MXPA97010431A - Proceso de carbonilacion catalizado con iridio para la produccion de acido acetico - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a:Un proceso para la producción deácido acético que comprende (1) alimentar continuamente metanol y/o un derivado reactivo del mismo y monóxido de carbono a un reactor de carbonilación que contiene una composición de reacción líquida que comprende un catalizador de carbonilación de iridio, cocatalizador de yoduro de metilo, una concentración finita de agua,ácido acético de metilo y opcionalmente al menos un promotor;(2) carbonilar el metanol y/o derivado reactivo del mismo con el monóxido de carbono en la composición de reacción líquida, para producirácido acético;y (3) recuperarácido acético de la composición de reacción líquida;en donde se mantienen continuamente (a) en la composición de reacción líquida, agua en una concentración no superior a 4,5%en peso, y (b) en el reactor una presión parcial de monóxido de carbono en la gama que va desde más de 0 a 7,5 bares.

Description

PROCESO DE GARBONILACION CATALIZADO CON IRIDIO PARA LA PRODUCCIÓN DE ACIDO ACÉTICO Campo de la Inlnvención 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 por carbonilación en presencia de un catalizador de iridio y un cocatalizador de yoduro de metilo. Descripción del Estado de la Técnica Ya se conoce la preparación de ácidos carboxílicos mediante procesos de carbonilación catalizados por iridio y se describe, por ejemplo, en GB-A-1234121, US-A-3772380, DE-A-1767150, EP-A-0616997, EP-A-0618184, EP-A-0618183 y EP-A-0657386. La EP-A-0618184 describe un proceso de carbonilación para la producción de ácidos carboxílicos y/o sus esteres en presencia de un catalizador de iridio. La composición de reacción se caracteriza por comprender entre 0 exclusive y 10% de agua; entre 0 exclusive y 10% de cocatalizador halogenado; entre 2 y 40% de disolvente ' de los esteres y ácidos carboxílicos. La presión total se establece en la gama generalmente comprendida entre 5 y 200 bares y más particularmente entre 5 y 100 bares, mientras que la totalidad de los Ejemplos fueron realizados a 30 bares.

La EP-A-0643034 describe un proceso para la carbonilación de metanol y/o un derivado reactivo del mismo en presencia de ácido acético, un catalizador de iridio, yoduro de metilo, al menos una concentración finita de agua, acetato de metilo y un promotor seleccionado entre rutenio y osmio. En esta referencia se describen experimentos discontinuos y continuos. En los experimentos continuos, la concentración de agua es tan baja como de 6,8% en peso. La solicitud de Patente Europea no publicada No. 96302734.7 presentada el 18.04.96 describe un proceso para la producción de ácido acético que comprende (1) alimentar continuamente metanol y/o un derivado reactivo del mismo y monóxido de carbono a un reactor de carbonilación que contiene una composición de reacción líquida que comprende un catalizador de carbonilación de iridio, cocatalizador de yoduro de metilo, una concentración finita de agua, ácido acético, acetato de metilo y al menos un promotor; (2) poner en contacto el metanol y/o derivado reactivo del mismo con el monóxido de carbono en la composición de reacción líquida, para producir ácido acético; y (3) recuperar ácido acético de la composición de reacción líquida; caracterizado porque se mantiene continuamente en la composición de reacción líquida, durante todo el transcurso de la reacción, (a) agua en una concentración no superior a 6,5% en peso, (b) acetato de metilo en una concentración de 1 a 35% en peso y (c) yoduro de metilo en una concentración de 4 a 20% en peso. En la solicitud de Patente Europea No. 96302734.7 se dice que las presiones parciales de monóxido de carbono son del orden de 1-70 bares, con preferencia 1-35 bares, más preferentemente 1-15 bares. Las presiones totales son del orden de 10 a 200 bares, con preferencia de 15 a 100 bares, más preferentemente de 15 a 50 bares. Todos los experimentos de carbonilación discontinua se llevaron a cabo a una presión total de 28 bares manométricos y los experimentos continuos fueron realizados a una presión total de 24 a 30 bares manométricos . Sigue existiendo la necesidad de poder disponer de un proceso mejorado para la carbonilación catalizada con iridio. Se ha encontrado ahora que la presión parcial del monóxido de carbono tiene un efecto importante sobre la velocidad de reacción de carbonilación, en función de la concentración de agua en la composición de reacción líquida. Bajo condiciones de alto contenido en agua (superior al 5% en peso de agua a 30% en peso de acetato de metilo) empleando un catalizador de iridio sin promover, el aumento de la presión total desde 16,5 a 22 bares (presiones parciales de CO estimadas en valores superiores a 0-6 bares respectivamente) se traduce en un aumento de la velocidad de reacción, mientras que en condiciones de bajo contenido en agua, por ejemplo 1% en peso, la disminución de la presión total desde 22 a 16,4 bares (presiones parciales de CO estimadas en valores superiores a 6-0 bares respectivamente) se traduce en el aumento de la velocidad de reacción. Se observa también una tendencia similar en el caso de datos para 15% en peso de acetato de metilo y datos derivados de catalizadores de iridio promovidos con rutenio. Para expresar las observaciones anteriores de manera alternativa, la posición de los máximos de velocidad en un gráfico de velocidad de carbonila-ción versus concentración de agua se mueve hacia concentraciones de agua más bajas a medida que se reduce la presión parcial de monóxido de carbono. Sumario de la Invención Por tanto, la presente invención proporciona un proceso para la producción de ácido acético que comprende (1) alimentar continuamente metanol y/o un derivado reactivo del mismo y monóxido de carbono a un reactor de carbonilación que contiene una composición de reacción líquida que comprende un catalizador de carbonilación de iridio, cocatalizador de yoduro de metilo, una concentración finita de agua, ácido acético, acetato de metilo y opcionalmente al menos un promotor; (2) carbonilar el metanol y/o derivado reactivo del mismo con el monóxido de carbono en la composición de reacción líquida, para producir ácido acético; y (3) recupe-rar ácido acético de la composición de reacción líquida; caracterizado porque se mantiene continuamente (a) en la composición de reacción líquida, agua en una concentración no superior a 4,5% en peso, y (b) en el reactor una presión parcial de monóxido de carbono en la gama que va desde más de 0 a 7 , 5 bares . Descripción Detallada de la Invención La presente invención resuelve el problema técnico definido anteriormente al mantener continuamente una presión parcial específica de monóxido de carbono y una composición de reacción líquida que tiene concentraciones definidas de agua. Esto proporciona varias ventajas técnicas. De este modo, en la presente invención, la posición de los máximos de velocidad se mueve hacia concentraciones de agua más bajas a medida que se reduce la presión parcial de monóxido de carbono. El uso de bajas presiones parciales de monóxido de carbono conduce también a la ventaja de poder reducir igualmente la producción de subproductos, por ejemplo ácido propiónico y sus precursores. Igualmente, en el proceso de la presente invención, operando a una concentración de agua no superior a 4,5% en peso, la recuperación de ácido acético de la composición de reacción extraída del reactor de carbonilación se ve facilitada debido a que la cantidad de agua que se ha separado del ácido acético se reduce; la separación de agua del ácido acético es una parte de intensiva energía del proceso de recuperación, y la menor concentración de agua se traduce en menores dificultades y/o costes de procesado. La mayor velocidad de carbonilación a la baja concentración de agua de la presente invención puede permitir la operación a una concentración reducida de catalizador de iridio, al mismo tiempo que se mantiene la velocidad de carbonilación. Esto tiene la ventaja de una menor tasa de producción de subproductos, tal como ácido propiónico. Se puede formar agua in situ en la composición de reacción líquida, por ejemplo, mediante la reacción de esterificación entre el metanol reactante y el ácido acético producto. También se pueden producir pequeñas cantidades de agua por hidrogenación de metanol para producir metano y agua. El agua se puede introducir en el reactor de carbonila-ción 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. La concentración de agua en la composición de reacción líquida no es superior a 4,5% en peso, es decir, es inferior o igual a 4,5% en peso y con preferencia no superior a 3% en peso. La concentración de agua es preferentemente de por lo menos 0,1% en peso, más particular-mente de por lo menos 0,5% en peso.

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 usan acetato de metilo o dimetiléter, es necesario el empleo de agua como co-reactante para producir ácido acético. Al menos parte del metanol y/o derivado reactivo del mismo se convertirá a, v ñor tanto estará presente como, acetato de metilo en la composición de reacción líquida por reacción con ácido acético producto o disolvente. En el proceso de la presente invención, la concentración de acetato de metilo en la composición de reacción líquida es adecuadamente de 1 a 70% en peso, con preferencia de 2 a 50% en peso, más preferentemente de 5 a 50% en peso, en particular de 5 a 40% en peso y más especialmente de 10 a 40% en peso. En el proceso de la presente invención, la concentración de cocatalizador de yoduro de metilo en la composi-ción de reacción líquida es con preferencia de 1 a 20% en peso, más preferentemente de 4 a 16% en peso. A medida que aumenta la concentración de cocatalizador de yoduro de metilo, se reduce la tasa de producción de subproductos tal como ácido propiónico, dióxido de carbono y metano. Igualmen-te, a medida que aumenta la concentración de yoduro de metilo, puede facilitarse la separación de las fases acuosa y de yoduro de metilo en la etapa de recuperación de ácido acético. En el proceso de la presente invención, el catalizador de carbonilación de iridio está presente preferentemente en la composición de reacción líquida a una concentración de 400 a 5.000 ppm, medido como iridio, más preferentemente de 500 a 3.000 ppm, medido como iridio, y aún más preferentemente de 700 a 3.000 ppm, medido como iridio. En el proceso de la presente invención, la velocidad de la reacción de carbonilación aumenta a medida que lo hace la concentración de iridio. 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, lrl3, IrBr3, [Ir(CO)2I]2, [Ir (CO) 2C1] 2, [Ir(CO)2Br]2, [Ir(C0)2I2]"H+, [Ir (CO) 2Br2] ~H+, [Ir(C0)2I4]"H+, [Ir (CH3) I3 (CO) 2] "H+, Ir4(CO)12, IrCl3.3H20, IrBr3.3H20, Ir4(CO)12, metal iridio, lr203, Ir02, Ir (acac) (C0)2, Ir(acac)3, acetato de 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 agua, alcohol y/o ácido carboxílico. 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. En el proceso de la presente invención, está al menos presente, opcionalmente, 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 particu-larmente 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 líquida 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. Una concentración de promotor adecuada es de 400 a 5.000 ppm.

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(C0)4I2], [Ru(CO)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) dirutenio (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 (CO)3I3] ~H+, pentacloro-µ-nitrodiosmio y osmio halocarboni-los 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 siguientes Re2(CO)10, Re(CO)5Cl, Re(CO)5Br, Re(CO)5I, ReCl3.xH20, [Re(CO)4I]2, [Re(CO)4I2] "H+ y ReCl5.yH20. Ejemplos de compuestos adecuados conteniendo tungsteno que pueden ser usados como fuentes de promotor, incluyen W(C0)6, C14, WC16, WBr5, I2 o C9H12 W(C0)3 y cualquier compuesto de tungsteno cloro-, bromo- o yodo-carbonilo. Ejemplos de compuestos adecuados conteniendo cadmio que pueden ser usados como fuentes de promotor, incluyen Cd(0Ac)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(0H)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(OH)3. El monóxido de carbono reactante puede ser esencialmente puro o puede contener impurezas inertes tales como dióxido de carbono, metano, nitrógeno, gases nobles, agua e hidrocarburos parafínicos Cx a C4. La presencia de hidrógeno en el monóxido de carbono alimentado y generado in situ por la reacción de desplazamiento de gas de agua, se mantienen preferentemente en valores bajos ya que su presencia puede traducirse en la formación de productos de hidrogenación. Así, la cantidad de hidrógeno en el monóxido de carbono reactante es preferentemente inferior a 1 mol %, más preferentemente inferior a 0,5 moles % y aún más especialmente inferior a 0,3 moles %; y/o la presión parcial de hidrógeno en el reactor de carbonilación es con preferencia inferior a una presión parcial de 1 bar, más preferentemente inferior a 0,5 bares y aún más especialmente inferior a 0,3 bares. La presión parcial de monóxido de carbono en el reactor se encuentra en la gama que va desde más de 0 a 7,5 bares, en general desde 0,6 a 7,5 bares .

La presión total de la reacción de carbonilación es adecuadamente de 10 a 200 bares manométricos, con preferencia de 15 a 100 bares manométricos y más preferentemente de 15 a 50 bares manométricos. La temperatura de la reacción de carbonilación es adecuadamente 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. El ácido acético producto puede recuperarse de la composición de reacción líquida extrayendo vapor y/o líquido del reactor de carbonilación y recuperando ácido acético del material extraído. Con preferencia, el ácido acético se recupera de la composición de reacción líquida extrayendo continuamente composición de reacción líquida del reactor de carbonilación y recuperando ácido acético de la composición de reacción líquida extraída mediante una o más etapas de destilación instantánea y/o fraccionada en donde el ácido acético se separa de los otros componentes de la composición de reacción líquida, tales como catalizador de iridio, cocatalizador de yoduro metálico, promotor sí está presente, acetato de metilo, metanol sin reaccionar, agua y ácido acético disolvente, los cuales se pueden reciclar al reactor para mantener sus concentraciones en la composición de reacción líquida. Para mantener la estabilidad del cataliza-dor de iridio durante la etapa de recuperación del ácido acé ico producto, el agua de las corrientes del proceso que contienen catalizador de carbonilación de iridio para su reciclo al reactor de carbonilación, deberá mantenerse en una concentración de por lo menos 0,5% en peso. Una composición de reacción líquida particularmente preferida comprende, aproximadamente, 0,5 a 2,5% en peso de agua, 8% en peso de cocatalizador de yoduro de metilo, 15% en peso de acetato de metilo, catalizador de iridio en una concentración de 400 a 3000 ppm, medido como iridio, para proporcionar una velocidad de reacción de carbonilación del orden de 5 a 40 moles/1/h a una temperatura de la reacción de carbonilación de alrededor de 190°C y una presión de la reacción de carbonilación de 126 a 24 bares manométricos y una presión parcial de monóxido de carbono desde más de 0 a 7,5 bares, promotor de rutenio en una concentración de 400 a 4000 ppm, medido como rutenio, para proporcionar una relación molar de rutenio : iridio de aproximadamente [2 a 5:1] estando constituido el resto de la composición de reacción sustancialmente por ácido acético. Para obtener velocidades de reacción mayores o inferiores, se pueden emplear concentraciones mayores o inferiores de catalizador y/o temperaturas mayores o inferiores y/o presiones parciales de monóxido de carbono mayores o inferiores. La invención será ilustrada ahora con referencia a los siguientes experimentos los cuales se encuentran al margen de la presente invención debido a que se trata de experimentos discontinuos y no continuos. Sin embargo, los experimentos discontinuos proporcionan una explicación razonable de lo que podría suceder en un proceso continuo. Solo con fines comparativos se incluyen aquellos experimentos en donde la concentración de agua es superior a 4,5% en peso y/o la presión parcial de monóxido de carbono no se encuentra en la gama que va desde más de 0 a 7,5 bares . Los datos se ofrecen en las Figuras 1 a 6. Descripción de los Dibujos La Figura 1 es un gráfico de la velocidad de reacción versus porcentaje de agua a 30% de acetato de metilo-efecto de la presión parcial de CO para reacciones catalizadas con Ir sin promover. La Figura 2 es un gráfico de la velocidad de reacción versus porcentaje agua a 15% de acetato de metilo-efecto de la presión parcial de CO para reacciones catalizadas con Ir sin promover. La Figura 3 es un gráfico de la velocidad de reacción versus porcentaje agua a 30% de acetato de metilo-efecto de la presión parcial de CO para reacciones catalizadas con Ir y promovidas con rutenio. La Figura 4 es un gráfico de la velocidad de reacción versus porcentaje agua a 15% de acetato de metilo-efecto de la presión parcial de CO para reacciones catalizadas con Ir y promovidas con rutenio. La Figura 5 es un gráfico del porcentaje de selectividad a ácido propiónico y sus precursores versus porcentaje agua a 30% de acetato de metilo-efecto de la presión parcial de CO para reacciones catalizadas con Ir sin promover. La Figura 6 es un gráfico del porcentaje de selectividad a ácido propiónico y sus precursores versus porcentaje agua a 30% de acetato de metilo-efecto de la presión parcial de CO para reacciones catalizadas con Ir y promovidas con rutenio. En estos experimentos, a una presión total de 16 bares manométricos, se estimó que la presión parcial de CO sería de aproximadamente cero. A una presión de reacción total superior, las presiones parciales de CO suben de manera correspondiente en función de la composición líquida hasta una presión total en el reactor de 24 bares manométricos, la cual se estima que corresponde a una presión parcial de CO de 7,5 bares aproximadamente. En los experimentos, las velocidades de reacción se anotan como el número de moles de producto/reactante producido/consumido por litro de composición desgasificada fría del reactor por hora (mol/(l. hr) ) .

En los experimentos, la concentración de componentes y, en particular, de agua y acetato de metilo, durante la reacción de carbonilación, se calculó a partir de la composición de partida, suponiendo que un mol de agua se consume por cada mol de monóxido de carbono consumido. No se tuvieron en cuenta los componentes orgánicos del espacio de cabeza del autoclave . Método Experimental Para una serie de experimentos discontinuos de carbonilación se utilizó un autoclave Hastelloy B2 de 300 ml equipado con un agitador de accionamiento magnético provisto con impulsores para la dispersión del gas, un recipiente de lastre y un sistema de inyección de catalizador líquido. Desde un recipiente de lastre se proporcionó un suministro de gas al autoclave, proporcionándose gas de alimentación para mantener el autoclave a una presión constante y siendo calculada la velocidad de absorción de gas (con una exactitud al parecer de ± 1%) a partir de la velocidad a la cual la presión desciende en el recipiente de lastre. Al término del experimento, se • analizaron, por cromatografía en fase gaseosa, muestras de líquido y gas del autoclave. Para cada experimento discontinuo de carbonilación, el autoclave se cargó generalmente con 10 g de ácido acético. Para las reacciones promovidas con Ru, se cargó también en esta etapa el promotor de rutenio sólido. El autoclave fué sellado entonces e inundado tres veces con monóxido de carbono. A continuación, se añadió al autoclave por medio de un embudo la carga líquida principal (agua, acetato de metilo, ácido acético y yoduro de metilo) . El autoclave fué presurizado entonces con monóxido de carbono a una presión adecuada (véase Tabla A) y calentado con agitación (1500 rpm) a 190°C. Una vez estabilizado a esta temperatura, se alimentó una pequeña cantidad de monóxido de carbono desde el reci-piente de lastre para proporcionar una presión adecuada (véase Tabla A) . Se añadió entonces desde el recipiente de inyección y utilizando una sobrepresión de monóxido de carbono, la solución de catalizador consistente en aproximadamente 1,30 g de una solución en agua de H2IrCl6 disuelto en ácido acético y agua. La sobrepresión (véase Tabla A) fué tal que, después de la inyección, se alcanzó la presión de reacción deseada. Después de la inyección del catalizador, la presión del autoclave se mantuvo constante (± 0,5 bares manométricos) usando monóxido de carbono alimentado desde el recipiente de lastre. Después de cesar la absorción de gas del recipiente de lastre (es decir, no se consumió gas procedente del recipiente de lastre durante 6 minutos) , el autoclave fué aislado del suministro de gas y el contenido del reactor se enfrió a temperatura ambiente. El autoclave fué ventilado y los gases de ventilación fueron muestreados y analizados. La composición de reacción líquida se descargó del autoclave, se muestreó y se analizó respecto a productos y subproductos líquidos.

Tabla A Las cargas de los componentes se ofrecen en la Tabla 1.

En la Tabla 2 se ofrecen las velocidades de reacción a 30% de acetato de metilo y 15% de acetato de metilo en la composición de reacción y la selectividad a precursor de ácido propiónico.

Los resultados de las Figuras 1 y 2 demuestran que a una concentración de acetato de metilo de 30% y 15% en la composición de reacción, respectivamente, para la carbonilación no promovida, a medida que se reduce la presión total, y por tanto la presión parcial de monóxido de carbono, los máximos de velocidad de reacción para los gráficos de velocidad versus concentración de agua se mueven hacia concentraciones de agua más bajas. Los resultados de las Figuras 3 y 4 muestran el mismo efecto que las Figuras 1 y 2 pero para el sistema promovido con rutenio. Los resultados de las Figuras 5 y 6 muestran el efecto beneficioso que tiene el reducir la presión total, y por tanto la presión parcial de monóxido de carbono, sobre la formación de subproductos líquidos: ácido propiónico y sus precursores, yoduro de etilo y acetato de etilo. Igualmente, en la Figura 3, los resultados demuestran que a una baja concentración de agua (por ejemplo 1%) , la velocidad de reacción es casi independiente de la presión total, y por tanto de la presión parcial de monóxido dé carbono, lo cual puede ser beneficioso bajo condiciones que se aproximen a un consumo total de monóxido de carbono.

Tabla 1. Composiciones de reacción (pesos en gramos) I Tabla 1 (cont.

* La solución de H2IrCl6 en agua sontiene 24,39% Ir.

Tabla 2 Experimentos solo con Ir Preeión de reacción Velocidad Velocidad % Selectividad (bares manométpcos) (mol/1. hr) ) (mol/l.hr.)) a ácido propiónico a 30% MeOAc @ 15% MeOAc y sus precursores* 1% p/p agua a 30% MeOAc, 8% Mel 090596 28 6,01 0,48 090596A 28 5,91 0,51 100596 22 9,69 0,40 130596 18,2 16,33 0,32 170596 16,4 14,83 0,22 2,4% p/p agua a 30% MeOAc, 8% Mel 210596A 28 15,72 0,48 200595 22 18,25 0,41 170596A 18,1 20,18 0,28 210596 17,0 14,75 0,17 4% p/p agua a 30% MeOAc, 8% Mel 0,5% p/p agua a 15% MeOAc 150596 28 21,66 6,32 0,44 140596 22 22,53 8,34 0,31 160596 18,5 19,40 7,59 0,21 170696 16,8 8,11 4,88 0,16 5.1% p/p agua a 30% MeOAc, 8% Mel 1,55% p/p agua a 15% MeOAc 060896 28 20,99 10,28 0,40 120896 22 16,13 10,13 0,32 130896 18 11,62 9.63 0,22 6% p/p agua a 30% MeOAc, 8% Mel 2,4% p/p agua a 15% MeOAc 030796 28 22,32 11,52 0,52 040796 22 19,26 11,87 0,34 170796 18 13,56 7,7% p/p agua a 30% MeOAc, 8% Mel 4,0% p/p agua a 30% MeOAc 250796 28 18,73 11,98 0,60 260796 22 16,40 10,64 0,46 10,4% p/p agua a 30% MeOAc, 8% Mel 6,6% p/p agua a 15% MeOAc 230596 28 14,83 11,38 0,20 050696 22 11,68 9,49 0,18 140696 19 7,74 7,03 0,14 Experimentos con Ir/Ru Presión de reacción Velocidad Velocidad % Selectividad (bares manométricos) (mol/1.hr) ) (mol/l.hr.)) a ácido propiónico ® 30% MeOAc @ 15% MeOAc y sus precursores* 1% p/p agua a 30% MeOAc, 8% Mel 270696 28 16,50 0,29 Ji 260696 22 18,58 0,24 280696 18,0 18,38 0,19 2,4% p/p agua a 30% MeOAc, 8% Mel 040696 28 22,83 0,36 030696 22 23,54 0,30 300596 18,0 22,00 0,21 310596 18,0 23,19 0,21 4% p/p agua a 30% MeOAc, 8% Mel 0,5% p/p agua a 15% MeOAc, 7,6% Mel 120696 28 33,54 6,54 0,29 070696 22 32,39 7,19 0.29 110696 18,2 26,21 10,64 0,19 6% p/p agua a 30% MeOAc, 8% Mel 2,4% p/p agua a 15% MeOAc, 7,6% Mel 020796 28 38,47 20, 93 0,36 050796 22 34, 61 20,50 080796 18 23,29 18,48 7,2% p/p agua a 30% MeOAc. 8% Mel 3,5% p/p agua a 15% MeOAc, 7,6% Mel 140896 28 38,23 27,61 0,46 190796 22 31,65 26,59 0,26 160896 18 16,91 17, 09 0,19 8% p/p agua a 30% MeOAc, 8% Mel 4,4% p/p agua a 15% MeOAc, 7,6% Mel 120796 28 33,64 24,97 0,41 090796 22 28,46 27,51 0,26 180796 18 17,91 18,38 0,18 9% p/p agua a 30% MeOAc, 8% Mel 5,2% p/p agua a 15% MeOAc. 7,6% Mel 110796 28 28,08 24,47 0,26 150796 28 27,74 21,68 0,37 240796 22 22,26 21,93 0,21 10,0% p/p agua a 30% MeOAc. 8% Mel 6,3% p/p agua a 15% MeOAc. 7,6% Mel 180696 28 25,40 22,03 0,27 10,4% p/p agua a 30% MeOAc, 8% Mel 6,6% p/p agua a 15% MeOAc. 7,6% Mel 160796 28 23,77 21,65 0,30 200696 22 15,08 16,86 0,12 210696 18,0 9,18 11,20 0,10 (* Basado en el MeOAc consumido. Los precursores son yoduro de etilo y acetato de etilo)

Claims (16)

1É>

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 siguientes reivindicaciones: 1. - Un proceso para la producción de ácido acético que comprende (1) alimentar continuamente metanol y/o un derivado reactivo del mismo y monóxido de carbono a un reactor de carbonilación que contiene una composición de reacción líquida que comprende un catalizador de carbonilación de iridio, cocatalizador de yoduro de metilo, una concentración finita de agua, ácido acético, acetato de metilo y opcionalmente al menos un promotor; (2) carbonilar el metanol y/o derivado reactivo del mismo con el monóxido de carbono en la composición de reacción líquida, para producir ácido acético; y (3) recuperar ácido acético de la composición de reacción líquida; caracterizado porque se mantiene continuamente (a) en la composición de reacción líquida, agua en una concentración no superior a 4,5% en peso, y (b) en el reactor una presión parcial de monóxido de carbono en la gama que va desde más de 0 a 7,5 bares. 2. - Un proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque en la composición de reacción líquida se mantiene continuamente, durante el transcurso de la reacción, una concentración de agua no superior a 3% en peso.

3.- Un proceso según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque en la composición de reacción líquida se mantiene continuamente, durante todo el transcurso de la reacción, una concentración de agua de por lo menos 0,1% en peso.

4. - Un proceso según la reivindicación 3 , caracterizado porque en la composición de reacción líquida se mantiene continuamente, durante el transcurso de la reacción, una concentración de agua de por lo menos 0,5% en peso.

5. - Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la composición de reacción líquida se mantiene continuamente, durante todo el transcurso de la reacción, una concentración de acetato de metilo del orden de 2 a 50% en peso.

6. - Un proceso según la reivindicación 5, caracterizado porque en la composición de reacción líquida se mantiene continuamente, durante todo el transcurso de la reacción, una concentración de acetato de metilo del orden de 5 a 50% en peso.

7.- Un proceso según la reivindicación 6, caracterizado porque en la composición de reacción líquida se mantiene continuamente, durante todo el transcurso de la reacción, una concentración de acetato de metilo del orden de 5 a 40% en peso.

8. - Un proceso según la reivindicación 7 , caracterizado porque en la composición de reacción líquida se mantiene continuamente, durante todo el transcurso de la reacción, una concentración de acetato de metilo del orden de 10 a 40% en peso.

9. - Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la composición de reacción líquida se mantiene continuamente, durante todo el transcurso de la reacción, una concentración de yoduro de metilo del orden de 4 a 16% en peso.

10.- Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el catalizador de carbonilación de iridio está presente en la composición de reacción líquida a una concentración de 400 a 5000 ppm.

ll.- Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el catalizador de carbonilación de iridio está presente en la composición de reacción líquida a una concentración de 700 a 3000 ppm.

12. - Un proceso según cualquiera de las reivindica-ciones anteriores, caracterizado porque el promotor o los promotores se eligen del grupo consistente en rutenio, osmio, renio y tungsteno.

13.- Un proceso según la reivindicación ll, caracterizado porque la relación molar de promotor ¡iridio es de [0,5 a 1,5] : 1. - 2T -

14. - Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se mantiene continuamente en el reactor, durante todo el transcurso de la reacción, una presión parcial de monóxido de carbono de 0,6 a 7,5 bares .

15. - Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se mantiene continuamente en el reactor, durante todo el transcurso de la reacción, una presión parcial de hidrógeno inferior a 0,3 bares.

16.- Un proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque en la composición de reacción líquida se mantiene continuamente, durante todo el transcurso de la reacción, una concentración de agua de 0,5 a 2,5% en peso aproximadamente, una concentración de co-catalizador de yoduro de metilo de 8% en peso aproximadamente, una concentración de acetato de metilo de 15% aproximadamente, una concentración de catalizador de iridio de 400 a 3000 ppm, una concentración de promotor de rutenio de 400 a 4000 ppm, estando constituido el resto de la composición de reacción prácticamente por ácido acético.