TW201446726A - 具多種溶劑選項吸收塔之甲醇羰化系統 - Google Patents

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Abstract

甲醇之羰化系統10包括用來接受排氣流，和藉由洗滌溶劑由此消除甲基碘之吸收塔75，該吸收塔耦合第一和第二洗滌溶劑來源16、56，其可提供不同的第一和第二洗滌溶劑。使包括閥90、92、94、96、98交換系統選擇性地提供第一或第二洗滌溶劑給吸收塔並將使用過的溶劑和吸附過的物料回收至羰化系統，以適應不同的操作模式。

Description

具多種溶劑選項吸收塔之甲醇羰化系統
本發明涉及醋酸生產，特別是甲醇之羰化系統，其中輕餾份吸收塔能適應不同的洗滌溶劑並且將使用過的溶劑回收至羰化系統。
以甲醇進行羰化生產醋酸為已知之技藝。一般而言，甲醇羰化生產線包括反應區，純化區，輕餾份回收和觸媒儲存系統。在反應區之反應器中，於均勻攪拌液相反應介質中使甲醇和一氧化碳接觸銠或銥觸媒以生產醋酸。甲醇由甲醇平衡槽泵送到反應器。這個製程是高效率的，甲醇變成醋酸的轉換率通常大於百分之九十九。反應區還包括和一個反應器耦合之閃蒸塔，其可閃蒸排出流以便從反應區取出粗產物。將粗產物饋入純化區，其中包括一般輕餾份蒸餾塔，乾燥塔，輔助純化塔及任意之精餾塔。在這個製程中，產生含有輕餾份，特別是甲基碘，一氧化碳和醋酸甲酯之各種排洩流，並將此排洩流饋入輕餾份回收區。用溶劑擦洗這些排洩流，以便取出輕餾份並送回系統或丟棄。
傳統上，孟山都(Monsanto)公司甲醇羰化廠包含高壓和低壓吸收塔，其中醋酸用作洗滌溶劑。然後醋酸溶劑必須汽提除去輕餾份，此項操作通常是在另一純化塔中進行，故酸不會浪費。此等塔昂貴，因為它們所用材料必須有高度耐腐蝕，如鋯合金等等。此外，從酸汽提除去輕餾份需要蒸汽，會增加營運開支。
然而，使用醋酸作為洗滌溶劑常見於普遍的羰化工藝。參閱例如，Waller等氏之美國專利第5,502,243號，名稱為“二甲醚之氫羰化”。注意其中第3圖，以及在說明欄8及9關於操作吸收塔321之討論。冷醋酸流323下游通過此吸收塔，並由排氣中吸收任何剩餘的副產物和揮發性的觸媒成分。
所以，亦可參閱Wan氏之美國專利第4,241,219號，名稱為“羰 化廢液處理的方法”，其中指出藉由和在同一生產線之反應混合物回收之洗滌溶劑接觸，以回收揮發性成分。見說明欄2，行15-30，其中指出醋酸酐，雙醋酸乙义酯(ethylidene diacetate)，醋酸，或其混合物，可作為用以洗滌排氣之溶劑。
在甲醇羰化的製程中，有人建議用甲醇作為洗滌溶劑。在這方面，參閱Aubigne等氏之美國專利第5,416,237號，名稱為“醋酸生產方法”。人們注意到在'237號專利中冷卻之甲醇可逆向擦洗來自閃蒸塔塔頂餾出物蒸氣中未冷凝氣。在純甲醇中加入甲醇洗滌溶劑殘餘流，然後用來饋入反應器。見說明欄9，行30-42。如果該反應器不消耗殘餘流，必須分開存放或再純化而增加資本支出和營運成本。
中國專利申請公開號200410016120.7揭示從醋酸/醋酸酐製程排氣以甲醇和醋酸洗滌以回收輕餾份的方法。披露於申請公開號200410016120.7之系統包含兩階段的吸收，其中在兩個階段的系統中以兩種不同的吸附劑依序吸收排氣。特別注意到第2圖。另一個系統是在一個工業出版物發表，題為“年產20萬噸之甲醇低壓氧化合成製程”(SWRDICI 2006)(中國)。在這項研究出版物中提及之排氣處理系統包括一個高壓吸收塔以及低氣壓吸收塔。這一系統的兩吸收塔之操作係使用甲醇作為擦洗液(scrub fluid)。
雖然技藝已有進步，但在甲醇羰化系統中已知之擦洗排氣方法通常包含多個吸收塔，其製造和操作是昂貴的。根據本發明，提供一種改良的甲醇羰化系統，其中只用一座能夠使用不同溶劑的吸收塔。與傳統的系統相比，本發明系統降低資本支出和營運成本。
本發明提供製造醋酸之羰化系統，其特徵為單一吸收塔可選用多種洗滌溶劑以便處理排氣。本吸收塔利用洗滌溶劑可從排氣中回收甲基碘和其他揮發性物質(如醋酸甲酯蒸氣)，本吸收塔被耦合到第一和第二洗滌溶劑的來源，從而能夠提供不同的洗滌溶劑。在穩定狀態的運作模式下典型地甲醇作為一種洗滌溶劑，而醋酸可在單元啟動過程中或短暫運作中使用。或者是交換系統(switching system)提供任何甲醇或醋酸送到洗滌塔並將溶劑及回收之揮發物送回羰化系統以便進一步反應。在洗滌溶劑轉換時，必要時回收物料可添加到 觸媒儲存系統中。
依據本發明使用單一洗滌系統輕餾份吸收塔操作，不需要有專用的輕餾份蒸餾塔即能自排氣流中回收甲基碘。一個顯著好處是減少新醋酸羰化專案之的資本支出(汽提塔系統，再沸器，低溫冷卻器，以及相關的儀器和管路)，由於能夠在一個吸收系塔統使用兩種不同的洗滌媒介，以適應所有的操作模式，包括：啟動，正常運作，故障和關機。另一個優點是能藉由水蒸氣的節省以降低正常運作所需之能量，因為不必有另一座輔助的汽提塔處理另一洗滌溶劑。還有一個好處是在正常運作模式操作下，藉由5~15℃低溫的甲醇更好地擦洗(scrub)輕餾份成分甲基碘。
下面將以數個具體內容更詳細地說明本發明，惟此等具體內容僅供舉例和說明之用。在本發明下列之申請專利範圍內之精義及範圍內，對實施例所作之修改對此領域之熟習技藝者而言係顯而易知。
除非下面有更具體的定義，否則本文中使用的術語是為其通常意義。%和類似術語是指重量百分率，除非另有說明。
“基本上構成是”和類似的術語係指的是該成分佔90%的重量或以上。因此，若洗滌溶劑流中至少有90%的甲醇，就可說洗滌溶劑流基本上組成是甲醇。
“低壓”及類似術語係指壓力遠遠低於在這裡討論之羰化反應器層級的壓力。於是低壓係指計示壓力一般小於10巴，較佳為小於5巴，通常不到3巴，而在某些情況下，不到1巴。
“揮發性”成分是那些氣相化合物及/或沸點低於或等於醋酸甲酯者，包括甲基碘。
於此處使用的“純化製程流”包括來自輕餾份蒸餾塔之製程流，和任何其後的純化之輕餾份製程流。
用於與本發明之元素週期表VIII族金屬觸媒可為銠和/或銥觸媒。銠金屬觸媒可依任何合適的形式加入，使得銠在觸媒溶液中成為技藝上所周知的一種平衡混合物：包括[Rh(CO)2I2]-陰離子。在一氧化碳豐富的環境的反應器中銠在溶液中之溶解度一般是能維持，因為銠/羰基碘陰離子物種一般易溶於水和醋酸。然而，當轉移到通常存在於閃蒸塔、輕餾份蒸餾塔等之一氧化碳枯竭環境時，因較少一氧化碳可用，銠/觸媒組成平衡會變化。銠例如沉澱成為Rh I3，然而反應器下游的夾帶銠形式之細節尚未得到很好的理解。在所謂的“低水含量”的條件下，對此領域之熟習技藝者即知碘化鹽可幫助減輕閃蒸塔中的沉澱。
保持在本文所述製程反應混合物中之碘化鹽可呈現鹼金屬或鹼土金屬或季銨鹽或鏻鹽(phosphonium salt)的可溶性鹽之形式。在某些具體內涵中，觸媒輔促進劑是碘化鋰、醋酸鋰或其混合物。碘化鹽可依鹽的混合物之形式(如碘化鋰和碘化鈉及/或碘化鉀之混合物)添加。另外，碘化鹽可在反應系统操作條件下現場(in-situ)形成，例如鹼金屬醋酸鹽之廣泛的非碘化鹽前體可與甲基碘反應而產生對應的碘化鹽安定劑做為輔促進劑。必要時，由非離子型的前體(如氧化膦或任何合適的有機配合體或配合體混合物)可現場生成合適的鹽。膦氧化物(phosphine oxide)和合適的有機配合體通常在高溫於甲基碘存在下會進行季鹼化，所得之鹽可保持碘化物陰離子濃度。如需詳知碘化鹽之產生，可參閱Smith等人之美國專利第5,001,259號，及亦為Smith等人之美國專利第5,026,908號，和第5,144,068號。
在液相羰化反應組成物中之銥觸媒可包括任何可溶於液體反應組成物中之含銥化合物。銥觸媒可依任何合適的可溶性形式或者可轉化為可溶性的形式，添加到液相羰化反應組成物中。添加到液相羰化反應組成物中之合適的含銥化合物例子包括：IrCl3,IrI3,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(CO2]-H+,Ir4(CO)12,IrCl3.3H2O,IrBr3.3H2O,Ir4(CO)12，銥金屬，Ir2O3,Ir(acac)(CO)2,Ir(acac)3，醋酸銥[Ir3O(OAc)6(H2O)3][OAc]，及六氯銥酸[H2IrCl6]。不含氯之銥錯合物，如醋酸鹽， 草酸鹽和乙醯醋酸鹽通常被用為起始原料。在液相反應組成物中銥觸媒濃度可在100至6,000ppm之範圍內。利用銥觸媒使甲醇進行羰化是眾所周知的，而且一般記載於下列文獻中：美國專利：第5,942,460號；第5,932,764號；第5,883,295號；第5,877,348號；第5,877,347號和第5,696,284號，可參閱其說明書全文，此處納入這些文獻供參考。
必要時，可採用被承載(support)之週期表VIII族觸媒。較佳的系統包括一個具有側接的吡咯烷酮基的不溶性聚合物承載之銠觸媒。合適的觸媒是交聯聚乙烯吡咯烷酮承載之銠觸媒。藉由美國專利第2,938,017號所披露之苛性觸媒進行交聯或使用德國專利第2059484號所披露之交聯劑作交聯。此處納入這些文獻以供參考。這種觸媒係由聚合物承載體、烷基鹵化物與銠化合物反應以製備之。這兩種反應很容易藉由此類反應成分依據標準程序完成之。例如，較佳為簡單地添加一些例如粉末或樹脂珠粒(resin bead)形式之不溶性聚合物於甲醇羰化反應所需之均勻介質中即可。此種羰化反應介質包括在壓力容器內的甲醇和/或醋酸甲酯，醋酸和少量的水連同銠化合物和在此所述碘化物促進劑。更詳盡的細節可參閱美國專利第5,466,874號的全部內容。
另一系統包括一種不溶性含吡啶環之聚合物，其上承載著週期表VIII族金屬觸媒。在此所使用的術語“含吡啶環之聚合物”係指含有取代或未取代之吡啶環，或含有取代或未取代之具吡啶的聚縮合環(例如喹啉環)的聚合物。此等取代基包括那些在甲醇羰化反應中呈惰性之取代基，例如烷基和烷氧基。典型的不溶性含吡啶環之聚合物例子的包括乙烯吡啶與雙乙烯基單體反應或乙烯吡啶與含有乙烯基之雙乙烯基單體反應而得的聚合物，例如4-乙烯基吡啶和雙乙烯苯之共聚物，2-乙烯基甲基吡啶和雙乙烯苯之共聚物，苯乙烯、乙烯苯和雙乙烯苯之共聚物，乙烯甲基吡啶和雙乙烯苯之共聚物與乙烯吡啶、丙烯酸甲酯和二丙烯酸乙酯之共聚物。例如，交聯聚乙烯吡啶聚合物。進一步的細節出現在美國專利號第5,334,755號，其全部內容可供參照。
甲基碘用作為促進劑。較佳為甲基碘在反應液體組成物中的濃度是介於1到50重量%，尤佳為在2到30重量%之範圍內。
促進劑可併用鹽穩定劑/輔促進劑化合物，其中可包括週期表IA或IIA族金屬鹽，或季銨鹽或鏻鹽。尤佳為碘化物或醋酸鹽，例如碘化鋰或醋酸鋰。
其他可作為本發明催化系統之一部分的促進劑及輔促進劑記載於歐洲專利公開第0 849 248號，可納入本案參考。合適的促進劑選自釕，鋨，鎢，錸，鋅，鎘，銦，鎵，汞，鎳，鉑，釩，鈦，銅，鋁，錫，銻，尤佳為選自釕和鋨。具體輔促進劑記載於美國專利第6,627,770號，全部說明書可供納入本案參考。
促進劑用量可為有效量至其在液相反應組成物及/或從醋酸回收階段所回收至羰化反應器之任何液體製程流的中溶解度限制。在使用時，促進劑於液相反應組成物中之適當濃度係使促進劑對金屬觸媒的莫耳比為[0.5至15]：1，較佳為[2至10]：1，尤佳為[2至7.5]：1。適當的促進劑濃度為400至5,000ppm。
依據本發明之羰化設備或製程通常包括反應區，純化區，觸媒儲存系統和輕餾份回收系統。本發明之特色在於，例如，甲醇與一氧化碳之羰化係在均相催化反應系統中進行，該反應系統包含反應溶劑(通常為醋酸)，甲醇及/或其反應衍生物，可溶性銠觸媒，以及至少有限濃度的水。甲醇和一氧化碳不斷地饋入反應器以進行羰化反應。一氧化碳反應物可基本上是純粹的或可含有惰性雜質，例如二氧化碳，甲烷，氮氣，惰性氣體，水和含1至4個碳原子之烷烴。在一氧化碳中的氫氣以及水氣變換反應現場形成之氫較佳為保持在較低水平，例如，小於1巴之分壓，因為它的存在可能導致加氫產物之形成。在反應中一氧化碳的分壓之適當範圍為1至70巴，較佳為1至35巴，而最好是1至15巴。
羰化反應壓力之適當範圍為10至200巴，較佳為10到100巴，而最好是15至50巴。羰化反應溫度的適當範圍為100至300℃，較佳為150至220℃。醋酸通常是以液相反應製造，其反應溫度約150-200℃，而總壓力為約20到約50巴。
醋酸是通常含於反應混合物中做為反應溶劑。
甲醇的適當反應衍生物包括醋酸甲酯，二甲醚，甲酸甲酯和甲基碘。甲醇和其反應衍生物之混合物可作為本發明製程之反應物。較佳以甲醇及/或醋酸甲 酯作為反應物。至少有一些甲醇及/或其反應衍生物藉由和醋酸產品或溶劑反應，將在液相反應組成物中轉換為因此存在為醋酸甲酯。醋酸甲酯在液相反應組成物中之適當濃度範圍為0.5至70重量%，尤佳為0.5至50重量%，更好是1到35重量%，而最好是1至20重量%。
水可在液相反應組成物中現場形成，例如，通過甲醇和醋酸產物之酯化反應產生水。水可和液相反應組成物中其他成分一起或分別引入羰化反應器。水可從其他反應組成物之其他成分撤出反應器，並可依控制量回收以保持水在液相反應組成物中所需的濃度。較佳為，水在液相反應組成物中的濃度保持在是0.1至16重量%，尤佳為1至14重量%，而最好是1到10重量%的範圍。
反應液通常是從反應器引出，並藉由轉換器及下文描述之閃蒸塔，經一個步驟或多個步驟閃蒸。將閃蒸塔引出之粗製蒸氣製程流傳送到純化系統，該系統通常包括至少一座輕餾份蒸餾塔和一座脫水塔。如前所述，夾帶於輕餾份蒸餾塔及其後裝置中之任何金屬觸媒形式是沒有得到很好的理解，然而，在傳統的系統中夾帶之金屬觸媒會有所損耗。
10‧‧‧羰化系統
12‧‧‧反應器
14‧‧‧進料系統
16‧‧‧甲醇平衡槽
20‧‧‧甲基碘儲槽
22‧‧‧觸媒儲槽
24a‧‧‧通氣孔/管路
26‧‧‧閃蒸塔
28‧‧‧導管
30‧‧‧純化區/蒸餾區
32‧‧‧輕餾份蒸餾塔
34‧‧‧脫水塔
36‧‧‧銀離子交換陽離子交換樹脂床
38‧‧‧粗製蒸氣製程流
40‧‧‧導管
42‧‧‧接收器
44‧‧‧回收管路
45‧‧‧液體回收流
50‧‧‧純化之製程流
52‧‧‧純化和乾燥之製程流
56‧‧‧取出產物處
60‧‧‧管路
70‧‧‧輕餾份回收系統
72‧‧‧交換系統
75‧‧‧吸收塔
80‧‧‧管路
82‧‧‧管路
84‧‧‧管路
85‧‧‧冷凍機
86‧‧‧尾氣排出處
92‧‧‧閥
94‧‧‧閥
96‧‧‧饋入閥
98‧‧‧饋入閥
100‧‧‧泵
102‧‧‧泵
104‧‧‧回收管路
106‧‧‧回收管路
108‧‧‧回收管路
110‧‧‧回收管路
兹參考下面所附圖式詳細說明本發明，其中相同數字意指相同元件。圖中：第1圖係生產醋酸之羰化系統示意圖。
第2圖係配合第1圖系統的排氣吸收塔和交換系統之示意圖。
參考第1圖更能明瞭本發明，該圖是一個典型的羰化製程及設備示意圖。第1圖顯示之羰化系統10包括具有進料系統14之反應器12，該進料系統包括甲醇平衡槽16和一氧化碳饋入管線。觸媒儲存系統包括甲基碘儲槽20以及觸媒儲槽22。反應器12提供一個通氣孔24和任意之的通氣孔24a。反應器12藉由導管28和任意之的通氣孔24a耦合到閃蒸塔26。閃蒸塔反過來又耦合到純化區30，該區包括輕餾份蒸餾塔32、脫水塔34和強酸、銀交換陽離子之交換樹脂床36，其可自產物中消除碘化物。若不用銀交換、強酸陽離子之交換樹脂，據報導亦可用陰離子離子交換樹脂以消除碘化物。參閱英國專利第GB 2,112,394A號，以及美國專利第5,416,237號說明欄7、行54+，其中教導使用4-乙烯吡啶樹脂以清除碘化物。
氣體吹掃流(gaseous purge streams)通常是從反應器的頂部排出，以防止氣體副產物(如甲烷，二氧化碳和氫氣)的積聚，並在某一總反應器壓力下保持一定的一氧化碳分壓。一個非常顯著製程改善包含盡量減少或消 除從反應器12經管路24(而非利用排放管路，例如管路24a)高壓排氣到高壓吸收塔。當在所述低水含量條件下操作時，副產物和通風的要求大大降低，使得在閃蒸及汽提輕餾份後，非冷凝物可在低壓排放，如第1和2圖中所看到的，同時保持反應器內一氧化碳在預定之分壓。因此，使用高壓吸收塔可以使資金和營運成本消除及/或最小化。
或者是(例如在中國專利第ZL92108244.4號所述)，如第1圖所示，在反應器和閃蒸塔之間可採用所謂的"轉換器"反應器。或是，在擦洗之前，氣體吹掃流可經由閃蒸塔底液或輕餾份蒸餾塔底部排放，以強化銠穩定性及/或它們可與其它製程排氣(如純化塔塔頂接收器排氣)匯合。必要時，一氧化碳可直接加入轉換器中；或有需要時，為穩定觸媒溶液，可在稍前(上游)或稍後(下游)加入，並消耗任何未反應的甲醇。這種安排的詳情，可參考Denis等氏之歐洲專利號第0 759 419號以及美國專利第5,770,768號。
這些變化當然屬於本發明範圍內，本發明範圍將列於所附申請專利範圍和如下之說明。
如對此領域之熟習技藝者所悉，純化系列所遭遇之不同化學環境，可能需要不同的冶金材料。例如，由於製程流之腐蝕性，在輕餾份蒸餾塔出口處之裝置可能會需要鋯槽，而在脫水塔下游的裝置則因條件更具腐蝕性，不銹鋼才足夠。
一氧化碳和甲醇不斷引入到反應器12，在高的一氧化碳部分壓下適當地混合。從反應器中排放未冷凝副產物，以保持最適的一氧化碳分壓。在燒掉反應器廢氣前，先做處理以回收反應器冷凝物，亦即甲基碘。甲醇和一氧化碳的效率一般分別大於98和90%。如前面Smith等氏之專利所述，製程主要的低效率在於藉由水氣變換反應同時製造二氧化碳和氫氣。
反應混合物流從反應器不斷地經由導管28饋入閃蒸塔26。藉由閃蒸塔使產物醋酸及大多數輕餾份(甲基碘、醋酸甲酯、水)和反應器的觸媒溶液分離，而粗製蒸氣製程流38與溶解於其中之氣體則送至蒸餾或純化區30做單階段閃蒸。該觸媒溶液係經由導管40回收到反應器。
醋酸之純化通常包括在輕餾份蒸餾塔、脫水塔、及任意之重餾份蒸餾塔進行蒸餾。使來自閃蒸塔之粗製蒸氣製程流38饋入輕餾份蒸餾塔32。使 來自輕餾份蒸餾塔塔頂餾出甲基碘，醋酸甲酯和部分水在接收器42中凝結形成兩相(有機和水相)。使兩塔頂餾出之液相經由回收管路44返回反應區。或者，來自輕餾份蒸餾塔液體回收流45也可送回反應器。
純化之製程流50由輕餾份蒸餾塔32側面引出，並饋入脫水塔34。水和一些醋酸從此塔分離，且如所示通過回收管路44送回反應系統。純化和乾燥之製程流52從脫水塔34饋入樹脂床36，且如所示由此在56取出產物。羰化系統10只使用兩個主要純化塔，並較佳為依據下列文獻細節操作：Scates等氏之美國專利第6,657,078號，名稱為“低能耗羰化製程”。必要時，通常採用額外的塔，這取決於系統。
如第2圖所示，接收器42經由管路60排放到輕餾份回收系統70，該系統包括具有多數閥及泵之交換系統72，可選擇性地將系統70耦合洗滌溶劑的來源，並使用過擦洗溶劑回收至羰化系統之所欲點，如下文描述。還注意到如有必要時，反應器12可直接經由管路24排氣到系統70。
輕餾份回收系統70具有吸收塔75其可經由管路80饋入排氣和經由管路82饋入洗滌溶劑。較佳為洗滌溶劑在饋入吸收塔75之前，用冷凍機85冷卻，其中在離開吸收塔前溶劑和排氣逆向流動，以吸收甲基碘的和額外的對應成分，並經由管路84返回羰化單元。擦洗過之排氣在86處排出吸收塔並做進一步處理。例如，必要時在送去燒掉前，可用第二階段的水擦洗以消除醋酸甲酯，甲醇，醋酸等等。另外，必要時在吸收塔75可提供第二階段的水擦洗。較佳為超過90%的甲基碘是從排氣中移出。在使用吸收塔前，洗滌液通常是冷卻到的溫度大約5℃至約25℃，條件是醋酸用作洗滌溶劑，溶劑溫度保持在17℃或以上，以防止凍結。
交換系統72包括多數閥，如閥90、92、94、96、98和一個或多個泵100、102，如果需要的話，用泵提高回收管路104、106、108、110之壓力。饋入閥96、98是用來選擇洗滌溶劑，其可來自平衡槽16之甲醇或來自取出產物流56之醋酸，取決於吸收塔75之運作模式。
在羰化系統10穩態運行時，閥98關閉，而甲醇是從平衡槽16藉由開閥96經管路112送至冷凍機85，於其中冷卻甲醇。從冷凍機，甲醇饋入吸收塔75，其中與排氣逆流，並在經由管路84離開吸收塔之前，先吸收甲基碘 和其他揮發性成分。吸附甲基碘之使用過的溶劑藉由泵100及102經管路106送回反應器12或甲醇平衡槽16。在這種運作模式下，閥92、94是關閉的，而閥90是開放的。
在啟動或關閉系統時，較合適的是使用醋酸作為溶劑擦洗，以操作吸收塔75。在這種運作模式下，閥98開啟，而閥96關閉。必要時，酸可來自產物流56或罐區(TF,Tank Farm)。酸流經管路112至冷凍機85，並經管路82饋入吸收塔75，且如前述洗滌來自管路60、80之排氣。酸經管路84離開吸收塔75，並以泵100、102經管路104、108送回到羰化系統。在此吸收塔75運行模式下，閥90、94關閉，而閥92開放，以便將用過醋酸送回輕餾份蒸餾塔32，脫水塔34，或其他方面的純化系統以便進行汽提。
從一種溶劑轉換到其他溶劑，如從甲醇轉換到醋酸，一般不適宜將擦洗液送回甲醇饋入系統或輕餾份蒸餾塔，因會造成效率低下的結果。為此，轉換可能在大約5至20分鐘內完成；在這段時間內，將使用過的洗滌溶劑饋入觸媒儲槽22。在轉換模式，閥90、92關閉，而閥94打開。因此該系統的運作方式一般是：(a)將從羰化單元排氣饋入吸收塔，該排氣包括甲基碘和任意的其他揮發性成分；(b)將第一洗滌溶劑饋入吸收塔，第一洗滌溶劑基本上是醋酸；(c)使排氣接觸第一洗滌溶劑，從而自排氣消除甲基碘和任意的其他揮發性成分，並將甲基碘和任意的其他揮發性成分吸收進入第一洗滌溶劑；(d)使包含第一洗滌溶劑和所吸收之甲基碘和任意的其他揮發性成分之吸收塔回收流送至包含輕餾份蒸餾塔、脫水塔或其他裝置的純化系统中；(e)終止供應第一洗滌溶劑於吸收塔中；(f)提供第二洗滌溶劑於吸收塔中，該第二洗滌溶劑基本上是甲醇；(g)使排氣和第二洗滌溶劑接觸，從而自排氣中消除甲基碘和任意的其他揮發性成分，並將甲基碘和任意的其他揮發性成分吸收進入第二洗滌溶劑中；(h)使包含第一洗滌溶劑、第二洗滌溶劑和所吸收之甲基碘和任意的其他揮發性成分之吸收塔回收流饋入反應器；和(i)過渡時期後，繼續包含第二洗滌溶劑和所吸收之甲基碘和任意的其他揮發性成分之吸收塔回收流饋入反應器。選擇操作閥96、98以饋入吸收塔。
雖然這項發明已經以特定的設備與操作條件說明，但在本發明之精義及範圍內修改此等實施例對此領域之熟習技藝者而言係顯而易知。鑑於上 述討論，有關背景和其詳細說明，以及在技藝上相關的知識和參考資料，其披露是做為參考之用，然而進一步說明被認為是不必要的。
10‧‧‧羰化系統
12‧‧‧反應器
14‧‧‧進料系統
16‧‧‧甲醇平衡槽
20‧‧‧甲基碘儲槽
22‧‧‧觸媒儲槽
24a‧‧‧通氣孔/管路
26‧‧‧閃蒸塔
28‧‧‧導管
30‧‧‧純化區/蒸餾區
32‧‧‧輕餾份蒸餾塔
34‧‧‧脫水塔
36‧‧‧銀離子交換陽離子交換樹脂床
38‧‧‧粗製蒸氣製程流
40‧‧‧導管
42‧‧‧接收器
44‧‧‧回收管路
45‧‧‧液體回收流
50‧‧‧純化之製程流
52‧‧‧純化和乾燥之製程流
56‧‧‧取出產物流
60‧‧‧管路

Claims (14)

  1. 一種生產醋酸之設備，包括：(a)使甲醇或其反應衍生物進行羰化之反應器，此反應器中醋酸反應混合物含有選自銠觸媒、銥觸媒和其混合物的觸媒，以及甲基碘促進劑；(b)將一氧化碳和甲醇或其反應衍生物提供至反應器之進料系統；(c)一閃蒸系統，其配置用來接收反應混合物流以及用來將該反應混合物分離成(i)至少第一液體循環流，以及(ii)含有醋酸之粗製製程流；(d)和該閃蒸系統耦合之第一蒸餾塔，該第一蒸餾塔係用來自該粗製製程流分離出包括甲基碘之低沸點成分，以及用來產生純化之製程流，且該第一蒸餾塔和任意的反應器和閃蒸系統，也是操作來產生排氣流，其包括含有甲基碘之揮發性有機成分；(e)一吸收塔，其用來接受排氣流且以洗滌溶劑來消除甲基碘，該吸收塔也耦合著第一洗滌溶劑和第二洗滌溶劑的來源，其係能夠提供不同的第一洗滌溶劑和第二洗滌溶劑；以及(f)一交換系統，其係能自第一洗滌溶劑來源或第二洗滌溶劑來源，選擇性地將第一洗滌溶劑或第二洗滌溶劑提供至吸收塔。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中第一洗滌溶劑包括甲醇，而第二洗滌溶劑基本上係醋酸。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之設備，其中第一洗滌溶劑基本上係甲醇。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之設備，進一步包括冷凍機，其耦合於吸收塔和第一洗滌溶劑來源及第二洗滌溶劑來源以冷卻洗滌溶劑。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中來自吸收塔之回收流是選擇性地耦合至反應器的進料系統、或者第一蒸餾塔及/或第二蒸餾塔。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之設備，進一步包括觸媒儲存系統，且來 自吸收塔之回收流的是選擇性地耦合至反應器的進料系統、第一蒸餾塔及/或第二蒸餾塔、或觸媒儲存系統。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中進料系統包括甲醇平衡槽，其係連接到吸收塔作為第一洗滌溶劑來源。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之設備，進一步包括耦合於所述第一蒸餾塔之乾燥塔，其用來接收純化之產物流，且消除其中的水。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中反應器是排放連結到閃蒸系統。
  10. 一種操作製造醋酸類設備之改良方法，該設備包括具有反應介質之反應器和產品純化系列之生產系統，其中生產系統排氣連結至吸收塔，其改良之處包括：(a)在週期表VIII族金屬觸媒和甲基碘促進劑之存在下，使甲醇或其反應性衍生物於反應器進行羰化，同時保持水在反應器中濃度為1~10%，該百分率以反應介質的重量計，並同時保持反應器中一氧化碳在預定的分壓；(b)從生產系統排出未可冷凝氣，以便只提供低壓排氣；(c)將從生產系統之低壓排氣饋入吸收塔，該排氣包括甲基碘和任意之其他揮發性成分；(d)供給洗滌溶劑至吸收塔，該洗滌溶劑包括甲醇、醋酸甲酯或其混合物；(e)使該低壓排氣接觸該洗滌溶劑，從而自氣體中消除甲基碘和任意之其他揮發性成分，且將甲基碘和任意之其他揮發性成分吸收進入洗滌溶劑中；以及(f)將包括洗滌溶劑、所吸收甲基碘和所吸收任意之其他揮發性成分之吸收塔回收流饋入反應器。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該週期表VIII族金屬觸媒係一種被承載之觸媒。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中週期表VIII族金屬觸媒係一種被承載之銠觸媒。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中銠觸媒係被承載於交聯聚乙烯吡咯烷酮聚合物上。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中銠觸媒係被承載於交聯聚乙烯吡啶聚合物上。
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