WO2020008505A1 - 酢酸の製造方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing acetic acid.
  • methanol carbonylation process (methanol acetic acid process) is known as an industrial method for producing acetic acid.
  • methanol and carbon monoxide are reacted in a reaction vessel in the presence of a catalyst to produce acetic acid, the reaction mixture is evaporated in an evaporation vessel, and the vapor phase is de-boiling, followed by dehydration.
  • Acetic acid is commercialized by purifying in a column, or acetic acid is commercialized through a de-high boiling column or a product column following the dehydration column.
  • off-gas from a process such as a reaction system or a purification system contains useful components (eg, methyl iodide, water, methyl acetate, acetic acid, etc.).
  • useful components eg, methyl iodide, water, methyl acetate, acetic acid, etc.
  • the above-mentioned off-gas is discarded after recovering these useful components by, for example, absorbing treatment with an absorbing solvent in a scrubber system.
  • US Pat. No. 6,077,086 discloses contacting a particular process stream with a first absorbent selected from the group consisting of acetic acid, methanol, and methyl acetate, or with a second absorbent further comprising methanol and / or methyl acetate.
  • a method for producing acetic acid to be contacted is disclosed.
  • the solution that has absorbed the useful component is then supplied to a distillation column and separated into a useful component and an absorbing solvent by distillation.
  • useful components such as methyl iodide are usually concentrated at the top of the distillation column, and the concentrated methyl iodide can be recycled to the reaction tank and reused in the reaction step.
  • an object of the present invention is to provide a method for producing acetic acid having an absorption step of making the interior of a distillation column less likely to corrode when a solution after absorption of a target component is subjected to distillation.
  • the present inventor focused on the polarity of the absorbing solvent and made intensive studies. As a result, it has been found that the use of a low-polarity solvent as the absorbing solvent can suppress corrosion inside the distillation column in the subsequent distillation step.
  • the present invention has been completed based on these findings and further studies.
  • the acetic acid production process at least a part of off-gas generated in the process is supplied to the absorption tower, and a hydrocarbon, an ester of a carboxylic acid having 3 or more carbon atoms, and a carboxylic acid having 2 or more carbon atoms. Ester with alcohol, and contact with an absorbent containing one or more liquids selected from the group consisting of ether, to absorb the iodine compound in the off-gas into the absorbent, the iodine compound concentration is reduced than the off-gas
  • the method comprising an absorption step of separating a gas component and a solution containing the absorbent and the iodine compound.
  • the present invention provides a catalyst system containing a metal catalyst and methyl iodide, and a carbonylation reaction step of producing acetic acid by reacting methanol and carbon monoxide in a reaction vessel in the presence of acetic acid, methyl acetate and water.
  • a carbonylation reaction step of producing acetic acid by reacting methanol and carbon monoxide in a reaction vessel in the presence of acetic acid, methyl acetate and water.
  • the reaction mixture obtained in the carbonylation reaction step is converted into a stream containing a metal catalyst, an acetic acid-rich acetic acid stream, and a component having a boiling point lower than that of the acetic acid stream using one or more evaporation tanks and / or distillation columns.
  • a separation step for separating into rich streams comprising: Furthermore, it may include an acetaldehyde separation and removal system that separates acetaldehyde from at least a part of the condensate obtained by condensing the low-boiling component-rich stream, using one or more distillation columns. At least one selected from the group consisting of exhaust gas from the reaction tank, exhaust gas from the evaporation tank, exhaust gas from the distillation column in the separation step, and exhaust gas from the distillation column in the acetaldehyde separation and removal system.
  • the off-gas is supplied to the absorption tower and contains at least one liquid selected from the group consisting of hydrocarbons, esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms, esters of carboxylic acids and alcohols having 2 or more carbon atoms, and ethers.
  • An iodine compound in the off gas is brought into contact with an agent to absorb the iodine compound in the absorbent, and an absorption step of separating the iodine compound concentration from the off gas into a gas portion having a reduced iodine compound concentration and a solution containing the absorbent and the iodine compound is provided.
  • an absorption step of separating the iodine compound concentration from the off gas into a gas portion having a reduced iodine compound concentration and a solution containing the absorbent and the iodine compound is provided.
  • the present invention provides a catalyst system containing a metal catalyst and methyl iodide, and a carbonylation reaction step of producing acetic acid by reacting methanol and carbon monoxide in a reaction vessel in the presence of acetic acid, methyl acetate and water.
  • An evaporation step of separating the reaction mixture obtained in the carbonylation reaction step into a vapor stream and a residual liquid stream in an evaporation tank Subjecting the vapor stream to distillation to separate it into an overhead stream rich in low boiling components and a first acetic acid stream rich in acetic acid;
  • a method for producing acetic acid comprising: A de-boiling step of distilling the second acetic acid stream into a bottoms stream rich in high boiling components and a third acetic acid stream enriched in acetic acid more than the acetic acid stream before subjecting to distillation; And / or At least a part of the condensate obtained by condensing the low-boiling component-rich stream may include an acetaldehyde separation and removal system that separates acetal
  • the concentration of one or more liquids selected from the group consisting of hydrocarbons, esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms, esters of carboxylic acids and alcohols having 2 or more carbon atoms, and ethers in the absorbent is 10 mass ppm. It is preferable that it is above.
  • the absorbent preferably contains a hydrocarbon.
  • the iodine compound in the off-gas is brought into contact with a first absorbent to be absorbed by the first absorbent
  • a first absorption step of separating the first gas component having a reduced iodine compound concentration and a first solution containing the first absorbent and the iodine compound In the absorption tower, the first gas component is brought into contact with a second absorbent having a different composition from the first absorbent to cause the iodine compound in the first gas component to be absorbed by the second absorbent, And a second absorption step of separating the second gas component having a reduced iodine compound concentration from the one gas component into a second solution containing the second absorbent and the iodine compound,
  • the first absorption step and / or the second absorption step are selected from the group consisting of hydrocarbons, esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms, esters
  • the first absorbent preferably contains water.
  • the second absorption step includes an absorbent containing at least one liquid selected from the group consisting of hydrocarbons, esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms, esters of carboxylic acids and alcohols having 2 or more carbon atoms, and ethers.
  • the above-mentioned absorption step is used.
  • the water concentration in the first or second absorbent may be 10 mass ppm or more.
  • the first absorbent and the second absorbent one of them has a water concentration of 10 mass ppm or more, and the other has a hydrocarbon, an ester of a carboxylic acid having 3 or more carbon atoms, a carboxylic acid and an alcohol having 2 or more carbon atoms.
  • the concentration of one or more liquids selected from the group consisting of esters and ethers is 10 ppm by mass or more.
  • the first absorption step and the second absorption step may be performed using different absorption towers.
  • a solution containing an iodine compound and an absorbent containing at least one liquid selected from the group consisting of hydrocarbons, esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms, esters of carboxylic acids and alcohols having 2 or more carbon atoms, and ethers May be subjected to distillation to separate into an overhead stream rich in methyl iodide and a bottom stream rich in the liquid.
  • the methyl iodide-rich overhead stream may be recycled to one or more steps selected from the group consisting of a reaction step, an evaporation step, and a distillation step.
  • the concentration of methyl iodide in the liquid fed to the distillation column in which the above-mentioned stripping step is performed is preferably 1 ppm by mass or more.
  • the concentration of hydrogen iodide in the liquid fed to the distillation column for performing the above-mentioned stripping step is preferably less than 1% by mass.
  • one or more liquids selected from the group consisting of hydrocarbons, esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms, esters of carboxylic acids and alcohols having 2 or more carbon atoms, and ethers are used.
  • it as an absorbent, corrosion in the interior of the distillation column can be made less likely to occur in the subsequent distillation step as compared with the case where acetic acid, methanol, or methyl acetate is used.
  • FIG. 2 is a schematic flow chart showing the structure of a scrubber system used in Examples and Comparative Examples.
  • the acetic acid production method of the present invention in the acetic acid production process, at least a part of the off-gas generated in the process is supplied to the absorption tower to obtain hydrocarbon, ester of carboxylic acid having 3 or more carbon atoms, carboxylic acid and 2 carbon atoms.
  • the above-mentioned ester with alcohol, and the absorbent containing one or more liquids selected from the group consisting of ether, the iodine compound in the off-gas is absorbed by the absorbent, the iodine compound concentration than the off-gas
  • the method includes an absorption step of separating the reduced gas content and a solution containing the absorbent and the iodine compound.
  • the said absorption process may be called "the absorption process of this invention.”
  • the off-gas to be subjected to the absorption step of the present invention for example, an exhaust gas from a reaction tank in a reaction step described below, an exhaust gas from an evaporation tank in an evaporation step, an exhaust gas from a distillation column in a separation step, an acetaldehyde separation and removal system Exhaust gas from the distillation column and the like can be mentioned.
  • the offgas generated in the process is brought into contact with the absorbent (particularly in countercurrent contact) so that the iodine compound in the offgas is absorbed by the absorbent, and the concentration of the iodine compound is lower than that of the offgas.
  • This is a step of separating the solution into a solution containing an absorbent and an iodine compound.
  • the offgas is continuously introduced into the absorption tower performing the absorption step, while the absorbent is continuously introduced into the absorption tower through a line located above the absorption tower from the offgas supply position, and the inside of the tower is
  • the ascending off-gas and the descending absorbent are brought into countercurrent contact, and the iodine compound in the off-gas is absorbed by the absorbent.
  • the gas is separated into a gas component having a lower iodine compound concentration than the off-gas and a solution containing the iodine compound and the absorbent.
  • the absorption step of the present invention may be performed in one absorption tower, or may be performed in two or more absorption towers.
  • the composition of the off-gas and the pressure are different, so that the absorption step is performed by the adsorption method using two or more absorption towers (for example, a high-pressure absorption tower and a low-pressure absorption tower). May be performed.
  • two or more absorption towers are arranged in series, and the composition of the absorbent used in each absorption tower is different, so that each absorption tower is different.
  • An absorption step of absorbing an iodine compound may be performed.
  • Examples of the iodine compound to be absorbed by the absorbent in the absorption step of the present invention include iodine compounds existing in the process, for example, hydrogen iodide; alkyl iodide such as methyl iodide, ethyl iodide, and hexyl iodide.
  • iodine compounds existing in the process for example, hydrogen iodide; alkyl iodide such as methyl iodide, ethyl iodide, and hexyl iodide.
  • hydrogen iodide which may corrode the interior of the distillation column and methyl iodide which is a useful component usable in the reaction step are preferable.
  • the concentration of hydrogen iodide in the gas component becomes extremely low, and when a further absorption step is provided downstream, corrosion in the absorption tower performing the absorption step or in the emission step described below. Corrosion inside the distillation column hardly occurs when the solution is distilled, and a low-grade material can be used for the absorption tower or the distillation column.
  • methyl iodide is absorbed in the absorption step, methyl iodide can be separated and obtained by distilling the above solution in the below-mentioned emission step, and the methyl iodide can be separated and obtained in the reaction tank. Can be reused.
  • the iodine compound absorbed in the absorption step may be only one kind or two or more kinds.
  • the absorbent as the absorbent, at least one liquid selected from the group consisting of hydrocarbons, esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms, esters of carboxylic acids and alcohols having 2 or more carbon atoms, and ethers. Is used. Since the liquid has a relatively low polarity, when the solution obtained through the absorption step (solution containing methyl iodide and the absorbent) is subjected to distillation to separate methyl iodide (dissipation step described below), acetic acid, Corrosion inside the distillation column can be suppressed as compared with the case where methanol or methyl acetate is used.
  • the liquid may include only one type, or may include two or more types.
  • the above hydrocarbons are liquid at normal temperature and have a higher boiling point than methyl iodide.
  • the hydrocarbon include a saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon, an alicyclic hydrocarbon, and an aromatic hydrocarbon.
  • the aliphatic hydrocarbon may be any of a straight-chain aliphatic hydrocarbon and a branched-chain hydrocarbon, for example, having 5 or more carbon atoms such as pentane, hexane, heptane and octane (for example, having 5 to 20 carbon atoms). )) Saturated aliphatic hydrocarbons.
  • Examples of the alicyclic hydrocarbon include alicyclic hydrocarbons having 5 or more carbon atoms (for example, 5 to 20 carbon atoms) such as cyclopentane, cyclohexane, and methylcyclohexane.
  • Examples of the aromatic hydrocarbon include aromatic hydrocarbons having 6 or more carbon atoms (for example, 6 to 20 carbon atoms) such as benzene, toluene, and xylene.
  • esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms include, for example, propionate esters such as methyl propionate and ethyl propionate; lactate esters such as methyl lactate and ethyl lactate; butyrate esters such as methyl butyrate and ethyl butyrate.
  • esters and dicarboxylic esters such as adipic esters.
  • ester of the carboxylic acid and an alcohol having 2 or more carbon atoms examples include carboxylic acid ethyl esters such as ethyl acetate, ethyl propionate, ethyl lactate and ethyl butyrate; carboxylic acid propyl esters such as propyl acetate; ethylene glycol monoethyl Examples include alkylene glycol acetates such as ether acetate.
  • ethers examples include aliphatic ethers such as methyl ethyl ether, diethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether and ethylene glycol monobutyl ether; aromatic ethers such as diphenyl ether; cyclic ethers such as tetrahydrofuran; ethylene glycol monoethyl ether acetate and the like. Alkylene glycol ether acetate.
  • a hydrocarbon is preferable, more preferably an aliphatic hydrocarbon, and further preferably a saturated aliphatic hydrocarbon, from the viewpoint of lowering the polarity and suppressing corrosion of the distillation column.
  • hydrocarbons having 5 to 7 carbon atoms such as pentane, cyclopentane, methylcyclopentane, hexane, cyclohexane, benzene, heptane, methylcyclohexane, and toluene are used. preferable.
  • the absorbent may contain components other than the liquid.
  • components other than the liquid For example, alcohols such as methanol, esters of carboxylic acids having 1 or 2 carbon atoms such as methyl acetate, methyl esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms, carboxylic acids such as acetic acid and formic acid, ketones, and water (in the case of an alkaline aqueous solution).
  • liquids other than the above liquids; and other impurities used or formed in the acetic acid production process for example, alcohols such as methanol, esters of carboxylic acids having 1 or 2 carbon atoms such as methyl acetate, methyl esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms, carboxylic acids such as acetic acid and formic acid, ketones, and water (in the case of an alkaline aqueous solution).
  • liquids other than the above liquids; and other impurities used or formed in the acetic acid production process for example, alcohols such as
  • the concentration of one or more liquids selected from the group consisting of hydrocarbons, esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms, esters of carboxylic acids and alcohols having 2 or more carbon atoms, and ethers is, for example, 10 mass ppm or more, preferably 20 mass ppm or more, more preferably 50 mass ppm or more, still more preferably 100 mass ppm or more, particularly preferably 200 mass ppm or more, 300 mass ppm or more, 400 mass ppm or more, 500 mass ppm or more, 1000 mass ppm or more, 1 mass% or more, 5 mass% or more, 10 mass% or more, 20 mass% or more, 30 mass% or more, 40 mass% or more, 50 mass% or more, 60 mass% or more, 70 mass %, 80% by mass or more, 90% by mass or more.
  • the upper limit of the concentration is 100% by mass, but may be 99.999% by mass, 99.99% by mass, 99.9% by mass, 99.5% by mass, 99% by mass, or 98% by mass. Good. Further, the hydrocarbon concentration in the absorbent may be within the above range.
  • Hydrogen iodide includes both molecular hydrogen iodide and, if at least partially ionized in a polar medium (usually at least a medium containing water), dissociated hydroiodic acid, which are interchangeable. There is.
  • the hydrogen iodide concentration may be determined by a potentiometric titration method, or may be determined by a subtraction method determined by subtracting from the total ionic iodide.
  • the concentration of hydrogen iodide can be determined by titrating to a potentiometric end point using a standard lithium acetate solution or the like.
  • Subtraction is a method in which the concentration of iodide, which is presumed to be related to the measurement of corroding metals or other non-hydrogen cations, is subtracted from the total ionic iodide present in the sample.
  • the hydrogen iodide concentration in the solution obtained by the subtraction method is, for example, 0.01 mass ppm or more, 0.1 mass ppm or more, 1 mass ppm or more, 10 mass ppm or more, 50 mass ppm or more, 100 mass ppm.
  • the hydrogen iodide concentration is, for example, 10% by mass or less, 5% by mass or less, 3% by mass or less, 2% by mass or less, 1% by mass or less, 1% by mass or less, 5000% by mass or less and 3000% by mass or less. There may be.
  • Hydrogen iodide concentration in the above solution determined by potentiometric titration is, for example, 0.01 mass ppm or more, 0.1 mass ppm or more, 1 mass ppm or more, 10 mass ppm or more, 50 mass ppm or more, 100 mass ppm or more, 200 mass ppm or more, 300 mass ppm or more, 400 mass ppm or more, 500 mass ppm or more, 600 mass ppm or more, 700 mass ppm or more, 800 mass ppm or more, 900 mass ppm or more, 1000 mass ppm or more, 2000 mass ppm or more, 3000 mass ppm or more, 4000 mass ppm or more, 5000 mass ppm or more, 6000 mass ppm or more, 7000 mass ppm or more, 8000 mass ppm or more, 9000 mass ppm or more, 1 mass% or more.
  • the hydrogen iodide concentration is, for example, 5% by mass or less, and preferably 2% by mass or less.
  • the hydrogen iodide concentration is, for example, 10% by mass or less, 5% by mass or less, 3% by mass or less, 2% by mass or less, 1% by mass or less, 1% by mass or less, 5000% by mass or less and 3000% by mass or less. There may be.
  • the concentration of methyl iodide in the solution is, for example, 1 mass ppm or more, 10 mass ppm or more, 50 mass ppm or more, 100 mass ppm or more, 1000 mass ppm or more, 5000 mass ppm or more, and 1 mass% or more. Is also good.
  • the methyl iodide concentration is, for example, 20% by mass or less (eg, 15% by mass or less), and preferably 10% by mass or less (eg, 8% by mass or less).
  • the method for producing acetic acid of the present invention may include another absorption step other than the absorption step of the present invention.
  • one or more liquids selected from the group consisting of hydrocarbons, esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms, esters of carboxylic acids and alcohols having 2 or more carbon atoms, and ethers are used as the absorbent. It is the same as the absorption step of the present invention except that components are used.
  • the method for producing acetic acid of the present invention may include a distillation step (dissipation step) of subjecting the solution obtained in the absorption step to distillation.
  • the solution is subjected to distillation to separate it into an overhead stream richer in boiling components than the absorbent and a bottoms stream rich in the absorbent.
  • the useful component can be separated into a bottom stream rich in the absorbent and the useful component, so that the useful component can be recycled to the reaction tank, and the separated absorbent can be reused as the absorbent in the absorption step. Excellent in economy.
  • the concentration of methyl iodide in the charge of the distillation column for performing the stripping step is, for example, 1 mass ppm or more, 10 mass ppm or more, 50 mass ppm or more, 100 mass ppm or more, 1000 mass ppm or more, 5000 mass ppm or more, It may be 1% by mass or more.
  • the methyl iodide concentration is, for example, 20% by mass or less (eg, 15% by mass or less), and preferably 10% by mass or less (eg, 8% by mass or less).
  • the hydrogen iodide concentration in the charge of the distillation column for performing the stripping step, determined by the subtraction method, is, for example, 5% by mass or less, 4% by mass or less, 3% by mass or less, 2% by mass or less, 1% by mass or less.
  • the hydrogen iodide concentration is, for example, 0.0001 mass ppm or more, 0.001 mass ppm or more, 0.01 mass ppm or more, 0.1 mass ppm or more, 0.5 mass ppm or more, and 1 mass ppm or more. There may be.
  • the concentration of hydrogen iodide in the charge of the distillation column for performing the stripping step is, for example, 5% by mass or less, 4% by mass or less, 3% by mass or less, 2% by mass or less, 1% by mass.
  • the hydrogen iodide concentration is, for example, 0.0001 mass ppm or more, 0.001 mass ppm or more, 0.01 mass ppm or more, 0.1 mass ppm or more, 0.5 mass ppm or more, and 1 mass ppm or more. There may be.
  • Examples of low-boiling components concentrated in the overhead stream separated and obtained in the emission step include iodine compounds (methyl iodide, hydrogen iodide, etc.), water, methyl acetate, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde, formic acid, and the like.
  • the overhead stream contains useful components such as methyl iodide, at least a part thereof may be recycled to the reaction tank (reaction step). By recycling to the reaction tank, useful components can be reused in the reaction process, which is economical.
  • the overhead stream may be recycled to a distillation step (a low-boiling step, a dehydrating step, a de-boiling step, etc.) downstream of the evaporation step.
  • the off-gas applied to the absorption step is an exhaust gas from a decanter for storing a condensate obtained by condensing an overhead stream from the de-boiling step to be described later
  • acetaldehyde is added to the overhead stream from the dispersion step. May contain many.
  • the overhead stream from the stripping step may be supplied to an acetaldehyde separation and removal system, or the acetaldehyde may be removed by the acetaldehyde separation and removal system and then recycled to the reaction tank through a decanter.
  • the methyl iodide concentration in the overhead stream from the stripping step is, for example, 5% by mass or more, 10% by mass or more, 20% by mass or more, 30% by mass or more, 40% by mass or more, 50% by mass or more, 60% by mass or more. %, 70% by mass, or 80% by mass.
  • the upper limit of the methyl iodide concentration is, for example, 99.9% by mass (eg, 99% by mass), preferably 98% by mass (eg, 95% by mass), more preferably 93% by mass (90% by mass), and 80% by mass. %, 70% by mass, 60% by mass, 50% by mass, and 45% by mass.
  • the bottoms of the distillation column separated and obtained in the stripping step from the bottom of the distillation column may be continuously discharged at least partially outside the system, or at least partially recycled to the absorption tower. At least a part of the bottom stream may be recycled to a reaction step, an evaporation step, a purification step downstream of the evaporation step, or the like.
  • FIG. 1 is an example of a schematic flowchart showing one embodiment of the scrubber system in the present invention.
  • This scrubber system 8 includes an absorption tower 81, an absorption tower 82, and a distillation tower 84.
  • the absorption step is performed in the absorption towers 81 and 82, and the emission step is performed in the distillation tower 84.
  • the absorption step of the present invention is performed in at least one, and preferably both, of the absorption towers 81 and 82. Further, the absorbent used in both absorption towers may be the same or different.
  • the absorption tower 81 is a unit (high-pressure absorption tower) for performing an absorption step of absorbing and recovering an iodine compound from a high-pressure gas of off-gas.
  • the high-pressure gas is brought into contact with the absorbent to cause the iodine compound in the high-pressure gas to be absorbed by the absorbent, and a solution containing a gas component having a reduced iodine compound concentration than the high-pressure gas and the absorbent and the iodine compound It is a process of separating into.
  • the high-pressure gas is continuously introduced into the absorption tower 81 through the line 58 (high-pressure gas supply line), while the absorbent is introduced through the line 59 (absorbent supply line) located above the high-pressure gas introduction position. Is continuously introduced into the absorption tower 81, and the high-pressure gas rising in the tower and the descending absorbent are brought into countercurrent contact with each other, so that the iodine compound in the high-pressure gas is absorbed by the absorbent.
  • the gas component in which the iodine compound concentration is lower than that of the high-pressure gas is separated into a solution containing an iodine compound and an absorbent, and the gas component is passed through a line 60 from the top of the absorption tower 81 to the absorption tower 81.
  • the above solutions are obtained from the bottom through the line 61, respectively.
  • the high-pressure gas is, for example, an exhaust gas from a reaction tank (or a reaction step).
  • the exhaust gas discharged from the reaction tank may be supplied directly to the absorption tower 81 through the line 58, or may be supplied from the reaction tank.
  • a non-condensed gas obtained by condensing the discharged exhaust gas by a condenser may be supplied to the absorption tower 81 through the line 58.
  • the temperature of the absorbent before being supplied to the absorption tower 81 is, for example, 1 to 120 ° C., which is a temperature within a range where the absorbent does not freeze and boil.
  • the absorption tower 81 is composed of a rectification tower such as a tray tower and a packed tower.
  • the packing in the packed tower may be either an ordered packing or an irregular packing.
  • the theoretical plate is, for example, 1 to 100 plates.
  • the pressure in the column is, for example, from atmospheric pressure to 5 MPaG (gauge pressure) and is usually lower than the pressure in the reaction tank.
  • the temperature in the column is, for example, about 1 to 120 ° C.
  • the absorption tower 82 is a unit (low-pressure absorption tower) for performing an absorption step of absorbing and recovering an iodine compound from a low-pressure gas of the off-gas.
  • the low-pressure gas is brought into contact with the absorbent to cause the iodine compound in the low-pressure gas to be absorbed by the absorbent, and the solution containing the gas component having a reduced iodine compound concentration than the low-pressure gas and the absorbent and the iodine compound It is a process of separating into.
  • the low-pressure gas is continuously introduced into the absorption tower 82 through a line 62 (low-pressure gas supply line), while the absorbent is introduced through a line 63 (absorbent supply line) located above the introduction position of the low-pressure gas.
  • a line 62 low-pressure gas supply line
  • the absorbent is introduced through a line 63 (absorbent supply line) located above the introduction position of the low-pressure gas.
  • the gas component having the iodine compound concentration lower than that of the low-pressure gas is separated into a solution containing an iodine compound and an absorbent, and the gas component is passed through a line 64 from the top of the absorption tower 82, and is separated from the absorption tower 82 by a line. From the bottom, each of the above solutions is obtained through a line 65.
  • the exhaust gas from the evaporation tank (or the evaporation step), the exhaust gas from the de-boiling tower (or the de-boiling step), and the overhead stream rich in low-boiling components from the de-boiling tower are condensed.
  • exhaust gases may be supplied directly to the absorption tower 82 through the line 62 or may be supplied to the absorption tower 82 through the line 62 as non-condensed gas in which the condensed matter is separated by a condenser.
  • the temperature of the absorbent before being supplied to the absorption tower 82 is the same as the temperature of the absorbent before being supplied to the absorption tower 81.
  • the gas fraction from the top of the absorption tower 81 (line 60) and the gas fraction from the top of the absorption tower 82 (line 64) are gases from which useful components and hydrogen iodide have been collected and removed. Discarded through 69.
  • the gas discharged from the line 69 or the lines 60 and 64 before merging can be used as a CO source to be introduced into the bottom of the evaporating tank 2 or the recycle lines 18 and 19 of the residual liquid, which will be described later.
  • the solution from the bottom of the absorption tower 81 (line 61) and the solution from the bottom of the absorption tower 82 (line 65) are combined and supplied to the distillation column 84 through the line 68a.
  • the distillation column 84 is a unit for performing the emission step.
  • the solution (line 68a) from the bottom of the absorption tower is subjected to distillation to be separated into an overhead stream rich in useful components (particularly methyl iodide) and a bottom stream rich in absorbent. This is the step of doing. More specifically, the solution (line 68a) continuously introduced into the distillation column 84 is subjected to distillation to separate into an overhead stream rich in useful components (particularly methyl iodide) and a bottoms rich in absorbent. . From the top of the distillation column 84, vapor as an overhead stream is continuously withdrawn to the line 73. From the bottom of the distillation column 84, bottoms are continuously withdrawn to a line 74. 84b is a reboiler.
  • the distillation column 84 is composed of, for example, a rectification column such as a tray column and a packed column.
  • the overhead stream of distillation column 84 is introduced via line 73 to condenser 84a.
  • the condenser 84a separates the overhead stream from the distillation column 84 into a condensate and a gas by cooling and partially condensing. A part of the condensed matter is returned to the distillation column 84, and the other part is distilled from the line 73b.
  • FIG. 1 shows an example in which the condensed matter is refluxed to the distillation column 84, all of the condensed matter may be distilled out from the line 73b without being refluxed.
  • the non-condensed gas not condensed by the condenser 84a may be combined with the line 62 via the line 73a and circulated to the absorption tower 82, may be discarded, or may be a low-boiling tower, a dehydrating tower, or a de-highing tower. It may be recycled just before the condenser for condensing the overhead stream from the top of a distillation column such as a boiling column. The recycled non-condensable gas may then be circulated again from the line 62 to the absorption tower 82 after the condensate is removed by the condenser.
  • the overhead stream (line 73) rich in useful components (especially methyl iodide) from the top of the distillation column 84 may be recycled to the reaction tank, the evaporation tank, or the distillation column located downstream from the evaporation tank.
  • useful components especially methyl iodide
  • the overhead stream rich in the useful component may contain acetaldehyde more because the low-boiling component is more concentrated than the absorbent.
  • the overhead stream rich in the useful component may be supplied to an acetaldehyde separation / removal system, or the acetaldehyde may be removed by the acetaldehyde separation / removal system, and then recycled to the reaction tank through a decanter.
  • a part of the bottom stream (line 74) from the bottom of the distillation column 84 is continuously or batchwise discharged out of the system through a line 75, and a new absorbent is continuously or batchwise discharged through a line 76. And is circulated to the absorption towers 81 and 82 through the line 68b, and is reused as an absorbent in the absorption step.
  • the above-mentioned bottom stream (line 74) may be entirely discharged out of the system without being circulated, and a new absorbent may be supplied to the absorption towers 81 and 82.
  • a part of the bottom stream (line 74) (for example, the solution discharged out of the system through the line 75) is supplied to a reaction tank, an evaporation tank, and a distillation tower (a low-boiling tower, a dehydration tower) downstream of the evaporation tank. , A high-boiling tower, etc.).
  • the theoretical plate is, for example, 1 to 50 plates, depending on the composition of the solution to be distilled.
  • the reflux ratio is, for example, 3000 or less (for example, 0 to 3000) according to the number of theoretical plates.
  • the top pressure is set at, for example, 1 to 500 kPaG, and the bottom pressure is set higher than the top pressure, for example, at 10 to 700 kPaG.
  • the top temperature is, for example, a temperature lower than the boiling point of the absorbent at the set top pressure and is set, for example, to 30 to 130 ° C.
  • the bottom temperature is, for example, the set bottom pressure. Is set to a temperature not lower than the boiling point of the absorbent at 50 to 200 ° C. (preferably 60 to 180 ° C.).
  • FIG. 2 is an example of a schematic flowchart showing another embodiment of the scrubber system having the absorption step of the present invention.
  • the absorption step is performed only in the absorption tower 81, and the gas component from the top of the absorption tower 81 is discarded through the line 60, or to the bottom of the evaporating tank 2 or the residual liquid flow recycling lines 18 and 19 described later. Used as a source of CO to be introduced.
  • the solution (line 61) from the bottom of the absorption tower 81 is supplied to the distillation tower 84. Other than this, it is the same as the example of FIG.
  • At least a part of off-gas generated in the process is supplied to the absorption tower, and the iodine compound in the off-gas is brought into contact with the first absorbent to be absorbed by the first absorbent,
  • a first absorption step of separating the first gas component in which the iodine compound concentration is reduced from the off gas and a first solution containing the first absorbent and the iodine compound, and the first gas component in an absorption tower The first absorbent is brought into contact with a second absorbent having a different composition, so that the iodine compound in the first gas is absorbed by the second absorbent, and the concentration of the iodine compound is lower than that of the first gas.
  • a second absorption step of separating the second gas component and the second solution containing the second absorbent and the iodine compound is included in at least one of the first and second absorption steps.
  • the off-gas to be subjected to the first and second absorption steps include an exhaust gas from a reaction tank in a reaction step described below, an exhaust gas from an evaporation tank in an evaporation step, an exhaust gas from a distillation column in a separation step, and separation and removal of acetaldehyde. Exhaust gas from the distillation column in the system.
  • Each of the first and second absorption steps may be performed in one absorption tower, or may be performed in two or more absorption towers.
  • the composition and pressure of the offgas are different, so that the adsorption method is performed using two or more absorption towers (for example, a high-pressure absorption tower and a low-pressure absorption tower).
  • a first absorption step may be performed.
  • the first and second absorption steps may be performed in a single absorption tower.
  • the second absorbent is an absorbent having a composition different from that of the first absorbent.
  • a case where a component not contained in one absorbent is contained in the other absorbent, a case where constituent components are the same in both absorbents, but a content ratio of at least one component is different, and the like are mentioned.
  • the two types of absorbents have different solubility of hydrogen iodide and methyl iodide.
  • the solution enriched in one of hydrogen iodide and methyl iodide is used, and in the absorption step using the other absorbent, the other one of hydrogen iodide and methyl iodide is used. Solutions that are more enriched than the above solutions are formed, and hydrogen iodide and methyl iodide can be separated and recovered efficiently.
  • the offgas generated in the process is brought into contact with the first absorbent (particularly in countercurrent contact) to absorb the iodine compound in the offgas with the first absorbent, so that the iodine compound concentration is lower than that of the offgas.
  • This is a step of separating the separated first gas and the first solution containing the first absorbent and the iodine compound. Specifically, the off-gas is continuously introduced into the absorption tower performing the first absorption step, while the first absorbent is continuously introduced into the absorption tower through a line located in the absorption tower above the off-gas supply position.
  • the offgas rising in the column and the first absorbent descending are brought into countercurrent contact with each other, and the iodine compound in the offgas is absorbed by the first absorbent.
  • the iodine compound is separated into the first gas having the iodine compound concentration lower than that of the off-gas and the first solution containing the iodine compound and the first absorbent.
  • the first absorption step may be performed in one absorption tower, or may be performed using two or more absorption towers.
  • the first gas, the iodine compound concentration of which has been reduced in the first absorption step is brought into contact with the second absorbent (particularly in countercurrent contact), and the iodine compound concentration is reduced more than the first gas part.
  • a second solution containing the second absorbent and the iodine compound is continuously introduced into the absorption tower through a line located in the upper part of the absorption tower from the first gas supply position, and the inside of the tower is raised.
  • the first gas component and the descending second absorbent are brought into countercurrent contact with each other, and the iodine compound in the first gas component is absorbed by the second absorbent.
  • the second absorption step may be performed using one absorption tower, or may be performed using two or more absorption towers.
  • the first absorption step is performed using two or more absorption towers
  • the first gas components from the two or more absorption towers may be combined and subjected to the second absorption step. May be supplied to one or two or more absorption towers, respectively, and subjected to the second absorption step.
  • the first and second absorption steps may be performed in a single absorption tower, or may be performed using two or more different absorption towers.
  • the iodine compound to be absorbed by the absorbent in the first and second absorption steps is the same as that exemplified as the iodine compound to be absorbed in the above-mentioned absorption step of the present invention.
  • hydrogen iodide and methyl iodide are preferred.
  • the iodine compound absorbed in the first absorption step is preferably hydrogen iodide
  • the iodine compound absorbed in the second absorption step is preferably methyl iodide.
  • the concentration of hydrogen iodide in the first gas component becomes extremely low, and the second absorption step is performed. Corrosion inside the absorption tower in which the process is performed hardly occurs, and a material (low-grade material) having low corrosion resistance can be used for the absorption tower. Furthermore, if the concentration of hydrogen iodide in the first gas supplied to the second absorption step is extremely reduced, hydrogen iodide is hardly absorbed by the second absorbent in the second absorption step.
  • the hydrogen iodide concentration in the obtained second solution also becomes low, and when the second solution is distilled in the later-described stripping step, corrosion inside the distillation column hardly occurs, and a low-grade material can be used for the distillation column.
  • the iodine compound to be absorbed in each of the first and second absorption steps may be only one kind or two or more kinds.
  • At least one of the first absorbent and the second absorbent is selected from the group consisting of hydrocarbons, esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms, esters of carboxylic acids and alcohols having 2 or more carbon atoms, and ethers.
  • it contains one or more liquids of choice, and the other contains water or an aqueous alkaline solution. That is, it is preferable that at least one of the first absorption step and the second absorption step is the absorption step of the present invention, and the other is the absorption step using an absorbent containing water or an alkaline aqueous solution.
  • the solubility of hydrogen iodide in water is high, and when an alkaline aqueous solution is used, hydrogen iodide is neutralized in addition to the solubility in water. Thus, hydrogen iodide can be sufficiently absorbed.
  • the first absorbent preferably contains water or an alkaline aqueous solution from the viewpoint of high hydrogen iodide absorption.
  • the second absorbent is a group consisting of hydrocarbons, esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms, esters of carboxylic acids and alcohols having 2 or more carbon atoms, and ethers, from the viewpoint of high absorption of methyl iodide. It preferably contains one or more liquids selected from the following.
  • hydrogen iodide can be sufficiently recovered from off-gas by the first absorbent, and methyl iodide is hardly absorbed by the first absorbent, and iodine is absorbed by the second absorbent in the second absorption step.
  • methyl iodide can be sufficiently recovered, hydrogen iodide and methyl iodide can be efficiently separated and recovered.
  • first and second absorbents hydrogen iodide can be selectively recovered and removed in the first absorption step, and methyl iodide can be selectively recovered and removed in the second absorption step. Almost free methyl iodide can be recovered and reused in the reaction tank is easy.
  • the emission step is performed by a synergistic effect of employing the first and second absorption steps and providing the absorption step of the present invention. Corrosion in the distillation column can be further suppressed, and SUS material can be used as the material of the distillation column. Furthermore, when a hydrocarbon having 5 to 7 carbon atoms is used as the absorbent in the absorption step of the present invention, the boiling point of the absorbent is lowered, so that corrosion in the distillation column can be further suppressed.
  • Preferred concentration of the liquid in the absorbent using one or more liquids selected from the group consisting of hydrocarbons, esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms, esters of carboxylic acids and alcohols having 2 or more carbon atoms, and ethers Is the same as the concentration in the absorbent used in the above-mentioned absorption step of the present invention.
  • the water concentration in the absorbent using water is, for example, 10 mass ppm or more, preferably 20 mass ppm or more, more preferably 50 mass ppm or more, still more preferably 100 mass ppm or more, and particularly preferably 200 mass ppm or more.
  • it may be 50% by mass or more, 60% by mass or more, 70% by mass or more, 80% by mass or more, and 90% by mass or more.
  • the upper limit of the concentration is 100% by mass, but may be 99.999% by mass, 99.99% by mass, 99.9% by mass, 99.5% by mass, 99% by mass, or 98% by mass. Good.
  • the hydrogen iodide concentration in the first solution obtained by the subtraction method is, for example, 0.01 mass ppm or more, 0.1 mass ppm or more, 1 mass ppm or more, 10 mass ppm or more, 50 mass ppm or more, 100 mass ppm or more, 200 mass ppm or more, 300 mass ppm or more, 400 mass ppm or more, 500 mass ppm or more, 600 mass ppm or more, 700 mass ppm or more, 800 mass ppm or more, 900 mass ppm or more, 1000 mass ppm or more, 2000 mass ppm or more, 3000 mass ppm or more, 4000 mass ppm or more, 5000 mass ppm or more, 6000 mass ppm or more, 7000 mass ppm or more, 8000 mass ppm or more, 9000 mass ppm or more, 1 mass% or more.
  • the hydrogen iodide concentration is, for example, 10% by mass or less, and may be 5% by mass or less, 3% by mass or less, 2% by mass or less, 1% by mass or less, 5000% by mass or less, and 3000% by mass or less.
  • Hydrogen iodide concentration in the first solution determined by potentiometric titration is, for example, 0.01 mass ppm or more, 0.1 mass ppm or more, 1 mass ppm or more, 10 mass ppm or more, 50 mass ppm or more, 100 mass ppm or more.
  • Mass ppm or more 200 mass ppm or more, 300 mass ppm or more, 400 mass ppm or more, 500 mass ppm or more, 600 mass ppm or more, 700 mass ppm or more, 800 mass ppm or more, 900 mass ppm or more, 1000 mass ppm or more, 2000 mass ppm or more It may be not less than mass ppm, not less than 3000 mass ppm, not less than 4000 mass ppm, not less than 5000 mass ppm, not less than 6000 mass ppm, not less than 7000 mass ppm, not less than 8000 mass ppm, not less than 9000 mass ppm, and not less than 1 mass%.
  • the hydrogen iodide concentration is, for example, 5% by mass or less, and preferably 2% by mass or less.
  • the hydrogen iodide concentration is, for example, 10% by mass or less, and may be 5% by mass or less, 3% by mass or less, 2% by mass or less, 1% by mass or less, 5000% by mass or less, and 3000% by mass or less.
  • the concentration of methyl iodide in the first solution is, for example, 30% by mass or less, 25% by mass or less, 20% by mass or less, 15% by mass or less, 10% by mass or less, 7% by mass or less, 5% by mass or less, 4% by mass or less. It may be not more than 3% by mass, not more than 2% by mass, not more than 1% by mass, not more than 5000 mass ppm, not more than 2000 mass ppm, not more than 1000 mass ppm.
  • the methyl iodide concentration is, for example, 10 mass ppm or more (for example, 50 mass ppm or more), preferably 100 mass ppm or more (for example, 500 mass ppm or more), and more preferably 1000 mass ppm or more (for example, 2000 mass ppm or more). .
  • the concentration of each component in the first solution is the concentration of each component in all the first solutions separated and obtained in the plurality of first absorption steps. is there.
  • the hydrogen iodide concentration in the second solution determined by the subtraction method is preferably lower than the hydrogen iodide concentration in the first solution, for example, 5% by mass or less, 4% by mass or less, 3% by mass or less, 2 mass% or less, 1 mass% or less, less than 1 mass%, 5000 mass ppm or less, 3000 mass ppm or less, 2000 mass ppm or less, 1000 mass ppm or less, 700 mass ppm or less, 500 mass ppm or less, 300 mass ppm or less, 200 mass ppm or less, 100 mass ppm or less, less than 100 mass ppm, 50 mass ppm or less, 30 mass ppm or less, 20 mass ppm or less, 10 mass ppm or less, 5 mass ppm or less, 3 mass ppm or less, 2 mass ppm or less, It may be 1 mass ppm or less.
  • the hydrogen iodide concentration is, for example, 0.0001 mass ppm or more, and may be 0.001 mass ppm or more, 0.01 mass ppm or more, 0.1 mass ppm or more, and 0.5 mass ppm or more.
  • the concentration of hydrogen iodide in the second solution determined by potentiometric titration is preferably lower than the concentration of hydrogen iodide in the first solution, for example, 5% by mass or less, 4% by mass or less, 3% by mass or less.
  • 2 mass% or less 1 mass% or less, less than 1 mass%, 5000 mass ppm or less, 3000 mass ppm or less, 2000 mass ppm or less, 1000 mass ppm or less, 700 mass ppm or less, 500 mass ppm or less, 300 mass ppm or less , 200 mass ppm or less, 100 mass ppm or less, less than 100 mass ppm, 50 mass ppm or less, 30 mass ppm or less, 20 mass ppm or less, 5 mass ppm or less, 3 mass ppm or less, 2 mass ppm or less May be 1 mass ppm or less.
  • the hydrogen iodide concentration is, for example, 0.0001 mass ppm or more, and may be 0.001 mass ppm or more, 0.01 mass ppm or more, 0.1 mass ppm or more, and 0.5 mass ppm or more.
  • the concentration of methyl iodide in the second solution is preferably higher than the concentration of methyl iodide in the first solution, for example, 1 mass ppm or more, 10 mass ppm or more, 50 mass ppm or more, 100 mass ppm or more, It may be 1000 mass ppm or more, 5000 mass ppm or more, and 1 mass% or more.
  • the methyl iodide concentration is, for example, 20% by mass or less (eg, 15% by mass or less), and preferably 10% by mass or less (eg, 8% by mass or less).
  • concentration of each said component in a 2nd solution is the density
  • distillation process When it has a 1st and 2nd absorption process, it has a distillation process (dissipation process) of subjecting the first solution obtained in the 1st absorption process and / or the 2nd solution obtained in the 2nd absorption process to distillation. You may.
  • the first and / or second solution is subjected to distillation, and an overhead stream richer in boiling components than the first and / or second absorbent and a can rich in the first and / or second absorbent Separate into outflow.
  • the useful component can be separated into a bottom stream rich in the first and / or second absorbent, the useful component is recycled to a reaction tank, an evaporation tank, a distillation column, or the like, and the separated absorbent is used. Can be reused as an absorbent in the first and / or second absorption step, and is excellent in economical efficiency.
  • At least a part of the bottom stream from the bottom of the distillation column separated and obtained in the stripping step may be continuously discharged outside the system, and at least a part of the bottom stream is circulated to the first and / or second absorption tower. You may. At least a part of the bottom stream may be recycled to a reaction tank, an evaporation tank, a purification step (distillation step) downstream of the evaporation tank, and the like. Preferred embodiments in the other radiation step are as described above.
  • FIG. 3 is an example of a schematic flow chart showing one embodiment of the scrubber system having the first and second absorption steps in the present invention.
  • This scrubber system 8 includes an absorption tower 81, an absorption tower 82, an absorption tower 83, and a distillation tower 84.
  • the first absorption step is performed in each of the absorption towers 81 and 82
  • the second absorption step is performed in the absorption tower 83
  • the emission step is performed in the distillation tower 84.
  • the absorption step of the present invention is performed in at least one of the absorption towers 81 to 83. It is preferable that at least one of the first absorption step and the second absorption step is the absorption step of the present invention.
  • the absorption step in both the absorption towers 81 and 82 is the absorption step of the present invention.
  • the absorbent used in the absorption towers 81 and 82 may be the same or different.
  • the absorption tower 81 is a unit (high-pressure absorption tower) for performing the first absorption step of absorbing and recovering the iodine compound from the high-pressure gas of the off-gas.
  • the high-pressure gas is brought into contact with the first absorbent to absorb the iodine compound in the high-pressure gas by the first absorbent, and the first gas having the iodine compound concentration lower than the high-pressure gas is used.
  • This is a step of separating into a first solution containing a first absorbent and an iodine compound.
  • high-pressure gas is continuously introduced into the absorption tower 81 through a line 58 (high-pressure gas supply line), while a high-pressure gas is introduced through a line 59 (first absorbent supply line) located above the high-pressure gas introduction position.
  • the first absorbent is continuously introduced into the absorption tower 81, and the high-pressure gas rising in the tower and the descending first absorbent are brought into countercurrent contact with each other so that the iodine compound in the high-pressure gas is absorbed by the first absorbent. .
  • the iodine compound is separated into a first gas having an iodine compound concentration lower than that of the high-pressure gas and a first solution containing the iodine compound and the first absorbent.
  • the first solution is obtained from the bottom of the absorption tower 81 through the line 61, respectively.
  • the high-pressure gas is, for example, an exhaust gas from a reaction tank (or a reaction step).
  • the exhaust gas discharged from the reaction tank may be supplied directly to the absorption tower 81 through the line 58, or may be supplied from the reaction tank.
  • a non-condensed gas obtained by condensing the discharged exhaust gas by a condenser may be supplied to the absorption tower 81 through the line 58.
  • the temperature of the first absorbent before being supplied to the absorption tower 81 is, for example, 1 to 120 ° C., which is a temperature within a range where the first absorbent does not freeze and boil.
  • the absorption tower 81 is composed of a rectification tower such as a tray tower and a packed tower.
  • the packing in the packed tower may be either an ordered packing or an irregular packing.
  • the theoretical plate is, for example, 1 to 100 plates.
  • the pressure in the column is, for example, from atmospheric pressure to 5 MPaG, and is usually lower than the pressure in the reaction tank.
  • the temperature in the column is, for example, about 1 to 120 ° C.
  • the absorption tower 82 is a unit (low-pressure absorption tower) for performing the first absorption step of absorbing and recovering the iodine compound from the low-pressure gas of the off-gas.
  • the low-pressure gas is brought into contact with the first absorbent to cause the iodine compound in the low-pressure gas to be absorbed by the first absorbent, and the first gas portion having a lower iodine compound concentration than the low-pressure gas is used.
  • This is a step of separating into a first solution containing a first absorbent and an iodine compound.
  • the low-pressure gas is continuously introduced into the absorption tower 82 through the line 62 (the low-pressure gas supply line), while the low-pressure gas is introduced through the line 63 (the first absorbent supply line) located above the introduction position of the low-pressure gas.
  • the first absorbent is continuously introduced into the absorption tower 82, and the low-pressure gas rising in the tower and the descending first absorbent are brought into countercurrent contact with each other so that the iodine compound in the low-pressure gas is absorbed by the first absorbent. .
  • the iodine compound is separated into a first gas having a lower iodine compound concentration than the low-pressure gas and a first solution containing an iodine compound and a first absorbent.
  • a first solution is obtained from the bottom of the absorption tower 82 through the line 65, respectively.
  • the exhaust gas from the evaporation tank (or the evaporation step), the exhaust gas from the de-boiling tower (or the de-boiling step), and the overhead stream rich in low-boiling components from the de-boiling tower are condensed.
  • exhaust gases may be supplied directly to the absorption tower 82 through the line 62 or may be supplied to the absorption tower 82 through the line 62 as non-condensed gas in which the condensed matter is separated by a condenser.
  • the temperature of the first absorbent before being supplied to the absorption tower 82 is the same as the temperature of the first absorbent before being supplied to the absorption tower 81.
  • the absorption tower 82 is composed of a rectification tower such as a plate tower and a packed tower.
  • the packing in the packed tower may be either an ordered packing or an irregular packing.
  • the theoretical plate is, for example, 1 to 100 plates.
  • the pressure in the column is, for example, from atmospheric pressure to 5 MPaG, and is usually lower than the pressure in the reaction tank.
  • the temperature in the column is, for example, about 1 to 120 ° C.
  • the first gas portion (line 60) from the top of the absorption tower 81 and the first gas portion (line 64) from the top of the absorption tower 82 are combined and supplied through a line 69 to the absorption tower 83 which performs the second absorption step. Is done.
  • the first solution (line 61) from the bottom of the absorption tower 81 and the first solution (line 65) from the bottom of the absorption tower 82 are merged and a part thereof is continuously or batch-separated out of the system through a line 66.
  • a new first absorbent is continuously or batch-supplied through a line 67, then divided into lines 59 and 63 through a line 68 and circulated to the absorption towers 81 and 82, respectively.
  • the first solution may be entirely discharged out of the system without being circulated, and a new first absorbent may be supplied to the absorption towers 81 and 82. Further, at least a part of the first solution (for example, the first solution discharged out of the system through the line 66) may be recycled to a reaction tank, an evaporation tank, or a distillation column for performing a distillation step.
  • the first absorbent contains water
  • hydrogen iodide is efficiently absorbed by the first absorbent, so most of the first solution is circulated to the first absorption tower and reused as the first absorbent. If hydrogen iodide is concentrated, a part of it is recycled to the reaction tank.
  • FIG. 3 illustrates an example in which the same first absorbent is used in the absorption towers 81 and 82. However, different first absorbents are used, and the respective first absorbents are circulated, discharged outside the system, and recycled. Is also good.
  • the absorption tower 83 is a unit (usually a low-pressure absorption tower) for performing a second absorption step of absorbing and recovering an iodine compound from the first gas discharged from the first absorption step.
  • the first gas component is brought into contact with the second absorbent so that the iodine compound in the first gas component is absorbed by the second absorbent, and the iodine compound concentration is lower than that of the first gas component.
  • a second solution containing the second absorbent and the iodine compound is a unit (usually a low-pressure absorption tower) for performing a second absorption step of absorbing and recovering an iodine compound from the first gas discharged from the first absorption step.
  • the second absorption step the first gas component is brought into contact with the second absorbent so that the iodine compound in the first gas component is absorbed by the second absorbent, and the iodine compound concentration is lower than that of the first gas component.
  • the first gas component is continuously introduced into the absorption tower 83 through the line 69, while the second gas component is introduced through the line 70 (second absorbent supply line) located above the introduction position of the first gas.
  • the absorbent is continuously introduced into the absorption tower 83, and the first gas component rising in the tower and the second absorbent component descending are brought into countercurrent contact with each other, and the iodine compound in the first gas component is converted into the second absorbent component. Absorb. Then, the iodine compound is separated into a second gas having a lower iodine compound concentration than the first gas and a second solution containing an iodine compound and a second absorbent.
  • the temperature of the second absorbent before being supplied to the absorption tower 83 is, for example, 1 to 120 ° C., which is a temperature within a range where the second absorbent does not freeze and boil.
  • the second gas portion (line 71) from the top of the absorption tower 83 is a gas from which useful components have been collected and removed, and is discarded.
  • the gas discharged from the line 71 can be used as a CO source introduced into the bottom of the evaporating tank 2 or the residual liquid flow recycling lines 18 and 19 described later.
  • the second solution (line 72) from the bottom of the absorption tower 83 is supplied to the distillation tower 84.
  • the absorption tower 83 is composed of a rectification tower such as a tray tower and a packed tower.
  • the packing in the packed tower may be either an ordered packing or an irregular packing.
  • the theoretical plate is, for example, 1 to 100 plates.
  • the pressure in the column is, for example, from atmospheric pressure to 5 MPaG, and is usually lower than the pressure in the reaction tank.
  • the temperature in the column is, for example, about 1 to 120 ° C.
  • the distillation column 84 is a unit for performing the emission step.
  • the stripping step in the present embodiment is a step of subjecting the second solution to distillation to separate into an overhead stream rich in useful components (particularly methyl iodide) and a bottom stream rich in the second absorbent. From the top of the distillation column 84, vapor as an overhead stream is continuously withdrawn to the line 73. From the bottom of the distillation column 84, bottoms are continuously withdrawn to a line 74.
  • 84b is a reboiler.
  • the second solution continuously introduced into the distillation column 84 is subjected to a distillation treatment to separate into an overhead stream rich in useful components (particularly methyl iodide) and a bottoms rich in the second absorbent.
  • the distillation column 84 includes, for example, a rectification column such as a tray column and a packed column.
  • the overhead stream of distillation column 84 is introduced via line 73 to condenser 84a.
  • the condenser 84a separates the overhead stream from the distillation column 84 into a condensate and a gas by cooling and partially condensing. A part of the condensed matter is returned to the distillation column 84, and the other part is distilled from the line 73b.
  • FIG. 3 shows an example in which the condensed matter is returned to the distillation column 84, the whole may be distilled out of the line 73b without reflux.
  • the non-condensed gas not condensed by the condenser 84a may be combined with the line 62 via the line 73a and circulated to the absorption tower 82, may be discarded, or may be a low-boiling tower, a dehydrating tower, or a de-highing tower. It may be recycled just before the condenser for condensing the overhead stream from the top of a distillation column such as a boiling column. The recycled non-condensable gas may then be circulated again from the line 62 to the absorption tower 82 after the condensate is removed by the condenser.
  • the overhead stream (line 73) rich in useful components (especially methyl iodide) from the top of the distillation column 84 may be recycled to a reaction tank, an evaporation tank, a distillation tower downstream of the evaporation tank, or the like.
  • useful components especially methyl iodide
  • the overhead stream rich in the useful component may contain acetaldehyde more because the low-boiling component is more concentrated than the second absorbent.
  • the overhead stream rich in the useful component may be supplied to an acetaldehyde separation / removal system, or the acetaldehyde may be removed by the acetaldehyde separation / removal system, and then recycled to the reaction tank through a decanter.
  • a part of the bottom stream (line 74) from the bottom of the distillation column 84 is continuously or batchwise discharged out of the system through a line 75, and a new second absorbent is continuously discharged through a line 76.
  • they are supplied in batches, circulated to the absorption tower 83 through the line 70, and reused as the second absorbent in the second absorption step.
  • the second solution may be entirely discharged out of the system without being circulated, and a new second absorbent may be supplied to the absorption tower 83. Further, at least a part of the second solution (for example, the second solution discharged out of the system through the line 75) may be recycled to a reaction tank, an evaporation tank, a de-boiling tower, a dehydrating tower, a de-boiling tower, or the like. .
  • FIG. 4 is an example of a schematic flowchart showing another embodiment of the scrubber system having the first and second absorption steps.
  • the first absorption step is performed only in the absorption tower 81, the first gas component from the top of the absorption tower 81 is supplied to the absorption tower 83 performing the second absorption step through the line 60, and the first solution is supplied from the bottom of the tower. Is drained out of the system (line 66), a new first absorbent is supplied to the first solution (line 67), and the absorption tower 81 is again supplied as the first absorbent through the line 59. It is recirculated and reused. The rest is the same as the example of FIG.
  • FIG. 5 is an example of a schematic flowchart showing still another embodiment of the scrubber system having the first and second absorption steps.
  • the first and second absorption steps are performed in a single absorption tower 85.
  • the off-gas in the process is continuously introduced into the absorption tower 85 through the line 77 (off-gas supply line), while the line 78 (the first off-gas introduction position) is located above the off-gas introduction position.
  • the first absorbent is continuously introduced into the absorption tower 85 through the absorbent supply line, and the offgas rising in the tower and the descending first absorbent are brought into countercurrent contact with each other to first absorb the iodine compound in the offgas. Absorb into the agent.
  • the first gas component in which the iodine compound concentration is lower than that of the off gas is separated into a first solution containing an iodine compound and a first absorbent, and the first gas component further rises in the absorption tower 85,
  • the first solution is discharged from the bottom of the absorption tower 85 through a line 79.
  • the first gas component further rises in the absorption tower 85 from the position where the first absorbent is introduced, while the second absorbent is continuously introduced through the line 86 near the top of the absorption tower 85.
  • the iodine compound in the first gas is absorbed by the second absorbent in countercurrent contact with the first gas rising in the column and the second absorbent falling.
  • the iodine compound is separated into a second gas having a lower iodine compound concentration than the first gas, and a second solution containing the iodine compound and the second absorbent.
  • the second solution is collected through a unit (such as a chimney tray) 87 that can receive the liquid descending from the introduction position of the second absorbent, and is extracted from the line 88.
  • the second solution from the absorption tower 85 is supplied through a line 88 to a distillation column 84 which performs a dispersing step, the first solution is withdrawn from the bottom through a line 79, and a part thereof is discharged out of the system (line 90).
  • a new first absorbent is supplied to one solution (line 90 ′), and circulated to the absorption tower 85 as the first absorbent through a line 78 and reused.
  • a part of the bottom stream (line 74) from the bottom of the distillation column 84 is continuously or batchwise discharged out of the system through a line 75, and a new second absorbent is continuously discharged through a line 76.
  • it is supplied in batches, circulated to the absorption tower 85 through the line 86, and reused as the second absorbent in the second absorption step.
  • the rest is the same as the example of FIG. That is, the second solution from the absorption tower 85 is supplied to the stripping step, but the first and / or second solution may be recycled to various points in the process.
  • the acetic acid production process comprises: a carbonylation reaction step of reacting methanol with carbon monoxide to produce acetic acid; and a reaction mixture obtained in the carbonylation reaction step.
  • a separation step of separating into a stream containing a metal catalyst, an acetic acid stream rich in acetic acid, and a stream richer in boiling components than the acetic acid stream. You may.
  • the separation step is, for example, an evaporation step of separating the reaction mixture obtained in the carbonylation reaction step into a vapor stream and a residual liquid stream in an evaporation tank, and subjecting the vapor stream to distillation to reduce the boiling components. It is preferred to have a deboiling step that separates into a rich overhead stream and a first acetic acid-rich stream.
  • the separation step further includes a dehydration step of distilling the first acetic acid stream to separate it into a water-rich overhead stream and a second acetic acid stream that is more acetic acid-rich than the first acetic acid stream. You may.
  • the reaction mixture obtained in the carbonylation reaction step is replaced with a stream containing the catalyst, an overhead stream rich in the low boiling components, and acetic acid in place of the evaporation step and the deboiling step.
  • a first acetic acid stream rich in acetic acid (evaporation-elimination low-boiling step).
  • a deboiling step having a function of the dehydrating step (so-called deboiling dewatering step), that is, the vapor stream is subjected to distillation.
  • the above-mentioned evaporative desorption / low-boiling step may be a step also having the function of the above-mentioned dehydration step (evaporation-and-low-boiling dehydration step).
  • the acetic acid-rich acetic acid stream obtained from the low-boiling dehydration step and the evaporating / low-boiling dehydration step corresponds to the second acetic acid stream.
  • the method for producing acetic acid of the present invention may further include at least one of the following steps (a) to (c).
  • High boiling step (b) Absorption removal step of treating the first, second or third acetic acid stream with an ion exchange resin to obtain a fourth acetic acid stream
  • (c) The first, second, third or fourth acetic acid stream Product process for distilling a stream to obtain a fifth acetic acid stream enriched in acetic acid compared to the acetic acid stream before subjecting to distillation
  • the method for producing acetic acid of the present invention has an acetaldehyde separation and removal system for separating acetaldehyde from at least a part of the condensate obtained by condensing the low-boiling component-rich stream using one or more distillation columns. It may be.
  • the exhaust gas from the reaction tank, the exhaust gas from the evaporation tank, the exhaust gas from the distillation column in the separation step, and the exhaust gas from the distillation column in the acetaldehyde separation and removal system are used. It is preferable that at least one off-gas selected from the group consisting of gas is supplied to the absorption tower and subjected to the absorption step or the first absorption step of the present invention.
  • the overhead stream rich in methyl iodide separated and obtained in the stripping step may be recycled to the reaction step, the evaporation step, and / or the distillation step. This is because methyl iodide can be effectively reused in the reaction step in the reaction tank.
  • the acetic acid is selected from the group consisting of hydrocarbons, esters of carboxylic acids having 3 or more carbon atoms, esters of carboxylic acids and alcohols having 2 or more carbon atoms, and ethers.
  • the absorbent containing one or more liquids may be used, the liquid-rich bottom stream separated and obtained in the stripping step may be recycled to the reaction step, the evaporation step, and / or the distillation step. And may be removed by distillation. Further, it may be discarded as it is outside the process system.
  • a solution containing water obtained in the absorption step when using an absorbent containing water, the reaction tank, a decanter for storing the condensate It is preferable to recycle to one or more devices selected from the group consisting of the dehydration tower and the de-boiling tower. This is because water is consumed by the shift reaction of carbon monoxide (H 2 O + CO ⁇ H 2 + CO 2 ) in the reaction tank. When recycled to the aqueous phase in the decanter, it is treated together with the aqueous phase. When recycled to the dehydration tower, water is concentrated at the top of the dehydration tower, and when recycled to the de-boiling tower, water is concentrated at the top of the de-boiling tower, and then recycled or discarded.
  • FIG. 6 is an example of a production flow chart (methanol carbonylation process) showing an embodiment of an acetic acid production system.
  • the acetic acid production apparatus includes a reaction vessel 1, an evaporation vessel 2, a distillation tower 3, a decanter 4, a distillation tower 5, a distillation tower 6, an ion exchange resin tower 7, a scrubber system 8 , An acetaldehyde separation and removal system 9, condensers 1a, 2a, 3a, 5a, 6a, a heat exchanger 2b, reboilers 3b, 5b, 6b, lines 11 to 56, and a pump 57. It is configured so that it can be manufactured.
  • a reaction step, an evaporation step (flash step), A first distillation step, a second distillation step, a third distillation step, and an adsorption removal step are performed in the reaction tank 1, the evaporation tank 2, the distillation tower 3, the distillation tower 5, the distillation tower 6, and the ion exchange resin tower 7, a reaction step, an evaporation step (flash step), A first distillation step, a second distillation step, a third distillation step, and an adsorption removal step are performed.
  • the first distillation step is also referred to as a low-boiling step
  • the second distillation step is referred to as a dehydration step
  • the third distillation step is referred to as a de-boiling step.
  • the processes are not limited to the above.
  • the equipment of the distillation column 5, the distillation column (dehigh-boiling column) 6, the ion exchange resin column 7, and the acetaldehyde separation and removal system 9 (such as the deacetaldehyde column) May not be attached.
  • a product tower may be provided downstream of the ion exchange resin tower 7.
  • the reaction tank 1 is a unit for performing a reaction step.
  • This reaction step is a step for continuously generating acetic acid by a reaction (carbonylation reaction of methanol) represented by the following chemical formula (1).
  • a reaction mixture being stirred by, for example, a stirrer is present in the reaction tank 1.
  • the reaction mixture contains the raw materials methanol and carbon monoxide, a metal catalyst, a cocatalyst, water, acetic acid for the purpose of production, and various by-products, and the liquid phase and the gas phase are in an equilibrium state. It is in. CH 3 OH + CO ⁇ CH 3 COOH (1)
  • the raw materials in the reaction mixture are liquid methanol and gaseous carbon monoxide.
  • Methanol is continuously supplied from a methanol storage unit (not shown) to the reaction tank 1 through the line 11 at a predetermined flow rate.
  • Carbon monoxide is continuously supplied at a predetermined flow rate from the carbon monoxide storage unit (not shown) to the reaction tank 1 through the line 12.
  • the carbon monoxide does not necessarily have to be pure carbon monoxide.
  • other gases such as nitrogen, hydrogen, carbon dioxide, and oxygen are contained in a small amount (for example, 5% by mass or less, preferably 1% by mass or less). Is also good.
  • the metal catalyst in the reaction mixture is for promoting the carbonylation reaction of methanol, and for example, a rhodium catalyst or an iridium catalyst can be used.
  • a rhodium catalyst for example, a rhodium complex represented by the chemical formula [Rh (CO) 2 I 2 ] ⁇ can be used.
  • the iridium catalyst such as chemical formulas [Ir (CO) 2 I 2 ] - iridium complex represented by the can be used.
  • a metal complex catalyst is preferable.
  • the concentration of the catalyst in the reaction mixture is, for example, 200 to 10,000 ppm by mass, preferably 300 to 5000 ppm by mass, more preferably 400 to 400 ppm by mass, based on the entire liquid phase (reaction mixture) of the reaction mixture. 2500 ppm by mass.
  • the cocatalyst is an iodide for assisting the action of the above-mentioned catalyst, and for example, methyl iodide or ionic iodide is used.
  • Methyl iodide may have the effect of promoting the catalysis of the catalysts described above.
  • the concentration of methyl iodide is, for example, 1 to 20% by mass, and preferably 5 to 15% by mass, based on the whole liquid phase of the reaction mixture.
  • the ionic iodide is an iodide that generates iodide ions in the reaction solution (particularly, an ionic metal iodide), and can exhibit an action of stabilizing the above-described catalyst and an action of suppressing a side reaction.
  • the ionic iodide examples include an alkali metal iodide such as lithium iodide, sodium iodide, and potassium iodide.
  • concentration of the ionic iodide in the reaction mixture is, for example, 1 to 25% by mass, and preferably 5 to 20% by mass, based on the whole liquid phase of the reaction mixture.
  • a ruthenium compound or an osmium compound can be used as a promoter.
  • the total amount of these compounds used is, for example, 0.1 to 30 mol (in terms of metal), preferably 0.5 to 15 mol (in terms of metal) per 1 mol of iridium (in terms of metal).
  • Water in the reaction mixture is a component necessary for generating acetic acid in the reaction mechanism of the carbonylation reaction of methanol, and is also a component necessary for solubilizing water-soluble components of the reaction system.
  • the concentration of water in the reaction mixture is, for example, from 0.1 to 15% by mass, preferably from 0.5 to 10% by mass, more preferably from 1 to 6% by mass, based on the entire liquid phase of the reaction mixture. Preferably it is 1.5 to 4% by mass.
  • the water concentration is preferably 15% by mass or less in order to suppress the energy required for removing water in the purification process of acetic acid and promote the efficiency of acetic acid production.
  • a predetermined flow rate of water may be continuously supplied to the reaction tank 1.
  • the acetic acid in the reaction mixture includes acetic acid previously charged in the reaction tank 1 before the operation of the acetic acid production device, and acetic acid generated as a main product of the carbonylation reaction of methanol. Such acetic acid can function as a solvent in the reaction system.
  • the concentration of acetic acid in the reaction mixture is, for example, 50 to 90% by mass, and preferably 60 to 80% by mass, based on the entire liquid phase of the reaction mixture.
  • Main by-products contained in the reaction mixture include, for example, methyl acetate.
  • the methyl acetate can be formed by the reaction of acetic acid with methanol.
  • the concentration of methyl acetate in the reaction mixture is, for example, 0.1 to 30% by mass, and preferably 1 to 10% by mass, based on the whole liquid phase of the reaction mixture.
  • hydrogen iodide As a by-product contained in the reaction mixture, hydrogen iodide can also be mentioned. When the above-described catalyst or cocatalyst is used, this hydrogen iodide is inevitably generated due to the reaction mechanism of the carbonylation reaction of methanol.
  • the concentration of hydrogen iodide in the reaction mixture is, for example, 0.01 to 2% by mass based on the whole liquid phase of the reaction mixture.
  • Examples of by-products include hydrogen, methane, carbon dioxide, acetaldehyde, crotonaldehyde, 2-ethylcrotonaldehyde, dimethyl ether, alkanes, formic acid, and propionic acid, and hexyl iodide and decyl iodide. And alkyl iodide.
  • the reaction mixture contains metals such as iron, nickel, chromium, manganese, and molybdenum (hereinafter, sometimes referred to as “corrosive metals”) generated by corrosion of the apparatus, and other metals such as cobalt, zinc, and copper. May be included.
  • the corrosive metal and other metals may be collectively referred to as “corrosive metal or the like”.
  • the reaction temperature is set, for example, to 150 to 250 ° C.
  • the reaction pressure as the total pressure is set, for example, to 1.5 to 3.5 MPa (absolute pressure).
  • the carbon monoxide partial pressure is set to, for example, 0.4 to 1.8 MPa (absolute pressure), preferably 0.6 to 1.6 MPa (absolute pressure), and more preferably 0.9 to 1.4 MPa (absolute pressure). Is done.
  • the condenser 1a cools and partially condenses the vapor from the reaction tank 1 to divide it into a condensed portion and a gas portion.
  • the condensate contains, for example, methyl iodide, hydrogen iodide, water, methyl acetate, acetic acid, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde, formic acid, propionic acid, and the like, and is introduced from the condenser 1a to the reaction tank 1 through the line 14, Recycled.
  • the gas component contains, for example, carbon monoxide, hydrogen, methane, carbon dioxide, nitrogen, oxygen, methyl iodide, hydrogen iodide, water, methyl acetate, acetic acid, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde, and formic acid.
  • the scrubber system 8 via line 15.
  • the gas from the condenser 2a (line 20), the gas from the condenser 3a (line 32), the gas from the condenser 5a (line 37), and the gas from the condenser 6a (line 45).
  • the gas from the condenser 1a may be supplied to the scrubber system 8 through the line 15, and the condensers 3a, 5a, 6a May be combined into the line 20 and supplied to the scrubber system 8 (Pattern B).
  • the gas component from the condenser 1a passes through the line 15 and the absorption tower 81 or the absorption tower 85 through the line 58 in the scrubber system 8 shown in FIG. 2 or 4 or the line 77 in the scrubber system 8 shown in FIG. Supplied to
  • the gas component from the condenser 1a is supplied to the absorption tower 81 through the line 15 and the line 58 in the scrubber system 8 shown in FIG. 1 or FIG. It is fed to an absorption tower 82 through a line 62 in the scrubber system 8 shown.
  • the useful component for example, methyl iodide, methanol, dimethyl ether
  • the gas (line 15) from the condenser 1a by passing through the absorption step of the present invention and, if necessary, the emission step.
  • the emission step Water, methyl acetate, acetic acid, etc.
  • a wet method using an absorbing solution for collecting useful components in a gas component is used for the separation and recovery.
  • a condensed portion of steam from a distillation column 6 described later can be used as the absorbing liquid.
  • the useful component separated and recovered (for example, methyl iodide) is introduced from the scrubber system 8 (particularly, the line 73 from the top of the distillation column 84 in the stripping step) to the reaction tank 1 through the recycle line 48 and is recycled.
  • the line 48 can be introduced into a line for charging each of the condensers 1a, 2a, 3a and 5a to cool and condense and collect useful components.
  • the gas after collecting the useful components (for example, the line 69 in FIG. 1 and the line 60 in FIG. 2) is discarded as it is, or is introduced into the bottom of the evaporating tank 2 or the recycle line 18 or 19 for the residual liquid. Used as a CO source.
  • the gas after collecting the useful components (eg, line 71 in FIGS. 3 and 4) is discarded through line 49.
  • the gas after collecting the useful components may be separated into condensed components by a condenser and / or recycled to the absorption tower.
  • the gas discharged from the line 49 can be used as a CO source to be introduced into the bottom of the evaporating tank 2 or the remaining liquid flow recycling lines 18 and 19 described later.
  • the processing in the scrubber system 8 and the subsequent recycling and disposal are the same for the later-described gas components (lines 20, 32, 37, and 45) supplied to the scrubber system 8 from other condensers.
  • acetic acid is continuously generated in the reaction tank 1 during operation of the apparatus.
  • the reaction mixture containing such acetic acid is continuously withdrawn at a predetermined flow rate from the inside of the reaction tank 1 and introduced into the next evaporation tank 2 through the line 16.
  • the evaporating tank 2 is a unit for performing an evaporating step (flash step).
  • flash step the reaction mixture continuously introduced into the evaporating tank 2 through the line 16 (reaction mixture supply line) is partially evaporated to form a vapor stream (volatile phase) and a residual liquid stream (low volatile phase). This is a step for dividing into.
  • Evaporation may be caused by reducing the pressure without heating the reaction mixture, or may be caused by reducing the pressure while heating the reaction mixture.
  • the temperature of the vapor stream is, for example, 100 to 260 ° C., preferably 120 to 200 ° C.
  • the temperature of the residual liquid stream is, for example, 80 to 200 ° C., preferably 100 to 180 ° C. It is 50 to 1000 kPa (absolute pressure).
  • the ratio of the vapor flow and the residual liquid flow separated in the evaporation step is, for example, 10/90 to 50/50 (vapor flow / remaining liquid flow) in mass ratio.
  • the vapor generated in this step is, for example, methyl iodide, hydrogen iodide, water, methyl acetate, acetic acid, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde, formic acid, and propionic acid, and ethyl iodide, propyl iodide, butyl iodide, It contains alkyl iodide such as hexyl iodide and decyl iodide and the like, and is continuously extracted from the evaporating tank 2 to a line 17 (steam discharge line).
  • the acetic acid concentration of the vapor stream is, for example, 40 to 85% by mass (preferably 50 to 85% by mass), more preferably 50 to 75% by mass (eg, 55 to 75% by mass), and the concentration of methyl iodide is, for example, 2 to 50% by mass (preferably 5 to 30% by mass), water concentration is, for example, 0.2 to 20% by mass (preferably 1 to 15% by mass), and methyl acetate concentration is, for example, 0.2 to 50% by mass. (Preferably 2 to 30% by mass).
  • the concentration of hexyl iodide in the vapor stream is, for example, 0.1 to 10,000 mass ppb, usually 0.5 to 1000 mass ppb, and is often 1 to 100 mass ppb (for example, 2 to 50 mass ppb). .
  • the residual liquid stream generated in this step includes the catalyst and co-catalyst (methyl iodide, lithium iodide, etc.) contained in the reaction mixture, and water, methyl acetate, acetic acid, formic acid, And propionic acid, etc., and are continuously introduced from the evaporation tank 2 to the heat exchanger 2b through the line 18 using the pump 57.
  • the heat exchanger 2b cools the residual liquid flow from the evaporation tank 2.
  • the cooled residual liquid stream is continuously introduced from the heat exchanger 2b into the reaction tank 1 through the line 19, and is recycled.
  • the line 18 and the line 19 are collectively referred to as a residual liquid flow recycling line.
  • the acetic acid concentration of the residual liquid stream is, for example, 55 to 90% by mass, preferably 60 to 85% by mass.
  • the condenser 2a cools and partially condenses the vapor flow from the evaporating tank 2 to separate it into a condensed component and a gas component.
  • the condensed matter contains, for example, methyl iodide, hydrogen iodide, water, methyl acetate, acetic acid, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde, formic acid, and propionic acid, and is introduced into the reaction tank 1 from the condenser 2a through the lines 22 and 23. And recycled.
  • the gas component includes, for example, carbon monoxide, hydrogen, methane, carbon dioxide, nitrogen, oxygen, methyl iodide, hydrogen iodide, water, methyl acetate, acetic acid, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde, formic acid, and the like.
  • the reaction for producing acetic acid in the above reaction step is an exothermic reaction, part of the heat accumulated in the reaction mixture is transferred to vapor generated from the reaction mixture in the evaporation step (flash step).
  • the condensate generated by cooling the steam in the condenser 2a is recycled to the reaction tank 1. That is, in the acetic acid production apparatus, heat generated by the carbonylation reaction of methanol is efficiently removed by the condenser 2a.
  • the distillation column 3 is a unit for performing the first distillation step, and is positioned as a so-called low-boiling column in the present embodiment.
  • the first distillation step is a step of subjecting a vapor stream continuously introduced into the distillation column 3 to a distillation treatment to separate and remove low-boiling components. More specifically, in the first distillation step, the vapor stream is distilled to separate it into an overhead stream rich in at least one low-boiling component selected from methyl iodide and acetaldehyde, and an acetic acid stream rich in acetic acid. .
  • the distillation column 3 is composed of, for example, a rectification column such as a tray column and a packed column.
  • the theoretical plate is, for example, 5 to 50 plates, and the reflux ratio is, for example, 0.5 to 3000, depending on the number of theoretical plates.
  • the top pressure is set, for example, to 80 to 160 kPaG, and the bottom pressure is set to be higher than the top pressure, for example, 85 to 180 kPaG.
  • the top temperature is, for example, a temperature lower than the boiling point of acetic acid at the set top pressure and is set at 90 to 130 ° C.
  • the bottom temperature is, for example, at the set bottom pressure.
  • the temperature is not lower than the boiling point of acetic acid and is set at 120 to 165 ° C (preferably 125 to 160 ° C).
  • the vapor withdrawn from the top of the distillation column 3 contains more components having a lower boiling point than acetic acid (low-boiling components) as compared with the bottoms and side stream from the distillation column 3, such as methyl iodide, Contains hydrogen iodide, water, methyl acetate, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde, and formic acid. This vapor also contains acetic acid. Such steam is continuously introduced into the condenser 3a through the line 24.
  • the condenser 3a separates the vapor from the distillation column 3 into a condensed component and a gas component by cooling and partially condensing the vapor.
  • the condensate contains, for example, methyl iodide, hydrogen iodide, water, methyl acetate, acetic acid, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde, and formic acid, and is continuously introduced from the condenser 3a to the decanter 4 through the line 28.
  • the condensed matter introduced into the decanter 4 is separated into an aqueous phase (upper phase) and an organic phase (methyl iodide phase; lower phase).
  • the aqueous phase contains water and, for example, methyl iodide, hydrogen iodide, methyl acetate, acetic acid, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde, formic acid, and the like.
  • the organic phase includes, for example, methyl iodide and, for example, hydrogen iodide, water, methyl acetate, acetic acid, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde, and formic acid.
  • a part of the aqueous phase is refluxed to the distillation column 3 through the line 29, and another part of the aqueous phase is introduced into the reaction tank 1 through the lines 29, 30, and is recycled.
  • Part of the organic phase is introduced into the reaction tank 1 through the lines 31 and 23 and recycled.
  • Another part of the organic phase and / or another part of the aqueous phase are introduced into the acetaldehyde separation and removal system 9 via lines 31, 50 and / or lines 30, 51.
  • the first or second solution containing water may be recycled to the aqueous phase in the decanter 4. Water in the first or second solution joins the aqueous phase and is treated together with the aqueous phase.
  • acetaldehyde contained in the organic phase and / or the aqueous phase is separated and removed by a known method, for example, distillation, extraction, or a combination thereof.
  • the separated acetaldehyde is discharged out of the apparatus through the line 53.
  • useful components for example, methyl iodide and the like contained in the organic phase and / or the aqueous phase are recycled to the reaction tank 1 through the lines 52 and 23 and reused.
  • FIG. 7 is a schematic flow chart showing an example of the acetaldehyde separation and removal system.
  • the organic phase is supplied to the distillation column (first deacetaldehyde column) 91 through the line 101 and distilled, and the overhead stream rich in acetaldehyde is removed. (Line 102) and a retentate stream rich in methyl iodide (line 103).
  • the overhead stream is condensed in the condenser 91a, a part of the condensate is refluxed to the top of the distillation column 91 (line 104), and another part of the condensate is supplied to the extraction column 92 (line 105).
  • the condensed liquid supplied to the extraction tower 92 is subjected to extraction processing by water introduced from the line 109.
  • the extract obtained by the extraction treatment is supplied to a distillation column (second deacetaldehyde column) 93 through a line 107 for distillation, and is subjected to an acetaldehyde-rich overhead stream (line 112) and a water-rich residual stream (line 113).
  • the overhead stream rich in acetaldehyde is condensed by the condenser 93a, a part of the condensate is refluxed to the top of the distillation column 93 (line 114), and the other part of the condensate is discharged out of the system (line 115). ).
  • a methyl iodide-rich residual liquid stream which is a bottom liquid of the first deacetaldehyde column 91, a methyl iodide-rich raffinate (line 108) obtained in the extraction column 92, and a can of the second deacetaldehyde column 93
  • the water-rich residual liquid streams that are discharged are recycled to the reaction tank 1 through the lines 103, 111, and 113, respectively, or recycled to an appropriate part of the process and reused.
  • the methyl iodide-rich raffinate obtained in extraction column 92 can be recycled to distillation column 91 via line 110.
  • the liquid 113 is usually discharged to the outside as wastewater. Gases not condensed in the condensers 91a and 93a (lines 106 and 116) are absorbed by the scrubber system 8 or discarded.
  • the aqueous phase is supplied to the distillation column (first deacetaldehyde column) 91 through the line 101 and distilled to acetaldehyde-rich. Separation into an overhead stream (line 102) and a water-rich retentate stream (line 103).
  • the overhead stream is condensed in the condenser 91a, a part of the condensate is refluxed to the top of the distillation column 91 (line 104), and another part of the condensate is supplied to the extraction column 92 (line 105).
  • the condensed liquid supplied to the extraction tower 92 is subjected to extraction processing by water introduced from the line 109.
  • the extract obtained by the extraction treatment is supplied to a distillation column (second deacetaldehyde column) 93 through a line 107 for distillation, and is subjected to an acetaldehyde-rich overhead stream (line 112) and a water-rich residual stream (line 113).
  • the overhead stream rich in acetaldehyde is condensed by the condenser 93a, a part of the condensate is refluxed to the top of the distillation column 93 (line 114), and the other part of the condensate is discharged out of the system (line 115). ).
  • a water-rich residual liquid stream which is a bottom liquid of the first deacetaldehyde column 91, a raffinate rich in methyl iodide obtained in the extraction column 92 (line 108), and a bottom liquid of the second deacetaldehyde column 93 Is recycled to the reaction tank 1 through the lines 103, 111 and 113, respectively, or is recycled to an appropriate part of the process and reused.
  • the methyl iodide-rich raffinate obtained in extraction column 92 can be recycled to distillation column 91 via line 110.
  • the liquid 113 is usually discharged to the outside as wastewater. Gases not condensed in the condensers 91a and 93a (lines 106 and 116) are absorbed by the scrubber system 8 or discarded.
  • Acetaldehyde derived from a process stream containing at least water, acetic acid (AC), methyl iodide (MeI), and acetaldehyde (AD) can be separated and removed using extractive distillation in addition to the above method.
  • AC acetic acid
  • MeI methyl iodide
  • AD acetaldehyde
  • an organic phase and / or an aqueous phase (prepared liquid) obtained by separating the above process stream are supplied to a distillation column (extraction distillation column), and methyl iodide and acetaldehyde in the distillation column are concentrated.
  • An extraction solvent usually, water
  • a concentration area for example, a space from the top of the column to a charged liquid supply position
  • a liquid (extract) falling from the concentration area is withdrawn as a side stream (side cut stream).
  • the side stream is separated into an aqueous phase and an organic phase, and acetaldehyde can be discharged out of the system by distilling the aqueous phase.
  • the liquid falling from the concentration region may be withdrawn as a side stream without introducing the extraction solvent into the distillation column.
  • a unit such as a chimney tray
  • the liquid (extract) received by this unit may be withdrawn as a side stream. it can.
  • the position of introduction of the extraction solvent is preferably higher than the supply position of the above-mentioned charged liquid, more preferably near the top of the column.
  • the position where the side stream is withdrawn is lower than the position where the extraction solvent is introduced and higher than the position where the charged liquid is supplied in the height direction of the column.
  • the number of distillation columns can be significantly reduced and the vapor load can be reduced as compared with a method of extracting an extract obtained by extraction distillation from the bottom of a distillation column (extraction distillation column).
  • extraction distillation column a method of extracting an extract obtained by extraction distillation from the bottom of a distillation column
  • the ratio of methyl iodide to acetaldehyde in the aqueous extract (MeI / AD ratio) can be reduced as compared with the method of combining the dealdehyde distillation and the water extraction of FIG. 5 using a small amount of extraction solvent.
  • Acetaldehyde can be removed under conditions that can suppress loss of methyl iodide to the outside of the system.
  • the acetaldehyde concentration in the side stream is much higher than the acetaldehyde concentration in the above-mentioned feed and bottoms (tower bottoms).
  • the ratio of acetaldehyde to methyl iodide in the side stream is larger than the ratio of acetaldehyde to methyl iodide in the charged liquid and the bottom liquid.
  • the organic phase (methyl iodide phase) obtained by separating the side stream may be recycled to the distillation column.
  • the recycle position of the organic phase obtained by separating the side stream is preferably lower than the side stream extraction position in the height direction of the column, and is preferably higher than the feed liquid supply position.
  • a miscible solvent for components (for example, methyl acetate) constituting the organic phase obtained by separating the process stream may be introduced into the distillation column (extraction distillation column).
  • the miscible solvent include acetic acid and ethyl acetate.
  • the introduction position of the miscible solvent in the height direction of the column is preferably lower than the side-stream extraction position, and preferably higher than the supply position of the charged liquid.
  • the organic phase obtained by separating the side stream is preferably recycled to the distillation column below the recycling position.
  • the concentration of methyl acetate in the extract extracted as the side stream can be reduced. It is possible to reduce the concentration of methyl acetate in the aqueous phase obtained by separating the above-mentioned extract, thereby suppressing the incorporation of methyl iodide into the aqueous phase.
  • the theoretical plate of the distillation column is, for example, 1 to 100 plates, preferably 2 to 50 plates, more preferably 3 to 30 plates, and still more preferably 5 to 20 plates, and is used for conventional deacetaldehyde.
  • Acetaldehyde can be separated and removed efficiently with a smaller number of stages as compared with 80 to 100 stages of a distillation column or an extractive distillation column.
  • the mass ratio (former / latter) between the flow rate of the extraction solvent and the flow rate of the charged liquid (the organic phase and / or the aqueous phase obtained by separating the process stream) is in the range of 0.0001 / 100 to 100/100. May be selected from, but usually 0.0001 / 100 to 20/100, preferably 0.001 / 100 to 10/100, more preferably 0.01 / 100 to 8/100, and still more preferably 0.1 to 100. It is 1/100 to 5/100.
  • the top temperature of the distillation column is, for example, 15 to 120 ° C, preferably 20 to 90 ° C, more preferably 20 to 80 ° C, and further preferably 25 to 70 ° C.
  • the top pressure is an absolute pressure, for example, about 0.1 to 0.5 MPa.
  • Other conditions of the distillation column may be the same as those of a conventional distillation column or extractive distillation column used for deacetaldehyde.
  • FIG. 8 is a schematic flow chart showing an example of an acetaldehyde separation and removal system using the above-mentioned extractive distillation.
  • an organic phase and / or an aqueous phase (prepared liquid) obtained by separating the process stream are supplied to the middle stage of the distillation column 94 (the position between the top and the bottom) through the supply line 201.
  • water is introduced from near the top of the tower through a line 202, and extractive distillation is performed in a distillation tower 94 (extraction distillation tower).
  • a chimney tray 200 for receiving a liquid (extracted liquid) descending from a concentration area where methyl iodide and acetaldehyde are concentrated in the distillation tower 94 is provided above the supply position of the charged liquid. .
  • the entire amount of the liquid on the chimney tray 200 is withdrawn and introduced into the decanter 95 through the line 208 to be separated.
  • the aqueous phase (including acetaldehyde) in the decanter 95 is introduced into the cooling cooler 95 a through the line 212 and cooled, and methyl iodide dissolved in the aqueous phase is separated into two phases and separated in the decanter 96.
  • the aqueous phase in the decanter 96 is supplied to the distillation column 97 (deacetaldehyde column) through line 216 for distillation, and the vapor at the top is led to the condenser 97a through line 217 to be condensed, and the condensate (mainly acetaldehyde and methyl iodide) ) Is refluxed to the top of the distillation column 97, and the remainder is discarded or supplied to the distillation column 98 (extraction distillation column) through the line 220.
  • the condensate mainly acetaldehyde and methyl iodide
  • ⁇ Water is introduced from near the top of the distillation tower 98 through the line 222 and extractive distillation is performed.
  • the vapor at the top is led to the condenser 98a through the line 223 to be condensed, a part of the condensate (mainly methyl iodide) is refluxed to the top, and the rest is recycled to the reaction system through the line 226, but is removed from the system.
  • the organic phase (methyl iodide phase) in the decanter 95 is preferably entirely recycled to the distillation column 94 below the position of the chimney tray 200 through the lines 209 and 210.
  • a part of the water phase of the decanter 95 and the organic phase of the decanter 96 are recycled to the distillation column 94 through the lines 213 and 210 and the lines 214 and 210, respectively, but may not be recycled.
  • a part of the aqueous phase of the decanter 95 may be used as an extraction solvent (water) in the distillation tower 94.
  • a portion of the aqueous phase of the decanter 96 may be recycled to the distillation column 94 via line 210.
  • a miscible solvent for example, methyl acetate or the like
  • a component for example, methyl acetate or the like
  • Acetic acid, ethyl acetate, etc. can be charged into the distillation tower 94 through the line 215 to improve the distillation efficiency.
  • the position at which the miscible solvent is supplied to the distillation column 94 is above the above-described charged liquid supply section (connection section of the line 201) and below the connection section of the recycle line 210. The bottoms of the distillation column 94 are recycled to the reaction system.
  • the vapor at the top of the distillation column 94 is led to a condenser 94a through a line 203 to be condensed, the condensate is separated by a decanter 99, the organic phase is refluxed to the top of the distillation column 94 through a line 206, and the aqueous phase is It leads to the decanter 95 through 207.
  • the bottoms of the distillation column 97 (mainly water) and the bottoms of the distillation column 98 (extraction distillation column) (water containing a small amount of acetaldehyde) are removed out of the system through lines 218 and 224, respectively, or the reaction system is removed.
  • FIG. 9 is a schematic flow chart showing another example of the acetaldehyde separation / removal system using the above-mentioned extractive distillation.
  • the vapor condensate at the top of the distillation tower 94 is led to the hold tank 100, and the entire amount is refluxed to the top of the distillation tower 94 via the line 206. Except for this, it is the same as the example of FIG.
  • FIG. 10 is a schematic flow chart showing still another example of the acetaldehyde separation and removal system using the above-mentioned extractive distillation.
  • the entire amount of the liquid on the chimney tray 200 is withdrawn, directly introduced into the cooling cooler 95a through the line 208 without passing through the decanter 95, cooled, and supplied to the decanter 96.
  • the rest is the same as the example of FIG.
  • the gas component generated in the condenser 3a is, for example, carbon monoxide, hydrogen, methane, carbon dioxide, nitrogen, oxygen, methyl iodide, hydrogen iodide, water, methyl acetate, acetic acid, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde. , And formic acid, and are supplied from the condenser 3a to the scrubber system 8 through the lines 32 and 15.
  • Methyl iodide, hydrogen iodide, water, methyl acetate, acetic acid, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde, formic acid, and the like in the gas reaching the scrubber system 8 are absorbed by the absorbing solution in the scrubber system 8.
  • an absorbing solution containing methanol or methyl acetate is used as the absorbing solution in the absorbing step, the first absorbing step, or the second absorbing step of the present invention, hydrogen iodide is reacted with methanol or methyl acetate in the absorbing solution to obtain iodine.
  • the liquid containing the useful component such as methyl iodide (an overhead stream from the top of the distillation column 84) can be recycled from the scrubber system 8 to the reaction tank 1 through the recycling lines 48 and 23 for reuse. it can.
  • the bottoms withdrawn from the bottom of the distillation column 3 contains more components having a higher boiling point than acetic acid (high-boiling components) as compared with the overhead stream and the side stream from the distillation column 3, and for example, propionic acid, and And the entrained catalysts and cocatalysts described above.
  • the bottoms also include acetic acid, methyl iodide, methyl acetate, water, and the like.
  • a part of such bottom liquid is continuously introduced into the evaporation tank 2 through the lines 25 and 26 and recycled, and another part of the bottom liquid is transmitted through the lines 25 and 23. It is continuously introduced into the reaction tank 1 and recycled.
  • the first acetic acid stream continuously withdrawn as a side stream from the distillation column 3 is more rich in acetic acid than the vapor stream continuously introduced into the distillation column 3. That is, the acetic acid concentration of the first acetic acid stream is higher than the acetic acid concentration of the vapor stream.
  • the acetic acid concentration of the first acetic acid stream is, for example, 90 to 99.9% by mass, preferably 93 to 99% by mass.
  • the first acetic acid stream in addition to acetic acid, includes, for example, methyl iodide, hydrogen iodide, water, methyl acetate, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde, formic acid, and propionic acid, and ethyl iodide, propyl iodide, And alkyl iodides such as butyl iodide, hexyl iodide, and decyl iodide.
  • the connection position of the line 27 to the distillation column 3 may be higher than the connection position of the line 21 to the distillation column 3 in the height direction of the distillation column 3 as shown in the drawing. May be lower than the connection position of the line 21 to the distillation column 3, or may be the same as the connection position of the line 21 to the distillation column 3.
  • the first acetic acid stream from the distillation column 3 is continuously introduced into the next distillation column 5 through the line 27 at a predetermined flow rate.
  • the first acetic acid stream withdrawn as a side stream of the distillation column 3 and the bottom liquid of the distillation column 3 or the condensate of vapor at the bottom of the distillation column 3 are directly passed through the distillation column 5 (dehydration step). It can also be continuously introduced into a distillation column 6 described later.
  • Potassium hydroxide can be supplied or added to the first acetic acid stream flowing through the line 27 through the line 55 (potassium hydroxide introduction line). Potassium hydroxide can be supplied or added as a solution such as an aqueous solution. Hydrogen iodide in the first acetic acid stream can be reduced by supplying or adding potassium hydroxide to the first acetic acid stream. Specifically, hydrogen iodide reacts with potassium hydroxide to produce potassium iodide and water. Thus, corrosion of a device such as a distillation column due to hydrogen iodide can be reduced. Note that potassium hydroxide can be supplied or added to an appropriate place where hydrogen iodide is present in the present process. Note that potassium hydroxide added during the process also reacts with acetic acid to generate potassium acetate.
  • the distillation column 5 is a unit for performing the second distillation step, and is positioned as a so-called dehydration column in the present embodiment.
  • the second distillation step is a step for further purifying acetic acid by subjecting the first acetic acid stream continuously introduced into the distillation column 5 to a distillation treatment.
  • the distillation column 5 is composed of, for example, a rectification column such as a tray column and a packed column.
  • a tray column is employed as the distillation column 5
  • the theoretical plate is, for example, 5 to 50 plates
  • the reflux ratio is, for example, 0.2 to 3000, depending on the number of theoretical plates.
  • the top pressure is set to, for example, 150 to 250 kPaG
  • the bottom pressure is set to be higher than the top pressure, for example, to 160 to 290 kPaG.
  • the top temperature is set to, for example, 130 to 160 ° C., which is higher than the boiling point of water and lower than the boiling point of acetic acid at the set top pressure.
  • the bottom temperature is, for example, a temperature equal to or higher than the boiling point of acetic acid at the set tower bottom pressure and set at 150 to 175 ° C.
  • the vapor withdrawn from the top of the distillation column 5 contains more components having a lower boiling point than acetic acid (low-boiling components) as compared with the above bottom product from the distillation column 5, such as methyl iodide and iodide. Hydrogen, water, methyl acetate, acetic acid, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde, and formic acid. Such steam is continuously introduced into the condenser 5a through the line 33.
  • the condenser 5a cools and partially condenses the vapor from the distillation column 5 to divide the vapor into a condensed portion and a gas portion.
  • the condensed matter includes, for example, water and acetic acid.
  • a part of the condensate is continuously refluxed from the condenser 5a to the distillation column 5 through the line 35.
  • Another part of the condensate is continuously introduced from the condenser 5a to the reaction tank 1 through the lines 35, 36 and 23, and is recycled.
  • the gas generated in the condenser 5a includes, for example, carbon monoxide, hydrogen, methane, carbon dioxide, nitrogen, oxygen, methyl iodide, hydrogen iodide, water, methyl acetate, acetic acid, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde, and formic acid. And supplied from the condenser 5a to the scrubber system 8 through the lines 37 and 15. As described above, the gas component from the condenser 5a may be supplied to the scrubber system 8 without being merged into the line 15.
  • Hydrogen iodide in the gas reaching the scrubber system 8 is absorbed by the absorbent in the scrubber system 8, and the reaction between the hydrogen iodide in the absorbent and methanol or methyl acetate produces methyl iodide, and
  • the liquid containing the useful component such as methyl iodide is recycled from the scrubber system 8 to the reaction tank 1 through the recycling lines 48 and 23, and is reused.
  • the bottoms (or side stream) withdrawn from the bottom of the distillation column 5 contains more components having a higher boiling point than acetic acid (high-boiling components) compared to the above-mentioned overhead stream from the distillation column 5, and for example, It includes iodide salts such as acetic anhydride, propionic acid, acetate, and metal iodide salts derived from potassium iodide and corrosive metals, and the above-mentioned catalysts and cocatalysts accompanied by droplets.
  • the acetate include a metal acetate such as potassium acetate formed when an alkali such as potassium hydroxide is supplied to the line 27 or the like.
  • a metal acetate salt formed by acetic acid and a corrosive metal such as a metal liberated on the inner wall of a constituent member of the acetic acid producing apparatus and the like are also included.
  • the iodide salt include potassium iodide formed when an alkali such as potassium hydroxide is supplied to the line 27 or the like.
  • the bottoms may also contain acetic acid. Such bottoms are continuously introduced into the next distillation column 6 through the line 34 as a second acetic acid stream.
  • the bottom liquid (or side stream) withdrawn from the bottom of the distillation column 5 also contains the corrosive metal and the like, and a compound (iodide salt) of iodine derived from corrosive iodine and the corrosive metal and the like.
  • a compound (iodide salt) of iodine derived from corrosive iodine and the corrosive metal and the like is discharged out of the acetic acid producing apparatus.
  • the second acetic acid stream is more rich in acetic acid than the first acetic acid stream continuously introduced into the distillation column 5. That is, the acetic acid concentration of the second acetic acid stream is higher than the acetic acid concentration of the first acetic acid stream.
  • the acetic acid concentration of the second acetic acid stream is, for example, 99.1 to 99.99% by mass as long as it is higher than the acetic acid concentration of the first acetic acid stream.
  • the second acetic acid stream may include, for example, propionic acid, hydrogen iodide, etc., in addition to acetic acid, as described above.
  • the position where the side stream is extracted from the distillation column 5 is lower than the position where the first acetic acid flow is introduced into the distillation column 5 in the height direction of the distillation column 5.
  • Potassium hydroxide can be supplied or added to the second acetic acid stream flowing through the line 34 through the line 56 (potassium hydroxide introduction line). Potassium hydroxide can be supplied or added as a solution such as an aqueous solution. Hydrogen iodide in the second acetic acid stream can be reduced by supplying or adding potassium hydroxide to the second acetic acid stream. Specifically, hydrogen iodide reacts with potassium hydroxide to produce potassium iodide and water. Thus, corrosion of a device such as a distillation column due to hydrogen iodide can be reduced.
  • the distillation column 6 is a unit for performing the third distillation step, and is positioned as a so-called high-boiling column in the present embodiment.
  • the third distillation step is a step for purifying the second acetic acid stream continuously introduced into the distillation column 6 to further purify acetic acid.
  • the distillation column 6 is, for example, a rectification column such as a tray column and a packed column.
  • the theoretical plate is, for example, 5 to 50 plates
  • the reflux ratio is, for example, 0.2 to 3000, depending on the number of theoretical plates.
  • the pressure at the top is set at, for example, -100 to 150 kPaG
  • the pressure at the bottom is set higher than the pressure at the top, for example, at -90 to 180 kPaG.
  • the top temperature is set, for example, to a temperature higher than the boiling point of water and lower than the boiling point of acetic acid at the set top pressure, to 50 to 150 ° C.
  • the bottom temperature is, for example, a temperature higher than the boiling point of acetic acid at the set tower bottom pressure and is set at 70 to 160 ° C.
  • connection position of the line 46 to the distillation column 6 may be higher than the connection position of the line 34 to the distillation column 6, as shown in the drawing. The position may be lower than the connecting position of the line 34, or may be the same as the connecting position of the line 34 to the distillation column 6.
  • the vapor withdrawn from the top of the distillation column 6 contains more components having a lower boiling point than acetic acid (low-boiling components) as compared with the above bottom product from the distillation column 6, and in addition to acetic acid, for example, iodide Includes methyl, hydrogen iodide, water, methyl acetate, dimethyl ether, methanol, formic acid, and the like.
  • acetic acid for example, iodide
  • iodide Includes methyl, hydrogen iodide, water, methyl acetate, dimethyl ether, methanol, formic acid, and the like.
  • Such steam is continuously introduced into the condenser 6a through the line 38.
  • the condenser 6a cools and partially condenses the vapor from the distillation column 6, thereby dividing the vapor into a condensed portion and a gas portion.
  • the condensed matter contains, for example, methyl iodide, hydrogen iodide, water, methyl acetate, dimethyl ether, methanol, and formic acid, in addition to acetic acid.
  • At least a part of the condensed portion is continuously refluxed from the condenser 6a to the distillation column 6 through the line 40.
  • Part of the condensate (distillate) can be recycled from the condenser 6a through lines 40, 41, and 42 to the first acetic acid stream in the line 27 before being introduced into the distillation column 5. is there.
  • a part of the condensate (distillate) is passed from the condenser 6a through lines 40, 41 and 43 to the vapor stream in the line 21 before being introduced into the distillation column 3. It is possible to recycle.
  • a part of the condensate (distillate) may be recycled from the condenser 6a to the reaction tank 1 through the lines 40, 44, and 23. Further, as described above, a part of the distillate from the condenser 6a can be supplied to the scrubber system 8 and used as an absorbing liquid in the system. In the scrubber system 8, the gas component after absorbing the useful component is discharged out of the apparatus, and the liquid component containing the useful component (an overhead stream from the top of the distillation column 84) is recycled from the scrubber system 8 to the recycle lines 48 and 23. Through the reactor 1 or recycled or reused.
  • a part of the distillate from the condenser 6a may be led to various pumps (not shown) operating in the apparatus through a line (not shown) and used as a sealing liquid for the pump.
  • a part of the distillate from the condenser 6a may be constantly extracted to the outside of the apparatus through an extraction line attached to the line 40, or may be unsteadily extracted to the outside of the apparatus when necessary. You may.
  • the amount of the distillate is, for example, 0.01 to 30% of the condensate generated in the condenser 6a. %, Preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.3 to 5% by mass, more preferably 0.5 to 3% by mass.
  • gas components generated in the condenser 6a include, for example, carbon monoxide, hydrogen, methane, carbon dioxide, nitrogen, oxygen, methyl iodide, hydrogen iodide, water, methyl acetate, acetic acid, dimethyl ether, methanol, acetaldehyde, and formic acid. And the like, and is supplied from the condenser 6a to the scrubber system 8 through the lines 45 and 15. As described above, the gas component from the condenser 6a may be supplied to the scrubber system 8 without being joined to the line 15.
  • the bottoms withdrawn from the bottom of the distillation column 6 through the line 39 contains more components having a higher boiling point than acetic acid (high-boiling components) as compared with the overhead stream from the distillation column 6, such as acetate, acetic anhydride, and the like. , Propionic acid and the like.
  • acetic acid high-boiling components
  • Propionic acid and the like examples include potassium acetate formed when an alkali such as potassium hydroxide is supplied to the line 34 or the like.
  • a metal acetate salt formed by acetic acid and a corrosive metal such as a metal liberated on the inner wall of a constituent member of the acetic acid producing apparatus and the like are also included.
  • the bottoms withdrawn through the line 39 from the bottom of the distillation column 6 further contains the corrosive metal and the like, and a compound of iodine derived from corrosive iodine and the corrosive metal and the like.
  • such bottom liquid is discharged out of the acetic acid producing apparatus.
  • the side stream continuously extracted from the distillation column 6 to the line 46 is continuously introduced into the next ion exchange resin column 7 as a third acetic acid stream.
  • the third acetic acid stream is richer in acetic acid than the second acetic acid stream continuously introduced into the distillation column 6. That is, the acetic acid concentration of the third acetic acid stream is higher than the acetic acid concentration of the second acetic acid stream.
  • the acetic acid concentration of the third acetic acid stream is, for example, 99.8 to 99.999% by mass as long as it is higher than the acetic acid concentration of the second acetic acid stream.
  • the position where the side stream is extracted from the distillation column 6 is higher than the position where the second acetic acid flow is introduced into the distillation column 6 in the height direction of the distillation column 6.
  • the position where the side stream is withdrawn from the distillation column 6 is the same as or lower than the position where the second acetic acid stream is introduced into the distillation column 6 in the height direction of the distillation column 6.
  • the distillation column 6 can be replaced with a simple distillation unit (evaporator). If the distillation column 5 sufficiently removes impurities, the distillation column 6 can be omitted.
  • the ion exchange resin tower 7 is a purification unit for performing the adsorption removal step.
  • This adsorption removal step is mainly carried out by using a small amount of alkyl iodide (for example, ethyl iodide, propyl iodide, butyl iodide, hexyl iodide, This is a step for further purifying acetic acid by adsorbing and removing decyl iodide.
  • an ion-exchange resin having an ability to adsorb alkyl iodide is packed in the tower to form an ion-exchange resin bed.
  • ion-exchange resins include, for example, cation-exchange resins in which some of the leaving protons in the sulfonic acid group, carboxyl group, phosphonic acid group, etc., which are exchange groups, are substituted with a metal such as silver or copper. Is mentioned.
  • a third acetic acid stream flows through the inside of the ion-exchange resin tower 7 filled with such an ion-exchange resin, and in the flowing process, the alkyl iodide in the third acetic acid stream is used. And the like are adsorbed on the ion exchange resin and removed from the third acetic acid stream.
  • the internal temperature is, for example, 18 to 100 ° C.
  • the flow rate of the acetic acid flow [the acetic acid treatment amount per m 3 of resin volume (m 3 / h)] is, for example, 3 ⁇ 15 m 3 / h ⁇ m 3 (resin volume).
  • a fourth acetic acid stream is continuously led out from the lower end of the ion exchange resin tower 7 to the line 47.
  • the acetic acid concentration of the fourth acetic acid stream is higher than the acetic acid concentration of the third acetic acid stream. That is, the fourth acetic acid stream is more rich in acetic acid than the third acetic acid stream continuously introduced into the ion exchange resin tower 7.
  • the acetic acid concentration of the fourth acetic acid stream is, for example, 99.9 to 99.999% by mass or more as long as it is higher than the acetic acid concentration of the third acetic acid stream.
  • the fourth acetic acid stream can be stored in a product tank (not shown).
  • a so-called product tower or finishing tower which is a distillation tower, may be provided as a purification unit for further purifying the fourth acetic acid stream from the ion exchange resin tower 7.
  • the product tower comprises, for example, a rectification tower such as a tray tower and a packed tower.
  • the theoretical plate is, for example, 5 to 50 plates
  • the reflux ratio is, for example, 0.5 to 3000, depending on the number of theoretical plates.
  • the top pressure is set, for example, to -195 to 150 kPaG
  • the bottom pressure is set higher than the top pressure, for example, to -190 to 180 kPaG.
  • the top temperature is set, for example, to 50 to 150 ° C., which is a temperature higher than the boiling point of water and lower than the boiling point of acetic acid at the set top pressure
  • the bottom temperature is set, for example, to The temperature is higher than the boiling point of acetic acid at the bottom pressure and is set at 70 to 160 ° C.
  • the product tower or the finishing tower can be replaced with a simple still (evaporator).
  • all or part of the fourth acetic acid stream (liquid) from the ion exchange resin tower 7 is continuously introduced into the product tower.
  • steam as an overhead stream containing trace amounts of low-boiling components eg, methyl iodide, water, methyl acetate, dimethyl ether, crotonaldehyde, acetaldehyde, and formic acid
  • low-boiling components eg, methyl iodide, water, methyl acetate, dimethyl ether, crotonaldehyde, acetaldehyde, and formic acid
  • Some of the condensate may be continuously refluxed to the product tower, and another portion of the condensate may be recycled to the reactor 1 or discarded out of the system, or both.
  • the gas content is supplied to a scrubber system 8.
  • a bottoms containing a trace amount of high-boiling components is continuously withdrawn, and this bottoms is transferred to, for example, a second acetic acid stream in a line 34 before being introduced into the distillation column 6. And recycled.
  • a side stream liquid is continuously withdrawn as the fifth acetic acid stream. The position where the side stream is withdrawn from the product tower is lower in the height direction of the product tower than, for example, the position where the fourth acetic acid stream is introduced into the product tower.
  • the fifth acetic acid stream is more rich in acetic acid than the fourth acetic acid stream continuously introduced into the product tower. That is, the acetic acid concentration of the fifth acetic acid stream is higher than the acetic acid concentration of the fourth acetic acid stream.
  • the acetic acid concentration of the fifth acetic acid stream is, for example, 99.9 to 99.999% by mass or more as long as it is higher than the acetic acid concentration of the fourth acetic acid stream.
  • the fifth acetic acid stream is stored, for example, in a product tank (not shown). Instead of (or in addition to) installing the ion exchange resin tower 7 downstream of the distillation tower 6, the ion exchange resin tower 7 may be installed downstream of the product tower to process the acetic acid stream from the product tower.
  • the hydrogen iodide concentration is a value obtained by a subtraction method.
  • Comparative Example 1 An experiment was performed using the scrubber system shown in FIG.
  • the high-pressure charging gas (1) and the low-pressure charging gas (5) are charged into the high-pressure absorption tower A (the number of stages; 5 theoretical stages) and the low-pressure absorption tower B (the number of stages; 5 theoretical stages), respectively.
  • Introducing circulating acetic acid as an absorbent from the top sprinkle acetic acid from the top of the absorption tower with a dispersion plate to absorb the condensable gas containing iodine compounds, perform the absorption process, and extract the absorption liquid from the absorption tower bottom was.
  • the high pressure off gas (3) from the top of the high pressure absorption tower A and the low pressure off gas (7) from the top of the low pressure absorption tower B were combined and discharged out of the system.
  • the charged liquid (9) obtained by combining the liquid discharged from the high pressure absorption tower A (4) and the liquid discharged from the low pressure absorption tower B (8) is mixed with the distillation column C (the number of stages: 5 theoretical plates) for performing the dispersion step. In the middle part (upper theoretical stage 2.5 stages, lower theoretical stage 2.5 stages), the mixture was heated with steam in distillation column C, and low-boiling components other than acetic acid were concentrated at the top of the column to form an overhead stream (10).
  • AD indicates acetaldehyde
  • MeI indicates methyl iodide
  • MA indicates methyl acetate
  • AC indicates acetic acid
  • PA indicates propionic acid.
  • - indicates that the concentration of the component was not measured.
  • Oxers includes components for which the concentration measurement shown in each table was not performed, substances that deteriorate the potassium permanganate test value (permanganate time) such as methanol, dimethyl ether, propionic acid, and crotonaldehyde, and organic substances. An iodine compound or the like may be included.
  • test piece made of metal was placed in the bottom liquid of the distillation column C, and the above-mentioned experiment was continuously performed at 147 ° C. for 500 hours. After the experiment was completed, the test piece was taken out, and the corrosiveness was determined as an annual deceleration rate of the thickness by a mass change. evaluated.
  • the test pieces were zirconium (Zr), nickel-based alloy Hastelloy C (“HC276” manufactured by Oda Kouki Co., Ltd.), SUS316 stainless steel (“SUS316” manufactured by Umetoku Corporation), and SUS304 stainless steel ( Test pieces (size: 36 mm ⁇ 25 mm ⁇ 2.5 mm) of various materials manufactured by Umetoku Co., Ltd. “SUS304” were used.
  • Comparative Example 2 An experiment was performed using the scrubber system shown in FIG.
  • the high-pressure charging gas (1) and the low-pressure charging gas (5) are charged into the high-pressure absorption tower A (the number of stages; 5 theoretical stages) and the low-pressure absorption tower B (the number of stages; 5 theoretical stages), respectively.
  • Circulating water is introduced from the top, water is sprinkled from the top of the absorption tower with a dispersion plate to absorb the condensable gas containing the iodine compound, the first absorption step is performed, and the absorption liquid (4), (8) was extracted.
  • Circulating acetic acid is introduced from the top of the low-pressure absorption tower D, is dispersed from the upper part of the absorption tower by a dispersion plate, absorbs a condensable gas containing an iodine compound, performs a second absorption step, and absorbs liquid from the absorption tower bottom. (15) was extracted.
  • the bottom liquid (15) of the low-pressure absorption tower D is charged into the central part (upper theoretical stage 2.5, lower theoretical stage 2.5) of the distillation column C (the number of stages: 5 theoretical stages) for performing the stripping step, Low-boiling components other than acetic acid are concentrated on the top of the column by steam heating in a distillation column to obtain an overhead stream (16), which is distilled at a reflux ratio (reflux amount / distillate amount) of 5 and recycled to the reaction tank. did.
  • the solution (17) containing acetic acid after the evaporating from the distillation column was taken out, cooled, replenished with fresh acetic acid (19), circulated and used as the absorbing solution (13) of the low-pressure absorption tower D.
  • the solution (17) was not discharged out of the system (18).
  • a regular packing “Merapack 250X” manufactured by Sulzer Chemtech Co., Ltd. was used for the three absorption towers and the distillation tower.
  • the liquid discharged from the distillation column C was not taken out of the system.
  • the concentration of hydrogen iodide in the bottom of the distillation column was below the detection limit.
  • Table 2 shows the flow rates and the concentrations of various components in the above (1) to (9) and (11) to (17).
  • test piece made of metal was placed in the bottom liquid of the distillation column C, and the above-mentioned experiment was continuously performed at 147 ° C. for 500 hours. After the experiment was completed, the test piece was taken out, and the corrosiveness was determined as an annual deceleration rate of the thickness by a mass change. evaluated.
  • the test piece used is the same as that of Comparative Example 1. As shown in Table 5, it is less than 0.05 mm / Y which shows complete corrosion resistance with zirconium and HC276, but low-grade materials such as SUS are 0.11 mm / Y (SUS316) and 0.21 mm / Y (SUS304).
  • Comparative Example 3 The experiment was performed in the same manner as in Comparative Example 2 except that the absorption step in the high-pressure absorption tower A was not performed. Table 3 shows the flow rates and the concentrations of various components in the above (5) to (9) and (11) to (17).
  • test piece made of metal was placed in the bottom liquid of the distillation column C, and the above-mentioned experiment was continuously performed at 147 ° C. for 500 hours. After the experiment was completed, the test piece was taken out, and the corrosiveness was determined as an annual deceleration rate of the thickness by a mass change. evaluated.
  • the test piece used is the same as that of Comparative Example 1. As shown in Table 5, it is less than 0.05 mm / Y which shows complete corrosion resistance with zirconium and HC276, but low-grade materials such as SUS are 0.12 mm / Y (SUS316) and 0.25 mm / Y (SUS304).
  • Example 1 An experiment was performed using the scrubber system shown in FIG.
  • the high-pressure charging gas (1) and the low-pressure charging gas (5) are charged into the high-pressure absorption tower A (the number of stages; 5 theoretical stages) and the low-pressure absorption tower B (the number of stages; 5 theoretical stages), respectively.
  • Circulating water is introduced from the top, water is sprinkled from the top of the absorption tower with a dispersion plate to absorb the condensable gas containing the iodine compound, the first absorption step is performed, and the absorption liquid (4), (8) was extracted.
  • the circulating heptane is introduced from the top of the low-pressure absorption tower D, is dispersed from the top of the absorption tower by a dispersion plate, absorbs a condensable gas containing an iodine compound, performs the second absorption step, and performs an absorption liquid from the absorption tower bottom. (15) was extracted.
  • the bottom liquid (15) of the low-pressure absorption tower D is charged into the central part (upper theoretical stage 2.5, lower theoretical stage 2.5) of the distillation column C (the number of stages: 5 theoretical stages) for performing the stripping step,
  • Low-boiling components other than heptane were concentrated at the top of the column by steam heating in a distillation column to obtain an overhead stream (16), which was distilled at a reflux ratio (reflux amount / distillate amount) of 7 and recycled to the reaction tank. did.
  • the solution (17) containing mainly heptane after the emission from the distillation column can be taken out, cooled, a part of the solution (17) is discharged out of the system (18), and replenished with new heptane (19) and circulated.
  • a test piece made of metal was placed in the bottom liquid of the distillation column C, and the above-mentioned experiment was continuously performed at 133 ° C. for 500 hours. evaluated.
  • the test piece used is the same as that of Comparative Example 1.
  • zirconium, HC276, and SUS316 exhibit a complete corrosion resistance of less than 0.05 mm / Y, and SUS304 also has a value of 0.05 mm / Y. It has been confirmed that a low-grade SUS material can be used by the effect of the present invention. .
  • the material can be selected based on the corrosion rate, with the following guidelines, though affected by the thickness of the material, renewal frequency, and the like. However, this is only a guide and depends on the initial thickness of the material and the renewal frequency.
  • Corrosion rate 0.05 mm / Y or less corrosion rate suitable for use 0.05 mm / Y or more and 0.1 mm / Y or less: usable level corrosion rate 0.1 mm / Y or more and 0.2 mm / Y or less: depending on conditions Is usable corrosion rate exceeds 0.2mm / Y: not suitable for use
  • acetic acid can be produced industrially by a methanol carbonylation process (methanol acetic acid process).

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Abstract

対象成分を吸収後の溶液を蒸留に付した際、蒸留塔内部の腐食を起こりにくくする吸収工程を備えた酢酸の製造方法を提供する。 本発明の酢酸の製造方法は、酢酸の製造プロセスにおいて、プロセス内で発生するオフガスの少なくとも一部を吸収塔に供給し、炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含む吸収剤と接触させて前記オフガス中のヨウ素化合物を前記吸収剤に吸収させ、前記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減されたガス分と前記吸収剤及びヨウ素化合物を含む溶液とに分離する吸収工程を備える。

Description

酢酸の製造方法
 本発明は、酢酸を製造する方法に関する。
 酢酸の工業的製造法としてメタノール法カルボニル化プロセス(メタノール法酢酸プロセス)が知られている。このプロセスでは、例えば、反応槽でメタノールと一酸化炭素とを触媒の存在下で反応させて酢酸を生成させ、反応混合物を蒸発槽で蒸発させ、その蒸気相を脱低沸塔、続いて脱水塔で精製して酢酸が製品化されるか、あるいは脱水塔に引き続いて脱高沸塔やさらには製品塔を経由して酢酸が製品化される。
 このような酢酸製造プロセスでは、反応系あるいは精製系などのプロセスからのオフガスが有用成分(例えば、ヨウ化メチル、水、酢酸メチル、酢酸など)を含む。このため、上記オフガスは、スクラバーシステムにおいて例えば吸収溶媒で吸収処理してこれらの有用成分を回収した後に廃棄される。
 特許文献1は、特定のプロセス流を酢酸、メタノール、及び酢酸メチルからなる群から選択される第1の吸収剤と接触させること、又はさらにメタノール及び/若しくは酢酸メチルを含む第2の吸収剤と接触させる酢酸の製造方法を開示している。
特開2016-121126号公報
 有用成分を吸収した溶液は、その後蒸留塔に供給して蒸留により有用成分と吸収溶媒とに分離される。この蒸留により、ヨウ化メチル等の有用成分は通常蒸留塔塔頂流に濃縮され、濃縮されたヨウ化メチルは反応槽にリサイクルして反応工程で再利用することができる。
 しかしながら、特許文献1に開示の方法において、吸収溶剤として酢酸、メタノール、又は酢酸メチルを用いる場合、極性が高く酸解離しやすいため、有用成分吸収後の溶液を蒸留に付して分離しようとした際、蒸留塔内部が腐食しやすい傾向があった。
 したがって、本発明の目的は、対象成分を吸収後の溶液を蒸留に付した際、蒸留塔内部の腐食を起こりにくくする吸収工程を備えた酢酸の製造方法を提供することにある。
 本発明者は、上記目的を達成するため、吸収溶剤の極性に着目して鋭意検討した。その結果、吸収溶剤として極性が低い溶剤を用いることにより、後続の蒸留工程において蒸留塔内部の腐食を抑制できることの知見を得た。本発明は、これらの知見に基づき、さらに検討を重ねて完成されたものである。
 すなわち、本発明は、酢酸の製造プロセスにおいて、プロセス内で発生するオフガスの少なくとも一部を吸収塔に供給し、炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含む吸収剤と接触させて上記オフガス中のヨウ素化合物を上記吸収剤に吸収させ、上記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減されたガス分と上記吸収剤及びヨウ素化合物を含む溶液とに分離する吸収工程を備えた酢酸の製造方法を提供する。
 また、本発明は、金属触媒及びヨウ化メチルを含む触媒系、並びに、酢酸、酢酸メチル、水の存在下、メタノールと一酸化炭素とを反応槽で反応させて酢酸を生成させるカルボニル化反応工程と、
 上記カルボニル化反応工程で得られた反応混合物を、1以上の蒸発槽及び/又は蒸留塔を用いて、金属触媒を含む流れと、酢酸に富む酢酸流と、上記酢酸流よりも低沸成分に富む流れとに分離する分離工程と、
 を備えた酢酸の製造方法であって、
 さらに、上記低沸成分に富む流れを凝縮して得られる凝縮液の少なくとも一部から、1以上の蒸留塔を用いてアセトアルデヒドを分離するアセトアルデヒド分離除去システムを備えていてもよく、
 上記反応槽からの排出ガス、上記蒸発槽からの排出ガス、上記分離工程における蒸留塔からの排出ガス、及び上記アセトアルデヒド分離除去システムにおける蒸留塔からの排出ガスからなる群より選択される1以上のオフガスを吸収塔に供給し、炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含む吸収剤と接触させて上記オフガス中のヨウ素化合物を上記吸収剤に吸収させ、上記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減されたガス分と上記吸収剤及びヨウ素化合物を含む溶液とに分離する吸収工程を備えた酢酸の製造方法を提供する。
 また、本発明は、金属触媒及びヨウ化メチルを含む触媒系、並びに、酢酸、酢酸メチル、水の存在下、メタノールと一酸化炭素とを反応槽で反応させて酢酸を生成させるカルボニル化反応工程と、
 上記カルボニル化反応工程で得られた反応混合物を蒸発槽において蒸気流と残液流とに分離する蒸発工程と、
 上記蒸気流を蒸留に付して、低沸成分に富むオーバーヘッド流と、酢酸に富む第1酢酸流とに分離する脱低沸工程と、
 上記第1酢酸流を蒸留に付して、水に富むオーバーヘッド流と第1酢酸流よりも酢酸に富む第2酢酸流とに分離する脱水工程と、
 を備えた酢酸の製造方法であって、
 さらに、上記第2酢酸流を蒸留して、高沸成分に富む缶出流と、蒸留に付す前の酢酸流よりも酢酸が富化された第3酢酸流とに分離する脱高沸工程、及び/又は、
 上記低沸成分に富む流れを凝縮して得られる凝縮液の少なくとも一部から、1以上の蒸留塔を用いてアセトアルデヒドを分離するアセトアルデヒド分離除去システム
を備えていてもよく、
 上記反応槽からの排出ガス、上記蒸発槽からの排出ガス、上記脱低沸工程における蒸留塔からの排出ガス、上記脱水工程における蒸留塔からの排出ガス、上記脱高沸工程における蒸留塔からの排出ガス、及び上記アセトアルデヒド分離除去システムにおける蒸留塔からの排出ガスからなる群より選択される1以上のオフガスを吸収塔に供給し、炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含む吸収剤と接触させて上記オフガス中のヨウ素化合物を上記吸収剤に吸収させ、上記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減されたガス分と上記吸収剤及びヨウ素化合物を含む溶液とに分離する吸収工程を備えた酢酸の製造方法を提供する。
 上記吸収剤中の炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体の濃度は10質量ppm以上であることが好ましい。上記吸収剤は炭化水素を含むことが好ましい。
 酢酸の製造プロセスにおいて、プロセス内で発生するオフガスの少なくとも一部を吸収塔に供給し、第1吸収剤と接触させて上記オフガス中のヨウ素化合物を上記第1吸収剤に吸収させ、上記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減された第1ガス分と上記第1吸収剤及びヨウ素化合物を含む第1溶液とに分離する第1吸収工程と、
 上記第1ガス分を、吸収塔において、上記第1吸収剤とは組成の異なる第2吸収剤と接触させて上記第1ガス分中のヨウ素化合物を上記第2吸収剤に吸収させ、上記第1ガス分よりもヨウ素化合物濃度が低減された第2ガス分と上記第2吸収剤及びヨウ素化合物を含む第2溶液とに分離する第2吸収工程と、を備え、
 上記第1吸収工程及び/又は上記第2吸収工程として、炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含む吸収剤を用いる上記吸収工程を有することが好ましい。
 上記第1吸収剤は水を含むことが好ましい。
 上記第2吸収工程は炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含む吸収剤を用いる上記吸収工程であることが好ましい。
 上記第1若しくは第2吸収剤中の水濃度が10質量ppm以上であってもよい。
 上記第1吸収剤及び第2吸収剤中の、一方における水濃度が10質量ppm以上であり、他方における炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体の濃度が10質量ppm以上であることが好ましい。
 上記第1吸収工程と上記第2吸収工程とを異なる吸収塔を用いて行ってもよい。
 炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含む吸収剤とヨウ素化合物とを含む溶液を蒸留に付して、ヨウ化メチルに富むオーバーヘッド流と、上記液体に富む缶出流とに分離する放散工程を有していてもよい。
 上記ヨウ化メチルに富むオーバーヘッド流を反応工程、蒸発工程、及び蒸留工程からなる群より選択される1以上の工程にリサイクルしてもよい。
 上記放散工程を行う蒸留塔の仕込液中のヨウ化メチル濃度は1質量ppm以上であることが好ましい。
 上記放散工程を行う蒸留塔の仕込液中のヨウ化水素濃度は1質量%未満であることが好ましい。
 本発明によれば、吸収工程において、炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を吸収剤として用いることにより、酢酸、メタノール、又は酢酸メチルを用いる場合に対して、後続の蒸留工程において蒸留塔内部の腐食を起こりにくくすることができる。
スクラバーシステムの一例を示す概略フロー図である。 スクラバーシステムの他の例を示す概略フロー図である。 スクラバーシステムのさらに他の例を示す概略フロー図である。 スクラバーシステムのさらに他の例を示す概略フロー図である。 スクラバーシステムのさらに他の例を示す概略フロー図である。 酢酸製造システムの一実施形態を示す製造フロー図である。 アセトアルデヒド分離除去システムの一例を示す概略フロー図である。 アセトアルデヒド分離除去システムの他の例を示す概略フロー図である。 アセトアルデヒド分離除去システムのさらに他の例を示す概略フロー図である。 アセトアルデヒド分離除去システムのさらに他の例を示す概略フロー図である。 実施例及び比較例で使用したスクラバーシステムの構造を示す概略フロー図である。
 本発明の酢酸の製造方法は、酢酸の製造プロセスにおいて、プロセス内で発生するオフガスの少なくとも一部を吸収塔に供給し炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含む吸収剤と接触させて上記オフガス中のヨウ素化合物を上記吸収剤に吸収させ、上記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減されたガス分と上記吸収剤及びヨウ素化合物を含む溶液とに分離する吸収工程を備える。なお、本明細書において、上記吸収工程を「本発明の吸収工程」と称する場合がある。
 本発明の酢酸の製造方法では、酢酸の製造プロセス内で発生する全てのオフガスのうちの少なくとも一部を直接又は間接的に吸収塔に供給して本発明の吸収工程に付す。本発明の吸収工程に付すオフガスとしては、例えば、後述の反応工程における反応槽からの排出ガス、蒸発工程における蒸発槽からの排出ガス、分離工程における蒸留塔からの排出ガス、アセトアルデヒド分離除去システムにおける蒸留塔からの排出ガスなどが挙げられる。
 本発明の吸収工程は、プロセス内で発生するオフガスを吸収剤と接触(特に向流接触)させてオフガス中のヨウ素化合物を吸収剤に吸収させ、上記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減されたガス分と吸収剤及びヨウ素化合物を含む溶液とに分離する工程である。具体的には、オフガスを吸収工程を行う吸収塔に連続的に導入し、一方オフガス供給位置よりも吸収塔内上部に位置するラインを通じて吸収剤を吸収塔に連続的に導入し、塔内を上昇するオフガスと下降する吸収剤とを向流接触させ、オフガス内のヨウ素化合物を吸収剤に吸収させる。そして、上記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減されたガス分と、ヨウ素化合物及び吸収剤を含む溶液とに分離される。
 本発明の吸収工程は、1つの吸収塔で行ってもよいし、2以上の吸収塔で行ってもよい。例えば2以上のプロセスからのオフガスを吸収工程に付す場合、オフガス中の成分組成や圧力などが異なるため、2以上の吸収塔(例えば高圧吸収塔と低圧吸収塔)を用いて吸着法で吸収工程を行ってもよい。また、例えば、オフガスから2以上のヨウ素化合物を効率よく分離したい場合、2以上の吸収塔を直列に配置し、それぞれの吸収塔で使用する吸収剤の組成を異なるものとしてそれぞれの吸収塔において異なるヨウ素化合物を吸収する吸収工程を行ってもよい。
 本発明の吸収工程で吸収剤に吸収させる上記ヨウ素化合物としては、プロセス内に存在するヨウ素化合物、例えば、ヨウ化水素;ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、ヨウ化ヘキシル等のヨウ化アルキルなどが挙げられる。中でも、吸収剤により吸収させるヨウ素化合物としては、蒸留塔内部を腐食させることがあるヨウ化水素、反応工程で使用することができる有用成分であるヨウ化メチルが好ましい。吸収工程でヨウ化水素を吸収させる場合、ガス分中のヨウ化水素濃度は極めて低くなり、下流にさらなる吸収工程を備える場合は当該吸収工程を行う吸収塔内部の腐食や、後述の放散工程で上記溶液を蒸留する際に蒸留塔内部の腐食が起こりにくく、当該吸収塔や蒸留塔に低級材質を用いることができる。また、吸収工程でヨウ化メチルを吸収させる場合、後述の放散工程で上記溶液を蒸留することで、ヨウ化メチルを分離取得することができ、反応槽にリサイクルしてヨウ化メチルを反応工程で再利用することができる。吸収工程で吸収するヨウ素化合物は、一種のみであってもよいし、二種以上であってもよい。
 本発明の吸収工程では、吸収剤として、炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を用いる。上記液体は極性が比較的低いため、吸収工程を経て得られる溶液(ヨウ化メチル及び吸収剤を含む溶液)を蒸留に付してヨウ化メチルを分離する際(後述の放散工程)、酢酸、メタノール、又は酢酸メチルを用いた場合に対して蒸留塔内部の腐食を抑制することができる。上記液体は、一種のみを含んでいてもよいし、二種以上を含んでいてもよい。
 上記炭化水素は、常温で液体であり、ヨウ化メチルより沸点が高いものである。上記炭化水素としては、飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素が挙げられる。脂肪族炭化水素としては、直鎖状脂肪族炭化水素、分岐鎖状炭化水素のいずれであってもよく、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの炭素数5以上(例えば炭素数5~20)の飽和脂肪族炭化水素が挙げられる。脂環式炭化水素としては、例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの炭素数5以上(例えば炭素数5~20)の脂環式炭化水素が挙げられる。芳香族炭化水素としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭素数6以上(例えば炭素数6~20)の芳香族炭化水素が挙げられる。
 上記炭素数3以上のカルボン酸のエステルとしては、例えば、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等のプロピオン酸エステル;乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸エステル;酪酸メチル、酪酸エチル等の酪酸エステルなどのモノカルボン酸エステルや、アジピン酸エステルなどのジカルボン酸エステルなどが挙げられる。
 上記カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステルとしては、例えば、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、乳酸エチル、酪酸エチル等のカルボン酸エチルエステル;酢酸プロピル等のカルボン酸プロピルエステル;エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のアルキレングリコールアセテートなどが挙げられる。
 上記エーテルとしては、例えば、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等の脂肪族エーテル;ジフェニルエーテル等の芳香族エーテル;テトラヒドロフラン等の環状エーテル;エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のアルキレングリコールエーテルアセテートなどが挙げられる。
 上記吸収剤に用いる液体としては、より極性が低く蒸留塔の腐食を抑制する観点から、炭化水素が好ましく、より好ましくは脂肪族炭化水素、さらに好ましくは飽和脂肪族炭化水素である。また、沸点が比較的低く蒸留塔の腐食をより抑制できる観点から、ペンタン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、ヘプタン、メチルシクロヘキサン、トルエンなどの炭素数5~7の炭化水素が好ましい。
 上記吸収剤は、上記液体以外の成分を含んでいてもよい。例えば、メタノール等のアルコール、酢酸メチル等の炭素数1若しくは2のカルボン酸のエステル、炭素数3以上のカルボン酸のメチルエステル、酢酸やギ酸等のカルボン酸、ケトン、水(アルカリ性水溶液の場合を含む)などの上記液体以外の液体;その他酢酸の製造プロセスで使用若しくは形成される不純物などが挙げられる。
 上記吸収剤中の、炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体の濃度は、例えば10質量ppm以上、好ましくは20質量ppm以上、より好ましくは50質量ppm以上、さらに好ましくは100質量ppm以上、特に好ましくは200質量ppm以上であり、300質量ppm以上、400質量ppm以上、500質量ppm以上、1000質量ppm以上、1質量%以上、5質量%以上、10質量%以上、20質量%以上、30質量%以上、40質量%以上、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上であってもよい。また、上記濃度の上限は、100質量%であるが、99.999質量%、99.99質量%、99.9質量%、99.5質量%、99質量%、98質量%であってもよい。また、上記吸収剤中の炭化水素濃度が上記範囲内であってもよい。
 ヨウ化水素は、分子状ヨウ化水素、及び少なくとも一部が極性媒体(通常少なくとも水を含む媒体)中でイオン化されている場合は解離ヨウ化水素酸の両方を含み、この2つは互換性がある。本明細書において、ヨウ化水素濃度は、電位差滴定法により求めてもよいし、全イオン性ヨウ化物から減じることによって求められる減算法により求めてもよい。
 電位差滴定法では、酸-塩基滴定によって電位差滴定終点を用いて求められる。特に、ヨウ化水素濃度は、標準的な酢酸リチウム溶液などを用いて電位差滴定終点まで滴定することによって求められる。減算法は、腐食金属又は他の非水素カチオンの測定に関係すると推定されるヨウ化物の濃度を、試料中に存在する全イオン性ヨウ化物から減じることによって求める方法である。
 減算法により求められる上記溶液中のヨウ化水素濃度は、例えば0.01質量ppm以上であり、0.1質量ppm以上、1質量ppm以上、10質量ppm以上、50質量ppm以上、100質量ppm以上、200質量ppm以上、300質量ppm以上、400質量ppm以上、500質量ppm以上、600質量ppm以上、700質量ppm以上、800質量ppm以上、900質量ppm以上、1000質量ppm以上、2000質量ppm以上、3000質量ppm以上、4000質量ppm以上、5000質量ppm以上、6000質量ppm以上、7000質量ppm以上、8000質量ppm以上、9000質量ppm以上、1質量%以上であってもよい。上記ヨウ化水素濃度は、例えば10質量%以下であり、5質量%以下、3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、1質量%未満、5000質量ppm以下、3000質量ppm以下であってもよい。
 電位差滴定法により求められる上記溶液中のヨウ化水素濃度は、例えば0.01質量ppm以上であり、0.1質量ppm以上、1質量ppm以上、10質量ppm以上、50質量ppm以上、100質量ppm以上、200質量ppm以上、300質量ppm以上、400質量ppm以上、500質量ppm以上、600質量ppm以上、700質量ppm以上、800質量ppm以上、900質量ppm以上、1000質量ppm以上、2000質量ppm以上、3000質量ppm以上、4000質量ppm以上、5000質量ppm以上、6000質量ppm以上、7000質量ppm以上、8000質量ppm以上、9000質量ppm以上、1質量%以上であってもよい。上記ヨウ化水素濃度は、例えば5質量%以下であり、好ましくは2質量%以下である。上記ヨウ化水素濃度は、例えば10質量%以下であり、5質量%以下、3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、1質量%未満、5000質量ppm以下、3000質量ppm以下であってもよい。
 上記溶液中のヨウ化メチル濃度は、例えば1質量ppm以上であり、10質量ppm以上、50質量ppm以上、100質量ppm以上、1000質量ppm以上、5000質量ppm以上、1質量%以上であってもよい。上記ヨウ化メチル濃度は、例えば20質量%以下(例えば15質量%以下)であり、好ましくは10質量%以下(例えば8質量%以下)である。
 本発明の酢酸の製造方法は、本発明の吸収工程以外のその他の吸収工程を備えていてもよい。その他の吸収工程は、吸収剤として炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体以外の成分を用いること以外は本発明の吸収工程と同様である。
 本発明の酢酸の製造方法は、吸収工程で得られた溶液を蒸留に付す蒸留工程(放散工程)を有していてもよい。放散工程では、上記溶液を蒸留に付して、上記吸収剤よりも低沸成分に富むオーバーヘッド流と上記吸収剤に富む缶出流とに分離する。放散工程を有する場合、有用成分と上記吸収剤に富む缶出流とに分離できるため、有用成分は反応槽へリサイクルし、分離された吸収剤は吸収工程の吸収剤として再利用することができ、経済性に優れる。
 放散工程を行う蒸留塔の仕込液中のヨウ化メチル濃度は、例えば1質量ppm以上であり、10質量ppm以上、50質量ppm以上、100質量ppm以上、1000質量ppm以上、5000質量ppm以上、1質量%以上であってもよい。上記ヨウ化メチル濃度は、例えば20質量%以下(例えば15質量%以下)であり、好ましくは10質量%以下(例えば8質量%以下)である。
 減算法により求められる、放散工程を行う蒸留塔の仕込液中のヨウ化水素濃度は、例えば5質量%以下であり、4質量%以下、3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、1質量%未満、5000質量ppm以下、3000質量ppm以下、2000質量ppm以下、1000質量ppm以下、700質量ppm以下、500質量ppm以下、300質量ppm以下、200質量ppm以下、100質量ppm以下、100質量ppm未満、50質量ppm以下、30質量ppm以下、20質量ppm以下、10質量ppm以下、5質量ppm以下、3質量ppm以下、2質量ppm以下、1質量ppm以下であってもよい。上記ヨウ化水素濃度は、例えば0.0001質量ppm以上であり、0.001質量ppm以上、0.01質量ppm以上、0.1質量ppm以上、0.5質量ppm以上、1質量ppm以上であってもよい。
 電位差滴定法により求められる、放散工程を行う蒸留塔の仕込液中のヨウ化水素濃度は、例えば5質量%以下であり、4質量%以下、3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、1質量%未満、5000質量ppm以下、3000質量ppm以下、2000質量ppm以下、1000質量ppm以下、700質量ppm以下、500質量ppm以下、300質量ppm以下、200質量ppm以下、100質量ppm以下、100質量ppm未満、50質量ppm以下、30質量ppm以下、20質量ppm以下、10質量ppm以下、5質量ppm以下、3質量ppm以下、2質量ppm以下、1質量ppm以下であってもよい。上記ヨウ化水素濃度は、例えば0.0001質量ppm以上であり、0.001質量ppm以上、0.01質量ppm以上、0.1質量ppm以上、0.5質量ppm以上、1質量ppm以上であってもよい。
 放散工程で分離取得されるオーバーヘッド流に濃縮される低沸成分としては、ヨウ素化合物(ヨウ化メチル、ヨウ化水素等)、水、酢酸メチル、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、及びギ酸などが挙げられる。上記オーバーヘッド流がヨウ化メチル等の有用成分を含む場合、少なくとも一部を反応槽(反応工程)にリサイクルしてもよい。反応槽にリサイクルすることで、反応工程で有用成分を再利用することができ経済性に優れる。また、上記オーバーヘッド流を蒸発工程よりも下流の蒸留工程(脱低沸工程、脱水工程、脱高沸工程等)にリサイクルしてもよい。
 なお、吸収工程に付されるオフガスが、後述の脱低沸工程からのオーバーヘッド流を凝縮させた凝縮液を貯留するためのデカンタからの排ガスである場合、放散工程からのオーバーヘッド流にはアセトアルデヒドを多く含むことがある。従って、放散工程からの上記オーバーヘッド流は、アセトアルデヒド分離除去システムに供給してもよく、アセトアルデヒド分離除去システムでアセトアルデヒド除去を行ってからデカンタを通じて反応槽にリサイクルしてもよい。
 放散工程からの上記オーバーヘッド流中のヨウ化メチル濃度は、例えば5質量%以上であり、10質量%以上、20質量%以上、30質量%以上、40質量%以上、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上であってもよい。上記ヨウ化メチル濃度の上限は、例えば99.9質量%(例えば99質量%)、好ましくは98質量%(例えば95質量%)、より好ましくは93質量%(90質量%)であり、80質量%、70質量%、60質量%、50質量%、45質量%であってもよい。
 放散工程で分離取得される蒸留塔塔底からの缶出流は、少なくとも一部を系外に連続的に排出してもよく、少なくとも一部を吸収塔に循環してもよい。また、上記缶出流の少なくとも一部を、反応工程、蒸発工程、蒸発工程よりも下流の精製工程などにリサイクルしてもよい。
 以下、本発明の吸収工程を備えたスクラバーシステムの一実施形態について説明する。図1は、本発明におけるスクラバーシステムの一実施形態を示す概略フロー図の一例である。このスクラバーシステム8は、吸収塔81と、吸収塔82と、蒸留塔84とを備える。本実施形態の酢酸の製造方法では、吸収塔81,82において吸収工程が、蒸留塔84において放散工程がそれぞれ行われる。なお、吸収塔81及び82のうちの少なくとも一方、好ましくは両方で本発明の吸収工程が行われる。また、両吸収塔に用いられる吸収剤は同一であってもよいし異なっていてもよい。
 吸収塔81は、オフガスのうちの高圧ガスからヨウ素化合物を吸収し回収する吸収工程を行うためのユニット(高圧吸収塔)である。この吸収工程は、高圧ガスを吸収剤と接触させて高圧ガス中のヨウ素化合物を吸収剤に吸収させ、上記高圧ガスよりもヨウ素化合物濃度が低減されたガス分と吸収剤及びヨウ素化合物を含む溶液とに分離する工程である。
 具体的には、ライン58(高圧ガス供給ライン)を通じて高圧ガスが吸収塔81に連続的に導入され、一方高圧ガスの導入位置よりも上部に位置するライン59(吸収剤供給ライン)を通じて吸収剤を吸収塔81に連続的に導入され、塔内を上昇する高圧ガスと下降する吸収剤とを向流接触させ、高圧ガス内のヨウ素化合物を吸収剤に吸収させる。そして、上記高圧ガスよりもヨウ素化合物濃度が低減されたガス分と、ヨウ素化合物及び吸収剤を含む溶液とに分離され、吸収塔81塔頂からはライン60を通じて上記ガス分が、吸収塔81塔底からはライン61を通じて上記溶液がそれぞれ得られる。
 上記高圧ガスとしては、例えば、反応槽(又は反応工程)からの排出ガスであり、反応槽から排出された排出ガスを、直接ライン58を通じて吸収塔81に供給してもよいし、反応槽から排出された排出ガスをコンデンサにより凝縮分が分離された非凝縮ガスをライン58を通じて吸収塔81に供給してもよい。吸収塔81に供給する前の吸収剤の温度は例えば1~120℃であり、吸収剤が凍結せず、沸騰しない範囲内の温度である。
 吸収塔81は、棚段塔及び充填塔などの精留塔よりなる。充填塔における充填物は、規則充填物、不規則充填物のいずれであってもよい。棚段塔を採用する場合、その理論段は例えば1~100段である。塔内圧力は例えば大気圧~5MPaG(ゲージ圧)であり、通常反応槽内の圧力以下である。塔内温度は例えば1~120℃程度である。
 吸収塔82は、オフガスのうちの低圧ガスからヨウ素化合物を吸収し回収する吸収工程を行うためのユニット(低圧吸収塔)である。この吸収工程は、低圧ガスを吸収剤と接触させて低圧ガス中のヨウ素化合物を吸収剤に吸収させ、上記低圧ガスよりもヨウ素化合物濃度が低減されたガス分と吸収剤及びヨウ素化合物を含む溶液とに分離する工程である。
 具体的には、ライン62(低圧ガス供給ライン)を通じて低圧ガスが吸収塔82に連続的に導入され、一方低圧ガスの導入位置よりも上部に位置するライン63(吸収剤供給ライン)を通じて吸収剤を吸収塔82に連続的に導入され、塔内を上昇する低圧ガスと下降する吸収剤とを向流接触させ、低圧ガス内のヨウ素化合物を吸収剤に吸収させる。そして、上記低圧ガスよりもヨウ素化合物濃度が低減されたガス分と、ヨウ素化合物及び吸収剤を含む溶液とに分離され、吸収塔82塔頂からはライン64を通じて上記ガス分が、吸収塔82塔底からはライン65を通じて上記溶液がそれぞれ得られる。
 上記低圧ガスとしては、蒸発槽(又は蒸発工程)からの排出ガス、脱低沸塔(又は脱低沸工程)からの排出ガス、脱低沸塔からの低沸成分に富むオーバーヘッド流を凝縮して得られる凝縮液を貯留するためのデカンタからの排出ガス、脱水塔(又は脱水工程)からの排出ガス、脱高沸塔(又は脱高沸工程)からの排出ガスが挙げられる。これらの排出ガスは、直接ライン62を通じて吸収塔82に供給してもよいし、コンデンサにより凝縮分が分離された非凝縮ガスとしてライン62を通じて吸収塔82に供給してもよい。吸収塔82に供給する前の吸収剤の温度は、吸収塔81に供給する前の吸収剤の温度と同様である。
 吸収塔81塔頂からのガス分(ライン60)及び吸収塔82塔頂からのガス分(ライン64)は、有用成分及びヨウ化水素が捕集及び除去されたガスであり、合流してライン69を通じて廃棄される。なお、ライン69あるいは合流前のライン60,64それぞれから排出されるガスは、後述する蒸発槽2の底部あるいは残液流リサイクルライン18,19へ導入するCO源として利用することができる。一方、吸収塔81塔底からの溶液(ライン61)及び吸収塔82塔底からの溶液(ライン65)は、合流してライン68aを通じて蒸留塔84に供給される。
 蒸留塔84は、放散工程を行うためのユニットである。本実施形態における放散工程は、吸収塔塔底からの溶液(ライン68a)を蒸留に付して、有用成分(特にヨウ化メチル)に富むオーバーヘッド流と、吸収剤に富む缶出流とに分離する工程である。より具体的には、蒸留塔84に連続的に導入される溶液(ライン68a)を蒸留処理して有用成分(特にヨウ化メチル)に富むオーバーヘッド流と吸収剤に富む缶出液とに分離する。蒸留塔84の塔頂部からは、オーバーヘッド流としての蒸気がライン73に連続的に抜き取られる。蒸留塔84の塔底部からは、缶出液がライン74に連続的に抜き取られる。84bはリボイラーである。
 蒸留塔84は、例えば、棚段塔及び充填塔などの精留塔よりなる。蒸留塔84のオーバーヘッド流は、ライン73を通じてコンデンサ84aへと導入される。コンデンサ84aは、蒸留塔84からのオーバーヘッド流を冷却して部分的に凝縮させることによって凝縮分とガス分とに分ける。凝縮分の一部を蒸留塔84に還流し、他の部分をライン73bから留出させる。なお、図1では凝縮分を蒸留塔84に還流する例を示したが、還流せずに全てをライン73bから留出してもよい。コンデンサ84aにより凝縮しなかった非凝縮のガスはライン73aを通じて、ライン62に合流して吸収塔82に循環されてもよく、廃棄されてもよく、若しくは、脱低沸塔、脱水塔、脱高沸塔などの蒸留塔の塔頂からのオーバーヘッド流を凝縮させるためのコンデンサ直前にリサイクルされてもよい。リサイクルされた非凝縮ガスは、その後、コンデンサにより凝縮分を除去された後、再びライン62から吸収塔82に循環されてもよい。
 蒸留塔84塔頂からの有用成分(特にヨウ化メチル)に富むオーバーヘッド流(ライン73)は、反応槽、蒸発槽、蒸発槽よりも下流に位置する蒸留塔にリサイクルしてもよい。反応槽にリサイクルすることで、反応工程で有用成分(特にヨウ化メチル)を再利用することができ経済性に優れる。吸収工程に付されるオフガスがデカンタからの排ガスである場合、上記有用成分に富むオーバーヘッド流は吸収剤よりも低沸成分が濃縮されるためアセトアルデヒドを多く含むことがある。従って、上記有用成分に富むオーバーヘッド流は、アセトアルデヒド分離除去システムに供給してもよく、アセトアルデヒド分離除去システムでアセトアルデヒド除去を行ってからデカンタを通じて反応槽にリサイクルしてもよい。一方、蒸留塔84塔底からの缶出流(ライン74)は、その一部がライン75を通じて系外に連続的若しくはバッチ的に排出され、またライン76を通じて新たな吸収剤が連続的若しくはバッチ的に供給され、ライン68bを通じ吸収塔81,82に循環され、吸収工程における吸収剤として再利用される。なお、上記缶出流(ライン74)は、循環せずに全てを系外排出し、新たな吸収剤を吸収塔81,82に供給してもよい。また、上記缶出流(ライン74)の少なくとも一部(例えばライン75を通じて系外排出された溶液)は、反応槽、蒸発槽、蒸発槽よりも下流の蒸留塔(脱低沸塔、脱水塔、脱高沸塔等)などにリサイクルしてもよい。
 蒸留塔84として棚段塔を採用する場合、蒸留に付す溶液の組成に依存するが、理論段は例えば1~50段である。還流比は理論段数に応じて例えば3000以下(例えば0~3000)である。蒸留塔84の内部において、塔頂圧力は例えば1~500kPaGに設定され、塔底圧力は、塔頂圧力より高く、例えば10~700kPaGに設定される。蒸留塔84の内部において、塔頂温度は、例えば、設定塔頂圧力での吸収剤の沸点より低い温度であって例えば30~130℃に設定され、塔底温度は、例えば、設定塔底圧力での吸収剤の沸点以上の温度であって50~200℃(好ましくは60~180℃)に設定される。
 図2は本発明の吸収工程を有するスクラバーシステムの他の一実施形態を示す概略フロー図の一例である。この例では、吸収工程を吸収塔81のみで行い、吸収塔81塔頂からのガス分をライン60を通じて廃棄されるか、若しくは後述する蒸発槽2の底部あるいは残液流リサイクルライン18,19へ導入するCO源として利用される。一方、吸収塔81塔底からの溶液(ライン61)は蒸留塔84に供給される。これ以外は図1の例と同様である。
 本発明の酢酸の製造方法は、プロセス内で発生するオフガスの少なくとも一部を吸収塔に供給し、第1吸収剤と接触させて上記オフガス中のヨウ素化合物を上記第1吸収剤に吸収させ、上記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減された第1ガス分と上記第1吸収剤及びヨウ素化合物を含む第1溶液とに分離する第1吸収工程と、上記第1ガス分を、吸収塔において、上記第1吸収剤とは組成の異なる第2吸収剤と接触させて上記第1ガス分中のヨウ素化合物を上記第2吸収剤に吸収させ、上記第1ガス分よりもヨウ素化合物濃度が低減された第2ガス分と上記第2吸収剤及びヨウ素化合物を含む第2溶液とに分離する第2吸収工程と、を備えていてもよい。この場合、本発明の吸収工程は、第1及び第2吸収工程の少なくとも一方に含まれる。
 第1及び第2吸収工程を備える場合、酢酸の製造プロセス内で発生する全てのオフガスのうちの少なくとも一部を吸収塔に供給し、第1及び第2吸収工程に付す。第1及び第2吸収工程に付すオフガスとしては、例えば、後述の反応工程における反応槽からの排出ガス、蒸発工程における蒸発槽からの排出ガス、分離工程における蒸留塔からの排出ガス、アセトアルデヒド分離除去システムにおける蒸留塔からの排出ガスなどが挙げられる。
 第1及び第2吸収工程は、それぞれ、1つの吸収塔で行ってもよいし、2以上の吸収塔で行ってもよい。例えば2以上のプロセスからのオフガスを第1吸収工程に付す場合、オフガス中の成分組成や圧力などが異なるため、2以上の吸収塔(例えば高圧吸収塔と低圧吸収塔)を用いて吸着法で第1吸収工程を行ってもよい。また、第1及び第2吸収工程を単一の吸収塔で行ってもよい。
 第2吸収剤は第1吸収剤と組成が異なる吸収剤である。例えば、一方の吸収剤に含まれない成分が他方の吸収剤に含まれる場合、両吸収剤で構成成分が同一であるものの少なくとも1つの成分の含有割合が異なる場合などが挙げられる。組成の異なる第1及び第2吸収剤の二種の吸収剤を用いて二段階で吸収工程を行うことにより、二種の吸収剤でヨウ化水素及びヨウ化メチルの溶解性が異なるため、一方の吸収剤を用いた吸収工程ではヨウ化水素及びヨウ化メチルのうちの一方が富化された溶液が、他方の吸収剤を用いた吸収工程ではヨウ化水素及びヨウ化メチルのうちの他方が上記溶液よりも富化された溶液がそれぞれ形成され、ヨウ化水素とヨウ化メチルを効率よく分離回収することができる。
 第1吸収工程は、プロセス内で発生するオフガスを第1吸収剤と接触(特に向流接触)させてオフガス中のヨウ素化合物を第1吸収剤に吸収させ、上記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減された第1ガス分と第1吸収剤及びヨウ素化合物を含む第1溶液とに分離する工程である。具体的には、オフガスを第1吸収工程を行う吸収塔に連続的に導入し、一方オフガス供給位置よりも吸収塔内上部に位置するラインを通じて第1吸収剤を吸収塔に連続的に導入し、塔内を上昇するオフガスと下降する第1吸収剤とを向流接触させ、オフガス内のヨウ素化合物を第1吸収剤に吸収させる。そして、上記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減された第1ガス分と、ヨウ素化合物及び第1吸収剤を含む第1溶液とに分離される。なお、第1吸収工程は1の吸収塔で行ってもよく、2以上の吸収塔を用いて行ってもよい。
 第2吸収工程は、第1吸収工程でヨウ素化合物濃度が低減された第1ガス分を第2吸収剤とを接触(特に向流接触)させ、第1ガス分よりもヨウ素化合物濃度が低減された第2ガス分と第2吸収剤及びヨウ素化合物を含む第2溶液とに分離する工程である。具体的には、第2吸収工程を行う吸収塔において、第1ガス分供給位置よりも吸収塔内上部に位置するラインを通じて第2吸収剤を吸収塔に連続的に導入し、塔内を上昇する第1ガス分と下降する第2吸収剤とを向流接触させ、第1ガス分内のヨウ素化合物を第2吸収剤に吸収させる。そして、第1ガス分よりもヨウ素化合物濃度が低減された第2ガス分と、ヨウ素化合物及び第2吸収剤を含む第2溶液とに分離される。なお、第2吸収工程は1の吸収塔で行ってもよく、2以上の吸収塔を用いて行ってもよい。第1吸収工程を2以上の吸収塔を用いて行う場合、上記2以上の吸収塔からの第1ガス分を合流させて第2吸収工程に付してもよく、上記2以上の吸収塔からの第1ガス分を1又は2以上の吸収塔にそれぞれ供給して第2吸収工程に付してもよい。また、第1及び第2吸収工程は単一の吸収塔で行ってもよく、2以上の異なる吸収塔を用いて行ってもよい。
 第1及び第2吸収工程で吸収剤に吸収させる上記ヨウ素化合物としては、上述の本発明の吸収工程において吸収させるヨウ素化合物として例示されたものと同様である。中でも、ヨウ化水素、ヨウ化メチルが好ましい。特に、第1吸収工程で吸収させるヨウ素化合物がヨウ化水素であり、第2吸収工程で吸収させるヨウ素化合物がヨウ化メチルであることが好ましい。異なる吸収塔を用いて第1及び第2吸収工程を行う場合は、第1吸収工程でヨウ化水素を充分に吸収できると第1ガス分中のヨウ化水素濃度は極めて低くなり、第2吸収工程を行う吸収塔内部の腐食が起こりにくく、当該吸収塔に耐腐食性が低い材質(低級材質)を用いることができる。さらに、第2吸収工程に供給される第1ガス分中のヨウ化水素濃度が極めて低減されていると、第2吸収工程では第2吸収剤にヨウ化水素が吸収されることがほぼないため、得られる第2溶液中のヨウ化水素濃度も低くなり、後述の放散工程で第2溶液を蒸留する際に蒸留塔内部の腐食が起こりにくく、当該蒸留塔に低級材質を用いることができる。なお、第1及び第2吸収工程でそれぞれ吸収させるヨウ素化合物は、一種のみであってもよいし、二種以上であってもよい。
 したがって、第1吸収剤及び第2吸収剤のうち、少なくとも一方が、炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含み、他方が水又はアルカリ性水溶液を含むことが好ましい。すなわち、第1吸収工程及び第2吸収工程のうち、少なくとも一方が本発明の吸収工程であり、他方が水又はアルカリ性水溶液を含む吸収剤を用いる吸収工程であることが好ましい。第1若しくは第2吸収剤として水を用いた場合、ヨウ化水素の水への溶解性が高く、またアルカリ性水溶液を用いた場合は水への溶解性に加えヨウ化水素が中和されることで、ヨウ化水素を充分に吸収することができる。
 特に、第1吸収剤は、ヨウ化水素の吸収性が高い観点から、水又はアルカリ性水溶液を含むことが好ましい。そして、第2吸収剤は、ヨウ化メチルの吸収性が高い観点から、炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含むことが好ましい。この場合、第1吸収工程においては第1吸収剤によりオフガスからヨウ化水素を充分に回収でき、且つ第1吸収剤ではヨウ化メチルがほとんど吸収されず第2吸収工程で第2吸収剤によりヨウ化メチルを充分に回収できるため、ヨウ化水素とヨウ化メチルを効率よく分離回収することができる。このような第1及び第2吸収剤を用いた場合、第1吸収工程でヨウ化水素を、第2吸収工程でヨウ化メチルをそれぞれ選択的に回収・除去できるので、不要なヨウ化水素をほぼ含まないヨウ化メチルを回収でき、反応槽での再利用が容易である。
 第1吸収工程でヨウ化水素が充分に吸収された後のガス分を本発明の吸収工程で第2吸収工程で処理し、第2吸収工程で得られる第2溶液を放散工程で蒸留する場合、放散工程ではヨウ化水素濃度が低く且つ極性が低い溶剤が蒸留されるため、第1及び第2吸収工程を採用することと本発明の吸収工程を備えることの相乗効果により、放散工程を行う蒸留塔内の腐食をより一層抑制することができ、蒸留塔の材質にSUS材も使用することが可能となる。さらに、本発明の吸収工程における吸収剤として炭素数5~7の炭化水素を用いた場合、吸収剤の沸点が低くなるため、さらに蒸留塔内の腐食を抑制することができる。
 炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を用いた吸収剤における当該液体の好ましい濃度は、上述の本発明の吸収工程において用いられる吸収剤における濃度と同様である。
 上記の水を用いた吸収剤における水濃度は、例えば10質量ppm以上、好ましくは20質量ppm以上、より好ましくは50質量ppm以上、さらに好ましくは100質量ppm以上、特に好ましくは200質量ppm以上であり、300質量ppm以上、400質量ppm以上、500質量ppm以上、1000質量ppm以上、1質量%以上、5質量%以上、10質量%以上、20質量%以上、30質量%以上、40質量%以上、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上であってもよい。また、上記濃度の上限は、100質量%であるが、99.999質量%、99.99質量%、99.9質量%、99.5質量%、99質量%、98質量%であってもよい。
 減算法により求められる第1溶液中のヨウ化水素濃度は、例えば0.01質量ppm以上であり、0.1質量ppm以上、1質量ppm以上、10質量ppm以上、50質量ppm以上、100質量ppm以上、200質量ppm以上、300質量ppm以上、400質量ppm以上、500質量ppm以上、600質量ppm以上、700質量ppm以上、800質量ppm以上、900質量ppm以上、1000質量ppm以上、2000質量ppm以上、3000質量ppm以上、4000質量ppm以上、5000質量ppm以上、6000質量ppm以上、7000質量ppm以上、8000質量ppm以上、9000質量ppm以上、1質量%以上であってもよい。上記ヨウ化水素濃度は、例えば10質量%以下であり、5質量%以下、3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、5000質量ppm以下、3000質量ppm以下であってもよい。
 電位差滴定法により求められる第1溶液中のヨウ化水素濃度は、例えば0.01質量ppm以上であり、0.1質量ppm以上、1質量ppm以上、10質量ppm以上、50質量ppm以上、100質量ppm以上、200質量ppm以上、300質量ppm以上、400質量ppm以上、500質量ppm以上、600質量ppm以上、700質量ppm以上、800質量ppm以上、900質量ppm以上、1000質量ppm以上、2000質量ppm以上、3000質量ppm以上、4000質量ppm以上、5000質量ppm以上、6000質量ppm以上、7000質量ppm以上、8000質量ppm以上、9000質量ppm以上、1質量%以上であってもよい。上記ヨウ化水素濃度は、例えば5質量%以下であり、好ましくは2質量%以下である。上記ヨウ化水素濃度は、例えば10質量%以下であり、5質量%以下、3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、5000質量ppm以下、3000質量ppm以下であってもよい。
 第1溶液中のヨウ化メチル濃度は、例えば30質量%以下であり、25質量%以下、20質量%以下、15質量%以下、10質量%以下、7質量%以下、5質量%以下、4質量%以下、3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、5000質量ppm以下、2000質量ppm以下、1000質量ppm以下であってもよい。上記ヨウ化メチル濃度は、例えば10質量ppm以上(例えば50質量ppm以上)、好ましくは100質量ppm以上(例えば500質量ppm以上)、より好ましくは1000質量ppm以上(例えば2000質量ppm以上)である。
 なお、複数の第1吸収工程を有する場合、第1溶液中の上記の各成分の濃度は、上記複数の第1吸収工程で分離取得される全ての第1溶液中の上記各成分の濃度である。
 減算法により求められる第2溶液中のヨウ化水素濃度は、第1溶液中のヨウ化水素濃度よりも低いことが好ましく、例えば5質量%以下であり、4質量%以下、3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、1質量%未満、5000質量ppm以下、3000質量ppm以下、2000質量ppm以下、1000質量ppm以下、700質量ppm以下、500質量ppm以下、300質量ppm以下、200質量ppm以下、100質量ppm以下、100質量ppm未満、50質量ppm以下、30質量ppm以下、20質量ppm以下、10質量ppm以下、5質量ppm以下、3質量ppm以下、2質量ppm以下、1質量ppm以下であってもよい。上記ヨウ化水素濃度は、例えば0.0001質量ppm以上であり、0.001質量ppm以上、0.01質量ppm以上、0.1質量ppm以上、0.5質量ppm以上であってもよい。
 電位差滴定法により求められる第2溶液中のヨウ化水素濃度は、第1溶液中のヨウ化水素濃度よりも低いことが好ましく、例えば5質量%以下であり、4質量%以下、3質量%以下、2質量%以下、1質量%以下、1質量%未満、5000質量ppm以下、3000質量ppm以下、2000質量ppm以下、1000質量ppm以下、700質量ppm以下、500質量ppm以下、300質量ppm以下、200質量ppm以下、100質量ppm以下、100質量ppm未満、50質量ppm以下、30質量ppm以下、20質量ppm以下、10質量ppm以下、5質量ppm以下、3質量ppm以下、2質量ppm以下、1質量ppm以下であってもよい。上記ヨウ化水素濃度は、例えば0.0001質量ppm以上であり、0.001質量ppm以上、0.01質量ppm以上、0.1質量ppm以上、0.5質量ppm以上であってもよい。
 第2溶液中のヨウ化メチル濃度は、第1溶液中のヨウ化メチル濃度よりも高いことが好ましく、例えば1質量ppm以上であり、10質量ppm以上、50質量ppm以上、100質量ppm以上、1000質量ppm以上、5000質量ppm以上、1質量%以上であってもよい。上記ヨウ化メチル濃度は、例えば20質量%以下(例えば15質量%以下)であり、好ましくは10質量%以下(例えば8質量%以下)である。
 なお、複数の第2吸収工程を有する場合、第2溶液中の上記の各成分の濃度は、上記複数の第2吸収工程で分離取得される全ての第2溶液中の上記各成分の濃度である。
 第1及び第2吸収工程を有する場合、第1吸収工程で得られた第1溶液及び/又は第2吸収工程で得られた第2溶液を蒸留に付す蒸留工程(放散工程)を有していてもよい。放散工程では、第1及び/又は第2溶液を蒸留に付して、第1及び/又は第2吸収剤よりも低沸成分に富むオーバーヘッド流と第1及び/又は第2吸収剤に富む缶出流とに分離する。放散工程を有する場合、有用成分と第1及び/又は第2吸収剤に富む缶出流とに分離できるため、有用成分は反応槽、蒸発槽、蒸留塔などへリサイクルし、分離された吸収剤は第1及び/又は第2吸収工程の吸収剤として再利用することができ、経済性に優れる。
 放散工程で分離取得される蒸留塔塔底からの缶出流は、少なくとも一部を系外に連続的に排出してもよく、少なくとも一部を第1及び/又は第2吸収塔に循環してもよい。また、上記缶出流の少なくとも一部を、反応槽、蒸発槽、蒸発槽よりも下流の精製工程(蒸留工程)などにリサイクルしてもよい。その他の放散工程における好ましい態様は上述した通りである。
 図3は、本発明における、第1及び第2吸収工程を備えたスクラバーシステムの一実施形態を示す概略フロー図の一例である。このスクラバーシステム8は、吸収塔81と、吸収塔82と、吸収塔83と、蒸留塔84とを備える。本実施形態の酢酸の製造方法では、吸収塔81,82それぞれにおいて第1吸収工程が、吸収塔83において第2吸収工程が、蒸留塔84において放散工程がそれぞれ行われる。
 図3に示すスクラバーシステム8では、吸収塔81~83のうちの少なくとも1つで本発明の吸収工程が行われる。第1吸収工程及び第2吸収工程のうちの少なくとも一方が本発明の吸収工程であることが好ましい。第1吸収工程が本発明の吸収工程である場合、吸収塔81及び82の両方における吸収工程が本発明の吸収工程であることが好ましい。吸収塔81,82で用いられる吸収剤は同一であってもよいし異なっていてもよい。
 吸収塔81は、オフガスのうちの高圧ガスからヨウ素化合物を吸収し回収する第1吸収工程を行うためのユニット(高圧吸収塔)である。この第1吸収工程は、高圧ガスを第1吸収剤と接触させて高圧ガス中のヨウ素化合物を第1吸収剤に吸収させ、上記高圧ガスよりもヨウ素化合物濃度が低減された第1ガス分と第1吸収剤及びヨウ素化合物を含む第1溶液とに分離する工程である。
 具体的には、ライン58(高圧ガス供給ライン)を通じて高圧ガスが吸収塔81に連続的に導入され、一方高圧ガスの導入位置よりも上部に位置するライン59(第1吸収剤供給ライン)を通じて第1吸収剤を吸収塔81に連続的に導入され、塔内を上昇する高圧ガスと下降する第1吸収剤とを向流接触させ、高圧ガス内のヨウ素化合物を第1吸収剤に吸収させる。そして、上記高圧ガスよりもヨウ素化合物濃度が低減された第1ガス分と、ヨウ素化合物及び第1吸収剤を含む第1溶液とに分離され、吸収塔81塔頂からはライン60を通じて第1ガス分が、吸収塔81塔底からはライン61を通じて第1溶液がそれぞれ得られる。
 上記高圧ガスとしては、例えば、反応槽(又は反応工程)からの排出ガスであり、反応槽から排出された排出ガスを、直接ライン58を通じて吸収塔81に供給してもよいし、反応槽から排出された排出ガスをコンデンサにより凝縮分が分離された非凝縮ガスをライン58を通じて吸収塔81に供給してもよい。吸収塔81に供給する前の第1吸収剤の温度は例えば1~120℃であり、第1吸収剤が凍結せず、沸騰しない範囲内の温度である。
 吸収塔81は、棚段塔及び充填塔などの精留塔よりなる。充填塔における充填物は、規則充填物、不規則充填物のいずれであってもよい。棚段塔を採用する場合、その理論段は例えば1~100段である。塔内圧力は例えば大気圧~5MPaGであり、通常反応槽内の圧力以下である。塔内温度は例えば1~120℃程度である。
 吸収塔82は、オフガスのうちの低圧ガスからヨウ素化合物を吸収し回収する第1吸収工程を行うためのユニット(低圧吸収塔)である。この第1吸収工程は、低圧ガスを第1吸収剤と接触させて低圧ガス中のヨウ素化合物を第1吸収剤に吸収させ、上記低圧ガスよりもヨウ素化合物濃度が低減された第1ガス分と第1吸収剤及びヨウ素化合物を含む第1溶液とに分離する工程である。
 具体的には、ライン62(低圧ガス供給ライン)を通じて低圧ガスが吸収塔82に連続的に導入され、一方低圧ガスの導入位置よりも上部に位置するライン63(第1吸収剤供給ライン)を通じて第1吸収剤を吸収塔82に連続的に導入され、塔内を上昇する低圧ガスと下降する第1吸収剤とを向流接触させ、低圧ガス内のヨウ素化合物を第1吸収剤に吸収させる。そして、上記低圧ガスよりもヨウ素化合物濃度が低減された第1ガス分と、ヨウ素化合物及び第1吸収剤を含む第1溶液とに分離され、吸収塔82塔頂からはライン64を通じて第1ガス分が、吸収塔82塔底からはライン65を通じて第1溶液がそれぞれ得られる。
 上記低圧ガスとしては、蒸発槽(又は蒸発工程)からの排出ガス、脱低沸塔(又は脱低沸工程)からの排出ガス、脱低沸塔からの低沸成分に富むオーバーヘッド流を凝縮して得られる凝縮液を貯留するためのデカンタからの排出ガス、脱水塔(又は脱水工程)からの排出ガス、脱高沸塔(又は脱高沸工程)からの排出ガスが挙げられる。これらの排出ガスは、直接ライン62を通じて吸収塔82に供給してもよいし、コンデンサにより凝縮分が分離された非凝縮ガスとしてライン62を通じて吸収塔82に供給してもよい。吸収塔82に供給する前の第1吸収剤の温度は、吸収塔81に供給する前の第1吸収剤の温度と同様である。
 吸収塔82は、棚段塔及び充填塔などの精留塔よりなる。充填塔における充填物は、規則充填物、不規則充填物のいずれであってもよい。棚段塔を採用する場合、その理論段は例えば1~100段である。塔内圧力は例えば大気圧~5MPaGであり、通常反応槽内の圧力以下である。塔内温度は例えば1~120℃程度である。
 吸収塔81塔頂からの第1ガス分(ライン60)及び吸収塔82塔頂からの第1ガス分(ライン64)は、合流してライン69を通じて第2吸収工程を行う吸収塔83に供給される。一方、吸収塔81塔底からの第1溶液(ライン61)及び吸収塔82塔底からの第1溶液(ライン65)は、合流してその一部がライン66を通じて系外に連続的若しくはバッチ的に排出され、またライン67を通じて新たな第1吸収剤が連続的若しくはバッチ的に供給され、ライン68を通じその後ライン59,63に分割して吸収塔81,82にそれぞれ循環され、第1吸収工程における第1吸収剤として再利用される。なお、第1溶液は、循環せずに全てを系外排出し、新たな第1吸収剤を吸収塔81,82に供給してもよい。また、第1溶液の少なくとも一部(例えばライン66を通じて系外排出された第1溶液)は、反応槽、蒸発槽、蒸留工程を行う蒸留塔にリサイクルしてもよい。例えば、第1吸収剤が水を含む場合、第1吸収剤によりヨウ化水素が効率的に吸収されるため、第1溶液のほとんどを第1吸収塔に循環して第1吸収剤として再利用し、ヨウ化水素が濃縮された場合はその一部を反応槽にリサイクルする。反応槽では水が一酸化炭素とのシフト反応(H2O+CO→H2+CO2)により消費されるためである。なお、第1溶液が水を多量に含む場合は反応槽で充分に消費されないことがあるため、反応槽へのリサイクルに代えて又は併せて、上記デカンタ内の水相、脱水塔、脱高沸塔にリサイクルしてもよい。この場合、例えばデカンタ内の水相、脱水塔塔頂、脱高沸塔塔頂に濃縮され、一部を反応槽にリサイクルし、他の一部を系外に排出する。また、図3では吸収塔81,82で同じ第1吸収剤を用いる例を説明したが、異なる第1吸収剤を用い、それぞれの第1吸収剤を循環、系外排出、リサイクルなどを行ってもよい。
 吸収塔83は、第1吸収工程から排出された第1ガス分からヨウ素化合物を吸収し回収する第2吸収工程を行うためのユニット(通常は低圧吸収塔)である。この第2吸収工程は、第1ガス分を第2吸収剤と接触させて第1ガス分中のヨウ素化合物を第2吸収剤に吸収させ、上記第1ガス分よりもヨウ素化合物濃度が低減された第2ガス分と第2吸収剤及びヨウ素化合物を含む第2溶液とに分離する工程である。
 具体的には、ライン69を通じて第1ガス分が吸収塔83に連続的に導入され、一方第1ガス分の導入位置よりも上部に位置するライン70(第2吸収剤供給ライン)を通じて第2吸収剤を吸収塔83に連続的に導入され、塔内を上昇する第1ガス分と下降する第2吸収剤とを向流接触させ、第1ガス分内のヨウ素化合物を第2吸収剤に吸収させる。そして、上記第1ガス分よりもヨウ素化合物濃度が低減された第2ガス分と、ヨウ素化合物及び第2吸収剤を含む第2溶液とに分離され、吸収塔83塔頂からはライン71を通じて第2ガス分が、吸収塔83塔底からはライン72を通じて第2溶液がそれぞれ得られる。吸収塔83に供給する前の第2吸収剤の温度は例えば1~120℃であり、第2吸収剤が凍結せず、沸騰しない範囲内の温度である。
 吸収塔83塔頂からの第2ガス分(ライン71)は、有用成分が捕集及び除去されたガスであり廃棄される。なお、ライン71から排出されるガスは、後述する蒸発槽2の底部あるいは残液流リサイクルライン18,19へ導入するCO源として利用することができる。一方、吸収塔83塔底からの第2溶液(ライン72)は蒸留塔84に供給される。
 吸収塔83は、棚段塔及び充填塔などの精留塔よりなる。充填塔における充填物は、規則充填物、不規則充填物のいずれであってもよい。棚段塔を採用する場合、その理論段は例えば1~100段である。塔内圧力は例えば大気圧~5MPaGであり、通常反応槽内の圧力以下である。塔内温度は例えば1~120℃程度である。
 蒸留塔84は、放散工程を行うためのユニットである。本実施形態における放散工程は、第2溶液を蒸留に付して、有用成分(特にヨウ化メチル)に富むオーバーヘッド流と、第2吸収剤に富む缶出流とに分離する工程である。蒸留塔84の塔頂部からは、オーバーヘッド流としての蒸気がライン73に連続的に抜き取られる。蒸留塔84の塔底部からは、缶出液がライン74に連続的に抜き取られる。84bはリボイラーである。
 より具体的には、蒸留塔84に連続的に導入される第2溶液を蒸留処理して有用成分(特にヨウ化メチル)に富むオーバーヘッド流と第2吸収剤に富む缶出液とに分離する。蒸留塔84は、例えば、棚段塔及び充填塔などの精留塔よりなる。蒸留塔84のオーバーヘッド流は、ライン73を通じてコンデンサ84aへと導入される。コンデンサ84aは、蒸留塔84からのオーバーヘッド流を冷却して部分的に凝縮させることによって凝縮分とガス分とに分ける。凝縮分の一部を蒸留塔84に還流し、他の部分をライン73bから留出させる。なお、図3では凝縮分を蒸留塔84に還流する例を示したが、還流せずに全てをライン73bから留出してもよい。コンデンサ84aにより凝縮しなかった非凝縮のガスはライン73aを通じて、ライン62に合流して吸収塔82に循環されてもよく、廃棄されてもよく、若しくは、脱低沸塔、脱水塔、脱高沸塔などの蒸留塔の塔頂からのオーバーヘッド流を凝縮させるためのコンデンサ直前にリサイクルされてもよい。リサイクルされた非凝縮ガスは、その後、コンデンサにより凝縮分を除去された後、再びライン再びライン62から吸収塔82に循環されてもよい。
 蒸留塔84塔頂からの有用成分(特にヨウ化メチル)に富むオーバーヘッド流(ライン73)は、反応槽、蒸発槽、蒸発槽よりも下流の蒸留塔などにリサイクルしてもよい。反応槽にリサイクルすることで、反応工程で有用成分(特にヨウ化メチル)を再利用することができ経済性に優れる。第1吸収工程に付されるオフガスがデカンタからの排ガスである場合、上記有用成分に富むオーバーヘッド流は第2吸収剤よりも低沸成分が濃縮されるためアセトアルデヒドを多く含むことがある。従って、上記有用成分に富むオーバーヘッド流は、アセトアルデヒド分離除去システムに供給してもよく、アセトアルデヒド分離除去システムでアセトアルデヒド除去を行ってからデカンタを通じて反応槽にリサイクルしてもよい。一方、蒸留塔84塔底からの缶出流(ライン74)は、その一部がライン75を通じて系外に連続的若しくはバッチ的に排出され、またライン76を通じて新たな第2吸収剤が連続的若しくはバッチ的に供給され、ライン70を通じ吸収塔83に循環され、第2吸収工程における第2吸収剤として再利用される。なお、第2溶液は、循環せずに全てを系外排出し、新たな第2吸収剤を吸収塔83に供給してもよい。また、第2溶液の少なくとも一部(例えばライン75を通じて系外排出された第2溶液)は、反応槽、蒸発槽、脱低沸塔、脱水塔、脱高沸塔などにリサイクルしてもよい。
 蒸留塔84として棚段塔を採用する場合の好ましい蒸留塔の条件は、図1に示す蒸留塔84における条件と同様である。
 図4は第1及び第2吸収工程を有するスクラバーシステムの他の一実施形態を示す概略フロー図の一例である。この例では、第1吸収工程を吸収塔81のみで行い、吸収塔81塔頂からの第1ガス分をライン60を通じて第2吸収工程を行う吸収塔83に供給し、塔底から第1溶液をライン61を通じて抜き取り、その一部を系外に排出し(ライン66)、第1溶液に新たな第1吸収剤を供給し(ライン67)、ライン59を通じて第1吸収剤として再び吸収塔81に環流して再利用される。これ以外は図3の例と同様である。
 図5は第1及び第2吸収工程を有するスクラバーシステムのさらに他の一実施形態を示す概略フロー図の一例である。この例では、第1及び第2吸収工程を単一の吸収塔85で行う。具体的には、第1吸収工程では、プロセス内のオフガスがライン77(オフガス供給ライン)を通じて吸収塔85に連続的に導入され、一方オフガスの導入位置よりも上部に位置するライン78(第1吸収剤供給ライン)を通じて第1吸収剤を吸収塔85に連続的に導入され、塔内を上昇するオフガスと下降する第1吸収剤とを向流接触させ、オフガス内のヨウ素化合物を第1吸収剤に吸収させる。そして、上記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減された第1ガス分と、ヨウ素化合物及び第1吸収剤を含む第1溶液とに分離され、第1ガス分は吸収塔85内をさらに上昇し、第1溶液は吸収塔85塔底からライン79を通じて排出される。第2吸収工程では、第1ガス分は吸収塔85内で第1吸収剤の導入位置よりもさらに上昇し、一方吸収塔85塔頂付近のライン86を通じて第2吸収剤が連続的に導入され、塔内を上昇する第1ガス分と下降する第2吸収剤と向流接触させ、第1ガス分中のヨウ素化合物を第2吸収剤に吸収させる。そして、第1ガス分よりもヨウ素化合物濃度が低減された第2ガス分と、ヨウ素化合物及び第2吸収剤を含む第2溶液とに分離され、第2ガス分は吸収塔85塔頂からライン89を通じて抜き取られ、第2溶液は第2吸収剤の導入位置から降下する液を受けることのできるユニット(チムニートレイなど)87にて捕集されライン88から抜き取られる。吸収塔85からの第2溶液をライン88を通じて放散工程を行う蒸留塔84に供給し、塔底から第1溶液をライン79を通じて抜き取り、その一部を系外に排出し(ライン90)、第1溶液に新たな第1吸収剤を供給し(ライン90’)、ライン78を通じて第1吸収剤として吸収塔85に循環して再利用される。また、蒸留塔84塔底からの缶出流(ライン74)は、その一部がライン75を通じて系外に連続的若しくはバッチ的に排出され、またライン76を通じて新たな第2吸収剤が連続的若しくはバッチ的に供給され、ライン86を通じ吸収塔85に循環され、第2吸収工程における第2吸収剤として再利用される。これ以外は図3の例と同様である。すなわち、吸収塔85からの第2溶液は放散工程に供給されるが、第1及び/又は第2溶液をプロセス内の各所にリサイクルしてもよい。
 本発明の酢酸の製造方法においては、酢酸の製造プロセスが、メタノールと一酸化炭素とを反応させて酢酸を生成させるカルボニル化反応工程と、上記カルボニル化反応工程で得られた反応混合物を、1以上の蒸発槽及び/又は蒸留塔を用いて、金属触媒を含む流れと、酢酸に富む酢酸流と、上記酢酸流よりも低沸成分に富む流れとに分離する分離工程と、を有していてもよい。上記分離工程は、例えば、上記カルボニル化反応工程で得られた反応混合物を蒸発槽において蒸気流と残液流とに分離する蒸発工程と、上記蒸気流を蒸留に付して、低沸成分に富むオーバーヘッド流と、酢酸に富む第1酢酸流とに分離する脱低沸工程と、を有することが好ましい。また、上記分離工程は、上記第1酢酸流を蒸留して、水に富むオーバーヘッド流と、第1酢酸流よりも酢酸が富化された第2酢酸流とに分離する脱水工程を有していてもよい。
 なお、上記分離工程は、上記蒸発工程及び脱低沸工程に代えて、上記カルボニル化反応工程で得られた反応混合物を、上記触媒を含む流れと、上記低沸成分に富むオーバーヘッド流と、酢酸に富む第1酢酸流とに分離する工程(蒸発脱低沸工程)を備えていてもよい。また、上記分離工程は、上記脱低沸工程及び脱水工程に代えて、上記脱水工程の機能も備えた脱低沸工程(いわゆる脱低沸脱水工程)、すなわち、上記蒸気流を蒸留に付して、低沸成分に富むオーバーヘッド流と、上記第2酢酸流と同等の水濃度まで脱水された酢酸流とに分離する工程を備えていてもよい。よって、上記蒸発脱低沸工程は、上記脱水工程の機能も備えた工程(蒸発脱低沸脱水工程)であってもよい。脱低沸脱水工程及び蒸発脱低沸脱水工程から得られる酢酸に富む酢酸流は、上記第2酢酸流に相当する。
 また、本発明の酢酸の製造方法は、さらに下記(a)~(c)の少なくとも1つの工程を有していてもよい。
 (a)上記第1若しくは第2酢酸流を蒸留して、高沸成分に富む缶出流と、蒸留に付す前の酢酸流よりも酢酸が富化された第3酢酸流とに分離する脱高沸工程
 (b)上記第1若しくは第2若しくは第3酢酸流をイオン交換樹脂で処理して第4酢酸流を得る吸着除去工程
 (c)上記第1若しくは第2若しくは第3若しくは第4酢酸流を蒸留して、蒸留に付す前の酢酸流よりも酢酸が富化された第5酢酸流を得る製品工程
 また、本発明の酢酸の製造方法は、上記低沸成分に富む流れを凝縮して得られる凝縮液の少なくとも一部から、1以上の蒸留塔を用いてアセトアルデヒドを分離するアセトアルデヒド分離除去システムを有していてもよい。
 このような本発明の酢酸の製造方法においては、反応槽からの排出ガス、蒸発槽からの排出ガス、上記分離工程における蒸留塔からの排出ガス、及び上記アセトアルデヒド分離除去システムにおける蒸留塔からの排出ガスからなる群より選択される1以上のオフガスを吸収塔に供給して本発明の吸収工程又は第1吸収工程に付すことが好ましい。
 また、このような本発明の酢酸の製造方法においては、放散工程で分離取得されるヨウ化メチルに富むオーバーヘッド流を反応工程、蒸発工程、及び/又は蒸留工程にリサイクルしてもよい。ヨウ化メチルは反応槽における反応工程において有用に再利用することができるためである。
 また、このような本発明の酢酸の製造方法においては、炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含む吸収剤を用いた場合に放散工程で分離取得される上記液体に富む缶出流を、反応工程、蒸発工程、及び/又は蒸留工程にリサイクルしてもよく、脱アルカン塔に仕込み、蒸留除去してもよい。また、そのままプロセス系外に廃棄してもよい。
 また、このような本発明の酢酸の製造方法においては、水を含む吸収剤を用いた場合に吸収工程で得られる水を含む溶液を、上記反応槽、上記凝縮液を貯留するためのデカンタ、上記脱水塔、及び上記脱高沸塔からなる群より選択される1以上の装置にリサイクルすることが好ましい。反応槽では水が一酸化炭素のシフト反応(H2O+CO→H2+CO2)により消費されるためである。また、上記デカンタ内の水相にリサイクルした場合は当該水相とともに処理される。また、脱水塔にリサイクルした場合は脱水塔塔頂に水が濃縮され、脱高沸塔にリサイクルした場合は脱高沸塔塔頂に水が濃縮され、その後リサイクル若しくは廃棄処理される。
 以下、本発明の酢酸の製造方法の一実施形態について説明する。図6は、酢酸製造システムの一実施形態を示す製造フロー図(メタノール法カルボニル化プロセス)の一例である。この酢酸製造フローに係る酢酸製造装置は、反応槽1と、蒸発槽2と、蒸留塔3と、デカンタ4と、蒸留塔5と、蒸留塔6と、イオン交換樹脂塔7と、スクラバーシステム8と、アセトアルデヒド分離除去システム9と、コンデンサ1a,2a,3a,5a,6aと、熱交換器2bと、リボイラー3b,5b,6bと、ライン11~56、ポンプ57とを備え、酢酸を連続的に製造可能に構成されている。
 本実施形態の酢酸の製造方法では、反応槽1、蒸発槽2、蒸留塔3、蒸留塔5、蒸留塔6、及びイオン交換樹脂塔7において、それぞれ、反応工程、蒸発工程(フラッシュ工程)、第1蒸留工程、第2蒸留工程、第3蒸留工程、及び吸着除去工程が行われる。第1蒸留工程は脱低沸工程、第2蒸留工程は脱水工程、第3蒸留工程は脱高沸工程ともいう。なお、本実施形態において、工程は上記に限らず、特に、蒸留塔5、蒸留塔(脱高沸塔)6、イオン交換樹脂塔7、アセトアルデヒド分離除去システム9(脱アセトアルデヒド塔など)の設備は付帯しない場合がある。また、後述するように、イオン交換樹脂塔7の下流に製品塔を設けてもよい。
 反応槽1は、反応工程を行うためのユニットである。この反応工程は、下記の化学式(1)で示される反応(メタノールのカルボニル化反応)によって酢酸を連続的に生成させるための工程である。酢酸製造装置の定常稼働状態において、反応槽1内には、例えば撹拌機によって撹拌されている反応混合物が存在する。反応混合物は、原料であるメタノール及び一酸化炭素と、金属触媒と、助触媒と、水と、製造目的である酢酸と、各種の副生成物とを含み、液相と気相とが平衡状態にある。
   CH3OH + CO → CH3COOH       (1)
 反応混合物中の原料は、液体状のメタノール及び気体状の一酸化炭素である。メタノールは、メタノール貯留部(図示略)からライン11を通じて反応槽1に所定の流量で連続的に供給される。一酸化炭素は、一酸化炭素貯留部(図示略)からライン12を通じて反応槽1に所定の流量で連続的に供給される。一酸化炭素は必ずしも純粋な一酸化炭素でなくてもよく、例えば窒素、水素、二酸化炭素、酸素等の他のガスが少量(例えば5質量%以下、好ましくは1質量%以下)含まれていてもよい。
 反応混合物中の金属触媒は、メタノールのカルボニル化反応を促進するためのものであり、例えばロジウム触媒やイリジウム触媒を使用することができる。ロジウム触媒としては、例えば、化学式[Rh(CO)22-で表されるロジウム錯体を使用することができる。イリジウム触媒としては、例えば化学式[Ir(CO)22-で表されるイリジウム錯体を使用することができる。金属触媒としては金属錯体触媒が好ましい。反応混合物中の触媒の濃度(金属換算)は、反応混合物の液相(反応混合液)全体に対して、例えば200~10000質量ppmであり、好ましくは300~5000質量ppm、さらに好ましくは400~2500質量ppmである。
 助触媒は、上述の触媒の作用を補助するためのヨウ化物であり、例えば、ヨウ化メチルやイオン性ヨウ化物が使用される。ヨウ化メチルは、上述の触媒の触媒作用を促進する作用を示し得る。ヨウ化メチルの濃度は、反応混合物の液相全体に対して例えば1~20質量%であり、好ましくは5~15質量%である。イオン性ヨウ化物は、反応液中でヨウ化物イオンを生じさせるヨウ化物(特に、イオン性金属ヨウ化物)であり、上述の触媒を安定化させる作用や、副反応を抑制する作用を示し得る。イオン性ヨウ化物としては、例えば、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウムなどのアルカリ金属ヨウ化物などが挙げられる。反応混合物中のイオン性ヨウ化物の濃度は、反応混合物の液相全体に対して、例えば1~25質量%であり、好ましくは5~20質量%である。また、例えばイリジウム触媒などを用いる場合は、助触媒として、ルテニウム化合物やオスミウム化合物を用いることもできる。これらの化合物の使用量は総和で、例えばイリジウム1モル(金属換算)に対して、0.1~30モル(金属換算)、好ましくは0.5~15モル(金属換算)である。
 反応混合物中の水は、メタノールのカルボニル化反応の反応機構上、酢酸を生じさせるのに必要な成分であり、また、反応系の水溶性成分の可溶化のためにも必要な成分である。反応混合物中の水の濃度は、反応混合物の液相全体に対して、例えば0.1~15質量%であり、好ましくは0.5~10質量%、より好ましくは1~6質量%、さらに好ましくは1.5~4質量%である。水濃度は、酢酸の精製過程での水の除去に要するエネルギーを抑制して酢酸製造の効率化を進めるうえでは15質量%以下が好ましい。水濃度を制御するために、反応槽1に対して所定流量の水を連続的に供給してもよい。
 反応混合物中の酢酸は、酢酸製造装置の稼働前に反応槽1内に予め仕込まれた酢酸、及び、メタノールのカルボニル化反応の主生成物として生じる酢酸を含む。このような酢酸は、反応系では溶媒として機能し得る。反応混合物中の酢酸の濃度は、反応混合物の液相全体に対して、例えば50~90質量%であり、好ましくは60~80質量%である。
 反応混合物に含まれる主な副生成物としては、例えば酢酸メチルが挙げられる。この酢酸メチルは、酢酸とメタノールとの反応によって生じ得る。反応混合物中の酢酸メチルの濃度は、反応混合物の液相全体に対して、例えば0.1~30質量%であり、好ましくは1~10質量%である。
 反応混合物に含まれる副生成物としては、ヨウ化水素も挙げられる。このヨウ化水素は、上述のような触媒や助触媒が使用される場合、メタノールのカルボニル化反応の反応機構上、不可避的に生じることとなる。反応混合物中のヨウ化水素の濃度は、反応混合物の液相全体に対して、例えば0.01~2質量%である。
 また、副生成物としては、例えば、水素、メタン、二酸化炭素、アセトアルデヒド、クロトンアルデヒド、2-エチルクロトンアルデヒド、ジメチルエーテル、アルカン類、ギ酸、及びプロピオン酸、並びに、ヨウ化ヘキシル及びヨウ化デシルなどのヨウ化アルキル等が挙げられる。また、反応混合物には、装置の腐食により生じる鉄、ニッケル、クロム、マンガン、モリブデンなどの金属(以下、「腐食性金属」と称する場合がある)、及びその他の金属としてコバルトや亜鉛、銅などが含まれ得る。上記腐食性金属とその他の金属とを併せて「腐食金属等」と称する場合がある。
 以上のような反応混合物が存在する反応槽1内において、反応温度は例えば150~250℃に設定され、全体圧力としての反応圧力は例えば1.5~3.5MPa(絶対圧)に設定され、一酸化炭素分圧は、例えば0.4~1.8MPa(絶対圧)、好ましくは0.6~1.6MPa(絶対圧)、さらに好ましくは0.9~1.4MPa(絶対圧)に設定される。
 装置稼働時の反応槽1内の気相部の蒸気には、例えば、一酸化炭素、水素、メタン、二酸化炭素、窒素、酸素、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、酢酸、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、ギ酸、及びプロピオン酸などが含まれる。この蒸気は、反応槽1内からライン13を通じて抜き取ることが可能である。蒸気の抜き取り量の調節によって、反応槽1内の圧力を制御することが可能であり、例えば、反応槽1内の圧力は一定に維持される。反応槽1内から抜き取られた蒸気は、コンデンサ1aへと導入される。
 コンデンサ1aは、反応槽1からの蒸気を、冷却して部分的に凝縮させることによって凝縮分とガス分とに分ける。凝縮分は、例えば、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、酢酸、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、ギ酸、及びプロピオン酸などを含み、コンデンサ1aからライン14を通じて反応槽1へと導入され、リサイクルされる。ガス分は、例えば、一酸化炭素、水素、メタン、二酸化炭素、窒素、酸素、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、酢酸、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、及びギ酸などを含み、コンデンサ1aからライン15を通じてスクラバーシステム8へと供給される。
 なお、図6では、コンデンサ2aからのガス分(ライン20)、コンデンサ3aからのガス分(ライン32)、コンデンサ5aからのガス分(ライン37)、及びコンデンサ6aからのガス分(ライン45)が全てライン15に合流してスクラバーシステム8へ供給されているが(パターンA)、コンデンサ1aからのガス分のみをライン15を通じてスクラバーシステム8に供給されてもよく、そしてコンデンサ3a,5a,6aからのガス分(ライン32,37,45)は全てライン20に合流してスクラバーシステム8に供給されてもよい(パターンB)。パターンAの場合、例えばコンデンサ1aからのガス分はライン15、及び、図2若しくは図4に示すスクラバーシステム8におけるライン58又は図5に示すスクラバーシステム8におけるライン77を通じて吸収塔81若しくは吸収塔85に供給される。パターンBの場合、例えばコンデンサ1aからのガス分はライン15及び図1若しくは図3に示すスクラバーシステム8におけるライン58を通じて吸収塔81に供給され、ライン20を通じるガス分は図1若しくは図3に示すスクラバーシステム8におけるライン62を通じて吸収塔82に供給される。
 スクラバーシステム8では、上述のように本発明の吸収工程、さらに必要に応じて放散工程を経ることにより、コンデンサ1aからのガス分(ライン15)から有用成分(例えば、ヨウ化メチル、メタノール、ジメチルエーテル、水、酢酸メチル、酢酸など)が分離回収される。この分離回収には、本実施形態では、ガス分中の有用成分を捕集するための吸収液を使用して行う湿式法が利用される。例えば、吸収液として後述の蒸留塔6からの蒸気の凝縮分を使用できる。分離回収された有用成分(例えば、ヨウ化メチルなど)は、スクラバーシステム8(特に、放散工程における蒸留塔84塔頂からのライン73)からリサイクルライン48を通じて反応槽1へと導入され、リサイクルされる。なお、図示しないが、ライン48は、コンデンサ1a、2a、3a、5aの各コンデンサの仕込ラインに導入し、有用成分を冷却凝縮し回収することもできる。有用成分を捕集した後のガス(例えば、図1におけるライン69、図2におけるライン60)は、そのまま廃棄されるか、若しくは蒸発槽2の底部あるいは残液流リサイクルライン18,19へ導入するCO源として利用される。有用成分を捕集した後のガス(例えば、図3及び図4におけるライン71)はライン49を通じて廃棄される。また、有用成分を捕集した後のガス(例えば、図5におけるライン73a,89)は、コンデンサで凝縮成分を分離され、及び/又は、吸収塔に再循環されてもよい。なお、ライン49から排出されるガスは、後述する蒸発槽2の底部あるいは残液流リサイクルライン18,19へ導入するCO源として利用することができる。スクラバーシステム8での処理及びその後のリサイクル及び廃棄については、他のコンデンサからスクラバーシステム8へと供給される後述のガス分(ライン20,32,37,45)についても同様である。
 装置稼働時の反応槽1内では、上述のように、酢酸が連続的に生成する。そのような酢酸を含む反応混合物が、連続的に、反応槽1内から所定の流量で抜き取られてライン16を通じて次の蒸発槽2へと導入される。
 蒸発槽2は、蒸発工程(フラッシュ工程)を行うためのユニットである。この蒸発工程は、ライン16(反応混合物供給ライン)を通じて蒸発槽2に連続的に導入される反応混合物を、部分的に蒸発させることによって蒸気流(揮発相)と残液流(低揮発相)とに分けるための工程である。
 反応混合物を加熱することなく圧力を減じることによって蒸発を生じさせてもよいし、反応混合物を加熱しつつ圧力を減じることによって蒸発を生じさせてもよい。蒸発工程において、蒸気流の温度は例えば100~260℃、好ましくは120~200℃であり、残液流の温度は例えば80~200℃、好ましくは100~180℃であり、槽内圧力は例えば50~1000kPa(絶対圧)である。
 また、蒸発工程にて分離される蒸気流及び残液流の割合に関しては、質量比で、例えば10/90~50/50(蒸気流/残液流)である。本工程で生じる蒸気は、例えば、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、酢酸、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、ギ酸、及びプロピオン酸、並びに、ヨウ化エチル、ヨウ化プロピル、ヨウ化ブチル、ヨウ化ヘキシル及びヨウ化デシルなどのヨウ化アルキルなどを含み、蒸発槽2内からライン17(蒸気流排出ライン)に連続的に抜き取られる。
 蒸発槽2内から抜き取られた蒸気流の一部はコンデンサ2aへと連続的に導入され、当該蒸気流の他の一部はライン21を通じて次の蒸留塔3へと連続的に導入される。上記蒸気流の酢酸濃度は、例えば40~85質量%(好ましくは50~85質量%)、より好ましくは50~75質量%(例えば55~75質量%)であり、ヨウ化メチル濃度は、例えば2~50質量%(好ましくは5~30質量%)、水濃度は、例えば0.2~20質量%(好ましくは1~15質量%)、酢酸メチル濃度は、例えば0.2~50質量%(好ましくは2~30質量%)である。なお、上記蒸気流のヨウ化ヘキシル濃度は、例えば0.1~10000質量ppb、通常0.5~1000質量ppbであり、1~100質量ppb(例えば2~50質量ppb)であることが多い。
 本工程で生じる残液流は、反応混合物に含まれていた触媒及び助触媒(ヨウ化メチル、ヨウ化リチウムなど)や、本工程では揮発せずに残存する水、酢酸メチル、酢酸、ギ酸、及びプロピオン酸などを含み、ポンプ57を用い、連続的に蒸発槽2からライン18を通じて熱交換器2bへと導入される。熱交換器2bは、蒸発槽2からの残液流を冷却する。降温した残液流は、連続的に熱交換器2bからライン19を通じて反応槽1へと導入され、リサイクルされる。なお、ライン18とライン19とを併せて残液流リサイクルラインと称する。上記残液流の酢酸濃度は、例えば55~90質量%、好ましくは60~85質量%である。
 コンデンサ2aは、蒸発槽2からの蒸気流を、冷却して部分的に凝縮させることによって凝縮分とガス分とに分ける。凝縮分は、例えば、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、酢酸、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、ギ酸、及びプロピオン酸などを含み、コンデンサ2aからライン22,23を通じて反応槽1へと導入され、リサイクルされる。ガス分は、例えば、一酸化炭素、水素、メタン、二酸化炭素、窒素、酸素、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、酢酸、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、及びギ酸などを含み、コンデンサ2aからライン20,15を通じてスクラバーシステム8へと供給される。上述の反応工程での酢酸の生成反応は発熱反応であるところ、反応混合物に蓄積する熱の一部は、蒸発工程(フラッシュ工程)において、反応混合物から生じた蒸気に移行する。この蒸気のコンデンサ2aでの冷却によって生じた凝縮分が反応槽1へとリサイクルされる。すなわち、この酢酸製造装置においては、メタノールのカルボニル化反応で生じる熱がコンデンサ2aにて効率よく除去されることとなる。
 蒸留塔3は、第1蒸留工程を行うためのユニットであり、本実施形態ではいわゆる脱低沸塔に位置付けられる。第1蒸留工程は、蒸留塔3に連続的に導入される蒸気流を蒸留処理して低沸成分を分離除去する工程である。より具体的には、第1蒸留工程では、上記蒸気流を蒸留して、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドから選択された少なくとも一種の低沸成分に富むオーバーヘッド流と、酢酸に富む酢酸流とに分離する。
 蒸留塔3は、例えば、棚段塔及び充填塔などの精留塔よりなる。蒸留塔3として棚段塔を採用する場合、その理論段は例えば5~50段であり、還流比は理論段数に応じて例えば0.5~3000である。蒸留塔3の内部において、塔頂圧力は例えば80~160kPaGに設定され、塔底圧力は、塔頂圧力より高く、例えば85~180kPaGに設定される。蒸留塔3の内部において、塔頂温度は、例えば、設定塔頂圧力での酢酸の沸点より低い温度であって90~130℃に設定され、塔底温度は、例えば、設定塔底圧力での酢酸の沸点以上の温度であって120~165℃(好ましくは125~160℃)に設定される。
 蒸留塔3に対しては、蒸発槽2からの蒸気流がライン21を通じて連続的に導入され、蒸留塔3の塔頂部からは、オーバーヘッド流としての蒸気がライン24に連続的に抜き取られる。蒸留塔3の塔底部からは、缶出液がライン25に連続的に抜き取られる。3bはリボイラーである。蒸留塔3における塔頂部と塔底部との間の高さ位置からは、側流としての酢酸流(第1酢酸流;液体)がライン27より連続的に抜き取られる。
 蒸留塔3の塔頂部から抜き取られる蒸気は、酢酸よりも沸点の低い成分(低沸点成分)を蒸留塔3からの上記缶出液及び側流と比較して多く含み、例えば、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、及びギ酸などを含む。この蒸気には酢酸も含まれる。このような蒸気は、ライン24を通じてコンデンサ3aへと連続的に導入される。
 コンデンサ3aは、蒸留塔3からの蒸気を、冷却して部分的に凝縮させることによって凝縮分とガス分とに分ける。凝縮分は、例えば、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、酢酸、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、及びギ酸などを含み、コンデンサ3aからライン28を通じてデカンタ4へと連続的に導入される。デカンタ4に導入された凝縮分は水相(上相)と有機相(ヨウ化メチル相;下相)とに分液される。
 水相には、水と、例えば、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、酢酸メチル、酢酸、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、及びギ酸などが含まれる。有機相には、例えば、ヨウ化メチルと、例えば、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、酢酸、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、及びギ酸などが含まれる。
 本実施形態では、水相の一部はライン29を通じて蒸留塔3に還流され、水相の他の一部は、ライン29,30,23を通じて反応槽1に導入されてリサイクルされる。有機相の一部はライン31,23を通じて反応槽1に導入されてリサイクルされる。有機相の他の一部、及び/又は、水相の他の一部は、ライン31,50、及び/又は、ライン30,51を通じてアセトアルデヒド分離除去システム9に導入される。なお、デカンタ4における水相には、水を含む第1又は第2溶液をリサイクルしてもよい。第1又は第2溶液における水は、上記水相に合流して水相とともに処理される。
 アセトアルデヒド分離除去システム9を用いたアセトアルデヒド分離除去工程では、有機相及び/又は水相に含まれるアセトアルデヒドを公知の方法、例えば、蒸留、抽出、又はこれらの組み合わせにより分離除去する。分離されたアセトアルデヒドはライン53を通じて装置外へ排出される。また、有機相及び/又は水相に含まれる有用成分(例えば、ヨウ化メチルなど)は、ライン52,23を通じて反応槽1へとリサイクルされて再利用される。
 図7はアセトアルデヒド分離除去システムの一例を示す概略フロー図である。このフローによれば、例えば上記有機相をアセトアルデヒド分離除去工程にて処理する場合は、有機相をライン101を通じて蒸留塔(第1脱アセトアルデヒド塔)91に供給して蒸留し、アセトアルデヒドに富むオーバーヘッド流(ライン102)と、ヨウ化メチルに富む残液流(ライン103)とに分離する。上記オーバーヘッド流をコンデンサ91aにて凝縮させ、凝縮液の一部を蒸留塔91の塔頂部に還流させ(ライン104)、凝縮液の他の部分を抽出塔92に供給する(ライン105)。
 上記抽出塔92に供給された凝縮液はライン109から導入された水によって抽出処理される。抽出処理により得られた抽出液はライン107を通じて蒸留塔(第2脱アセトアルデヒド塔)93に供給して蒸留し、アセトアルデヒドに富むオーバーヘッド流(ライン112)と水に富む残液流(ライン113)とに分離する。そして、アセトアルデヒドに富むオーバーヘッド流をコンデンサ93aにて凝縮させ、凝縮液の一部を蒸留塔93の塔頂部に還流させ(ライン114)、凝縮液の他の部分は系外に排出する(ライン115)。
 また、第1脱アセトアルデヒド塔91の缶出液であるヨウ化メチルに富む残液流、抽出塔92で得られたヨウ化メチルに富むラフィネート(ライン108)、及び第2脱アセトアルデヒド塔93の缶出液である水に富む残液流は、それぞれ、ライン103,111,113を通じて反応槽1へリサイクルされるか、あるいはプロセスの適宜な箇所にリサイクルされ、再利用される。例えば、抽出塔92で得られたヨウ化メチルに富むラフィネートはライン110を通じて蒸留塔91にリサイクルすることができる。113の液は、通常、排水として外部に排出される。コンデンサ91a、93aで凝縮しなかったガス(ライン106,116)はスクラバーシステム8で吸収処理されるか、あるいは廃棄処分される。
 また、図7のフローにより上記水相をアセトアルデヒド分離除去工程にて処理する場合は、例えば、水相をライン101を通じて蒸留塔(第1脱アセトアルデヒド塔)91に供給して蒸留し、アセトアルデヒドに富むオーバーヘッド流(ライン102)と、水に富む残液流(ライン103)とに分離する。上記オーバーヘッド流をコンデンサ91aにて凝縮させ、凝縮液の一部を蒸留塔91の塔頂部に還流させ(ライン104)、凝縮液の他の部分を抽出塔92に供給する(ライン105)。
 上記抽出塔92に供給された凝縮液はライン109から導入された水によって抽出処理される。抽出処理により得られた抽出液はライン107を通じて蒸留塔(第2脱アセトアルデヒド塔)93に供給して蒸留し、アセトアルデヒドに富むオーバーヘッド流(ライン112)と水に富む残液流(ライン113)とに分離する。そして、アセトアルデヒドに富むオーバーヘッド流をコンデンサ93aにて凝縮させ、凝縮液の一部を蒸留塔93の塔頂部に還流させ(ライン114)、凝縮液の他の部分は系外に排出する(ライン115)。
 また、第1脱アセトアルデヒド塔91の缶出液である水に富む残液流、抽出塔92で得られたヨウ化メチルに富むラフィネート(ライン108)、及び第2脱アセトアルデヒド塔93の缶出液である水に富む残液流は、それぞれ、ライン103,111,113を通じて反応槽1へリサイクルされるか、あるいはプロセスの適宜な箇所にリサイクルされ、再利用される。例えば、抽出塔92で得られたヨウ化メチルに富むラフィネートはライン110を通じて蒸留塔91にリサイクルすることができる。113の液は、通常、排水として外部に排出される。コンデンサ91a、93aで凝縮しなかったガス(ライン106,116)はスクラバーシステム8で吸収処理されるか、あるいは廃棄処分される。
 上記の水、酢酸(AC)、ヨウ化メチル(MeI)、及びアセトアルデヒド(AD)を少なくとも含むプロセス流に由来するアセトアルデヒドは、上記方法のほか、抽出蒸留を利用して分離除去することもできる。例えば、上記プロセス流を分液させて得られた有機相及び/又は水相(仕込液)を蒸留塔(抽出蒸留塔)に供給するとともに、蒸留塔内のヨウ化メチル及びアセトアルデヒドが濃縮される濃縮域(例えば、塔頂から仕込液供給位置までの空間)に抽出溶媒(通常、水)を導入し、上記濃縮域から降下する液(抽出液)を側流(サイドカット流)として抜き取り、この側流を水相と有機相とに分液させ、上記水相を蒸留することによりアセトアルデヒドを系外に排出することができる。
 なお、蒸留塔内に比較的多くの水が存在する場合は、上記抽出溶媒を蒸留塔に導入することなく、上記濃縮域から降下する液を側流として抜き取ってもよい。例えば、この蒸留塔に上記濃縮域から降下する液(抽出液)を受けることのできるユニット(チムニートレイなど)を配設し、このユニットで受けた液(抽出液)を側流として抜き取ることができる。
 抽出溶媒の導入位置は上記仕込液の供給位置よりも上方が好ましく、より好ましくは塔頂付近である。側流の抜き取り位置は、塔の高さ方向において、抽出溶媒の導入位置よりも下方であって、上記仕込液の供給位置よりも上方が好ましい。この方法によれば、抽出溶媒(通常、水)によって、ヨウ化メチルとアセトアルデヒドの濃縮物からアセトアルデヒドを高濃度に抽出できるとともに、抽出溶媒の導入部位とサイドカット部位との間を抽出域として利用するので、少量の抽出溶媒によりアセトアルデヒドを効率よく抽出できる。そのため、例えば、抽出蒸留による抽出液を蒸留塔(抽出蒸留塔)の塔底部から抜き取る方法と比較して蒸留塔の段数を大幅に低減できるとともに、蒸気負荷も低減できる。また、少量の抽出溶媒を用いて、上記図5の脱アルデヒド蒸留と水抽出とを組み合わせる方法よりも、水抽出液中のアセトアルデヒドに対するヨウ化メチルの割合(MeI/AD比)を小さくできるので、ヨウ化メチルの系外へのロスを抑制できる条件でアセトアルデヒドを除去可能である。
 上記側流中のアセトアルデヒド濃度は、上記仕込液及び缶出液(塔底液)中のアセトアルデヒド濃度よりも格段に高い。また、上記側流中のヨウ化メチルに対するアセトアルデヒドの割合は、仕込液及び缶出液中のヨウ化メチルに対するアセトアルデヒドの割合よりも大きい。
 なお、上記側流を分液させて得られる有機相(ヨウ化メチル相)をこの蒸留塔にリサイクルしてもよい。この場合、上記側流を分液させて得られる有機相のリサイクル位置は、塔の高さ方向において上記側流抜き取り位置よりも下方が好ましく、上記仕込液の供給位置よりも上方が好ましい。
 また、上記プロセス流を分液させて得られた有機相を構成する成分(例えば、酢酸メチルなど)に対する混和性溶媒をこの蒸留塔(抽出蒸留塔)に導入してもよい。上記混和性溶媒として、例えば、酢酸、酢酸エチルなどが挙げられる。上記混和性溶媒の導入位置は、塔の高さ方向において、上記側流抜き取り位置よりも下方が好ましく、上記仕込液の供給位置よりも上方が好ましい。また、上記混和性溶媒の導入位置は、上記側流を分液させて得られる有機相をこの蒸留塔にリサイクルする場合はそのリサイクル位置よりも下方が好ましい。
 上記側流を分液させて得られる有機相を蒸留塔へリサイクルしたり、上記混和性溶媒を蒸留塔へ導入することにより、側流として抜き取られる抽出液中の酢酸メチル濃度を低下させることができ、上記抽出液を分液させて得られる水相中の酢酸メチル濃度を低減でき、もって水相へのヨウ化メチルの混入を抑制できる。
 上記蒸留塔(抽出蒸留塔)の理論段は、例えば1~100段、好ましくは2~50段、より好ましくは3~30段、さらに好ましくは5~20段であり、従来の脱アセトアルデヒドに用いる蒸留塔や抽出蒸留塔の80~100段と比較して、少ない段数で効率よくアセトアルデヒドを分離除去できる。
 抽出溶媒の流量と仕込液(プロセス流を分液させて得られた有機相及び/又は水相)の流量との質量割合(前者/後者)は、0.0001/100~100/100の範囲から選択してもよいが、通常、0.0001/100~20/100、好ましくは0.001/100~10/100、より好ましくは0.01/100~8/100、さらに好ましくは0.1/100~5/100である。
 上記蒸留塔(抽出蒸留塔)の塔頂温度は、例えば、15~120℃、好ましくは20~90℃、より好ましくは20~80℃、さらに好ましくは25~70℃である。塔頂圧力は、絶対圧力で、例えば0.1~0.5MPa程度である。上記蒸留塔(抽出蒸留塔)の他の条件は、従来の脱アセトアルデヒドに用いる蒸留塔や抽出蒸留塔と同様であってもよい。
 図8は上記の抽出蒸留を利用したアセトアルデヒド分離除去システムの一例を示す概略フロー図である。この例では、上記プロセス流を分液させて得られた有機相及び/又は水相(仕込液)を供給ライン201を通じて蒸留塔94の中段(塔頂と塔底との間の位置)に供給するとともに、塔頂付近より水をライン202を通じて導入し、蒸留塔94(抽出蒸留塔)内で抽出蒸留を行う。
 蒸留塔94の上記仕込液の供給位置より上方には、塔内のヨウ化メチル及びアセトアルデヒドが濃縮される濃縮域から降下する液(抽出液)を受けるためのチムニートレイ200が配設されている。この抽出蒸留においては、チムニートレイ200上の液を好ましくは全量抜き取り、ライン208を通じてデカンタ95に導入して分液させる。
 デカンタ95における水相(アセトアルデヒドを含む)をライン212を通じて冷却クーラー95aに導入して冷却し、水相に溶解していたヨウ化メチルを2相分離させ、デカンタ96にて分液させる。デカンタ96における水相をライン216を通じて蒸留塔97(脱アセトアルデヒド塔)に供給して蒸留し、塔頂の蒸気をライン217を通じてコンデンサ97aに導いて凝縮させ、凝縮液(主にアセトアルデヒド及びヨウ化メチル)の一部は蒸留塔97の塔頂に還流させ、残りは廃棄するか、あるいはライン220を通じて蒸留塔98(抽出蒸留塔)に供給する。
 蒸留塔98の塔頂付近から水をライン222を通じて導入し、抽出蒸留する。塔頂の蒸気はライン223を通じてコンデンサ98aに導いて凝縮させ、凝縮液(主にヨウ化メチル)の一部は塔頂部に還流させ、残りはライン226を通じて反応系にリサイクルするが、系外除去する場合もある。デカンタ95における有機相(ヨウ化メチル相)は、好ましくは全量をライン209,210を通じて蒸留塔94のチムニートレイ200の位置より下方にリサイクルする。デカンタ95の水相の一部、及びデカンタ96の有機相は、それぞれ、ライン213,210、ライン214,210を通じて蒸留塔94にリサイクルするが、リサイクルしない場合もある。デカンタ95の水相の一部は蒸留塔94における抽出溶媒(水)として利用してもよい。デカンタ96の水相の一部はライン210を通じて蒸留塔94にリサイクルしてもよい。
 場合により(例えば、上記仕込液中に酢酸メチルが含まれている場合など)、上記プロセス流を分液させて得られた有機相を構成する成分(例えば、酢酸メチルなど)に対する混和性溶媒(酢酸、酢酸エチル等)をライン215を通じて蒸留塔94に仕込み、蒸留効率を向上させることもできる。混和性溶媒の蒸留塔94への供給位置は上記仕込液供給部(ライン201の接続部)よりも上方で且つリサイクルライン210の接続部よりも下方である。蒸留塔94の缶出液は反応系にリサイクルする。
 蒸留塔94の塔頂の蒸気はライン203を通じてコンデンサ94aに導いて凝縮させ、凝縮液をデカンタ99で分液させ、有機相はライン206を通じて蒸留塔94の塔頂部に還流させ、水相はライン207を通じてデカンタ95に導く。
 蒸留塔97の缶出液(水が主成分)や蒸留塔98(抽出蒸留塔)の缶出液(少量のアセトアルデヒドを含む水)は、それぞれライン218,224を通じて系外除去するか、反応系にリサイクルする。コンデンサ94a、97a,98aで凝縮しなかったガス(ライン211,221,227)はスクラバーシステム8で吸収処理されるか、あるいは廃棄処分される。
 図9は上記の抽出蒸留を利用したアセトアルデヒド分離除去システムの他の例を示す概略フロー図である。この例では、蒸留塔94の塔頂の蒸気の凝縮液をホールドタンク100に導き、その全量をライン206を通じて蒸留塔94の塔頂部に還流する。これ以外は図8の例と同様である。
 図10は上記の抽出蒸留を利用したアセトアルデヒド分離除去システムのさらに他の例を示す概略フロー図である。この例では、チムニートレイ200上の液を全量抜き取り、ライン208を通じて、デカンタ95を経ることなく、直接冷却クーラー95aに導入して冷却し、デカンタ96に供給する。これ以外は図9の例と同様である。
 上記図6において、コンデンサ3aで生じるガス分は、例えば、一酸化炭素、水素、メタン、二酸化炭素、窒素、酸素、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、酢酸、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、及びギ酸などを含み、コンデンサ3aからライン32,15を通じてスクラバーシステム8へと供給される。スクラバーシステム8に至ったガス分中のヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、酢酸、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、及びギ酸などは、スクラバーシステム8にて吸収液に吸収される。本発明の吸収工程、第1吸収工程、又は第2吸収工程における吸収液としてメタノール又は酢酸メチルを含む吸収液を用いた場合、ヨウ化水素は吸収液中のメタノール又は酢酸メチルとの反応によってヨウ化メチルが生じる。そして、当該ヨウ化メチル等の有用成分を含有する液分(蒸留塔84塔頂からのオーバーヘッド流)がスクラバーシステム8からリサイクルライン48,23を通じて反応槽1へとリサイクルされて再利用することができる。
 蒸留塔3の塔底部から抜き取られる缶出液は、酢酸よりも沸点の高い成分(高沸点成分)を蒸留塔3からのオーバーヘッド流及び側流と比較して多く含み、例えば、プロピオン酸、並びに、飛沫同伴の上述の触媒や助触媒を含む。この缶出液には、酢酸、ヨウ化メチル、酢酸メチル、及び水なども含まれる。本実施形態では、このような缶出液の一部は、ライン25,26を通じて蒸発槽2へと連続的に導入されてリサイクルされ、缶出液の他の一部は、ライン25,23を通じて反応槽1へと連続的に導入されてリサイクルされる。
 蒸留塔3から側流として連続的に抜き取られる第1酢酸流は、蒸留塔3に連続的に導入される蒸気流よりも酢酸が富化されている。すなわち、第1酢酸流の酢酸濃度は上記蒸気流の酢酸濃度よりも高い。第1酢酸流の酢酸濃度は、例えば90~99.9質量%、好ましくは93~99質量%である。また、第1酢酸流は、酢酸に加えて、例えば、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、ギ酸、及びプロピオン酸、並びに、ヨウ化エチル、ヨウ化プロピル、ヨウ化ブチル、ヨウ化ヘキシル、及びヨウ化デシルなどのヨウ化アルキルなどを含む。
 なお、蒸留塔3に対するライン27の連結位置は、蒸留塔3の高さ方向において、図示されているように、蒸留塔3に対するライン21の連結位置より上方であってもよいが、蒸留塔3に対するライン21の連結位置より下方であってもよいし、蒸留塔3に対するライン21の連結位置と同じであってもよい。蒸留塔3からの第1酢酸流は、所定の流量で連続的に、ライン27を通じて次の蒸留塔5へと導入される。なお、蒸留塔3の側流として抜き取られる第1酢酸流や、蒸留塔3の塔底液あるいは蒸留塔3の塔底部の蒸気の凝縮液は、蒸留塔5(脱水工程)を経ずにそのまま後述する蒸留塔6に連続的に導入することもできる。
 ライン27を通流する第1酢酸流に、ライン55(水酸化カリウム導入ライン)を通じて、水酸化カリウムを供給ないし添加することができる。水酸化カリウムは、例えば水溶液等の溶液として供給ないし添加できる。第1酢酸流に対する水酸化カリウムの供給ないし添加によって第1酢酸流中のヨウ化水素を減少できる。具体的には、ヨウ化水素は水酸化カリウムと反応してヨウ化カリウムと水が生じる。そのことによって、ヨウ化水素に起因する蒸留塔等の装置の腐食を低減できる。なお、水酸化カリウムは本プロセスにおいてヨウ化水素が存在する適宜な場所に供給ないし添加することができる。なお、プロセス中に添加された水酸化カリウムは酢酸とも反応して酢酸カリウムを生じさせる。
 蒸留塔5は、第2蒸留工程を行うためのユニットであり、本実施形態ではいわゆる脱水塔に位置付けられる。第2蒸留工程は、蒸留塔5に連続的に導入される第1酢酸流を蒸留処理して酢酸を更に精製するための工程である。
 蒸留塔5は、例えば、棚段塔及び充填塔などの精留塔よりなる。蒸留塔5として棚段塔を採用する場合、その理論段は例えば5~50段であり、還流比は理論段数に応じて例えば0.2~3000である。第2蒸留工程にある蒸留塔5の内部において、塔頂圧力は例えば150~250kPaGに設定され、塔底圧力は、塔頂圧力より高く、例えば160~290kPaGに設定される。第2蒸留工程にある蒸留塔5の内部において、塔頂温度は、例えば、設定塔頂圧力での水の沸点より高く且つ酢酸の沸点より低い温度であって130~160℃に設定され、塔底温度は、例えば、設定塔底圧力での酢酸の沸点以上の温度であって150~175℃に設定される。
 蒸留塔5の塔頂部からは、オーバーヘッド流としての蒸気がライン33に連続的に抜き取られる。蒸留塔5の塔底部からは、缶出液がライン34に連続的に抜き取られる。5bはリボイラーである。蒸留塔5における塔頂部と塔底部との間の高さ位置から、側流(液体又は気体)がライン34に連続的に抜き取られてもよい。
 蒸留塔5の塔頂部から抜き取られる蒸気は、酢酸よりも沸点の低い成分(低沸点成分)を蒸留塔5からの上記の缶出液と比較して多く含み、例えば、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、酢酸、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、及びギ酸などを含む。このような蒸気は、ライン33を通じてコンデンサ5aへと連続的に導入される。
 コンデンサ5aは、蒸留塔5からの蒸気を、冷却して部分的に凝縮させることによって凝縮分とガス分とに分ける。凝縮分は、例えば水及び酢酸などを含む。凝縮分の一部は、コンデンサ5aからライン35を通じて蒸留塔5へと連続的に還流される。凝縮分の他の一部は、コンデンサ5aからライン35,36,23を通じて反応槽1へと連続的に導入され、リサイクルされる。また、コンデンサ5aで生じるガス分は、例えば一酸化炭素、水素、メタン、二酸化炭素、窒素、酸素、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、酢酸、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、及びギ酸などを含み、コンデンサ5aからライン37,15を通じてスクラバーシステム8へと供給される。なお、上述したように、コンデンサ5aからのガス分はライン15に合流せずにスクラバーシステム8に供給されてもよい。スクラバーシステム8に至ったガス分中のヨウ化水素は、スクラバーシステム8にて吸収液に吸収され、吸収液中のヨウ化水素とメタノール又は酢酸メチルとの反応によってヨウ化メチルが生じ、そして、当該ヨウ化メチル等の有用成分を含有する液分(蒸留塔84塔頂からのオーバーヘッド流)がスクラバーシステム8からリサイクルライン48,23を通じて反応槽1へとリサイクルされて再利用される。
 蒸留塔5の塔底部から抜き取られる缶出液(あるいは側流)は、酢酸よりも沸点の高い成分(高沸点成分)を蒸留塔5からの上記のオーバーヘッド流と比較して多く含み、例えば、無水酢酸、プロピオン酸、酢酸塩、及びヨウ化カリウムや腐食金属等由来のヨウ化金属塩等のヨウ化物塩、並びに、飛沫同伴の上述の触媒や助触媒などを含む。上記酢酸塩は、例えば、ライン27等に水酸化カリウム等のアルカリを供給した場合に形成される酢酸カリウムなどの酢酸金属塩が挙げられる。また、この酢酸製造装置の構成部材の内壁で生じて遊離した金属などの腐食金属等と酢酸とで形成される酢酸金属塩も挙げられる。上記ヨウ化物塩は、例えば、ライン27等に水酸化カリウム等のアルカリを供給した場合に形成されるヨウ化カリウムが挙げられる。この缶出液には酢酸も含まれうる。このような缶出液は、ライン34を通じて、第2酢酸流をなして次の蒸留塔6に連続的に導入されることとなる。また、蒸留塔5の塔底部から抜き取られる缶出液(あるいは側流)は、上記腐食金属等、及び腐食性ヨウ素に由来するヨウ素と当該腐食金属等との化合物(ヨウ化物塩)も含む。このような缶出液は、本実施形態では酢酸製造装置外に排出される。
 第2酢酸流は、蒸留塔5に連続的に導入される第1酢酸流よりも酢酸が富化されている。すなわち、第2酢酸流の酢酸濃度は第1酢酸流の酢酸濃度よりも高い。第2酢酸流の酢酸濃度は、第1酢酸流の酢酸濃度より高い限りにおいて、例えば99.1~99.99質量%である。また、第2酢酸流は、上記のように、酢酸に加えて、例えば、プロピオン酸、ヨウ化水素などを含みうる。本実施形態では、側流を抜き取る場合、蒸留塔5からの側流の抜き取り位置は、蒸留塔5の高さ方向において、蒸留塔5への第1酢酸流の導入位置よりも低い。
 ライン34を通流する第2酢酸流に、ライン56(水酸化カリウム導入ライン)を通じて、水酸化カリウムを供給ないし添加することができる。水酸化カリウムは、例えば水溶液等の溶液として供給ないし添加できる。第2酢酸流に対する水酸化カリウムの供給ないし添加によって第2酢酸流中のヨウ化水素を減少できる。具体的には、ヨウ化水素は水酸化カリウムと反応してヨウ化カリウムと水が生じる。そのことによって、ヨウ化水素に起因する蒸留塔等の装置の腐食を低減できる。
 蒸留塔6は、第3蒸留工程を行うためのユニットであり、本実施形態ではいわゆる脱高沸塔に位置付けられる。第3蒸留工程は、蒸留塔6に連続的に導入される第2酢酸流を精製処理して酢酸を更に精製するための工程である。
 蒸留塔6は、例えば、棚段塔及び充填塔などの精留塔よりなる。蒸留塔6として棚段塔を採用する場合、その理論段は例えば5~50段であり、還流比は理論段数に応じて例えば0.2~3000である。第3蒸留工程にある蒸留塔6の内部において、塔頂圧力は例えば-100~150kPaGに設定され、塔底圧力は、塔頂圧力より高く、例えば-90~180kPaGに設定される。第3蒸留工程にある蒸留塔6の内部において、塔頂温度は、例えば、設定塔頂圧力での水の沸点より高く且つ酢酸の沸点より低い温度であって50~150℃に設定され、塔底温度は、例えば、設定塔底圧力での酢酸の沸点より高い温度であって70~160℃に設定される。
 蒸留塔6の塔頂部からは、オーバーヘッド流としての蒸気がライン38に連続的に抜き取られる。蒸留塔6の塔底部からは、缶出液がライン39に連続的に抜き取られる。6bはリボイラーである。蒸留塔6における塔頂部と塔底部との間の高さ位置からは、側流(液体又は気体)がライン46に連続的に抜き取られる。蒸留塔6の高さ方向において、蒸留塔6に対するライン46の連結位置は、図示されているように、蒸留塔6に対するライン34の連結位置より上方であってもよいが、蒸留塔6に対するライン34の連結位置より下方であってもよいし、蒸留塔6に対するライン34の連結位置と同じであってもよい。
 蒸留塔6の塔頂部から抜き取られる蒸気は、酢酸よりも沸点の低い成分(低沸点成分)を蒸留塔6からの上記の缶出液と比較して多く含み、酢酸のほか、例えば、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、ジメチルエーテル、メタノール、及びギ酸などを含む。このような蒸気は、ライン38を通じてコンデンサ6aへと連続的に導入される。
 コンデンサ6aは、蒸留塔6からの蒸気を、冷却して部分的に凝縮させることによって凝縮分とガス分とに分ける。凝縮分は、酢酸のほか、例えば、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、ジメチルエーテル、メタノール、及びギ酸などを含む。凝縮分の少なくとも一部については、コンデンサ6aからライン40を通じて蒸留塔6へと連続的に還流される。凝縮分の一部(留出分)については、コンデンサ6aからライン40,41,42を通じて、蒸留塔5へと導入される前のライン27中の第1酢酸流へとリサイクルすることが可能である。これと共に或はこれに代えて、凝縮分の一部(留出分)については、コンデンサ6aからライン40,41,43を通じて、蒸留塔3へと導入される前のライン21中の蒸気流へとリサイクルすることが可能である。
 また、凝縮分の一部(留出分)については、コンデンサ6aからライン40,44,23を通じて、反応槽1へリサイクルしてもよい。さらに、コンデンサ6aからの留出分の一部については、上述したように、スクラバーシステム8へと供給して当該システム内で吸収液として使用することが可能である。スクラバーシステム8では、有用分を吸収した後のガス分は装置外に排出され、そして、有用成分を含む液分(蒸留塔84塔頂からのオーバーヘッド流)がスクラバーシステム8からリサイクルライン48,23を通じて反応槽1へと導入ないしリサイクルされて再利用される。加えて、コンデンサ6aからの留出分の一部については、装置内で稼働する各種ポンプ(図示略)へと図外のラインを通じて導いて当該ポンプのシール液として使用してもよい。更に加えて、コンデンサ6aからの留出分の一部については、ライン40に付設される抜き取りラインを通じて、定常的に装置外へ抜き取ってもよいし、非定常的に必要時において装置外へ抜き取ってもよい。
 凝縮分の一部(留出分)が蒸留塔6での蒸留処理系から除かれる場合、その留出分の量(留出量)は、コンデンサ6aで生じる凝縮液の例えば0.01~30質量%であり、好ましくは0.1~10質量%、より好ましくは0.3~5質量%、より好ましくは0.5~3質量%である。一方、コンデンサ6aで生じるガス分は、例えば、一酸化炭素、水素、メタン、二酸化炭素、窒素、酸素、ヨウ化メチル、ヨウ化水素、水、酢酸メチル、酢酸、ジメチルエーテル、メタノール、アセトアルデヒド、及びギ酸などを含み、コンデンサ6aからライン45,15を通じてスクラバーシステム8へと供給される。なお、上述したように、コンデンサ6aからのガス分はライン15に合流せずにスクラバーシステム8に供給されてもよい。
 蒸留塔6の塔底部からライン39を通じて抜き取られる缶出液は、酢酸よりも沸点の高い成分(高沸点成分)を蒸留塔6からのオーバーヘッド流と比較して多く含み、例えば酢酸塩、無水酢酸、プロピオン酸などを含む。上記酢酸塩は、例えば、ライン34等に水酸化カリウム等のアルカリを供給した場合に形成される酢酸カリウムが挙げられる。また、この酢酸製造装置の構成部材の内壁で生じて遊離した金属などの腐食金属等と酢酸とで形成される酢酸金属塩も挙げられる。蒸留塔6の塔底部からライン39を通じて抜き取られる缶出液は、さらに、上記腐食金属等、及び腐食性ヨウ素に由来するヨウ素と当該腐食金属等との化合物も含む。このような缶出液は、本実施形態では酢酸製造装置外に排出される。
 蒸留塔6からライン46に連続的に抜き取られる側流は、第3酢酸流として、次のイオン交換樹脂塔7に連続的に導入されることとなる。この第3酢酸流は、蒸留塔6に連続的に導入される第2酢酸流よりも酢酸が富化されている。すなわち、第3酢酸流の酢酸濃度は第2酢酸流の酢酸濃度よりも高い。第3酢酸流の酢酸濃度は、第2酢酸流の酢酸濃度より高い限りにおいて、例えば99.8~99.999質量%である。本実施形態では、蒸留塔6からの側流の抜き取り位置は、蒸留塔6の高さ方向において、蒸留塔6への第2酢酸流の導入位置よりも高い。他の実施形態では、蒸留塔6からの側流の抜き取り位置は、蒸留塔6の高さ方向において、蒸留塔6への第2酢酸流の導入位置と同じかそれよりも低い。なお、蒸留塔6は、単蒸留器(蒸発器)でも代用可能であり、また、蒸留塔5で不純物除去を充分に行えば、蒸留塔6は省略できる。
 イオン交換樹脂塔7は、吸着除去工程を行うための精製ユニットである。この吸着除去工程は、イオン交換樹脂塔7に連続的に導入される第3酢酸流に微量含まれる主にヨウ化アルキル(例えば、ヨウ化エチル、ヨウ化プロピル、ヨウ化ブチル、ヨウ化ヘキシル、ヨウ化デシルなど)を吸着除去して酢酸を更に精製するための工程である。
 イオン交換樹脂塔7においては、ヨウ化アルキルに対する吸着能を有するイオン交換樹脂が塔内に充填されてイオン交換樹脂床をなす。そのようなイオン交換樹脂としては、例えば、交換基であるスルホン酸基、カルボキシル基、ホスホン酸基等における脱離性のプロトンの一部が銀や銅などの金属で置換された陽イオン交換樹脂が挙げられる。吸着除去工程では、例えばこのようなイオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂塔7の内部を第3酢酸流(液体)が通流し、その通流過程において、第3酢酸流中のヨウ化アルキル等の不純物がイオン交換樹脂に吸着されて第3酢酸流から除去される。吸着除去工程にあるイオン交換樹脂塔7において、内部温度は例えば18~100℃であり、酢酸流の通液速度[樹脂容積1m3当たりの酢酸処理量(m3/h)]は、例えば3~15m3/h・m3(樹脂容積)である。
 イオン交換樹脂塔7の下端部からライン47へと第4酢酸流が連続的に導出される。第4酢酸流の酢酸濃度は第3酢酸流の酢酸濃度よりも高い。すなわち、第4酢酸流は、イオン交換樹脂塔7に連続的に導入される第3酢酸流よりも酢酸が富化されている。第4酢酸流の酢酸濃度は、第3酢酸流の酢酸濃度より高い限りにおいて例えば99.9~99.999質量%又はそれ以上である。本製造方法においては、この第4酢酸流を図外の製品タンクに貯留することができる。
 この酢酸製造装置においては、イオン交換樹脂塔7からの上記の第4酢酸流を更に精製するための精製ユニットとして、蒸留塔であるいわゆる製品塔ないし仕上塔が設けられてもよい。そのような製品塔が設けられる場合、当該製品塔は、例えば、棚段塔及び充填塔などの精留塔よりなる。製品塔として棚段塔を採用する場合、その理論段は例えば5~50段であり、還流比は理論段数に応じて例えば0.5~3000である。精製工程にある製品塔の内部において、塔頂圧力は例えば-195~150kPaGに設定され、塔底圧力は、塔頂圧力より高く、例えば-190~180kPaGに設定される。製品塔の内部において、塔頂温度は、例えば、設定塔頂圧力での水の沸点より高く且つ酢酸の沸点より低い温度であって50~150℃に設定され、塔底温度は、例えば、設定塔底圧力での酢酸の沸点より高い温度であって70~160℃に設定される。なお、製品塔ないし仕上塔は、単蒸留器(蒸発器)でも代用可能である。
 製品塔を設ける場合、イオン交換樹脂塔7からの第4酢酸流(液体)の全部または一部が、製品塔に対して連続的に導入される。そのような製品塔の塔頂部からは、微量の低沸点成分(例えば、ヨウ化メチル、水、酢酸メチル、ジメチルエーテル、クロトンアルデヒド、アセトアルデヒド、及びギ酸など)を含むオーバーヘッド流としての蒸気が連続的に抜き取られる。この蒸気は、所定のコンデンサにて凝縮分とガス分とに分けられる。
 凝縮分の一部は製品塔へと連続的に還流され、凝縮分の他の一部は反応槽1へとリサイクルされるか、系外に廃棄されるか、あるいはその両方であってもよく、ガス分はスクラバーシステム8へと供給される。製品塔の塔底部からは、微量の高沸点成分を含む缶出液が連続的に抜き取られ、この缶出液は、例えば蒸留塔6へ導入される前のライン34中の第2酢酸流へとリサイクルされる。製品塔における塔頂部と塔底部との間の高さ位置からは、側流(液体)が第5酢酸流として連続的に抜き取られる。製品塔からの側流の抜き取り位置は、製品塔の高さ方向において、例えば、製品塔への第4酢酸流の導入位置よりも低い。
 第5酢酸流は、製品塔に連続的に導入される第4酢酸流よりも酢酸が富化されている。すなわち、第5酢酸流の酢酸濃度は第4酢酸流の酢酸濃度よりも高い。第5酢酸流の酢酸濃度は、第4酢酸流の酢酸濃度より高い限りにおいて例えば99.9~99.999質量%又はそれ以上である。この第5酢酸流は、例えば、図外の製品タンクに貯留される。なお、イオン交換樹脂塔7は、蒸留塔6の下流に設置する代わりに(又はそれに加えて)、製品塔の下流に設置し、製品塔出の酢酸流を処理してもよい。
 以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、%、ppm、ppbはすべて質量基準である。また、ヨウ化水素濃度は、減算法により求めた値である。
 比較例1
 図11(a)に示すスクラバーシステムを用いて実験を行った。高圧仕込ガス(1)及び低圧仕込ガス(5)を、それぞれ、高圧吸収塔A(段数;理論段5段)及び低圧吸収塔B(段数;理論段5段)に仕込み、両吸収塔の塔頂から吸収剤としての循環酢酸を導入して、分散板で吸収塔上部から酢酸を散布させ、ヨウ素化合物を含む凝縮性ガスを吸収させ、吸収工程を行い、吸収塔缶出から吸収液を抜き取った。高圧吸収塔A塔頂からの高圧オフガス(3)及び低圧吸収塔B塔頂からの低圧オフガス(7)は合流して系外排出させた。高圧吸収塔A缶出液(4)と低圧吸収塔B缶出液(8)を合流させて得た仕込液(9)を、放散工程を行う蒸留塔C(段数;理論段5段)の中央部(上理論段2.5段、下理論段2.5段)に仕込み、蒸留塔Cで蒸気加熱して、酢酸以外の低沸成分を塔頂に濃縮してオーバーヘッド流(10)を得、これを還流比(還流量/留出量)1で留出させ反応槽にリサイクルした。蒸留塔C缶出から放散後の酢酸(11)を抜き取り、冷却し、新しい酢酸(12)を補給後、循環して高圧吸収塔及び低圧吸収塔の吸収液(2)、(6)として使用した。なお、2本の吸収塔及び蒸留塔には、それぞれ、スルーザーケムテック社製の規則充填物「メラパック250X」を使用した。本実験では蒸留塔缶出液の系外への抜き取りは行わなかった。蒸留塔缶出液中のヨウ化水素濃度は15質量ppmであった。上記(1)~(11)における流量及び各種成分の濃度を表1に示す。
 なお、各表に示す「AD」はアセトアルデヒド、「MeI」はヨウ化メチル、「MA」は酢酸メチル、「AC」は酢酸、「PA」はプロピオン酸をそれぞれ示す。また、表中の「-」は、その成分について濃度測定を行わなかったことを示す。なお、「その他」には、各表に示す濃度測定を行わなかった成分や、メタノール、ジメチルエーテル、プロピオン酸、クロトンアルデヒド等の過マンガン酸カリウム試験値(過マンガン酸タイム)を悪化させる物質、有機ヨウ素化合物などが含まれる場合がある。
 蒸留塔C塔底液中に金属製テストピースを入れ、147℃で上記実験を連続して500時間実施し、実験終了後、テストピースを取り出して質量変化により厚みの年間減速速度として腐食性を評価した。テストピースは、ジルコニウム(Zr)、ニッケル基合金であるハステロイC(小田鋼機株式会社製「HC276」)、ステンレス鋼であるSUS316(ウメトク株式会社製「SUS316」)、及びステンレス鋼であるSUS304(ウメトク株式会社製「SUS304」)の各種材質テストピース(サイズ:36mm×25mm×2.5mm)を使用した。表5に示すように、完全耐食を示す0.05mm/Y未満はジルコニウムのみであり、ハステロイ以下の低級材質は使用できないことが分かる。なお、実験中、低温領域の高圧吸収塔A及び低圧吸収塔Bの塔底にも、上記テストピースに加え、同サイズのSUS304(ウメトク株式会社製)を使用して評価したが、いずれも完全耐食を示す0.05mm/Y未満であり、問題なかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 比較例2
 図11(b)に示すスクラバーシステムを用いて実験を行った。高圧仕込ガス(1)及び低圧仕込ガス(5)を、それぞれ、高圧吸収塔A(段数;理論段5段)及び低圧吸収塔B(段数;理論段5段)に仕込み、両吸収塔の塔頂から循環水を導入して、分散板で吸収塔上部から水を散布させ、ヨウ素化合物を含む凝縮性ガスを吸収させ、第1吸収工程を行い、吸収塔缶出から吸収液(4),(8)を抜き取った。抜き取られた両吸収塔缶出からの吸収液(4),(8)を合流させた後に当該吸収液から一部を抜き取り(9)、脱低沸塔からのオーバーヘッド流凝縮液を貯留するためのデカンタを経由して反応槽にリサイクルした。高圧吸収塔A塔頂からの高圧オフガス(3)及び低圧吸収塔B塔頂からの低圧オフガス(7)を合流させて低圧吸収塔D(段数;理論段5段)底部に仕込み(12)、低圧吸収塔Dの塔頂から循環酢酸を導入して、分散板で吸収塔上部から散布させ、ヨウ素化合物を含む凝縮性ガスを吸収させ、第2吸収工程を行い、吸収塔缶出から吸収液(15)を抜き取った。低圧吸収塔D缶出液(15)を、放散工程を行う蒸留塔C(段数;理論段5段)の中央部(上理論段2.5段、下理論段2.5段)に仕込み、蒸留塔で蒸気加熱して、酢酸以外の低沸成分を塔頂に濃縮してオーバーヘッド流(16)を得、これを還流比(還流量/留出量)5で留出させ反応槽にリサイクルした。蒸留塔缶出から放散後の主に酢酸を含む溶液(17)を抜き取り、冷却し、新しい酢酸(19)を補給後、循環して低圧吸収塔Dの吸収液(13)として使用した。溶液(17)の系外排出(18)は行わなかった。なお、3本の吸収塔及び蒸留塔には、それぞれ、スルーザーケムテック社製の規則充填物「メラパック250X」を使用した。本実験では蒸留塔C缶出液の系外への抜き取りは行わなかった。蒸留塔缶出液中のヨウ化水素濃度は検出限界未満であった。上記(1)~(9)及び(11)~(17)における流量及び各種成分の濃度を表2に示す。
 蒸留塔C塔底液中に金属製テストピースを入れ、147℃で上記実験を連続して500時間実施し、実験終了後、テストピースを取り出して質量変化により厚みの年間減速速度として腐食性を評価した。用いたテストピースは比較例1と同じである。表5に示すように、ジルコニウム、HC276で完全耐食を示す0.05mm/Y未満となるが、SUS等の低級材質は、0.11mm/Y(SUS316)、0.21mm/Y(SUS304)で、実施例1の0.04mm/Y(SUS316)、0.05mm/Y(SUS304)より腐食が進行し、完全耐食の指標である0.05mm/Yを超え、腐食が進むことがわかる。部分腐食については、比較例2は発生しなかったため、比較例1の部分腐食有りと比較すると、良い結果となった。なお、実験中、低温領域の高圧吸収塔A及び低圧吸収塔Bの塔底にも、上記テストピースに加え、同サイズのSUS304(ウメトク株式会社製)を使用して評価したが、いずれも完全耐食を示す0.05mm/Y未満であり、問題なかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 比較例3
 高圧吸収塔Aでの吸収工程を行わなかったこと以外は比較例2と同様にして実験を行った。上記(5)~(9)及び(11)~(17)における流量及び各種成分の濃度を表3に示す。
 蒸留塔C塔底液中に金属製テストピースを入れ、147℃で上記実験を連続して500時間実施し、実験終了後、テストピースを取り出して質量変化により厚みの年間減速速度として腐食性を評価した。用いたテストピースは比較例1と同じである。表5に示すように、ジルコニウム、HC276で完全耐食を示す0.05mm/Y未満となるが、SUS等の低級材質は、0.12mm/Y(SUS316)、0.25mm/Y(SUS304)で、実施例1の0.04mm/Y(SUS316)、0.05mm/Y(SUS304)より腐食が進行し、完全耐食の指標である0.05mm/Yを超え、腐食が進むことがわかる。部分腐食については、比較例3は発生しなかったため、比較例1の部分腐食有りと比較すると、良い結果となった。なお、実験中、低温領域の高圧吸収塔A及び低圧吸収塔Bの塔底にも、上記テストピースに加え、同サイズのSUS304(ウメトク株式会社製)を使用して評価したが、いずれも完全耐食を示す0.05mm/Y未満であり、問題なかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 実施例1
 図11(b)に示すスクラバーシステムを用いて実験を行った。高圧仕込ガス(1)及び低圧仕込ガス(5)を、それぞれ、高圧吸収塔A(段数;理論段5段)及び低圧吸収塔B(段数;理論段5段)に仕込み、両吸収塔の塔頂から循環水を導入して、分散板で吸収塔上部から水を散布させ、ヨウ素化合物を含む凝縮性ガスを吸収させ、第1吸収工程を行い、吸収塔缶出から吸収液(4),(8)を抜き取った。抜き取られた両吸収塔缶出からの吸収液(4),(8)を合流させた後に当該吸収液から一部を抜き取り(9)、脱低沸塔からのオーバーヘッド流凝縮液を貯留するためのデカンタを経由して反応槽にリサイクルした。高圧吸収塔A塔頂からの高圧オフガス(3)及び低圧吸収塔B塔頂からの低圧オフガス(7)を合流させて低圧吸収塔D(段数;理論段5段)底部に仕込み(12)、低圧吸収塔Dの塔頂から循環ヘプタンを導入して、分散板で吸収塔上部から散布させ、ヨウ素化合物を含む凝縮性ガスを吸収させ、第2吸収工程を行い、吸収塔缶出から吸収液(15)を抜き取った。低圧吸収塔D缶出液(15)を、放散工程を行う蒸留塔C(段数;理論段5段)の中央部(上理論段2.5段、下理論段2.5段)に仕込み、蒸留塔で蒸気加熱して、ヘプタン以外の低沸成分を塔頂に濃縮してオーバーヘッド流(16)を得、これを還流比(還流量/留出量)7で留出させ反応槽にリサイクルした。蒸留塔缶出から放散後の主にヘプタンを含む溶液(17)を抜き取り、冷却し、溶液(17)の一部を系外排出し(18)、新しいヘプタン(19)を補給後、循環して低圧吸収塔Dの吸収液(13)として使用した。なお、3本の吸収塔及び蒸留塔には、それぞれ、スルーザーケムテック社製の規則充填物「メラパック250X」を使用した。本実験では蒸留塔C缶出液の系外への抜き取りは行わなかった。蒸留塔缶出液中のヨウ化水素濃度は検出限界未満であった。上記(1)~(9)及び(11)~(17)における流量及び各種成分の濃度を表4に示す。
 蒸留塔C塔底液中に金属製テストピースを入れ、133℃で上記実験を連続して500時間実施し、実験終了後、テストピースを取り出して質量変化により厚みの年間減速速度として腐食性を評価した。用いたテストピースは比較例1と同じである。表5に示すように、ジルコニウム、HC276、SUS316で完全耐食を示す0.05mm/Y未満となり、SUS304でも0.05mm/Yとなり、本発明の効果によってSUS系の低級材質を使用できることを確認した。なお、実験中、低温領域の高圧吸収塔A及び低圧吸収塔Bの塔底にも、上記テストピースに加え、同サイズのSUS304(ウメトク株式会社製)を使用して評価したが、いずれも完全耐食を示す0.05mm/Y未満であり、問題なかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 なお、一般的には、Zr>HB2>HC>SUSの順で価格が低下する。このことを考慮すると、材質の肉厚、更新頻度等により影響されるものの、腐食速度に基づいて、以下のような目安で、材質を選定することができる。但し、あくまで目安であり、材質の初期肉厚や更新頻度により左右される。
腐食速度0.05mm/Y以下:使用に適している
腐食速度0.05mm/Y超0.1mm/Y以下:使用可能なレベル
腐食速度0.1mm/Y超0.2mm/Y以下:条件によっては使用可能
腐食速度0.2mm/Y超:使用には適さない
 本発明の酢酸の製造方法によれば、メタノール法カルボニル化プロセス(メタノール法酢酸プロセス)により酢酸を工業的に製造することができる。
 1 反応槽
 2 蒸発槽
 3,5,6 蒸留塔
 4 デカンタ
 7 イオン交換樹脂塔
 8 スクラバーシステム
 9 アセトアルデヒド分離除去システム
 16 反応混合物供給ライン
 17 蒸気流排出ライン
 18,19 残液流リサイクルライン
 54 一酸化炭素含有ガス導入ライン
 55,56 水酸化カリウム導入ライン
 57 触媒循環ポンプ
 81,82,83 吸収塔
 84 蒸留塔(放散塔)
 91 蒸留塔(第1脱アセトアルデヒド塔)
 92 抽出塔
 93 蒸留塔(第2脱アセトアルデヒド塔)
 94 蒸留塔(抽出蒸留塔)
 95 デカンタ
 96 デカンタ
 97 蒸留塔(脱アセトアルデヒド塔)
 98 蒸留塔(抽出蒸留塔)
 99 デカンタ
 200 チムニートレイ

Claims (15)

  1.  酢酸の製造プロセスにおいて、プロセス内で発生するオフガスの少なくとも一部を吸収塔に供給し、炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含む吸収剤と接触させて前記オフガス中のヨウ素化合物を前記吸収剤に吸収させ、前記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減されたガス分と前記吸収剤及びヨウ素化合物を含む溶液とに分離する吸収工程を備えた酢酸の製造方法。
  2.  金属触媒及びヨウ化メチルを含む触媒系、並びに、酢酸、酢酸メチル、水の存在下、メタノールと一酸化炭素とを反応槽で反応させて酢酸を生成させるカルボニル化反応工程と、
     前記カルボニル化反応工程で得られた反応混合物を、1以上の蒸発槽及び/又は蒸留塔を用いて、金属触媒を含む流れと、酢酸に富む酢酸流と、前記酢酸流よりも低沸成分に富む流れとに分離する分離工程と、
     を備えた酢酸の製造方法であって、
     さらに、前記低沸成分に富む流れを凝縮して得られる凝縮液の少なくとも一部から、1以上の蒸留塔を用いてアセトアルデヒドを分離するアセトアルデヒド分離除去システムを備えていてもよく、
     前記反応槽からの排出ガス、前記蒸発槽からの排出ガス、前記分離工程における蒸留塔からの排出ガス、及び前記アセトアルデヒド分離除去システムにおける蒸留塔からの排出ガスからなる群より選択される1以上のオフガスを吸収塔に供給し、炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含む吸収剤と接触させて前記オフガス中のヨウ素化合物を前記吸収剤に吸収させ、前記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減されたガス分と前記吸収剤及びヨウ素化合物を含む溶液とに分離する吸収工程を備えた酢酸の製造方法。
  3.  金属触媒及びヨウ化メチルを含む触媒系、並びに、酢酸、酢酸メチル、水の存在下、メタノールと一酸化炭素とを反応槽で反応させて酢酸を生成させるカルボニル化反応工程と、
     前記カルボニル化反応工程で得られた反応混合物を蒸発槽において蒸気流と残液流とに分離する蒸発工程と、
     前記蒸気流を蒸留に付して、低沸成分に富むオーバーヘッド流と、酢酸に富む第1酢酸流とに分離する脱低沸工程と、
     前記第1酢酸流を蒸留に付して、水に富むオーバーヘッド流と第1酢酸流よりも酢酸に富む第2酢酸流とに分離する脱水工程と、
     を備えた酢酸の製造方法であって、
     さらに、前記第2酢酸流を蒸留して、高沸成分に富む缶出流と、蒸留に付す前の酢酸流よりも酢酸が富化された第3酢酸流とに分離する脱高沸工程、及び/又は、
     前記低沸成分に富む流れを凝縮して得られる凝縮液の少なくとも一部から、1以上の蒸留塔を用いてアセトアルデヒドを分離するアセトアルデヒド分離除去システム
    を備えていてもよく、
     前記反応槽からの排出ガス、前記蒸発槽からの排出ガス、前記脱低沸工程における蒸留塔からの排出ガス、前記脱水工程における蒸留塔からの排出ガス、前記脱高沸工程における蒸留塔からの排出ガス、及び前記アセトアルデヒド分離除去システムにおける蒸留塔からの排出ガスからなる群より選択される1以上のオフガスを吸収塔に供給し、炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含む吸収剤と接触させて前記オフガス中のヨウ素化合物を前記吸収剤に吸収させ、前記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減されたガス分と前記吸収剤及びヨウ素化合物を含む溶液とに分離する吸収工程を備えた酢酸の製造方法。
  4.  前記吸収剤中の炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体の濃度が10質量ppm以上である請求項1~3のいずれか1項に記載の酢酸の製造方法。
  5.  前記吸収剤が炭化水素を含む請求項1~4のいずれか1項に記載の酢酸の製造方法。
  6.  酢酸の製造プロセスにおいて、プロセス内で発生するオフガスの少なくとも一部を吸収塔に供給し、第1吸収剤と接触させて前記オフガス中のヨウ素化合物を前記第1吸収剤に吸収させ、前記オフガスよりもヨウ素化合物濃度が低減された第1ガス分と前記第1吸収剤及びヨウ素化合物を含む第1溶液とに分離する第1吸収工程と、
     前記第1ガス分を、吸収塔において、前記第1吸収剤とは組成の異なる第2吸収剤と接触させて前記第1ガス分中のヨウ素化合物を前記第2吸収剤に吸収させ、前記第1ガス分よりもヨウ素化合物濃度が低減された第2ガス分と前記第2吸収剤及びヨウ素化合物を含む第2溶液とに分離する第2吸収工程と、を備え、
     前記第1吸収工程及び/又は前記第2吸収工程として、炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含む吸収剤を用いる前記吸収工程を有する請求項1~5のいずれか1項に記載の酢酸の製造方法。
  7.  前記第1吸収剤が水を含む請求項6に記載の酢酸の製造方法。
  8.  前記第2吸収工程が炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含む吸収剤を用いる前記吸収工程である請求項6又は7に記載の酢酸の製造方法。
  9.  前記第1若しくは第2吸収剤中の水濃度が10質量ppm以上である請求項6~8のいずれか1項に記載の酢酸の製造方法。
  10.  前記第1吸収剤及び第2吸収剤中の、一方における水濃度が10質量ppm以上であり、他方における炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体の濃度が10質量ppm以上である請求項6~9のいずれか1項に記載の酢酸の製造方法。
  11.  前記第1吸収工程と前記第2吸収工程とを異なる吸収塔を用いて行う請求項6~10のいずれか1項に記載の酢酸の製造方法。
  12.  炭化水素、炭素数3以上のカルボン酸のエステル、カルボン酸と炭素数2以上のアルコールとのエステル、及びエーテルからなる群より選択される1以上の液体を含む吸収剤とヨウ素化合物とを含む溶液を蒸留に付して、ヨウ化メチルに富むオーバーヘッド流と、前記液体に富む缶出流とに分離する放散工程を有する、請求項1~11のいずれか1項に記載の酢酸の製造方法。
  13.  前記ヨウ化メチルに富むオーバーヘッド流を反応工程、蒸発工程、及び蒸留工程からなる群より選択される1以上の工程にリサイクルする請求項12に記載の酢酸の製造方法。
  14.  前記放散工程を行う蒸留塔の仕込液中のヨウ化メチル濃度が1質量ppm以上である請求項12又は13に記載の酢酸の製造方法。
  15.  前記放散工程を行う蒸留塔の仕込液中のヨウ化水素濃度が1質量%未満である請求項12~14のいずれか1項に記載の酢酸の製造方法。
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