KR20230082638A - 압력 보정된 온도 열원 제어를 갖는 증류 방법 및 장치 - Google Patents
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
본 발명은 일반적으로 아세트산 생성 유닛에서 유출물을 분리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 따라서, 본 개시의 일 양태는 공급물 입구를 통해 증류 컬럼 내에 아세트산 및 물을 포함하는 공급물 스트림을 도입하는 단계, 물이 풍부한 제 1 분획물 및 아세트산이 풍부한 제 2 분획물을 형성하도록 공급물 스트림을 분리하는 단계; 컬럼의 제 1 출구와 제 2 출구 사이의 포지션들에서 컬럼의 내부 온도 및 내부 압력을 측정하는 단계, 컬럼의 측정된 내부 압력 및 내부 온도에 기초하여 컬럼의 보정된 온도를 결정하는 단계, 보정된 온도가 목표 값과 상이한 경우, 컬럼의 바닥 섹션과 열 연통하는 열원의 가열 속도를 조정하는 단계, 및 그후, 분리된 아세트산이 풍부한 제 2 분획물의 적어도 일부를 인출하는 단계를 포함하고, 분획물은 500 - 1,500 중량 ppm (ppmw) 물을 포함한다.
Description
본 발명은 일반적으로 아세트산 생성 유닛에서 유출물을 분리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
상업적으로, 아세트산은 VIII 족 카르보닐화 촉매의 존재 하에 일산화탄소로 메탄올을 카르보닐화함으로써 수년 동안 제조되어 왔다. 전형적으로, 일산화탄소는 반응기에서 로듐 또는 이리듐 균질 또는 비균질 카르보닐화 촉매, 메틸 요오다이드 및 물의 존재 하에 메탄올과 접촉된다. 일반적으로, 아세트산 생성물은 반응기로부터 미가공 아세트산 생성물을 인출하고 VIII 족 금속 카르보닐화 촉매, 메틸 요오다이드, 메틸 아세테이트, 및 물과 같은 다른 성분으로부터 하나 이상의 플래시 및/또는 증류 단계들에서 아세트산 생성물을 분리함으로써 인출될 수 있다.
통상적으로, 아세트산 생성 유닛의 반응 존으로부터의 유출물은 플래시 탱크와 같은 플래시 분리 존에서 분리되어, 아세트산, "경질" 성분, 예를 들어 메틸 요오다이드 및 메틸 아세테이트, 및 "중질" 성분, 예를 들어 아세트산 무수물 및/또는 프로피온산을 포함하는 스트림을 제공한다. (본 명세서에서 "경질 성분"은 아세트산보다 낮은 비점을 갖는 성분을 지칭하고, "중질 성분"은 아세트산보다 높은 비점을 갖는 성분을 지칭한다.) 스트림은 경질분 (light-ends) 분리 존으로 전달되며, 여기서 물을 포함하는 경질 성분은 하나 이상의 증류 컬럼에서 아세트산 생성물로부터 분리된다. 마지막으로, 중질 성분은 하나 이상의 "중질분 (heavy-ends)" 컬럼 (또는 중질분 분리 존) 에서 아세트산 생성물로부터 분리된다.
증류 컬럼의 생성물 스트림의 조성을 직접 모니터링하는 것이 어렵기 때문에 (예를 들어, 비용, 복잡성, 측정 데드-타임 (measurement dead-time) 으로 인해), 생성물 스트림의 조성은 종종 컬럼의 내부 온도로부터 추론된다. 예를 들어, 경량분 증류 컬럼으로부터의 아세트산 스트림의 물 함량은 컬럼에서 특정 위치에서 측정된 온도로부터 추론될 수 있다. 그후, 증류 컬럼에 제공되는 열의 양은 "목표" 온도 (즉, 원하는 생성물 조성에 대응함) 를 유지하도록 조정된다.
그러나, 이러한 컬럼의 작동 압력은 전형적으로 컬럼의 상단 또는 심지어 컬럼의 응축기의 하류에서 고정/제어된다. 그 컬럼 내의 (즉, 고정된 헤드 압력으로부터의) 압력 강하는, 예를 들어 컬럼 전체에 걸친 증기 유동이 증가 또는 감소할 때 변화할 수 있다. 플랜트 생산률의 변화는 컬럼 내에서의 증기 및 액체 유동의 변화를 초래할 수 있고, 압력 강하의 상당한 변화를 도입할 수 있다. 컬럼 내의 온도 측정 지점에서의 압력이 변화할 때, 동일한 내부 컬럼 온도는 더 이상 고정된 생성물 스트림 조성을 나타내지 않을 것이다. 특정 상황에서, 컬럼 압력은 심지어 더 하류애서 제어될 수 있다. 예를 들어, 경질분 컬럼의 경우에, 압력은 경질분 스크러빙 시스템의 출구에서 제어될 수 있고, 경질분 컬럼의 작동 압력은 실제로 중간 장비를 통해 확립된 배압에 의해 좌우될 수 있으며, 이는 작동 조정에 따라 변할 것이다. 이는 원하는 생성물 조성을 나타내는 적합한 온도를 결정하려고 시도할 때 추가의 과제를 도입한다.
따라서, 물 및 아세트산을 포함하는 스트림, 특히 메탄올의 카르보닐화로부터 기인되는 스트림에 대한 분리 방법을 개선할 필요가 남아있다.
본 개시의 범위는 본 요약 내에서 언급에 의해 전혀 영향을 주지 않는다.
하나의 양태에서, 증류 컬럼에서 아세트산 및 물을 포함하는 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법으로서, 상기 컬럼은
열원과 열 연통하는 바닥 섹션;
상기 바닥 섹션 위에 위치설정된 공급물 입구;
상기 공급물 입구 위에 위치설정된 제 1 출구; 및
상기 공급물 입구 아래에 위치설정된 제 2 출구를 포함하고;
상기 방법은,
상기 공급물 입구를 통해 상기 컬럼 내로 상기 공급물 스트림을 도입하는 단계;
상기 열원의 제 1 가열 속도로, 물이 풍부한 제 1 분획물 및 아세트산이 풍부한 제 2 분획물을 형성하도록 공급물 스트림을 분리하는 단계;
상기 제 1 출구와 상기 제 2 출구 사이의 제 1 포지션에서 상기 컬럼의 내부 온도를 측정하는 단계;
상기 제 1 출구와 상기 제 2 출구 사이의 제 2 포지션에서 상기 컬럼의 내부 압력을 측정하는 단계;
상기 컬럼의 측정된 상기 내부 압력 및 상기 내부 온도에 기초하여 상기 컬럼의 보정된 온도를 결정하는 단계로서;
상기 보정된 온도가 목표 값보다 크다는 것을 결정한 후, 상기 제 1 가열 속도보다 낮은 제 2 가열 속도로 상기 열원을 조정하거나; 또는
상기 보정된 온도가 목표 값보다 낮다는 것을 결정한 후, 상기 제 1 가열 속도보다 높은 제 2 가열 속도로 열원을 조정하는, 상기 컬럼의 보정된 온도를 결정하는 단계,
상기 제 1 출구를 통해 상기 제 1 분획물의 적어도 일부를 인출하는 단계; 및
상기 제 2 출구를 통해 상기 제 2 분획물의 적어도 일부를 인출하는 단계를 포함하고, 500 중량 ppm 내지 1,500 중량 ppm (ppmw) 의 범위 내의 양으로 인출된 상기 제 2 분획물에 물이 존재한다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 800 ppmw 내지 1,200 ppmw 범위 내의 양으로 인출된 상기 제 2 분획물에 물이 존재한다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 적어도 95 중량% (예를 들어, 적어도 97.5 중량%, 또는 적어도 99 중량%) 의 양으로 인출된 상기 제 2 분획물에 아세트산이 존재한다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 1-10 중량% (예를 들어, 2-7.5 중량%, 또는 2-5 중량%) 의 물, 90-99 중량% (예를 들어, 92.5-98 중량%, 또는 95-98 중량%) 의 아세트산, 최대 1 중량% (예를 들어, 최대 0.75 중량%) 의 메틸 요오다이드, 및 최대 5 중량% (예를 들어, 최대 3.5 중량%) 의 메틸 아세테이트를 포함한다. 공급물 스트림은 또한 중질 성분들, 예를 들어 아세트산 무수물 및/또는 프로피온산을 포함할 수 있다. 예를 들어, 100-2,000 ppmw (예를 들어, 200-1,750 ppmw, 또는 400-1,500 ppmw) 의 아세트산 무수물 및/또는 프로피온산, 예를 들어 100-2,000 ppmw (예를 들어, 200-1,750 ppmw, 또는 400-1,500 ppmw) 의 프로피온산이 존재할 수 있다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 1-10 중량% (예를 들어, 2-7.5 중량%, 또는 2-5 중량%) 의 물, 40-85 중량% (예를 들어, 40-75 중량%, 또는 55-85 중량%) 의 아세트산, 10-25 중량% (예를 들어, 15-20 중량%) 의 메틸 요오다이드, 및 15-30 중량% (예를 들어, 20-25 중량%) 의 메틸 아세테이트를 포함한다. 공급물 스트림은 또한 중질 성분들, 예를 들어 아세트산 무수물 및 프로피온산을 포함할 수 있다. 예를 들어, 100-2,000 ppmw (예를 들어, 200-1,750 ppmw, 또는 400-1,500 ppmw) 의 아세트산 무수물 및/또는 프로피온산, 예를 들어 100-2,000 ppmw (예를 들어, 200-1,750 ppmw, 또는 400-1,500 ppmw) 의 프로피온산이 존재할 수 있다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 상기 컬럼의 상기 내부 온도 및 상기 내부 압력은 상기 공급물 입구와 상기 제 2 출구 사이의 포지션에서 각각 개별적으로 측정된다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 상기 컬럼의 상기 내부 온도 및 상기 내부 압력은 상기 제 1 출구 및 상기 제 2 출구를 분리하는 이론적 스테이지의 총 수의 50% 이하 (예를 들어, 45% 이하, 또는 40% 이하) 만큼 상기 제 2 출구로부터 분리된 포지션에서 각각 개별적으로 측정된다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 측정된 상기 내부 압력은 0.125 MPaG 내지 0.5 MPaG 의 범위 내이다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 측정된 내부 압력은 컬럼의 헤드 압력보다 (예를 들어, 적어도 0.01 MPaG, 또는 적어도 0.02 MPaG, 또는 적어도 0.03 MPaG 만큼) 더 크다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 측정된 내부 온도가 110℃ 내지 200℃ 의 범위 내 (예를 들어, 120℃ 내지 190℃, 또는 130℃ 내지 180℃ 의 범위 내) 이다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 상기 보정된 온도를 결정하는 단계는 상기 컬럼의 측정된 상기 내부 온도에 보정 계수를 추가하는 단계를 포함하고, 상기 보정 계수는 상기 컬럼의 측정된 상기 내부 압력에 기초한다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 열원은 리보일러 (reboiler) 를 포함한다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 열원을 조정하는 단계는 리보일러에 제공되는 스팀의 유량을 증가 또는 감소시키는 단계를 포함한다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 상기 바닥 섹션, 상기 제 2 출구, 상기 열원의 내부 표면들, 상기 제 2 출구와 상기 열원 사이의 임의의 연결 파이프워크 (pipework), 및 상기 컬럼의 상기 바닥 섹션에서의 임의의 내부들 중 적어도 하나는 지르코늄을 포함한다 (용어 "내부"는 컬럼 내측의 임의의 성분을 포함하고, 본 발명에서는 증류 컬럼의 바닥 섹션에서 트레이 및 패킹을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다).
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 컬럼의 바닥 섹션 및/또는 제 2 출구는 지르코늄을 포함한다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 상기 제 2 출구는 지르코늄을 포함한다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 인출된 제 2 분획물은 아세트산 및 물을 포함하는 생성물 스트림, 및 중질 성분들, 예를 들어 아세트산 무수물 및/또는 프로피온산을 포함하는 폐기물 스트림, 특히 프로피온산을 포함하는 폐기물 스트림을 생성하도록 분리된다.
특히, 제 2 분획물은 아세트산, 물 및 중질 성분들, 예를 들어 아세트산 무수물 및/또는 프로피온산을 포함할 수 있고, 방법은 또한 인출된 제 2 분획물의 전부 또는 일부를 제 2 증류 컬럼, 특히 "중질분 컬럼"으로 통과시켜 중질 성분을 분리하는 단계를 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제 2 증류 컬럼은
열원과 열 연통하는 바닥 섹션;
상기 바닥 섹션 위에 위치설정된 공급물 입구 ("제 2 컬럼 공급물 입구");
상기 공급물 입구 아래에 위치설정된 출구 ("제 3 출구"); 및
상기 공급물 입구 위에 위치설정된 출구 ("제 4 출구”)를 포함하고,
상기 방법은,
상기 공급물 입구를 통해 상기 컬럼으로 제 2 분획물의 전부 또는 일부를 도입하는 단계;
공급물 입구 아래에 위치설정된 출구를 통해 중질 성분-함유 제 3 분획물을 인출하는 단계 및
공급물 입구 위에 위치설정된 출구를 통해 아세트산이 풍부한 제 4 분획물을 인출하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 제 2 증류 컬럼은 공급물 입구 위에 위치설정된 2개의 출구를 포함할 수 있고, 이들 둘 모두는 그로부터 인출된 아세트산이 풍부한 분획물을 갖는다. 하나의 이러한 분획물은 전술한 제 4 분획물으로 취해질 수 있고, 바람직하게는 생성물 스트림으로 취해지는 반면, 다른 것, 바람직하게는 더 작은 유량 분획물은 재순환 스트림으로 취해질 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 개시는 아세트산 및 물을 포함하는 공급물 스트림을 분리하기 위한 시스템을 제공하고, 시스템은
물이 풍부한 제 1 스트림 및 아세트산이 풍부한 제 2 스트림을 생성하도록 공급물 스트림을 분리할 수 있는 증류 컬럼을 포함하고, 상기 제 2 스트림은 500 ppmw 내지 1,500 ppmw 범위 내의 양의 물을 포함하고,
상기 컬럼은,
열원과 열 연통하는 바닥 섹션;
상기 바닥 섹션 위에 위치설정된 공급물 입구;
상기 공급물 입구 위에 위치설정된 제 1 출구;
상기 공급물 입구 아래에 위치설정된 제 2 출구;
상기 제 1 출구와 상기 제 2 출구 사이에 위치설정된 온도 센서; 및
상기 제 1 출구와 상기 제 2 출구 사이에 위치설정된 압력 센서를 포함하고,
상기 열원은 리보일러 및 상기 온도 센서의 내부 온도 측정 및 상기 압력 센서의 내부 압력 측정에 기초하여 상기 리보일러의 가열 속도를 조정할 수 있는 제어 유닛을 포함한다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 시스템의 특정 실시예에서, 상기 내부 온도 및 상기 내부 압력은 상기 공급물 입구와 상기 제 2 출구 사이에서 각각 개별적으로 위치설정된다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 시스템의 특정 실시예에서, 상기 온도 센서 및 상기 압력 센서는 상기 제 1 출구 및 상기 제 2 출구를 분리하는 이론적 스테이지의 총 수의 50% 이하(예를 들어, 45% 이하, 또는 40% 이하) 만큼 상기 제 2 출구로부터 각각 개별적으로 분리된다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 시스템의 특정 실시예에서, 시스템은 상기 컬럼의 헤드 압력을 측정할 수 있는 헤드 압력 센서를 추가로 포함한다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 시스템의 특정 실시예에서, 상기 바닥 섹션, 상기 제 2 출구, 상기 열원의 내부 표면들, 상기 제 2 출구와 상기 열원 사이의 임의의 연결 파이프워크, 및 상기 컬럼의 상기 바닥 섹션에서의 임의의 내부들 중 적어도 하나는 지르코늄을 포함한다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 시스템의 특정 실시예에서, 컬럼의 바닥 섹션 및/또는 제 2 출구는 지르코늄을 포함한다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 시스템의 특정 실시예에서, 상기 제 2 출구는 지르코늄을 포함한다.
본 발명의 다른 양태들은 이하의 설명을 고려하여 당업자에게 명백해질 것이다.
도 1 은 본 개시의 일 실시예에 따른 증류 시스템의 개략도이다.
다양한 양태에서, 본 개시의 방법은 아세트산 및 물을 포함하는 공급물 스트림의 개선된 분리를 제공한다.
이제, 도면을 참조하여 본 발명의 방법의 추가적인 특징들을 설명한다.
본 발명자들은 증류 컬럼에서 아세트산 및 물을 포함하는 공급물 스트림을 분리하고, 컬럼의 내부 압력 및 내부 온도를 측정하고, 그후 컬럼의 보정된 내부 온도를 계산함으로써, 증류 컬럼의 바닥 섹션과 열 연통하는 열원이 보정된 내부 온도를 목표 값으로 또는 그 근처로 유지하도록 조정될 수 있다는 것을 판단하였다.
유리하게는, 목표 값은 바람직하게는 시스템의 부식성을 제한하고 불필요한 에너지 소비를 피하는 컬럼으로부터 인출된 아세트산이 풍부한 스트림의 물 농도에 대응할 수 있다.
특히, 본 발명에서, 인출된 제 2 분획물에 존재하는 물의 양은 500 ppmw 내지 1,500 ppmw 의 범위에서 유지된다. 이 범위는 특정 재료 (예를 들어, 지르코늄) 의 부식을 최소화하거나 심지어 회피하면서, 또한 불필요한 에너지 소비 (예를 들어, 리보일러 듀티) 를 최소화하는 최적화를 제공한다는 것이 밝혀졌다. 이미 언급된 바와 같이, 800 ppmw 내지 1,200 ppmw 범위 내의 양으로 인출된 상기 제 2 분획물에 물이 존재한다.
따라서, 일반적으로 원하는 성분으로부터 불순물을 분리하기 위한 증류 컬럼은 본 발명에서와 같이, 원하는 성분이 아세트산이고 불순물이 물인 원하는 성분의 얻어진 스트림의 불순물 함량을 최소화하도록 통상적으로 작동되지만, 그후 생성물 스트림에서 500 ppmw 미만의 물의 농도는 시스템에서 부식을 증가시킬 수 있다는 것이 밝혀졌다.
특히, 아세트산과 물의 혼합물은 증류 컬럼의 조건 하에서 부식성인 것으로 알려져 있다. 이러한 이유로, 적어도 증류 컬럼의 바닥 섹션 및 제 2 출구는 그러나 전형적으로 또한 컬럼의 베이스에서의 보조 장비 (예를 들어, 열원 (전형적으로 하나 이상의 리보일러 (reboiler) 를 포함함), 베이스 펌프, 밸브, 파이프워크 등) 가 제조되거나 부식에 저항성인 재료로 라이닝될 수 있다. 지르코늄이 바람직하다. 그러나, 생성물 스트림 (및 따라서 이로써 컬럼의 바닥 섹션 및 제 2 출구에서) 의 물 농도가 너무 낮으면, 이러한 재료가 여전히 상당히 부식될 수 있다는 것이 이제 밝혀졌다.
따라서, 본 발명에서는 생성물 사양을 충족시키도록 아세트산에 대해 물을 제거하기 위한 임의의 후속 단계를 피하거나 최소화하기 위해 물의 농도가 너무 높지 않은 것이 바람직할 뿐만 아니라, 농도도 역시 너무 낮지 않은 것이 바람직한데, 왜냐하면 이는 부식 문제를 야기할 수 있기 때문이다. 이러한 범위 내에서 농도를 유지하기 위해서는 컬럼의 정확한 제어가 필요하다. 본 발명은 불순물의 레벨을 최소화하지 않고, 그러나 요구되는 범위 내로 그것을 제어하기 위해 정의된 바와 같이 보정된 온도를 사용한다.
따라서, 본 개시의 일 양태는 공급물 입구를 통해 증류 컬럼 내에 아세트산 및 물을 포함하는 공급물 스트림을 도입하는 단계, 물이 풍부한 제 1 분획물 및 아세트산이 풍부한 제 2 분획물을 형성하도록 공급물 스트림을 분리하는 단계; 컬럼의 제 1 출구와 제 2 출구 사이의 포지션들에서 컬럼의 내부 온도 및 내부 압력을 측정하는 단계, 컬럼의 측정된 내부 압력 및 내부 온도에 기초하여 컬럼의 보정된 온도를 결정하는 단계, 보정된 온도가 목표 값과 상이한 경우, 컬럼의 바닥 섹션과 열 연통하는 열원의 가열 속도를 조정하는 단계, 및 분리된 아세트산이 풍부한 제 2 분획물의 적어도 일부를 인출하는 단계를 포함하고, 분획물은 500 - 1,500 중량 ppm (ppmw) 물 을 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 추가로 정의되지 않는 한, 물이 풍부한 분획물은 상응하는 아세트산이 풍부한 분획물보다 상대적으로 더 많은 물을 갖는 반면; 아세트산이 풍부한 분획물은 대응하는 물이 풍부한 분획물보다 상대적으로 더 많은 아세트산을 갖는다.
전술한 바와 같이, 공급물 스트림은 아세트산 및 물을 포함한다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 아세트산 생성 유닛의 플래시 분리 존으로부터의 증기 분획물을 포함한다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 다른 실시예에서, 공급물 스트림은 아세트산 생성 유닛의 경질분 분리 존에서 경질분 컬럼으로부터의 분획물을 포함한다. 공급물 스트림은 아세트산이 풍부한 이러한 경질분 컬럼으로부터의 임의의 분획물, 예를 들어 경질분 컬럼으로부터의 보텀스 분획물 (bottoms fraction) 을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "아세트산 생성 유닛" 은 아세트산 생성물을 생성할 수 있는 유닛을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 아세트산 생성 유닛은 반응 존, 플래시 분리 존, 경질분 분리 존, 및 중질분 분리 존을 포함한다.
특정 실시예에서, 아세트산 생성 유닛의 반응 존은 아세트산-함유 유출물을 생성하는 데 사용될 수 있는 임의의 적합한 반응 유닛을 포함한다. 예를 들어, 이러한 특정 실시예에서, 아세트산 생성 유닛의 반응 존은 하나 이상의 반응기를 포함하고, 이 반응기 내에서 VIII족 금속 촉매 시스템의 존재 하에 메탄올 및/또는 이의 반응성 유도체를 일산화탄소로 카르보닐화시킴으로써 아세트산을 생성할 수 있다. 메탄올 및/또는 이의 반응성 유도체의 카르보닐화에 사용될 수 있는 적합한 반응기 및 그 구성은 당업계에 일반적으로 공지되어 있다.
예를 들어, 특정 실시예에서, VIII족 금속 카르보닐화 촉매 및 메틸 요오다이드의 존재 하에 일산화탄소로 메탄올 및/또는 이의 반응성 유도체를 카르보닐화시켜서, 아세트산 생성 유닛의 반응 존에서 아세트산을 생성한다. 특정 실시예에서, 메탄올의 반응성 유도체는 예를 들어 메틸 아세테이트, 디메틸 에테르, 또는 메틸 요오다이드이다. 메탄올의 카르보닐화를 위한 방법 및 VIII족 금속 촉매는 당업계에 일반적으로 공지되어 있다.
특정 실시예에서, VIII족 금속 촉매 시스템의 존재 하에 일산화탄소로 메탄올 및/또는 그의 반응성 유도체의 카르보닐화는 균질이거나 비균질일 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 비균질 카르보닐화는 불활성 서포트 (예를 들어, 탄소, 활성탄) 에 서포팅된 VIII 족 금속 카르보닐화 촉매 (예를 들어, 로듐 및/또는 이리듐을 포함함) 에 의해 촉매화된다. 이러한 특정 실시예에서, 촉매는 예를 들어, 루테늄, 철, 니켈, 리튬, 및 코발트와 같은 적어도 하나의 금속 프로모터를 더 포함한다. 이러한 특정 실시예에서, 메탄올 반응물이 액체 및/또는 증기 상으로 반응 존에 제공될 수 있다. 특정 바람직한 실시예에서, 메틸 요오다이드 및, 선택적으로, 물이 증기 상으로 반응 존에 제공된다.
다른 예에서, 특정 실시예에서, 균질 카르보닐화는 메틸 요오다이드, 메틸 아세테이트, 및 물을 포함하는 액체 반응 조성물에서 가용성 VIII족 금속 카르보닐화 촉매 (예를 들어, 로듐 및/또는 이리듐을 포함함) 에 의해 촉매화된다. 이러한 특정 실시예에서, 액체 반응 조성물은 아세트산 무수물 및/또는 프로피온산 부산물을 추가로 포함한다. 이러한 실시예에서, 카르보닐화 촉매는 액체 반응 조성물에 용해될 수 있는 임의의 형태로 액체 반응 조성물에 첨가될 수 있거나, 가용성 형태로 전환가능하다.
본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 이리듐-함유 카르보닐화 촉매는 IrCl3, IrI3, IrBr3, [Ir(CO)2I]2, [Ir(CO)2Cl]2, [Ir(CO)2Br]2, [Ir(CO)2I2]-, [Ir(CO)2Br2]-, [Ir(CO)2I2]-, [Ir(CH3)I3(CO)2]-, Ir4(CO)12, IrCl3.4H2O, IrBr3.4H2O, Ir3(CO)12, 이리듐 금속, Ir2O3, IrO2, Ir(acac)(CO)2, Ir(acac)3, 이리듐 아세테이트, [Ir3O(OAc)6(H2O)3][OAc], 및 헥사클로로이리드산 [H2IrCl6] 으로부터 선택된다. 특정 바람직한 실시예에서, 촉매는 예를 들어 아세테이트, 옥살레이트 및 아세토아세테이트와 같은 이리듐의 클로라이드-프리 착물을 포함한다. 본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 액체 반응 조성물 중 이리듐-함유 카르보닐화 촉매의 농도는 중량 당 100 ppm 내지 6,000 ppm (ppmw) 의 이리듐의 범위 내이다.
본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 로듐-함유 카르보닐화 촉매는 [Rh(CO)2Cl]2, [Rh(CO)2I]2, [Rh(Cod)Cl]2, 로듐 (III) 클로라이드, 로듐 (III) 클로라이드 트리하이드레이트, 로듐 (III) 브로마이드, 로듐 (III) 요오다이드, 로듐 (III) 아세테이트, 로듐 디카르보닐아세틸아세토네이트, RhCl3(PPh3)3 및 RhCl(CO)(PPh3)2 로부터 선택된다. 본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 액체 반응 조성물 중 로듐-함유 카르보닐화 촉매의 농도는 적어도 1 ppm (즉, 액체 반응 조성물 중 또는 하류 생성물 분리 존 중 촉매의 용해도 한계까지), 예를 들어 10 ppmw 내지 1,500 ppmw 의 로듐의 범위 내이다.
본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 액체 반응 조성물은 이리듐 카르보닐화 촉매를 포함하고, 루테늄, 오스뮴 및 레늄으로부터 선택된 프로모터를 더 포함한다. 예를 들어, 특정 바람직한 실시예에서, 액체 반응 조성물은 이리듐 카르보닐화 촉매를 포함하고, 액체 반응 조성물에 가용성인 루테늄-함유 화합물을 더 포함한다. 이러한 실시예에서, 루테늄-함유 화합물은 액체 반응 조성물에 용해될 수 있는 임의의 형태로 액체 반응 조성물에 첨가될 수 있거나, 가용성 형태로 전환가능하다. 이러한 특정 실시예에서, 루테늄-함유 화합물은 예를 들어 아세테이트와 같은 클로라이드-프리 화합물을 포함한다. 이러한 특정 실시예에서, 루테늄-함유 화합물은 루테늄 (III) 클로라이드, 루테늄 (III) 클로라이드 트리하이드레이트, 루테늄 (IV) 클로라이드, 루테늄 (III) 브로마이드, 루테늄 (III) 요오다이드, 루테늄 금속, 루테늄 옥사이드, 루테늄 (III) 포르메이트, [Ru(CO)3I3]-H+, 테트라(아세토)클로로루테늄 (II, III), 루테늄 (III) 아세테이트, 루테늄 (III) 프로피오네이트, 루테늄 (III) 부티레이트, 루테늄 펜타카르보닐, 트리루테늄도데카카르보닐 및 혼합된 루테늄 할로카르보닐, 예를 들어 디클로로트리카르보닐루테늄 (II) 이량체, 디브로모트리카르보닐루테늄 (II) 이량체, 및 다른 오르가노루테늄 착물, 예를 들어 테트라클로로비스(4-시멘)디루테늄 (II), 테트라클로로비스(벤젠)디루테늄 (II), 디클로로(시클로옥타--1,5-디엔)루테늄 (II) 폴리머 및 트리스(아세틸아세토네이트)루테늄 (III) 으로부터 선택된다. 특정 바람직한 실시예에서, 루테늄-함유 화합물은, 예를 들어 알칼리 또는 알칼리 토 금속 염, 또는 다른 금속 염과 같이, 반응을 억제할 수 있는 원위치에 (in-situ) 이온성 요오다이드를 제공하거나 생성할 수 있는 불순물이 없다.
특정 실시예에서, 루테늄 프로모터는 액체 반응 조성물 중에 유효량 (예를 들어, 액체 반응 조성물 중 또는 하류 생성물 분리 존 중 프로모터의 용해도 한계까지) 으로 존재한다.
다른 실시예에서, 액체 조성물은 로듐 카르보닐화 촉매를 포함하고, 알칼리 금속 및/또는 예를 들어 사차 암모늄 요오다이드와 같은 유기 요오다이드로부터 선택된 프로모터를 더 포함한다. 특정 바람직한 실시예에서, 액체 조성물은 로듐 카르보닐화 촉매를 포함하고, 리튬 요오다이드 프로모터를 더 포함한다.
본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 액체 반응 조성물은 로듐 카르보닐화 촉매를 포함하고, 메틸 아세테이트는 액체 반응 조성물 중에 0.1 중량% 내지 70 중량% 범위 내의 양으로 존재한다. 다른 실시예에서, 액체 반응 조성물은 이리듐 카르보닐화 촉매를 포함하고, 메틸 아세테이트는 액체 반응 조성물 중에 1 중량% 내지 70 중량% 범위 내의 양으로 존재한다. 특정 바람직한 실시예에서, 메틸 아세테이트는 액체 반응 조성물 중에 2 중량% 내지 50 중량%, 예를 들어, 3 중량% 내지 35 중량% 범위 내의 양으로 존재한다.
전술한 바와 같이, 물이 액체 반응 조성물 중에 존재한다. 당업자는 메탄올과 아세트산 생성물 사이의 에스테르화 반응에 의해 물이 액체 반응 조성물 중에 원위치에 형성된다는 것을 인식할 것이다. 특정 실시예에서, 물은 또한 (예를 들어, 액체 반응 조성물의 다른 성분과 함께 또는 별도로) 카르보닐화 반응 존에 도입될 수 있다. 특정 바람직한 실시예에서, 액체 반응 조성물 중에 0.1 중량% 내지 15 중량% 범위 내, 예를 들어, 1 중량% 내지 15 중량% 범위 내, 또는 1 중량% 내지 8 중량% 범위 내의 양으로 물이 존재한다.
전술한 바와 같이, 프로피온산 부산물과 같은 중질 성분이 또한 액체 반응 조성물에 존재할 수 있다. 특정 실시예에서, 프로피온산은 액체 반응 조성물 중에 200 ppmw 내지 2,500 ppmw 범위 내, 예를 들어 400 ppmw 내지 2,000 ppmw 범위 내, 또는 600 ppmw 내지 1,400 ppmw 범위 내의 양으로 존재한다.
바람직한 특정 실시예에서, 메틸 요오다이드는 액체 반응 조성물 중에 1 중량% 내지 20 중량% 범위 내의 양으로 존재한다. 예를 들어, 이러한 특정 실시예에서, 메틸 요오다이드는 액체 반응 조성물 중에 2 중량% 내지 16 중량% 범위 내의 양으로 존재한다. 본원에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 액체 반응 조성물은 용매를 포함한다. 예를 들어, 이러한 특정 실시예에서, 액체 반응 조성물은 (예를 들어, 아세트산 생성 유닛의 분리 존으로부터 재순환된) 아세트산 용매를 포함한다.
전술한 바와 같이, 일산화탄소로 메탄올 및/또는 그의 반응성 유도체의 카르보닐화에 의해 반응 존에서 아세트산이 생성될 수 있다. 본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 반응 존에 제공된 일산화탄소는 본질적으로 순수하다. 다른 실시예에서, 반응 존에 제공된 일산화탄소는 예를 들어 이산화탄소, 메탄, 질소, 수소 또는 희가스와 같은 하나 이상의 불순물을 함유한다. 본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 일산화탄소의 분압 (예를 들어, 반응 존의 반응기 내) 은 1 bar 내지 70 bar 범위 내, 예를 들어 1 bar 내지 35 bar 범위 내이다.
본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 카르보닐화 반응은 10 barg 내지 100 barg 범위 내의 총 압력에서 (예를 들어, 반응 존의 반응기에서) 수행된다. 본 명세서에서 다르게 설명되지 않는 바와 같은 특정 실시예에서, 카르보닐화 반응은 100℃ 내지 300℃ 범위의 온도에서 (예를 들어, 반응 존의 반응기) 수행된다. 예를 들어, 특정 그러한 실시예에서, 카르보닐화 반응은 150℃ 내지 210℃, 또는 170℃ 내지 195℃, 또는 185℃ 내지 195℃ 범위 내의 온도에서 수행된다.
카르보닐화 방법은 배치 방법 또는 연속 방법으로서 수행될 수 있다. 특정 바람직한 실시예에서, 카르보닐화 방법은 연속 방법으로서 수행된다.
전술한 바와 같이, 아세트산 생성 유닛은 반응 존의 유출물로부터 미가공 아세트산 생성물을 분리하도록 구성된 플래시 분리 존을 포함한다. 본 명세서에서 다르게 설명되지 않는 바와 같은 특정 실시예에서, 플래시 분리 존은 유출물을 분리하여 액체 분획물 (예를 들어, 카르보닐화 촉매를 포함함) 및 아세트산 및 물을 포함하는 증기 분획물을 형성하기 위한 탱크를 포함한다. 플래시 분리 존으로부터 인출된 증기 분획물은 아세트산 생성 유닛의 경질분 분리 존으로 전달된다. 특정한 이러한 실시예에서, 탱크로부터 인출된 액체는 재순환으로서 아세트산 생성 유닛의 반응 존으로 전달된다.
아세트산 생성 유닛의 경질분 분리 존은 아세트산으로부터 적어도 아세트산보다 더 휘발성인 증기 분획물의 성분을 분리하도록 구성된다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 아세트산은 VIII 족 금속 촉매 시스템의 존재 하에 메탄올 및/또는 그의 반응성 유도체를 일산화탄소로 카르보닐화시킴으로써 반응 존에서 생성되고, 아세트산 생성 유닛의 경질분 분리 존은 아세트산을 분리하고 추가로 메틸 요오다이드, 메틸 아세테이트 및 물 (반응 존으로 재순환될 수 있음) 를 분리하도록 구성된다.
본 발명의 방법에서 증류 컬럼은 아세트산 생성 유닛의 경질분 분리 존에 위치될 수 있다. 특정 실시예에서, 경질분 분리 존은 아세트산 및 중질 성분들, 예를 들어 프로피온산을 포함하는 미가공 아세트산 생성물을 메틸 요오다이드, 메틸 아세테이트 및 물을 포함하는 경질분 분획물으로부터 분리하는 증류 컬럼을 포함한다. 일부 실시예에서, 이 증류 컬럼은 "건조" 미가공 아세트산 스트림을 생성할 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같이, "건조" 또는 "건조된" 아세트산 스트림은, 최대 1,500 ppmw 의 양으로 물을 포함한다. 이러한 실시예에서, 이 증류 컬럼은 본 발명의 방법의 증류 컬럼일 수 있다. (그리고, 이러한 실시예에서, 이는 또한 조합된 경질분 및 건조 컬럼으로서 간주될 수 있다.) 다른 실시예에서, 경질분 분리 존은 제 1 증류 컬럼 및 별도의 건조 컬럼을 포함한다. 예를 들어, 경질분 분리 존은 메틸 아세테이트 및 메틸 요오다이드로부터 미가공 아세트산 스트림 (아세트산, 중질 성분 및 잔류 물을 포함함) 을 분리하는 제 1 증류 컬럼, 및 미가공 아세트산 스트림으로부터 잔류 물을 분리하여 "건조" 미가공 아세트산 스트림을 생성하는 별도의 건조 컬럼을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 건조 컬럼은 본 발명의 방법의 증류 컬럼일 수 있다. 어느 한 실시예에서, 건조 미가공 아세트산 생성물은 아세트산 이외에 프로피온산과 같은 중질 성분을 포함한다. 어느 한 실시예에서의 건조 미가공 아세트산 스트림은 그후 중질 성분의 분리를 위해 본원에 기재된 바와 같은 중질분 분리 존으로 전달될 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬럼의 개략적인 단면도이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 컬럼 (100) 은 열원 (140) (즉, 가열 속도로 바닥 섹션에 열을 제공함) 와 열 연통하는 바닥 섹션 (110), 및 바닥 섹션 (110) 위에, 분별 섹션(120)을 포함한다. 도 1 의 실시예에서, 열원 (140) 는 바닥 섹션 (110) 과 (라인 (114 및 116) 을 통해) 유체 소통하는 리보일러 (142) 및 리보일러 (142) 의 가열 속도를 조정할 수 있는 제어 유닛 (144) 을 포함한다. 도 1 의 실시예에서, 제어 유닛 (144) 은 스팀 소스 (146) 로부터 리보일러 (142) 에 공급되는 스팀의 양을 조정할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 열원은 리보일러이고, (즉, 증가된 또는 감소된 가열 속도로 바닥 섹션에 열을 제공하기 위해) 열원을 조정하는 것은 리보일러에 공급되는 증기의 양을 조정하는 것을 포함한다. 물론, 다른 실시예에서, 당업계에 공지된 다른 열전달 매체 (예를 들어, 고온 오일, 연도 가스, 방법 스트림) 이 리보일러에 공급될 수 있다.
컬럼 (100) 은 바닥 섹션 (110) 위에 위치설정된 공급물 입구 (122), 공급물 입구 (122) 위에 위치설정된 제 1 출구 (124), 및 공급물 입구 (122) 아래에 위치설정된 제 2 출구 (112) 를 포함한다. 특정 실시예에서, 공급물 입구는 컬럼에 존재하는 이론적 스테이지의 총 수의 30-70% 만큼 컬럼의 베이스로부터 분리된다. 특정 실시예에서, 제 1 출구는 컬럼에 존재하는 이론적 스테이지의 총 수의 적어도 70% (예를 들어, 적어도 80%, 또는 적어도 90%) 만큼 컬럼의 베이스로부터 분리된다. 예를 들어, 그러한 특정 실시예에서, 제 1 출구는 컬럼의 상단에 또는 그 부근에 위치설정된다. 특정 실시예에서, 제 2 출구는 컬럼에 존재하는 이론적 스테이지의 총 수의 30% 이하 (예를 들어, 20% 이하, 또는 10% 이하) 만큼 컬럼의 베이스로부터 분리된다. 예를 들어, 그러한 특정 실시예에서, 제 2 출구는 컬럼의 바닥에 또는 그 부근에 위치설정된다.
전술한 바와 같이, 컬럼은 하나 이상의 분별 트레이 (도시되지 않음) 를 포함하는 분별 섹션 (120) 을 포함한다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 분별 섹션은 적어도 10개의 트레이, 예를 들어, 10-100개의 트레이, 또는 10-80개의 트레이, 또는 25-100개의 트레이, 또는 25-80개의 트레이, 또는 40-100개의 트레이, 또는 40-80개의 트레이를 포함한다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 분별 섹션은 적어도 10개의 이론적 스테이지, 예를 들어, 10-60개의 이론적 스테이지, 또는 15-60개의 이론적 스테이지, 또는 20-60개의 이론적 스테이지, 또는 10-50개의 이론적 스테이지, 또는 15-50개의 이론적 스테이지, 또는 20-50개의 이론적 스테이지, 또는 20-60개의 이론적 스테이지, 또는 20-50개의 이론적 스테이지, 또는 20-40개의 이론적 스테이지를 포함한다. 본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 분별 섹션은 하나 이상의 패킹된 베드를 포함한다.
컬럼 (100) 은 제 1 입구 (124) 와 제 2 입구 (112) 사이에 위치된 온도 센서 (132) 및 제 1 출구 (124) 와 제 2 출구 (112) 사이에 위치된 온도 센서 (134) 를 포함한다. 본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 온도 센서는 컬럼에 존재하는 이론적 스테이지의 총 수의 10% 이하 (예를 들어, 5% 이하, 또는 2.5% 이하) 만큼 압력 센서로부터 분리된다. 본원에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예들에서, 온도 센서 및 압력 센서 둘 모두는 분별 섹션의 2개의 인접한 트레이들 사이에 위치설정된다. 예를 들어, 도 1 의 실시예에서, 온도 센서 및 압력 센서는 제어 트레이와 인접한 트레이 사이에 위치설정된다. 도 1 의 실시예에서, 온도 센서 (132) 는 압력 센서 (134) 위에 위치설정된다. 물론, 다른 실시예들에서, 온도 센서 및 압력 센서는 컬럼의 베이스로부터 유사한 거리들에 위치설정되거나, 압력 센서는 온도 센서 위에 위치설정된다. 적합한 온도 및 압력 센서 (즉, 각각 컬럼의 내부 온도 및 내부 압력을 결정할 수 있음) 는 당업계에 일반적으로 공지되어 있다. 당업자는 컬럼의 내부 압력이 반드시 직접 측정될 필요는 없고 다른 적절한 압력 측정에 기초한 계산에 의해 측정될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 제 2 포지션에서의 컬럼의 내부 압력은 제 2 포지션에서의 컬럼의 내부 압력의 측정을 제공하기 위해 컬럼의 적절한 섹션에 걸친 차압 측정과 컬럼 헤드 압력의 측정을 조합함으로써 측정될 수 있다.
도 1 의 실시예에서, 온도 센서 및 압력 센서는 각각 공급물 입구 (122) 와 제 2 출구 (112) 사이에 위치설정된다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 시스템의 특정 실시예에서, 상기 온도 센서 및 상기 압력 센서는 상기 제 1 출구 및 상기 제 2 출구를 분리하는 이론적 스테이지의 총 수의 50% 이하 (예를 들어, 45% 이하, 또는 40% 이하) 만큼 칼럼의 베이스로부터 각각 개별적으로 분리된다.
컬럼 (100) 은 헤드 압력 센서 (136) 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 헤드 압력 센서는 컬럼에 존재하는 이론적 스테이지의 총 수의 적어도 70% (예를 들어, 적어도 80%, 또는 적어도 90%) 만큼 컬럼의 베이스로부터 분리된다. 예를 들어, 그러한 특정 실시예에서, 헤드 압력 센서는 컬럼의 상단에 또는 그 부근에 위치설정된다. 다른 실시예에서, 헤드 압력 센서는 컬럼의 제 1 출구의 하류에 위치설정된다. 예를 들어, 도 1 의 실시예에서, 헤드 압력 센서 (136) 는 제 1 출구 (124) 의 하류에 위치설정된다 (즉, 스트림 (126) 의 압력을 측정하도록 구성된다). 컬럼의 헤드 압력을 측정하기 위한 적합한 압력 센서 및 그 구성이 당업계에 일반적으로 공지되어 있다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 컬럼의 하나 이상의 성분은 지르코늄을 포함한다. 본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 제 2 출구, 바닥 섹션, 리보일러, 제 2 출구와 열원 사이의 임의의 연결 파이프워크 및 컬럼의 바닥 섹션 내의 임의의 내부들 중 하나 이상 (예를 들어, 각각) 은 지르코늄을 포함한다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 제 2 출구는 지르코늄을 포함한다.
작동 시, 공급물 스트림은 공급물 입구 (122) 를 통해 컬럼 (100) 내로 도입된다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 입구에서의 압력은 적어도 약 0.1 MPaG, 예를 들어 0.1 MPaG 내지 1 MPaG, 또는 0.1 MPaG 내지 0.5 MPaG 의 범위 내이다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 아세트산 생성 유닛의 플래시 분리 존으로부터 인출된 증기 분획물을 포함한다. 다른 실시예에서, 공급물 스트림은 경질분 컬럼 (예를 들어, 메틸 아세테이트 및 메틸 요오다이드로부터 미가공 아세트산 스트림 (아세트산, 중질 성분 및 잔류 물을 포함함) 을 분리하는 증류 컬럼) 의 유출물의 적어도 일부를 포함한다.
공급물 스트림은 물과 아세트산을 포함한다. 본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 적어도 90 중량% 아세트산을 포함한다. 예를 들어, 그러한 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 90-99 중량%, 또는 92.5-98 중량%, 또는 95-98 중량% 의 아세트산을 포함한다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 40-85 중량% 의 아세트산을 포함한다. 예를 들어, 그러한 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 40-75 중량%, 또는 55-85 중량% 의 아세트산을 포함한다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 10 중량% 이하의 물을 포함한다. 예를 들어, 이러한 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 1-10 중량%, 또는 2-7.5 중량%, 또는 2-5 중량% 물을 포함한다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 프로피온산과 같은 중질 성분을 추가로 포함한다. 예를 들어, 이러한 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 100-2,000 ppmw (예를 들어, 200-1,750 ppmw, 또는 400-1,500 ppmw)의 중질 성분들, 예를 들어 프로피온산 및/또는 아세트산 무수물을 포함한다. 그러한 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 100 내지 2,000 ppmw (예를 들어, 200 내지 1,750 ppmw, 또는 400 내지 1,500 ppmw) 의 프로피온산을 포함한다. 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 메탄올, 메틸 아세테이트, 메틸 요오다이드, 일산화탄소, 이산화탄소, 불활성 기체 (예를 들어, 질소), 및 다른 반응 부산물 기체 (예를 들어, 수소, 메탄) 중 하나 이상을 추가로 포함한다. 예를 들어, 이러한 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 최대 1 중량% 의 메틸 요오다이드 (예를 들어, 최대 0.75 중량%, 또는 최대 0.5 중량% 의 메틸 요오다이드) 및 최대 5 중량% 의 메틸 아세테이트 (예를 들어, 최대 3.5 중량%, 또는 최대 2 중량% 의 메틸 아세테이트) 를 포함한다. 또 다른 예에서, 그러한 특정 실시예에서, 공급물 스트림은 10-25 중량% 의 메틸 요오다이드 (예를 들어, 15-20 중량% 의 메틸 요오다이드) 및 15-30 중량% 의 메틸 아세테이트 (예를 들어, 20-25 중량% 의 메틸 아세테이트) 를 포함한다.
열원 (140) 의 리보일러 (142) 의 제 1 가열 속도에서, 공급물 스트림은 물이 풍부한 제 1 분획물 및 아세트산이 풍부한 제 2 분획물을 형성하도록 분리된다. 컬럼 (100) 의 내부 온도는 온도 센서 (132) 에 의해 (즉, 본 명세서에서 달리 설명되는 바와 같이 온도 센서 (132) 의 포지션에 대응하는 제 1 포지션에서) 측정되고, 컬럼의 내부 압력은 압력 센서 (134) 에 의해 (즉, 본 명세서에 달리 설명된 바와 같이 압력 센서 (134) 의 포지션에 대응하는 제 2 포지션에서) 측정된다. 특정 실시예에서, 상기 컬럼의 상기 내부 온도 및 상기 내부 압력은 상기 공급물 입구와 상기 제 2 출구 사이의 포지션에서 각각 개별적으로 측정된다. 예를 들면, 이러한 특정 실시예에서, 상기 컬럼의 상기 내부 온도 및 상기 내부 압력은 상기 제 1 출구 및 상기 제 2 출구를 분리하는 이론적 스테이지의 총 수의 50% 이하 (예를 들어, 45% 이하, 또는 40% 이하) 만큼 상기 제 2 출구로부터 분리된 포지션에서 각각 개별적으로 측정된다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 컬럼의 측정된 상기 내부 압력은 0.125 MPaG 내지 0.5 MPaG 의 범위 내이다. 특정 실시예에서, 측정된 내부 압력은 컬럼의 헤드 압력 (예를 들어, 본 명세서에 달리 설명된 바와 같이 헤드 압력 센서에 의해 측정됨) 보다 크다. 예를 들어, 특정 이러한 실시예에서, 측정된 내부 압력은 컬럼의 헤드 압력보다 적어도 0.01 MPaG, 또는 적어도 0.02 MPaG, 또는 적어도 0.03 MPaG 더 크다. 본원에 달리 기재된 특정 실시예에서, 컬럼의 측정된 내부 온도는 110℃ 내지 200℃ 의 범위 내이다. 예를 들어, 특정 이러한 실시예에서, 컬럼의 측정된 내부 온도는 120℃ 내지 190℃, 또는 130℃ 내지 180℃ 의 범위 내이다.
컬럼의 측정된 내부 압력 및 내부 온도에 기초하여, 컬럼의 보정된 온도가 결정된다. 본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 보정된 온도를 결정하는 단계는 보정 계수를 컬럼의 측정된 내부 온도에 추가하는 단계를 포함한다:
Tc = Tm - F(Pm)
여기서, Tc 는 보정된 온도이고, Tm 은 컬럼의 측정된 내부 온도이며, F(Pm)은 컬럼의 측정된 내부 압력 (Pm) 에 기초한 보정 계수이다. 이러한 특정 실시예들에서, 보정 계수는 선형 방정식에 대한 해이다:
F(Pm) = x*Pm + y
여기서, x 및 y 는 실수 계수이다. 당업자는 예를 들어 증류 조건의 하나 이상의 세트에서 측정된 생성물 조성에 기초하여 적절한 실수 계수를 결정할 수 있다. 예는 아래의 예들에서 제공된다.
유리하게는, 본 발명자들은 본 명세서에 달리 기재된 바와 같은 보정된 온도가 분리된 아세트산이 풍부한 제 2 분획물에 존재하는 물의 농도와 강하게 상관될 수 있고, 따라서 바람직한 생성물 조성물을 유지하는 데 필요한 것들로부터 벗어난 증류 조건의 편차를 보다 신뢰성있게 표시할 수 있다는 것을 판단하였다.
따라서, 본 명세서에 달리 설명된 바와 같은 특정 실시예에서, 결정된 보정된 온도는 목표 값보다 크고, 열원은 제 1 가열 속도보다 낮은 제 2 가열 속도로 조정된다. 다른 실시예에서, 결정된 보정된 온도는 목표 값보다 작고, 열원은 제 1 가열 속도보다 큰 제 2 가열 속도로 조정된다. 도 1 의 실시예에서, 컬럼 (100) 의 열원 (140) 을 조정하는 단계는 제어 유닛 (144) 을 사용하여 증기 소스 (146) 로부터 리보일러 (142) 에 제공되는 증기의 양을 증가 또는 감소시키는 단계를 포함한다.
제 2 분획물의 적어도 일부는 컬럼 (100) 으로부터 제 2 출구 (112) 를 통해 스트림 (118) 으로서 인출된다. 상기 기재된 바와 같이, 본원에 달리 기재된 바와 같은 방법은 바람직한 조성을 갖는 인출된 제 2 분획물을 생성하도록 유지될 수 있다. 본 발명자들은 또한 인출된 제 2 분획물에 존재하는 물의 양이 500 ppmw 내지 1,500 ppmw 의 범위 내에서 유지될 수 있다는 것을 판단하였으며, 이는 바람직하게는 특정 재료 (예를 들어, 지르코늄) 의 부식, 뿐만 아니라 불필요한 에너지 소비 (예를 들어, 리보일러 듀티) 를 최소화하거나 심지어 회피한다.
따라서, 제 2 출구 (112) 를 통해 인출되는 제 2 분획물은 500 ppmw 내지 1,500 ppmw 범위 내의 양의 물을 포함한다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 방법의 특정 실시예에서, 800 ppmw 내지 1,200 ppm 범위 내의 양으로 인출된 상기 제 2 분획물에 물이 존재한다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 아세트산은 적어도 95 중량% (예를 들어, 적어도 97.5 중량%, 또는 적어도 99 중량%) 의 양으로 인출된 상기 제 2 분획물에 존재한다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 인출된 제 2 분획물은 100-2,500 ppmw (예를 들어, 200-2,000 ppmw, 또는 600-1,500 ppmw) 의 중질 성분들, 예를 들어 프로피온산 및/또는 아세트산 무수물을 추가로 포함하고, 예를 들어 100-2,500 ppmw (예를 들어, 200-2,000 ppmw, 또는 600-1,500 ppmw) 의 프로피온산을 포함한다.
제 1 분획물의 적어도 일부는 컬럼 (100) 으로부터 제 1 출구 (124) 를 통해 스트림 (126) 으로서 인출된다. 특정 실시예에서, 인출된 제 1 분획물은 물, 아세트산, 및 메탄올, 메틸 아세테이트, 메틸 요오다이드, 일산화탄소, 이산화탄소, 불활성 기체 (예를 들어, 질소), 및 다른 반응 부산물 기체 (예를 들어, 수소, 메탄) 중 하나 이상을 포함한다. 본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예에서, 제 1 분획물은 5-95 중량% (예를 들어, 30-50 중량%, 또는 70-90 중량%) 의 물, 5-50 중량% (예를 들어, 5-20 중량%, 또는 10-30 중량%) 의 아세트산, 및 최대 70 중량% (예를 들어, 최대 20 중량%, 또는 40-60 중량%) 의 메탄올, 메틸 아세테이트, 메틸 요오다이드, 일산화탄소 및 이산화탄소의 하나 이상의 조합된 양을 포함한다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 제 1 분획물은 70-90 중량% 의 물, 10-30 중량% 의 아세트산, 및 최대 20 중량% 의 메탄올, 메틸 아세테이트, 메틸 요오다이드, 일산화탄소 및 이산화탄소의 하나 이상의 조합된 양을 포함한다. 또 다른 예에서, 특정 실시예에서, 제 1 분획물은 30-50 중량%의 물, 5-20 중량%의 아세트산, 및 40-60 중량%의 메탄올, 메틸 아세테이트, 메틸 요오다이드, 일산화탄소, 및 이산화탄소의 하나 이상의 조합된 양을 포함한다.
본원에 달리 기재된 바와 같은 특정 실시예들에서, 방법은 인출된 제 1 분획물을 응축하고 액체 분획물을 형성하기 위한 하나 이상의 응축기 및/또는 냉각기를 더 포함한다. 당업자는 인출된 제 1 분획물을 액체 상으로 응축하기 위해 당업계에 공지된 임의의 적합한 방법이 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 특정 실시예들에서, 분획물은 적어도 하나의 열교환기 (예를 들어, 냉각 매체로서 물이 공급됨) 를 사용하여 응축된다. 응축되지 않은 오버헤드 분획물의 성분 (예를 들어, 일산화탄소, 이산화탄소, 불활성 가스, 반응 부산물 가스) 은 오프-가스 스트림으로서 제거된다. 특정 실시예에서, 아세트산은 VIII 족 금속 촉매 시스템의 존재 하에 메탄올 및/또는 그의 반응성 유도체를 일산화탄소로 카르보닐화시킴으로써 반응 존에서 생성되고, 오프-가스 스트림은 메틸 요오다이드 (예를 들어, 혼입된 그리고/또는 증발된 메틸 요오다이드로서 존재함), 메틸 아세테이트 및 물을 더 포함한다.
특정 실시예에서, 인출된 제 1 분획물은 메틸 아세테이트, 물, 및 아세트산을 포함한다. 특정 실시예들에서, 아세트산은 VIII 족 금속 촉매 시스템의 존재 하에 메탄올 및/또는 그의 반응성 유도체를 일산화탄소로 카르보닐화시킴으로써 반응 존에서 생성되고, 인출된 제 1 분획물은 메틸 요오다이드를 더 포함한다. 특정 실시예들에서, 인출된 제 1 분획물은 혼입된 또는 용해된 기체 성분 (예를 들어, 일산화탄소, 이산화탄소, 불활성 가스) 을 더 포함한다.
특정 실시예에서, 인출된 제 1 분획물의 일부는 응축되고, 환류 스트림으로서, 증류 컬럼으로, 그리고 바람직하게는 제 1 분획물이 인출되는 증류 컬럼으로 복귀된다. 특정 실시예에서, 상기 방법은 디캔터 (decanter) 를 포함하며, 여기서 인출된 제 1 분획물은 2개의 층: 메틸 아세테이트 및 메틸 요오다이드를 포함하는 하부 (예를 들어, 유기) 층 및 물을 포함하는 상부 (예를 들어, 수성) 층으로 분리된다. 특정 실시예들에서, 아세트산은 VIII 족 금속 촉매 시스템의 존재 하에 메탄올 및/또는 그의 반응성 유도체를 일산화탄소로 카르보닐화시킴으로써 반응 존에서 생성되고, 하부 층은 메틸 요오다이드를 더 포함한다. 특정 실시예에서, 디캔터로부터의 상부 층의 적어도 일부 (예를 들어, 전부) 는 환류 스트림으로서 증류 컬럼으로, 바람직하게는 제 1 분획물이 인출되는 증류 컬럼으로 복귀된다. 특정 실시예들에서, 디캔터로부터의 상부 층의 적어도 일부 (예를 들어, 전부) 는 반응 존으로 재순환된다. 특정 실시예들에서, 오프-가스는 디캔터로부터 인출되고 (예를 들어, 폐기 전에) 오프-가스 스크러빙 유닛으로 전달된다.
특정 실시예에서, 아세트산, 및 프로피온산 및/또는 아세트산 무수물과 같은 중질 성분을 포함하는 인출된 제 2 분획물의 적어도 일부는 컬럼에서 중간 지점에 위치설정된 공급물 입구를 통해 중질분 컬럼으로 전달된다. 이러한 실시예들에서, 프로피온산 및/또는 아세트산 무수물과 같은 중질 성분을 포함하는 폐기물 스트림은 중질 생성물 출구를 통해 중질분 컬럼으로부터 인출되고, 아세트산은 컬럼의 하나 이상의 출구에서 생성물 스트림으로서 (예를 들어, 컬럼의 상단에 있는 출구로부터 오버헤드 스트림으로서, 공급물 입구보다 더 높게 위치설정된 출구로부터 사이드드로우 (sidedraw) 스트림으로서) 제거된다. 특정 실시예에서, 생성물 스트림은 본질적으로 아세트산을 포함한다. 특정 실시예들에서, 생성물 스트림은 본질적으로 아세트산을 포함하고, 1,500 ppmw 미만의 물을 포함한다. 특정 바람직한 실시예들에서, 생성물 스트림은 본질적으로 아세트산을 포함하고, 아세트산 무수물, 프로피온산 및 물의 조합된 총량 1,500 ppmw 미만을 포함한다. 중질분 컬럼으로서 사용될 수 있는 적합한 컬럼 및 그의 구성은 일반적으로 당업계에 알려져 있다. 예를 들어, 특정 실시예들에서, 중질분 컬럼은 응축기에 연결된다. 다른 예에서, 특정 실시예들에서, 리보일러가 중질분 컬럼의 베이스에 연결된다.
예들
다음의 예들은 본 발명의 특정 실시예들 및 이의 다양한 사용들을 예시한다. 이들은 단지 설명 목적을 위해 제시된 것이며, 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
예 1. 조합된 경질분 및 건조 컬럼
경질분 분리 존의 재비등, 조합된 경질분 및 건조 컬럼을 ASPEN Plus (Aspen Technology Inc., Bedford, MA)로 모델링하였다. 트레이 컬럼은 컬럼의 상단에서의 제 1 출구와 컬럼의 베이스에서의 제 2 출구 사이에 28개의 이론적 스테이지를 포함하였다. 컬럼의 내부 압력 및 내부 온도는 2개의 인접한 트레이 사이에서, 제 2 출구로부터 약 6개의 이론적 스테이지만큼 이격된 포지션에서 측정되고, 그후 화학식 I 에 따라 컬럼의 보정된 온도를 계산하는데 사용된다:
Tc = Tm - (142.35*Pm - 24.951)
여기서 Tc 는 보정된 온도 (℃) 이고, Tm 은 측정된 내부 온도 (℃) 이고, Pm 은 측정된 내부 온도 (MPaG) 이다.
베이스라인 실행 B 에서, 컬럼의 헤드 압력은 0.1297 MPaG 이었고, 컬럼의 베이스에서의 압력은 0.1867 MPaG 이었으며, 이는 대략 20 mbar/이론적 스테이지의 컬럼에 걸친 평균 압력 강하를 제공하였다. 146.49℃ 및 0.1751MPaG 의 컬럼의 측정된 내부 온도 및 내부 압력에서, 제 2 출구로부터 인출된 아세트산이 풍부한 스트림의 물 농도는 1,000ppmw 였다. 따라서, 1,000 ppmw 에 대응하는 목표 값은 146.5℃ 이었다.
실행 E1 에서, 컬럼에 걸친 평균 압력 강하를 24 mbar/이론적 스테이지로 증가시켜 증류 컬럼으로의 공급물 스트림 처리량의 변화를 시뮬레이션하였다. 컬럼의 헤드 압력은 0.1297 MPaG 을 유지하였으나, 컬럼의 베이스에서의 압력은 0.1981 MPaG 으로 증가하였다. 측정된 내부 압력은 0.1848 MPaG 까지 증가하였다. 보정된 내부 온도를 목표 값 146.5℃ 로 유지하기 위해, 컬럼 리보일러로 공급되는 증기의 양을 조정하여 아래 표 1 에 도시된 바와 같이 147.85℃ 까지 컬럼의 측정된 내부 온도를 상승시키는 리보일러의 가열 속도를 증가시켰다. 원하는 보정된 온도를 유지하기 위해 컬럼 리보일러로의 스팀 공급을 제어함으로써, 제 2 출구로부터 인출된 아세트산이 풍부한 스트림의 물 농도는 단지 970 ppmw 로 감소하였다.
비교 실행 C1 에서, 상기 압력 변화가 다시 시뮬레이션되었지만, 컬럼 리보일러로의 증기 공급은 측정된 내부 온도를 146.49 ℃ 로 유지하기 위해서만 제어되었다. 다음의 표 1 에 나타낸 바와 같이, 아세트산이 풍부한 스트림의 결과적인 물 농도는 상업적 적용을 위해 일반적으로 허용가능한 레벨보다 상당히 더 큰 1,620 ppmw 로 증가되었다.
실행 E2 에서, 컬럼에 걸친 평균 압력 강하를 12 mbar/이론적 스테이지로 감소시켜 증류 컬럼으로의 공급물 스트림 처리량의 변화를 시뮬레이션하였다. 컬럼의 헤드 압력은 0.1297 MPaG 을 유지하였으나, 측정된 내부 압력은 0.1572 MPaG 으로 감소하였다. 보정된 내부 온도를 146.5℃ 의 목표 값으로 유지하기 위하여, 리보일러에 공급되는 스팀의 양을 조정하여 아래 표 1 에 도시된 바와 같이 143.93 ℃ 까지 컬럼의 측정된 내부 온도를 감소시키는 리보일러의 가열 속도를 감소시켰다. 원하는 보정된 온도를 유지하기 위해 컬럼 리보일러로의 스팀 공급을 제어함으로써, 제 2 출구로부터 인출된 아세트산이 풍부한 스트림의 물 농도는 단지 1040 ppmw 로 증가하였다.
비교 실행 C2 에서, 상기 압력 변화가 다시 시뮬레이션되었지만, 컬럼 리보일러로의 증기 공급은 측정된 내부 온도를 146.49 ℃ 로 유지하기 위해서만 제어되었다. 다음의 표 1 에 나타낸 바와 같이, 아세트산이 풍부한 스트림의 결과적인 물 농도는 410 ppmw 로 감소되었다. 그러한 농도에서, 스트림은 제 2 출구, 리보일러 및 바닥 섹션을 포함하는 증류 장비를 부식시킬 수 있다. 또한, 410 ppmw 를 초과하는 물 농도가 상업적 용도에서 허용가능하기 때문에, 필요보다 많이 증류를 드라이빙하기 위해 더 많은 에너지가 소비되었다.
표 1. 증류 실행
본원에서 인용된 각각의 그리고 모든 특허 및 비특허 공개공보의 전체 내용은 본 명세서로부터 임의의 부합하지 않는 개시 또는 정의의 경우에 본원의 개시 또는 정의가 우선되어야 한다는 점을 제외하고는 참조로써 여기에 원용된다.
다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면은 설명 및 예시에 의해 제공되고, 첨부된 청구항의 범위를 제한하도록 의도된 것은 아니다. 본원에 예시된 현재 바람직한 실시예의 많은 변형예들은 본 기술 분야의 당업자에게는 명백할 것이고, 첨부된 청구항들 및 그 등가물의 범위 내에서 유지된다.
첨부된 청구범위에 기재된 요소들 및 특징들이 상이한 방식으로 조합되어, 마찬가지로 본 발명의 범위 내에 있는 새로운 청구항들을 형성할 수도 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 아래에 첨부된 종속항들은 단지 단일한 독립항 또는 종속항으로부터 종속되는 한편, 이들 종속항들은 대안적으로 임의의 선행하는 청구항 -독립항이든 종속항이든- 으로부터 선택적으로 종속될 수 있어서, 그러한 새로운 조합들은 본 명세서의 일부를 형성하는 바와 같이 이해될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
Claims (20)
- 증류 컬럼에서 아세트산 및 물을 포함하는 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법으로서, 상기 컬럼은
열원과 열 연통하는 바닥 섹션;
상기 바닥 섹션 위에 위치설정된 공급물 입구;
상기 공급물 입구 위에 위치설정된 제 1 출구; 및
상기 공급물 입구 아래에 위치설정된 제 2 출구를 포함하고;
상기 방법은,
상기 공급물 입구를 통해 상기 컬럼 내로 상기 공급물 스트림을 도입하는 단계;
상기 열원의 제 1 가열 속도로, 물이 풍부한 제 1 분획물 및 아세트산이 풍부한 제 2 분획물을 형성하도록 상기 공급물 스트림을 분리하는 단계;
상기 제 1 출구와 상기 제 2 출구 사이의 제 1 포지션에서 상기 컬럼의 내부 온도를 측정하는 단계;
상기 제 1 출구와 상기 제 2 출구 사이의 제 2 포지션에서 상기 컬럼의 내부 압력을 측정하는 단계;
상기 컬럼의 측정된 상기 내부 압력 및 상기 내부 온도에 기초하여 상기 컬럼의 보정된 온도를 결정하는 단계로서;
상기 보정된 온도가 목표 값보다 크다는 것을 결정한 후, 상기 제 1 가열 속도보다 낮은 제 2 가열 속도로 상기 열원을 조정하거나; 또는
상기 보정된 온도가 목표 값보다 낮다는 것을 결정한 후, 상기 제 1 가열 속도보다 높은 제 2 가열 속도로 상기 열원을 조정하는, 상기 컬럼의 보정된 온도를 결정하는 단계,
상기 제 1 출구를 통해 상기 제 1 분획물의 적어도 일부를 인출 (withdraw) 하는 단계; 및
상기 제 2 출구를 통해 상기 제 2 분획물의 적어도 일부를 인출하는 단계를 포함하고,
500 중량 ppm 내지 1500 중량 ppm (ppmw) 의 범위 내의 양으로 인출된 상기 제 2 분획물에 물이 존재하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
800 ppmw 내지 1,200 ppmw 범위 내의 양으로 인출된 상기 제 2 분획물에 물이 존재하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
적어도 95 중량% (예를 들어, 적어도 97.5 중량%, 또는 적어도 99 중량%) 의 양으로 인출된 상기 제 2 분획물에 아세트산이 존재하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공급물 스트림은 1-10 중량% (예를 들어, 2-7.5 중량%, 또는 2-5 중량%) 의 물, 90-99 중량% (예를 들어, 92.5-98 중량%, 또는 95-98 중량%) 의 아세트산, 최대 1 중량% (예를 들어, 최대 0.75 중량%) 의 메틸 요오다이드, 및 최대 5 중량% (예를 들어, 최대 3.5 중량%) 의 메틸 아세테이트를 포함하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공급물 스트림은 1-10 중량% (예를 들어, 2-7.5 중량%, 또는 2-5 중량%) 의 물, 40-85 중량% (예를 들어, 40-75 중량%, 또는 55-85 중량%) 의 아세트산, 10-25 중량% (예를 들어, 15-20 중량%) 의 메틸 요오다이드, 및 15-30 중량% (예를 들어, 20-25 중량%) 의 메틸 아세테이트를 포함하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컬럼의 상기 내부 온도 및 상기 내부 압력은 상기 공급물 입구와 상기 제 2 출구 사이의 포지션에서 각각 개별적으로 측정되는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컬럼의 상기 내부 온도 및 상기 내부 압력은 상기 제 1 출구 및 상기 제 2 출구를 분리하는 이론적 스테이지들의 총 수의 50% 이하 (예를 들어, 45% 이하, 또는 40% 이하) 만큼 상기 제 2 출구로부터 분리된 포지션에서 각각 개별적으로 측정되는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
측정된 상기 내부 압력은 0.125 MPaG 내지 0.5 MPaG 의 범위 내에 존재하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
측정된 상기 내부 온도가 110℃ 내지 200℃ 의 범위 내 (예를 들어, 120℃ 내지 190℃, 또는 130℃ 내지 180℃ 의 범위 내) 에 존재하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보정된 온도를 결정하는 단계는 상기 컬럼의 측정된 상기 내부 온도에 보정 계수를 추가하는 단계를 포함하고, 상기 보정 계수는 상기 컬럼의 측정된 상기 내부 압력에 기초하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열원은 리보일러 (reboiler) 를 포함하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바닥 섹션, 상기 제 2 출구, 상기 열원의 내부 표면들, 상기 제 2 출구와 상기 열원 사이의 임의의 연결 파이프워크 (pipework), 및 상기 컬럼의 상기 바닥 섹션에서의 임의의 내부들 중 적어도 하나는 지르코늄을 포함하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 출구는 지르코늄을 포함하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
아세트산 및 물을 포함하는 생성물 스트림, 및 중질 성분들, 예를 들어 프로피온산을 포함하는 폐기물 스트림을 생성하도록 인출된 상기 제 2 분획물을 분리하는 단계를 추가로 포함하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 방법. - 아세트산 및 물을 포함하는 공급물 스트림을 분리하기 위한 시스템으로서,
상기 시스템은
물이 풍부한 제 1 스트림 및 아세트산이 풍부한 제 2 스트림을 생성하도록 상기 공급물 스트림을 분리할 수 있는 증류 컬럼을 포함하고, 상기 제 2 스트림은 500 ppmw 내지 1,500 ppmw 범위 내의 양의 물을 포함하고,
상기 컬럼은,
열원과 열 연통하는 바닥 섹션;
상기 바닥 섹션 위에 위치설정된 공급물 입구;
상기 공급물 입구 위에 위치설정된 제 1 출구;
상기 공급물 입구 아래에 위치설정된 제 2 출구;
상기 제 1 출구와 상기 제 2 출구 사이에 위치설정된 온도 센서; 및
상기 제 1 출구와 상기 제 2 출구 사이에 위치설정된 압력 센서를 포함하고,
상기 열원은 리보일러 및 상기 온도 센서의 내부 온도 측정 및 상기 압력 센서의 내부 압력 측정에 기초하여 상기 리보일러의 가열 속도를 조정할 수 있는 제어 유닛을 포함하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 온도 센서 및 상기 압력 센서는 상기 공급물 입구과 상기 제 2 출구 사이에 각각 개별적으로 위치설정되는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 온도 센서 및 상기 압력 센서는 상기 제 1 출구 및 상기 제 2 출구를 분리하는 이론적 스테이지의 총 수의 50% 이하 (예를 들어, 45% 이하, 또는 40% 이하) 만큼 상기 제 2 출구로부터 각각 개별적으로 분리되는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 시스템. - 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컬럼의 헤드 압력을 측정할 수 있는 헤드 압력 센서를 추가로 포함하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 시스템. - 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 바닥 섹션, 상기 제 2 출구, 상기 열원의 내부 표면들, 상기 제 2 출구와 상기 열원 사이의 임의의 연결 파이프워크, 및 상기 컬럼의 상기 바닥 섹션에서의 임의의 내부들 중 적어도 하나는 지르코늄을 포함하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 시스템. - 제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 출구는 지르코늄을 포함하는, 공급물 스트림을 분리하기 위한 시스템.
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