RS61268B1 - Procesi za poboljšanje prinosa sirćetne kiseline uklanjanjem gvožđa - Google Patents

Description

Opis

OBLAST PRONALASKA

[0001] Ovaj se pronalazak odnosi na procese za proizvodnju sirćetne kiseline i, specifično, na procese za poboljšanje prinosa sirćetne kiseline iz reakcije karbonilacije uklanjanjem gvožđa iz reakcione podloge karbonilacije.

STANJE TEHNIKE

[0002] Među sada korišćenim procesima za sintetisanje sirćetne kiseline, jedan od komercijalno najkorisnijih je katalizovana karbonilacija metanola sa ugljen monoksidom kako je objašnjeno u SAD patentu U.S. Pat. br. 3,769,329. Katalizator karbonilacije obuhvata rodijum, bilo rastvoren ili na drugi način raspršen u tečnoj reakcionoj podlozi ili podržan na inertnoj čvrstoj podlozi, zajedno sa pospešivačem katalizatora koji obuhvata halogen kako pokazano u primeru sa metil jodidom. Rodijum je moguće uvesti u sistem reakcije u bilo kom od brojnih oblika. Takođe, zbog prirode pospešivača halida generalno nije ključan, veliki broj pogodnih pospešivača, od kojih su većina organski jodidi, je moguće koristiti. Najčešće i najkorisnije, reakcija se izvodi neprekidnim mehuranjem gasa ugljen monoksida kroz tečnu podlogu reakcije u kojoj se rastvori katalizator.

[0003] U toku izvođenja postupka za karbonilaciju metanola u sirćetnu kiselinu na neprekidnoj bazi, rastvor koji obuhvata rastvorljiv kompleks katalizatora je odvojen iz efluenta reaktora i recikliran u reaktor. Međutim, sa radom tokom produženih perioda vremena, proizvodi korozije se rastvaraju iz posuda metalurške struje, npr., gvožđe, nikl, molibden, hrom, i slično, i nagomilani su u reciklirajućoj struji katalizatora. Poznato je da takvi korozivni metali, ako su prisutni u dovoljnim količinama, učestvuju u reakciji karbonilacije ili ubrzavaju konkurentne reakcije kao što je reakcija promene voda-gas (formiranje ugljen dioksida i vodonika) i formiranje metana. Dakle, prisustvo ovih kontaminanata korozivnog metala ima neželjeno dejstvo na taj proces, specifično, posledični gubitak produktivnosti ugljen dioksida. Pored toga, korozivni metali mogu da reaguju sa jonskim jodom čime se ova komponenta katalitičkog sistema nedostupna za reakciju sa rodijumom i prouzrokuje nestabilnost u katalitičkom sistemu. S obzirom na visoke troškove za katalizator koji sadrži rodijum, zamena potrošenog katalizatora može da bude delotvorna samo sa neopravdano visokim troškovima.

[0004] U.S. Pat. br.8,242,040 objašnjava proces za uklanjanje kontaminanata korozivnog metala iz rastvora katalizatora karbonilacije koji obuhvata iridijum i/ili rodijum kao katalizator karbonolacije, i alkal i/ili zemnoalkalni metal i kontaminante korozivnog metala. Rastvor katalizatora je doveden u kontakt sa katjoskom-izmenjivačkom smolom koja ima svoja aktivna mesta delimično napunjena sa dovoljnom količinom alkalnog metala i/ili zemno-alkalnog metala da bi se održala koncentracija pomenutog alkala i/ili zemnoalkalnog metala u rastvoru katalizatora. Rastvor katalizatora sa redukovanim sadržajem kontaminanta korozivnog metala je onda oporavljen.

[0005] U.S. Pat. br.5,466,876 opisuje da su kontaminanti korozivnog metala uklonjeni iz tečne supstance koja obuhvata karboksilnu kiselinu i/ili njen anhidrid, katalizator karbonilacije rodijuma, i sekundarni pospešivač katalizatora karbonilacije korišćenjem helirajuće smole koju je moguće izabrati za uklanjanje korozivnih metala pre nego katalizatora karbonilacije kao sekundarnog pospešivača. Dodatni postupci uklanjanja kontaminanata korozivnog metala su takođe opisani u U.S. pat. br.4,985,383 i U.S. Pat. br. 5,124,290.

[0006] U.S. Pat. br. 4,894,477 opisuje upotrebu katjonske-izmenjivačke smole u obliku litijuma da bi se uklonili proizvodi korozije metala iz rastvora katalizatora karbonilacije koji sadrži komponentu rodijuma i komponentu litijuma. Postupak opisan u U.S. pat. br. ’477 je specifično primenljiv na one postupke koji su korisni za karbonilaciju metanola u sirćetnu kiselinu u uslovima sa malo vode, kao što su oni izneti u U.S. pat br.5,001,259. U.S. pat. br. ’477 još objašnjava da iako uslovi sa malo vode poboljšavaju proces prečišćavanja/proizvodnje sirćetne kiseline, jer su koncentracije litijuma u reaktoru za karbonilaciju sa uslovima sa malo vode povećane da bi se povećala stabilnost rodijuma i jer su nivoi vode u sistemu reakcije smanjeni, kapacitet procesa uklanjanja korozivnog metala jonskom izmenom po ciklusu je značajno smanjen.

[0007] Slično tome, U.S. pat. br. 5,731,252 opisuje postupak za tretiranje rastvora katalizatora karbonilacije sa niskim sadržajem vode koji sadrže komponentu rodijuma i komponentu alkalnog metala da bi se uklonili proizvodi korozije metala. Taj proces obuhvata dovođenje u kontakt rastvora katalizatora sa jonskom-izmenjivačkom smolom, poželjno u obliku litijuma, i dovoljnu količinu vode da bi se smanjila koncentracija jona alkalnog metala da bi se optimizovalo uklanjanje proizvoda korozivnog metala.

[0008] EP 0 384 652 opisuje da Grupa VI b metala ima pozitivno dejstvo na proizvodnju sirćetne kiseline katalizovanu rodijumom. Samim tim, preporučuje selektivno uklanjanje Fe i Ni upotrebom selektivnih smola jonske izmene, elektrodijalizom, selektivnim taloženjem i sličnim.

[0009] Iako su gore opisani procesi bili uspešni kod generalnog uklanjanja nekih metala korozije korišćenjem smole jonske-izmene, postoji potreba za poboljšanjem prinosa sirćetne kiseline postavljanjem praga vrednosti gvožđa i uklanjanjem gvožđa kada je iznad tog praga vrednosti.

KRATAK OPIS PRONALASKA

[0010] Ovaj pronalazak je usmeren na proces za proizvodnju sirćetne kiseline koji obuhvata karbonilaciju najmanje jednog člana izabranog iz grupe koja obuhvata metanol, dimetil etar, i metil acetat u reaktoru u reakcionoj podlozi koja obuhvata vodu, katalizator rodijum, metil jodid i nalidnu so, pri čemu katalizator rodijum jeste prisutan u reakcionoj podlozi u količini od 200 do 3000 wppm (delova na milion po težini) kao rodijum; koji odvaja deo iz reakcione podloge u ekspanzionoj posudi da bi se formirala manje isparljiva para i struja proizvoda isparenja koja obuhvata sirćetnu kiselinu; recikliranje struje tečnosti u reaktor, pri čemu struja tečnosti obuhvata deo manje isparljive struje i pri čemu struja tečnosti obuhvata gvožđe; postavljanje praga vrednosti za gvožđe za deo reakcione podloge, pri čemu granična vrednost koncentracije gvožđa jeste izabrana u opsegu od 500 wppm do 1200 wppm; određuje sadržaj gvožđa u delu reakcione podloge; uklanjanje najmanje dela gvožđa iz struje tečnosti dovođenjem u kontakt dela struje tečnosti sa smolom katjonske izmene kada sadržaj gvožđa

[0011] premaši graničnu vrednost; i održavanje koncentracije gvožđa u reakcionoj podlozi od 100 do 500 wppm. Takođe, najmanje 5% gvožđa moguće je ukloniti iz recikliranja tečnosti. Koncentracija gvožđa u wppm je poželjno održana da bude manja od koncentracije rodijumskog katalizatora u wppm. U jednom izvođenju, postupak još obuhvata održavanje najmanje 85% rodijuma potrebnog za delotvorni prinos prostorvreme da bi se postiglo 100% od maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY). U jednom izvođenju, manje isparlijva struja obuhvata sirćetnu kiselinu u količini od 60 do 90 tež.%, rodijumski katalizator u količini od 0,01 do 0,5 tež.% kao rodijum, korozivni metali u ukupnoj količini od 10 do 2500 wppm, litijum jodid u količini od 5 do 20 tež.%, metil jodid u količini od 1 do 25 tež.% (npr. od 1 do 5 tež.%), metil acetat u količini od 0,1 do 5 tež.%, i vodu u količini od 0,1 do 8 tež.%. U jednom izvođenju, materijal reaktora i/ili ekspanziona posuda, i dogovarajući pridruženi armaturni delovi i različiti vodovi, obuhvataju prelazni metal ili leguru na bazi prelaznog metala. U jednom izvođenju, proces još obuhvata odvajanje struje proizvoda isparenja koja obuhvata sirćetnu kiselinu u kolu primarnog prečišćavanja da bi se dobio proizvod sirćetne kiseline u jednoj ili više struja recikliranja. Struja tečnosti može obuhvatiti deo jedne ili više struja recikliranja. Pored toga, najmanje jedna od jedne ili više struja recikliranja obuhvata gvožđe. U jednom izvođenju, proces još obuhvata usmeravanje najmanje jedne struje na sistem za uklanjanje jedinjenja koje redukuje permanganat da bi se dobila struja obogaćena u acetaldehidu. Reakciona podloga može obuhvatiti acetaldehid u količini ne većoj od 1500 wppm. Prema ovom pronalasku, gvožđe je uklonjeno iz struje tečnosti dovođenjem u kontakt dela struje tečnosti sa smolom katjonskog izmenjivača.

KRATAK OPIS SLIKA NACRTA

[0012] Ovaj će pronalazak biti jasniji u svetlu priloženih neograničavajućih slika, pri čemu:

SL. 1 ilustruje primer šeme karbonilacije;

SL. 2 ilustruje ukupnu koncentraciju metala korozije naspram koncentracije acetaldehida;

SL. 3 ilustruje koncentraciju gvožđa naspram koncentracije acetaldehida;

SL. 4 ilustruje primećeni prinos prostor-vreme podeljen modelisanim prinosom prostorvreme (x 100) naspram koncentracije gvožđa;

SL. 5 ilustruje dejstvo koncentracije gvožđa na neefikasnost ugljen dioksida;

SL. 6 ilustruje dejstvo koncentracije gvožđa na neefikasnost metana;

SL. 7 ilustruje procenat promene u prinosu prostor-vreme za sirćetnu kiselinu naspram koncentracije gvožđa; i

SL. 8 ilustruje promenu u prinosu prostor-vreme za metnaol kao procenat prinosa prostor-vreme sirćetna kiselina naspram koncentracije gvožđa.

DETALJAN OPIS PRONALASKA

[0013] Na početku, treba napomenuti da je za razvoj bilo kog takvog stvarnog izvođenja, neophodno doneti brojne odluke specifične za primenu da bi se dostigli specifični ciljevi projektanta, kao što je usklađenost sa sistemom na koji se odnosi i ograničenja koja se odnose na poslovanje, koji će varirati od jedne primene do druge. Pored toga, ovde opisani procesi mogu takođe da obuhvataju komponente koje nisu one koje su navedene ili se specifično pominju, jer je to očigledno prosečnom stručnjaku u ovoj oblasti.

[0014] U kratkom opisu i ovom detaljnom opisu, svaka brojčana vrednost treba da se pročita jednom kao modifikovana pojmom "oko" (osim ako već nije tako izričito modifikovana), i onda ponovo pročita kao ne tako modifikovana osim ako kontekst ne nalaže drugačije. Takođe, u kratkom opisu i u detaljnom opisu ovde, treba razumeti da je opseg koncentracije dat u spisku ili opisan kao koristan, pogodan, ili slično, predviđen da bude bilo koja i svaka koncentracija unutar tog opsega, uključujući krajnje tačke, i koji treba smatati kao naveden. Na primer, opseg "od 1 do 10" treba čitati tako da ukazuje da je svi i svaki mogući broj duž kontinuuma između oko 1 i oko 10. Dakle, čak i ako su specifične tačke podataka u okviru opsega, ili bez ikakvih tačaka podataka unutar tog opsega, su eksplicitno identifikovani ili se odnose samo na nekoliko specifičnih tačaka podataka, Treba razumeti da ovi pronalazači shvataju i razumeju da bilo koje i sve tačke podataka unutar opsega treba posmatrati kao navedene, i da pronalazači poseduju znanje o celom opsegu i svim tačkama unutar opsega.

[0015] U celom opisu, uključujući patentne zahteve, sledeći pojmovi imaju navedena značenja osim ako nije drugačije precizirano.

[0016] Kako je korišćeno u opisu i patentnim zahtevima, "blizu" je inkluzivno za "pri." Pojam "i/ili" se odnosi na inkluzivni "i" slučaj i isključujući "ili" slučaj, i ovde se koristi radi skraćenja. Na primer, mešavina koja obuhvata sirćetnu kiselinu i/ili metil acetat može obuhvatiti samo sirćetnu kiselinu, samo metil acetat, ili i sirćetnu kiselinu i metil acetat.

[0017] Svi procenti su izraženi kao procenti težine (tež.%), na osnovu ukupne težine specifične struje ili prisutne supstance, osim ako nije drugačije napomenuto. Sobna temperatura je 25°C i atmosferski pritisak je 101,325 kPa osim ako nije drugačije navedeno.

[0018] U ovde date svrhe: sirćetna kiselina može da bude skraćena kao "AcOH";

acetaldehid može da bude skraćen kao "AcH";

metil acetat može da bude skraćen kao "MeAc";

metanol može da bude skraćen "MeOH";

metil jodid može da bude skraćen kao "Mel";

vodonik jodid može da bude skraćen kao "HI";

ugljen monoksid može da bude skraćen "CO"; i

dimetil etar može da bude skraćen "DME".

[0019] HI se odnosi na bilo molekularni vodonik jodid ili razdruženu jodovodoničnu kiselinu kada je barem delimično jonizovan u polarnoj podlozi, obično podloga sadrži barem neku količinu vode. Osim ako nije drugačije precizirano, ta dva se pominju ravnopravno. Osim ako nije drugačije navedeno, HI koncentracija se određuje preko titracije kiselina-baza korišćenjem potenciomerne krajnje tačke. Specifično, HI koncentracija se određuje preko titracije sa standardnim rastvorom litijum acetata do potenciomerne krajnje tačke. Jasno je da u svrhu ovog opisa, koncentracija HI nije određena oduzimanjem koncentracije jodida za koju se podrazumeva da se povezuje sa merenjem korozije metala ili drugim ne H+ katjonima iz ukupnog prisutnog jonskog jodida u uzorku.

[0020] Treba razumeti da se HI koncentracija ne odnosi na koncentraciju jona jodida. HI koncentracija specifično se odnosi na Hi koncentraciju kao što je određeno preko potenciomerne titracije.

[0021] Ovaj metod oduzimanja je nepouzdan i neprecizan način da se odredi relativno niže HI koncentracije (t.j., manje od oko 5 procenta težine) zahvaljujući činjenici da podrazumeva da se svi ne-H+ katjoni (kao što su katjoni Fe, Ni, Cr, Mo) dovode u vezu isključivo sa anjonom jodida. U realnosti, značajan deo katjona metala u ovom procesu moguće je dovesti u vezu sa anjonom acetata. Pored toga, veliki broj ovih katjona metala ima više stanja valence, što dodatno doprinosi nepouzdanosti do pretpostavke o količini anjona jodida što je moguće povezati sa ovim metalima. Najzad, ovaj proces podstiče nepouzdano određivanje stvarne HI koncentracije, posebno s obzirom na sposobnost da se izvede jednostavna titracija koja direktno predstavlja HI koncentraciju.

[0022] U ovde navedene svrhe,"nadzemni" ili "destilat" destilacionog stuba se odnosi na najmanje jednu od niži frakcija koje je moguće kondenzovati ključanjem koja izlazi na vrhu, ili blizu vrha, (npr., neposrednouz vrh), stuba destilacije, i/ili kondenzovani oblik te struje ili supstance. Očigledno, sve frakcije je na kraju moguće kondenzovati, ipak u ovde navedene svrhe, frakcija koju je moguće kondenzovati je kondeziva pod uslovima prisutnim u procesu kako to lako razume stručnjak u ovoj oblasti. Primeri nekondenzivih frakcija mogu obuhvatiti azot, vodonik, i slično. Takođe, nadzemna struja može biti uzeta neposredno ispod najgornjeg izlaza destilacionog stuba, na primer, pri čemu frakcija najnižeg ključanja jeste nekondenziva struja ili predstavlja de-minimis struju, što će lako razumeti stručnjak koji ima profesionalna znanja i veštine u ovoj oblasti.

[0023] "Dna" ili "hemijski ostatak" u destilacionom stubu se odnosi na jednu ili više frakcija najvišeg ključanja koje izlaze na ili blizu dna destilacionog stuba, takođe se ovde pominju tako da teku od donjeg kartera tog stuba. Treba razumeti da je hemijski ostatak moguće uzeti iz odmah iznad samog donjeg izlaznog otvora destilacionog stuba, na primer, pri čemu je sama ta najdonja frakcija proizvedena u stubu so, kao nekoristan katran, proizvod čvrstog otpada, ili de-minimis struja kao što će lako razumeti profesionalno osposobljen stručnjak u ovoj oblasti.

[0024] U ovde navedene svrhe, destilacioni stubovi obuhvataju zonu destilacije i zonu kartera na dnu. Zona destilacije obuhvata sve iznad zone kartera na dnu, t.j., između zone kartera na dnu i vrha stuba. U ovde navedene svrhe, zona na dnu kartera se odnosi na donji deo destilacionog stuba u kom je prisutan rezervoar za tečnost komponenata više tačke ključanja (npr., dno destilacionog stuba) iz kog struja na dnu ili hemijski ostatak teče prema izlazu iz tog stuba. Zona kartera na dnu obuhvata bojlere, kontrolnu opremu, i slično.

[0025] Treba razumeti da se pojam "prolazi", "putanje protoka", "vodove protoka", i slično u vezi sa unutrašnjim komponentama destilacionog stuba koristi ravnopravno da bi se odnosile na otvore, cevi, kanale, rascepe, odvode, i slično, koji se postavljaju kroz i/ili koji obezbeđuju putanju za tečnost i/ili paru da bi se pomerili sa jedne strane unutrašnje komponente na drugu stranu unutrašnje komponente. Primeri prolaza razmeštenih kroz strukturu kao što je raspodeljivač tečnosti destilacionog stuba obuhvata otvore za odvod, cevi za odvod, proreze za odvod, i slično, koji omogućavaju protok kroz strukturu sa jedne strane ne drugu.

[0026] Prosečno vreme boravka je definisano kao ukupan zbir sve zapremine tečnosti koja se čuva tokom date faze unutar zone destilacije podeljen prosečnom brzinom protoka te faze kroz zonu destilacije. Primljena količina za datu fazu može obuhvatiti količinu tečnosti sadržane u različitim unutrašnjim komponentama stuba uključujući kolektore, uređaje za raspodelu i slične, kao i tečnost sadržanu na tacnama, unutar donjih delova ćoškova, i/ili unutar strukturisanih ili nasumično spakovanih segmenata ležišta.

Delotvorni prinos prostor-vreme (STY) rodijumskog katalizatora

[0027] Ovaj pronalazak se odnosi na procese za proizvodnju sirćetne kiseline održavanjem sadržaja metala korozije, kao što je gvožđe, nikl, hrom, ili molibden, da bi se smanjilo neželjeno dejstvo na delotvorni prinos prostor-vreme tog rodijumskog katalizatora. Iako izvođenje reakcije u opremi koja je otporna na koroziju i smanjenje jedinjenja koja doprinose koroziji, kao što je vodonik jodid, može pomoći da se smanje korozivni metali, na kraju se u neprekidnom procesu korozivni metali talože u reakcionoj podlozi. Posebno se veruje da posebno gvožđe bez ograničavanja na teoriju ima neželjeno dejstvo na delotovrni prinos prostor-vreme rodijumskog katalizatora. Ovo neželjeno dejstvo može biti rezultat trovanja rodijumskog katalizatora ili deaktivacije rodijumskog katalizatora. Maksimalni prinos prostor-vreme (STY) se odnosi na prinos prostor-vreme (STY) sirćetne kiseline koji bi bio postignut bez bilo kakvog trovanja ili deaktivacije rodijumskog katalizatora. Delotvorni prinos prostor-vreme (STY) se meri prinosom prostor-vreme (STY) sirćetne kiseline u reakciji karbonilacije kada postoji trovanje rodijumskog katalizatora ili deaktivacija rodijumskog katalizatora. Delotvorni prinos prostor-vreme (STY) se meri prinosom prostor-vreme (STY) sirćetne kiseline u reakciji karbonilacije kada postoji trovanje rodijumskog katalizatora ili deaktivacija rodijumskog katalizatora. Kao pogodnost, poželjno je izvesti proces uz delotvorni prinos prostor-vreme (STY) koji je blizu maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY).

[0028] U jednom izvođenju, obezbeđen je proces za proizvodnju sirćetne kiseline koji obuhvata karbonilaciju najmanje jednog člana izabranog iz grupe koja obuhvata metanol, dimetil etar, i metil acetat u reaktoru u reakcionoj podlozi koja obuhvata vodu, rodijumski katalizator, metil jodid i so halida, pri čemu je rodijumski katalizator prisutan u količini od 200 do 3000 wppm kao rodijum, odvajanje dela reakcione podloge u ekspanzionoj posudi da bi se formirala manje isparljiva struja i struja proizvoda isparenja koja obuhvata sirćetnu kiselinu, recikliranje struje tečnosti u reaktor, pri čemu ta struja tečnosti obuhvata deo manje isparljve struje i pri čemu stuja tečnosti obuhvata gvožđe; postavljanje praga vrednosti za gvožđe za deo reakcione podloge, pri čemu ta granica vrednosti koncentracije gvožđa jeste vrednost izabrana u okviru opsega od 500 wppm do 1200 wppm; što određuje sadržaj gvožđa u delu reakcione podloge; uklanjanje barem dela gvožđa iz struje tečnosti dovođenjem u kontakt dela struje tečnosti sa smolom katjonskeizmene pri čemu sadržaj gvožđa prekoračuje prag vrednosti; i održavanje koncentracije gvožđa u reakcionoj podlozi od 100 do 500 wppm.

[0029] Prinos prostor-vreme (STY) sirćetne kiseline je izražen u gram-molima sirćetne kiseline proizvedene po litru na sat reakcione podloge sadržane u reaktoru karbonilacije, i može biti veći ili jednak 5 mol/L/sat, npr., veći ili jednak 10 mol/L/sat, veći ili jednak 12 mol/L/sat, veći ili jednak 15 mol/L/sat, ili veći ili jednak 20 mol/L/sat. U smislu opsega, prinos prostor-vreme (STY) sirćetne kiseline može da bude od 5 do 50 mol/L/sat, npr., od 10 do 40 mol/L/sat, od 10 do 35 mol/L/sat, od 12 do 30 mol/L/sat, od 12 do 28 mol/L/sat, ili od 12 do 25 mol/L/sat. U primeru izvođenja, maksimalni prinos prostor-vreme može da bude 15 mol/L/sat i proces može da ukloni deo gvožđa iz struje tečnosti da bi se održao delotvoran prinos prostor-vreme (STY) rodijumskog katalizatora koji je najmanje 12 mol/L/sat, npr., najmanje 80% maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY). U jednom izvođenju, postoji obezbeđen postupak za proizvodnju sirćetne kiseline koji obuhvata karbonilaciju najmanje jednog člana izabranog iz grupe koja obuhvata metanol, dimetil etar, i metil acetat u reaktoru u reakcionoj podlozi koja obuhvata vodu, rodijumski katalizator, metil jodid i halidnu so, odvajanje dela reakcione podloge u ekspanzionoj posudi da bi se formirala manje isparljiva struja i struja proizvoda isparenja koja obuhvata sirćetnu kiselinu, recikliranje struje tečnosti u reaktor, pri čemu ta struja tečnosti obuhvata deo manje isparljive struje i pri čemu struja tečnosti obuhvata gvožđe, i uklanjanje dela gvožđa iz struje tečnosti da bi se održao delotvoran prinos prostor-vreme (STY) rodijumskog katalizatora od 5 do 50 mol/L/sat, ukoliko je delotvorni prinos prostor-vreme najmanje 80% maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY) npr., najmanje 85%, najmanje 90%, najmanje 95%, ili najmanje 97%.

[0030] Kada je delotvorni prinos prostor-vreme (STY) manji od maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY) proces karbonilacije moguće je podesiti povećavanjem količine rodijuma da bi se postiglo 100% maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY). Rodijum se sipa u reaktor u količini unosa od 200 wppm do 3000 wppm kao rodijum. Kako rodijum postaje deaktiviran doda se više rodijuma tako da je delotvorni prinos prostor-vreme blizu 100% maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY). Iako ovo povećava delotvorni prinos prostor-vreme (STY), postoje značajni kapitalni troškovi povezani sa zamenom rodijumskog katalizatora da bi se kompenzovala deaktivacija prouzrokovana prekomernim gvožđem u reakcionoj podlozi. Pored toga, bez kontrolisanja koncentracije gvožđa, proces karbonilacije može zahtevati stalno povećanje količina rodijuma da bi se zamenio deaktivirani rodijumski katalizator. Ovo postaje visoko neefikasno, posebno kada je efektivan prinos prostor-vreme (STY) manji od 80% od maksimalnog prinosa prostorvreme (STY). Kao rezultat, izvođenja ovog pronalaska mogu da smanje količinu rodijuma koju je potrebno dodati održavanjem nivoa gvožđa u reakcionoj podlozi. U jednom izvođenju, taj proces obuhvata održavanje najmanje 85% rodijuma potrebnog za delotvorni prinos prostor-vreme (STY) da bi se postiglo 100% maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY). Preporučljivije, održavanje najmanje 90% rodijuma, npr., najmanje 92% rodijuma ili najmanje 95% rodijuma. U primeru izvođenja, unos rodijuma može biti 1000 wppm i ovaj pronalazak smanjuje količinu rodijuma koja je potrebna da bi se postigao delotvoran prinos prostor-vreme (STY) koji je najmanje 97% maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY), i tako manje od 150 wppm rodijuma se doda da bi se održao maksimalni prinos prostor-vreme (STY). U jednom izvođenju, obezbeđen je proces za

1

proizvodnju sirćetne kiseline koji obuhvata karbonilaciju najmanje jednog elementa izabranog iz grupe koja obuhvata metanol, dimetil etar, i metil acetat u reaktoru u reakcionoj podlozi koja obuhvata vodu, rodijumski katalizator, metil jodid i halidnu so, pri čemu je rodijumski katalizator dodat u koncentraciji od 200 do 3000 wppm kao rodijum, odvajanje dela reakcione podloge u ekspanzionoj posudi da bi se formirale manje isparljiva struja i struja proizvoda isparenja koja obuhvata sirćetnu kiselinu, recikliranje struje tečnosti u reaktor, pri čemu struja tečnosti obuhvata deo manje isparljive struje i pri čemu struja tečnosti obuhvata gvožđe, uklanjanje dela gvožđa iz struje tečnosti, i održavanje najmanje 85% rodijuma potrebnog za delotvorni prinos prostor-vreme (STY) da bi se postiglo 100% maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY). Kao pogodnost, smanjenjem deaktivacije prouzrokovane gvožđem može produžiti vek rodijumskog katalizatora smanjuje ukupan utrošak katalizatora.

[0031] Iako je generalno opisano u ovoj oblasti da korozivni metali kao što je gvožđe, nikl, hrom, nikl, i molibden mogu neželjeno da utiču na brzinu kojom se proizvodi sirćetna kiselina i ukupnu stabilnost procesa, dejstvo gvožđa na prinos sirćetne kiseline na specifičnim nivoima u reakcionoj podlozi (ili struji tečnosti koja je reciklirana u reaktoru) nije u potpunosti istraženo ili jasno. Iznenađuje sasvim neočekivano otkriće da dejstvo gvožđa na prinos prostor-vreme (STY) sirćetne kiseline i deaktivaciju katalizatora metala je mnogo veće nego što je prethodno očekivano, u poređenju sa drugim korozivnim metalima, npr., niklom, hromom i molibdenom. Pored toga, u jednom izvođenju, otkriveno je da se nadgledanjem sadržaja gvožđa i uklanjanjem gvožđa kada dostigne nivo granične vrednosti, gubici prinosa prostor-vreme (STY) sirćetne kiseline svode na minimum. Dakle, zato što se sadržaj gvožđa nadgleda i uklanjanje se aktivira samo kada sadržaj gvožđa dostigne izvestan nivo granične vrednosti, korak uklanjanja gvožđa je poželjno korišćen na zahtev, što daje kao rezultat uštede troškova u poređenju sa postojećim procesima uklanjanja korozivnog metala. U svrhu ovog pronalaska, sadržaj gvožđa moguće je izmeriti u reaktoru ili u struji tečnosti koja se reciklira u reaktoru. Struja tečnosti može obuhvatiti deo manje isparljive struje iz ekspanzione posude i jednu ili više struja recikliranja iz kola primarnog prečišćavanja. Koncentracije gvožđa struje tečnosti moguće je izmeriti kada je teško da se meri gvožđe u reaktoru.

[0032] Granični nivo moguće je postaviti koncentraiju gvožđa u reakcionoj podlozi koja vodi manjoj deaktivaciji i trovanju. Postavljanje graničnog nivoa previše nisko može prouzrokovati da korak uklanjanja gvožđa za funkcionisanje previše često prouzrokovanje izduvni gas smole katjonske izmene. Nasuprot tome, postavljanje graničnog nivoa previše visoko može prouzrokovati da se viši nivoi gvožđa natalože u reakcionoj podlozi i da dovede do daljeg smanjenja delotvornih prinosa prostor-vreme (STY). Granična vrednost koncentracije gvožđa je vrednost izabrana unutar opsega od 500 wppm do 1200 wppm. Koncentracija gvožđa u reakcionoj podlozi je od 100 do 500 wppm.

Sistem proizvodnje sirćetne kiseline

[0033] U nastavku je opisan primer procesa proizvodnje sirćetne kiseline. Pojašnjenja radi, nisu sva svojstva stvarne primene opisana u ovom spisu. Jasno je u svakom slučaju da je za razvoj bilo kog takvog stvarnog izvođenja, neophodno doneti brojne odluke specifične za primenu da bi se dostigli specifični ciljevi projektanta, kao što je usklađenost sa sistemom na koji se odnosi i ograničenja koja se odnose na poslovanje, koji će varirati od jedne primene do druge. Pored toga, razume se da takav pokušaj razvoja može biti složen i vremenski zahtevan, ali bez obzira na za prosečne stručnjake u ovoj oblasti rutinski poduhvat postoji korist od ovog pronalaska.

[0034]Ovde opisani procesi prečišćavanja mogu biti korisni u procesima karbonilacije koji koriste metanol i/ili metil acetat (MeAc), metil format ili dimetil etar, ili njihove mešavine, da bi se proizvela sirćetna kiselina u prisustvu Grupe VIII katalizatora metala, kao što je rodijum, i pospešivač katalizatora koji sadrži halogen. Specifično koristan proces je rodijumom katalizovana karbonilizacija metanola u sirćetnu kiselinu u maloj količini vode kao što je dato kao primer u U.S. pat. br. 5,001,259. Drugi katalizatori metala, npr., katalizatori na bazi iridijuma, se trakođe razmatraju.

[0035] Generalno, komponenta metala, npr., smatra se da komponenta rodijuma, sistema katalizatora jeste prisutna u obliku koordinacionog jedinjenja rodijuma sa komponentom halogena koja omogućava najmanje jedan od liganada takvog koordinacionog jedinjenja. Pored koordinacije rodijuma i halogena, smatra se i da ugljen monoksid koordinira sa rodijumom. Komponenta rodijuma sistema katalizatora može biti obezbeđena uvođenjem u zoni reakcije rodijuma u obliku metala rodijuma, soli rodijuma kao što su oksidi, acetati, jodidi, karbonati, hidroksidi, hloridi, itd., ili druga jedinjenja koja su kao rezultat imala formiranje jedinjenja koordinacije rodijuma u okruženje reakcije.

[0036] Katalizator metala može obuhvatiti metal iz Grupe VIII. Pogodni katalizatori iz Grupe VIII obuhvataju katalizatore rodijuma i/ili iridijuma. Kada je korišćen rodijum, rodijumski katalizator moguće je dodati u bilo kom pogodnom obliku kao što je rodijum je rastvor katalizatora kao mešavina uravnoteženja uključujući [Rh(CO)2I2]-anjon, kao što je poznato u ovoj oblasti. Soli jodida opciono zadržane u mešavinama reakcije ovde opisanih procesa mogu biti u obliku rastvorljive soli alkalnog metala ili zemnoalkalnog metala, kvaternarnog amonijaka, soli fosfonijuma ili njihovih mešavina. U izvesnim izvođenjima, sekundarni pospešivač katalizatora je litijum jodid, litijum acetat, ili njihove mešavine. Sekundarni pospešivač soli moguće je dodati kao nejodidnu so koja generiše so jodida. Stabilizator katalizatora jodida moguće je uvesti direktno u sistem reakcije. Alternativno, so jodida moguće je generisati in situ jer pri radnim uslovima sistema reakcije, širok opseg prekursora nejodidne soli reaguje sa metil jodidom ili hidrojodnom kiselinom u reakcionoj podlozi da bi se generisao odgovarajući stabilizator sekundarnog pospešivača jodidne soli. Za dodatni detalj u vezi sa katalizatorima rodijuma i generisanjem jodidne soli, videti U.S. pat. br. 5,001,259; 5,026,908; 5,144,068 i 7,005,541. Karbonilacija katalizatora iridijuma koji koristi metanol je dobro poznata i generalno je opisana u U.S. pat. br. 5,942,460, 5,932,764, 5,883,295, 5,877,348, 5,877,347 i 5,696,284.

[0037] Promoter katalizatora koji sadrži halogen sistema katalizatora sadrži jedinjenje halogena koje sadrži organski halid. Dakle, moguće je koristiti alkil, aril, i supstituisane alkil ili aril halide. Preporučljivo, pospešivač katalizatora koji obuhvata halogen je prisutan u obliku alkil halida. Još preporučljivije, pospešivač katalizatora koji sadrži halogen je prisutan u obliku alkil halida u kom alkil radikal odgovara alkil radikalu alkohola koji se dovodi, koji se karbonilira. Dakle, karbonilacija metanola sirćetne kiseline, pospešivač halida može obuhvatiti metil halid, i još preporučljivije metil jodid.

[0038] Reakciona podloga sadrži katalizator rodijuma u količini od 200 do 3000 wppm kao rodijum, npr., od 500 do 2000 wppm, ili od 600 do 1500 wppm. Sprečavanje deaktivacije rodijuma iz ovog pronalaska smanjuje koncentraciju gvožđa u reakcionoj podlozi u koncentraciju koja je manja od rodijumskog katalizatora. Kada koncentracija gvožđa prekoračuje koncentraciju rodijuma neželjeno dejstvo na deaktivaciju katalizatora se ubrzava. Dakle, u jednom izvođenju, dat je postupak za proizvodnju sirćetne kiseline koji obuhvata karbonilaciju barem jednog elementa izabranog iz grupe koja obuhvata metanol, dimetil etar, i metil acetat u reakcionoj podlozi obuhvata vodu, rodijumski katalizator, metil jodid i halidnu so, pri čemu je koncentracija rodijumskog katalizatora u reakcionoj podlozi u količini od 200 do 3000 wppm kao rodijuma; i održavanje koncentracije gvožđa u reakcionoj podlozi koja je manja od koncentracije rodijumskog katalizatora.

[0039] U izvođenjima pronalaska, koncentracija gvožđa u reakcionoj podlozi je održavana da bude ne više od 500 wppm, ne više od 400 wppm, ili ne više od 300 wppm, i/ili koncentracije gvožđa u reakcionoj podlozi je održavano ili jednako 100 wppm, više ili jednako 200 wppm, više ili jednako 300 wppm ili više ili jednako 400 wppm.

1

[0040] Kao što je opisano ovde kontrolisanje koncentracije gvožđa u reakcionoj podlozi jeste pogodno da se spreči dalja deaktivacija rodijumskog katalizatora. U nekim izvođenjima pronalaska, mogu biti drugi korozivni metali koji akumuliraju u reakcionoj podlozi. Ovi korozivni metali uključuju nikl, molibden, i hrom. U jednom izvođenju, ukupna koncentracija nikla, molibdena, i hroma je manja od koncentracije gvožđa u reakcionoj podlozi. U izvođenjima pronalaska, ukupna koncentracija nikla, molibdena, i hroma u reakciji jeste održana da je veće od 800 wppm, npr., ne više od 700 wppm, ne više od 600 wppm, ne više od 500 wppm, ne više od 400 wppm, ne više od 300 wppm, ne više od 200 wppm, ili ne više od 100 wppm, i/ili ukupna koncentracija nikla, molibdena, i hroma u koncentraciji je održana da bude veća od ili jednaka sa 0 wppm, npr., veća od ili jednaka sa 1 wppm, veća od ili jednaka sa 5 wppm, veća od ili jednaka sa 10 wppm, veća od ili jednaka sa 20 wppm, veća od ili jednaka sa 25 wppm, veća od ili jednaka sa 50 wppm, veća od ili jednaka sa 300 wppm ili veća od ili jednaka sa 100 wppm. U nekim izvođenjima pronalaska, ukupna koncentracija korozivnog metala, uključujući gvožđe, nikl, molibden, i hrom, u reakcionoj podlozi može biti od 10 do 2500 wppm, npr., od 20 do 2000 wppm, od 50 do 1500 wppm, od 50 do 1000 wppm, ili od 50 do 500 wppm.

[0041] U jednom izvođenju, ovo je obezbedilo proces za proizvodnju sirćetne kiseline koji obuhvata karbonilaciju najmanje jednog elementa izabranog iz grupe koja obuhvata metanol, dimetil etar, i metil acetat u reaktoru u reakcionoj podlozi koja obuhvata vodu, rodijumski katalizator, metil jodid i halidnu so, pri čemu je rodijum katalizator prisutan u količini od 200 do 3000 wppm kao rodijum, odvajanje dela reakcione podloge u ekspanzionoj posudi da bi se formirala manje isparljiva struja i struja proizvoda isparenja koja obuhvata sirćetnu kiselinu, recikliranje struje tečnosti u reaktor, pri čemu struja tečnosti obuhvata deo manje isparljive struje i pri čemu struja tečnosti obuhvata jedan ili više korozivinih metala izabranih iz grupe koja obuhvata gvožđe, nikl, molibden, hrom, i njihove mešavine, i uklanjanje dela jednog ili više korozivnih metala iz struje tečnosti da se održi ukupna koncentracija korozivnog metala u reakcionoj podlozi od 10 do 2500 wppm. U preporučenom izvođenju, koncentracija gvožđa u reakcionoj podlozi je održavana da bude ne veća od 1200 wppm.

[0042] Pored rodijumskog katalizatora i koncentracije gvožđa, druge komponente reakcione podloge se održavaju unutar definisanih granica da bi se osigurala dovoljna proizvodnja sirćetne kiseline. Koncentracija vode u reakcionoj podlozi se održava da ne bude veća od 14 tež.%, npr., od 0,1 tež.% do 14 tež.%, od 0,2 tež.% do 10 tež.% ili od 0,25 tež.% do 5 tež.%. Preporučljivo, reakcija je izvedena u uslovima sa malo vode i podloga reakcije sadrži vodu u količini od 0,1 do 4,1 tež.%, npr., od 0,1 do 3,1 tež.% ili od 0,5 do 2,8 tež.%. Koncentracija metil jodida u reakcionoj podlozi je održavana da bude od 1 do 25 tež.%, npr., od 5 do 20 tež.%, od 4 do 13,9 tež.%. Koncentracija soli jodida, npr., litijum jodid, u reakcionoj podlozi je održavana da bude od 1 do 25 tež.%, npr., od 2 do 20 tež.%, od 3 do 20 tež.%. Koncentracija metil acetata u reakcionoj podlozi se održava da bude od 0,5 do 30 tež.%, npr., od 0,3 do 20 tež.%, od 0,6 do 4,1 tež.%. Sledeće količine se zasnivaju na ukupnoj težini reakcione podloge. Koncentracija sirćetne kiseline u reakcionoj podlozi je veća od ili jednaka 30 tež.%, npr., veća od ili jednaka 40 tež.%, veća od ili jednaka 50 tež.%, ili veća od ili jednaka 60 tež.%. Koncentracija acetaldehida u reakcionoj podlozi je poželjno održana da bude u niskim koncentracijama i u jednom izvođenju koncentracija acetaldehida je u količini od ne više od 1500 wppm, npr., ne više od 1200 wppm, ne više od 1000 wppm, ne više od 900 wppm, ne više od 800 wppm, ne više od 700 wppm, ne više od 600 wppm, ne više od 500 wppm, ili ne više od 400 wppm. Prema tome, obezbeđen je postupak za proizvodnju sirćetne kiseline koja obuhvata karbonilaciju najmanje jednog člana izabranog iz grupe koja obuhvata metanol, dimetil etar, i metil acetat u reaktoru u reakcionoj podlozi koja obuhvata vodu, rodijumski katalizator, metil jodid, halidnu so, i acetaldehid, pri čemu je koncentracija acetaldehida u reakcionoj podlozi u količini ne većoj od 1500 wppm, odvajanje dela reakcione podloge u ekspanzionoj posudi da bi se formirala manje isparljiva struja i struja proizvoda pare koja obuhvata sirćetnu kiselinu, recikliranje struje tečnosti u reaktor, pri čemu struja tečnosti obuhvata deo manje isparljive struje i pri čemu struja tečnosti obuhvata gvožđe, i uklanjanje dela gvožđa iz struje tečnosti, i poželjno gvožđe je uklonjeno da bi se održao delotvoran prinos prostor-vreme (STY) rodijumskog katalizatora od najmanje 80% maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY).

[0043] U izvođenjima pronalaska, proces za proizvodnju sirćetne kiseline još obuhvata uvođenje jedinjenja litijuma u reaktor da bi se održala koncentracija litijum acetata u količini od 0,3 do 0,7 tež.% u reakcionoj podlozi, pri čemu je u primeru izvođenja, u reakcionoj podlozi koncentracija rodijumskog katalizatora održavana u količini od 200 do 3000 wppm u reakcionoj podlozi, koncentracija vode je održavana u količini od 0,1 do 4,1 tež.% u reakcionoj podlozi, i koncentracija metil acetata je održavana od 0,6 do 4,1 tež.% u reakcionoj podlozi, zasnovano na ukupnoj težini reakcione podloge prisutnoj unutar reaktora karbonilacije.

[0044] U izvođenjima pronalaska, jedinjenje litijuma uvedeno u reaktor je izabrano iz grupe koja obuhvata litijum acetat, litijum karboksilate, litijum karbonate, litijum hidroksid, druge organske litijum soli, i njihove mešavine. U izvođenjima ovog pronalaska, jedinjenje litijuma je rastvorljivo u reakcionoj podlozi. U jednom izvođenju, litijum acetat dihidrat

1

moguće je koristiti kao izvor jedinjenja litijuma.

[0045] Litijum acetat reaguje sa vodonik jodidiom u sledećoj ravnotežnoj reakciji (I) da bi se formirao litijum jodid i sirćetna kiselina:

LiOAc HI : LiI HOAc (I)

[0046] Smatra se da litijum acetat obezbeđuje poboljšanu kontrolu koncentracije vodonik jodida u odnosu na druge acetate, kao što je metil acetat, prisutan u reakcionoj podlozi. Bez namere da se ograničimo na teoriju, litijum aetat je konjugat baze sirćetne kiseline i zato je reaktivan prema vodonik jodidu preko reakcije kisele baze. Smatra se da ovo svojstvo daje kao rezultat ravnotežu reakcije (I) koja prednost daje proizvodima reakcije nad i iznad onih koji su proizvedeni odgovarajućom ravnotežom metil acetata i vodonik jodida. Ovo je poboljšalo ravnotežu preporučenih koncentacija vode od manje od 4,1 tež.% u reakcionoj podlozi. Pored relativno male isparljivosti litijum acetata u poređenju sa metil acetatom omogućava da litijum acetat ostane u reakcionoj podlozi izuzev za gubitke isparljivosti i male količine inkorporirane u sirov proizvod pare. Nasuprot relativno visokoj isparljivosti metil acetat omogućava materijalu da se destiluje u kolu prečišćaanja, što daje da je metil acetat mnogo teže kontrolisati. Litijum acetat je mnogo lakše održati i kontrolisati u tom procesku pri konstantno niskim koncentracijama vodonik jodida. S tim u skladu, relativno mala količina litijum acetata može da se koristi u odnosu na količinu metil acetata potrebnog da se kontrolišu koncentracije vodonik jodida u reakcionoj podlozi. Još je otkriveno da je litijum acetat barem tri puta delotvorniji od metil acetata u pospešenju oksidativnog dodatka metil jodida kompleksu rodijuma [I]. Međutim, otkriveno je da katjoni litijuma izvedeni iz i/ili generisani jedinjenjem litijuma u reakcionoj podlozi mogu biti inkorporirani ili dovoljno isparljivi da se koncentruju sa proizvodom sirove sirćetne kiseline posle prečišćavanja u primarnim kolima primarnog prečišćavanja.

[0047] U izvođenjima pronalaska, koncentracija litijum acetata u reakcionoj podlozi je održavana višom ili jednakom 0,3 tež.%, ili višom ili jednakom 0,35 tež.%, ili višom ili jednakom 0,4 tež.%, ili višom ili jednakom 0,45 tež.%, ili višom ili jednakom 0,5 tež.%, i/ili u izvođenjima pronalaska, koncentracija litijum acetata u reakcionoj podlozi je održavana na ne više od 0,7 tež.%, ili ne više od 0,65 tež.%, ili ne više od 0,6 tež.%, ili ne više od 0,55 tež.%.

[0048] Utvrđeno je da višak litijum acetata u reakcionoj podlozi može neželjeno da utiče na druga jedinjenja u reakcionoj podlozi, što dovodi do smanjene produktivnosti. Nasuprot tome, utvrđeno je da koncentracija litijum acetata u reakcionoj podlozi ispod oko 0,3 tež.%

1

ne može da održi željene koncentracije vodonik jodida u reakcionoj podlozi ispod 1,3 tež.%.

[0049] U izvođenjima pronalaska, jedinjenje litijuma je moguće uvesti kontinualno ili sa prekidima u reakcionu podlogu. U izvođenjima pronalaska, jedinjenje litijuma je uvedeno tokom pokretanja reaktora. U izvođenjima pronalaska, jedinjenje litijuma je uvedeno sa prekidima da bi se zamenili gubici usled inkorporiranja.

[0050] Prema tome, u jednom izvođenju obezbeđen je proces za proizvodnju sirćetne kiseline koji obuhvata karbonilaciju najmanje jednog elementa izabranog iz grupe koja obuhvata metanol, dimetil etar, i metil acetat u reaktoru u reakcionoj podlozi koja obuhvata vodu, rodijumskom katalizatoru, metil jodidu, halidnoj soli, i litijum acetatu, odvajanje dela reakcione podloge u ekspanzionoj posudi iz manje isparljive struje i struje proizvoda isparenja koja obuhvata sirćetnu kiselinu, recikliranje struje tečnosti u reaktoru, pri čemu struja tečnosti obuhvata deo manje isparljive struje i pri čemu struja tečnosti obuhvata gvožđe, i uklanjanje dela gvožđa iz struje tečnosti da bi se održao delotvoran prinos prostor-vreme (STY) rodijumskog katalizatora od najmanje 80% od maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY).

[0051] Kod nekih izvođenja, željene brzine reakcije se dobiju čak i pri niskim koncentracijama vode održavanjem u podlozi reakcije estra željene karboksilne kiseline i alkohola, poželjno je alkohol korišćen za karbonilaciju, i dodatni jodidni jon koji je preko i iznad jona jodida koji je prisutan kao vodonik jodid. Željeni estar je metil acetat. Dodatni jon jodida je poželjno so jodida, sa litijum jodidom (Lil) kao poželjnijim. Utvrđeno je, kao što je opisano u U.S. pat. br.5,001,259, da pod niskim koncentracijama vode, metil acetat i litijum jodid deluju kao pospešivači brzine.

[0052] Reakciju karbonilacije metanola u proizvod sirćetne kiseline moguće je izvesti dovođenjem u kontakt dovoda metanola sa gasovitim ugljen monoksidom koji mehuri kroz podlogu rastvarača reakcije sirćetne kiseline koja obuhvata rodijumski katalizator, metil jodidni pospešivač, metil acetat, i dodatnu rastvorljivu so jodida, u uslovima temperature i pritiska pogodnim da se formira proizvod karbonilacije. Generalno je jasno da je koncentracija jona jodida u sistemu katalizatora zapravo važna a ne katjon povezan sa jodidom, i da pri datoj molarnoj koncentraciji jodida priroda katjona nije značajna kao dejstvo koncentracije jodida. Svaka so metalnog jodida, ili svaka jodidna so bilo kog organskog katjona, ili drugih katjona kao što su oni koji su zasnovani na jedinjenjima amina ili fosfina (opciono, ternarni ili kvaternarni katjoni), mogu biti održani u reakcionoj podlozi pod uslovom da je so dovoljno rastvorljiva u reakcionoj podlozi da bi se obezbedio željeni nivo jodida. Kada je jodid so metala, poželjno je so jodida član grupe koja se sastoji

1

od metala iz Grupe IA i Grupe IIA periodne tabele kao što je izneto u "Handbook of Chemistry and Physics (Priručniku za hemiju i fiziku)" koji je objavila izdavačka kuća CRC Press, Cleveland, Ohio, 2002-03 (83. izdanje). Specifično, jodidi alkalnog metala su korisni, sa litijum jodidom kao posebno pogodnim. U procesu karbonilacije sa malim sadržajem vode, dodatni jon jodida i iznad prisutnog jona jodida kao što je vodonik jodid je generalno prisutan u rastvoru katalizatora u količinama kao što je ukupna koncentracija jona jodida od 1 do 25 tež.% i metil acetat je generalno prisutan u količinama od 0,5 do 30 tež.%, i metil jodid je generalno prisutan u količinama od 1 do 25 tež.%. Rodjumski katalizator je generalno prisutan u količinama od 200 do 3000 wppm kao rodijum.

[0053] Reakciona podloga može takođe da sadrži nečistoće koje treba kontrolisati da bi se izbeglo formiranje nusproizvoda. Jedna nečistoća u reakcionoj podlozi može biti etil jodid, koji je teško odvojiti iz sirćetne kiseline. Prijavilac je još otkrio da formiranje etil jodida može da bude uslovljeno brojnim varijablama, uključujući koncentraciju acetaldehida, etil acetata, metil acetata i metil jodida u reakcionoj podlozi. Dodatno, sadržaj etanola u izvoru metanola, delimični pritisak vodonika i sadržaj vodonika u izvoru ugljen monoksida su otkriveni da utiču na koncentraciju etil jodida u reakcionoj podlozi i, kao posledica toga, koncentraciji propionske kiseline u finalnom proizvodu sirćetne kiseline.

[0054] U jednom izvođenju može doći do količina gvožđa u tragovima (wppb) u izvoru metanola u kom je prisutna čestična materija ili rastvorljivo gvožđe u obliku rđe. Pored toga, u dovodu ugljen monoksida može biti količina gvožđa u tragovima, posebno gvožđe pentakarbonila, koji je takođe uveden u reaktor.

[0055] U izvođenjima, koncentracija propionske kiseline u proizvodu sirćetne kiseline može još da bude održana ispod 250 wppm održavanjem koncentracije etil jodida u reakcionoj podlozi na ne više od 750 wppm, bez uklanjanja propionske kiseline iz proizvoda sirćetne kiseline. U jednom izvođenju obezbeđen je proces za proizvodnju sirćetne kiseline koji obuhvata karbonilaciju najmanje jednog elementa izabranog iz grupe koja obuhvata metanol, dimetil etar, i metil acetat u reaktoru u reakcionoj podlozi koja obuhvata vodu, rodijumski katalizator, metil jodid, halidnu so, i etil jodid, pri čemu je koncentracija etil jodida ne veća od 750 wppm, odvajanje dela reakcione podloge u ekspanzionoj posudi da bi se formirala manje isparljiva struja i struja proizvoda pare koja obuhvata sirćetnu kiselinu, recikliranje struje tečnosti u reaktoru, pri čemu struja tečnosti obuhvata deo manje isparljive struje i pri čemu struja tečnosti obuhvata gvožđe, i uklanjanje dela gvožđa iz struje tečnosti da bi se održao delotvoran prinos prostor-vreme (STY) rodijumskog katalizatora od najmanje 80% maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY).

1

[0056] U izvođenjima, koncentracija etil jodida u reakcionoj podlozi i propionske kiseline u proizvodu sirćetne kiseline može biti prisutna u odnosu težine od 3:1 do 1:2. U izvođenjima, koncentracija acetaldehida:etil jodidu u reakcionoj podlozi je zadržana u odnosu težine od 2:1 do 20:1.

[0057] U izvođenjima, koncentraciju etil jodida u reakcionoj podlozi moguće je održati kontrolisanjem najmanje jednog od parametara delimičnog pritiska vodonika, koncentracije metil acetata, koncentracije metil jodida, i/ili koncentracije acetaldehida u reakcionoj podlozi.

[0058] U izvođenjima, koncentracija etil jodida u reakcionoj podlozi se održava/kontroliše da ne bude veća od 750 wppm, ili npr., ne više od 650 wppm, ili ne više od 550 wppm, ili ne više od 450 wppm, ili ne više od 350 wppm. U izvođenjima, koncentracija etil jodida u reakcionoj podlozi se održava/kontroliše većom od ili jednakom sa 1 wppm, ili npr., 5 wppm, ili 10 wppm, ili 20 wppm, ili 25 wppm, i ne više od 650 wppm, ili npr., 550 wppm, ili 450 wppm, ili 350 wppm.

[0059] U izvođenjima, odnos težine etil jodida u reakcionoj podlozi prema propionskoj kiselini u proizvodu sirćetne kiseline može biti u opsegu od 3:1 do 1:2, ili npr., od 5:2 do 1:2, ili od 2:1 do 1:2, ili od 3:2 do 1:2.

[0060] U izvođenjima, odnos težine acetalaldehida prema etil jodidu u reakcionoj podlozi može biti u opsegu od 20:1 prema 2:1, ili npr., od 15:1 do 2:1, od 9:1 do 2:1, ili od 6:1.

[0061] Uobičajene temperature reakcije za karbonilaciju mogu biti od 150°C do 250°C, npr., 160°C do 240°C, 170°C do 230°C, i sa poželjnim opsegom temperature od 180°C do 225°C. Delimični pritisak ugljen monoksida u reaktoru može da varira u velikoj meri ali obično od 2 do 30 atm, npr., od 3 do 10 atm. Delimični pritisak vodonika u reaktoru je obično od 0,05 do 2 atm, npr., od 1 do 1,9 atm. U nekim izvođenjima, ovaj pronalazak je moguće izvesti sa delimičnim pritiskom vodonika od 0,3 do 2 atm, npr., od 0,3 do 1,5 atm, ili od 0,4 do 1,5 atm. Zbog delimičnog pritiska nusproizvoda i pritiska pare sadržanih tečnosti, ukupan pritisak reaktora može biti u opsegu od 15 do 40 atm. Kao što je ovde opisano, brzina proizvodnje sirćetne kiseline, kako je određeno prinosom prostor-vreme (STY) sirćetne kiseline, može biti od 5 do 50 mol/L/sat, npr., od 10 do 40 mol/L/sat, i poželjno 15 do 35 mol/L/sat.

[0062] Primer reakcije i sistema oporavka sirćetne kiseline 100 jeste prikazan na SL. 1. Kao što je prikazano, struja 101 dovoda koja sadrži metanol i struja 102 dovoda koja sadrži ugljen monoksid, su usmerene u reaktor 104 za karbonilaciju faze tečnosti, u kom dolazi do reakcije karbonilacije da bi se formirala sirćetna kiselina.

1

[0063] Reaktor 104 za karbonilaciju je poželjno bilo posuda u kojoj se meša ili tip posude sa stubom u kom se stvaraju mehurići, sa ili bez mešača, unutar kog se održavaju reakciona tečnos ili sadržaji emulzije, poželjno automatski, na unapred određenom nivou, koji poželjno ostaje pretežno konstantan tokom normalnog rada. U reaktor 104 karbonilacije, svež metanol, ugljen monoksid, i dovoljno vode se neprekidno uvode kako je potrebno da bi se održale pogodne koncentracije u reakcionoj podlozi.

[0064] Materijal reaktora 104 karbonilacije i sa njim povezani armaturni delovi i različiti vodovi mogu biti napravljeni od pogodnih materijala kao što je staklo, metal, keramika, ili njihove kombinacije, i nije specifično ograničen na specifičan materijal. Sa tim povezani armaturni delovi uključuju ali se ne ograničavaju na pridružene cevovode, pumpe i izmenjivače toplote. Prema ovom pronalasku, materijal reaktora 104 za karbonilaciju i sa njim povezanih armaturnih delova i različitih vodova može biti prelazni metal i legura na bazi prelaznog metala kao što je legura gvožđa, npr., nikl ili legura nikla, cirkonijum ili njegova legura cirkonijuma, ili titanijum ili njegova legura titanijuma. Pogodne legure na bazi gvožđa obuhvataju one koje sadrže gvožđe kao glavnu komponentu, npr., nerđajući čelik koji takođe sadrži hrom, nikl, molibden i druge. Pogodne legure na bazi nikla uključuju one legure koje obuhvataju nikl kao glavnu komponentu i jednu ili više od hroma, gvožđa, kobalta, molibdena, volframa, mangana, i drugih, npr., HASTELLOY™ i INCONEL™. Metali otporni na koroziju mogu biti posebno pogodni kao materijali za reaktor 104 karbonilacije i sa njim pridružene armaturne delove i različite vodove. Čak i kada su metali otporni na koroziju korišćeni za reaktor 104 karbonilacije, sa njim povezani armaturni delovi i različiti vodovi reaktora mogu biti napravljeni od na koroziju manje otpornog metala koji može biti izvor korozije metala, uključujući gvožđe. Prema tome, u jednom izvođenju, obezbeđen je proces za proizvodnju sirćetne kiseline koji obuhvata karbonilaciju najmanje jednog elementa izabranog iz grupe koja obuhvata metanol, dimetil etar, i metil acetat u reaktoru u reakcionoj podlozi koja obuhvata vodu, rodijumskom katalizatoru, metil jodidu i halidnoj soli, pri čemu reaktor obuhvata prelazni metal ili leguru na bazi prelaznog metala kao što je legura gvožđa, npr., nikl ili legura nikla, cirkonijum ili njegova legura cirkonijuma, ili titanijum ili njegova legura titanijuma, odvajanje dela reakcione podloge u ekspanzionoj posudi da bi se formirala manje isparljiva struja i struja proizvoda pare koja obuhvata sirćetnu kiselinu, recikliranje struje tečnosti u reaktoru, pri čemu struja tečnosti obuhvata deo manje isparljive struje i pri čemu struja tečnosti obuhvata gvožđe, i uklanjanje dela gvožđa iz struje tečnosti da bi se održao delotvoran prinos prostor-vreme (STY) rodijumskog katalizatora od najmanje 80% maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY).

2

[0065] U uobičajenom procesu karbonilacije, ugljen monoksid je neprekidno uvođen u reaktor za karbonilaciju, poželjno ispod mešača, koji je moguće koristiti za mešanje sadržaja. Dovod gasa je poželjno potpuno raspršen kroz tečnost reakcije pomoću sredstava za mešanje. Gasna struja 106 za prečišćavanje je poželjno ispuštena iz reaktora 104 da bi se sprečilo nagomilavanje gasnih nusproizvoda i da bi se održala postavka delimičnog pritiska ugljen monoksida na datom ukupnom pritisku reaktora. U jednom izvođenju, struja 106 prečišćavanja za gas sadrži male količine vodonik jodida od ne više od 1 tež.%, e.g., ne više od 0,9 tež.%, ne više od 0,8 tež.%, ne više od 0,7 tež.%, ne više od 0,5 tež.%, ne više od 0,3 tež.%. Višak vodonik jodida u ovim količinama može povećati opterećenje perača da bi se sprečilo da se ispere vodonik jodid. Temperaturu reaktora moguće je kontrolisati i dovod ugljen monoksida uveden brzinom dovoljnom da se održi željeni ukupan pritisak reaktora. Struja 105 koja obuhvata tečnu reakcionu podlogu izlazi iz reaktora 104.

[0066] Sistem za proizvodnju sirćetne kiseline poželjno obuhvata kolo 108 primarnog prečišćavanja korišćeno da se oporavi sirćetna kiselina i katalizatori recikliranja, metil jodid, metil acetat, i druge komponente sistema unutar tog procesa. Pri recikliranju tih komponenata međutim proces može takođe da reciklira korozivne metale u reaktor 104 što dodatno doprinosi nagomilavanju korozivnih metala. Kolo 108 primarnog prečišćavanja uključuje stub 120 sa lakim frakcijama i stub 125 za sušenje, i pridružene pumpe, nadzemne prijemnike, kondenzatore, itd. Sistem odvajanja takođe preporučljivo kontroliše vodu i sadržaj sirćetne kiseline u reaktoru za karbonilaciju, kao i u celom sistemu, i olakšava jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC) uklanjanje. U jednom izvođenju, recikliranje 137 tečnosti obuhvata deo manje isparljive struje 111 i deo jedne ili više struja 138 recikliranja iz kola 108 primarnog prečišćavanja se uvode u reaktor 104. Gvožđe koje se nagomilava u reaktoru 104 moguće je uvesti u recikliranjem 137 tečnosti. Dakle, važno je ukloniti gvožđe, pored drugih korozivnih metala, iz reciliranja 137 tečnosti.

Ekspanziona posuda

[0067] Reakciona podloga se izvlači iz reaktora 104 za karbonilaciju brzinom dovoljnom da se zadrži konstantan nivo u njemu i obezbeđena je za ekspanzionu posudu 110 preko struje 105. U ekspanzionoj posudi 110, sirovi proizvod je odvojen u prvom koraku odvajanja da bi se dobila struja 112 proizvoda pare koja obuhvata sirćetnu kiselinu i manje isparljivu struju 111 koja obuhvata rastvor koji obuhvata katalizator (pretežno sirćetnu kiselinu koja obuhvata rodijum i jodidnu so zajedno sa manjim količinama metil acetata, metil jodida, i vode), koji se poželjno reciklira u reaktor, kao deo recikliranja 137 tečnosti. Odgovarajuće brzine protoka struje 112 proizvoda pare i manje isparljive struje 111 mogu da variraju, i u jednom primeru izvođenja od 15% do 55% protoka u ekspanzionu posudu 110 se uklanja kao struja 112 proizvoda pare, i od 45% do 85% protoka se uklanja kao manje isparljiva struja 111. Korozivni metali, uključujući gvožđe, koncentrat u manje isparljivoj struji 111 i vrate se u reaktor 104 karbonilacije, čime prouzrokuje da se ovi korozivni metali neželjeno talože u reakcionoj podlozi.

[0068] Materijal ekspanzione posude 110 i sa njim povezani armaturni delovi i različiti vodovi, svaki je povezan sa sistemom za destilaciju mogu biti napravljeni od pogodnih materijala kao što je staklo, metal, keramika, ili njihove kombinacije, i nije specifično ograničen na specifičan materijal. Prema ovom pronalasku, materijal gore pomenute ekspanzione posude 110 i njoj pridruženi armaturni delovi i različiti vodovi mogu biti prelazni metal ili legura na bazi prelaznog metala kao što je legura gvožđa, npr., nerđajući čelik, nikl ili legura nikla, cirkonijum ili njegova legura cirkonijuma, titanijum ili njegova legura titanijuma, ili legura aluminijuma. Pogodne legure na bazi gvožđa obuhvataju one koje sadrže gvožđe kao glavnu komponentu, npr., nerđajući čelik koji takođe sadrži hrom, nikl, molibden i druge, npr., HASTELLOY<TM>i INCONEL<TM>. Metali otporni na koroziju mogu biti posebno pogodni kao materijali za ekspanzionu posudu 110 i sa njom pridružene armaturne delove i različite vodove. Prema tome, u jednom izvođenju pronalaska, obezbeđen je proces za proizvodnju sirćetne kiseline koji obuhvata karbonilaciju najmanje jednog elementa izabranog iz grupe koja obuhvata metanol, dimetil etar, i metil acetat u reaktoru u reakcionoj podlozi koja obuhvata vodu, rodijumski katalizator, metil jodid i halidnu so, odvajanje dela reakcione podloge u ekspanzionoj posudi da bi se formirala manje isparljiva struja i struja proizvoda pare koja obuhvata sirćetnu kiselinu, pri čemu ekspanziona posuda obuhvata prelazni metal ili leguru na bazi prelaznog metala kao što je legura gvožđa, npr., nerđajući čelik, nikl ili leguru nikla, cirkonijum ili njegovu leguru cirkonijuma, titanijum ili njegovu leguru titanijuma, ili leguru aluminijuma, recikliranje struje tečnosti u reaktoru, pri čemu struja tečnosti obuhvata deo manje isparljive struje i pri čemu struja tečnosti obuhvata gvožđe, i uklanjanje dela gvožđa iz struje tečnosti da bi se održao delotvoran prinos prostor-vreme (STY) rodijumskog katalizatora od najmanje 80% od maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY).

[0069] Struja 112 proizvoda pare takođe sadrži metil jodid, metil acetat, vodu, i jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC). Rastvoreni gasovi koji izlaze iz reaktora i ulaze u svetleću posudu čine deo ugljen monoksida i mogu takođe da sadrže gasne nusproizvode kao što je metan, vodonik, i ugljen dioksid. Takvi rastvoreni gasovi izlaze iz ekspanzione posude kao dela struje nadzemnog voda. U jednom izvođenju, struja 112 proizvoda pare obuhvata sirćetnu kiselinu, metil jodid, metil acetat, vodu, acetaldehid, i vodonik jodid. U jednom izvođenju, struja 112 proizvoda pare obuhvata sirćetnu kiselinu u količini od 45 do 75 tež.%, metil jodid u količini od 20 do 50 tež.%, metil acetat u količini od ne više od 9 tež.%, i vodu u količini od ne više od 15 tež.%, na osnovu ukupne težine struje proizvoda pare. U nekom drugom izvođenju, struja 112 proizvoda pare obuhvata sirćetnu kiselinu u količini od 45 do 75 tež.%, metil jodid u količini od 24 do manje od 36 tež.%, metil acetat u količini od ne više od 9 tež.%, i vodu u količini od ne više od 15 tež.%, na osnovu ukupne težine struje proizvoda pare. Još poželjnije, struja 112 proizvoda pare obuhvata sirćetnu kiselinu u količini od 55 do 75 tež.%, metil jodid u količini od 24 do 35 tež.%, metil acetat u količini od 0,5 do 8 tež.%, i vodu u količini od 0,5 do 14 tež.%. U još jednom poželjnom izvođenju, struja 112 proizvoda pare obuhvata sirćetnu kiselinu u količini od 60 do 70 tež.%, metil jodid u količini od 25 do 35 tež.%, metil acetat u količini od 0,5 do 6,5 tež.%, i vodu u količini od 1 do 8 tež.%. Koncentracija acetaldehida u struji proizvoda pare može biti u količini od 0,005 do 1 tež.%, na osnovu ukupne težine struje proizvoda pare, npr., od 0,01 do 0,8 tež.%, ili od 0,01 do 0,7 tež. %. U nekim izvođenjima acetaldehid može biti prisutan u količinama ne većim od 0,01 tež.%. Struja 112 proizvoda pare može obuhvatiti vodonik jodid u količini ne većoj od 1 tež.%, na osnovu ukupne težine struje proizvoda pare, npr., ne više od 0,5 tež.%, ili ne više od 0,1 tež.%. Struja 112 proizvoda pare je poželjno pretežno bez, t.j., obuhvata ne više od 0,0001 tež.%, propionske kiseline, na osnovu ukupne težine struje proizvoda pare.

[0070] Manje isparljiva struja 111 obuhvata sirćetnu kiselinu, rodijumski katalizator, korozivne metale, kao i druga različita jedinjenja. U jednom izvođenju, manje isparlijva struja 111 obuhvata sirćetnu kiselinu u količini od 60 do 90 tež.%, rodijumski katalizator u količini od 0,01do 0,5 tež.% kao rodijum; korozivni metale (npr., nikl, gvožđe, molibden, i hrom) u ukupnoj količini od 10 do 2500 wppm; litijum jodid u količini od 5 do 20 tež.%; metil jodid u količini od 1 do 25 tež.% (npr., od 1 do 5 tež.%); metil acetat u količini od 0,1 do 5 tež.%; vodu u količini od 0,1 do 8 tež.%; acetaldehid u količini ne većoj od 1 tež.% (npr., acetaldehid od 0,0001 do 1 tež.%); i vodonik jodid u količini od ne većoj od 0,5 tež.% (npr., vodonik jodid od 0,0001 do 0,5 tež.% ).

Detekcija i uklanjanje gvožđa

2

[0071] Kao što je ovde opisano, kada se reakcija karbonilacije izvodi u produženim periodima vremena, npr., tokom nekoliko dana, nedelja, meseci ili godina, korozivni metali se rastvaraju iz reaktora karbonilacije i/ili ekspanzione posude, i sa njom povezanih armaturnih delova i različitih vodova, u reakcionoj podlozi, i manje isparljiva struja 111 prouzrokuje neželjeno nagomilavanje u unutrašnjosti. Pored toga, postoje korozivni metali u različitm strujama 138 reciliranja iz kola 108 primarnog prečišćavanja, kao što je ovde opisano, koji se takođe nagomilavaju u reakcionoj podlozi. reakcionoj podlozi. Deo ovih različitih struja 138 recikliranja se kombinuje sa delom manje isparljive struje 111 koju treba tretirati u jedinici 115 za uklanjanje korozivnog metala. Pošto je proces neprekidan, korozivni metali nastavljaju da se nagomilavaju u reaktoru 104. Iako specifični korozivni metali zavise od metalurgije, oni obično uključuju gvožđe, nikl, molibden i hrom. Poznato je da korozivni metali učestvuju u reakciji karbonilacije, da bi se ubrzale konkurentne reakcije kao što je reakcija smene voda-gas i formiranje metana, i da se deaktivira rodijumski katalizator. Pošto se povećava koncentracija metala, koncentracija jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC) se takođe povećava u proporcionalom odnosu. Pošto je prepoznato u tehnici da je uklanjanje korozivnih metala poželjno, korozivni metali se generalno uklanjaju iz reaktora 104 da bi se smanjila ukupna koncentracija korozivnih metala nasuprot ciljanom smanjenju bilo kog specifičnog korozivnog metala, npr., gvožđa. SL. 2 je grafikon ukupne koncentracije korozivnog metala (prijavljen u delovima na milion po težini ("wppm") u poređenju sa promenom u koncentraciji acetaldehida (wppm) u reaktoru 104 za sistem na bazi rodijuma u uslovima sa malo vode kako je prethodno opisano. SL. 2 pokazuje da se ukupna koncentracija korozivnog metala povećava, povećava se koncentracija acetaldehida. Sličan odnos je prikazan na SL. 3, gde je koncentracija gvožđa (wppm) upoređena sa promenom u koncentraciji acetaldehida (wppm) u reaktoru 104. Kako je prethodno opisano, povećavanja u sadržaju acetaldehida dovode do povećanja prečišćavanja, što dovodi do povećanja troškova i ograničavanja brzine proizvodnje. Pored toga, kako se ukupna koncentracija korozivnih metala povećava, sadržaj drugih jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC) uključujući butiraldehid, krotonaldehid, i 2-etilkrotonaldehid, kao i butil acetat je takođe povećan. Dakle, uobičajena strategija za smanjenje ukupne koncentracije korozivnog metala da bi se smanjila koncentracija jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC) je potkrepljena podacima na SL.2 i 3.

[0072] Dalja procena pojedinačnih korozivnih metala pokazuje da, neočekivano, od svih korozivnih metala, prisustvo gvožđa iznad nivoa praga vrednosti ima disproporciono veliko dejstvo na prinos prostor-vreme (STY) sirćetne kiseline. Dakle, merenje ukupne koncentracije korozivnog metala ne mora da obezbedi pouzdani indikator koncentracije gvožđa. Na primer, SL.6, detaljnije razmatrana u ovom tekstu, ilustruje dejstvo trovanja gvožđa na sistem rodijumskog katalizatora. Povećanje od približno 450 wppm gvožđa prema 1750 wppm gvožđu daje kao rezutlat smanjenje prinosa prostor-vreme (sirćetne kiseline) veće od 10%.

[0073] S obzirom na ovaj veći od očekivanog značaj gvožđa, pronalazači su utvrdili da je važno odrediti da je nivo praga vrednosti za gvožđe u manje ispartljivoj struji 105, i samim time u reakcionoj podlozi (kada se proces odvija neprekdino), i da se naknadno koristi nivo praga vrednosti tokom procesa uklanjanja gvožđa. Treba razumeti da manje isparljiva struja 111, usled korozije, može obuhvatiti gvožđe u količini prekomernoj u odnosu na postavljeni prag vrednosti. U svrhe ovog pronalaska, koncentracija gvožđa u manje isparljivoj struji 111 bi bila koncentrovanija od koncentracije gvožđa u reakcionoj podlozi usled isparavanja dela reakcione podloge. Prag vrednosti koncentracije gvožđa je postavljen na vrednost izabranu unutar opsega od 500 wppm do 1200 wppm, npr., 1200 wppm, 1100 wppm, 1000 wppm, 900 wppm, 800 wppm, 700 wppm, 600 wppm, ili 500 wppm. Kada gvožđe u manje isparljivoj struji 111 dostiže nivo praga vrednosti, barem neki deo gvožđa se uklanja iz manje isparljive struje 111, npr., gvožđe se uklanja sve dok koncentracija gvožđa u manje isparljivoj struji 111 ne dostigne tačku ispod nivoa praga vrednosti. Na primer, ako je nivo praga vrednosti 1200 wppm i manje isparljiva struja 111 obuhvata gvožđe u koncentraciji od 1300 wppm, onda se najmanje 100 wppm gvožđa uklanja iz manje isparljvie struje 111, npr., najmanje 200 wppm, najmanje 500 wppm, najmanje 1000 wppm ili najmanje 1200 wppm. U smislu procenata gvožđa uklonjenog iz manje isparljive struje 111, najmanje 5% gvožđa moguće je ukloniti, npr., najmanje 10%, najmanje 15%, najmanje 20%, najmanje 40%, najmanje 60% ili najmanje 80%. Za kontrolu količine uklonjenog gvožđa, protok kroz aerodinamičnu struju 114 tzv. slipstream moguće je povećati ili smanjiti kako je potrebno da bi se uklonilo gvožđe i postigla koncentracija gvožđa koja je manja od vrednosti praga vrednosti.

[0074] Iako bi uklanjanje celog gvožđa bilo pogodno da se spreči deaktivacija rodijumskog katalizatora, uklanjanje gvožđa je uravnoteženo sa troškovima koji se odnose na uklanjanje gvožđa u poređenju sa troškom zamene rodijumskog katalizatora koji je deaktiviran gvožđem. U nekim izvođenjima, posle uklanjanja gvožđa kroz aeordinamični prostor struje 114, reakciona mešavina može obuhvatiti gvožđe u koncentraciji od 100 do 500 wppm, ili od 300 do 500 wppm.

[0075] Jedno važno varijantno rešenje gore pomenutih procesa je upotreba nivoa praga vrednosti gvožđa da bi se odredilo kada gvožđe treba ukloniti iz manje isparljive struje

2

111. Ovaj pronalazak razmatra korišćenje opštih principa razdvajanja, npr., separaciju zaštitnog ležišta, da bi se primenila upotreba nivoa praga vrednosti gvožđa u ovom pogledu. Primer sistema za uklanjanje gvožđa opisan ovde su prosto samo primeri i nisu predviđeni da ograniče obim pronalaska. Bilo koji od drugih specifičnih sistema za uklanjanje gvožđa su obuhvaćeni obimom ovog pronalaska, dokle god se koristi koncept nivoa praga vrednosti.

[0076] Koncentracija gvožđa u reaktoru 104 i/ili manje isparljivoj struji 111 mogu biti određene ručnim merenjem. U nekim izvođenjima, uzorak je uklonjen iz reaktora 104 i/il manje isparljive struje 111 i analiziran induktivno spojenom plazma optičkom emisionom spektrometrijom. U drugim izvođenjima, uzorak iz reaktora 104 i/ili manje isparljiva struja 111 je analiziran korišćenjem induktivno spojene plazma-optičke emisione spektrometrije. U još nekim izvođenjima, uzorak iz reaktora 104 i/ili manje isparljiva struja 111 se analizira atomskom apsorpcionom spektroskopijom. U još jednom izvođenju, dat je postupak za proizvodnju sirćetne kiseline koji obuhvata karbonilaciju barem jednog elementa izabranog iz grupe koja obuhvata metanol, dimetil etar, i metil acetat u reakcionoj podlozi obuhvata vodu, rodijumski katalizator, metil jodid i halidnu so, određivanje sadržaja gvožđa u delu reakcione podloge, separaciju reakcione podloge u manje isparljivu struju koja obuhvata gvožđe i struju proizvoda pare, i uklanjanje najmanje dela gvožđa iz manje isparljive struje kada sadržaj gvožđa u reakcionoj podlozi premaši 1200 wppm.

[0077] Bez obzira na postupak korišćen da se odredi koncentracija gvožđa u reaktoru 104 i/ili manje isparljivoj struji 111, jednom kada je izmeren sadržaj gvožđa na ili iznad nivoa praga vrednosti gvožđa, najmanji deo, npr., aerodinamična struja 114 manje isparljive struje 111, je usmerena na jedinicu 115 za uklanjanje korozivnog metala da bi se formirala prečišćena struja 116. Prečišćena struja 116 ima smanjenu koncentraciju gvožđa u poređenju sa aerodinamičnom strujom 114. Prečišćena struja 116 može da bude kombinovana sa preostalim delom manje isparljive struje 111 da bi se formiralo recikliranje 117 tečnosti koja se pumpa u reaktor 104. Jedinica 115 za uklanjanje korozivnog metala može obuhvatiti ležište za izmenu gvožđa, kao što je ono koje se razmatra u U.S. Pat. br.4,894,477, 5,124,290, i 5,731,252.

[0078] U jednom izvođenju, recikliranje 117 tečnosti, posle uklanjanja gvožđa, obuhvata gvožđe u količini od 1 do 1200 wppm, npr., od 1 do 1100 wppm, od 1 do 1000 wppm, od 10 do 1000 wppm, od 50 do 800 wppm, od 100 do 500 wppm, ili od 300 do 500 wppm. Koncentracija gvožđa u reciklaži 117 tečnosti generalno odgovara koncentraciji gvožđa u reakcionoj podlozi u reaktoru 104.

[0079] Smole korisne za uklanjanje gvožđa, i potencijalno drugih korozivnih metala,

2

uključujući nikl, hrom, i molibden, su smole katjonske izmene tipa jake kiseline u svom obliku kiseline ili litijuma. Oba tipa su lako dostupna kao komercijalni proizvodi. Smole katjonske izmene jake kiseline koje su smole poželjne za upotrebu u ovom pronalasku se pretežno sastoje od sulfonisanih stiren-divinilbenzen kopolimera, iako neke od dostupnih smola ovog tipa jesu polimeri kondenzacije fenol-formaldehida. Pogodna je smola bilo geltipa ili smola makroretikularnog tipa ali se prednost daje smoli makroretikularnog tipa kao poželjnijoj, jer su organske komponente prisutne u delu manje isparljive struje 111 te koje se tretiraju.

[0080] Dovođenje u kontakt barem dela manje isparljive struje 111 i smole koja može biti izložena dejstvu u posudi za mešanje pri čemu je smola emulzifikovana uz dovoljno mešanjanja i manje isparljiva struja 111 se zatim oporavlja dekantacijom, filtracijom, centrifugiranjem, itd. Međutim, tretiranje manje isparljive struje 111 je obično izvedeno provlačenjem barem dela manje isparljive struje 111 kroz stub sa fiksnim ležištem za tu smolu.

[0081] Tretiranje katjonskom izmenom može biti sprovedeno na temperaturama u opsegu od 0 do 120°C, iako je moguće koristiti niže ili više temperature što ograničava samo stabilnost smole . Preporučene temperature su one u opsegu od 20 do 90°C. Ako se koriste temperature iznad tačke ključanja rastvora koji sadrže katalizator, onda je rad pod pritiskom neophodan da bi se održao rastvor u tečnoj fazi. Međutim, pritisak nije ključna promenljiva. Generalno, atmosferski pritisak ili pritisak blago iznad atmosferskog se koristi ali superatmosferski ili subatmosferski pritisci mogu biti korišćeni po želji.

[0082] Stopa protoka aerodinamične struje kroz smolu tokom procesa uklanjanja korozivnog metala može biti kontrolisana da bi se uklonilo gvožđe i može biti u opsegu od 1 do 20 zapremina ležišt na sat. Preporučljivo, moguće je koristiti niže brzine protoka od 1 do 12 zapremina ležišta na sat. Pored toga, kada je koncentracija gvožđa manja od granične vrednosti, brzina protoka aerodinamične struje 114 može biti manja od 1 zapremine ležišta na sat i može biti zatvorena sve dok je to potrebno. Posle dovođenja u kontakt, pranje ili ispiranje ležišta smole sa vodom ili proizvodom karbonilacije iz procesa iz kog se katalizator tretira se izvodi tako da je sirćetna kiselina ključna za uklanjanje celokupnog rodijuma iz ležišta smole. Ispiranje ili pranje se izvodi pri sličnim brzinama protoka kao u koraku uklanjanja.

[0083] U nekim varijantnim rešenjima, vodu je moguće dodati u jedinicu 115 za uklanjanje korozivnog metala, ili u aerodinamičnu struju 114 poslatu na jedinicu 115 za uklanjanje korozivnog metala, tako da jedinica 115 za uklanjanje korozivnog metala obuhvata

2

sadržaj vode od 0,2 do 50 tež.%, npr., od 5 do 30 tež.% ili od 5 do 15 tež.%. Dodavanje vode u smolu katjonske izmene može pomoći da se poboljša uklanjanje gvožđa i drugih proizvoda korozivnog metala.

[0084] Uklanjanjem gvožđa iz reakcione mešavine sve dok sadržaj gvožđa u manje isparljivoj struji 111 nije manji od nivoga praga vrednosti za gvožđe, prinos prostor-vreme (STY) sirćetne kiseline je povećan za najmanje 1%, npr., za najmanje 5% ili za najmanje 10%.

[0085] Pošto je smola upotrebljena, t.j., kada su kontaminanti korozivnog metala prodrli u efluent, smolu je moguće regenerisati provlačenjem kroz rastvor soli alkalnih metala kao što su soli natrijuma, kalijuma ili litijuma. Generalno, so litijuma korišćena u ciklusu regeneracije ima koncentraciju u opsegu od 1% do 20%. Korišćene količine i procedure su one koje su davno uspostavljene u ovoj oblasti i preporučuju ih proizvođači smole. Vodeni litijum acetat je poželjan kao agens regeneracije jer se koristiti acetatni anjon u reakcionom sistemu i lako je dostupan za upotrebu. Još jedna prednost je da njegova upotreba eliminiše korak ispiranja normalno neophodan posle procesa regeneracije kada se koriste drugi regenerati.

[0086] Da bi se maksimizovao kapacitet regeneracije korozivnog metala i da bi se maksimizovao učinak stuba ležišta smole pri relativno visokim koncentracijama litijum acetata, rastvor za regenerisanje litijum acetata treba da sadrži neku sirćetnu kiselinu da bi se održala pH vrednost ispod 5,5 i izbeglo formiranje bilo kog nerastvorljivog jedinjenja korozivnog metala tokom ciklusa regeneracije. Taloženje ovih jedinjenja tokom ciklusa regeneracije bi moglo da smanji učinak regeneracije stuba i takođe prouzrokuje začepljivanje ležišta smole. Najčešće, koncentracije sirćetne kiseline od 0,1 do 95 tež.% je moguće koristiti, sa koncentracijama sirćetne kiseline od 0,1 do 20 tež.% kao poželjnije.

Oporavak sirćetne kiseline

[0087] Destilacija i oporavak sirćetne kiseline nije posebno ograničena u svrhe ovog pronalaska. U jednom primeru izvođenja, dat je proces za proizvodnju sirćetne kiseline koji obuhvata separaciju reakcione podloge formirane u reaktoru u ekspanzionoj posudi da bi se formirala manje isparljiva struja i struja proizvoda pare, destilovanje struje proizvoda pare u prvom stubu da bi se dobila bočna struja i struja pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja koja obuhvata vodu u količini manjoj od ili jednakoj sa 5 tež.%, kondenzovanje struje pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja i bifazno odvajanje kondenzovane struje da bi se formirala faza tečnosti teške frakcije i faza faza

2

tečnosti lake frakcije, opciono tretiranje dela faze tečnosti teške frakcije i/ili faze tečnosti lake frakcije da bi se uklonio najmanje jedno jedinjenje za redukovanje permanganata (PRC), destilovanje bočne struje u drugom stubu da bi se dobio sirovi proizvod sirćetne kiseline iz drugog stuba, dovođenje u kontakt proizvoda sirove sirćetne kiseline sa metalom-izmenjenom smolom jonske izmene koja ima mesta katjonske izmene kiseline da bi se proizvela prečišćena sirćetna kiselina. Proces dodatno obuhvata recikliranje struje tečnosti u reaktoru, pri čemu struja tečnosti obuhvata deo manje isparljive struje i jednu ili više struja recikliranja iz prvog i/ili drugog stuba, i uklanjanje dela gvožđa iz struje tečnosti da bi se održao delotvoran prinos prostor-vreme (STY) rodijumskog katalizatora najmanje 80% od maksimalnog prinosa prostor-vreme (STY). Različita izvođenja kola primarnog prečišćavanja imaju najviše 2 destilaciona stuba što je detaljnije opisano ovde u tekstu.

Prvi stub

[0088] Nadzemni vod struje iz ekspanzionog suda 110 je usmeren na stub 120 lake frakcije kao struja 112 proizvoda pare, pri čemu destilacija daje kao prinos struju 122 pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja, bočni odvod 123 proizvoda koji sadrži sirćetnu kiselinu, i struju 121 ostatka sa visokom tačkom ključanja. U jednom izvođenju, struja 112 proizvoda pare može obuhvatiti sirćetnu kiselinu, metil acetat, vodu, metil jodid, i acetaldehid, zajedno sa drugim nečistoćama kao što je vodonik jodid, i krotonaldehid, i nusproizvode kao što je propionska kiselina. Sirćetna kiselina je uklonjena preko bočnog odvoda 123 poželjno je podvrgnuta daljem prečišćavanju, kao što je u stubu 125 za sušenje za selektivno odvajanje sirćetne kiseline od vode.

[0089] Stub 120 sa lakom frakcijom takođe poželjno formira ostatak ili struju 121 dna, koja sadrži primarno sirćetnu kiselinu i vodu. Iako koncentracija sirćetne kiseline može da bude relativno visoko u struji 121 ostatka sa visokom tačkom ključanja, protok mase struje 121 ostatka sa visokom tačkom ključanja u odnosu na bočnu struju 123 je veoma mali. U izvođenjima, protok mase struje 116 ostatka koji ključa nije viši od 0,75% bočne struje 128, npr., ne više od 0,55%, ili ne više od 0,45%. Pošto struja 121 sa lakom frakcijom na dnu obično sadrži neki zaostali katalizator, može da bude korisno da reciklira sve ili deo struje 121 sa lakom frakcijom na dnu u reaktoru 104. Struja 121 sa lakom frakcijom na dnu može biti kombinovana sa manje isparljivom strujom 111 i vraćena zajedno u reaktor 104, kako je prikazano na SL.1. Usled mogućnosti gvožđa, kao i drugih korozivnih metala, deo struje 121 sa lakom frakcijom na dnu može biti tretiran zajedno sa delom manje isparljive struje

2

111 da bi se uklonilo gvožđe. U nekim izvođenjima, gvožđe u struji 121 na dnu je akumuliralo gvožđe povučeno iz posude 110 ekspanzionog uređaja. U izvođenjima struja 121 sa lakom frakcijom na dnu može imati koncentraciju gvožđa koja nije veća od 50 wppm, npr., nije veća od 45 wppm, nije veća od 40 wppm, nije veća od 35 wppm, nije veća od 30 wppm, nije veća od 25 wppm, nije veća od 20 wppm, nije veća od 15 wppm, nije veća od 10 wppm, ili nije veća od 5 wppm, i/ili koncentraciju gvožđa u struji 121 lake frakcije na dnu može biti veća od ili jednaka sa 0 wppm, npr., veća od ili jednaka sa 0,1 wppm, veća od ili jednaka sa 0,5 wppm, veća od ili jednaka sa 0,75 wppm, ili veća od ili jednaka sa 1 wppm.

[0090] U jednom izvođenju, struja 122 nadzemne pare sa niskom tačkom ključanja obuhvata vodu u količini većoj ili jednakoj 5 tež.%, npr., većoj ili jednakoj 10 tež.%, ili većoj ili jednakoj 25 tež.%. Količina vode može biti najviše 80 tež.%. U smislu opsega, koncentracija vode u nadzemnom vodu može biti od 5 tež.% do 80 tež.%, npr., od 10 tež.% do 70 tež.% ili od 25 tež.% do 60 tež.%. Smanjenje koncentracije vode na manje od 5 tež.% nije prednost jer ovo daje kao rezultat veće recikliranje sirćetne kiseline nazad u sistem reakcije koji postavlja veliko recikliranje kroz ceo sistem prečišćavanja. Pored vode, struja 122 pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja može takođe obuhvatiti metil acetat, metil jodid, i karbonil nečistoće, koje su poželjno koncentrisane u nadzemnom vodu koje treba ukloniti iz sirćetne kiseline u bočnoj struji 123. Ove karbonilne nečistoće se takođe mogu pominjati ovde kao jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC).

[0091] Kao što je prikazano, struja 122 pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja se poželjno kondenzuje i usmerava u jedinicu odvajanja faze nadzemnog voda, kao što je prikazano pomoću dekantera 124 nadzemnog voda. Uslovi se poželjno održavaju tako da kondenzovana struja 122 pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja, pošto dospe u dekanter 124, može da se odvoji da bi se formirala faza 132 tečnosti lake frakcije i faza 133 tečnosti teške frakcije. Faza odvajanja treba da održi dve odvojene faze, a da se ne formira treća faza ili emulzija između tih faza. Negasna komponenta se može provetriti preko voda 131 iz dekantera 124. U izvođenjima, prosečno vreme boravka kondenzovane struje 122 pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja u nadzemnom dekanteru 124 je veće od ili jednako 1 minutu, npr., veće od ili jednako 3 minuta, veće od ili jednako 5 minuta, ili veće od ili jednako 10 minuta, i/ili prosečno vreme boravka nije veće od 60 minuta, npr., nije veće od 45 minuta, ili nije veće od 30 minuta, ili nije veće od 25 minuta.

[0092] Iako specifične supstance struje 132 faze lake frakcije mogu u velikoj meri da variraju, neke preporučene supstance su date dole u Tabeli 1.

[0093] U jednom izvođenju, dekanter 124 nadzemnog voda je postavljen i konstruisan da održi nizak nivo interferencije da bi se sprečio da zadrži višak metil jodida. Iako specifične supstance faze 133 tečnosti sa teškom frakcijom mogu u velikoj meri da variraju, neke supstance su kao primer date u nastavku u Tabeli 2.

[0094] Gustina faze 133 tečnosti sa teškom frakcijom može biti od 1,3 do 2, npr., od 1,5 do 1,8, od 1,5 do 1,75 ili od 1,55 do 1,7. Kao što je opisano u U.S. pat. br. 6,677,480, izmerena gustina u fazi 133 tečnosti sa teškom frakcije se poklapa sa koncentracijom metil acetata u reakcionoj podlozi. Kako se gustina smanjuje, koncentracija metil acetata u reakcionoj podlozi se povećava. U jednom izvođenju ovog pronalaska, faza 133 tečnosti sa teškom frakcijom je reciklirana u reaktoru i faza 132 tečnosti sa lakom frakcije se kontroliše kao recilirana kroz istu pumpu. Može biti poželjno da se reciklira deo faze 132 tečnosti sa lakom frakcijom koja ne ometa pumpu i zadržava gustinu kombinovane faze 132 tečnosti sa lakom frakcijom i faze 133 tečnosti sa teškom frakcijom većom ili jednakom 1,3, npr., veća od ili jednako sa 1,4, veća od ili jednaka sa 1,5, ili veća od ili jednaka sa 1,7. Kao što je ovde opisano, deo faze 133 tečnosti sa teškom frakcijom moguće je tretirati da

1

bi se uklonile nečistoće kao što je acetaldehid.

[0095] Kao što je prikazano na SL. 1, laka faza izlazi iz dekantera 124 preko struje 132. Prvi deo, npr., deo alikvota, struje 132 faze sa lakom frakcijom se reciklira do vrha stuba 120 sa lakom frakcijom kao refluksna struja 134. U drugim izvođenjima deo faze 133 tečnosti sa teškom frakcijom može takođe da bude refluksovan (nije prikazano) na stub 120 sa lakom frakcijom. Deo struje 132 faze sa lakom frakcijom moguće je reciklirati u reaktor 104 pomoću struje 135. U jednom izvođenju, struja 135 i/ili faza 133 tečnosti sa teškom frakcijom, može obuhvatiti korozivne metale, uključujući gvožđe, nikl, hrom, i/ili molibden. Faza 133 tečnosti sa teškom frakcijom može biti dovedena direktno do reaktora 104. Struja 135 može biti kombinovana sa strujom 137 da bi se formirala struja 138 i deo ove struje se meša sa aerodinamičkom strujom 114 manje isparljive struje 111. Preostali deo struje 138, prikazan strujom 138’ moguće je kombinovati sa recikliranjem 117 tečnosti. Ovo omogućava podešavanje količine vode u aerodinamičkoj struji 114. U izvođenjima pronalaska, struja 135 i/ili faza 133 tečnosti sa teškom frakcijom može imati koncentraciju gvožđa koja nije veća od 5 wppm, npr., nije veća od 2,5 wppm, nije veća od 1,2 wppm, nije veća od 1 wppm, nije veća od 0,5 wppm, ili nije veća od 0,1 wppm i/ili koncentraciju gvožđa u struji 135 i/ili fazu 133 tečnosti sa teškom frakcijom koja može biti veća ili jednaka 0 wppm, npr., veća ili jednaka 0,01 wppm, veća ili jednaka 0,05 wppm, veća ili jednaka 0,1 wppm, veća ili jednaka 0,25 wppm, ili veća ili jednaka 0,5 wppm.

Sistem uklanjanja jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC)

[0096] Kao što je ovde opisano stub 120 sa lakom frakcijom je deo kola primarnog prečišćavanja. U nekim izvođenjima, deo faze tečnosti sa lakom frakcijom i/ili faze tečnosti sa teškom frakcijom moguće je odvojiti i usmeriti na acetaldehid ili sistem uklanjanja jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC) (nije prikazano) da bi se oporavio metil jodid i metil acetat, tokom uklanjanja acetaldehida. U svrhe ovog pronalaska, acetaldehid ili sistem uklanjanja jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC) nije deo kola primarnog prečišćavanja. U nekim izvođenjima, može biti poželjno da se koristi acetaldehid ili sistem uklanjanja jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC) da bi se smanjila koncentracija acetaldehida u reakcionoj podlozi. Acetaldehid ili sistem uklanjanja jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC) proizvodi struju obogaćenu u acetaldehidu koju je moguće se prečistiti ili nešto drugo bez vraćanja u reaktor. Kako je ovde opisano, reakciona podloga poželjno obuhvata acetaldehid u količini ne većoj od

2

1500 wppm.

[0097] Kao što je prikazano u Tabelama 1 i 2, faza 132 tečnosti sa lakom frakcijom i/ili faza 133 tečnosti sa teškom frakcijom, svaka sadrži jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC) i proces može obuhvatiti uklanjanje karbonilnih nečistoća, kao što je acetaldehid, koji pogrošava kvalitet proizvoda sirćetne kiseline i može biti uklonjen u pogodnom stubu za uklanjanje nečistoće i absorberima kao što je opisano u US patentima, br. 6,143,930; 6,339,171; 7,223,883; 7,223,886; 7,855,306; 7,884,237; 8,889,904; i US objavi patenta br. 2006/0011462. Karbonilne nečistoće, kao što je acetaldehid, mogu reagovati sa pospešivačima jodidnog katalizatora da bi se formirali alkil jodidi, npr., etil jodid, propil jodid, butil jodid, pentil jodid, heksil jodid, itd. Takođe, zbog toga što brojne nečistoće potiču sa acetaldehidom, poželjno je ukloniti karbonilne nečistoće iz faze sa lakom frakcijom tečnosti.

[0098] Deo faze 132 tečnosti sa lakom frakcijom i/ili faze 133 tečnosti sa teškom frakcijom doveden do acetaldehida ili sistema uklanjanja jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC) može varirati od 1% do 99% protoka mase bilo faze 138 tečnosti sa lakom frakcijom i/ili faze 118 tečnosti sa teškom frakcijom, npr., od 1 do 50%, od 2 do 45%, od 5 do 40%, 5 do 30% ili 5 do 20%. Takođe u nekim izvođenjima, deo i faze 132 tečnosti sa lakom frakcijom i faze 133 tečnosti sa teškom frakcijom moguće je dovesti do acetaldehida ili sistema uklanjanja jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC). Deo faze 132 tečnosti sa lakom frakcijom se ne dovodi do acetaldehida ili sistema uklanjanja jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC) mogu biti refluksovani na prvom stubu ili reciklinarni u reaktoru, kao što je opisano ovde. Deo faze 133 tečnosti sa teškom frakcijom koji se ne dovodi do acetaldehida ili sistema za uklanjanje jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC) može biti recikliran u reaktoru. Iako je deo faze 133 tečnosti sa teškom frakcijom moguće refluksovati na stubu sa lakom frakcijom, poželjnije je vratiti metil jodidom obogaćenu fazu 133 tečnosti sa teškom frakcijom u taj reaktor.

[0099] U jednom izvođenju, deo faze 132 tečnosti sa lakom frakcijom i/ili faze 133 tečnosti sa teškom frakcijomse dovodi do destilacionog stuba koji obogaćuje njegov nadzemni vod da bi imao acetaldehid i metil jodid. Zavisno od konfiguracije, mogu postojati dva odvojena destilaciona stuba, i nadzemni vod drugog stuba može biti obogaćen u acetaldehidu i metil jodidu. Dimetil etar, koji je moguće formirati in-situ, može takođe da bude prisutan u nadzemnom vodu. Nadzemni vod može biti podvrgnut jednom ili više stadijuma ekstrakcije da bi se uklonio rafinat obogaćen metil jodidom i ekstraktom. Deo rafinata moguće je vratiti u destilacioni stub, prvi stub, nadzemni dekanter i/ili reaktor. Na primer, kada se faza 133 tečnosti sa teškom frakcijom tretira u sistemu za uklanjanje jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC), može biti poželjno da se vrati deo rafinata u bilo destilacioni stub ili u reaktor. Takođe, na primer, kada se faza 132 tečnosti sa lakom frakcijom tretira u sistemu uklanjanja jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC), može biti poželjno da se vrati deo rafinata bilo u prvi stub, nadzemni dekanter, ili reaktor. Kod nekih izvođenja, ekstraktant može biti dodatno destilovan da bi se uklonila voda, što je pogrešno u jednoj ili više stadijuma ekstrakcije. Dna stuba, koji sadrži više metil acetata i metil jodida nego faza 132 tečnosti sa lakom frakcijom, moguće je takođe reciklirati na reaktoru 104 i/ili refluksovati na stubu 120 za laku frakciju.

Drugi stub

[0100] Sirćetna kiselina uklonjena preko bočne struje 123 je preporučljivo podvrgnuta daljem prečišćavanju, kao što je u drugom stubu 125, se takođe pominje kao stub za sušenje, i odvaja bočnu struju 123 da bi se formirala struja 126 nadzemnog voda vode koju čini primarno voda i struja 127 proizvoda koju čini primarno sirćetna kiselina. Voda iz bočne struje jeste koncentrovana u struju nadzemnog voda vode i struja nadzemnog voda vode obuhvata više ili jednako 90% vode u bočnoj struji koja se dovodi u drugi stub, npr., više ili jednako 95%, više ili jednako 97%, više ili jednako 99%. Struja 126 nadzemnog voda vode može obuhvatiti vodu u količini od 50 do 75 tež.%. U izvođenjima, struja nadzemnog voda vode može obuhvatiti vodu u količini ne više od 75 tež.%, npr., ne više od 70 tež.%, ne više od 65 tež.%. Metil acetat i metil jodid su takođe uklonjeni iz bočne struje i koncentrovani u struji nadzemnog voda. Struja 127 proizvoda poželjno obuhvata ili je čine sirćetna kiselina i može biti povučena na dno drugog stuba 125 ili u bočnu struju blizu dna. Kada je povučena kao bočna struja blizu dna, bočna struja može biti tečnost ili struja isparenja. U preporučenim izvođenjima struja 127 proizvoda obuhvata sirćetnu kiselinu u količini većoj od ili jednakoj 90 tež.%, npr., većoj ili jednakoj 95 tež.% ili većoj ili jednakoj 98 tež.%. Struja 127 proizvoda može da bude dodatno prerađena, npr., provlačenjem kroz smolu jonske izmene, pre nego što se uskladišti ili transportuje za komercijalnu upotrebu.

[0101] Takođe, struja 126 nadzemnog voda vode iz drugog stuba 125 obuhvata neku reakcionu komponentu, kao što je metil jodid, metil acetat, i voda, i poželjnije je zadržati ove reakcione komponente unutar tog procesa. Struja 126 nadzemnog voda vode je kondenzovana izmenjivačem toplote u struju 137, koja je reciklirana u reaktor 104 i/ili

4

refluksovna u drugom stubu 125. Negasna komponenta može da bude ispuštena preko voda 136 iz kondenzovane struje 126 pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja. Slično kondenzovanoj struji pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja iz prvog stuba 120, kondenzovana nadzemna struja 137 može biti i razdvojena da bi se formirala vodena faza i organska faza, i ove faze je moguće reciklirati ili refluksovati kako je potrebno da se održe koncentracije u reakcionoj podlozi. U jednom izvođenju, kondenzovana nadzemna struja 137 može biti kombinovana sa strujom 135 da bi se formirala struja 138. Deo struje 138 je pomešan sa aerodinamičnom prostornom strujom 114 i tretiran da bi se uklonilo gvožđe u jedinici 115 za uklanjanje korozivnog metala. U izvođenjima, kondenzovana struja 137 nadzemnog voda može imati koncentraciju gvožđa koja nije viša od 5 wppm, npr., ne viša od 2,5 wppm, ne viša od 1,2 wppm, ne viša od 1 wppm, ne viša od 0,9 wppm, ne viša od 0,75 wppm, ne viša od 0,5 wppm, ili ne viša od 0,1 wppm, ne viša od i/ili koncentracija gvožđa u kondenzovanoj nadzemnoj struji 137 može biti veća od ili jednaka sa 1 wppm, veća od ili jednaka sa 0 wppm, veća od ili jednaka sa 10 wppm, veća od ili jednaka sa 0,01 wppm, veća od ili jednaka sa 0,05 wppm, veća od ili jednaka sa 0,1 wppm, veća od ili jednaka sa 0,2 wppm ili veća od ili jednaka sa 0,3 wppm.

[0102] U jednom izvođenju, koncentracija vode bočne struje je kontrolisana da uravnoteži vodu i u prvom i u drugom stubu. Kada se voda u količini ne većoj od 14 tež.% koristi u reakcionoj podlozi, poželjnije, ne više od 4,1 tež.%, može se desiti da nema dovoljno vode u drugom stubu da bi stub stabilno radio. Iako može biti moguće da se smanji koncentracija vode u bočnoj struji na ne više od 1 tež.%, ovo će kao rezultat imati neravnotežu u drugom stubu, što može prouzrokovati oporavak sirćetne kiseline da postane teži i da se kao rezultat dobije proizvod van specifikacije. Pored toga, postojanje vode u bočnoj struji u drugom stubu može da ukloni tu vodu u nadzemnom vodu sa vodom. Odnos recikliranja između faze tečnosti sa lakom frakcijom iz prvog stuba i nadzemnog voda sa vodom iz drugog stuba pomaže da se održe poželjne koncentracije vode u reaktoru i da se istovremeno održi stabilno funkcionisanje u prvom i drugom stubu za destilaciju. U jednom izvođenju, odnos recikliranja protoka mase faze tečnosti sa lakom frakcijom reciklirane u reaktor prema protoku mase nadzemnog voda sa vodom do reaktora nije veći od 2, npr., nije veći od 1,8, nije veći od 1,5, nije veći od 1, nije veći od 0,7, nije veći od 0,5, nije veći od 0,35, nije veći od 0,25 i/ili odnos recikliranja protoka mase faze tečnosti sa lakom frakcijom reciklirane u reaktor prema protoku mase nadzemnog voda sa vodom do reaktora je veći ili jednak 0, npr., veći ili jednak 0,05, veći ili jednak 0,1, veći ili jednak 0,15, ili veći ili jednak 0,2. U jednom izvođenju, odnos recikliranja protoka mase faze tečnosti lake frakcije reciklirane u reaktoru prema protoku mase nadzemnog voda vode do reaktora je od 0 do 2, npr, od 0 do 1,5, od 0 do 1,3, od 0 do 1, od 0 do 0,9 od 0 do 0,7, od 0 do 0,5, od 0 do 0,35 or od 0 do 0,25.

[0103] Da bi se oporavile tečnosti ostatka iz struja ventilacionih otvora u specifičnim vodovima 106, 131, i 136, ovi vodovi mogu biti dovedeni do prečistača koji radi sa ohlađenim metanolom i/ili sirćetnom kiselinom da bi se uklonio metil acetat i metil jodid. A pogodni prečistač je opisan u US Pat. br.8,318,977.

[0104] Ovde opisani destilacioni stubovi iz ovog pronalaska mogu biti standardni destilacioni stub, npr., pločasti stub, pakovani stub, ili drugi. Pločasti stubovi mogu obuhvatiti perforirani pločasti stub, stub sa poklopcem za mehure, stub sa Kittel tacnom, jednofluksnu tacnu, ili stub sa tacnom za talasanje. Za pločasti stub, teoretski broj ploča nije specifično ograničen. Zavisno od vrste komponente koju treba odvojiti, pločasti stub može obuhvatiti najviše 80 ploča, npr., od 2 do 80, od 5 do 60, od 5 do 50, ili preporučljivije od 7 do 35. Destilacioni stub može obuhvatiti kombinaciju razliitih destilacionih aparata. Na primer, moguće je koristiti kombinaciju stuba sa poklopcem za mehure i stuba sa perforiranom pločom a isto tako i kombinaciju stuba sa perforinom pločom i spakovanog stuba.

[0105] Temperatura i pritisak destilacije u sistemu za destilaciju mogu pogodno biti izabrani zavisno od stanja kao što su vrste predmetne karboksilne kiseline i vrste destilacionog stuba, ili cilj koji se uklanja izabran iz nečistoće sa nižom tačkom ključanja i nečistoće sa višom tačkom ključanja prema supstanci struje dovoda. Na primer, u slučaju gde se prečišćavanje sirćetne kiseline izvodi pomoću destilacionog stuba, unutrašnji pritisak destilacionog stuba (obično, pritisak na vrhu stuba) može biti od 0,01 do 1 MPa, npr., od 0,02 do 0,7 MPa, od 0,02 do 0,7 MPa, i još poželjnije od 0,05 do 0,5 MPa u pogledu pritiska na manometru. Pored toga, temperatura destilacije za destilacioni stub, naime unutrašnja temperatura stuba pri temperaturi vrha stuba, može biti kontrolisana podešavanjem unutrašnjeg pritiska stuba, i, na primer, može biti od 20 do 200°C, npr., od 50 do 180°C, i još poželjnije 100 do 160°C.

[0106] Materijal svakog elementa ili jedinice povezane sa sistemom za destilaciju, uključujući stubove, ventile, kondenzatore, prijemnike, pumpe, bojlere, i unutrašnje elemente, i različite vodove, svaki komunicira sa tim sistemom za destilaciju može biti pogodni materijal kao što je staklo, metal, keramika, ili njihove kombinacije, i nije posebno ograničen na taj specifični. Prema ovom pronalasku, materijal gore pomenutog sitema za destilaciju i različith vodova su prelazni metal ili legura na bazi prelaznog metala kao što je legura gvožđa, npr., nerđajući čelik, nikl ili legura nikla, cirkonijum ili njegova legura cirkonijuma, titanijum ili njegova legura titanijuma, ili legura aluminijuma. Pogodne legure na bazi gvožđa obuhvataju one koje sadrže gvožđe kao glavnu komponentu, npr., nerđajući čelik koji takođe sadrži hrom, nikl, molibden i druge. Pogodne legure uključuju one koje obuhvataju nikl kao glavnu komponentu i jedna ili više od hroma, gvožđa, kobalta, molibdena, volframa, mangana, i drugih, npr., HASTELLOY™ i INCONEL™. Metali otporni na koroziju mogu biti posebno pogodni kao materijali za sistem za destilaciju i različite vodove.

Zaštitno ležište

[0107] Struje karboksilne kiseline, npr., struje sirćetne kiseline, koje su kontaminirane halidima i/ili korozivnim metlaima mogu biti dovedene u kontakt sa supstancom smole jonske izmene pri širokim opsegom radnih uslova. Preporučljivo, supstanca smole jonske izmene je obezbeđena u zaštitnom ležištu. Upotreba zaštitnih ležišta da se prečiste kontaminirane struje karboksilne kiseline je dobro dokumentovana u ovoj oblasti, na primer, US pat. br. 4,615,806; 5,653,853; 5,731,252; i 6,225,498. Generalno, kontaminirana struja tečnosti karboksilne kiseline se dovodi u kontakt sa supstancom smole jonske izmene, koja je preporučljivo postavljena u zaštitno ležište. Kontaminanti halida, npr., kontaminanti jodida, reaguju sa metalom da bi se formirali metal jodidi. U nekim izvođenjima, delovi ugljovodonika, npr., metil grupe koje je moguće dovesti u vezu sa jodidom mogu da esterifikuju karboksilnu kiselinu. Na primer, u slučaju sirćetne kiseline kontaminirane metil jodidom, metil acetat bi bio proizveden kao proizvod uklanjanjem jodida. Formiranje ovog proizvoda esterifikacije obično nema štetno dejstvo na tetiranu struju karboksilne kiseline.

[0108] U jednom izvođenju, smola jonske izmene je metalom-izmenjena smola jonske izmene i može obuhvatiti najmanje jedan metal izabran iz grupe koja obuhvata srebro, živu, paladijum i rodijum. U jednom izvođenju, najmanje 1% mesta izmene jake kiseline pomenute metalom-izmenjene smole zauzima srebro. U drugom izvođenju, najmanje 1% mesta izmene jake kiseline pomenute metalom-izmenjene smole zauzima živa. Proces može još da obuhvata tretiranje prečišćenog proizvoda sirćetne kiseline sa smolom katjonske izmene da bi se oporavilo srebro, živa, paladijum ili rodijum.

[0109] Pritisak tokom koraka dovođenja u kontakt je ograničen samo fizičkom jačinom smole. U jednom izvođenju, dovođenje u kontakt se izvodi na pritiscima u opsegu od 0,1 MPa do 1 MPa, npr., od 0,1 MPa do 0,8 MPa ili od 0,1 MPa do 0,5 MPa. Praktičnosti radi, međutim, i pritisak i temperatura poželjno mogu da budu uspostavljeni tako da se kontaminirana struja karboksilne kiseline procesira kao tečnost. Zato, na primer, kada se radi na atmosferskom pritisku, koji se generalno preporučuje na osnovu ekonomskih razmatranja, opseg temperature može biti od 17°C (tačka zamrzavanja sirćetne kiseline) na 118°C (tačka ključanja sirćetne kiseline). Deo je znanja stručnjaka u ovoj oblasti da odrede analogne opsege za struje proizvoda koje obuhvataju druga jedinjenja karboksilne kiseline. Temperatura koraka dovođenja u kontakt se poželjno drži relativno nisko da bi se razgradnja smole svela na minimum. U jednom izvođenju, dovođenje u kontakt se izvodi u opsegu temperature od 25°C do 120°C, npr., od 25°C do 100°C ili od 50°C do 100°C. Neke katjonske makroretikularne smole obično počnu razgradnju (preko mehanizma kiselinom katalizovane aromatične desulfonacije) na temperaturama od 150°C. Karboksilne kiseline koje imaju najviše 5 atoma ugljenika, najviše 3 atoma ugljenika, ostaju tečne na ovim temperaturama. Zato, temperatura tokom dovođenja u kontakt treba da bude zadržana ispod temperature razgradnje korišćene smole. U nekim izvođenjima, radna temperatura se održava ispod granične temperature za smolu, što je u skladu sa radom za fazu tečnosti i željenom kinetičkom vrednošću za uklanjanje halida.

[0110] Konfiguracija zaštitnog ležišta unutar kola za prečišćavanje sirćetne kiseline može u velikoj meri da varira. Na primer, zaštitno ležište je moguće konfigurisati posle stuba za sušenje. Pored toga ili alternativno, zaštitno ležište je moguće konfigurisati posle stuba za uklanjanje teške frakcije ili završnog stuba. Preporučljivo zaštitno ležište je konfigurisano u nekom položaju pri čemu je temperatura struje proizvoda sirćetne kiseline niska, npr., ne viša od 120°C ili ne viša od 100°C. Nezavisno od gore u tekstu razmatranih prednosti, rad na nižoj temperaturi obezbeđuje manje korozije u poređenju sa radom na višoj temperaturi. Niža temperatura rada obezbeđuje manje formiranje korozivnih kontaminanata metala, što, kao što je razmatrano gore u tekstu, može da smanji ukupan vek upotrebe smole. Takođe, zbog toga što rad na nižim temperaturama daje kao rezultat manje korozije, moguće je koristiti kao prednost posude koje ne moraju da budu napravljene od skupih metala otpornih na koroziju, i metala niže klase, npr., standardnog nerđajućeg čelika.

[0111] U jednom izvođenju, brzina protoka kroz opsege zaštitnog ležišta se kreće u opsezima od 0,1 zapremina ležišta na sat ("BV/sat") do 50 BV/sat, npr., 1 BV/sat do 20 BV/sat ili od 6 BV/sat do 10 BV/sat. Zapremina ležišta organske podloge je zapremina podloge jednaka zapremini koju zauzima ležište smole. Brzina protoka od 1 BV/sat znači da količina organske tečnosti jednaka zapremini koju zauzima ležište sa smolom prolazi kroz ležište sa smolom u vremenskom periodu od jednog sata.

[0112] Da bi se izbeglo ispuštanje smole sa prečišćenim proizvodom sirćetne kiseline koji ima visoku ukupnu koncentraciju jodida, u jednom izvođenju prečišćenog proizvoda sirćetna kiselina u struji 127 na dnu se dovodi u kontakt sa štitnikom za ležište kada ukupna koncentracija jodida prečišćenog proizvoda sirćetne kiseline nije veća od 5 wppm, npr., preporučljivo nije veća od 1 wppm. Ukupna koncentracija jodida uključuje jodid iz organskih, C1 do C14 alkil jodida, i neorganskih izvora, kao što je vodonik jodid. Prečišćena supstanca sirćetne kiseline je dobijena kao rezultat tretiranja zaštitnog ležišta. Prečišćena supstanca sirćetne kiseline, u jednom izvođenju, obuhvata jodide u ukupnoj koncentraciji od ne više od 100 wppb, npr., ne više od 90 wppb, ne više od 50 wppb, ili ne više od 25 wppb. U jednom izvođenju, prečišćena supstanca sirćetne kiseline obuhvata ne više od 1000 wppb korozivnih metala, npr., ne više od 750 wppb, ne više od 500 wppb, ili ne više od 250 wppb. Za potrebe ovog pronalaska, korozivni metali uključuju metale izabrane iz grupe koja obuhvata nikl, gvožđe, hrom, molibden i njihove kombinacije. U smislu opsega, prečišćena supstanca sirćetne kiseline može obuhvatiti od 0 do 100 wppb jodida, npr., od 1 do 50 wppb, i/ili od 0 do 1000 wppb korozivnih metala, npr., od 1 do 500 wppb. U drugim izvođenjima, zaštitno ležište uklanja najmanje 25 tež.% jodida iz proizvoda sirove sirćetne kiseline, npr., najmanje 50 tež.% ili najmanje 75 tež.%. U jednom izvođenju, zaštitno ležište uklanja najmanje 25 tež.% korozivnih metala iz proizvoda sirove sirćetne kiseline, npr., najmanje 50 tež.% ili najmanje 75 tež.%.

[0113] U još jednom izvođenju, struja proizvoda može biti dovedena u kontakt sa katjonskim izmenjivačem da bi se uklonila jedinjenja litijuma. Katjonski izmenjivač u obliku kiseline obuhvata smolu kiseline koja formira katjonsku izmenu jake kisleine makroretikularnih, makroporoznih ili mezoporoznih smola. Bez namere da se ograničimo na teoriju, dovođenje struje proizvoda do jonske izmene obuhvata jedinjenja litijuma u količini većoj ili jednakoj 10 wppm daje kao rezultat izmeštanje metala u proizvodu koji se tretira. Kao pogodnost, ovo može biti prevaziđeno korišćenjem katjonskog izmenjivača uzvodno od smole jonske izmene. Posle dovođenja u kontakt sa katjonskim izmenjivačem, struja proizvoda može imati koncentraciju jona litijuma ne više od 50 delova težine na milijardu (wppb), npr., ne više od 10 wppb, ili ne više od 5 wppb.

[0114] Iako je struju proizvoda moguće dovesti u vezu sa smolom jonske izmene da bi se uklonili jodidi, poželjno je da se ne ekspanzionira struja proizvoda ili kontakt sa strujom proizvoda sa sistemom apsorpcije koji sadrži aktivirani ugljenik. Ekspanzioniranje struje proizvoda nije efikasno jer ne postoji dovoljan pad pritiska da bi se oporavilo više od 50% sirćetne kiseline iz struje proizvoda. Dakle, u jednom izvođenju, neekspanzionirani deo struje proizvoda se dovodi do ležišta jonske izmene da bi se uklonili jodidi.

[0115] Kao što je očigledno sa slika i teksta prikazanih gore u opisu, različita izvođenja se mogu razmotriti.

[0116] Treba razumeti da je moguće varijantna rešenja ovog pronalaska i delove različitih izvođenja i različita svojstva formulisana dole u tekstu kombinovati ili ravnopravno koristiti u celini ili delimično. U prethodno datim opisima različitih izvođenja, ona izvođenja koja se odnose na drugo izvođenje mogu biti pravilno kombinovana sa drugim izvođenjima kao što će razumeti stručnjak u ovoj oblasti. Pored toga, prosečni stručnjaci u ovoj oblasti će razumeti da je prethodni opis dat samo kao primer, i da nije predviđen da ograniči ovaj pronalazak.

PRIMERI

[0117] Ovaj će pronalazak biti jasniji u svetlu sledećih neograničavajućih primera.

Primer 1

[0118] Deo reakcione podloge formiran prema ovde opisanom postupku sastoji se od 8 do 10 tež.% litijum jodida, od 3 do 6 tež.% vode, od 2,2 do 3,3 tež.% metil acetata i od 10,7 do 12,5 tež.% metil jodida. Deo reakcione podloge je izmeren u nekoliko različitih vremenskih perioda za utvrđivanje sadržaja korozivnog metala, promene prinosa prostorvreme za metan promene prinosa prostor-vreme za metan (%; neefikasnost metana), promena prinosa prostor-vreme za ugljen-dioksid (%; neefikasnost ugljenika) i prinos prostor-vreme za sirćetnu kiselinu. Rezultati su prikazani u Tabeli 3.

4

[0119] Kao što je prikazano u Tabeli 3, kako se korozivni metali povećavaju, procenat neefikasnosti CH4 i CO2 je takođe povećan. Slučaj D i E pokazuje da gvožđe ima najveće dejstvo dok slučaj C i D i slučaj E i F pokazuju da i Ni ima negativno dejstvo, ali takvo dejstvo je manje ozbiljno u odnosu na Fe. Slučajevi E, F, i G pokazuju da trend neefikasnosti ne prati promene hroma. Ovi podaci takođe su prikazani grafički na SL.4 i 5.

Primer 2

[0120] Deo reakcione podloge formiran prema ovde opisanom postupku je obuhvatao od 15 do 18 tež.% litijum jodida, od 2,5 do 3,5 tež.% vode, od 3,0 do 4,0 tež.% metil acetata i od 11,0 do 14,0 tež.% metil jodida i od 450 do 650 wppm rodijuma je izmereno ručno u četiri diskretne koncentracije gvožđa. Kako je prikazano na SL. 6, postojao je direktan odnos između koncentracije gvožđa i izmene u prinosu prostor vreme za sirćetnu kiselinu. Kada je koncentracija gvožđa povećana od približno 450 do približno 1750 wppm, prinos prostor vreme sirćetne kiseline je smanjen za više od 10%, što pokazuje dejstvo trovanja gvožđa na sistem rodijumskog katalizatora.

Primer 3

[0121] Deo reakcione podloge formiran prema ovde opisanom postupku kao Primer 2 je izmeren ručno na četiri diskretne koncentracije gvožđa. Kako je prikazano na SL. 7, postojao je direktan odnos između koncentracije gvožđa i promene u prinosu prostor vreme za metan kao procenat prinosa prostor vreme za sirćetnu kiselinu.

Claims (12)

Patentni zahtevi

1. Proces za proizvodnju sirćetne kiseline obuhvata:

karbonilaciju najmanje jednog elementa izabranog iz grupe koja obuhvata metanol, dimetil etar, i metil acetat u reaktoru u reakcionoj podlozi koja obuhvata vodu, rodijumski katalizator, metil jodid i halidnu so, pri čemu rodijumski katalizator jeste prisutan u reakcionoj podlozi u količini od 200 do 3000 wppm kao rodijum; odvajanje dela reakcione podloge u ekspanzionoj posudi da bi se formirala manje isparljiva struja i struja proizvoda pare koja obuhvata sirćetnu kiselinu; recikliranje struje tečnosti u reaktor, pri čemu struja tečnosti obuhvata deo manje isparljive struje i pri čemu struja tečnosti obuhvata gvožđe;

postavljanje praga vrednosti za gvožđe za deo reakcione podloge, pri čemu prag vrednosti koncentracije gvožđa jeste vrednost izabrana unutar opsega od 500 wppm do 1200 wppm;

određivanje sadržaja gvožđa u delu reakcione podloge;

uklanjanje najmanje dela gvožđa iz struje tečnosti dovođenjem u kontakt dela struje tečnosti sa smolom katjonske izmene kada sadržaj gvožđa prekorači prag vrednosti; i

održavanje koncentracija gvožđa u reakcionoj podozi na vrednostia od 100 do 500 wppm.

2. Postupak iz patentnog zahteva 1, pri čemu struja tečnosti, posle uklanjanja gvožđa, obuhvata gvožđe u količini od 1 do 1200 wppm.

3. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-2, pri čemu se najmanje 5% gvožđa uklanja iz recikliranja tečnosti.

4. Proces iz bilo kog od patentnih zahteva 1-3, pri čemu je koncentracija gvožđa u wppm održavana da bude manja od koncentracije rodijumskog katalizatora wppm.

5. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-4, još obuhvata održavanje najmanje 85% rodijuma potrebnog za delotvorni prinos prostor-vreme da bi se dobilo 100% maksimalnog prinosa prostor-vreme

6. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-5, pri čemu manje isparljiva struja obuhvata sirćetnu kiselinu u količini od 60 do 90 tež.%, rodijumski katalizator u količini od 0,01 do 0,5 tež.% kao rodijum, korozivne metale u ukupnoj količini od 10 do 2500 wppm, litijum jodid u količini od 5 do 20 tež.%, metil jodid u količini od 1 do 25 tež.%, metil acetat u količini od 0,1 do 5 tež.%, i vodu u količini od 0,1 do 8 tež.%.

7. Proces iz bilo kog od patentnih zahteva 1-6, pri čemu materijal tog reaktora obuhvata prelazni metal ili leguru na bazi prelaznog metala i/ili pri čemu materijal ekspanzione posude obuhvata prelazni metal ili leguru na bazi prelaznog metala.

8. Proces iz bilo kog od patentnih zahteva 1-7 još obuhvata odvajanje struje proizvoda isparenja koja obuhvata sirćetnu kiselinu u kolu primarnog prečišćavanja da bi se dobio proizvod sirćetne kiseline i jedna ili više struja recikliranja.

9. Proces iz patentnog zahteva 8, pri čemu struja tečnosti obuhvata deo jedne ili više struja recikliranja.

10. Proces iz patentnog zahteva 8, pri čemu najmanje jedna ili više struja recikliranja obuhvata gvožđe.

11. Proces iz bilo kojih patentnih zahteva 1-10, još obuhvata usmeravanje najmanje jedne struje na sistem za uklanjanje jedinjenja za redukovanje permanganata da bi se dobila struja obogaćena u acetaldehidu.

12. Proces iz bilo kog od patentnih zahteva 1-11, pri čemu reakciona podloga obuhvata acetaldehid u količini ne većoj od 1500 wppm.

4