RS20060493A

RS20060493A - Proces proizvodnje sirćetne kiseline

Info

Publication number: RS20060493A
Application number: RSP-2006/0493A
Authority: RS
Inventors: Mark O. Scates; Trueba David A.
Original assignee: Celanese International Corporation,
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2008-09-29
Also published as: JP2011190270A; US20050197506A1; EP1723095B8; EP1723095A1; KR20060129429A; NZ549259A; JP2014139155A; CA2556966C; ES2393194T3; AU2005219828B2; TWI349660B; JP5479400B2; PL380610A1; AU2005219828A1; WO2005085163A1; AR049473A1; BRPI0508373B1; MY141211A; CN1926086A; NO20064429L

Abstract

Obelodanjen je poboljšani proces za proizvodnju sirćetne kiseline, koji obuhvata sledeće faze: reakciju karbonilatibilnog reaktanta, kao što su metanol, metil acetat, metil format ili dimetil etar, sa ugljen monoksidom u reakcionom medijumu koji sadrži vodu, metil jodid i katalizator, čime se dobija reakcioni proizvod koji sadrži sirćetnu kiselinu; separaciju reakcionog proizvoda, čime se dobija isparljiva faza koja sadrži sirćetnu kiselinu, vodu i metil jodid i manje isparljiva faza; destilovanja isparljive faze, čime se dobija prečišćena sirćetna kiselina i prvo isparenje, koje sadrži vodu, metil acetat i metil jodid; fazne separacije prvog isparenja, čime se dobija prva tečna faza, koja sadrži vodu i druga tečna faza koja sadrži metil jodid; i dodavanje dimetil etra u proces u količini koja efikasno pojačava separaciju prvog isparenja, čime se dobijaju prva i druga tečna faza.

Description

PROCES PROIZVODNJE SIRĆETNE KISELINE

OSNOVA PREDMETNOG PRONALASKA

1. Oblast pronalaska

Predmetni pronalazak se odnosi na poboljšani proces za proizvodnju sirćetne kiseline postupkom karbonilacije metanola.

2. Tehnička osnova pronalaska

Među do sada primenjivanim postupcima sinteze sirćetne kiseline, jedan od najkomercijalnijih postupaka jeste katalizovana karbonilacija metanola ugljen monoksidom, kao što je opisano u U.S. Pat. No. 3,769,329, priloženom od strane Paulik i sar. 30. oktobra 1973. g. Karbonilizacioni katalizator sadrži rodijum, bilo rastvoren ili drugačije dispergovan u tečnom reakcionom medijumu ili pričvršćenom za čvrstu podlogu, zajedno sa nekim halogenim katalizatorom, kao što je to na primer metil jodid. Rodijum se može uvesti u reakcioni sistem u bilo kojoj od mnogih formi, a tačna priroda rodijuma u sastavu aktivnog katalizatorskog kompleksa je nejasna. Slično tome, priroda halidnog promotora nije kritična. Vlasnici patenata opisuju veliki broj pogodnih promotora, koji su većinom organski jodidi. Uobičajeno se reakcija sprovodi pomoću kontinualnog uduvavanja gasovitog ugljen monoksida u tečni reakcioni medijum u kojem je rastvoren katalizator.

Glavno poboljšanje prethodnog stanja tehnike procesa karbonilacije nekog alkohola u cilju dobijanja karboksilne kiseline koja sadrži jedan ugljenikov atom više od polaznog alkohola, u prisustvu rodijumskog katalizatora opisano je u U.S. Patentima No. 5,001,259 (podnet 19. marta 1991); 5,026,908 (podnet 25. juna 1991); i 5,144,068 (podnet 1. septembra 1992) i u Evropskom patentu No. EP 0 161 874 B2, objavljenom 1. jula 1992. Ovi patenti obelodanjuju proces u kojem se sirćetna kiselina proizvodi iz metanola, u reakcionom medijumu koji sadrži metil acetat, metil halid, naročito metil jodid i katalitički efektivnu koncentraciju rodijuma. Pronazači ovih patenata su otkrili da se stabilnost katalizatora i produktivnost karbonilacionog reaktora mogu održavati na iznenađujuće visokom nivou, čak i pri niskim koncentracijama vode, to jest, 4 težinska procenta ili manje u reakcionom medijumu (uprkos uobičajene industrijske prakse održavanja oko 14-15 wt% vode), održavanjem u reakcionom medijumu, zajedno sa katalitički efektivnom količinom rodijuma, i najmanje ograničenom količinom vode, metil acetata i metil jodida, specifične koncentracije jodidnih jona, preko i iznad sadržaja jodida koji je prisutan u obliku metil jodida ili drugih organskih jodida. Jodidni jon je prisutan u obliku jednostavne soli, pri čemu je poželjan litijum jodid. Navedeni patenti su pokazali da koncentracija metil acetata i soli jodida predstavljaju značajne parametre koji utiču na nivo karbonilacije metanola u proizvodnji sirćetne kiseline, naročito pri niskim reaktorskim koncentracijama vode. Primenom relativno visokih koncentracija metil acetata i jodidne soli, moguće je dobiti iznenađujući stepen stabilnosti katalizatora i produktivnosti reaktora, čak i kada tečni reakcioni medijum sadrži vodu u koncentracijama od oko 0.1 wt%, tako niskim da se slobodno mogu definisati kao »zanemarljive koncentracije« vode. Takođe, primenjeni reakcioni medijum poboljšava stabilnost rodijumskog katalizatora, to jest, otpornost na taloženje katalizatora, naročito tokom faza dobijanja proizvoda. Destilacija sprovedena u procesu sa ciljem dobijanja proizvoda sirćetne kiseline, služi uklanjanju Uganda ugljen monoksida iz katalizatora. Ovi ligandi imaju stabilišući efekat na rodijum u okruženju koje se održava u reakcionom sudu. U.S. Patenti No. 5,001,259, 5,026,908 i 5,144,068 su ovde inkorporirani referencama.

Iako se tokom procesa dobijanja sirćetne kiseline karbonilacijom pri niskoj koncentraciji vode smanjuje količina ovih sporednih proizvoda, kao što su ugljen dioksid, vodonik i propionska kiselina, utvrđeno je da se količina ostalih nečistoća, koje su inače prisutne u tragovima, povećava, dok se kvalitet sirćetne kiseline smanjuje onda kada se poboljšanjem katalizatora ili promenom reakcionih uslova čini pokušaj povećanja nivoa proizvodnje. Ove nečistoće prisutne u tragovima utiču na kvalitet proizvoda sirćetne kiseline, naročito onda kada se recirkulišu kroz reakcioni proces. VidetiCatalysis of Organic Reactions,75, 369-380 (1998), za dodatne informacije o nečistoćama u karbonilacionom reakcionom sistemu.

Sirova sirćetna kiselina se obično destiluje u jednoj ili više destilacionih kolona, kako bi se uklonile najlakše isparljive komponente (obično metil acetat i metil jodid), voda i teške nečistoće. Prethodno je uočeno daje naročito značajno izbegavanje refluksovanja velikih količina metil jodida nazad u lako isparljivu frakciju destilacione kolone, budući da se separacija lako isparljivih reakcionih komponenti iz proizvoda .sirćetne kiseline značajno umanjuje ukoliko se metil jodid refluksuje nazad u kolonu. Obično se refluksovanje metil jodida sprečava razdvajanjem najveće količine metil jodida iz lako isparljive frakcije u vidu posebne faze, ali pod određenim uslovima lako isparljiva frakcija može formirati jednu tečnu fazu koja sadrži i metil jodid. Predmetni pronalak obezbeđuje postupak sprečavanja ovog jednofaznog stanja u koloni lako isparljivih frakcija.

SAŽETAK PRONALASKA

Jedan aspekt predmetnog pronalaska je proces proizvodnje sirćetne kiseline, koji obuhvata sledeće faze: reakciju ugljen monoksida sa karbonabilnim materijalom, kao što je metanol, metil acetat, metil format, dimetil etar ili njihova smeša, u reakcionom medijumu koji sadrži vodu, metil jodid i katalizator koji dovodi do proizvoda reakcije koji sadrži sirćetnu kiselinu; odvijanje tečno-gasne separacije reakcionog proizvoda, čime nastaje isparljiva faza koja sadrži sirćetnu kiselinu, vodu i metil jodid, i manje isparljivu fazu koja sadrži katalizator; destilisanje isparljive faze kako bi se dobila sirćetna kiselina i prva isparljiva frakcija koja sadrži vodu i metil jodid; faza separacije prve isparljive frakcije čime se dobija prva tečna faza koja sadrži vodu i druga tečna faza, koja sadrži metil jodid; i dodavanje dimetil etrau najmanje jedan reakcioni proizvod, isparljivu fazu, prvu isparljivu frakciju ili neki mlaz povezan sa destialcijom, kako bi se pospešila separacija prve isparljive frakcije i formirale prva i druga tečna faza.

Sledeći aspekt predmetnog pronalaska je poboljšani postupak za destilaciju smeše koja sadrži sirćetnu kiselinu, metil jodid i vodu, čime se dobija prečišćeni proizvod sirćetne kiseline, prva tečna faza koja sadrži vodu i druga tečna faza koja sadrži metil jodid. U ovom postupku, isparljiva frakcija u destilaciji se razdvaja od prve i druge tečne faze, a deo prve tečne faze se refluksuje u destilaciju. Poboljšanje obuhvata dodavanje dimetil etra u smešu, u isparljivu frakciju ili u refluksovani deo prve tečne faze, u nekoj količini koja efikasno pojačava fazu separacije prve i druge tečne faze.

KRATAK OPIS CRTEŽA

Crtež 1 je dijagram procesa prema predmetnom pronalasku.

Iako se predmetni pronalazak može modifikovati na različite načine i u alternativnim formama, na crtežima su prikazani specifični oblici izvođenja kao primeri i kasnije će biti detaljno opisani. Treba međutim, naglasiti da predmetni pronalazak nije ograničen pojedinim oblicima izvođenja koji su ovde opisani. Suprotno, opis pronalaska treba da pokrije sve modifikacije, ekvivalente i alternative koje su obuhvaćene domenom predmetnog pronalaska, kao što će precizno biti definisano u pridruženim patentnim zahtevima.

OPIS ILUSTRATIVNIH OBLIKA IZVOĐENJA

Ovde su opisani ilustrativni oblici izvođenja predmetnog pronalaska. U interesu preciznosti u ovoj prijavi nisu opisane sve karakteristike konkretne primene pronalaska. Podrazumeva se da će u postupku razvoja nekog konkretnog oblika izvođenja biti donešene brojne odluke saglasno specifičnim potrebama implementacije, kako bi se postigli specifični ciljevi, kao što su usaglašenost sa sistemskim ili proizvodnim ograničenjima, koji će varirati od jedne do druge primene. Štaviše, smatra se da će ovi napori biti složeni i dugotrajni, ali da će ipak biti uobičajeni poduhvat za osobe upoznate sa stanjem tehnike, a koje će imati koristi od ove prijave.

Predmetni pronalazak može se primeniti u svakom procesu karbonilacije metanola do sirćetne kiseline, u prisustvu nekog metalnog katalizatora iz Grupe VIII, kao stoje rodijum i nekog jodidnog promotora. Naročito poželjan postupak je rodijumom-katalizovana karbonilacija metanola do sirćetne kiseline u prisustvu niske koncentracije vode, kao stoje to pokazano u U.S. Patentu No. 5,001,259. Rodijumska komponenta katalizatorskog sistema može se obezbediti uvođenjem rodijuma u reakcionu zonu u formi rodijuma metala, rodijumove soli, kao što su oksidi, acetati, jodidi i si., ili drugih koordinacionih jedinjenja rodijuma i si.

Halogen-pokretačka komponenta katalitičkog sistema obuhvata neki organski halid. Poželjno je da halidni promotor bude prisutan u formi nekog alkil halida, u kojem alkil radikal odgovara alkil radikalu polaznog alkohola, koji se karboniluje. Tako će u karbonilaciji metanola do sirćetne kiseline halidni promotor biti nekii metil halid, a još je poželjnije daje to metil jodid.

Tečni reakcioni medijum može sadržati bilo koji rastvarač kompatibilan sa katalitičkim sistemom i može obuhvatati čiste alkohole ili smeše polaznih alkohola i/ili poželjne karboksilne kiseline i/ili estre ovih dvaju jedinjenja. Poželjni rastvarači i tečni reakcioni medijum za proces karbonilacije pri niskom sadržaju vode je sama proizvedena karboksilana kiselina. Stoga u procesu karbonilacije metanola do sirćetne kiseline, poželjan rastvarač je sirćetna kiselina.

Voda se nalazi u reakcionom medijumu u koncentracijama značajno nižim od onih za koje se smatralo da su korisne za postizanje dovoljnih brzina raakcije. Prethodno je pokazano da u reakcijama karbonilacije katalizovanim rodijumom koje su postavljene ovim pronalaskom, dodavanje vode dovodi do korisnih efekata na brzinu reakcije (U.S. Patent No. 3,769,329). Stoga se najkornereijalnije operacije odvijaju pri koncentracijama vode od najmanje 14 wt%. Stoga je bilo potpuno neočekivano da se brzine reakcije, iste ili veće od brzina reakcije koje se postižu pri ovako visokim koncentracijama vode, mogu postići i pri koncentracijama vode ispod 14 wt%, čak i pri niskim koncentracijama od oko 0.1 wt%.

U skladu sa procesom karbonilacije koji je najpogodniji za proizvodnju sirćetne kiseline prema predmetnom pronalasku, poželjne brzine reakcije postižu se čak i pri niskim koncentracijama vode, uključivanjem u reakcioni medijum metil acetata i nekog dodatnog jodidnog jona, preko i iznad jodida koji je prisutan kao katalitički promotor, kao što je metil jodid ili neki drugi organski jodid. Dodatni jodidni promotor je neka jodidna so, pri čemu je poželjan litijum jodid. Utvrđeno je da pri niskim koncentracijama vode, metil acetat i litijum jodid deluju kao promotori brzine samo u slučajevima kada su obe komponente prisutne u relativno visokoj koncentraciji, te daje efekat još veći kada su istovremeno prisutne obe ove komponente (U.S. Patent No. 5,001,259).

Reakcija karbonilacije metanola do sirćetne kiseline može se sprovesti dovođenjem u kontakt polaznog metanola, koji je u tečnoj fazi, sa gasnim ugljen monoksidom koji se uduvava kroz tečni reakcioni medijum sa sirćetnom kiselinom kao rastvaračem, a koji sadrži rodijumski katalizator, metil jodidni promotor, metil acetat i dodatnu rastvorljivu jodidnu so, pri uslovima temperature i pritiska koji su pogodni da se formira karbonilacioni proizvod. Uopšteno će se smatrati daje za odigravanje procesa važna koncentracija jodidnog jona u katalizatorskom sistemu, a ne katjona koji je povezan sa jodidnim jonom, i da pri datim molarnim koncentracijama jodida priroda katjona nije od značaja kao što je to efekat koncentracije jodida. Stoga je moguće primeniti bilo koju jodidnu so sa metalom ili neku jodidnu so sa organskim katjonom, ili sa kvaternernim katjonom, kao što su kvaternerni amin ili fosfin ili sa neorganskim katjonom, pri čemu je potrebno daje ta so u dovoljnoj meri rastvorljiva u reakcionom medijumu, kako bi se postigao dovoljni nivo jodida. Kada se jodid dodaje u vidu njegove soli sa nekim metalom, poželjno je daje to jodidna so sa članom grupe koja se sastoji od metala Grupe IA i Grupe 11A Periodnog sistema, kao što je to opisano u»Handbook of Chemistry and Physics«koju je objavio CRC Press, Cleveland, Ohio, 2002-03 (83. izdanje). Konkretno, korisni su jodidi alkalnih metala, pri čemu je poželjan litijum jodid. U procesu karbonilacije pri niskom sadržaju vode koji je najpogodniji prema predmetnom pronalasku, dodatni jodid preko i iznad navedenog organskog jodidnog promotora prisutan je u katalitičkom rastvoru u količinama od oko 2 do oko 20 wt%, metil acetat je prisutan u količinama od oko 0.5 do oko 30 wt % i litijum jodid je prisutan u količinama od oko 5 do oko 20 wt%. Rodijumski katalizator je prisutan u količinama od oko 200 do 2000 delova po milionu (ppm).

Tipične reakcione temperature za karbonilaciju biće oko 150 do oko 250°C, sa poželjnim temperaturnim opsegom od oko 180 do oko 220°C. Parcijalni pritisak ugljen monoksida u reaktoru može široko varirati, ali tipično iznosi oko 2 do oko 30 atmosfera, i poželjno, oko 3 do oko 10 atmosfera. Zbog parcijalnog pritiska sporednih proizvoda i napona pare sadržanih tečnosti, ukupni parcijalni pritisak će se kretati od oko 15 do oko 40 atmosfera.

Tipična reakcija i sistem za dobijanje sirćetne kiseline koji se primenjuje za jodidom pomognutu i rodijumom katalizovanu reakciju karbonilacije metanola do sirćetne kiseline prikazana je na Crtežu 1. Reakcioni sistem obuhvata karbonilacioni reaktor 10, flešer 12 i kolona 14 sa lako isparljivom frakcijom metil jodid/sirćetna kiselina, koja sadrži bočni mlaz 17 sirćetne kiseline, koji ide u dalje prečišćavanje. Kao što je obelodanjeno u U.S. Patentu No. 5,416,237, koji je ovde uključen referencama, lako isparljiva frakcija kolone 14 može takođe sadržati dodatne faze koje olakšavaju razdvajanje sirćetne kiseline i vode, čime se otklanja potreba za dodatnom odvojenom kolonom u kojoj bi se obavila ova separacija. Karbonilacioni reaktor 10 obično je sa mešanom posudom li kolona sa uduvavanjem, i u njemu se reagujući tečni sadržaj održava automatski na konstantnom nivou. U ovaj reaktor se kontinualno uvode sveži metanol preko mlaza 6, ugljen monoksid preko mlaza 8, dovoljno vode da se održe male konačne koncentracije vode u reakcionom medijumu, reciklovani katalizatorski rastvor preko mlaza 13 iz baze flešera 12, reciklovani metil jodid i metil acetatna faza 21 i reciklovana sirćetna kiselina vodene faze 36 iz prijemne boce isparljive frakcije metil jodid sirćetne kiseline ili iz separacione kolone 14. Primenjuju se oni destilacioni sistemi koji omogućavaju dobijanje sirove sirćetne kiseline i reciklovanog katalizatorskog rastvora, metil jodida, i metil acetata do reaktora. U jednom poželjnom obliku izvođenja procesa, ugljen monoksid se kontinualno uvodi u mešani karbonilacioni reaktor neposredno ispod agitatora, čime se ugljen monoksid disperguje kroz reakcionu tečnost. Prečišćeni gasni mlaz se odvodi iz reaktora kako bi se sprečilo formiranje gasovitih sporednih proizvoda i kako bi se održao podešeni parcijalni pritisak ugljen monoksida pri datom ukupnom pritisku reaktora. Temperatura reaktora se kontroliše, a ugljen monoksid se uvodi brzinom koja je dovoljna da se održi željeni ukupni pritisak reaktora.

Tečni proizvod se odvodi iz karbonilacionog reaktora 10, brzinom koja je dovoljna da se održi njegov konstantan nivo, a zatim se uvodi u flešer 12. Katalizatorski rastvor se u flešeru izbacuje kao osnovni mlaz (dominantno sirćetna kiselina koja sadrži rodijum i neku jodidnu so, zajedno sa manjim količinama metil acetata, metil jodida i vode), dok gasoviti mlaz frakcije flešera sadrži sirovu sirćetnu kiselinu, zajedno sa malom količinom metil jodida, metil acetata i vode. Mlaz 11 koji izlazi iz reaktora i koji ulazi u flešer, takođe sadrži rastvorene gasove, uključujući deo ugljen monoksida, zajedno sa gasovitim sporednim proizvodima, kao što su metan, vodonik i ugljen dioksid. Oni izlaze iz flešera kao u sastavu isparljivog mlaza 26, koji se usmerava u lake krajeve ili u separacionu kolonu 14.

Sa vrha lake kolone ili kolone za razdvajanje 14, isparenja se uklanjaju putem mlaza 28, kondenzuju se i usmeravaju u bocu 16. Mlaz 28 sadrži kondenzovanu vodu, metil jodid, metil acetat, acetaldehid i druge karbonilne komponente, kao i nekondenzabilne gasove, kao stoje ugljen dioksid, vodonik, i slično, što se može odvesti mlazom 29, kao što je prikazano na Crtežu 1. Kondenzabilna isparenja se poželjno hlade na temperaturu koja je dovoljna za kondenzaciju i razdvajanje kondenzabilnog metil jodida, metil acetata, acetaldehida i drugih karbonilnih komponenti i vode u dve tečne faze. Najmanje jedan deo mlaza 30 se vraća nazad u lako isparljivu frakciju kolone 14, kao refluksni mlaz 34; u jednom poželjnom obliku izvođenja pronalaska, drugi deo mlaza 30 se divertuje kao bočni mlaz 32 i prerađuje se, kako bi se uklonio acetaldehid i druga permanganat redukujuća jedinjenja, pre nego što se vrati u reakcioni sistem ili u isparljivu frakciju kolone. Veliki broj postupaka prerade je poznato u stanju tehnike, za uklanjanje acetaldehida i drugih PRC; primeri ovih postupaka obelodanji su u U.S. Patentima No. 5,625,095; 5,783,731; 6,143,930 i 6,339,171, od kojih je svaki u svojoj celosti inkorporiran referencama. Da bi se olakšalo održavanje ravnoteže vode u procesu, još jedan deo mlaza 41 lake faze 30 može se prečistiti iz sistema ili tretirati, kako bi se uklonio višak vode, pre nego što se vrati u reakcioni sistem.

Teška faza 21 mlaza 28 koji napušta prijemnu bocu 16, obično se recirkuliše nazad u reaktor, ali se tanak mlaz, načelno neka manja količina, na primer, 25 zapreminskih %, poželjno manje od 20 vol. % teške faze, može takođe usmeriti u proces uklanjanja PRC, a ostatak se vraća u reaktor ili u reakcioni sistem. Ovaj tanak mlaz teške faze može se tretirati individualno ili zajedno sa lakom fazom, mlaz 30, za dalju destilaciju i ekstrakciju karbonilnih nečistoća.

Kao stoje ranije objašnjeno, veoma je poželjno održavati nisku koncentraciju vode, na primer ispod 8 procenata, i poželjno još niže, u reakcionom medijumu za karbonilaciju, iz najmanje dva razloga: najpre, održavanje niske koncentracije vode olakšava kontrolu količine ugljen dioksida koji se formira kao sporedan proizvod u reaktoru, reakcijom izmene voda-gas. Drugo, i još značajnije, niske koncentracije vode takođe pomažu u kontroli količine propionske kiseline, koja se formira kao sporedan proizvod. Sa smanjenjem koncentracije vode u reakcionom medijumu, ipak se povećava opterećenje isparenja u koloni 14. Ovo povećanje dovodi do neprihvatljivo visokog prevođenja sirćetne kiseline u bocu 16 na vrhu isparenja kolone 14. Rastvorljivost sirćetne kiseline i u metil jodidu i u vodenoj fazi uslovljava smanjenje fazne separacije, što konačno uzrokuje jednu tečnu fazu u boci. Kada se ovo dogodi, refluks prema koloni 14 sadrži visoku koncentraciju metil jodida. Prisustvo dodatnog metil jodida značajno utiče na sposobnost kolone 14 da čisto razdvoji lako isparljive materijale, kao što je metil acetat od proizvoda sirćetne kiseline 17. Ovo često zahteva da se ceo reakcioni sistem zatvori sve dok se problem ne reši. (Zbog toga se samo laka faza 30, koja sadrži relativno malo metil jodida, koristi kao refluks kolone 14).

U svetlu ovog potencijalnog problema, veoma je važno održati faznu separaciju u boci 16,uprkos tome što je to još teže u uslovima niske koncentracije vode i zbog tendencije visokih koncentracija metil acetata da formiraju visoko isparljivo opterećenje u isparenjima kolone, što olakšava formiranje jedne faze, kao što je pomenuto. Iako je ovaj problem poznat u izvesnoj meri u U.S. Patentu No. 5,723,660, čiji je sadržaj ovde inkorporiran referencama, rešenje koje je tamo predloženo uključuje skupe faze, kao što je destilacija lakih isparenja kako bi se uklonio metil acetat, ili značajno smanjenje temperature na koju se laka isparenja hlade pre nego što uđu u bocu. Treće predloženo rešenje, diskontinualno uvođenje vode u laka isparenja kolone, kako bi se osiguralo da koncentracija metil acetata ostane ispod 40 težinskih procenata, najverovatnije dovodi do značajne promene ravnoteže vode svaki put kada se tokom procesa doda voda.

Sadašnji predlagači su otkrili drugi efikasan postupak osiguravanja fazne separacije u lakim isparenjima boce 16, bez bilo kakvih komplikovanih faza predloženih u U.S. Patentu No. 5,723,660 i bez značajne promene ravnoteže vode tokom procesa. Jednostavno rečeno, predlagači su otkrili da se pogodna fazna separacija u boci može osigurati dodavanjem komponenti koje (a) ne mešaju se sa vodom; (b) kompatibilne su sa procesnom hernijom i (c) suprotstavljaju se efektu sirćetne kiseline u stvaranju jedne faze. Konkretno, predlagači su utvrdili da se dodavanjem dimetil etra (DME) u laka isparenja, polazne smeše lakih isparenja ili u neki drugi mlaz povezanim sa lakim isaprenjima kolone 14, može sprečiti da tečni sadržaj u boci 16 formira jednu fazu.

Osim što se gotovo uopšte ne meša sa vodom, DME je kompatibilan sa procesnom hernijom. Kao što je ovde objašnjeno, organska (metil jodidom bogata) teška faza formirana u boci 16, vraća se u karbonilacioni reaktor 10. DME reaguje sa vodom i ugljen monoksidom pod uslovima reakcije karbonilacije, kako bi nastala sirćetna kiselina. Šta više, kao što je obelodanjeno u U.S. Patentu No. 5,831,120, budući da karbonilacija DME zahteva potrošnju vode, DME je takođe pogodan u kontroli akumulacije vode u ovom procesu. Na primer, dodatna voda potrošena u karbonilaciji DME uslovljava gubitak potrebe da se prečišćava ili tretira deo 36 lake faze 30, koji se vraća u reaktor, kako bi se uklonio višak vode. Konačno, prisustvo DME u bočnom mlazu 32 lake faze 30, koji se dalje prerađuje kako bi se uklonio acetaldehid ima izvesne korisne efekte. Najistaknutije, kao što je obelodanjeno u U.S. Patentnim prijavama No. 10/708,420 i 10/708,421, kada je dovoljno DME prisutno u lakoj fazi bočnog mlaza 32 ili formirano in situ in sistemu za uklanjanje acetaldehida, neželjeni gubici metil jodida tokom procesa uklanjanja acetaldehida se značajno smanjuju.

Smatraće se da se u procesu sirćetne kiseline, kao što je proces koji je ovde

opisan, veliki broj procesnih mlazeva recikluje unutar oblasti za prečišćavanje ili iz zone prečićavanja u reakcioni sistem. Stoga se DME može dodati bilo gde u procesu, uz uslov da se dovoljna količina DME akumulira u boci 16 za isparenja, kako bi se u njoj postigao željeni efekat pojačanja fazne separacije. Na primer, DME se može injektovati (kroz mlaz 37) u flešer isparenja 26, koja se uvode i laka isparenja kolone 14 ili se može odvojeno uvesti u kolonu (putem mlaza 38). Alternativno, DME se može injektovati u laka isparenja kolone kroz refluksni mlaz 34. Danas se smatra da dodavanje dodatnog DME putem lakih isparenja kolone 14 može preterani povećati opterećenje isparenja u koloni. Saglasno tome, poželjno je dodati DME direktno ili indirektno u bocu lakih isparenja 16, kroz mlaz ili seriju mlazeva koji ne prolaze kroz laka isparenja kolone 14. Na primer, DME se može dodati direktno u laka isparenja mlaza 28 (kao mlaz 35). Alternativno, u nekim oblicima izvođenja tehnologije uklanjanja acetaldehida, obelodanjenim u U.S. patentu 6,143,930 i u patentnim prijavama No. 10/708,420 i 10/708,421, koja je ispunjenja istovremeno, ceo mlaz ili deo povratnog mlaza iz sistema za uklanjanje acetaldehida, vraća se u bocu 16 ili u laka isparenja kolone 14. DME se takođe može

dodati u ovakav povratni mlaz (na primer, mlaz 46 na Crtežu 1 U.S. Patenta No. 6,143,930) ili u neki drugi mlaz unutar sistema za uklanjanje acetaldehida, tako da povratni mlaz sadrži dovoljno DME da pojača faznu separaciju u boci 16.

Iako je pronalazak opisan pozivanjem na poželjne oblike izvođenja, očigledne modifikacije i altenacije su moguće od strane stručnjaka. Stoga, smatraće se da pronalazak obuhvata sve modifikacije i alternacije u punom obimu koji je pokriven domenom narednim patentnih zahteva ili njihovih ekvivalenata.

Claims

1. Proces proizvodnje sirćetne kiseline, koji obuhvata faze: (a) reakcije ugljen monoksida sa najmanje jednim reaktantom izabranim iz grupe koja se sastoji od metanola, metil acetata, metil formata, dimetil etra i njihove smeše, u reakcionom medijumu koji sadrži vodu, metil jodid i katalizator, čime se dobija reakcioni proizvod koji sadrži sirćetnu kiselinu; (b) sprovođenje tečno-gasne separacije naznačenog reakcionog proizvoda, čime se dobija isparljiva faza, koja sadrži sirćetnu kiselinu, vodu i metil jodid i manje isparljiva faza, koja sadrži katalizator; (c) destilisanje naznačene isparljive faze čime se dobija proizvod prečišćene sirćetne kiseline i prvo lako isparenje, koja sadrži vodu, metil acetat i metil jodid; (d) fazna separacija naznačene prvog isparenja, čime se dobija prva tečna faza, koja sadrži vodu i druga tečna faza, koja sadrži metil jodid; i (e) dodavanje dimetil etra u proces u količini koja efekasno pojačava separaciju prvog lakog isparenja, čime se formiraju prva i druga tečna faza.

2. Proces saglasno zahtevu 1, naznačen time što se dimetil etar dodaje u najmanje jedan naznačeni reakcioni proizvod, naznačenu isparljivu fazu, prvo isparenje ili u neki mlaz ili kolonu koja je povezana sa destilacijom.

3. Proces saglasno zahtevu 2, naznačen time što se dimetil etar dodaje u naznačenu prvo isparenje.

4. Proces saglasno zahtevu 1, koji dalje obuhvata fazu uklanjanja acetaldehida iz najmanje jedne od naznačenih prve i druge tečne faze i naznačen time što se dimetil etar dodaje u neki mlaz povezan sa fazom uklanjanja acetaldehida.

5. Proces saglasno zahtevu 4, naznačen time što se dimetil etar dodaje u povratni mlaz iz sistema za uklanjanje acetaldehida.

6. Proces saglasno zahtevu 4, naznačen time što faza uklanjanja acetaldehida obuhvata ekstrakciju acetaldehida iz smeše koja sadrži metil jodid i naznačen time što je dimetil etar efikasan u smanjivanju količine metil jodida koji se ekstrahuje iz naznačene smeše sa acetaldehidom.

7. Proces saglasno zahtevu1,naznačen time što se najmanje jedan deo prve tečne faze upotrebljava kao refluksni mlaz u destilaciji isparljive faze.

8. Proces saglasno zahtevu 1, naznačen time što se druga tečna faza recikluje i čini deo reakcionog medijuma.

9. Proces saglasno zahtevu8,naznačen time što se najveći deo dimetil etra vraća u reakcioni medijum u drugoj tečnoj fazi.

10. Proces saglasno zahtevu 9, naznačen time što se najmanje jedan deo reciklovanog dimetil etra prevodi u sirćetnu kiselinu u reakcionom medijumu.

11. U postupku fazne separacije smeše koja se sastoji od sirćetne kiseline, metil acetata, metil jodida i vode, čime se dobija prva tečna faza koja sadrži vodu i metil acetat i druga tečna faza, koja sadrži metil jodid, poboljšanje obuhvata dodavanje dimetil etra u smešu kako bi se olakšala separacija.

12. Postupak separacije smeše koja se sastoji od sirćetne kiseline, metil jodida i vode, čime se dobija prečišćeni proizvod sirćetne kiseline, prva tečna faza sadrži vodu i druga tečna faza sadrži metil jodid, obuhvata faze: Destilovanja smeše Čime se dobija isparljiva frakcija i naznačena prečišćena sirćetna kiselina; Fazne separacije isparljive frakcije, čime se dobijaju naznačene prva i druga tečna faza; Refluksovanja dela prve tečne faze u destilaciji; i Dodavanja dimetil etra u smešu, isparljivu frakciju ili u refluksovani deo prve tečne faze u količini koja efikasno pojačava faznu separaciju prve i druge tečne faze.

13. Postupak saglasno zahtevu 12, naznačen time što se dimetil etar dodaje u isparljivu frakciju.

14. Postupak saglasno zahtevu12,naznačen time što je smeša u formi isparljive faze reakcionog proizvoda karbonilacionog reaktora.