수지와 접촉시켜 정제된 아세트산을 생성하는 단계를 포함하고, 이때, 제 1 처리 장치, 제 2 처리 장치 또는 이들 둘 다는 실시양태 E1 내지 E15 중 어느 한 항에 따른 것인, 방법.contacting the intermediate acetic acid product with a metal-exchanged ion exchange resin having an acid cation exchange site in a second processing unit to produce purified acetic acid, wherein the first processing unit, the second processing unit or A method, both of which are according to any one of embodiments E1 to E15.

E28. 방법으로서, 0.1 내지 14 중량% 미만의 물, 로듐 촉매, 요오드화 메틸 및 요오드화 리튬의 존재하에 메탄올, 다이메틸 에터 및 메틸 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 카보닐화하여 아세트산을 포함하는 반응 매질을 반응기에 형성하는 단계; 상기 반응 매질을 액체 재순환 스트림 및 증기 생성물 스트림으로 분리하는 단계;E28. A method comprising: carbonylating at least one compound selected from the group consisting of methanol, dimethyl ether and methyl acetate in the presence of 0.1 to less than 14 weight percent of water, a rhodium catalyst, methyl iodide and lithium iodide to form a reaction medium comprising acetic acid; forming in a reactor; separating the reaction medium into a liquid recycle stream and a vapor product stream;

상기 증기 생성물 스트림을 1차 정제 트레인에서 2개 이하의 증류 컬럼에서 분리하여 리튬 양이온을 포함하는 아세트산을 포함하는 조질 산 생성물을 생성하는 단계;separating the vapor product stream in no more than two distillation columns in a first purification train to produce a crude acid product comprising acetic acid comprising lithium cations;

상기 조질 아세트산 생성물을 제 1 처리 장치 내에서 산 형태의 양이온 교환체를 포함하는 제 1 정제 수지와 접촉시켜 중간체 산 생성물을 생성하는 단계; contacting the crude acetic acid product with a first purification resin comprising a cation exchanger in acid form in a first treatment device to produce an intermediate acid product;

상기 중간체 아세트산 생성물을 제 2 처리 장치 내에서 산 양이온 교환 부위를 갖는 금속-교환된 이온 교환 수지를 포함하는 제 2 정제 수지와 접촉시켜 정제된 아세트산 스트림을 생성시키는 단계(이때, 제 1 처리 장치, 제 2 처리 장치 또는 이들 둘 다는 개별적으로 상기 처리 장치의 측부를 통해 배치된 하나 이상의 샘플링 포트를 포함함);contacting the intermediate acetic acid product with a second purification resin comprising a metal-exchanged ion exchange resin having acid cation exchange sites in a second processing unit to produce a purified acetic acid stream, wherein the first processing unit; a second processing device or both individually comprising one or more sampling ports disposed through a side of the processing device;

상기 제 1 정제 수지, 상기 제 2 정제 수지, 상기 처리 장치 내에 존재하는 아세트산 스트림의 액체 샘플, 또는 이들의 조합물을 상응하는 샘플 포트를 통해 수득하는 단계; 및obtaining a liquid sample of the first purifying resin, the second purifying resin, an acetic acid stream present in the processing unit, or a combination thereof through a corresponding sample port; and

하나 이상의 샘플에서 불순물의 농도를 결정하는 단계를 포함하는 방법.A method comprising determining the concentration of an impurity in one or more samples.

E29. 실시양태 E27 또는 E28에 있어서, 하나 이상의 샘플의 불순물 농도를 미리 결정된 불순물 농도 값과 비교하는 단계, 및 상기 샘플의 불순물 농도가 상기 샘플이 얻어지는 샘플 포트의 위치에 상응하는 상기 처리 장치 내의 지점에서 상기 정제 수지의 소모를 나타내는지 여부를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 방법. E29. The method according to embodiment E27 or E28, further comprising comparing the impurity concentration of one or more samples to a predetermined impurity concentration value, and at a point within the processing device at which the impurity concentration of the sample corresponds to a location of a sample port from which the sample is obtained. The method further comprising the step of determining whether it indicates consumption of purification resin.

E30. 실시양태 E27 내지 E29 중 어느 하나에 있어서, 상기 처리 장치에 존재하는 활성 정제 수지의 본질적으로 전부가 소모되기 전에 상기 처리 장치를 통과하는 아세트산의 흐름을 정지시키는 단계, 상기 소모된 수지의 적어도 일부를 실시양태 E16 내지 E26 중 어느 한 항에 따라 소모된 수지의 적어도 일부를 재생하는 단계, 및 상기 처리 장치를 통과하는 상기 아세트산 스트림의 흐름을 재개하여 상기 정제된 아세트산 스트림을 생성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.E30. The method of any one of embodiments E27 to E29, comprising stopping the flow of acetic acid through the processing device before essentially all of the active purification resin present in the processing device is consumed, removing at least a portion of the spent resin. further comprising regenerating at least a portion of the spent resin according to any one of embodiments E16 to E26, and resuming flow of the acetic acid stream through the treatment device to produce the purified acetic acid stream. How to.

E31. 실시양태에서 E27 내지 E30 중 어느 하나에 있어서, 상기 금속-교환된 이온 교환 수지가 은이 혼입된 적어도 1%의 강산 교환 부위를 포함하는, 방법.E31. The method of any one of embodiments E27 to E30, wherein the metal-exchanged ion exchange resin comprises at least 1% strong acid exchange sites incorporating silver.

E32. 실시양태 E27 내지 E31 중 어느 하나에 있어서, 상기 조질 산 생성물이 10 ppm 이하의 리튬을 포함하는, 방법.E32. The method of any one of embodiments E27 to E31, wherein the crude acid product comprises 10 ppm or less lithium.

E33. 실시양태 E27 내지 E32 중 어느 하나에 있어서, 상기 증기 생성물 스트림을 분리하는 단계가, 상기 증기 생성물 스트림을 제 1 증류 컬럼에서 증류시키고 사이드드로우(sidedraw)를 취하여 증류된 아세트산 생성물을 수득하고; 상기 증류된 아세트산 생성물을 제 2 증류 컬럼에서 증류시켜 아세트산 및 리튬 양이온을 포함하는 조질 산 생성물을 생성하는 것을 포함하는, 방법.E33. The method of any one of embodiments E27 to E32, wherein separating the vapor product stream comprises distilling the vapor product stream in a first distillation column and taking a sideraw to obtain a distilled acetic acid product; distilling the distilled acetic acid product in a second distillation column to produce a crude acid product comprising acetic acid and lithium cations.

E34. 실시양태 E27 내지 E33 중 어느 하나에 있어서, 제 2 증류 컬럼에서 증류된 아세트산 생성물을 증류시키기 전에 상기 증류된 아세트산 생성물에 아세트산 칼륨, 탄산 칼륨 및 수산화 칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 칼륨 염을 첨가하는 단계를 추가로 포함하고; 이때, 상기 칼륨의 적어도 일부가 산 형태의 양이온 교환체에 의해 제거되는, 방법.E34. The method according to any one of embodiments E27 to E33, further comprising adding a potassium salt selected from the group consisting of potassium acetate, potassium carbonate and potassium hydroxide to the distilled acetic acid product prior to distilling it in the second distillation column. further comprising; wherein at least a portion of the potassium is removed by the cation exchanger in acid form.

E35. 실시양태 E27 내지 E34 중 어느 하나에 있어서, 상기 조질 아세트산 생성물을 50℃ 내지 120℃의 온도에서 상기 양이온 교환체와 접촉시키는, 방법.E35. The method of any one of embodiments E27 to E34, wherein the crude acetic acid product is contacted with the cation exchanger at a temperature of 50 °C to 120 °C.

E36. 실시양태 E27 내지 E35 중 어느 하나에 있어서, 상기 중간체 아세트산 생성물을 50℃ 내지 85℃의 온도에서 금속-교환된 이온 교환 수지와 접촉시키거나; 또는 이들의 조합을 포함하는, 방법. E36. The method according to any one of embodiments E27 to E35, wherein the intermediate acetic acid product is contacted with a metal-exchanged ion exchange resin at a temperature of 50° C. to 85° C.; or a combination thereof.

E37. 실시양태 E27 내지 E36 중 어느 하나에 있어서, 상기 중간체 아세트산 생성물이 50 ppb 미만의 리튬 이온 농도를 갖는, 방법.E37. The method of any one of embodiments E27 to E36, wherein the intermediate acetic acid product has a lithium ion concentration of less than 50 ppb.

E38. 실시양태 E27 내지 E37 중 어느 하나에 있어서, 상기 산 형태의 양이온 교환체가 산 형태의 강산 양이온 교환 거대 망상, 거대 다공성 또는 메조 다공성 수지를 포함하는, 방법.E38. The method of any one of embodiments E27 to E37, wherein the cation exchanger in acid form comprises a strong acid cation exchange macroreticular, macroporous or mesoporous resin in acid form.

E39. 실시양태 E27 내지 E38 중 어느 하나에 있어서, 상기 정제된 아세트산 생성물을 양이온 교환 수지로 처리하여 임의의 은, 수은, 팔라듐 또는 로듐을 회수하는 단계를 추가로 포함하는 방법.E39. The method of any one of embodiments E27 to E38, further comprising treating the purified acetic acid product with a cation exchange resin to recover any silver, mercury, palladium or rhodium.

E40. 실시양태 E27 내지 E39 중 어느 하나에 있어서, 상기 반응 매질 중의 물 농도가, 존재하는 반응 매질의 총량을 기준으로 0.1 내지 5 중량%로 제어되는, 방법.E40. The process of any one of embodiments E27 to E39, wherein the water concentration in the reaction medium is controlled from 0.1 to 5 weight percent based on the total amount of reaction medium present.

E41. 실시양태 E27 내지 E40 중 어느 하나에 있어서, 리튬 아세테이트, 리튬 카복실레이트, 리튬 카보네이트, 리튬 하이드록사이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 리튬 화합물을 상기 반응기에 도입하여 상기 반응 매질 중의 리튬 아세테이트의 농도를 0.3 내지 0.7 중량으로 유지하는 단계를 추가로 포함하는 방법.E41. The process according to any one of embodiments E27 to E40, wherein a lithium compound selected from the group consisting of lithium acetate, lithium carboxylate, lithium carbonate, lithium hydroxide, and mixtures thereof is introduced into the reactor to reduce the amount of lithium acetate in the reaction medium. The method further comprising maintaining the concentration between 0.3 and 0.7 by weight.

E42. 실시양태 E41에 있어서, 상기 반응 매질 중의 요오드화 수소 농도를 0.1 내지 1.3 중량%로 유지하는 단계; 상기 반응 매질 중의 로듐 촉매 농도를 300 내지 3000 wppm로 유지하는 단계; 상기 반응 매질 중의 물 농도를 0.1 내지 4.1 중량%로 유지하는 단계; 상기 반응 매질 중의 메틸 아세테이트 농도를 0.6 내지 4.1 중량%로 유지하는 단계; 또는 이들의 조합을 추가로 포함하는 방법.E42. The method of embodiment E41 further comprising: maintaining a hydrogen iodide concentration in the reaction medium between 0.1 and 1.3 weight percent; maintaining a rhodium catalyst concentration in the reaction medium between 300 and 3000 wppm; maintaining a water concentration in the reaction medium between 0.1 and 4.1 weight percent; maintaining a methyl acetate concentration in the reaction medium between 0.6 and 4.1 weight percent; or a combination thereof.

E43. 실시양태 E27 내지 E42 중 어느 하나에 있어서, 상기 아세트산 생성물로부터 부틸 아세테이트를 직접적으로 제거함이 없이 아세트산 생성물 중의 부틸 아세테이트 농도를 10 wppm 이하로 제어하는 단계를 추가로 포함하는 방법.E43. The method of any one of embodiments E27 to E42, further comprising controlling the butyl acetate concentration in the acetic acid product to 10 wppm or less without directly removing the butyl acetate from the acetic acid product.

E44. 실시양태 E43에 있어서, 상기 부틸 아세테이트 농도가, 반응 매질 중의 아세트알데하이드 농도를 1500 ppm 이하로 유지하는 것에 의해 제어되는, 방법. E44. The method of embodiment E43, wherein the butyl acetate concentration is controlled by maintaining the acetaldehyde concentration in the reaction medium below 1500 ppm.

E45. 실시양태 E43 또는 E44에 있어서, 상기 부틸 아세테이트 농도가 상기 반응기 내의 온도를 150 내지 250℃로 제어함으로써 제어되는, 방법.E45. The method of embodiment E43 or E44, wherein the butyl acetate concentration is controlled by controlling the temperature in the reactor to between 150 and 250 °C.

E46. 실시양태 E43 내지 E45 중 어느 하나에 있어서, 상기 부틸 아세테이트 농도가 상기 반응기 내의 수소 분압을 0.3 내지 2 atm으로 제어함으로써 제어되는, 방법.E46. The process of any one of embodiments E43 to E45, wherein the butyl acetate concentration is controlled by controlling the hydrogen partial pressure in the reactor to between 0.3 and 2 atm.

E47. 실시양태 E43 내지 E45 중 어느 하나에 있어서, 상기 부틸 아세테이트 농도가 반응 매질 중의 로듐 촉매 농도를 100 내지 3000 wppm으로 제어함으로써 제어되는, 방법.E47. The process of any one of embodiments E43 to E45, wherein the butyl acetate concentration is controlled by controlling the rhodium catalyst concentration in the reaction medium from 100 to 3000 wppm.

E48. 실시양태 E27 내지 E47 중 어느 하나에 있어서, 상기 반응 매질 중의 에틸 요오다이드 농도를 750 wppm 이하로 제어하는 단계를 추가로 포함하는 방법.E48. The method of any one of embodiments E27 to E47, further comprising controlling the ethyl iodide concentration in the reaction medium to 750 wppm or less.

E49. 실시양태 E48에 있어서, 상기 생성물 아세트산 중의 프로피온산 농도가, 상기 생성물 아세트산으로부터 프로피온산을 직접적으로 제거함이 없이 250 wppm 미만인, 방법.E49. The method of embodiment E48, wherein the propionic acid concentration in the product acetic acid is less than 250 wppm without direct removal of propionic acid from the product acetic acid.

E50. 실시양태 E48 또는 E49에 있어서, 상기 반응 매질 중의 요오드화 에틸 및 아세트산 생성물 중의 프로피온산이 3:1 내지 1:2의 중량비로 존재하는, 방법.E50. The process of embodiment E48 or E49, wherein the ethyl iodide in the reaction medium and propionic acid in the acetic acid product are present in a weight ratio of 3:1 to 1:2.

E51. 실시양태 E48 내지 E50 중 어느 하나에 있어서, 아세트알데하이드 및 요오드화 에틸이 2:1 내지 20:1의 중량비로 상기 반응 매질에 존재하는, 방법. E51. The process of any one of embodiments E48 to E50, wherein acetaldehyde and ethyl iodide are present in the reaction medium in a weight ratio of 2:1 to 20:1.

E52. 실시양태 E48 내지 E51 중 어느 하나에 있어서, 상기 반응기로 공급되는 메탄올 공급물 중의 에탄올 농도가 150 wppm 미만이거나 또는 이들의 조합인, 방법.E52. The process of any one of embodiments E48 to E51, wherein the ethanol concentration in the methanol feed to the reactor is less than 150 wppm or a combination thereof.

E53. 실시양태 E48 내지 E52 중 어느 하나에 있어서, 상기 반응 매질 중 에틸 요오다이드 농도가, 상기 카보닐화 반응기 내의 수소 분압, 상기 반응 매질 중 메틸 아세테이트 농도 및 상기 반응 매질 중 요오드화 메틸 농도 중 하나 이상을 조정하는 것에 의해 제어되는, 방법.E53. The method of any one of embodiments E48 to E52, wherein the ethyl iodide concentration in the reaction medium modulates one or more of the hydrogen partial pressure in the carbonylation reactor, the methyl acetate concentration in the reaction medium, and the methyl iodide concentration in the reaction medium. Controlled by doing, how.

실시양태들이 도면 및 상기 설명에서 도시되고 기술되었지만, 이들은 예시적인 것일 뿐 성질상 제한적이지 않은 것으로 간주되어야 하고, 단지 일부 실시양태들만이 도시되고 기술된 것이며 실시양태의 취지 내에서의 모든 변경 및 변형이 보호되는 것이 바람직하다는 것을 이해해야 한다. 상기 상세한 설명에서 이상적으로, 바람직하게는, 바람직하게, 바람직한, 더욱 바람직하게는 또는 예시적으로라는 용어의 사용은 이렇게 기술된 특징이 보다 바람직하거나 특징적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고, 필수적이지 않을 수도 있고, 이들이 결여된 실시양태가 본 발명의 범주 내에서 고려될 수도 있음을 이해해야 하며, 본 발명의 범주는 하기 특허청구범위에 의해 정의된다. 청구범위를 읽을 때, "하나", "하나 이상" 또는 "적어도 일 부분"과 같은 용어가 사용되는 경우, 청구범위에서 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 하나의 항목으로만 청구항을 제한하려는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다. "적어도 일부" 및/또는 "일부"라는 용어가 사용되는 경우, 이러한 항목은, 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 일부 및/또는 전체 항목을 포함할 수 있다.Although embodiments have been shown and described in the drawings and foregoing description, they are to be regarded as illustrative and not limiting in nature, with only some embodiments shown and described and all changes and modifications within the spirit of the embodiments. It should be understood that it is desirable to have this protected. The use of the terms ideally, preferably, preferably, preferred, more preferably or exemplary in the foregoing detailed description may indicate that a feature so described may be more desirable or characteristic, but, nevertheless, may not be essential. It should be understood that there are, and embodiments lacking these may be considered within the scope of this invention, which is defined by the following claims. When reading the claims, where terms such as "a", "one or more" or "at least a portion" are used, this is not intended to limit the claims to just one item unless the claim specifically dictates otherwise. have to understand Where the terms “at least some” and/or “some” are used, such items may include some and/or all items, unless specifically stated otherwise.

Claims (20)

0.1 내지 14 중량%의 물, 로듐 촉매, 요오드화 메틸 및 요오드화 리튬의 존재하에, 메탄올, 다이메틸 에터 및 메틸 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 카보닐화하여, 아세트산을 포함하는 반응 매질을 반응기에 형성하는 단계;
상기 반응 매질을 액체 재순환 스트림 및 증기 생성물 스트림으로 분리하는 단계;
상기 증기 생성물 스트림을 1차 정제 트레인(train)에서 2개 이하의 증류 컬럼에서 분리하여, 리튬 양이온을 포함하는 아세트산을 포함하는 조질(crude) 아세트산 생성물을 생성하는 단계;
상기 조질 아세트산 생성물을 제 1 처리 장치 내에서 산 형태의 양이온 교환체를 포함하는 제 1 정제 수지와 접촉시켜 중간체 아세트산 생성물을 생성하는 단계;
상기 중간체 아세트산 생성물을 제 2 처리 장치 내에서 산 양이온 교환 부위를 갖는 금속-교환된 이온 교환 수지를 포함하는 제 2 정제 수지와 접촉시켜 정제된 아세트산 생성물 스트림을 생성하는 단계(이때, 상기 제 1 처리 장치, 상기 제 2 처리 장치 또는 둘 다는 개별적으로 상기 처리 장치의 측부를 통해 배치되는 하나 이상의 샘플링 포트를 포함함);
제 1 정제 수지, 제 2 정제 수지, 상기 처리 장치 내에 존재하는 아세트산 스트림의 액체 샘플, 또는 이들의 조합물을 상응하는 샘플 포트를 통해 수득하는 단계; 및
하나 이상의 샘플에서 불순물의 농도를 결정하는 단계
를 포함하는 방법.
A reaction medium comprising acetic acid is introduced into a reactor by carbonylating at least one compound selected from the group consisting of methanol, dimethyl ether and methyl acetate in the presence of 0.1 to 14 weight percent of water, a rhodium catalyst, methyl iodide and lithium iodide. forming;
separating the reaction medium into a liquid recycle stream and a vapor product stream;
separating the vapor product stream in no more than two distillation columns in a primary purification train to produce a crude acetic acid product comprising acetic acid comprising lithium cations;
producing an intermediate acetic acid product by contacting the crude acetic acid product with a first purification resin containing a cation exchanger in acid form in a first treatment device;
contacting the intermediate acetic acid product with a second purification resin comprising a metal-exchanged ion exchange resin having acid cation exchange sites in a second processing unit to produce a purified acetic acid product stream, wherein the first treatment the device, the second processing device, or both individually comprising one or more sampling ports disposed through a side of the processing device;
obtaining a liquid sample of the first purifying resin, the second purifying resin, the acetic acid stream present in the processing device, or a combination thereof through a corresponding sample port; and
determining the concentration of an impurity in one or more samples;
How to include.
제 1 항에 있어서,
하나 이상의 샘플의 불순물 농도를 미리 결정된 불순물 농도 값과 비교하는 단계, 및
상기 샘플의 불순물 농도가 상기 샘플이 얻어지는 샘플 포트의 위치에 상응하는 상기 처리 장치 내의 지점에서 상기 정제 수지의 소모를 나타내는지 여부를 결정하는 단계
를 추가로 포함하는 방법.
According to claim 1,
comparing the impurity concentration of one or more samples to a predetermined impurity concentration value; and
determining whether the impurity concentration of the sample indicates consumption of the purification resin at a point within the processing apparatus corresponding to the location of a sample port from which the sample is obtained;
How to further include.
제 2 항에 있어서,
상기 처리 장치에 존재하는 활성 정제 수지의 본질적으로 전부가 소모되기 전에, 상기 처리 장치를 통과하는 아세트산의 흐름을 정지시키는 단계,
상기 소모된 수지의 적어도 일부를 재생하는 단계, 및
상기 처리 장치를 통과하는 상기 아세트산 스트림의 흐름을 재개하여 상기 정제된 아세트산 생성물 스트림을 생성하는 단계
를 추가로 포함하는 방법.
According to claim 2,
stopping the flow of acetic acid through the processing device before essentially all of the active purification resin present in the processing device is consumed;
regenerating at least a portion of the spent resin; and
resuming flow of the acetic acid stream through the processing device to produce the purified acetic acid product stream.
How to further include.
제 1 항에 있어서,
상기 조질 아세트산 생성물이 10 ppm 이하의 리튬을 포함하는, 방법.
According to claim 1,
wherein the crude acetic acid product comprises less than or equal to 10 ppm lithium.
제 1 항에 있어서,
상기 증기 생성물 스트림을 분리하는 단계가,
상기 증기 생성물 스트림을 제 1 증류 컬럼에서 증류시키고 사이드드로우(sidedraw)를 취하여, 증류된 아세트산 생성물을 수득하고;
상기 증류된 아세트산 생성물을 제 2 증류 컬럼에서 증류시켜 아세트산 및 리튬 양이온을 포함하는 상기 조질 아세트산 생성물을 생성하는 것
을 포함하는, 방법.
According to claim 1,
separating the vapor product stream;
distilling the vapor product stream in a first distillation column and taking a sidedraw to obtain a distilled acetic acid product;
Distilling the distilled acetic acid product in a second distillation column to produce the crude acetic acid product containing acetic acid and lithium cations.
Including, how.
제 5 항에 있어서,
제 2 증류 컬럼에서 상기 증류된 아세트산 생성물을 증류하기 전에 상기 증류된 아세트산 생성물에 칼륨 아세테이트, 칼륨 카보네이트 및 칼륨 하이드록사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 칼륨 염을 첨가하는 단계로서, 이때 상기 칼륨의 적어도 일부가 산 형태의 양이온 교환체에 의해 제거되는, 단계
를 추가로 포함하는 방법.
According to claim 5,
adding a potassium salt selected from the group consisting of potassium acetate, potassium carbonate and potassium hydroxide to the distilled acetic acid product prior to distilling the distilled acetic acid product in a second distillation column, wherein at least a portion of the potassium is removed by a cation exchanger in acid form.
How to further include.
제 1 항에 있어서,
상기 조질 아세트산 생성물을 50℃ 내지 120℃의 온도에서 상기 양이온 교환체와 접촉시키는, 방법.
According to claim 1,
contacting the crude acetic acid product with the cation exchanger at a temperature of 50°C to 120°C.
제 1 항에 있어서,
상기 중간체 아세트산 생성물을 50℃ 내지 85℃의 온도에서 금속-교환된 이온 교환 수지와 접촉시키는, 방법.
According to claim 1,
contacting the intermediate acetic acid product with a metal-exchanged ion exchange resin at a temperature of 50° C. to 85° C.
제 1 항에 있어서,
상기 중간체 아세트산 생성물이 50 ppb 미만의 리튬 이온 농도를 갖는, 방법.
According to claim 1,
wherein the intermediate acetic acid product has a lithium ion concentration of less than 50 ppb.
제 1 항에 있어서,
상기 산 형태의 양이온 교환체가 산 형태의 강산 양이온 교환 거대 망상(macroreticular), 거대 다공성(macroporous) 또는 메조 다공성(mesoporous) 수지를 포함하는, 방법.
According to claim 1,
wherein the cation exchanger in acid form comprises a strong acid cation exchange macroreticular, macroporous or mesoporous resin in acid form.
제 1 항에 있어서,
상기 금속-교환된 이온 교환 수지가, 은이 혼입된(occupied) 적어도 1 중량%의 강산 교환 부위를 포함하는, 방법.
According to claim 1,
wherein the metal-exchanged ion exchange resin comprises at least 1% by weight of strong acid exchange sites occupied with silver.
제 1 항에 있어서,
상기 정제된 아세트산 생성물을 양이온 교환 수지로 처리하여 임의의 은, 수은, 팔라듐 또는 로듐을 회수하는 단계
를 추가로 포함하는 방법.
According to claim 1,
treating the purified acetic acid product with a cation exchange resin to recover any silver, mercury, palladium or rhodium.
How to further include.
제 1 항에 있어서,
상기 반응 매질 중의 물 농도를, 존재하는 반응 매질의 총량을 기준으로 0.1 내지 5 중량%로 제어하는, 방법.
According to claim 1,
wherein the water concentration in the reaction medium is controlled to between 0.1 and 5 weight percent based on the total amount of reaction medium present.
제 1 항에 있어서,
리튬 아세테이트, 리튬 카복실레이트, 리튬 카보네이트, 리튬 하이드록사이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 리튬 화합물을 상기 반응기에 도입하여 상기 반응 매질 중의 리튬 아세테이트의 농도를 0.3 내지 0.7 중량%로 유지하는 단계
를 추가로 포함하는 방법.
According to claim 1,
introducing a lithium compound selected from the group consisting of lithium acetate, lithium carboxylate, lithium carbonate, lithium hydroxide and mixtures thereof into the reactor to maintain the concentration of lithium acetate in the reaction medium between 0.3 and 0.7 weight percent;
How to further include.
제 14 항에 있어서,
상기 반응 매질 중의 요오드화 수소 농도를 0.1 내지 1.3 중량%로 유지하는 단계;
상기 반응 매질 중의 로듐 촉매 농도를 300 내지 3000 wppm로 유지하는 단계;
상기 반응 매질 중의 물 농도를 0.1 내지 4.1 중량%로 유지하는 단계;
상기 반응 매질 중의 메틸 아세테이트 농도를 0.6 내지 4.1 중량%로 유지하는 단계; 또는
이들의 조합
을 추가로 포함하는 방법.
15. The method of claim 14,
maintaining a hydrogen iodide concentration in the reaction medium between 0.1 and 1.3 weight percent;
maintaining a rhodium catalyst concentration in the reaction medium between 300 and 3000 wppm;
maintaining a water concentration in the reaction medium between 0.1 and 4.1 weight percent;
maintaining a methyl acetate concentration in the reaction medium between 0.6 and 4.1 weight percent; or
combination of these
How to further include.
제 1 항에 있어서,
부틸 아세테이트를 직접적으로 제거하지 않고서도 최종 아세트산 생성물 중의 부틸 아세테이트 농도를 10 wppm 이하로 제어하는 단계
를 추가로 포함하는 방법.
According to claim 1,
Controlling the butyl acetate concentration in the final acetic acid product to 10 wppm or less without directly removing the butyl acetate.
How to further include.
제 16 항에 있어서,
상기 부틸 아세테이트 농도가, 상기 반응 매질 중의 아세트알데하이드 농도를 1500 ppm 이하로 유지하거나; 상기 반응기의 온도를 150 내지 250℃로 제어하거나; 상기 반응기의 수소 분압을 0.3 내지 2 atm으로 제어하거나; 상기 반응 매질 중의 로듐 촉매 농도를 100 내지 3000 wppm으로 제어하거나; 또는 이들을 조합함에 의해 제어되는, 방법.
According to claim 16,
the butyl acetate concentration maintains the acetaldehyde concentration in the reaction medium below 1500 ppm; Control the temperature of the reactor to 150 to 250 ° C; controlling the hydrogen partial pressure in the reactor to 0.3 to 2 atm; controlling the rhodium catalyst concentration in the reaction medium to 100 to 3000 wppm; or by combining them.
제 1 항에 있어서,
상기 반응 매질 중의 요오드화 에틸 농도를 750 wppm 이하로 제어하는 단계
를 추가로 포함하는 방법.
According to claim 1,
controlling the ethyl iodide concentration in the reaction medium to 750 wppm or less;
How to further include.
제 18 항에 있어서,
프로피온산을 직접적으로 제거하지 않고서도 최종 아세트산 생성물 중의 프로피온산 농도가 250 wppm 미만이거나;
상기 반응 매질 중의 요오드화 에틸 및 최종 아세트산 생성물 중의 프로피온산이 3:1 내지 1:2의 중량 비로 존재하거나;
아세트알데하이드 및 요오드화 에틸이 반응 매질 중에 2:1 내지 20:1의 중량 비로 존재하거나;
상기 반응기 내로 공급되는 메탄올 공급물 중의 에탄올 농도가 150 wppm 미만이거나; 또는
이들의 조합인, 방법.
According to claim 18,
the propionic acid concentration in the final acetic acid product is less than 250 wppm without directly removing the propionic acid;
ethyl iodide in the reaction medium and propionic acid in the final acetic acid product are present in a weight ratio of 3:1 to 1:2;
Acetaldehyde and ethyl iodide are present in the reaction medium in a weight ratio of 2:1 to 20:1;
the ethanol concentration in the methanol feed into the reactor is less than 150 wppm; or
A combination of these methods.
제 19 항에 있어서,
상기 반응 매질 중의 요오드화 에틸 농도가, 상기 카보닐화 반응기 내의 수소 분압, 상기 반응 매질 중의 메틸 아세테이트 농도 및 상기 반응 매질 중의 요오드화 메틸 농도 중 적어도 하나를 조절함으로써 제어되는, 방법.
According to claim 19,
wherein the ethyl iodide concentration in the reaction medium is controlled by adjusting at least one of a hydrogen partial pressure in the carbonylation reactor, a methyl acetate concentration in the reaction medium, and a methyl iodide concentration in the reaction medium.
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