TWI469962B - 具有移除醛改良效果之甲醇羰化製程 - Google Patents

Description

具有移除醛改良效果之甲醇羰化製程

本發明係有關一種醋酸製程，更具體而言是具有移除醛改良效果之醋酸製程。

在目前所用合成醋酸製程中，最廣泛使用的商業化製程是甲醇藉由一氧化碳之催化羰化。實踐這項技術之首選方法包括所謂的“低水”的製程，其中催化用之銠或銥觸媒可參閱本發明人之美國專利第5,001,259號(1991年3月19日公告)，美國專利第5,026,908號(1991年6月25日公告)，和美國專利第5,144,068號(1992年9月1日公告)，以及歐洲專利第0.161.874 B2號(1992年7月1日公告)。實行低水的羰化製程之特徵包括維持在反應介質中催化有效量銠和至少有限的水濃度，以及無機碘陰離子濃度高於存在於系統中因碘化氫而得之碘離子濃度。碘離子可能是一個簡單的鹽，在大多數情況下碘化鋰是首選。美國專利號第5,001,259號，第5,026,908號，第5,144,068號及歐洲專利第0,161,874 B2號均可納入參考。

據發現，雖然「低水」羰化法生產醋酸可減少副產物二氧化碳和氫，而提高一氧化碳效率，但和反應器中水濃度較高的類似的製程比較起來，在「低水」羰化法中，其他雜質，如乙醛及其衍生物之含量會增加。這些雜質會影響醋酸品質，尤其是當他們循環通過反應製程時，將導致衍生雜質(如羰基化合物和烷基碘)的累積。羰基雜質會減少醋酸的"高錳酸鹽時間"(常用於業界之品質檢測)。本文提到的“羰基”一詞是為了表示化合物含有醛或酮的功能基，該化合物可能會或可能不具備不飽和鍵。為進一步討論有關羰化製程的雜質可參見「有機反應之催化作用(Catalysis of Organic Reaction)」75期，369-380頁(1998年)。

本發明部分有關降低及/或移除"高錳酸鹽還原化合物"(PRC)，後者例如乙醛、丙酮、甲乙酮、丁醛、巴豆醛(亦即丁烯醛)、2-乙基巴豆醛及2-乙基巴豆醛等、以及可能衍生自乙醛及雜質中的醇醛縮合產物之烷基碘。本發明在某些場合下，亦能導致減少丙酸之形成，也許由於反應器內有氫氣之存在，配合乙醛之產生，似乎會引起丙酸水平的上升。我們不願侷限於理論，但我們相信在例如碘化鋰之碘鹽存在下，乙醛似乎更容易衍生許多雜質。乙醛會縮合成例如巴豆醛之不飽和醛，然後在系統中形成高級烷基碘，其不易移除，且會使醋酸乙烯酯觸媒中毒。醋酸乙烯酯是醋酸最大的終端應用。

移除乙醛雜質之傳統技術包含利用氧化劑、臭氧、水、甲醇、活性碳及胺等，處理具低濃度醛雜質之醋酸產物流。此項處理可或不必配合醋酸蒸餾。最典型的純化處理包含使最終產物進行一系列蒸餾。亦已知用例如羥胺之胺化物處理有機物流，可移除羰基雜質，因胺化物會和羰基化合物反應而形成肟，然後蒸餾，由肟反應產物中分離出此純化有機產物。然而，最終產物之額外處理使製程成本上升，而且蒸餾該處理過的醋酸產物又會產生附加雜質。

其他生產高純度醋酸製程為蒸餾輕餾份汽提塔冷凝液，以消除乙醛。被建議用於消除乙醛之處理流包括主要是水、醋酸和醋酸甲酯之輕相(light phase)，或包含主要甲基碘、醋酸甲酯和醋酸之重相(heavy phrase)，或輕相及重相之混合處理流。例如在本發明人之美國專利第6,143,930號及第6,339,171號，透露針對輕餾份蒸餾塔塔頂餾出物冷凝液藉由多階純化，可以大大減少醋酸產物中的不良雜質。這些專利揭露純化過程中，將塔頂餾出輕餾份蒸餾兩次，每次均移除塔頂餾出物中之乙醛，並將富甲基碘的殘留物送回反應器。兩次蒸餾步驟後所得的富乙醛餾出物任意以水萃取，以消除大部分乙醛，使得再循環到反應器之殘液中乙醛濃度顯著降低。請參考美國專利第6,143,930號和第 6,339,171號的全文。去除醛及其他高錳酸鹽還原化合物之其他系統記載於Zinobile等氏之美國專利申請編號116/116,771(美國公開專利2006/0,247,466 A1)，發明名稱："生產醋酸之製程"；等氏的美國專利申請編號10/708,420(美國公開專利2005/0,197,508 A1)，發明名稱：“由甲醇羰化製程流中去除高錳酸鹽還原化合物之方法”；和Picard等氏之美國專利申請編號10/708421(美國公開專利2005/0,197,509 A1)，發明名稱為“由甲醇羰化製程流中去除高錳酸鹽還原化合物之方法”，均可納入參考。一般來說，冷凝之輕餾份含有低於1重量百分比之乙醛。

雖然上述所描述的製程已經成功從羰化系統中消除羰基雜質和控制乙醛含量和高錳酸鹽時間，但是現有的程序往往是資本和運營成本均昂貴，由於為了防止醛及相關雜質在系統中積聚，但不易處理醛雜質含量低特定的流。因此，仍然存在著需要替代工藝，以便在甲醇羰化製程中，提高乙醛消除效率。

按照本發明，一種尾氣輕餾份回收吸收塔系統是用來收集由吸收塔流體汽提之回收輕餾份流中的乙醛。在回收輕餾份送回羰化系統之前，先純化該自尾氣回收之輕餾份以便消除乙醛。因此，改善一般包括(a)藉由吸收塔溶劑從尾氣洗滌輕餾份及醛雜質；(b)由吸收塔溶劑汽提此吸收之輕餾份和醛雜質，以提供具乙醛雜質之輕餾份流；(c)純化此回收之輕餾份流，以消除醛雜質；和(d)使由回收之輕餾份流所得之已純化輕餾份再循環到生產系統中。

回收的輕餾份流可含有大於1至5重量%或以上的乙醛，為了從羰化系統中移除乙醛，其大大減少需要加以純化除醛之輕餾份體積。也就是說，現有的系統只能處理含有低於10,000ppm乙醛的輕餾份流。於是，根據本發明方法消除相同數量的乙醛之營運和資本成本顯著低於前述現有技術，因為需要純化以去除定額乙醛雜質之輕餾份體積大大 減少。較佳為在回收輕餾份中乙醛含量至少2或3重量%，高達5或以上的重量%。乙醛含量2-10重量%濃度的回收輕餾份流純化可利用特定的設計實現之。

由下列的討論，本發明進一步的特點和優勢將更明顯。

以下將以數項實施例詳述本發明，但其目的僅供舉例及說明之用。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，均仍屬於本發明範圍內。

若以下無更具體的定義，則本文中所使用的術語是以其普通意思解釋。例如除非另有說明，%和類似術語是指重量百分率。

“醛雜質”是指可能存在於尾氣中的乙醛和相關化合物。

“輕餾份”是指反應混合物中較醋酸更易揮發之組成份。在通常情況下，“輕餾份”是指佔主要組成之甲基碘和醋酸甲酯。

“汽提”是指通過蒸發或蒸餾從混合物移除一成份。

參閱圖1，2，4和5，圖中羰化系統10係用於生產醋酸。系統10包括反應器12，閃蒸塔14，輕餾份蒸餾塔或汽提塔16，乾燥塔18，並可以選擇地包括進一步純化乾燥塔殘留產物用之單元。反應器排氣可送到一個眾所周知的高壓吸收塔或其他裝置。參閱Denis等氏之中國專利第ZL92,108,244.4號，以及歐洲專利第0,759,419號和美國專利第5,770，768號。還包括在系統10內是低壓吸收塔26和汽提塔28。

為了生產醋酸，將甲醇和/或其反應性衍生物，如醋酸甲酯和一氧化碳輸送到反應器12，其中含有均相之金屬催化反應介質。當甲醇或其衍生物經羰化反應後，自反應器引出一部分的反應混合物，通過管路30送至閃蒸塔14。在閃蒸塔中，壓力比反應器降低，於是閃蒸得粗產物 流34。如圖所顯示，將粗產物流34饋入輕餾份蒸餾塔或汽提塔16。將該饋入閃蒸塔14之催化劑經由管線36再循環至反應器12。

在輕餾份蒸餾塔16中，使粗產物流34進一步純化。特別是，輕餾份由輕餾份蒸餾塔16蒸發出來成為塔頂餾出物38。塔頂餾出物38主要包含甲基碘和醋酸甲酯，其在冷凝器40冷凝，並饋入接收器42。從接收器42，傾析冷凝液，並經由管路44，46和48再循環之。

亦由接收器42引出回流，經由管路50送至輕餾份蒸餾塔。

由汽提塔16引出側流52，並經由管路52輸送到脫水塔18，如圖1及圖2所示。側流52是純化的產物流，其中的甲基碘和醋酸甲酯已實質上移除。然而，側流52之組成中包含大量的水，這就是為什麼須用乾燥塔18。如圖所示，乾燥塔18中之水是經由塔頂餾出管路54取出和再循環之。產物經由管路56自乾燥塔18引出，並選擇性地進一步純化以移除重餾份和含碘雜質，然後才送往產物儲存區。

具體談到圖1，其係顯示傳統的配置，其中將來自接收器42之尾氣經由管路62饋入吸收塔26。在吸收塔26中，由管路62供應之尾氣以冷醋酸洗滌，冷醋酸使用後，經由管路64是饋入尾氣汽提塔28。使含有甲基碘和醋酸甲酯之汽提蒸氣經由管路66重新饋入輕餾份區，以便再循環甲基碘和醋酸甲酯。

圖號68顯示之除醛系統可運作來自接收器42之輕相或重相70。在除醛系統68中，將接收器經由管路70引來的冷凝液送到蒸餾塔72，以消除乙醛和任意的其他高錳酸鹽還原化合物，此為眾所周知的工藝。如圖所示，將蒸餾塔72純化的殘留物送回到生產單元。使含有輕餾份、乙醛和其他高錳酸鹽還原化合物經由管路74引出做為蒸餾塔塔頂餾出輕餾份。使蒸餾塔塔頂餾出氣在冷卻器76冷凝，並饋入接收器78。該物料可進一步在冷卻器80冷卻，然後才於萃取器82自冷凝液中萃取 高錳酸鹽還原化合物。然後如圖所示，將已消除乙醛之純化的塔頂餾出物經由管路84送回接收器42。

本發明的改良顯示於圖2和3。

在圖2和3中，尾氣同樣地從接收器42經由管路62饋入到吸收塔26。在吸收塔26中，尾氣用冷醋酸洗滌，冷醋酸使用後，經由管路64送至汽提塔28。在汽提塔28中，從物料汽提輕餾份由汽提塔28塔頂餾出並經由管路66引取。塔頂餾出物主要包括前述之甲基碘，醋酸甲酯，乙醛和任意的其他高錳酸鹽還原化合物。按照本發明，管路66是直接連到除醛系統90，其中包括蒸餾塔92、冷凝器94、接收器96和萃取器98。依據本發明，單階、多階或攪盪的逆流萃取均可採用。同樣地，很明顯回收輕餾份流可藉由蒸餾、萃取、萃取蒸餾或其組合加以純化。

本發明的特點是直接將熱的汽提過之甲基碘和醋酸甲酯饋入蒸餾塔92，使物料流熱焓(enthalpy)可以用來幫助純化物料流。在蒸餾塔92中，蒸餾取出乙醛和任意其他高錳酸鹽還原化合物並經由塔頂餾出管路100離開蒸餾塔。於是蒸餾塔92殘留物包括已移除乙醛雜質之純化甲基碘和醋酸甲酯，並可經由管路105返回到生產單元。

將得自蒸餾塔92之塔頂餾出物100饋入冷凝器94，於其中含有乙醛和任意其他高錳酸鹽還原化合物之輕餾份冷凝，並輸送到接收器96。得自接收器96的冷凝液可進一步在冷卻器102冷卻，然後才饋入萃取器98。在萃取器98中，水是用來自含醋酸甲酯和甲基碘之物料流中萃取醛和其他高錳酸鹽還原化合物。如同管路105一樣，純化的物料可經由管路104直接返回系統10。例如，如圖所示純淨的物料可回到接收器42和再循環至輕餾份區及反應系統。另外，純化的物料亦可送回重相再循環流泵、催化劑再循環流泵、或另一個打回到反應器12之專用泵。這些功能很容易納入所示生產系統10中。

圖2和3所顯示的系統比現有技術系統優越，因相對於系統10所提供其他物料流而言，管路66所提供汽提移除過甲基碘和醋酸甲酯的尾氣流具有非常高濃度的乙醛。管路66尾氣流的高濃度高錳酸鹽還原化合物更提供進一步的優勢，由於乙醛和任意其他高錳酸鹽還原化合物更加濃縮，為實現目標純度只須純化及再循環較少的物料。此外，在純化過程中較早地消除高錳酸鹽還原化合物可減少產生例如巴豆醛(crotonaldehydes)之衍生雜質的機會。

本發明還有一個優勢是，在管路66中汽提蒸氣流直接依氣態的形式饋入蒸餾塔92時，其熱焓(enthalpy)可用於幫助乙醛之消除。另外，尾氣-汽提輕餾份蒸氣流可以冷凝成液體，然後如果現有裝置更方便的話，就加以純化。

另一項發明的具體實例如圖4所示，管路66中汽提蒸氣流也可以輸入到現有的甲醛清除系統68中。如果需要的話，得自汽提塔28之輕餾份在饋入蒸餾塔72之前，先經由管路108以冷卻器106冷卻。或者，管路66中一些汽提蒸氣流可返回到輕餾份蒸餾塔16。

又一項發明的另一具體實例如圖5所示，使得自接收器之冷凝液經由管路70送至傳統除醛系統，同時如圖所示，經由管路66將汽提蒸氣提供除醛系統90。或者，一些汽提蒸氣可發送到現有的除醛系統68，其中包含蒸餾塔72。

熟習技藝者明白系統10可依多種方式配置，可以採用不同的催化劑、促進劑等。用於本發明週期表VIIIA族金屬催化劑可為銠及/或銥催化劑。銠金屬催化劑的可依任何適當的形式加入，使得銠在催化劑溶液中成為平衡混合物，包括工藝上眾所周知的[Rh(CO)₂I₂]^-陰離子。當銠溶液是在反應器內一氧化碳豐富的環境中，銠的溶解度一般是能維持，因為銠/羰基碘陰離子種通常可溶於水和醋酸中。然而，當轉移到 閃蒸塔、輕餾份蒸餾塔等典型的一氧化碳貧乏環境中，因為可用一氧化碳較少，銠/催化劑組成平衡會變化。例如銠沉澱成為RhI₃，然而反應器下游的夾帶銠的形式則未能充分了解。熟悉技藝者即知碘鹽能幫助減輕閃蒸塔在所謂“低水”條件下之沈澱。

保持在本文所述的製程反應混合物中之碘化鹽呈可溶性鹼金屬鹽或鹼土金屬鹽或季銨鹽或鏻鹽(phosphonium salt)之形式。在某些具體實例，催化劑輔促進劑係碘化鋰，醋酸鋰，或其混合物。碘化鹽可依例如碘化鋰、碘化鈉及/或碘化鉀之混合鹽形式加入。另外，碘化鹽可在現場(in situ)生成，因為在反應系統操作條件下，範圍廣泛的非碘鹽前體，如鹼金屬醋酸鹽可與甲基碘反應生成對應之輔促進劑碘化鹽穩定劑。如果需要的話，適當的鹽可由例如氧化膦(phosphine oxide)或任何合適的有機配體(ligand)或配體混合物之非離子前體會現場生成。在高溫及在甲基碘存在下，氧化膦和適當的有機配體通常進行季銨化而產生碘化鹽，以維持碘負離子濃度。如需關於碘化鹽生成的詳細資料，參閱Smith等人之美國專利第5,001,259號；及也是Smith等人之美國專利第5,026,908號和第5,144,068號，其中的揭露可納入參考。

在液相羰化反應組成物中銥催化劑包括可溶於液相反應組成物中任何含銥化合物。銥催化劑可依任何能溶解在液相反應組成物中之適當形式或可轉換為可溶性的形式添加到液相羰化反應組成物中。可添加到液相反應組成物中合適的銥化合物例子包括：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]和六氯銥酸[H₂IrCl₆].。銥之無氯複合物，如醋酸鹽，草酸鹽和乙醯醋酸鹽，通常用為起始原料。在液相反應組成物中銥催化劑濃度可在100至6,000ppm(百萬分之一)的範圍內。利用銥催 化劑使甲醇進行羰化是眾所周知的工藝，一般是記載在以下美國專利：5,942,460，5,932,764，5,883,295，5,877,348，5,877,347和5,696,284，其全部內容均可納入參考。

如果需要的話，可採用承載之VIII族催化劑。一種首選的系統包括具有側接吡咯烷酮基之不溶性聚合物所承載之銠催化種。一種合適的催化劑是已交聯和承載銠之聚乙烯吡咯烷酮。交聯可藉助於美國專利第2,938,017號所揭露之鹼催化劑或使用例如德國專利DE 2,059,484揭露之交聯劑。這些文獻納入參考。該催化劑之製備係使聚合物承載體與烷基鹵和銠化合物反應。藉由標準程序，並利用這些反應所需之已知成分，很容易完成這兩種反應。例如，較佳為只要添加例如粉末或樹脂珠形式的不溶性聚合物於進行甲醇羰化反應之均相介質中。這樣的羰化反應介質包括在壓力容器中之甲醇和/或醋酸甲酯、醋酸和少量的水以及在此所述之銠化物和碘化物促進劑。進一步的細節記載於美國專利第5,466,874號，其全部內容均可納入參考。

另一個系統包括已知的不溶性含吡啶環聚合物和所承載之VIII金屬。此處使用的術語“含吡啶環的聚合物”是指含有取代或未取代吡啶環或取代或未取代具吡啶之聚稠合環例如喹啉環的聚合物。此等取代基包括那些對甲醇羰化反應呈惰性者，例如烷基和烷氧基。不溶性含吡啶環聚合物的典型例子包括那些乙烯吡啶(vinylphridine)與二乙烯單體(divinyl monomer)反應獲得者或乙烯吡啶與含乙二烯基之乙烯基單體反應所得者，例如4-乙烯基吡啶和二乙烯苯之共聚物；苯乙烯(乙烯苯)(vinylbenzene)和二乙烯苯(divinylbenzene)之共聚物；乙烯甲基吡啶和二乙烯苯之共聚物；乙烯吡啶、丙烯酸甲酯和二丙烯酸乙酯之共聚物。進一步的細節記載於美國專利第5,334,755號，其全部內容均可納入參考。

甲基碘用作為促進劑。較佳為在液相反應組成物中甲基碘濃度範圍是1 到50重量%，最好2至30重量%。

促進劑可結合鹽穩定劑/輔促進劑，其中可包括IA或IIA族金屬鹽類或季銨鹽或鏻鹽。尤佳為碘化物或醋酸鹽，例如碘化鋰或醋酸鋰。

其他促進劑和輔促進劑可作為本發明催化系統之一部分，例如歐洲專利第0,849,248號所述，其中揭露可納入參考。合適的促進劑選自釕、鋨、鎢、錸、鋅、鎘、銦、鎵、汞、鎳、鉑、釩、鈦、銅、鋁、錫及銻，並且尤佳為是選自釕及鋨。具體的輔促進劑記載於美國專利第6,627,770號，其全部內容均可納入參考。

促進劑可由有效量至其在得自醋酸回收步驟之任何液態反應組成物中及/或再循環送回羰化反應器的任何液態製程流中之溶解度上限。在使用時，本促進劑在液態反應組成物中適當的莫耳比是使促進劑對金屬催化劑的的莫耳比為[0.5至15]：1，較佳為[2至10]：1，尤佳為[2至7.5]：1。合適的促進劑濃度為400至5,000ppm。

在羰化設備或製程係本發明之主題，典型上包括反應區，純化區，催化劑儲存系統和輕餾份回收系統。本發明值得讚賞之處，例如在於均相催化反應系統中利用一氧化碳將甲醇進行羰化，此反應系統包括反應溶劑(通常醋酸)，甲醇和/或其反應衍生物，銠催化劑，及至少有限濃度的水。當甲醇和一氧化碳不斷地饋入反應器，就進行羰化反應。一氧化碳反應物基本上是純淨的，或者可包含惰性雜質如二氧化碳，甲烷，氮，惰性氣體，水和具1至4個碳原子之石蠟烴。存在於一氧化碳中之氫氣，或由於水氣變換反應現場產生的氫氣，較佳為保持在較低水平，例如不到1巴爾(bar)的分壓，因為它的存在可能導致形成加氫產物。在反應中一氧化碳分壓適當的範圍是1至70巴爾，較佳為1至35巴爾，而最好是1至15巴爾。

羰化反應壓力適當之範圍為10至200巴爾，較佳為10到100巴爾， 而最好是15至50巴爾。羰化反應溫度適當的範圍為100至300℃，較佳為150至220℃。醋酸典型的生產係在溫度約150-200℃和總壓力從約20到約50巴爾之液相反應中進行。

典型上醋酸係含於反應混合物中，作為反應溶劑之用。

甲醇之適當反應性衍生物包括醋酸甲酯、二甲醚、甲酸甲酯及甲基碘。甲醇和反應性衍生物的混合物可作為本發明製程之反應物。較佳為甲醇和/或醋酸甲酯使用為反應物。至少有部分甲醇和/或其反應性衍生物藉由與醋酸產物或溶劑反應，將轉換為液相反應組成物中之醋酸甲酯。醋酸甲酯在液態反應組成物中是適當的濃度範圍係0.5至70重量%的，較佳為0.5至50重量%，而尤佳為1至35重量%，而最好是1-20重量%。

水可在液態反應組成物中現場形成，例如藉由甲醇反應物和醋酸產物之酯化反應可得之。水可與液態反應組成物中之其他成份一起或分別引入羰化反應器中。由反應器取出反應的組成物中之水可和其他成分分開，並可依控制量再循環利用，以維持水在液態反應組成物中所需的濃度。較佳為水的濃度範圍保持在液態反應組成物中的0.1到16重量%，尤佳為1至14重量%，而最好是1至10重量%。

雖然本發明已藉由具體實施例說明，但在本發明的精義和範圍內對這些例子所做之修改對此領域之熟悉技藝者而言係顯而易知。鑑於上述討論，前述先前技術及發明內容所提及之技藝及文獻上相關知識均可供參考，進一步說明被認為是不必要的。

代號 說明

10‧‧‧羰化系統

12‧‧‧反應器

14‧‧‧閃蒸塔

16‧‧‧輕餾份蒸餾塔/汽提塔

18‧‧‧乾燥塔

26‧‧‧低壓吸收塔

28‧‧‧汽提塔

30‧‧‧管路

34‧‧‧粗產物流

36‧‧‧管線

38‧‧‧塔頂餾出物

40‧‧‧冷凝器

42‧‧‧接收器

44‧‧‧管路

46‧‧‧管路

48‧‧‧管路

50‧‧‧管路

52‧‧‧管路/側流

54‧‧‧塔頂餾出管路

56‧‧‧管路

62‧‧‧管路

64‧‧‧管路

66‧‧‧管路

68‧‧‧除醛系統

70‧‧‧管路

72‧‧‧蒸餾塔

74‧‧‧管路

76‧‧‧冷卻器

78‧‧‧接收器

80‧‧‧冷卻器

82‧‧‧萃取器

84‧‧‧管路

90‧‧‧除醛系統

92‧‧‧蒸餾塔

94‧‧‧冷凝器

96‧‧‧接收器

98‧‧‧萃取器

100‧‧‧塔頂餾出管路

102‧‧‧冷卻器

104‧‧‧管路

105‧‧‧管路

106‧‧‧冷卻器

108‧‧‧管路

請參考以下圖式詳細解說本發明這項發明，其中相同之數字係指相同的元件。

第1圖係具傳統醛清除系統的甲醇羰化系統示意圖； 第2圖係本發明甲醇羰化系統示意圖，其中有按照本發明之耦合於尾氣汽提塔之除醛系統；第3圖係圖2除醛系統放大的細節圖示；第4圖係本發明改良甲醇羰化系統的另種設計之示意圖；和第5圖係本發明改良甲醇羰化系統的又另種設計之示意圖。

代號 說明

10‧‧‧羰化系統

12‧‧‧反應器

14‧‧‧閃蒸塔

16‧‧‧輕餾份蒸餾塔/汽提塔

18‧‧‧乾燥塔

26‧‧‧低壓吸收塔

28‧‧‧汽提塔

30‧‧‧管路

34‧‧‧粗產物流

36‧‧‧管線

38‧‧‧塔頂餾出物

40‧‧‧冷凝器

42‧‧‧接收器

44‧‧‧管路

46‧‧‧管路

48‧‧‧管路

50‧‧‧管路

52‧‧‧管路/側流

54‧‧‧塔頂餾出管路

56‧‧‧管路

62‧‧‧管路

64‧‧‧管路

66‧‧‧管路

90‧‧‧除醛系統

92‧‧‧蒸餾塔

94‧‧‧冷凝器

96‧‧‧接收器

98‧‧‧萃取器

100‧‧‧塔頂餾出管路

102‧‧‧冷卻器

Claims (12)

1. 一種操作醋酸生產設備的改良方法，該設備包括具反應器及產品純化系列之生產系統，該反應器含反應介質，其包含銠催化劑或銥催化劑以及濃度為1-10重量%的水，其中生產系統排放到吸收塔，其方法包括：(a)用吸收塔溶劑洗滌來自尾氣之包括甲基碘和醋酸甲酯的輕餾份和醛雜質；(b)自吸收塔溶劑吸收之輕餾份和醛雜質予以汽提，以提供由尾氣回收之輕餾份流：(c)純化由尾氣回收之輕餾份流，以消除醛雜質；和(d)將自尾氣回收之輕餾份流所回收的已純化輕餾份再循環到生產系統。
2. 如申請專利範圍第1項所述之改良方法，其中醛雜質包括乙醛。
3. 如申請專利範圍第1項所述之改良方法，其中吸收塔溶劑包括醋酸或甲醇。
4. 如申請專利範圍第1項所述之改良方法，其中由尾氣回收之輕餾份流係利用蒸餾純化之。
5. 如申請專利範圍第1項所述之改良方法，其中由尾氣回收之輕餾份流是在氣相，並饋入回流蒸餾塔。
6. 如申請專利範圍第1項所述之改良方法，其中由尾氣回收之輕餾份在再循環到生產單元之前，用水萃取以移除醛雜質。
7. 一種生產醋酸同時控制醛和醛衍生雜質之方法，包括：(a)在生產系統反應器中使甲醇或其反應性衍生物於VIII族金屬催化劑，其係銠催化劑或銥催化劑，及甲基碘促進劑的存在下進行羰化，其為保持反應器中水佔反應介質重量之1-10%，同時保持反應器中一氧化碳在預定的分壓；(b)從生產系統排出未冷凝氣，以提供含有包括甲基碘和醋酸甲酯 的輕餾份及醛雜質之尾氣；(c)將生產系統的尾氣饋入吸收塔；(d)提供洗滌溶劑於吸收塔，該洗滌溶劑包括醋酸、甲醇、醋酸甲酯或其混合物；(e)使尾氣接觸洗滌溶劑，從而自尾氣中移出輕餾份和醛雜質，並吸收到洗滌溶劑中；(f)從吸收溶劑汽提所吸收的輕餾份和醛雜質，以提供由尾氣回收之輕餾份流；(g)純化由尾氣回收之輕餾份流，以消除醛雜質；和(h)將由尾氣回收之輕餾份流回收純化輕餾份再循環到生產系統。
8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中水在反應器中的濃度維持在反應介質重量的2-8%。
9. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中在輕餾份流再循環到生產流之前，使由尾氣回收之的輕餾份流先藉由蒸餾、萃取、萃取蒸餾或其組合，加以純化。
10. 一種用於生產醋酸之設備，包括：(a)使甲醇或其衍生物進行羰化之反應器，反應器內醋酸反應混合物中含有選自銠催化劑、銥催化劑及其混合物之催化劑；(b)配置用來接收醋酸反應混合物流之閃蒸系統，其可將混合物流分為(i)至少第一液體催化劑再循環流，和(ii)含醋酸之粗製程流；(c)耦合於閃蒸系統之第一蒸餾塔，其能夠用於分離來自粗製程流中諸低沸點成分，並生成純化製程流，該第一蒸餾塔和任意的反應器和閃蒸系統也運作用來產生包括甲基碘和醋酸甲酯的輕餾份和醛雜質之尾氣流；(d)吸收塔，其藉由洗滌溶劑以接收尾氣流，並消除其中輕餾份和 醛雜質；(e)耦合於吸收塔之汽提塔，其可從洗滌溶劑汽提輕餾份和醛雜質，而產生自尾氣回收的含有醛雜質之輕餾份流；和(f)耦合於汽提塔之除醛系統，其可接收該回收輕餾份流，並消除其中醛雜質。
11. 如申請專利範圍第10項所述之設備，其中除醛系統包括蒸餾塔或萃取裝置，或蒸餾塔及萃取裝置。
12. 如申請專利範圍第10項所述之設備，還進一步包括耦合於蒸餾塔之乾燥塔，其可接收該純化製程流，並消除其中的水。