MXPA97010425A

MXPA97010425A - Proceso de carbonilacion catalizado con iridio para la produccion de acido acetico

Info

Publication number: MXPA97010425A
Application number: MXPA/A/1997/010425A
Authority: MX
Inventors: Leo Williams Bruce
Original assignee: Bp Chemicals Limited
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1998-11-16

Abstract

Un proceso para la producción de una corriente de proceso deácido acético que comprende menos de 400 ppm/ deácido propiónico y menos de 1500 ppm de agua, cuyo proceso comprende las etapas:(a) alimentar metanol y/o un derivado reactivo del mismo y monóxido de carbono a un reactor de carbonilación en donde se mantiene, en el transcurso del proceso, una composición de reacción líquida que comprende:(i) un catalizador de carbonilación de iridio;(ii) co-catalizador de yoduro de metilo;(iii) opcionalmente uno o más promotores elegido del grupo consistente en rutenio, osmio, renio, cadmio, mercurio, zinc, galio, indio y tungsteno;(iv) una cantidad finita de agua a un concentración inferior a 8%en peso aproximadamente;(V) acetato de metilo;(vi)ácido acético;y (vii)ácido propiónico subproducto y sus precursores;(b) extraer composición de reacción líquida del reactor e introducir al menos parte de la misma, con o sin la adición de calor, a una zona de vaporización instantánea para forma una fracción vapor que comprende agua,ácido acético producto,ácido propiónico subproducto, acetato de metilo, yoduro de metilo y precursores deácido propiónico, y una fracción líquida que comprende catalizador de iridio involátil, promotor o promotores opcionales involátiles,ácido acético y agua;(c) recibir la fracción líquida de la zona de vaporización instantánea al reactor de carbonilación;(d) introducir la fracción vapor de la zona de vaporización instantánea a una primera zona de destilación;(e) separar de la primera zona de destilación, en un punto por encima del punto de introducción de la fracción vapor de la zona de vaporización instantánea, una corriente de reciclo de residuos ligeros que comprende agua, acetato de metilo, yoduro de metilo,ácido acético y precursores deácido propiónico, cuya corriente se recicla total o parcialmente al reactor de carbonilación;y (f9 separar de la primera zona de destilación, en un punto por debajo del punto de introducción de la fracción vapor de la zona de vaporización instantánea, una corriente de proceso que comprendeácido acético producto,ácido propiónico subproducto y menos de 1500 ppm de agua;y (g) si la corriente de proceso separada en la etapa (f) comprende más de 400 ppm deácido propiónico, introducir dicha corriente en una segunda columna de destilación, separar, de un punto por debajo del punto de introducción de la corriente de (f),ácido propiónico subproducto y, de un punto por encima del punto de introducción de la corriente de (f), una corriente de proceso deñacido acético que contiene menos de 420 ppm deácido propiónio y menos de 1500 ppm de agua.

Description

PROCESO DE CARBONILACION CATALIZADO CON IRIDIO PARA LA PRODUCCIÓN DE ACIDO ACÉTICO Campo de la Invención La presente invención se relaciona con un proceso para la producción de ácido acético y, en particular, con un proceso para la producción de ácido acético mediante carboni-lación de metanol y/o un derivado reactivo del mismo, en presencia de un catalizador de iridio. Descripción del Estado de la Técnica El ácido acético es un producto químico comercial bien conocido que tiene muchas aplicaciones industriales. Los procesos para la producción de ácido acético mediante reacciones de carbonilación en fase lí«quida, catalizadas con iridio, son ya conocidos y se describen, por ejemplo, en EP-A-0616997; EP-A-0618184; EP-A-0643034; US-A-3.772.380; GB-A-1234641 y GB-A-1234642. La construcción y funcionamiento de una planta de carbonilación para la producción de ácido acético constituye una actividad comercial competitiva y evidentemente cual«quier ahorro que pueda conseguirse en gastos de capital y costes operativos a través de la eliminación de la planta constituye un objetivo económicamente deseable. El problema técnico a resolver por el proceso de la presente invención es el de reducir el gasto de capital y/o costes operativos de una planta para la producción de ácido acético mediante carboni-lación en fase líquida de metanol y/o un derivado reactivo del mismo, usando un catalizador de iridio. Se ha comprobado que trabajando con una composición de reacción líquida definida es posible producir ácido acético de una calidad suficiente en términos de contenido en a«gua y ácido propiónico para sus posteriores aplicaciones industriales y todo ello usando una simple columna de destilación para separar y reciclar los residuos ligeros del ácido acético producto. Sumario de la Invención Por tanto, la presente invención proporciona un proceso para la producción de una corriente de proceso de ácido acético qµe comprende menos de 400 ppm de ácido propiónico y menos de 1500 ppm de a«gua, cuyo proceso comprende las etapas: (a) alimentar metanol y/o un derivado reactivo del mismo y monóxido de carbono a un reactor de carbonilación en donde se mantiene, en el transcurso del proceso, una composición de reacción líquida que comprende: (i) un catalizador de carbonilación de iridio; (ii) co-catalizador de yoduro de metilo; (iii) opcionalmente uno o más promotores elegidos del grupo consistente en rutenio, osmio, renio, cadmio, mercurio, zinc, galio, indio y tungsteno; (iv) una cantidad finita de a«gua a una concentración inferior a 8% en peso aproximadamente; (v) acetato de metilo; (vi) ácido acético; y (vii) ácido propiónico subproducto y sus precursores; (b) extraer composición de reacción líquida del reactor e introducir al menos parte de la misma, con o sin la adición de calor, a una zona de vaporización instantánea para formar una fracción vapor que comprende agua, ácido acético producto, ácido propiónico subproducto, acetato de metilo, yoduro de metilo y precursores de ácido propiónico, y una fracción líquida que comprende catalizador de iridio involátil, promotor o promotores opcionales involá- tiles, ácido acético y agua; (c) reciclar la fracción líquida de la zona de vaporización instantánea al reactor de carbonilación; (d) introducir la fracción vapor de la zona de vaporización instantánea a una primera zona de destilación; (e) separar de la primera zona de destilación, en un punto por encima del punto de introducción de la fracción vapor de la zona de vaporización instantánea, una corriente de reciclo de residuos ligeros que comprende agua, acetato de metilo, yoduro de metilo, ácido acético y precursores de ácido propiónico, cuya corriente se recicla total o parcialmente al reactor de carbonilación; y (f) separar de la primera zona de destilación, en un punto por debajo del punto de introducción de la fracción vapor de la zona de vaporización instantánea, una corriente de proceso que comprende ácido acético producto, ácido propiónico subproducto y menos de 1500 ppm de agua; y (g) si la corriente de proceso separada en la etapa (f) comprende más de 400 ppm de ácido propiónico, introducir dicha corriente en una segunda columna de destilación, separar, de un punto por debajo del punto de introducción de la corriente de (f) , ácido propiónico subproducto y, de un punto por encima del punto de introducción de la corriente de (f) , una corriente de proceso de ácido acético que contiene menos de 400 ppm de ácido propiónico y menos de 1500 ppm de agua. Descripción Detallada de la Invención Convenientemente, el proceso de la invención permite la producción de ácido acético conteniendo menos de 400 ppm, por ejemplo menos de 300 ppm, de ácido propiónico, y menos de 1500 ppm, por ejemplo menos de 1000 ppm, de agua usando dos o menos zonas de destilación para la purificación básica en lugar de las tres zonas generalmente usadas en los sistemas de purificación usados en la carbonilación. Adecuadamente, el hidrógeno presente en el reactor de carbonilación, presente, por ejemplo, como resultado de la reacción de desplazamiento de gas de agua y opcionalmente como parte de la alimentación de gas, se mantiene a una presión parcial lo más baja posible, habitualmente a una presión parcial inferior a 0,5 bares, con preferencia inferior a 0,3 bares. Manteniendo la presión parcial de hidrógeno en un valor lo más bajo posible en el reactor de carbonilación, se reduce la cantidad de subproductos de hidrogenación (metano y ácido propiónico) . Con preferencia, el hidrógeno en el gas de alimentación de monóxido de carbono se mantiene en menos de 0,1 moles %, más preferentemente en menos de 0,3 moles % y aún más particularmente en menos de 0 , 1 moles % . Convenientemente, la concentración de co-catalizador de yoduro de metilo en la composición de reacción líquida es superior a 4% en peso, habitualmente de 4 a 20% en peso, con preferencia de 4 a 16% en peso. A medida que aumenta la concentración de yoduro de metilo en la composición de reacción líquida, disminuye la cantidad de ácido propiónico subproducto . Adecuadamente, la relación molar de yoduro de metilo: iridio en la composición de reacción líquida es [superior a 20] :1, con preferencia de [hasta 400] :1, más preferentemente [de 20 a 200] :1. A medida que aumenta la relación molar de yoduro de metilocatalizador de iridio en la composición de reacción líquida, disminuye la cantidad de ácido propiónico subproducto. La zona de vaporización instantánea se mantiene preferentemente a una presión inferior a la de la zona de reacción, normalmente a una presión de 0 a 10 bares manométricos. La zona de vaporización instantánea se mantiene preferentemente a una temperatura de 100 a 160°C. La fracción vapor de la zona de vaporización instantánea puede introducirse en la primera zona de destílación como un vapor, o bien los componentes condensables presentes en la misma pueden condensarse parcial o totalmente y la fracción vapor puede introducirse como una mezcla vapor/líquido o como un líquido con no condensables. La primera zona de destilación tiene preferentemente hasta 40 platos teóricos. Dado que las zonas de destilación pueden tener diferentes eficacias, ésto puede ser e«quivalente a 57 platos reales con una eficacia de 0,7 aproximadamente, o bien a 80 platos reales con una eficacia de 0,5 aproximadamente . Preferentemente, la corriente de ácido producto puede separarse en la cola de la primera zona de destilación o en un punto situado a uno o más platos por encima de la cola de la zona de destilación. La corriente de proceso que contiene ácido acético puede extraerse como líquido o vapor. Cuando la corriente de proceso se extrae como vapor, preferentemente se toma también una pequeña sangría de líquido desde la cola de la zona de destilación. Frecuentemente se dará el caso que la corriente de vapor que pasa por cabeza desde la primera zona de destila-ción sea bifásica cuando se enfríe. Cuando la corriente de cabeza es bifásica, es preferible proporcionar el reflujo a la zona de destilación separando las fases y utilizando solo la fase acuosa ligera; la fase pesada rica en yoduro de metilo es reciclada al reactor de carbonilación. Al menos una porción de la fase acuosa puede ser reciclada al reactor de carbonilación. En el proceso de la presente invención, derivados reactivos de metanol adecuados incluyen acetato de metilo, dimetiléter y yoduro de metilo. En el proceso de la presente invención se puede usar, como reactantes, una mezcla de metanol y derivados reactivos del mismo. Con preferencia, como reactantes se emplean metanol y/o acetato de metilo. Si se emplea acetato de metilo o dimetiléter, es necesario el uso de agua como co-reactante para producir ácido acético. Al menos parte del metanol y/o derivado reactivo del mismo se convertirá a, y por tanto estará presente como, acetato de metilo en la composición de reacción lícjuida por reacción con ácido acético producto o disolvente. La concentración de acetato de metilo en la composición de reacción lí«quida es adecuadamente de 1 a 70% en peso, con preferencia de 2 a 50% en peso, más particularmente de 5 a 40% en peso. El monóxido de carbono alimentado al reactor de carbonilación puede ser esencialmente puro o puede contener impurezas inertes tales como dióxido de carbono, metano, nitrógeno, gases nobles, a-gua e hidrocarburos parafínicos C? a C4. La presión parcial de monóxido de carbono en el reactor de carbonilación es adecuadamente de 1 a 70 bares, con preferencia de 1 a 35 bares, más preferentemente de 1 a 20 bares . El reactor de carbonilación se mantiene adecuadamente a una presión de 10 a 200 bares manométricos, con preferencia de 15 a 100 bares manométricos, más preferentemente de 15 a 50 bares manométricos. El reactor de carbonilación se mantiene adecuadamente a una temperatura de 100 a 300°C, con preferencia de 150 a 220°C. El proceso de la presente invención se efectúa preferentemente como un proceso continuo, pero también puede ser realizado como un proceso discontinuo. El catalizador de iridio en la composición de reacción líquida puede comprender cualquier compuesto que contenga iridio y que sea soluble en la composición de reacción líquida. El catalizador de iridio puede añadirse a la composición de reacción líquida para la reacción de carbonilación en cualquier forma adecuada que se disuelva en la composición de reacción líquida o que pueda convertirse a una forma soluble. Ejemplos de compuestos adecuados conteniendo iridio que pueden añadirse a la composición de reacción líquida incluyen: IrCl3, Irl3, IrBr3, [Ir(CO)2I]2, [Ir(CO)2Cl]2, [Ir(CO)2Br]2, [Ir (CO) 2I2]~H+, [Ir(CO)2Br2]~H+, [Ir(CO)2I4]"H+, [Ir (CH3) I3 (C0)2] ~H+, metal iridio, lr203, Ir02, Ir (acac) (CO) 2, Ir(acac)3, acetato de iridio, [Ir30(OAc)6 (H20)3] [OAc] y ácido hexacloroirídico [H2IrCl6] , preferentemente complejos de iridio, libres de cloruro, tal como acetatos, oxalatos y acetoacetatos, los cuales son solubles en uno o más de los componentes de la reacción de carbonilación, tales como a«gua, alcohol y/o ácido carboxíli-co. Se prefiere en particular el acetato de iridio en bruto el cual puede ser usado en una solución de ácido acético o una solución acuosa de ácido acético. La concentración de iridio es adecuadamente inferior a 2500 ppm, con preferencia de 400 a 2000 ppm. En el proceso de la presente invención, está al menos presente un promotor en la composición de reacción. Los promotores adecuados se eligen preferentemente del grupo consistente en rutenio, osmio, renio, cadmio, mercurio, zinc, galio, indio y tungsteno, y más particularmente se eligen entre rutenio y osmio, prefiriéndose en gran medida el rutenio. Con preferencia, el promotor está presente en una cantidad eficaz hasta el límite de su solubilidad en la composición de reacción líq«uida y/o en cualquiera de las corrientes líquidas del proceso recicladas al reactor de carbonilación desde la etapa de recuperación de ácido acético. El promotor está presente adecuadamente en la composición de reacción líquida en una relación molar de promotor : iridio de [0,5 a 15] :1. El promotor puede comprender cualquier compuesto que contenga un metal promotor adecuado y que sea soluble en la composición de reacción líquida. El promotor puede añadirse a la composición de reacción líquida para la reacción de carbonilación en cualquier forma adecuada que se disuelva en la composición de reacción líquida o que pueda convertirse a una forma soluble. Ejemplos de compuestos adecuados conteniendo rutenio, que se pueden usar como fuentes de promotor, incluyen cloruro de rutenio (III) , cloruro de rutenio (III) trihidratado, cloruro de rutenio (IV) , bromuro de rutenio (III) , metal rutenio, óxidos de rutenio, formato de rutenio (III), [Ru(C0)3I3]"H+, [Ru(CO) 2I2]n, [Ru(CO)4I2], [Ru(C0)3I2] 2, tetra (aceto) clororrutenio (II, III), acetato de rutenio (III) , propionato de rutenio (III) , butirato de rutenio (III) , rutenio pentacarbonilo, trirrutenio dodecacarbonilo y rutenio halocarbonilos mixtos, tales como diclorotricarbonilrutenio (II) dímero, dibromotri-carbonilrutenio (II) dímero y otros complejos de organo-rrutenio tales como tetraclorobis (4-cimeno) dirrutenio (II), tetraclorobis (benceno) dirrutenio (II), dicloro (cicloocta-1, 5-dieno) rutenio (II) polímero y tris (acetilacetonato) rutenio (III) . Ejemplos de compuestos adecuados conteniendo osmio que pueden ser usados como fuentes de promotor incluyen cloruro de osmio (III) hidratado y anhidro, metal osmio, tetraóxido de osmio, triosmio dodecacarbonilo, [Os(CO)4I2], [Os (CO) 3I2] 2, [Os (C0)3I3] ~H+, y osmio halocarbonilos mixtos tal como tricarbonildicloroosmio (II) dímero y otros complejos de organoosmio . Ejemplos de compuestos adecuados conteniendo renio «que pueden usarse como fuentes de promotor, incluyen los si<guientes: Re2(CO)10, Re(CO)5Cl, Re(CO)5Br, Re(CO)5I, ReCl3.xH20, [Re(C0)4I]2, [Re (C0)4I2]~H+ y ReCl5.yH20. Ejemplos de compuestos adecuados conteniendo cadmio que pueden ser usados como fuentes de promotor, incluyen Cd(OAc)2, Cdl2, CdBr2, CdCl2, Cd(0H)2 y acetilacetonato de cadmio . Ejemplos de compuestos adecuados conteniendo mercurio «que pueden ser usados como fuentes de promotor, incluyen Hg(0Ac)2, Hgl2, HgBr2, HgCl2, Hg2I2, y Hg2Cl2. Ejemplos de compuestos adecuados conteniendo zinc que pueden ser usados como fuentes de promotor, incluyen Zn(OAc)2, Zn(OH)2, Znl2, ZnBr2, ZnCl2 y acetilacetonato de zinc. Ejemplos de compuestos adecuados conteniendo galio que pueden ser usados como fuentes de promotor, incluyen acetilacetonato de galio, acetato de galio, GaCl3, GaBr3, Gal3, Ga2Cl4 y Ga(OH)3. Ejemplos de compuestos adecuados conteniendo indio que pueden ser usados como fuentes de promotor, incluyen acetilacetonato de indio, acetato de indio, InCl3, InBr3, Inl3, Inl y In(0H)3. Ejemplos de compuestos adecuados conteniendo tungsteno que pueden ser usados como fuentes de promotor, incluyen (CO)6, C14, WC16, Br5, WI2 o C9H12 (CO)3 y cualquier compuesto de tungsteno cloro-, bromo- o yodo-carbonilo. Pre los cuales pueden causar la inhibición de la reacción, por ejemplo, sales de metales alcalinos o sales de metales alcalinotérreos o sales de otros metales. Los contaminantes iónicos tales como, por ejemplo, (a) metales de corrosión, en particular niquel, hierro y cromo y (b) fosfinas o compuestos o ligandos conteniendo nitrógeno, que pueden ser cuaternizados in situ, deberán mantenerse en un mínimo en la composición de reacción líquida, ya que los mismos tendrán un efecto adverso sobre la reacción al generar I" en la composición de reacción líquida el cual tiene un efecto adverso sobre la velocidad de reacción. Se ha comprobado que al-gunos contaminantes metálicos de corrosión tal como, por ejemplo, molibdeno, son menos susceptibles a la generación de I" . Los metales de corrosión «que tienen un efecto adverso sobre la velocidad de reacción pueden reducirse al mínimo utilizando materiales de construcción resistentes a la corrosión adecuados. Similarmente, los contaminantes tales como yoduros de metales alcalinos, por ejemplo yoduro de litio, deberán mantenerse en un mínimo. El metal de corrosión y otras impurezas iónicas se pueden reducir mediante el uso de un lecho de resina de intercambio iónico adecuada, para tratar la composición de reacción, o preferentemente una corriente de reciclo de catalizador. Dicho proceso se describe en US 4007130. Con preferencia, los contaminantes iónicos se mantienen por debajo de una concen-tración a la cual los mismos generarían 500 ppm I", con preferencia menos de 250 ppm I", en la composición de reacción líquida. Se puede formar a-gua in situ en la composición de reacción lí«quida, por ejemplo, mediante la reacción de esterificación entre el metanol reactante y el ácido acético producto. El agua se puede introducir en el reactor de carbonilación junto o por separado de otros componentes de la composición de reacción líquida. El agua se puede separar de los otros componentes de la composición de reacción extraída del reactor y puede ser reciclada en cantidades controladas para mantener la concentración requerida de agua en la composición de reacción líquida. Adecuadamente, la concentración de agua en la composición de reacción líquida es de 0,5 a 8% en peso. En otra modalidad de la presente invención, la composición de reacción líquida puede ser extraída del reactor de carbonilación e introducida, con o sin la adición de calor, a una zona de vaporización instantánea preliminar. En esta zona de vaporización instantánea preliminar, una fracción vapor de la vaporización instantánea preliminar que comprende algo del acetato de metilo, yoduro de metilo, ácido acético, agua, metanol y precursores de ácido propiónico de la composición de reacción líquida introducida, se separa de una fracción líquida de la vaporización instantánea prelimi-nar que comprende los restantes componentes. La fracción vapor de la vaporización instantánea preliminar se recicla al reactor de carbonilación. La fracción líquida de la vaporización instantánea preliminar se introduce en la zona de vaporización instantánea de la presente invención con o sin la adición de calor, de la misma manera que en el caso de que no se hubiera utilizado la zona de vaporización instantánea preliminar. En esta modalidad, la zona de vaporización instantánea preliminar se opera preferentemente a una presión inferior a la del reactor, generalmente a una presión de 3 a 9 bares absolutos, y la zona de vaporización instantánea se opera a una presión inferior a la de la zona de vaporización instantánea preliminar, generalmente a una presión de 1 a 4 bares absolutos. Con preferencia, la zona de vaporización instantánea preliminar se mantiene a una temperatura de 120 a 160°C y la zona de vaporización instantánea se mantiene a una temperatura de 100 a 140°C. Es importante que cualquier corriente del proceso que contenga catalizador de carbonilación de iridio y que haya de reciclarse al reactor de carbonilación, contenga una concentración de agua de por lo menos 0,5% en peso para estabilizar así el catalizador de iridio. En una modalidad preferida de la presente invención, las condiciones de reacción se eligen para obtener una corriente de proceso de ácido acético de la etapa (f) que contiene menos de 400 ppm de ácido propiónico y menos de 1500 ppm de agua. Descripción de los Dibujos La invención será ilustrada ahora por referencia a los sijuientes ejemplos y figuras adjuntas en donde la Figura 1 representa de forma esquemática un aparato para realizar una modalidad preferida del proceso de la presente invención y que tiene una sola zona de vaporización instantánea; la Figura 2 representa de forma esquemática un aparato para llevar a cabo . otra modalidad preferida del proceso de la presente invención y que tiene una zona de vaporización instantánea preliminar,- y la Figura 3 representa de forma es-quemá ica otra modalidad de la presente invención en donde se efectúa una purificación adicional con respecto al ácido propiónico. Con referencia a las Fi«guras 1 y 2, un reactor de carbonilación (1) está provisto de un agitador (2) , una entrada de monóxido de carbono (3) y una entrada de metanol y/o un derivado reactivo del mismo (4) . El reactor está provisto también de una salida (5) para extraer composición de reacción líquida del reactor y de una salida (6) para extraer gas por la cabeza del reactor. En la Figura 1, la salida (5) está conectada por la línea (7) a través de la válvula de vaporización instantánea (8) directamente a la zona de vaporización instantánea (9) . En la Fi«gura 2, la salida (5) está conectada por la línea (7) y válvula de vaporización instantánea (27) a la zona de vaporización instantánea preliminar (28) . En la Figura 2, la zona de vaporización instantánea preliminar (28) está provista de una salida de vapor (29) para reciclar al reactor la fracción vapor de la zona de vaporización instantánea preliminar que comprende parte del acetato de metilo, ácido acético, yoduro de metilo, agua, metanol y precursores de ácido propiónico de la composición de reacción líquida introducida en la zona de vaporización instantánea prelimi-nar. Esta fracción se condensa y se bombea de nuevo o se alimenta de nuevo al reactor (1) usando una bomba (31) . En la Figura 2, la zona de vaporización instantánea preliminar está provista también de una salida (30) para pasar a la zona de vaporización instantánea (9) el líquido de la zona de vaporización instantánea preliminar que comprende los restantes componentes de la composición de reacción líquida introducida. En las Figuras 1 y 2, la zona de vaporización instantánea (9) es una zona de vaporización instantánea adiabática sin entrada de calor y está provista de una salida (10) para una fracción vapor y de una salida (11) para una fracción líquida que en la práctica se forman en la misma. En una modalidad alternativa, se puede suministrar calor a la zona de vaporización instantánea (9) para alterar la relación de las fracciones vapor y líquida. La zona de vaporización instantánea está provista también de una sección de lavado (12) y de un lavado opcional a través de la línea (13) . La salida de líquido (11) de la zona de vaporización instantánea está conectada a la bomba de reciclo (14) para reciclar la fracción líquida al reactor. Al menos parte de la fracción líquida de la zona de vaporización instantánea se puede pasar a través de un lecho de resina de intercambio iónico (15) para separar metales de corrosión de la misma y mantener la concentración de metales de corrosión en la composición de reacción líquida en valores inferiores a los que generarían menos de 500 ppm I". La salida de vapor (10) de la zona de vaporización instantánea está conectada a una primera zona de destilación (16) provisto de un condensador en cabeza (17) y de un decantador (18) . En la práctica, los vapores de la zona de destilación se condensan en el decantador y se forman dos fases: una fase rica en yoduro de metilo y una fase acuosa. La fase pesada rica en yoduro de metilo se recicla al reactor de carbonilación y la fase acuosa más ligera se divide; utilizándose parte como reflujo a la zona de destilación y reciclándose parte al reactor de carbonilación. La zona de destilación está provista de una alimentación de metanol opcional (19) para convertir yoduro de hidrógeno a yoduro de metilo el cual se retorna al reactor de carbonilación desde la zona de destilación por los reciclos de cabeza. La zona de destilación está provista de una toma de líquido de cola (20) para separar una corriente de proceso que comprende ácido acético conteniendo menos de 1500 ppm de agua y menos de 400 ppm de ácido propiónico. Alternativamente, la zona de destilación (16) de las Figuras 1 y 2 puede estar provista, por debajo del punto de alimentación, de una toma de una corriente de vapor que comprende ácido acético producto conteniendo menos de 1500 ppm de agua y menos de 400 ppm de ácido propiónico y de una toma de líquido de cola adecuadamente para su reciclo al reactor. Una ventaja derivada del uso de una zona de vaporización instantánea preliminar, como se ilustra en la Fi«gura 2, es que puede prescindirse del decantador (18) debido a que la fracción de cabeza de la zona de destilación (16) estará constituida generalmente por una sola fase. Esto no solo se traduce en un ahorro de capital sino que también ofrece ventajas operativas ya «que se evita cualquier problema asociado con la obtención y mantenimiento de dos fases de manera consistente. En la Figura 3, las referencias (1) a (19) son idénticas a las de la Figura 1. A continuación, la zona de destilación (16) está provista de una salida de sangría de líquido de cola opcional (21) para extraer y reciclar iridio involátil y otras impurezas de alto punto de ebullición, si es que están presentes, al reactor de carbonilación (l) . La zona de destilación (16) está provista también, por debajo del punto de alimentación, de una toma (22) de corriente del proceso en forma de vapor que comprende ácido acético producto y ácido propiónico subproducto. Desde la toma de corriente de vapor del proceso (22) , el vapor se alimenta a un punto intermedio en una se-gunda columna de destilación (23) , la cual está provista de una toma de cabeza (24) de ácido acético conteniendo menos de 1500 ppm de a-gua y menos de 400 ppm de ácido propiónico. Alternativamente, se puede tomar ácido acético conteniendo menos de 1500 ppm de a«gua y menos de 400 ppm de ácido propiónico de la se<gunda columna de destilación (23) como una corriente lateral por encima del punto de alimentación de vapor, con reciclo de al menos una parte de la toma de cabeza después de su condensación, bien al reactor (1) y/o bien a la primera columna de destilación (16) . Esta alternativa no se muestra en la Figura 3. La segunda columna de destilación (23) está provista de una toma de cola (25) para la separación de ácido propiónico subproducto . Las condiciones del proceso usadas en el reactor de carbonilación (1) pueden ser generalmente como sigue: temperatura : 181 a 195°C; presión total : 22 a 32 bares manométricos; presión parcial de monóxido de carbono : 8 a 10 bares; presión parcial de hidrógeno : 0, 05 a 0, 3 bares; y concentraciones de los componentes de la composición de reacción líquida: iridio : 700 a 1500 ppm; rutenio : 1500 a 2500 ppm; acetato de metilo: 10 a 25% en peso; yoduro de metilo : 6 a 12% en peso; agua : 3 a 8% en peso. En el aparato mostrado en la Figura 1, la zona de vaporización instantánea y la zona de destilación pueden ser operadas a una presión de 1 a 3 bares manométricos. En el aparato ilustrado en la Figura 2, la zona de vaporización instantánea preliminar (28) es operada a una presión mayor (por ejemplo 2 a 8 bares manométricos) que la zona de vaporización instantánea (9) y primera zona de destilación las cuales pueden ser operadas a una presión de 0 a 3 bares manométricos . Ejemplos 1-5 Se utilizó el aparato ilustrado en la Figura 1 para producir ácido acético empleando las condiciones mostradas en la siguiente Tabla.

Tabla

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las si-guientes reivindicaciones: l . - Un proceso para la producción de una corriente de proceso de ácido acético «que comprende menos de 400 ppm de ácido propiónico y menos de 1500 ppm de agua, caracterizado porque comprende las etapas : (a) alimentar metanol y/o un derivado reactivo del mismo y monóxido de carbono a un reactor de carbonilación en donde se mantiene, en el transcurso del proceso, una composición de reacción líquida que comprende: (i) un catalizador de carbonilación de iridio; (ii) co-catalizador de yoduro de metilo; (iii) opcionalmente uno o más promotores elegidos del grupo consistente en rutenio, osmio, renio, cadmio, mercurio, zinc, galio, indio y tungsteno; (iv) una cantidad finita de agua a una concentración inferior a 8% en peso aproximadamente; (v) acetato de metilo; (vi) ácido acético; y (vii) ácido propiónico subproducto y sus precurso res; (b) extraer composición de reacción líquida del reactor e introducir al menos parte de la misma, con o sin la adición de calor, a una zona de vaporización instantánea para formar una fracción vapor que comprende agua, ácido acético producto, ácido propiónico subproducto, acetato de metilo, yoduro de metilo y precursores de ácido propiónico, y una fracción líquida que comprende catalizador de iridio involátil, promotor o promotores opcionales involá- tiles, ácido acético y agua; (c) reciclar la fracción líquida de la zona de vaporización instantánea al reactor de carbonilación; (d) introducir la fracción vapor de la zona de vaporización instantánea a una primera zona de destilación,- (e) separar de la primera zona de destilación, en un punto por encima del punto de introducción de la fracción vapor de la zona de vaporización instantánea, una corriente de reciclo de residuos ligeros que comprende agua, acetato de metilo, yoduro de metilo, ácido acético y precursores de ácido propiónico, cuya corriente se recicla total o parcialmente al reactor de carbonilación; y (f) separar de la primera zona de destilación, en un punto por debajo del punto de introducción de la fracción vapor de la zona de vaporización instantánea, una corriente de proceso que comprende ácido acético producto, ácido propiónico subproducto y menos de 1500 ppm de agua,- y (g) si la corriente de proceso separada en la etapa (f) comprende más de 400 ppm de ácido propiónico, introducir dicha corriente en una segunda columna de destilación, separar, de un punto por debajo del punto de introducción de la corriente de (f) , ácido propiónico subproducto y, de un punto por encima del punto de introducción de la corriente de (f) , una corriente de proceso de ácido acético que contiene menos de 400 ppm de ácido propiónico y menos de 1500 ppm de agua.
2. - Un proceso según la reivindicación 1 , caracterizado porque se alimentan metanol y/o acetato de metilo al reactor de carbonilación.
3. - Un proceso según la reivindicación l o 2, caracterizado porque la concentración de co-catalizador de yoduro de metilo en la composición de reacción lí«quida es de 4 a 16% en peso.
4. - Un proceso se-gún cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la concentración de acetato de metilo en la composición de reacción líquida es de 5 a 40% en peso.
5. - Un proceso se«gún cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la concentración de agua en la composición de reacción líquida es de 0,5 a 8% en peso.
6. - Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la concentración de catalizador de iridio en la composición de reacción líquida es de 400 a 200 ppm.
7. - Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación molar de yoduro de metilo: iridio en la composición de reacción líquida es [de 20 a 200] :1.
8. - Un proceso se«gún cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el hidrógeno presente en el reactor de carbonilación se mantiene a una presión parcial inferior a 0,3 bares.
9. - Un proceso según cual-quiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porgue el hidrógeno en el gas de alimentación de monóxido de carbono se mantiene en menos de 0 , 3 moles % .
10. - Un proceso se«gún cual-quiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está presente en la composición de reacción uno o más promotores elegidos del grupo consistente en rutenio, osmio, renio, cadmio, mercurio, zinc, galio, indio y tungsteno.
11.- Un proceso según la reivindicación 10, caracterizado porque el promotor es rutenio.
12.- Un proceso según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el promotor está presente en la composi-ción de reacción líquida en una relación molar de promotor :i-ridio [de 0,5 a 15] :1.
13. - Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la temperatura de carbonilación es de 150 a 220°C y la presión de carbonilación es de 15 a 50 bares manométricos.
14. - Un proceso se«gún cualcjuiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por«que, en la composición de reacción líquida, el acetato de metilo está presente en una cantidad de 10 a 25% en peso, el yoduro de metilo está presente en una cantidad de 6 a 12% en peso, el agua está presente en una cantidad de 3 a 8% en peso, el iridio está presente en una cantidad de 700 a 1500 ppm, el rutenio está presente en una cantidad de 1500 a 2500 ppm, la presión parcial de monóxido de carbono es de 8 a 10 bares, la presión parcial de hidrógeno es de 0,05 a 0,3 bares, la temperatura de carbonilación es de 181 a 195°C y la presión total de carbonilación es de 22 a 32 bares manométricos.
15. - Un proceso según cualquiera de las reivindica-ciones anteriores, caracterizado por«que la primera zona de destilación tiene hasta 40 platos teóricos.
16.- Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porgue la composición de reacción lí«quida se extrae del reactor de carbonilación y se introduce, con o sin adición de calor, a una zona de vapori-zación instantánea preliminar en donde una fracción vapor de la vaporización instantánea preliminar, que comprende parte del acetato de metilo, yoduro de metilo, ácido acético, agua, metanol y precursores de ácido propiónico de la composición de reacción líquida introducida, se separa de una fracción líquida de la vaporización instantánea preliminar que comprende los restantes componentes, se recicla la fracción vapor de la vaporización instantánea preliminar al reactor de carbonilación y se introduce la fracción líquida de la vaporización instantánea preliminar a la zona de vaporización instantánea de la etapa (b) . p-ü -pMiew Un proceso para la producción de una corriente de proceso de ácido acético «que comprende menos de 400 ppm de ácido propiónico y menos de 1500 ppm de agua, cuyo proceso comprende las etapas: (a) alimentar metanol y/o un derivado reactivo del mismo y monóxido de carbono a un reactor de carbonilación en donde se mantiene, en el transcurso del proceso, una composición de reacción líquida que comprende: (i) un catalizador de carbonilación de iridio; (ii) co-catalizador de yoduro de metilo,- (iii) opcionalmente uno o más promotores elegidos del grupo consistente en rutenio, osmio, renio, cadmio, mercurio, zinc, galio, indio y tungsteno,- (iv) una cantidad finita de agua a una concentración inferior a 8% en peso aproximadamente; (v) acetato de metilo,- (vi) ácido acético; y (vii) ácido propiónico subproducto y sus precurso res; (b) extraer composición de reacción líquida del reactor e introducir al menos parte de la misma, con o sin la adición de calor, a una zona de vaporización instantánea para formar una fracción vapor que comprende a-gua, ácido acético producto, ácido propiónico subproducto, acetato de metilo, yoduro de metilo y precursores de ácido propiónico, y una fracción lí«quida «que comprende catalizador de iridio involátil, promotor o promotores opcionales involá- tiles, ácido acético y a-gua,- (c) reciclar la fracción líquida de la zona de vaporización instantánea al reactor de carbonilación; (d) introducir la fracción vapor de la zona de vaporización instantánea a una primera zona de destilación,-(e) separar de la primera zona de destilación, en un punto por encima del punto de introducción de la fracción vapor de la zona de vaporización instantánea, una corriente de reciclo de residuos ligeros «que comprende a«gua, acetato de metilo, yoduro de metilo, ácido acético y precursores de ácido propiónico, cuya corriente se recicla total o parcialmente al reactor de carbonilación; y (f) separar de la primera zona de destilación, en un punto por debajo del punto de introducción de la fracción vapor de la zona de vaporización instantánea, una corriente de proceso que comprende ácido acético producto, ácido propiónico subproducto y menos de 1500 ppm de agua,- y (g) si la corriente de proceso separada en la etapa (f) comprende más de 400 ppm de ácido propiónico, introducir dicha corriente en una se«gunda columna de destilación, separar, de un punto por debajo del punto de introducción de la corriente de (f) , ácido propiónico subproducto y, de un punto por encima del punto de introducción de la corriente de (f) , una corriente de proceso de ácido acético que contiene menos de 400 ppm de ácido propiónico y menos de 1500 ppm de agua.