RU2463287C2 - Способ получения уксусной кислоты - Google Patents
Способ получения уксусной кислоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2463287C2 RU2463287C2 RU2008135127/04A RU2008135127A RU2463287C2 RU 2463287 C2 RU2463287 C2 RU 2463287C2 RU 2008135127/04 A RU2008135127/04 A RU 2008135127/04A RU 2008135127 A RU2008135127 A RU 2008135127A RU 2463287 C2 RU2463287 C2 RU 2463287C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbonylation
- concentration
- range
- iridium
- liquid reaction
- Prior art date
Links
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 59
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 43
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 238000005810 carbonylation reaction Methods 0.000 claims abstract description 34
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 230000006315 carbonylation Effects 0.000 claims abstract description 17
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 15
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N iodomethane Chemical compound IC INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract 3
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 7
- DWRNSCDYNYYYHT-UHFFFAOYSA-K gallium(iii) iodide Chemical compound I[Ga](I)I DWRNSCDYNYYYHT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- KZLHPYLCKHJIMM-UHFFFAOYSA-K iridium(3+);triacetate Chemical compound [Ir+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O KZLHPYLCKHJIMM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- -1 acetates Chemical class 0.000 description 2
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M chlorogallium Chemical compound [Ga]Cl XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Chemical compound [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 2
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N (R)-(-)-Propylene glycol Chemical compound C[C@@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N 0.000 description 1
- ZVYYAYJIGYODSD-LNTINUHCSA-K (z)-4-bis[[(z)-4-oxopent-2-en-2-yl]oxy]gallanyloxypent-3-en-2-one Chemical compound [Ga+3].C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O ZVYYAYJIGYODSD-LNTINUHCSA-K 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004729 acetoacetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- CUJRVFIICFDLGR-UHFFFAOYSA-N acetylacetonate Chemical compound CC(=O)[CH-]C(C)=O CUJRVFIICFDLGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910001516 alkali metal iodide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- FYWVTSQYJIPZLW-UHFFFAOYSA-K diacetyloxygallanyl acetate Chemical compound [Ga+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O FYWVTSQYJIPZLW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 150000004694 iodide salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002503 iridium Chemical class 0.000 description 1
- HLYTZTFNIRBLNA-LNTINUHCSA-K iridium(3+);(z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound [Ir+3].C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O HLYTZTFNIRBLNA-LNTINUHCSA-K 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 1
- 150000003901 oxalic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003003 phosphines Chemical class 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000005956 quaternization reaction Methods 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OJLCQGGSMYKWEK-UHFFFAOYSA-K ruthenium(3+);triacetate Chemical compound [Ru+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O OJLCQGGSMYKWEK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/10—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reaction with carbon monoxide
- C07C51/12—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reaction with carbon monoxide on an oxygen-containing group in organic compounds, e.g. alcohols
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/62—Platinum group metals with gallium, indium, thallium, germanium, tin or lead
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/10—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by reaction with carbon monoxide
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/582—Recycling of unreacted starting or intermediate materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к усовершенствованному способу предотвращения выпадения каталитической системы в осадок при получении уксусной кислоты карбонилированием метанола и/или его реакционно-способного производного моноксидом углерода в по меньшей мере одной зоне реакции карбонилирования, содержащей жидкую реакционную композицию, включающую иридиевый катализатор карбонилирования, метилиодидный сокатализатор, воду в ограниченной концентрации, уксусную кислоту, метилацетат и в качестве промоторов бор и галлий. Комбинация бора и галлия в качестве промоторов позволяет избежать проблем с выпадением осадка, которые наблюдаются в промотируемых рутением реакциях, и при этом в то же время скорость реакции остается такой же в сравнении с традиционными рутениевыми промоторами. 14 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к способу получения уксусной кислоты, в частности к способу получения уксусной кислоты карбонилированием метанола и/или его реакционно-способного производного в присутствии промотированного иридиевого катализатора.
Получение уксусной кислоты карбонилированием метанола в присутствии иридиевого катализатора и промотора, такого как рутениевый, описано, например, в ЕР-А-0752406, ЕР-А-0849248, ЕР-А-0849249 и ЕР-А-1002785.
В ЕР-А 0643034 описан способ карбонилирования метанола и/или его реакционно-способного производного в присутствии уксусной кислоты, иридиевого катализатора, метилиодида, воды в по меньшей мере ограниченной концентрации, метилацетата и промотора, выбранного из рутения и осмия.
В ЕР-А 0749948 описан способ карбонилирования алифатического спирта, такого как метанол, и/или его реакционно-способного производного с получением соответствующей карбоновой кислоты и/или сложного эфира в присутствии иридиевого катализатора, алкилгалогенида, воды и по меньшей мере одного промотора, выбранного из кадмия, ртути, цинка, галлия, индия и вольфрама, необязательно с сопромотором, выбранным из рутения, осмия и рения.
В процессе карбонилирования с применением иридиевого катализатора, промотированного рутением, было установлено, что чем выше концентрация промотора, тем выше скорость реакции. Однако было также установлено, что в определенных условиях может происходить выпадение каталитической системы в осадок.
Таким образом, сохраняется потребность в разработке способа катализируемого иридием промотируемого карбонилирования, в котором вышеупомянутые недостатки уменьшены.
Выполнение настоящего изобретения позволяет разрешить вышеуказанную техническую проблему применением промотированной не рутением иридиевой каталитической системы, которая включает иридий, бор и галлий.
Соответственно, объектом настоящего изобретения является способ получения уксусной кислоты карбонилированием метанола и/или его реакционно-способного производного моноксидом углерода в по меньшей мере одной зоне реакции карбонилирования, содержащей жидкую реакционную композицию, включающую иридиевый катализатор карбонилирования, метилиодидный сокатализатор, воду в ограниченной концентрации, уксусную кислоту, метилацетат и в качестве промоторов бор и галлий.
Было установлено, что благодаря применению промотированной бором и галлием иридиевой каталитической системы устраняется потребность в рутениевом промоторе при одновременном сохранении удовлетворительной скорости реакции карбонилирования. Кроме того, бор/галлий/иридиевая каталитическая система, используемая в предлагаемом способе, обладает более низкой стоимостью, если сравнивать с промотированной рутением каталитической системой.
Кроме того, существуют экологические преимущества, связанные с предлагаемой каталитической системой, поскольку она обладает более низкой токсичностью по сравнению с промотированной рутением иридиевой каталитической системой.
В способе по настоящему изобретению приемлемые реакционно-способные производные метанола включают метилацетат, диметиловый эфир и метилиодид. В качестве реагентов в способе по настоящему изобретению можно использовать смесь метанола и его реакционно-способных производных. В качестве сореагента для простых эфирных или сложноэфирных реагентов требуется вода. В предпочтительном варианте в качестве реагентов используют метанол и/или метилацетат.
Вследствие реакции с получаемой карбоновой кислотой или растворителем по меньшей мере некоторое количество метанола и/или его реакционно-способного производного обычно превращается и, следовательно, содержится в жидкой реакционной композиции в виде метилацетата. В предпочтительном варианте концентрация метилацетата в жидкой реакционной композиции находится в интервале от 1 до 70 мас.%, более предпочтительно от 2 до 50 мас.%, наиболее предпочтительно от 3 до 35 мас.%.
В жидких реакционных композициях in situ может образовываться вода, например вследствие реакции эстерификации между метанольным реагентом и получаемой уксусной кислотой. Воду можно вводить в реакционную зону карбонилирования совместно или отдельно от других компонентов жидкой реакционной композиции. Воду можно отделять от других компонентов жидкой реакционной композиции, отводимой из реакционной зоны и можно возвращать в процесс в регулируемых количествах для того, чтобы поддержать в жидкой реакционной композиции требуемую концентрацию воды. В предпочтительном варианте концентрация воды в жидкой реакционной композиции находится в интервале от 0,1 до 20 мас.%, более предпочтительно от 1 до 15 мас.% и тем не менее еще более предпочтительно от 1 до 10 мас.%.
В предпочтительном варианте концентрация метилиодидного сокатализатора в жидкой реакционной композиции находится в интервале от 1 до 20 мас.%, предпочтительнее от 2 до 16 мас.%.
Иридиевый катализатор в жидкой реакционной композиции может включать любое иридийсодержащее соединение, которое растворимо в этой жидкой реакционной композиции. Иридиевый катализатор можно добавлять в жидкую реакционную композицию в любой приемлемой форме, в которой он растворяется в жидкой реакционной композиции или способен превращаться в растворимую форму. В предпочтительном варианте иридий можно использовать в виде свободного от хлорида соединения, такого как ацетаты, которые растворимы в одном или нескольких компонентах жидкой реакционной композиции, например в воде и/или уксусной кислоте, и, таким образом, можно вводить в реакцию в виде растворов в них. Примеры приемлемых иридийсодержащих соединений, которые можно добавлять в жидкую реакционную композицию, включают IrCl3, IrI3, IrBr3, [Ir(CO)2I]2, [Ir(CO)2Cl]2, [Ir(CO)2Br]2, [Ir(CO)4I2]-H+, [Ir(CO)2Br2]-H+ [Ir(CO)2I2]-H+, [Ir(СН3)I3(CO)2]-Н+, Ir4(CO)12, IrCl3·4H2O, IrBr3·4H2O, Ir3(СО)12, металлический иридий, Ir2O3, IrO2, Ir(асас)(СО)2, Ir(асас)3, ацетат иридия, [Ir3O(ОАс)6(H2O)3][ОАс] и гексахлориридиевую кислоту Н2[IrCl6], предпочтительно свободные от хлорида комплексы иридия, такие как ацетаты, оксалаты и ацетоацетаты.
Предпочтительная концентрация иридиевого катализатора в жидкой реакционной композиции находится в интервале от 100 до 6000 мас. ч./млн иридия.
Жидкая реакционная композиция дополнительно включают боровый и галлиевый промоторы. Промоторы можно добавлять в жидкую реакционную композицию для реакции карбонилирования в любой приемлемой форме, в которой он растворяется в жидкой реакционной композиции или способен превращаться в растворимую форму.
Примеры приемлемых галлийсодержащих соединений, которые могут быть использованы, включают ацетилацетонат галлия, ацетат галлия, GaCl3, GaBr3, GaI3, GaCl4 и Ga(ОН)3.
Примеры приемлемых борсодержащих соединений, которые могут быть использованы, включают борную кислоту, BCl3 и BI3.
В предпочтительном варианте каждый промотор содержится в эффективном количестве, вплоть до предела его растворимости в жидкой реакционной композиции и/или любых жидких технологических потоках, возвращаемых со стадии выделения уксусной кислоты в реактор для карбонилирования. Целесообразное содержание каждого промотора в жидких реакционных композициях таково, что молярное соотношение между промотором и иридием составляет [от больше 0 до 15]:1, в частности в интервале [от 1 до 10]:1. Приемлемая концентрация каждого промотора в жидкой реакционной композиции составляет меньше 8000 ч./млн.
В целесообразном варианте молярное соотношение иридия/бора/галлия может находиться в интервале 1:[от больше 0 до 15]:[от больше 0 до 15], в частности 1:[от 1 до 10]:[от 1 до 10].
В предпочтительном варианте иридий, бор- и галлийсодержащие соединения свободны от примесей, которые создают или образуют in situ ионогенные иодиды, которые способны ингибировать реакцию, например соли щелочных или щелочно-земельных металлов, или других металлов.
В жидкой реакционной композиции следует поддерживать минимальную концентрацию ионогенных загрязняющих примесей, таких как, например, (а) коррелирующие металлы, в частности никель, железо и хром, и (б) фосфины, азотсодержащие соединения или лиганды, которые способны к кватернизации in situ, поскольку они оказывают, по-видимому, нежелательное влияние на протекание реакции вследствие образования в жидкой реакционной композиции ионов I-, которые оказывают негативное воздействие на скорость реакции. Некоторые коррелирующие металлические примеси, например, такие как молибден, оказываются, как было установлено, менее чувствительными к выделению ионов I-. Содержание корродирующих металлов, которые оказывают отрицательное влияние на скорость протекания реакции, можно свести к минимальному применением приемлемых стойких к коррозии конструкционных материалов. Подобным же образом следует поддерживать минимальную концентрацию таких примесей, как иодиды щелочных металлов, например иодида лития. Концентрацию корродирующих металлов и других ионогенных примесей можно уменьшать применением слоя ионообменных смол, приемлемых для обработки реакционной композиции, или, что предпочтительнее, возвращаемого в процесс потока с катализатором. В предпочтительном варианте содержание ионогенных примесей поддерживают на уровне ниже концентрации, при которой они обладали бы возможностью выделения в жидкой реакционной композиции 500 ч./млн. I-, предпочтительно меньше 250 ч./млн.
Моноксид углерода как реагент для реакций карбонилирования может быть практически чистым или может включать инертные примеси, такие как диоксид углерода, метан, азот, благородные газы, вода и парафиновые С1-С4углеводороды. В предпочтительном варианте концентрацию водорода, содержащегося в монооксиде углерода и образующегося in situ в ходе реакции конверсии водяного газа, поддерживают на низком уровне; например, его парциальное давление составляет меньше 1 бар, поскольку его присутствие может привести к образованию продуктов гидрогенизации. Приемлемое парциальное давление монооксида углерода находится в интервале от 1 до 70 бар, предпочтительно от 1 до 35 бар, а более предпочтительно от 1 до 15 бар.
Совокупное манометрическое давление реакции карбонилирования в целесообразном варианте находится в интервале от 1,0 до 20,0 МПа (от 10 до 200 бар), предпочтительно от 1,0 до 10,0 МПа (от 10 до 100 бар), более предпочтительно от 1,5 до 5,0 МПа (от 15 до 50 бар). Предпочтительная температура реакции карбонилирования находится в интервале от 150 до 220°С.
Способ по настоящему изобретению можно осуществлять в виде периодического или непрерывного процесса, предпочтительно в виде непрерывного процесса.
Получаемую карбоновую кислоту можно выделять из зоны реакции карбонилирования отводом жидкой реакционной композиции и отделением получаемой уксусной кислоты путем осуществления одной или нескольких стадий однократного равновесного испарения и/или фракционной перегонки от других компонентов жидкой реакционной композиции, таких как иридиевый катализатор, борный и галлиевый промоторы, метилиодид, вода и неизрасходованные реагенты, которые могут быть возвращены в зону реакции карбонилирования для того, чтобы сохранить их концентрации в жидкой реакционной композиции.
Способ по настоящему изобретению может быть осуществлен в единственной реакционной зоне или он может быть осуществлен в двух или большем числе реакционных зон. Когда используют две или большее число реакционных зон, жидкая реакционная композиция и реакционные условия в этих реакционных зонах могут быть одинаковыми или разными.
Настоящее изобретение далее проиллюстрировано только в качестве примера со ссылкой на следующие примеры.
Общий метод проведения реакции
Все эксперименты осуществляли в циркониевом автоклаве емкостью 300 см3, оборудованном мешалкой и приспособлением для инжекции жидкости. Автоклав испытывали манометрическим давлением азота минимум 30 бар, а затем три раза продували моноксидом углерода под манометрическим давлением до 3 бар. В автоклав загружали исходный материал, включавший метилацетат, уксусную кислоту, метилиодид, воду и промотор, и в дополнение к исходному материалу вводили небольшое количество моноксида углерода. В балластную емкость вводили моноксид углерода под избыточным давлением.
Автоклав нагревали с перемешиванием (1500 об/мин) до 190°С. Систему для инжекции катализатора заполняли раствором ацетата иридия (приблизит, 5 мас.% иридия, 26% воды, 62,7% уксусной кислоты) и уксусной кислоты и содержимое инжектировали под давлением моноксида углерода с доведением манометрического давления в автоклаве до 28 бар.
За скоростью реакции следили по падению давления моноксида углерода, подаваемого из балластного сосуда. В ходе проведения всей реакции в автоклаве поддерживали постоянные температуру 190°С и манометрическое давление 28 бар. После прекращения поглощения моноксида углерода из балластного сосуда автоклав отделяли от средства подачи газа и охлаждали. После охлаждения отбирали пробу газа для анализа и автоклав вентилировали. Жидкие компоненты извлекали и анализировали на жидкие побочные продукты по известным и зарекомендовавшим себя методам газовой хроматографии. Обнаруженные компоненты определяли количественно интегрированием пиков этих компонентов относительно внешнего эталона и выражали в массовых частях на миллион (ч./млн). Основным продуктом, получаемым в каждом из экспериментов с процессом карбонилирования, являлась уксусная кислота.
Скорость поглощения газа в некоторой точке по ходу реакции использовали для расчета скорости карбонилирования в виде числа молей израсходованного реагента на литр холодной дегазированной композиции в реакторе в час (молей/л/ч) при конкретном составе композиции в реакторе (вся композиция в реакторе в пересчете на объем холодного дегазированного материала).
Концентрацию метилацетата в ходе проведения реакции рассчитывали по исходному составу, предполагая, что на каждый моль монооксида углерода, который был израсходован, расходовали один моль метилацетата. Никакой поправки на органические компоненты в свободном пространстве над жидкостью в автоклаве не делали. По обычным методам газовой хроматографии проводили анализ газообразных побочных продуктов охлажденного газа в свободном пространстве над жидкостью и использовали результаты, рассчитанные в виде селективности в % в пересчете на потребление метилацетата для метана и потребление СО для CO2.
Примеры
Эксперимент А
Базовый эксперимент проводили с применением автоклава, в который загружали раствор ацетата иридия и раствор ацетата рутения (5% рутения, 18% воды и 72% уксусной кислоты). Количества компонентов, загруженных в автоклав, представлены в приведенной ниже таблице 1. Скорость реакции для расчетной реакционной композиции, включавшей 12% метилацетата, представлена в таблице 1.
Эксперимент Б
Эксперимент А повторяли, за исключением того, что в автоклав загружали раствор иодида галлия. Количества, загруженные в автоклав, приведены в таблице 1, а результаты этого эксперимента приведены в таблице 2.
Эксперимент В
Эксперимент А повторяли, за исключением того, что вместо рутениевого раствора в автоклав загружали раствор борной кислоты. Количества, загруженные в автоклав, приведены в таблице 1, а результаты этого эксперимента приведены в таблице 2.
Пример 1
Эксперимент А повторяли, за исключением того, что в автоклав загружали раствор борной кислоты и иодида галлия. Количества, загруженные в автоклав, представлены в таблице 1, а результаты этого эксперимента представлены в таблице 2.
Результаты в таблице 2 показывают, что сочетание бора и галлия промотирует катализируемый иридием процесс карбонилирования метанола без сколько-нибудь существенного ущерба для скорости карбонилирования.
Таблица 1 | |||||||||
Содержимое автоклава | |||||||||
Эксперимент | Каталитическая система (молярное соотношение) | Раствор ацетата Ir (г) | Раствор ацетата Ru (г) | Борная кислота (г) | Иодид галлия (г) | Метилацетат (г) | Вода (г) | Метилиодид (г) | Уксусная кислота (г) |
Эксперимент А | Ir/Ru (1:2) | 6,6 | 6,87 | 0 | 0 | 48,0 | 12,64 | 13,33 | 65,28 |
Эксперимент Б | Ir/Ga (1:2) | 6,6 | 0 | 0 | 1,58 | 48,0 | 13,8 | 13,33 | 66,7 |
Эксперимент В | Ir/B (1:2) | 6,6 | 0 | 0,02 | 0 | 48,0 | 13,8 | 14,80 | 66,7 |
Пример 1 | Ir/B/Ga (1:1,3:1,3) | 9,9 | 0 | 0,22 | 1,57 | 48,0 | 13,17 | 14,80 | 64,65 |
Таблица 2 | ||||
Данные скорости и о побочных продуктах | ||||
Эксперимент | Скорость при 12 мас.% МеОАс, моль/л/ч | Пропионовая кислота (ч./млн) | Селективность в отношении метана, % | Селективность в отношении CO2, % |
Эксперимент А | 19 | 400 | 1,5 | 1 |
Эксперимент Б | 12,4 | 650 | 1,0 | 1,4 |
Эксперимент В | 13,7 | 380 | 0,6 | 1,0 |
Пример 1 | 17 | 640 | 1,6 | 1,1 |
Claims (15)
1. Способ предотвращения выпадения каталитической системы в осадок при получении уксусной кислоты карбонилированием метанола и/или его реакционноспособного производного моноксидом углерода в по меньшей мере одной зоне реакции карбонилирования, содержащей жидкую реакционную композицию, включающую иридиевый катализатор карбонилирования, метилиодидный сокатализатор, воду в ограниченной концентрации, уксусную кислоту, метилацетат и в качестве промоторов бор и галлий.
2. Способ по п.1, в котором борный промотор и галлиевый промотор каждый содержится в жидкой реакционной композиции при молярном отношении промотора к иридию [от больше 0 до 15]:1.
3. Способ по п.1, в котором молярное соотношение иридия:бора:галлия находится в интервале 1:[от 1 до 10]:[от 1 до 10].
4. Способ по одному из пп.1-3, в котором концентрация каждого промотора в жидкой реакционной композиции составляет меньше 8000 млн-1.
5. Способ по п.1, в котором концентрация иридия в жидкой реакционной композиции находится в интервале от 100 до 6000 млн-1.
6. Способ по п.1, в котором вода содержится в жидкой реакционной композиции в концентрации в интервале от 0,1 до 20 мас.%.
7. Способ по п.6, в котором концентрация воды находится в интервале от 1 до 15 мас.%.
8. Способ по п.7, в котором концентрация воды находится в интервале от 1 до 10 мас.%.
9. Способ по п.1, в котором метилацетат содержится в жидкой реакционной композиции в концентрации в интервале от 1 до 70 мас.%.
10. Способ по п.1, в котором метилиодид содержится в жидкой реакционной композиции в концентрации в интервале от 1 до 20 мас.%.
11. Способ по п.1, в котором реакцию карбонилирования проводят под общим манометрическим давлением в интервале от 1 до 20 МПа.
12. Способ по п.1, в котором реакцию карбонилирования проводят при температуре в интервале от 150 до 220°С.
13. Способ по п.1, в котором реакцию карбонилирования проводят в единственной зоне реакции карбонилирования.
14. Способ по п.1, в котором реакцию карбонилирования проводят в по меньшей мере двух зонах реакции карбонилирования.
15. Способ по п.1, который осуществляют в виде непрерывного процесса.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB0601861.8 | 2006-01-30 | ||
GBGB0601861.8A GB0601861D0 (en) | 2006-01-30 | 2006-01-30 | Process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008135127A RU2008135127A (ru) | 2010-03-10 |
RU2463287C2 true RU2463287C2 (ru) | 2012-10-10 |
Family
ID=36061139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008135127/04A RU2463287C2 (ru) | 2006-01-30 | 2007-01-10 | Способ получения уксусной кислоты |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7884236B2 (ru) |
EP (1) | EP1979304B1 (ru) |
JP (2) | JP5544091B2 (ru) |
KR (1) | KR101378616B1 (ru) |
CN (1) | CN101374796B (ru) |
AT (1) | ATE431815T1 (ru) |
CA (1) | CA2637479C (ru) |
DE (1) | DE602007001149D1 (ru) |
GB (1) | GB0601861D0 (ru) |
MY (1) | MY145417A (ru) |
RS (1) | RS52893B (ru) |
RU (1) | RU2463287C2 (ru) |
TW (1) | TWI389881B (ru) |
UA (1) | UA91114C2 (ru) |
WO (1) | WO2007085792A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2199272A1 (en) * | 2008-11-27 | 2010-06-23 | BP Chemicals Limited | Carbonylation process |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0643034A1 (en) * | 1993-09-10 | 1995-03-15 | BP Chemicals Limited | Process for the production of acetic acid |
EP0749948A1 (en) * | 1995-06-21 | 1996-12-27 | BP Chemicals Limited | Process for the carbonylation of alkyl alcohols and/or reactive derivatives thereof |
WO2005105720A1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Bp Chemicals Limited | Process for preparing carboxylic acids and derivatives thereof |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH066550B2 (ja) * | 1984-03-23 | 1994-01-26 | ダイセル化学工業株式会社 | アセチル化合物の製法 |
JPH0653703B2 (ja) * | 1986-03-28 | 1994-07-20 | ダイセル化学工業株式会社 | カルボニル化法 |
GB9819079D0 (en) * | 1998-09-03 | 1998-10-28 | Bp Chem Int Ltd | Carbonylation process |
GB0211560D0 (en) * | 2002-05-20 | 2002-06-26 | Bp Chem Int Ltd | Process |
GB0221800D0 (en) * | 2002-09-19 | 2002-10-30 | Bp Chem Int Ltd | Process |
GB0316756D0 (en) * | 2003-07-17 | 2003-08-20 | Bp Chem Int Ltd | Process |
-
2006
- 2006-01-30 GB GBGB0601861.8A patent/GB0601861D0/en active Pending
-
2007
- 2007-01-10 JP JP2008551850A patent/JP5544091B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2007-01-10 RU RU2008135127/04A patent/RU2463287C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-01-10 US US12/223,339 patent/US7884236B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-01-10 DE DE602007001149T patent/DE602007001149D1/de active Active
- 2007-01-10 WO PCT/GB2007/000059 patent/WO2007085792A1/en active Application Filing
- 2007-01-10 CA CA2637479A patent/CA2637479C/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-01-10 UA UAA200810372A patent/UA91114C2/ru unknown
- 2007-01-10 RS RS20080319A patent/RS52893B/en unknown
- 2007-01-10 AT AT07700355T patent/ATE431815T1/de not_active IP Right Cessation
- 2007-01-10 CN CN2007800038666A patent/CN101374796B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-01-10 EP EP07700355A patent/EP1979304B1/en not_active Not-in-force
- 2007-01-10 KR KR1020087018853A patent/KR101378616B1/ko active IP Right Grant
- 2007-01-16 TW TW096101585A patent/TWI389881B/zh not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-07-28 MY MYPI20082817A patent/MY145417A/en unknown
-
2013
- 2013-02-19 JP JP2013030023A patent/JP2013091671A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0643034A1 (en) * | 1993-09-10 | 1995-03-15 | BP Chemicals Limited | Process for the production of acetic acid |
EP0749948A1 (en) * | 1995-06-21 | 1996-12-27 | BP Chemicals Limited | Process for the carbonylation of alkyl alcohols and/or reactive derivatives thereof |
RU2160248C2 (ru) * | 1995-06-21 | 2000-12-10 | Бп Кемикэлз Лимитед | Способ получения уксусной кислоты путем карбонилирования |
WO2005105720A1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Bp Chemicals Limited | Process for preparing carboxylic acids and derivatives thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
UA91114C2 (ru) | 2010-06-25 |
GB0601861D0 (en) | 2006-03-08 |
EP1979304B1 (en) | 2009-05-20 |
WO2007085792A1 (en) | 2007-08-02 |
JP5544091B2 (ja) | 2014-07-09 |
KR101378616B1 (ko) | 2014-03-26 |
CN101374796B (zh) | 2012-07-11 |
TW200732298A (en) | 2007-09-01 |
RS52893B (en) | 2014-02-28 |
CA2637479C (en) | 2013-05-14 |
DE602007001149D1 (de) | 2009-07-02 |
US20080319223A1 (en) | 2008-12-25 |
EP1979304A1 (en) | 2008-10-15 |
CN101374796A (zh) | 2009-02-25 |
JP2013091671A (ja) | 2013-05-16 |
CA2637479A1 (en) | 2007-08-02 |
JP2009525272A (ja) | 2009-07-09 |
ATE431815T1 (de) | 2009-06-15 |
KR20080096654A (ko) | 2008-10-31 |
US7884236B2 (en) | 2011-02-08 |
RU2008135127A (ru) | 2010-03-10 |
TWI389881B (zh) | 2013-03-21 |
RS20080319A (en) | 2009-07-15 |
MY145417A (en) | 2012-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2167850C2 (ru) | Способ карбонилирования алкилалифатических спиртов и/или их реакционноспособных производных | |
RU2245870C2 (ru) | Способ получения уксусной кислоты катализируемым иридием карбонилированием | |
RU2413714C2 (ru) | Применение индия в качестве стабилизатора каталитической системы в способе получения уксусной кислоты | |
RU2367647C2 (ru) | Способ карбонилирования с использованием катализаторов с металлполидентатными лигандами | |
RU2458908C2 (ru) | Способ получения уксусной кислоты | |
RU2463287C2 (ru) | Способ получения уксусной кислоты | |
RU2467999C2 (ru) | Способ получения уксусной кислоты | |
GB2393437A (en) | Production of acetic acid by iridium-catalysed carbonylation using one or more metal iodides or iodide-generating salts or complexes | |
GB2337751A (en) | Iridium-catalysed carbonylation process for the production of acetic acid |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150111 |