KR20060124766A - 다른 공정 플랜트의 아세트산 반응 열을 이용하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아세트산과 비닐 아세테이트를 제조하기 위한 통합된 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 방법 및 시스템에서 아세트산의 반응동안 생성된 열의 일부를 비닐 아세테이트 생산 및/또는 정제 방법 및 시스템으로 전달하여 비닐 아세테이트 생성물의 생산 및/또는 정제를 용이하게 한다. 본원에 개시된 방법 및 시스템은 아세트산과 비닐 아세테이트를 제조하기 위한 임의의 다양한 공지된 방법중 임의의 것과 함께 유용하다. 아세트산 생산 반응의 열은 임의의 적합한 열 전달 방법 및 시스템에 의해 비닐 아세테이트 생산 시스템으로 전달될 수 있다. 열은 방법과 시스템이 적용되는 시스템의 특정한 배열에 따라 비닐 아세테이트 생산과 정제 시스템의 다양한 위치에서 정제 분획에 제공될 수 있다. 본원에 개시된 방법과 시스템은 비닐 아세테이트 제조 방법에서 비용과 에너지를 절감시키는데 유용하다.

Description

다른 공정 플랜트의 아세트산 반응 열을 이용하는 방법{UTILIZATION OF ACETIC ACID REACTION HEAT IN OTHER PROCESS PLANTS}
본 발명은 아세트산과 비닐 아세테이트 단량체를 제조하기 위한 통합된 방법 및 시스템에 관한 것이다.
아세트산의 제조에 중요한 방법은 액체 반응 매질중의 일산화탄소를 이용한 알킬 알콜, 특히 메탄올 및 이의 반응성 유도체의 카보닐화이다. 이런 카보닐화 반응은 일반적으로, 촉매, 예를 들면 VIII족 금속 촉매, 예를 들면 로듐 및 이리듐, 할로겐 함유 촉매 촉진제, 예를 들면 메틸 요오다이드 및 물의 존재 하에서 수행된다. 미국 특허 제3,769,329호는 메틸 요오다이드로서 예시되는 할로겐-함유 촉매 촉진제와 함께 액체 반응 매질에 용해되거나 또는 달리 분산되거나 또는 불활성 고체 상에 지지된 로듐계 카보닐화 촉매의 사용을 개시한다. 그러나, 다양한 촉매 시스템, 특히 VIII족 금속을 혼입하는 것들이 메탄올의 카보닐화를 통해 아세트산을 제조하는데 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 일반적으로, 카보닐화 반응은 촉매를 이용하여 수행되고, 이 촉매는 액체 반응 매질에 용해되어 이를 통해 일 산화탄소 기체가 연속적으로 폭기된다. 미국 특허 제 3,769,329 호는 반응 혼합물에 물을 첨가하여 반응 속도에 유리한 효과를 미칠 수 있고, 약 14중량% 내지 약 15중량%의 물 농도가 전형적으로 사용됨을 개시하고 있다. 이는 종종 "높은 물" 카보닐화 방법으로 언급된다.
"높은 물" 카보닐화 반응의 대안은 미국 특허 제5,001,259호, 미국 특허 제5,026,908호 및 미국 특허 제5,144,068호에 개시된 바와 같은 "낮은 물" 카보닐화 공정이다. 14중량% 미만의 물 농도를 "낮은 물" 카보닐화 공정에서 사용할 수 있다. 낮은 물 농도를 이용하는 것은 바람직한 산의 이의 빙초산 형태로의 다운스트림 가공을 단순화시킨다. 반응 스트림에 더 많은 양의 물이 있으면, 생성물인 아세트산으로부터 물을 제거하는 관리 비용이 더 커지고, 생성물 회수 및 정체 장치에서 자본 투자가 더 커진다. 매우 낮은 물 농도에서 조작하는 경우 달성되는 효과는 가능한 가장 낮은 물 농도에서 작동하는 것이 더 매력적이 되게 만든다. 그러나, 관리 및 고정 비용을 최소화하기 위해 반응기 물을 감소시킬 경우, 미국 특허 제5,026,908호에서 설명된 바와 같이 물이 감소될수록 반응 속도가 감소되기 때문에, 우수한 촉매 안정성과 함께 허용가능하게 높은 속도의 아세트산 생산을 유지하는 것이 보다 어려워진다.
아세트산을 제조하는 다른 방법은 에틸렌의 촉매적 산화를 포함한다. 에틸렌의 아세트산으로의 촉매적 산화에 대해 다양한 방법이 알려져 있다. 예를 들면 미국 특허 제6,605,739호, 제3,792,087호 및 제3,970,697호를 참조할 수 있다.
비닐 아세테이트는 잘 공지된 산업적 화합물이다. 통상적인 비닐 아세테이 트 촉매 반응을 이용하여 에틸렌, 산소 및 아세트산으로부터 비닐 아세테이트를 생산하는 것은 당 업계에 공지되어 있다. 비닐 아세테이트는 폴리비닐 아세테이트와 같은 비닐 수지용 원료 물질로서 전형적으로 사용된다. 역사적으로, 비닐 아세테이트는 아연 아세테이트 촉매를 이용한 에틸렌, 아세테이트 및 산소의 증기 상 반응으로부터 주로 제조되었다. 보다 최근에, 비닐 아세테이트는 종종 팔라듐계 촉매 시스템을 이용하여 에틸렌, 아세트산 및 산소의 증기 상 반응으로부터 생성된다. 예를 들면 미국 특허 제6,303,537호에 개시된 바와 같은 담체 상에 지지된 팔라듐 및 금을 포함하는 촉매를 이용하여 에틸렌, 산소 및 아세트산을 반응시킴으로써 비닐 아세테이트를 생성하는 것은 공지되어 있다. 다른 예시적인 방법에 대해, 미국 특허 제3,190,912호, 제3,637,819호, 제3,650,896호, 제4,370,492호, 제4,902,823호 및 제5,185,308호를 참조할 수 있다.
통상적으로, 아세트산과 비닐 아세테이트는 서로 독립적으로 생성된다. 달리 말하자면, 비닐 아세테이트는 종종 에틸렌으로부터 생성되고, 여기서 제 1 방법은 에틸렌을 반응시켜 아세트산을 형성시키는 것을 포함하고, 그런 다음 아세트산과 에틸렌의 혼합물을 반응시켜 비닐 아세테이트를 생성하는 제 2 방법이 따른다.
그러나, 일부 방법은 2가지 생성물의 생성을 다양한 정도로 통합하는 것으로 알려져 있다. 예를 들면 미국 특허 제6,180,821호는 에틸렌을 아세트산으로 산화시키는데 활성이고/이거나 에탄을 아세트산, 에틸렌 및 일산화탄소로 산화시키는데 활성인 촉매를 갖는 제 1 반응 대역, 및 비닐 아세테이트의 생산에 할성인 촉매를 함유하는 제 2 반응 대역을 이용한, 에틸렌 또는 에탄으로부터 아세트산 및/또는 비닐 아세테이트의 생산에 대해 개시하고 있다. 상기 특허는 통합된 방법의 이점이 제 1 반응 대역 생성물의 열이 제 2 반응 대역으로의 공급물을 가열시킬 필요성을 감소시키는 것임을 나타낸다. 미국 특허 제4,188,490호는 에틸렌, 산소 및 증기로서의 물을 함유하는 공급 혼합물을 촉매 조성물과 접촉시켜 아세트산과 비닐 아세테이트의 혼합물을 제공하는 단계를 포함하는 아세트산과 비닐 아세테이트의 혼합물을 제조하기 위한 촉매적 산화 방법에 관한 것이다. 촉매 시스템은 황 개질제의 존재 하에서 처리된 아연 산화물 지지체 상의 팔라듐 금속을 포함한다. 방법은 비닐 아세테이트로부터 아세트산을 분리시키는 분별 증류라는 후속 단계를 필요로 한다.
미국 특허 제6,420,595호 및 제6,605,739호는 아세트산과 비닐 아세테이트의 생산을 위한 추가의 통합 방법을 개시하고 있다.
본원의 간단한 설명
본원은 아세트산과 비닐 아세테이트를 제조하기 위한 통합된 방법과 시스템에 관한 것이고, 여기서 아세트산의 생성동안 제조된 열의 일부는 비닐 아세테이트 생성물의 생산 및/또는 정제를 용이하게 하기 위해 비닐 아세테이트 생산 및/또는 정제 방법 및 시스템에 제공되거나, 이로 전달된다. 본원에 개시된 방법과 시스템은 아세트산과 비닐 아세테이트의 제조에 대한 임의의 다양한 공지된 방법과 함께 유용하다. 예를 들면, 본원에 개시된 방법과 시스템은 아세트산이 카보닐화 반응을 통하거나 에틸렌 및/또는 에탄의 촉매적 산화를 통해 생성되는 방법과 시스템에 유용하다. 또한, 본원에 개시된 방법과 시스템은 임의의 유형의 활성 촉매의 존재 하에서 아세트산과 에틸렌을 반응시킴으로써 비닐 아세테이트가 생성되는 방법과 시스템에서 유용하다.
아세트산 생성동안 생성되는 열은 임의의 적합한 열 전달 시스템에 의해 비닐 아세테이트 생산 및/또는 정제 시스템으로 전달될 수 있다. 열은, 본원에서 개시된 방법 및 시스템이 적용되는 시스템의 특정 배치에 따라, 생산 및/또는 정제 시스템의 다양한 위치에 제공될 수 있다. 예시적인 배열은 반응 열을 아세트산 공급물로 이동시켜 에스테르화 전에 공급물을 미리 가열함을 포함한다. 다르게는, 열은 비닐 아세테이트 공비 컬럼 공급물과 같은 비닐 아세테이트 정제 분획 중의 다양한 성분으로 전달되어 비닐 아세테이트 경질 말단 및 최종 컬럼용 스트림을 재비등시킬 수 있다. 다르게는, 본원에 개시된 방법과 시스템을 이용하여 전달되는 열의 일부를 비닐 아세테이트 생산 방법 내의 위치중 하나 이상 중에 할당할 수 있다.
본원에 개시된 방법과 시스템은 비닐 아세테이트 생산 방법의 비용과 에너지를 절감시키는데 유용하다.
도 1은 본원에 개시된 방법과 시스템의 예시적인 양태를 나타내는 도식도이다.
본원에 개시된 방법 및 시스템은 아세트산과 비닐 아세테이트를 생산하기 위한 통합된 시스템을 제공한다. 보다 구체적으로, 본 발명의 방법과 시스템은 아세트산 제조 방법과 비닐 아세테이트 생산 및 정제 방법 사이에 아세트산 생산동안 방출되는 열 에너지의 이용을 통합한다. 본 발명의 방법과 시스템은 종래의 방법 및 시스템에서 폐기된 열 에너지를 생산적으로 이용함으로써 비닐 아세테이트 생산 및 정제 방법에서 상당한 에너지 및 비용을 절감시킬 수 있다.
카보닐화 반응이나 에틸렌 및/또는 에탄의 촉매적 산화에 의한 아세트산 생산은 발열 방법이다. 통상적으로, 아세트산 생성 중에 발생되는 반응 열의 상당한 부분은 방산되어, 생성된 에너지를 손실시킨다.
도 1은 본원에 개시된 통합된 방법과 시스템의 예시적인 양태의 도식도이다. 아세트산이 에틸렌 및/또는 에탄의 산화와 같은 다른 반응 기작을 통해 아세트산이 생성될 수 있음이 이해되지만, 도시된 시스템에서, 아세트산은 카보닐화 반응에 의해 생산된다. 도 1을 설명하자면, 알킬 알콜 및/또는 이의 반응성 유도체 및 일산화탄소의 연속 스트림을 각각 라인 1 및 2를 통해 로듐계 촉매 시스템의 아세트산 용액, 할로겐 촉진제, 공촉진제/안정화제, 물, 미반응된 알킬 알콜 및/또는 이의 반응성 유도체 및 일산화탄소, 및 불순물, 예를 들면 아세트알데하이드 및 다른 PRC 및 고급 알킬 요오다이드를 포함하는 반응 액체를 함유하는 교반된 반응기(3) 또는 다른 적합한 반응기로 공급한다. 반응기(3)는 아세트산의 제조에 이용되는 통상적인 온도 및 압력에서 유지된다. 반응기(3)에서 형성된 기체는 라인(4)을 통해 회수되고 반응기로의 재순환에 적합한 성분을 분리시키기 위한 배기 회수로 보내진다. 반응 액체는 반응기(3)로부터 라인(5)을 통해 연속적으로 회수되어 플래셔(6)로 공급되고, 여기서, 압력이 감소되어 아세트산의 일부 및 저 비등 화합물의 대부분이 촉매 시스템의 더 무거운 성분의 축합물을 남기는 증기로서 플래싱되게 한다.
플래싱 방법은 반응을 위한 부분적 냉각을 제공하고, 조질 아세트산 생성물을 촉매로부터 분리시킨다. 개시된 양태에서, 냉각된 플래셔 응축물은 재활용 라인(7)을 통해 반응기(3)로 향하고, 플래셔(6)에서 나온 증기는 라인(8)을 통해 경질 말단 또는 "스플리터" 컬럼(9)으로 공급되고, 여기서 메틸 요오다이드, 메틸 아세테이트 및 아세트알데하이드, 및 물의 일부를 포함하는 더 낮은 비등 성분의 대부분이 오버헤드 제거된다. 컬럼(9)은 아세트산의 정제에 대해 공지된 통상의 온도 및 압력에서 유지된다. 플래셔(6)에서 나온 응축물은 종래의 수단, 예를 들면 냉각 수 열 교환기에 의해 냉각될 수 있다. 다르게는, 플래셔(6)중의 응축물은 제 2 플래셔(도시되지 않음)로 플래싱될 수 있고, 여기서, 응축물은 반응기(3)로 재순환되기 전에 핀-팬 응축기에서의 냉각과 같은 종래의 방법을 통해 냉각된다. 제 2 플래셔는 종래의 온도 및 압력에서 유지될 수 있다.
정상적인 조작동안, 반응기(3)에서 일어나는 발열 반응은 플래싱 및 상기 개시된 다른 공정 단계에서 분산되는 것보다 더 많은 열을 발생시킨다. 통상적으로, 이 과다한 열은 반응기로부터 직접적으로 스트림을 회수하고 스트림을 일련의 열 교환기를 통해 가게 하여 과다한 열을 제거하는 것과 같은 공정 단계에서 방산된다. 열 교환기를 통해 통과시킨 후에, 냉각된 스트림을 반응기로 반환시킨다. 반응기 스트림으로부터 회수된 스트림은 종종 반응기 펌프-주위 스트림으로 불린다. 이들 종래의 방법은 펌프-주위 스트림에서 회수되는 열 에너지를 폐기시킨다.
본원에 개시된 방법 및 시스템은 아세트산의 생산동안 방출되는 과다한 열 에너지를 생산적으로 이용하기 위한 수단을 제공한다. 도 1을 설명하면, 본원에 개시된 방법 및 시스템에 따른 한 양태에서, 펌프-주위 증기 응축물 루프를 이용하여 반응기(3)에서 생성되는 반응 열의 적어도 일부를 흡수하고, 비닐 아세테이트의 생산 및 정제를 위한 시스템과 함께 이 열 에너지를 생산적으로 이용한다. 본 명세서에 따른 예시적인 펌프-주위 응축물 루프의 세부사항을 이후에 개시할 것이다. 그러나, 더 명확한 의미로 펌프-주위 응축물 루프를 이용하기 위해서, 예시적인 아세트산 정제 시스템 및 예시적인 비닐 아세테이트 생산 및 정제 시스템의 나머지는 먼저 도 1을 참고하여 개시될 것이다.
조질 수성 아세트산 액체를 라인(10)을 통해 경질 말단 컬럼(9)으로부터 회수하여 아세트산 회수 시스템(14)으로 보내고, 이의 세부사항은 도시하지 않는다. 일부 아세트산 및 더 높은 비등점 성분을 포함하는 하부 분획을 라인(11)을 통해 경질 말단 컬럼(9)으로부터 회수하여 반응 분획으로 재순환시킨다. 경질 말단 컬럼에서 나온 오버헤드 증기 스트림을 응축시키고, 다양한 공지된 추가 가공 단계에 따른 추가 가공을 위해 라인(12)을 통해 공급한 후, 메틸 요오다이드, 메틸 아세테이트 및 일부 아세트산을 함유하는 이 스트림의 일부를 반응기 또는 정제 분획으로 재순환시킨다.
그런 다음, 회수된 아세트산(16)을 반응기(32)를 포함하는 비닐 아세테이트 생산 유니트로 향하게 한다. 아세트산 증기(16)는 아세트산 재순환 스트림(20)과 합해져서 아세트산 스트림(22)을 형성한다. 에틸렌 스트림(24), 산소-함유 스트림, 예를 들면 아르곤-함유 산소 스트림(26) 및 아세트산 스트림(22)을 에틸렌 재순환 스트림(28)에 첨가하여 에틸렌/아세트산/산소 스트림(30)을 형성하고, 이를 반응기(32)로 공급한다. 반응기(32)는 비닐 아세테이트의 생산에 사용되는 종래의 온도 및 압력에서 유지된다. 반응기(32)로부터 스트림(34)이 나와서 스크러빙 유니트(36)로 간다. 스크러빙 유니트(36)에서 2가지 스트림, 즉, 에틸렌이 풍부한 스트림(38)과 비닐 아세테이트와 아세트산을 함유하는 스트림(40)이 나온다. 에틸렌이 풍부한 스트림(38)은 스트림(42)과 (44)으로 분리된다. 스트림(44)은 퍼징 스트림(46) 및 (48)으로 추가로 분할되고, 이는 이산화탄소 제거 유니트(50)로 향할 수 있다. 퍼징 스트림(46)이 제거된다. 정제된 이산화탄소 스트림(52)과 이산화탄소가 없는 에틸렌 유출물 스트림(54)이 이산화탄소 제거 유니트(50)로부터 나온다. 정제된 이산화탄소 스트림(52)을 제거한다. 이산화탄소가 없는 에틸렌이 풍부한 유출물 스트림(54)을 스트림(42)에 첨가하여 재순환 스트림(28)을 형성한다.
비닐 아세테이트 단량체 및 아세트산 스트림(40)은 정제 유니트로 향한다. 정제 유니트 내부에서, 스트림(40)은 공비 증류 컬럼(56)으로 공급되고, 여기서, 비닐 아세테이트와 물이 공비 오버헤드 스트림(58)으로 제거되고, 아세트산 및 무거운 유기 부산물이 컬럼(56)에서 나오는 하부 스트림(60)으로 제거된다. 컬럼(56)은 종래의 온도 및 압력에서 유지될 수 있다. 오버헤드 스트림(58)중의 물은 데칸터(62)에서 오버헤드 스트림(58)중의 비닐 아세테이트로부터 분리되고, 비닐 아세테이트 생성물 스트림(64)은 데칸터(62)로부터 회수된다. 그런 다음, 비닐 아세테이트 생성물 스트림(64)은 비닐 아세테이트 생성물의 추가 정제를 위해 경질 말단 컬럼(66)을 향한다. 컬럼(66)은 종래의 온도와 압력에서 유지될 수 있다. 경질 말단은 스트림(68)으로서 경질 말단 컬럼의 오버헤드로부터 제거되고, 비닐 아세테이트 생성물은 스트림(70)으로서 경질 말단 컬럼(66)의 기부로부터 회수된다. 도시된 양태에서, 재비등기(72)는 경질 말단 컬럼(66)과 함께 제공된다. 재비등기(72)는 종래의 온도 및 압력에서 유지될 수 있다.
최종 정제 단계에서, 비닐 아세테이트 생성물 스트림(70)은 스트림(76)중의 추가의 경질 말단을 제거하고 정제된 비닐 아세테이트 생성물 스트림(78)을 생산하기 위한 최종 컬럼(74)을 향한다. 도시된 양태에서, 재비등기(80)가 마무리 컬럼(74)과 함께 제공된다. 재비등기(80)는 종래의 온도와 압력에서 유지될 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 아세트산 생성에서 나온 반응 열의 일부를 제거하여 생산적으로 사용할 목적으로 구비된 예시적인 펌프-주위 응축물 루프가 도 1에 도시되어 있다. 먼저 열 교환기(3B)를 통해 열을 증기 응축물 스트림(103)으로 이동시키는 뜨거운 반응기 용액 스트림(3A)의 흐름에 의해 반응기 펌프-주위 응축물 루프를 사용하여 반응열의 대부분을 취급할 수 있다. 증기 응축물 스트림(103)은 저압 플래쉬 용기(100)로 향한다. 한 양태에서, 저압 플래쉬 용기(100)는 약 150℃ 내지 약 160℃의 온도 및 약 4.0kg/cm2 내지 약 5.3kg/cm2의 압력에서 유지된다. 저압 플래쉬 용기(100)를 이용하여 다른 공정 위치에서 필요한 만큼 열을 생성할 수 있다. 일반적으로 반응 열의 단지 작은 비율을 이용하여 이 방식으로 증기를 생성한다. 예를 들면 한 양태에서는 반응 열의 단지 약 5%를 이용하여 플래쉬 용기(100)에서 증기를 생성한다.
본원에 개시된 방법 및 시스템의 한 양태에 따르면, 저압 플래쉬 용기(100)의 응축물 스트림에 머무는 아세트산 생산에서 발생되는 열은 비닐 아세테이트 생산 및 정제 및 생산 시스템 내의 다양한 위치로 이동되어 생산 및 정제 방법을 용이하게 한다. 본원에 개시된 방법 및 시스템의 일부 예시적인 양태는 도 1에 도식적으로 예시되어 있다.
한 양태에서, 아세트산 생산 반응의 열의 적어도 일부를 비닐 아세테이트를 정제하기 위한 정제 분획 내부의 공비 컬럼의 공급물로 이동시킨다. 본 발명의 한 변형에서, 도 1에 도시된 바와 같이 저압 플래쉬 용기(100)에서 나온 증기 응축물로부터 열을 이동시킨다. 열은 라인(A)로 도시된 바와 같이 응축물로부터 비닐 아세테이트 공비 컬럼 공급물(40)로 이동한다. 상기 언급된 바와 같이, 열은 쉘과 튜브 열 교환기 또는 다른 표준 TEMA 디자인 또는 임의의 다른 열 교환 장치와 같은 임의의 수단에 의해 응축물로부터 제거될 수 있다. 열을 공비 컬럼 공급물(40)로 공급한 후에, 응축물을 스트림(A1)으로서 대기 플래쉬 용기(101)로 돌려보낸다.
다르게는 저압 증기 플래쉬 용기(100)중의 고온 증기 응축물로부터 경질 말단 컬럼(66)의 재비등기(72)로 열을 이동시킬 수 있다. 또다시, 쉘과 튜브 열 교환기 또는 다른 열 교환 장치와 같은 임의의 수단에 의해 열을 응축물로부터 회수하여 도 1에서 라인 (B)로 도시된 바와 같이 재비등기(72)로 이동시킨다. (72)에 열을 공급한 후의 응축물을 스트림(B1)으로서 대기압 플래쉬 용기(101)로 되돌린다.
다른 양태에서는, 도 1에서 라인(C)로 도시된 바와 같이, 열 교환 장치와 같은 임의의 적합한 수단에 의해 저압 증기 플래쉬 용기(100)에서 나온 고온 증기 응축물로부터 최종 컬럼(74)과 함께 사용되는 재비등기(80)로 열을 이동시킬 수 있다.
재비등기(80)에 열을 공급한 후, 응축물을 스트림(C1)으로서 대기압 플래쉬 용기(101)로 되돌린다.
또다른 양태에서는, 도 1에서 라인 (D)로 도시된 바와 같이 열 교환 장치와 같은 임의의 적합한 수단에 의해 플래쉬 용기(100)중의 응축물로부터 열을 이동시켜 아세트산 공급물(22)을 예비가열시킨다. 열을 아세트산 공급물로 공급한 후, 응축물을 스트림(D1)으로서 대기압 플래쉬 용기(101)로 되돌린다.
추가로, 상기 언급된 바와 같이, 아세트산 생산에서 나온 반응 열은 비닐 아세테이트 생산 및 정제 시스템 내의 하나 이상의 위치에 동시에 전달될 수 있다. 예를 들면 한 양태에서, 아세트산 생산 반응의 열의 적어도 일부를 이동시켜 경질 말단 컬럼(66)의 재비등기(72)와 최종 컬럼(74)의 재비등기(80) 사이에 할당할 수 있다. 다른 양태에서는, 반응 열의 적어도 일부를 이동시켜 최종 컬럼(74)의 재비등기(80)와 아세트산 공급물(22)사이에 할당할 수 있다.
한 양태에서, 대기압 플래쉬 용기(101)는 약 110℃ 내지 약 125℃의 온도 및 약 0.5kg/cm2 내지 약 2.0kg/cm2의 압력에서 유지시킨다. 용기(101)의 이 더 낮은 온도로 인해 (A1)-(D1)으로 도시된 응축물 스트림의 복귀물이 냉각되어 더 낮은 온도에서 스트림(102)을 통해 열 교환기(3B)로 향할 수 있다. 더 낮은 온도는 더 작은 열 교환기(3B)를 가능하게 하여, 특히 열교환기(3B)가 지르콘으로 제조되는 경우 상당한 양의 자본 비용을 감소시킬 수 있게 한다.
대기압 플래쉬 용기(101)는 또한 일부 상황에서는 플래쉬 용기(100)로부터 직접 나오는 응축물을 수용하고 냉각시키는데 유용할 수 있다. 예를 들면 비닐 아세테이트 생산 유니트가 작동하지 않는 경우, 플래쉬 용기(101)를 이용하여 농축물이 열 교환기(3B)를 가열시키기 위해 향하기 전에 플래쉬 용기(100)에서 나오는 응축물의 추가 냉각을 제공할 수 있다.
물론, 대기압 플래쉬 용기(101)는 본원에 개시된 방법 및 시스템에 따른 일부 양태로부터 제거될 수 있음을 이해해야만 한다. 대기압 플래쉬 용기(101)의 제거는 열교환기(3A) 및 (3B)에 보다 많은 냉각능을 요구할 것이다.
도 1에 도시되어 있고, 본원에 달리 개시되어 있는 방법 및 시스템의 시스템 요소는 단지 예시일 뿐이고, 추가의, 더 적고/적거나 다른 시스템 요소를 본원에 개시된 방법 및 시스템에 따라 혼입할 수 있음이 이해된다. 본원에 개시된 방법 및 시스템이 아세트산 및 비닐 아세테이트가 아닌 화합물의 제조를 위한 시스템 통합에 이용될 수 있음이 이해될 것이다.
본원에 개시된 방법 및 시스템은 아세트산 및 비닐 아세테이트를 생산하기 위한 종래의 방법 및 시스템에 비해 상당한 에너지 및 비용 절감을 제공하는데 유용하다. 본원에 개시된 방법 및 시스템은 생산된 비닐 아세테이트 1kg당 285Kcal 이상의 에너지 절감을 제공하는데 유용하다.
본원에 개시된 모든 특허 및 공보는 그 전체가 참고로서 본원에 혼입되어 있다.
비록 본 발명 및 이의 이점이 자세히 개시되어 있지만, 하기 특허청구범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 진의 및 범주를 벗어나지 않고, 다양하게 변화, 치환 및 대체할 수 있음을 이해해야만 한다.

Claims (20)

  1. (a) 아세트산을 포함하는 제 1 생성물 스트림을 제 1 반응 대역에서 생성시키는 단계;
    (b) 제 2 반응 대역에서 제 1 반응 생성물 스트림에서 나온 아세트산의 적어도 일부를 포함하는 아세트산 반응 스트림을 촉매의 존재 하에서 산소 함유 기체와 접촉시켜 비닐 아세테이트 단량체를 포함하는 제 2 생성물 스트림을 생성시키는 단계;
    (c) 제 2 생성물 스트림의 적어도 일부가 정제 분획을 향하게 하여 제 2 생성물 스트림중의 비닐 아세테이트의 적어도 일부를 정제하는 단계; 및
    (d) 제 1 생성물 스트림의 적어도 일부로부터 열을 회수하여 제 1 생성물 스트림에서 회수된 열의 적어도 일부를 아세트산 반응 스트림중 적어도 하나와 비닐 아세테이트를 정제하기 위한 정제 분획에 제공하는 단계를 포함하는, 아세트산과 비닐 아세테이트의 생성을 위한 통합된 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 반응 대역에서 에틸렌, 에탄 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 탄화수소를 촉매의 존재 하에서 산소 함유 기체와 접촉시켜 제 1 생성물 스트림을 생성시키는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 반응 대역에서 액체 반응 매질중의 일산화탄소에 의해 알킬 알콜을 카보닐화시킴으로써 제 1 생성물 스트림을 생성시키는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    제 1 생성물 스트림의 적어도 일부로부터 회수된 열을 아세트산 반응 스트림중 하나 이상과 비닐 아세테이트 정제를 위한 정제 분획에 열을 제공하기 위해 사용되는 증기 응축물 스트림으로 전달하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    증기 응축물 스트림을 약 150℃ 내지 약 160℃의 온도에서 유지되는 플래쉬 용기로 향하게 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    플래쉬 용기를 약 4.0kg/cm2 내지 약 5.3kg/cm2의 압력에서 유지시키는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    열을 증기 응축물로부터 비닐 아세테이트 공비 컬럼 공급 스트림으로 전달시키는 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    증기 응축물에서 나온 열을 비닐 아세테이트 정제용 정제 분획의 경질 말단 컬럼의 재비등 스트림으로 전달시키는 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    증기 응축물에서 나온 열을 비닐 아세테이트 정제용 정제 분획중의 최종 컬럼과 함께 사용되는 재비등 스트림으로 전달시키는 방법.
  10. 제 4 항에 있어서,
    증기 응축물에서 나온 역을 아세트산 반응 스트림으로 전달시키는 방법.
  11. 제 4 항에 있어서,
    증기 응축물에서 나온 열을 비닐 아세테이트 정제용 정제 분획중의 경질 말단 컬럼의 재비등 스트림과 비닐 아세테이트 정제용 정제 분획중의 최종 컬럼과 함께 사용되는 재비등 스트림으로 전달시키는 방법.
  12. (a) 반응 생성 열을 통해 아세트산을 생성하는 수단;
    (b) 아세트산을 생성하는 수단에서 생성되는 아세트산을 정제하는 수단;
    (c) 아세트산을 생성하는 수단에서 생성되는 아세트산의 적어도 일부로부터 비닐 아세테이트를 생성하는 수단;
    (d) 비닐 아세테이트를 생성하는 수단에서 생성되는 비닐 아세테이트를 정제하는 수단; 및
    (e) 아세트산을 생성하는 수단에서 아세트산 생성에 의해 발생된 열의 적어도 일부를 비닐 아세테이트를 생성하는 수단중 하나 이상과 비닐 아세테이트를 정제하는 수단으로 전달시키는 수단을 포함하는, 아세트산과 비닐 아세트산의 생성을 위한 통합된 시스템.
  13. (a) 반응 생성 열을 통해 아세트산을 생성하는 제 1 반응기;
    (b) 제 1 반응기에서 생성된 아세트산을 정제하는 제 1 정제 분획;
    (c) 제 1 반응기에서 생성된 아세트산의 적어도 일부로부터 비닐 아세테이트를 생성하는 제 2 반응기;
    (d) 제 2 반응기에서 생성되는 비닐 아세테이트를 정제하는 제 2 정제 분획; 및
    (e) 제 1 반응기의 아세트산 생성에서 생성되는 열의 적어도 일부를 제 2 반응기중 하나 이상과 제 2 정제 분획으로 전달시키는 열 교환 장치를 포함하는,
    아세트산과 비닐 아세테이트 생산용 통합 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    제 1 반응기가 에틸렌, 에탄 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 탄화수소를 포함하는 기체 공급 원료를 촉매의 존재하에서 산소-함유 기체와 반응시키는 반응 대역을 갖는 통합 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    제 1 반응기가 액체 반응 매질중의 일산화탄소를 이용하여 알킬 알콜을 카보닐화시키는 반응 대역을 갖는 통합 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    제 1 반응기에서 생성된 생성물에서 나온 열을 증기 응축물 스트림으로 전달하는 열 교환기를 포함하는 통합 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    증기 응축물 스트림에서 나온 열을 비닐 아세테이트 공비 컬럼 공급물 스트림으로 전달시키는 열 교환 장치를 포함하는 통합 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    증기 응축물 스트림에서 나오는 열을 비닐 아세테이트 정제용 정제 분획의 경질 말단 컬럼의 재비등 스트림으로 전달하는 열 교환 장치를 포함하는 통합 시스템.
  19. 제 16 항에 있어서,
    증기 응축물 스트림에서 나오는 열을 비닐 아세테이트 정제용 정제 분획중의 최종 컬럼과 함께 사용되는 재비등 스트림으로 전달시키는 열 교환 장치를 포함하는 통 합 시스템.
  20. 제 16 항에 있어서,
    증기 응축물 스트림에서 나온 열을 비닐 아세테이트를 생성하는데 이용되는 아세트산의 적어도 일부로 전달하는 열 교환 장치를 포함하는 통합 시스템.
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