乙酸的生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本公開涉及乙酸的生產。本公開尤其涉及乙酸生產中碘化氫（"HI"）水平的控 制。
【背景技術】
[0002] 本節提出的技術信息與本發明相關，或者為此處和/或下文受權利要求書保護的 技術的某些方面提供背景。作為背景信息，這些信息有助于更好地理解本文所公開的內容。 這是對"相關"技術的論述。當此類技術和本發明無關時，意味著其也是"現有"技術。相 關技術可以是也可以不是現有技術。從這個角度進行理解論述，而不是作為對現有技術的 承認。
[0003] 眾所周知，通常利用甲醇羰基化來生產乙酸。在當前的乙酸生產工藝中，從反應器 中取出反應混合物，并在閃蒸罐中分離成液體餾分和蒸汽餾分，蒸汽餾分包含羰基化反應 期間生成的乙酸。液體餾分可以再回收到羰基化反應器中，而蒸汽餾分則輸送到分離裝置， 例如，輕餾分蒸餾塔。所述輕餾分蒸餾塔將粗制的乙酸制品與其它組分分離。所述粗制乙 酸制品被輸送到干燥塔去除水分，然后進一步分離，以回收乙酸。
[0004] 碘化氫在乙酸生產中可以作為一種反應組分。雖然乙酸生產中通常使用的工藝設 備在大體上不與反應組分發生反應，但HI還是會腐蝕設備或產生其他不利影響。此外，HI 可以導致形成難以去除的長鏈烷基碘雜質（例如己基碘），并且使乙酸的回收變得復雜。因 此，HI的存在既可以腐蝕工藝設備，還可以污染最終的乙酸制品。
[0005] 因此，需要一種能夠更好地控制HI水平的改進乙酸生產工藝。
【發明內容】
[0006] 在各種方面和實施例中，所要求保護的主題包含乙酸的生產工藝，包括：獲得乙酸 生產體系中的碘化氫；以及持續加入絡合劑到體系中，其中絡合劑和碘化氫相互作用后生 成絡合物。在另一個實施例中，所要求保護的主題包含利用此方法生產出的乙酸制品。
[0007] 上述段落是對目前所公開的主題的簡要總結，其目的是使我們對其中的某些方面 有基本的了解。該總結既不是詳盡的概述，也不旨在識別重要或關鍵元素來限定下面所要 求保護的主題的范圍。其唯一的目的是以一種簡明的形式提出一些概念，作為開頭引出下 文更詳盡的說明。
【附圖說明】
[0008] 可以通過參考下列說明并結合附圖來理解所要求保護的主題，附圖中相似的參考 標號標識為相似的元素，其中：
[0009] 圖1提出了在銠催化劑存在的情況下認為與甲醇羰基化中相關聯的一些相關反 應和平衡。
[0010] 圖2示出了所公開工藝的實施例的原理圖。
[0011] 圖3示出了在絡合劑分批添加之后，絡合劑和乙酸甲酯隨時間變化的濃度圖表。
[0012] 圖4和圖5示出了兩臺用于調查汽液平衡（"VLE"）的再循環裝置。
[0013] 圖6闡述了三苯基氧膦（"TPPO"）和碘化鋰（"Lil"）對乙酸水溶液中HI的VLE 影響的調查結果。
[0014] 圖7闡述了 TPPO、LiI和1- 丁基，3-甲基咪唑碘化物（"BMIMI"）對含5. 5-6wt% 水的乙酸中HI的VLE影響的調查結果。
[0015] 圖8闡述了 TPPO、LiI和BMMI對含3wt%水的乙酸中HI的VLE影響的調查結果。
[0016] 雖然所要求保護的主題容易變成各種變型及替代形式，附圖示出了在本文中以舉 例的方式詳細說明的具體實施例。但是，應當理解，本文中對具體實施例的說明，其目的并 不是將所要求保護的主題限制為所公開的某種形式，恰恰相反，其目的是按照附加權利要 求的定義將所有變型、等效實施例以及替換實施例包含在本發明的精神和范圍之內。
【具體實施方式】
[0017] 下面是所公開的工藝的實施例的【具體實施方式】。但是，應當理解，所要說明的實施 例僅作為所述工藝的實例，并且可以使用所要說明的實施例的多種替代形式來體現所述工 藝。因此，本文所要說明的實施例中討論的具體程序化、結構性及功能性細節不應理解為具 有限定性，而應僅作為權利要求的基礎以及教授本領域技術人員以各種方式使用所公開工 藝的代表性基礎。
[0018] 在接下來所公開的內容中，本文所使用的元素周期表的各族元素名稱均與目前的 IUPAC公約一致。除非另有特別指明，否則本文所使用的表達方式"wt%"是指引用的成分 中的某個組分的重量百分比。本文所使用的表達方式"OAc"或"AcO"是乙酸鹽陰離子（即 H3CC( = 0)0〇的縮寫。本文所使用的表達方式"acac"是乙酰乙酸鹽陰離子（即H3CC(= 0)CH2C( = 0)(T)的縮寫。最后，對于本文所公開的所有范圍，此類范圍旨在包含所提及的 上限和下限的任意組合，即使沒有專門列出特定組合。
[0019] 所公開的工藝和系統的實施例涉及在羰基化反應中利用羰基化甲醇來生產乙酸。 羰基化反應可以表示為：
[0020] CH30H+C0 - CH3COOH
[0021] 基礎化學涉及多種相互關聯的反應、副產物和平衡。圖1闡述了認為與甲醇羰基 化反應相關聯的一些相關反應和平衡。從圖1中可以看出，HI可以是生產乙酸的基礎化學 中的一種組分。
[0022] 所公開的工藝的實施例通常包括（a)獲得乙酸生產體系中的HI ;以及（b)持續添 加絡合劑到體系中，其中絡合劑和HI相互作用后生成絡合物。在上下文中，術語"持續"的 意思是按照所計量的數量頻繁充分地添加絡合劑，以便實施穩態的HI清除操作。這樣，傳 統做法中由于偶爾添加大量的絡合劑而使清除操作的效率出現大幅變動的情況就可以避 免。下面的【具體實施方式】將詳細闡述所公開的工藝。
[0023] 圖2為進行羰基化反應的乙酸生產體系200的一個實施例的原理圖。在一個實施 例中，乙酸系統200可以在功能區域（即反應區202、輕餾分區204、提純區206以及回收區 208)內進行說明。需注意的是，本文所討論的"流"可以是不止一個功能區域的一部分。
[0024] 反應區202可以包括反應器210、閃蒸器220、與反應器210和閃蒸器220相連的設 備以及與反應器210和閃蒸器220相連的流。舉例來說，反應區202可以包括反應器210、 閃蒸器220 以及流（或流的一部分）211、212、214、221、226、231、260、238、239和 248。反應 器210是反應器或者容器，其中，在高壓高溫以及催化劑的作用下，甲醇發生羰基化反應生 成乙酸。閃蒸器220是罐或容器，其中，從反應器（例如反應器210)中得到的反應混合物 中有至少一部分經過降壓和/或冷卻，形成蒸汽流和液體流。蒸汽流是一種產物或成分，包 括在形成蒸汽流的工藝步驟條件下的蒸汽組分。液體流可以是一種產物或成分，包括在形 成液體流的工藝步驟條件下的液態組分。
[0025] 輕餾分區204可以包括分離塔（例如輕餾分塔230)，與輕餾分塔230相連的設備 以及與輕餾分塔230相連的流。舉例來說，輕餾分區204可以包括輕餾分塔230、傾析器234 以及流226、231、232、233、235、236、238、239和260。輕餾分塔230是分餾塔或蒸餾塔，并且 包含與其相連的任何設備，包括但不限于熱交換器、傾析器、泵、壓縮機、閥門等。
[0026] 提純區206可包括干燥塔240,可選地，重餾分塔250、與干燥塔240和重餾分塔 250相連的設備以及與干燥塔240和重餾分塔250相連的流。舉例來說，提純區206可以包 括干燥塔240、重餾分塔250以及流236、241、242、245、248、251、252、256。重餾分塔250是 分餾塔或蒸餾塔，并且包含與其相連的任何設備，包括并不限于熱交換器、傾析器、泵、壓縮 機、閥門等。
[0027] 回收區208可以包括回收到反應區202和/或輕餾分區204的工藝流。舉例來說， 在圖2中，回收區208可以包括流221、238、239和248。
[0028] 在一個實施例中，反應器210可被配置用于接收一氧化碳進料流214和進料流 212。進料流212可以包括甲醇進料流、乙酸甲酯進料流或這兩者任何形式的混合流。在例 示的實施例中，進料流212為混合流。反應混合物可以從流211中的反應器中取出。本領 域包含已知的其他流，例如，可以將反應器210的塔底混合物回收到反應器210中的流，或 者將氣體從反應器210中釋放的流。流211可以包括至少一部分所述反應混合物。
[0029] 在一個實施例中，閃蒸器220可被配置用于接收反應器210排出的流211。在閃蒸 器220中，流211可以分離成蒸汽流226和液體流221。蒸汽流226可以被輸送給輕餾分塔 230,而液體流221可以被回收到反應器210中（因此，流221可視為存在于回收區208和 反應器區202中）。在一個實施例中，流226可以包括乙酸、水、碘甲烷、乙酸甲酯、HI及其 混合物。
[0030] 在一個實施例中，輕餾分塔230可以包括蒸餾塔和與蒸餾塔相連的設備，包括但 不限于熱交換器、傾析器234、泵、壓縮機、閥門和其他有關設備。輕餾分塔230可被配置用 于接收閃蒸器220排出的流226。流232包括輕餾分塔230的塔頂產物，而流231包括輕餾 分塔230的塔底產物。輕餾分塔230包括傾析器234,而流232可以流入傾析器234。
[0031] 流235可以從傾析器234排出，并回收到輕餾分塔230。流238可以從傾析器234 排出，并可以通過例如流212回收到反應器210,或者與輸送給反應器的任何其他流相結合 (因此，流238可視為存在于回收區208、輕餾分區204和反應器區202中）。流239可以通 過流212等方式將傾析器234的一部分輕相物回收到反應器210 (因此，流239可視為存在 于回收區208、輕餾分區204和反應器區202中）。流236可以從輕餾分塔230排出。還可 以包含本領域已知的其他流，例如，可以將輕餾分塔230的塔底混合物回收到輕餾分塔230 中的流。正如在本領域中所常見的那樣，輕餾分塔230接收到或排出的任何流可以流經泵、 壓縮機、熱交換器等設備。
[0032] 在一個實施例中，干燥塔240可以包括容器以及和該容器相連的設備，其包括但 不限于熱交換器、傾析器、泵、壓縮機、閥門等。干燥塔240可被配置用于接收輕餾分塔230 排出的流236。干燥塔240可以將流236的組分分離成流242和241。
[0033] 流242可以從干燥塔240排出，通過流245回收到干燥塔中，以及/或通過流 248(例如借助流212)回收到反應器210中。流241可以從干燥塔240排出，可以包括除去 水分的粗制乙酸制品。在流245或248回收流242的組分之前，流242可以流經本領域內 已知的設備，例如熱交換器或分離器。包含本領域內已知的其他流，例如，可以將干燥塔240 的塔底混合物回收到干燥塔240中的流。正如在本領域所常見的那樣，干燥塔240接收到 或排出的任何流可以流經泵、壓縮機、熱交換器、分離器等。
[0034] 重餾分塔250可以包括蒸餾塔以及和該蒸餾塔相連的設備，包括但不限于熱交換 器、傾析器、泵、壓縮機、閥門等。重餾分塔250可被配置用于接收從干燥塔240排出的流 241。重餾分塔250可以將流241的組分分離成流251、252和256。流251和252可以被 傳送給另外的處理設備（未顯示）做進一步處理。例如，流252也可以被回收到輕餾分塔 240。流256可以包括乙酸制品。
[0035] 乙酸生產體系200的適用替代實施例可以在美國專利證書6, 552, 221中找到，該 專利以引用方式并入本文。
[0036] 在一個實施例中，在催化劑的作用下可以使體系200的反應器210中發生羰基化 反應。例如，適用的催化劑包括銠催化劑和銥催化劑。
[0037] 例如，適用的銠催化劑在美國專利證書5, 817, 869中提及，該專利以引用方式并 入本文。適用的銠催化劑可以包括銠金屬和銠化合物。在一個實施例中，可從由銠鹽、銠 氧化物、銠乙酸鹽、有機銠化合物、銠配位化合物等及其混合物所組成的集合中選擇銠化 合物。在一個實施例中，可從由 Rh2(CO)4I2、Rh2(CO)4Br2、Rh2(CO)4C12、Rh(CH3C02)2、 Rh(CH3C02)3、[H]Rh(CO)2I2等及其混合物所組成的集合中選擇