RS63644B1 - Postupak za proizvodnju sirćetne kiseline recikliranjem vode - Google Patents

Description

Opis

OBLAST PRONALASKA

[0001] Ovaj se pronalazak odnosi na postupke za proizvodnju sirćetne kiseline i, naročito, na poboljšane postupke za kontrolisanje recikliranja vode, i odnosa recikliranja protoka mase lake tečne faze reciklirane u reaktoru prema protoku mase vodenaste struje recikliranja reciklirane u reaktoru.

OBLAST 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. br. U.S. Pat 3,769,329. Katalizator karbonilacije obuhvata katalizator metala, kao što je rodijum, koji je bilo rastvoren ili na drugi način raspršen u tečnoj reakcionoj podlozi ili podržan na inertnoj čvrstoj podlozi, zajedno sa pospešivačem katalizatora koji obuhvata halogen, kao na primeru metil jodida. Reakcija se izvodi neprekidnim mehurenjem gasa ugljen monoksida kroz tečnu reakcionu podlogu u kojoj je rastvoren katalizator.

[0003] Metanol i ugljen monoksid se dovode do reaktora kao početni materijali. Deo reakcione podloge se neprekidno povlači doveden je do posude sa tačkom paljenja pri čemu se proizvod pali i šalje kao para u kolo prečišćavanja. Kolo prečišćavanja uključuje frakciju sa lakom frakcijom koja uklanja "lake" ili komponente sa niskom tačkom ključanja kao nadzemne i obezbeđuje bočni odvod pare za dalje prečišćavanje. Kolo prečišćavanja može još da uključi stubove za dehidraciju bočnog odvoda pare ili stubove za uklanjanje "teških" ili komponenata sa visokim ključanjem, kao što je propionska kiselina, iz bočnog odvoda pare. Poželjno je u postupku karbonilacije za pravljenje sirćetne kiseline da se svede na minimum broj operacija destilacije da bi se upotreba energije u tom postupku svela na minimum.

[0004] Američki (SAD) patent broj US Pat.5,416,237 opisuje postupak za proizvodnju sirćetne kiseline karbonilacijom metanola u prisustvu rodijum katalizatora, metil jodida, i stabilizatora soli jodida. Poboljšanje prema patentu ’237 se vidi u održavanju krajne koncentracije vode i do oko 10 tež. % i koncentraciji metil acetata od najmanje 2 tež. % u tečnoj supstanci reakcije i oporavljanje proizvoda sirćetne kiseline provlačenje tečne supstance reakcije kroz zonu paljenja da bi se proizvela frakcija pare koja se provlači na jedan destilacioni stub iz kog se uklanja proizvod sirćetne kiseline. Nedostatak eliminisanja stadijuma destilacije je nivo čistoće koji taj proizvod pretrpi. Specifično, stub za destilaciju pokazuje tendenciju da ukloni jako ključale jodide kao i proizvode kontaminacije aldehida. Sve ove nečistoće utiču na komercijalnu poželjnost krajnjeg proizvoda.

[0005] Američki patent br. US Pat. 9,006,483 opisuje postupak proizvodnje sirćetne kiseline koji nastoji da inhibira koncentraciju vodonik jodida i da poboljša tečno-tečnu separaciju nadzemnog dovoda od destilacionog stuba. Sirćetna kiselina se proizvodi destilovanjem mešavine koja obuhvata vodonik jodid, vodu, sirćetnu kiselinu i metil acetat u prvom destilacionom stubu (3) da bi se formirala nadzemna i bočna struja prečice ili donja struja koja obuhvata sirćetnu kiselinu, hlađenje i kondenzovanje nadzemnog u kondenzatoru da bi se formirala gornja i donja faza u dekanteru (4). Prema ovom postupku, zona koja ima visoku koncentraciju vode se formira u destilacionom stubu iznad pozicije dovoda mešavine dovođenjem mešavine koja ima koncentraciju vode od ne manje od delotvorne količine od ne više od 5% težine (npr., 0,5 do 4,5% težine) i koncentracija metil acetata od 0,5 do 8% težine (npr., 0,5 do 8% težine) kao mešavine za destilacioni stub i destilovanje te mešavine. U zoni koja ima visoku koncentraciju vode, vodonik jodid se ostavlja da reaguje sa metil acetatom da bi se proizveo metil jodid i sirćetna kiselina.

[0006] Američki patent br. US Pat.7,884,241 opisuje mešavinu koja obuhvata vodonik jodid i vodu i ima sadržaj vode od ne više od 5% težine (specifično ne više od 3% težine) u destilacionom sistemu. Mešavina se destiluje da bi se sprečila kondenzacija vodonik jodida u destilacionom sistemu. Mešavina može da obuhvati vodonik jodid, vodu, metanol, metil jodid, sirćetnu kiselinu, i metil acetat. Čak i kada ta mešavina sadrži vodonik jodid u koncentraciji od 1 do 3000 ppm (delova na milion) na osnovu težine, proizvod sirćetne kiseline ima koncentraciju vodonik jodida od ne više od 50 ppm moguće je dobiti povlačenjem frakcije koja sadrži vodonik jodid sa vrha stuba, i povlačenje sirćetne kiseline kao bočne struje ili struje sa dna stuba. Takav postupak (destilacioni postupak) delotvorno sprečava kondenzaciju vodonik jodida u sistemu destilacije i korozije u tom sistemu destilacije. Da bi se koncentracije vode održavale niskim, ovaj postupak zahteva veliki refluks od 2,35, koji je energetski intenzivan.

[0007] Američki patent br. US Pat.6,657,078 opisuje nezahtevan (nizak) energetski postupak za proizvodnju sirćetne kiseline karbonilacijom metanola. Ovaj postupak uključuje rodijumom katalizovan sistem koji radi na manje od oko 14 tež.% vode korišćenjem i do 2 destilaciona stuba.

[0008] Američki patent br. US Pat.4,008,131 opisuje postupak za uklanjanje viška vode, koji nastoji da se nagomila u strujama recikliranog sadržaja i tako smanjuje brzinu proizvodnje čiste kiseline tokom rada sistema destilacije za prečišćavanje sirove sirćetne kiseline koja sadrži vodu i metil jodid. Sirova kiselina se uvodi u gornju polovinu zone destilacije. Metil jodid, najveći udeo vode i ekvivalentna količina kiseline se uklanjaju nadzemno iz zone. Manji udeo vode obuhvata malu količinu sirćetne kiseline se uklanja kao bočni odvod tečnosti u tački blizu vrha zone destilacije. Struja kiseline proizvoda u suštini suva i pretežno bez metil jodida se uklanja sa dna zone destilacije. Nadzemnu struju je moguće skladištiti, odložiti ili poželjno reciklirati do koraka proizvodnje kiseline. Bočni odvod vodene tečnosti moguće je ili baciti ili podvrći ispravljanju za oporavak sirćetne kiseline.

[0009] Američki patent br. US Pat. 3,791,935 opisuje postupak uvođenja monokarboksilne struje kiseline koja sadrži vodu i kontaminante halogena u gornjoj polovini stuba destilacije, uklanjanje nadzemne frakcije prvenstveno obuhvata vodu i alkil halid napunjen u pomenuti stub, uklanjanje struje iz srednjeg dela pomenutog stuba obuhvata glavni udeo vodonik halida prisutnog u pomenutom stubu, i uklanjanje proizvoda struje kiseline iz, na ili blizu dna pomenutog stuba, proizvod struje kiseline je u suštini suv i pretežno bez kontaminantnih halogena napunjen u pomenuti stub. Ovaj postupak je posebno koristan za uklanjanje vode i jedinjenja koja sadrže jod iz sirćetnih i propionskih kiselina. U primerima se nailazi na izveštaje o proizvodu donjih slojeva koji sadrži sirćetnu kiselinu i prijavljuje se da sadrži od 83 do 132 wppm (težinskih delova na milion) vode i 0,083 wppm do 0,3 wppm vodonik jodida.

[0010] US 2011/288333 opisuje postupak za smanjenje i/ili uklanjanje jedinjenja koja redukuju permanganat i alkil jodida formiranih karbonilacijom metanola u prisustvu Grupe VIII katalizatora karbonilacije metala da bi se proizvela sirćetna kiselina.

[0011] US 2012/041230 je usmeren na povećanje celokupne efikasnosti postupka proizvodnje sirćetne kiseline obezbeđivanjem energije neophodne da se pogoni odvajanje u sistemu separacije, poželjno stuba lake frakcije, sa neke druge lokacije unutar tog sistema.

[0012] US 2015/025270 i EP 2 826 767 opisuje postupak za proizvodnju sirćetne kiseline, postupak poboljšanja tečno-tečne separacije strujom ključanja na niskoj temperaturi (nadzemno) iz stuba destilacije pri čemu se suzbija kondenzacija vodonik jodida.

[0013] JP H08 20555 opisuje postupak za proizvodnju sirćetne kiseline visoke čistoće i/ili sirćetnog anhidrida sa smanjenom količinom organskog jodida i karbonilnom nečistoćom u sirćetnoj kiselini i/ili sirćetnom anhidridu proizvedenom postupkom karbonilacije u prisustvu rodijumskog katalizatora.

[0014] U svetlu gore navedenog, postoji potreba za poboljšanim postupkom proizvodnje sirćetne kiseline da bi se kontrolisao oporavak sirćetne kiseline.

KRATAK OPIS PRONALASKA

[0015] U jednom izvođenju ovaj pronalazak se odnosi na postupak za proizvodnju sirćetne kiseline karbonilacijom metanola u reaktoru za tečnu fazu, taj postupak obuhvata odvajanje, u posudi sa tačkom paljenja, reakcionu podlogu formiranu u tom reaktoru da bi se formiralo recikliranje tečnosti i struja proizvoda pare, destilovanje struje proizvoda pare u prvom stubu da bi se dobila bočna struja i prva struja pare nadzemnog ključanja na niskoj temperaturi, pri čemu bočna struja sadrži vodu u količini od 1 do 3 tež.%, npr., poželjno od 1,1 do 2,5 tež.%, kondenzovanje prve struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja i bifazno odvajanje kondenzovane struje da bi se formirala tečna faza teške frakcije i tečna faza lake frakcije, destilovanje bočne struje u drugom stubu da bi se dobio prečišćen proizvod sirćetne kiseline i druga struja pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja, kondenzovanje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja da bi se dobila vodenasta struja recikla, koja obuhvata a) vodu u količini od 50 do 90 tež.% ili b) više od ili jednako 90% vode u bočnoj struji, i recikliranje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja u reaktor, pri čemu je taj odnos recikla protoka mase tečne faze lake frakcije reciklirane u reaktoru prema protoku mase vodenaste struje recikliranja reciklirane u reaktoru manji od ili jednak 2 i viši od ili jednak 0,2. U jednom izvođenju, vodenasta struja recikliranja još obuhvata metil jodid u količini od manje od ili jednako 20 tež.%, metil acetata u količini od manje od ili jednako 10 tež.%, sirćetne kiseline u količini od manje od ili jednako 20 tež. %. Supstanca vodenaste struje recikla može da se dobije iz vodenastog nadzemnog sistema obuhvata više od ili jednako 90% vode u bočnoj struji. U nekim izvođenjima, postupak još obuhvata kondenzovanje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja i bifazno odvajanje kondenzovane struje da bi se formirala organska faza i vodenasta faza, pri čemu vodenasta struja recikliranja obuhvata deo vodenaste faze i/ili vodenasta struja recikliranja obuhvata od 1 do 100% organske faze. Deo vodenaste faze može da bude refluksovan u drugom stubu. U jednom izvođenju, koncentracija vodonik jodida u bočnoj struji je manja od ili jednaka 50 wppm, npr., manje od ili jednako 0,1 do 50 wppm. Bočna struja može još da sadrži jedan ili više C1-C14alkil jodida u koncentraciji od 0,1 do 6 tež.% i bočna struja još obuhvata metil acetat u koncentraciji od 0,1 do 6 tež.%. U jednom izvođenju, bočna struja obuhvata svaki od jednog ili više C1-C14alkil jodida i metil acetat u količini unutar opsega od ± 0,9 tež.% koncentracije vode u bočnoj struji. U jednom izvođenju, reakciona podloga obuhvata metil acetat u količini od 0,5 do 30 tež.%, metala katalizator u količini od 200 do 3000 wppm (težinskih delova na milion), jodid so u količini od 1 do 25 tež. %, i metil jodid u količini od 1 do 25 tež.%. Da bi se kontrolisale nečistoće/formiranje nus proizvoda deo tečne faze teške frakcije može da se tretira da bi se uklonio barem jedan permanganat koji redukuje jedinjenje izabrano iz grupe koja obuhvata acetaldehid, aceton, metil etil keton, butilaldehid, krotonaldehid, 2-etil krotonaldehid, 2- etil butiraldehid, i njegove proizvode kondenzacije aldola. Tečna faza lake frakcije obuhvata vodu u količini od 40 do 80 tež.%, i pored vode, može da sadrži i sirćetnu kiselinu u količini od 1 do 40 tež.%, metil acetat u količini od 1 do 50 tež.%, i metil jodid u količini od manje od ili jednako 10 tež.%. Prečišćeni proizvod sirćetne kiseline, koji poželjno sadrži vodu u količini od manje od ili jednako 0,2 tež.%, moguće je povući iz donjih slojeva ili blizu donjih slojeva drugog stuba. U jednom izvođenju, postupak još obuhvata dovođenje u kontakt prečišćenog proizvoda sirćetne kiseline sa zaštitnim ležištem kada je ukupna koncentracija jodida prečišćenog proizvoda sirćetne kiseline manja od ili jednaka sa 5 wppm.

KRATAK OPIS SLIKA

[0016] Ovaj će pronalazak biti jasniji u svetlu priložene slike, pri čemu: SL.1 pokazuje šematski postupak za proizvodnju sirćetne kiseline u skladu sa ovim pronalaskom.

DETALJAN OPIS OVOG PRONALASKA

[0017] Na samom početku, treba napomenuti da je za razvoj bilo kog takvog stvarnog izvođenja, brojne za implementaciju specifične odluke neophodno doneti da bi se postigli specifični ciljevi za projektanta razvoja, kao što je usklađenost sa srodnim sistemom i sa ograničenjima povezanim sa poslovanjem, koji će se razlikovati međusobno od jedne implementacije do druge. Pored toga, ovde opisani postupci mogu takođe da obuhvate komponente koje nisu one koje su citirane ili se na njih specifično upućuje, kao što je očigledno stručnjaku sa prosečnom ili očekivanom stručnošću u ovoj oblasti.

[0018] U celom opisu, uključujući patentne zahteve, sledeći pojmovi imaju navedena značenja osim ako nije drugačije precizirano.

[0019] Kao što je korišćeno u spisu i patentnim zahtevima, "blizu" uključuje "pri". Pojam "i/ili" se odnosi i na inkluzivan "i" slučaj i na isključujući "ili" slučaj, i koristi se ovde radi kratkoće. Na primer, mešavina koja obuhvata sirćetnu kiselinu i/ili metil acetat može da obuhvati samo sirćetnu kiselinu, samo metil acetat, ili i sirćetnu kiselinu i metil acetat.

[0020] Svi procenti su izraženi kao procenti težine (tež.%), na osnovu ukupne težine specifične struje ili supstance koja je prisutna, osima ako nije drugačije napomenuto. Sobna temperatura je 25 °C i atmosferski pritisak je 101,325 kPa osim ako nije drugačije navedeno.

[0021] Za ovde datu upotrebu:

sirćetna kiselina može da se skrati kao "AcOH";

acetaldehid može da se skrati kao "AcH";

metil acetat može da se skrati kao "MeAc";

metanol može da se skrati "MeOH";

metil jodid može da se skrati kao "MeI";

vodonik jodid može da se skrati kao "HI";

ugljen monoksid može da se skrati kao "CO"; i

dimetil etar može da se skrati "DME".

[0022] HI se odnosi na bilo molekularni vodonik jodid ili razdruženu hidrojodnu kiselinu kada barem delimično jonizovan u polarnoj podlozi, najčešće podlozi obuhvata barem nešto vode. Osim ako nije drugačije navedeno, ta dva se pominju ravnopravno. Osim ako nije drugačije navedeno, Hl koncentracija se određuje preko kiselo-bazne titracije korišćenjem potenciometarske krajnje tačke reakcije. Specifično, HI koncentracija se određuje preko titracije sa standardnim rastvorom litijum acetata do potenciomerne krajnje tačke. Treba razumeti da za ovdašnje svrhe, koncentracija HI nije određena oduzimanjem koncentracije jodida i podrazumeva se da je ona povezana sa merenjem korozivnih metala ili drugim ne H+ katjonima iz ukupnog jonskog jodida prisutnog u nekom uzorku.

[0023] Treba razumeti da se HI koncentracija ne odnosi na jodid jonsku koncentraciju. HI koncentracija se specifično odnosi na HI koncentraciju kako je određeno preko potenciometrijske titracije.

[0024] Ovaj postupak oduzimanja je nepouzdan i neprecizan postupak da bi se odredile relativno niske koncentracije HI (tj, manje od ili jednako sa 5 težinskih procenata) usled činjenice da to podrazumeva da su svi ne-H+ katjoni (kao što su katjoni Fe, Ni, Cr, Mo) isključivo povezani sa anjonom jodida. U stvarnosti, značajan deo katjona metala u ovom postupku moguće je povezati sa anjonom acetata. Pored toga, veliki broj ovih metalnih katjona ima viševalentna stanja, što dodaje još i veću nepouzdanost pretpostavci u pogledu količine anjona jodida što bi se moglo povezati sa ovim metalima. Najzad, ovaj postupak daje podsticaj nepouzdanom određivanju stvarne HI koncentracije, a naročito s obzirom na sposobnost da se izvede jednostavna titracija koja direktno predstavlja HI koncentraciju.

[0025] Za ovde navedene potrebe, "nadzemni" ili "destilat" kada je reč o destilacionom stubu se odnosi na najmanje jednu od kondenzibilnih frakcija sa nižom tačkom ključanja, (npr., blizu vrha), tog destilacionog stuba, i/ili kondenzovani oblik te struje ili supstance. Očigledno, sve frakcije su na kraju kondenzibilne, a ipak za ovde navedene razloge, kondenzibilna frakcija se može kondenzovati pod uslovima prisutnim u postupku kako je to jasno stručnjaku u ovoj oblasti. Primeri nekondenzibilnih frakcija mogu da uključe azot, vodonik, i slično. Takođe, nadzemna struja može biti uzeta neposredno ispod najgornjeg izlaza destilacionog stuba, na primer, pri čemu frakcija najnižeg ključanja nije kondenzibilna struja ili predstavlja de-minimis struju, što će lako razumeti stručnjak koji ima profesionalna znanja i veštine u ovoj oblasti.

[0026] "Dna" ili "ostaci" destilacionog stuba se odnosi na jednu ili više najviših frakcija ključanja koje izlaze na ili blizu dna destilacionog stuba, takođe se ovde pominje da teče sa dna taložnika tog stuba. Treba razumeti da ostatak može da se preuzme odmah iznad samog donjeg izlaza destilacionog stuba, na primer, pri čemu sama frakcija dna proizvedena pomoću stuba jeste so, neupotrebljiv katran, proizvod čvrstog otpada, ili de minimis struja kao što će lako razumeti lice prihvatljive stručnosti u ovoj oblasti.

[0027] U ovde date svrhe, destilacioni stubovi obuhvataju zonu destilacije i zonu taložnika na dnu. Zona destilacije uključuje sve iznad zone taložnika na dnu, tj. između zone taložnika na dnu i vrha stuba. U svrhu ovde navedenog, zona taložnika na dnu se odnosi na donji deo destilacionog stuba u kom je smešten rezervoar za tečnost komponenata za više tačke ključanja (npr., dno destilacionog stuba) sa čijeg dna ili reziduuma struja teče posle izlaza iz stuba. Zona taložnika na dnu može da uključi rebojlere (kotlove za ponovnu obradu), kontrolnu opremu, i slično.

[0028] Treba razumeti da se pojam "prolazi", "putanje protoka", "vodovi protoka", i slično u vezi sa unutrašnjim komponentama destilacionog stuba koristi ravnopravno da bi se odnosile na otvore, cevi, kanale, proreze, 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 raspoređenih kroz strukturu kao što je razdeljivač tečnosti u destilacionom stubu uključuju odvodne otvore, odvodne cevi, odvodne proreze, i slično, koji dozvoljavaju tečnosti da teče kroz strukturu iz jedne strane u drugu.

[0029] Prosečno vreme boravka se definiše kao ukupan zbir celokupne zapremine tečnosti koja se drži za datu fazu unutar destilacione zone podeljene prosečnom brzinom protoka te faze kroz destilacionu zonu. Zapremina koja se drži u datoj fazi može da uključi zapreminu tečnosti sadržanu u različitim unutrašnjim komponentama stuba uključujući kolektore, razdeljivače i slično, kao i tečnost sadržanu na tacnama, unutar frakcija koje dolaze odozdo, i/ili unutar strukturisanih ili nasumično spakovanih segmenata ležišta.

Odnos recikliranja

[0030] Ovaj pronalazak obezbeđuje postupke za regulisanje koncentracije vode između dva stuba u primarnom kolu prečišćavanja u postupku oporavka sirćetne kiseline i za obezbeđivanje odnosa recikliranja između struje koja sadrži vodu za svaki stub. Struja između stubova, se ovde generalno pominje kao bočna struja, prvenstveno obuhvata sirćetnu kiselinu proizvedenu karbonilacijom. U postupcima karbonilacije koji rade sa malo vode, npr. reakciona podloga obuhvata vodu u količini od 0,1 do 4,1 tež.%, ima manje vode u primarnom kolu prečišćavanja. Ovo može dati radne stubove takvim da budu teški u pogledu stabilnosti i da dovede do neravnoteža u stubovima i lošeg kvaliteta proizvedene sirćetne kiseline. Ovaj pronalazak obezbeđuje prednost tako što reguliše koncentraciju vode između dva stuba u primarnom kolu prečišćavanja za oporavak sirćetne kiseline i rad sa odnosom recikliranja koji postiže stabilan rad stuba. Odnos recikliranja je pogodan za vraćanje vode odvojene iz reakcione podloge u primarno kolo prečišćavanja u reaktor.

[0031] U svrhu ovog pronalaska, primarno kolo prečišćavanja uključuje stub sa lakom frakcijom, predviđen kao prvi stub, i stub za sušenje, označen kao drugi stub, koji će detaljnije biti opisan ovde. Bočna struja, kako je još ovde opisana, se povlači iz prvog stuba i dovodi do stuba za sušenje.

[0032] Sirćetna kiselina je najkorisnija u svom puferskom obliku, tj. anhidrovana, i poželjno je da proizvede proizvod sirćetne kiseline koji ima manje od ili jednako 0,2 tež.%, npr., manje od ili jednako 0,15 tež.%, manje od ili jednako 0,12 tež.%, ili manje od ili jednako 0,1 tež.%. Međutim, postupak karbonilacije koristi homogeni katalizator u reakcionoj podlozi koja obuhvata vodu. Da bi se efikasno proizvela sirćetna kiselina, poželjno je održati koncentraciju vode u reakcionoj podlozi. Udeo vode iz reakcione podloge se uklanja sa sirćetnom kiselinom i odvaja u dve ili više recikliranih struja. Ovaj pronalazak omogućava da se ove reciklirane struje vrate u reaktor pri čemu se održavaju stabilne operacije u stubovima.

[0033] U jednom izvođenju, postupak za proizvodnju sirćetne kiseline obuhvata odvajanje, u posudi sa tačkom paljenja, reakcione podloge formirane u tom reaktoru da bi se formirao recikl tečnosti i struja proizvoda pare, destilovanje struje proizvoda pare u prvom stubu da bi se dobila bočna struja i prva struja pare nadzemnog ključanja na niskoj temperaturi, pri čemu bočna struja sadrži vodu u količini od 1 do 3 tež.%, npr., poželjno od 1,1 do 2,5 tež.%, kondenzovanje prve struje pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja i bifazno odvajanje kondenzovane struje da bi se formirala faza tečnosti teške frakcije i faza tečnosti lake frakcije, destilovanje bočne struje u drugom stubu da bi se dobio prečišćen proizvod sirćetne kiseline i druga struja pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja, kondenzovanje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja da bi se dobila vodenasta struja recikla, koja obuhvata vodu u količini manjoj od ili jednako 90 tež.%,i recikliranje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja u reaktor, pri čemu je taj odnos recikliranog protoka mase tečne faze lake frakcije reciklirane u reaktoru prema protoku mase vodenaste struje recikliranja reciklirane u reaktoru manji od ili jednak 2.

[0034] Odnos recikliranja između tečne faze lake frakcije iz prvog stuba i nadzemnog voda sa vodom iz drugog stuba pomaže da se održe poželjne koncentracije vode u reaktoru dok se održavaju stabilne operacije u prvom i drugom destilacionom stubu. U jednom izvođenju, odnos recikliranja protoka mase tečne faze lake frakcije reciklirane u reaktoru i protoka mase nadzemnog voda sa vodom do reaktora je manji ili jednak 2, npr., manji ili jednak 1,8, manji ili jednak 1,5, manji ili jednak 1, manji ili jednak 0,7, manji ili jednak 0,5, manji ili jednak 0,35, manji ili jednak 0,25 i/ili odnos recikliranja protoka mase tečne faze lake frakcije je recikliran u reaktor pri protoku mase nadzemnog voda vode do reaktora je veći ili jednak 0,2, ili veći ili jednak 1.

[0035] U nekim izvođenjima, protok mase tečne faze lake frakcije recikliran u reaktoru je veći od protoka mase vodenaste nadzemno u reaktor i odnos recikliranja je veći od 1. Da bi se sprečio pristup vodi ulaskom u drugi stub, recikl i vodena faza lake frakcije je povećana da bi se kontrolisala voda u bočnoj struji u količini od 1 do 3 tež.%, npr., poželjno od 1,1 do 2,5 tež. %. Višak vode može da prouzrokuje teškoće sa odvajanjem i da kao rezultat neželjene koncentracije vode u proizvodu sirćetne kiseline povučenom iz drugog stuba. Pored toga, u nekim izvođenjima, povećanja u pogledu vode mogu takođe da daju kao rezultat povećanje metil acetata u bočnoj struji. Dakle, u jednom izvođenju, postupak za proizvodnju sirćetne kiseline koji obuhvata odvajanje, u posudi sa tačkom paljenja, reakciona podloga je formirana u reaktoru da bi se formirao tečni recikl i isparenje struje proizvoda, destilovanje struje proizvoda u prvom stubu da bi se dobila bočna struja i prva struja pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja, pri čemu ta bočna struja obuhvata vodu u količini od 1 do 3 tež.%, kondenzovanje prve struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja i bifazno odvajanje kondenzovane struje da bi se formirala teška faza tečnosti i laka faza tečnosti, destilovanje bočne struje u drugom stubu da bi se dobio prečišćeni proizvod sirćetne kiseline i druga struja pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja da bi se dobila vodenasta struja recikliranja, koja obuhvata vodu u količini od manje od ili jednako 90 tež.%, i recikliranje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja u reaktor, pri čemu se odnos recikliranja protoka mase te tečne faze sa lakom frakcijom reciklira u reaktor u protok mase vodenaste struje recikliranja reciklirano u reaktor je veći od 1, npr., od 1 do 2.

[0036] U nekim izvođenjima, protok mase vodene faze lake frakcije reciklirane u reaktor je manji od protoka mase vodenaste faze nadzemno u reaktor i odnos recikliranja je manji od 1. Da bi se održale koncentracije vode u drugom stubu, recikliranje tečne faze lake frakcije je manje da bi se kontrolisala voda u bočnoj struji u količini od 1 do 3 tež.%, npr., poželjno od 1,1 do 2,5 tež. %. Dovođenje dovoljne količine vode da bi se održao stabilan rad stuba sprečava slabo odvajanje u drugom stubu. Iako slabo odvajanje može da se spreči povećanjem učinka i/ili refluksovanjem na drugom stubu, lakše se kontroliše održavanjem koncentracija vode. Dakle, u jednom izvođenju, postupak za proizvodnju sirćetne kiseline obuhvata odvajanje, u posudi sa tačkom paljenja, reakcione podloge formirane u tom reaktoru da bi se formiralo recikliranje tečnosti i struja proizvoda pare, destilovanje struje proizvoda pare u prvom stubu da bi se dobila bočna struja i prva struja pare nadzemnog ključanja na niskoj temperaturi, pri čemu bočna struja sadrži vodu u količini od 1 do 3 tež.%, kondenzovanje prve struje pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja i bifazno odvajanje kondenzovane struje da bi se formirala faza tečnosti teške frakcije i faza tečnosti lake frakcije, destilovanje bočne struje u drugom stubu da bi se dobio prečišćen proizvod sirćetne kiseline i druga struja pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja, kondenzovanje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja da bi se dobila vodenasta struja recikliranja, koja obuhvata vodu u količini manjoj od ili jednako 90 tež.%, i recikliranje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja u reaktor, pri čemu je taj odnos recikliranja protoka mase tečne faze lake frakcije reciklirane u reaktoru prema protoku mase vodenaste struje recikliranja reciklirane u reaktor manji od ili jednak 1.

[0037] U jednom izvođenju, voda nije uvedena u primarno kolo prečišćavanja, npr., bilo prvi stub ili drugi stub. Dodavanje vode može još da poremeti ravnotežu vode u reakcionoj podlozi. Iako je moguće videti nešto vode jer je potrebno kompenzovati gubitke u reakcionoj podlozi, poželjno je vratiti svu ili skoro svu vodu u reakcionu podlogu.

Bočna struja

[0038] U jednom izvođenju, koncentracija vode struje bočne strane je kontrolisana da uravnoteži vodu i u prvom i u drugom stubu. Kada se voda u količini manjoj od ili jednakoj 14 tež.% koristi u reakcionoj podlozi, poželjnije, manje od ili jednako 4,1 tež.%, može se desiti da nema dovoljno vode u drugom stubu da bi stabilno radio taj stub. Iako može biti moguće da se smanji koncentracija vode u bočnoj struji na manje od ili jednako 1 tež.%, ovo će kao rezultat dati neravnotežu u drugom stubu. Ovo može prouzrokovati da oporavak sirćetne kiseline postane mnogo teži i dati kao rezultat proizvod koji nije u skladu sa specifikacijom. Pored toga postojanje vode u bočnoj struji i drugom stubu može da omogući uklanjanje vode u nadzemnom

1

vodu sa vodom.

[0039] Koncentracije vode u bočnoj struji mogu biti u količini od 1 do 3 tež.%, npr., od 1 do 2,5 tež.%, i još poželjnije od 1,1 do 2,1 tež.%. U izvođenjima pronalaska, koncentracija vode u bočnoj struji se održava kao viša od ili jednaka 1 tež.%, ili viša ili jednaka 1,1 tež.%, ili viša od ili jednaka 1,3 tež.%, ili viša od ili jednaka 1,5 tež.%, ili viša od ili jednaka 2 tež.%, i/ili u izvođenjima pronalaska, koncentracija vode u bočnoj struji se održava na manje od ili jednako 3 tež.%, ili manje od ili jednako 2,8 tež.%, ili manje od ili jednako 2,5 tež.%, ili manje od ili jednako 2,1 tež.%.

[0040] Održavanje koncentracija vode u bočnoj struji i rad sa odnosom refluksa manjim od ili jednakim 2 omogućava da se ovaj pronalazak koncentriše na glavnu komponentu, sirćetne kiseline, u bočnoj struji. Dakle, bočna struja obuhvata sirćetnu kiselinu u količini većoj od ili jednakoj 90 tež.%, npr., veća od ili jednaka 94 tež.%, ili veća od ili jednaka 96 tež.%. Koncentracija sirćetne kiseline može da bude u količini od 90 do 99 tež.%, npr., od 91 do 98 tež.%. Ovo omogućava da se veći deo sirćetne kiseline dovodi do prvog stuba da se povuče u bočnu struju za dalje prečišćavanje. Preporučljivo, sirćetna kiselina se ne oporavlja u nadzemnom ili u donjim delovima prvog stuba.

[0041] Pored sirćetne kiseline i vode, bočna struja može da obuhvati i jedan ili više C1-C14alkil jodida u količini od 0,1 do 6 tež.%, npr., od 0,5 do 5 tež.%, od 0,6 do 4 tež.%, od 0,7 do 3,7 tež.%, ili od 0,8 do 3,6 tež.%. U jednom izvođenju, jedan ili više C1-C14alkil jodida obuhvata barem metil jodid. Druge alkil jodide kao što je heksil jodid moguće je takođe formirati iz nečistoća karbonila kao što je acetaldehid. Još poželjnije, bočna struja, obuhvata jedan ili više C1-C14alkil jodida u količini od 0,5 do 3 tež.%. Zahvaljujući prisustvu vode, bočna struja može da sadrži i metil acetat u količini od 0,1 do 6 tež.%, npr., od 0,5 do 5 tež.%, od 0,6 do 4 tež.%, od 0,7 do 3,7 tež.%, ili od 0,8 do 3,6 tež.%. U jednom izvođenju, dat je postupak za proizvodnju sirćetne kiseline obuhvata odvajanje, u posudi sa tačkom paljenja, reakcione podloge formirane u tom reaktoru da bi se formirali recikliranje tečnosti i struja proizvoda pare, destilovanje struje proizvoda pare u prvom stubu da bi se dobila bočna struja i prva struja pare nadzemnog ključanja na niskoj temperaturi, pri čemu bočna struja sadrži vodu u količini od 1 do 3 tež.%, metil acetat u količini od 0,1 do 6 tež.% i/ili jedan ili više C1-C14alkil jodida u količini od 0,1 do 6 tež. %, kondenzovanje prve struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja i bifazno odvajanje kondenzovane struje da bi se formirala tečna faza teške frakcije i tečna faza lake frakcije, destilovanje bočne struje u drugom stubu da bi se dobio prečišćen proizvod sirćetne kiseline i druga struja pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja, kondenzovanje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja da bi se dobila vodenasta struja recikliranja, koja obuhvata vodu u količini manjoj od ili jednako 90 tež.%,i recikliranje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja u reaktor, pri čemu je taj odnos recikliranja protoka mase tečne faze lake frakcije reciklirane u reaktoru prema protoku mase vodenaste struje recikla recikliranja u reaktoru manji od ili jednak 2.

[0042] Kao što je ovde navedeno, u izvođenjima, može postojati stabilna količina drugih reaktorskih komponenata i nečistoća, kao što su C1-C14alkil jodidi, naime metil jodid, i metil acetat u bočnoj struji na osnovu koncentracije vode. Pod stabilna količina se misli da je koncentracija jednog ili više C1-C14alkil jodida i koncentracija metil acetata unutar opsega od ± 0,9 tež.% koncentracije vode u bočnoj struji, npr., ±0,7 tež.%, ±0,6 tež.%, ±0,5 tež.%, ±0,4 tež.%, ±0,3 tež.%, ±0,2 tež.%, ili ±0,1 tež.%. Na primer, kada je koncentracija vode 2,5 tež.%, koncentracija C1-C14alkil jodida je od 1,6 do 3,4 tež.%, i koncentracija metil acetata je od 1,6 do 3,4 tež.%. Ovo je moguće postići regulisanjem brzine recikliranja dela tečne faze lake frakcije u reaktor. U nekim izvođenjima, regulisanje brzine recikliranja dela tečne faze lake frakcije u reaktoru može da postigne stabilnu koncentraciju metil jodida u bočnoj struji je unutar opsega od ± 0,6 tež.% koncentracije vode u bočnoj struji, npr., ±0,5 tež.%, ±0,4 tež.%, ±0,3 tež.%, ±0,2 tež.%, ili ±0,1 tež.%. U jednom izvođenju, dat je postupak za proizvodnju sirćetne kiseline obuhvata odvajanje, u posudi sa tačkom paljenja, reakcione podloge formirane u tom reaktoru da bi se formirao recikl tečnosti i struja proizvoda pare, destilovanje struje proizvoda pare u prvom stubu da bi se dobila bočna struja i prva struja pare nadzemno koja ključa na niskoj temperaturi, pri čemu bočna struja sadrži vodu u količini od 1 do 3 tež.%, jedan ili više C1-C14alkil jodida, i metil acetat, pri čemu koncentracija jednog ili više C1-C14alkil jodida i koncentracija metil acetata jeste u opsegu od 0,9 tež. % koncentracije vode u bočnoj struji, kondenzovanje prve struje pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja i bifazno odvajanje kondenzovane struje da bi se formirala tečna faza teške frakcije i tečna faza lake frakcije, destilovanje bočne struje u drugom stubu da bi se dobio prečišćen proizvod sirćetne kiseline i druga struja pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja, kondenzovanje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja da bi se dobila vodenasta struja recikliranja, koja obuhvata vodu u količini manjoj od ili jednako 90 tež.%,i recikliranje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja u reaktor, pri čemu je taj odnos recikliranja protoka mase tečne faze lake frakcije reciklirane u reaktoru prema protoku mase vodenaste struje recikliranja reciklirane u reaktoru manji od ili jednak 2.

[0043] Pored kontrolisanja koncentracije vode u bočnoj struji, koncentracija vodonik jodida može takođe da se reguliše da smanji količinu vodonik jodida koja se isporučuje iz stuba sa lakom frakcijom ili prvog stuba u stub za sušenje ili drugi stub za naknadni oporavak sirćetne kiseline. Koncentracija vode u bočnoj struji može da bude u količini od 1 do 3 tež.% i može takođe da održi količinu vodonik jodida je manja od ili jednaka 50 wppm u bočnoj struji, npr., od 0,1 do 50 wppm vodonik jodida, ili od 5 do 30 wppm vodonik jodida. U izvođenjima, koncentracija vodonik jodida u bočnoj struji se održava na manje od ili jednako 50 wppm, ili manje od ili jednako 45 wppm, manje od ili jednako 40 wppm, ili manje od ili jednako 35 wppm, ili manje od ili jednako 30 wppm, i/ili u izvođenjima, koncentracija vodonik jodida u bočnoj struji se održava na više od ili jednako 0,1 wppm, npr., više od ili jednako 1 wppm, više od ili jednako 1 wppm, više od ili jednako 5 wppm, više od ili jednako 10 wppm. Dakle, u jednom izvođenju, dat je postupak za proizvodnju sirćetne kiseline koji obuhvata odvajanje, u posudi sa tačkom paljenja, reakcione podloge formirane u tom reaktoru da bi se formiralo recikliranje tečnosti i struja proizvoda pare, destilovanje struje proizvoda pare u prvom stubu da bi se dobila bočna struja i prva struja pare nadzemnog ključanja na niskoj temperaturi, pri čemu bočna struja sadrži vodu u količini od 1 do 3 tež.%, i vodonik jodid u količini je manja od ili jednaka 50 wppm, kondenzovanje prve struje pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja i bifazno odvajanje kondenzovane struje da bi se formirala faza tečnosti teške frakcije i faza tečnosti lake frakcije, destilovanje bočne struje u drugom stubu da bi se dobio prečišćen proizvod sirćetne kiseline i druga struja pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja, kondenzovanje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja da bi se dobila vodenasta struja recikliranja, koja obuhvata vodu u količini manjoj od ili jednako 90 tež.%, i recikliranje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja u reaktor, pri čemu je taj odnos recikliranja protoka mase tečne faze lake frakcije reciklirane u reaktor prema protoku mase vodenaste struje recikliranja reciklirane u reaktoru manji od ili jednak 0,2.

[0044] Kao što je ovde dato, koncentracija vodonik jodida u bočnoj struji može da se izmeri da bi se kontrolisala brzina recikliranja tečne faze lake frakcije. Drugi su odredili sadržaj vodonik jodida indirektno izračunavanjem. Američka objava patenta broj US 2013/0310603, na primer, ukazuje da je koncentraciju jona jodida moguće izračunati oduzimanjem koncentracije jona jodida izvedene iz oblika soli jodida (uključujući jodide izvedene iz ko-katalizatora i metal jodida) iz ukupne koncentracije jodidnog jona (I-). Takve indirektne tehnike proračuna su obično neprecizne, što daje kao rezultat slabu indikaciju o stvarnoj koncentraciji vodonik jodida zahvaljujući uglavnom nepreciznostima osnovnih postupaka merenja jona. Pored toga, ova indirektna tehnika proračuna ne uzima u obzir druge oblike jodida jer se metalni katjoni mere i pogrešno se podrazumeva da se potpuno udružuju samo sa jodidnim anjonima pri čemu, zapravo, metalni katjoni mogu da se povezuju sa drugim anjonima, kao što su anjoni acetata i anjoni katalizatora. Nasuprot tome, direktno merenje koncentracije vodonik jodida prema ovom pronalasku pogodno odražava stvarnu koncentraciju vodonik jodida u sistemu, i može kao rezultat da ima preciznost od samo 0,01%. U jednom izvođenju, koncentraciju vodonik jodida u struji bočnog voda moguće je odrediti potenciometrijskom titracijom korišćenjem litijum acetata kao titransa.

[0045] Detektovanjem koncentracije vodonik jodida iz bočne struje, odnos recikliranja i supstance bočne struje moguće je kontrolisati kao odgovor na detektovani vodonik jodid. Na primer, kada koncentracija vodonik jodida prekorači određeni prag vrednosti od 50 wppm, stopa recikliranja tečne faze lake frakcije može da se poveća. Jednom kada koncentracija vodonik jodida dođe ispod određenog praga vrednosti od 50 wppm, stopa recikliranja tečne faze lake frakcije može da se smanji. Kako je ovde opisano, stopa recikliranja tečne faze lake frakcije je količina koja se reciklira u poređenju sa količinom tečne faze lake frakcije koja se refluksuje. Tečna faza lake frakcije može da se reciklira direktno u reaktor karbonilacije ili indirektno prvo

1

uklanjanjem nečistoće, kao što je jedinjenje karbonila, pre recikliranja u reaktor.

Korak reakcije

[0046] Primer reakcije i sistema 100 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 se usmeravaju u reaktor 105, u kom dolazi do reakcije karbonilacije tečne faze da bi se formirala sirćetna kiselina.

[0047] Struja 101 dovoda koja sadrži metanol može da obuhvata najmanje jedan element izabran iz grupe koja obuhvata metanol, dimetil etar, i metil acetat. Struja 101 dovoda koja obuhvata metanol može da bude izvedena delimično iz svežeg dovoda ili može biti reciklirana iz sistema. Barem nešto od metanola i/ili njegovog reaktivnog derivata može da se pretvori u, i otuda da bude prisutno kao, metil acetat u tečnoj podlozi esterifikacijom sa sirćetnom kiselinom.

[0048] Temperature reakcije za karbonilaciju mogu biti od 150 do 250 °C, sa poželjnim opsegom temperature od 180 do 225°C kao preporučenim opsegom. Delimični pritisak ugljen monoksida u reaktoru može varirati u velikoj meri ali obično od 203 do 3040 kPa (2 do 30 atm), npr., od 304 do 1013 kPa (3 do 10 atm). Delimični pritisak vodonika u reaktoru je obično od 5 do 203 kPa (0,05 do 2 atm), npr., od 25 do 192 kPa (0,25 do 1,9 atm). U nekim izvođenjima, ovaj pronalazak je moguće izvoditi sa delimičnim pritiskom vodonika od 30 do 203 kPa (0,3 do 2 atm), npr., od 30 do 152 kPa (0,3 do 1,5 atm), ili od 40 do 152 kPa (0,4 do 1,5 atm). Zbog delimičnog pritiska nusproizvoda i pritiska pare sadržanih tečnosti, ukupan pritisak reaktora može biti u opsegu od 1520 do 4050 kPa (15 do 40 atm). Brzina proizvodnje 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.

[0049] Reaktor 105 karbonilacije je poželjno bilo posuda sa mehaničkim mešanjem, posuda sa reaktansnim ili pumpnim kružnim mešanjem, ili tip posude sa stubom u kojoj se stvaraju mehurići, sa ili bez mešača, unutar koje se se održavaju reakcione tečnosti ili sadržaji emulzije, poželjno automatski, na unapred određenom nivou, koji poželjno ostaje pretežno konstantan tokom normalnog rada. Svež metanol, ugljen monoksid, i dovoljno vode se neprekidno uvode u reaktor 105 karbonilacije kako je potrebno da bi se održale pogodne koncentracije u reakcionoj podlozi.

[0050] Katalizator metala može obuhvatiti metal iz Grupe VIII. Pogodni katalizatori iz grupe VIII uključuju katalizatore rodijuma i/ili iridjuma. Kada se koristi rodijumski katalizator, rodijumski katalizator moguće je dodati u pogodnom obliku tako da je rodijum u rastvoru katalizatora kao mešavina uravnoteženja uključujući [Rh(CO)2I2]-anjon, kao što je dobro poznato u ovoj oblasti. Jodidne soli mogu biti opciono održane u reakcionim mešavinama ovde opisanih postupaka u obliku rastvorljive soli alkalnog metala ili alkalino-zemnog metala, kvaternarnog amonijaka, fosfonijumove soli ili njihovih mešavina. U izvesnim izvođenjima, sekundarni promoter katalizatora je litijum jodid, litijum acetat, ili njihove mešavine. So sekundarnog promotera je moguće dodati kao nejodidnu so koja će da generiše so jodida. Stabilizator jodidnog katalizatora 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 će reagovati sa metil jodidom ili hidrojodnom kiselinom u reakcionoj podlozi da bi se generisao odgovarajući stabilizator soli sekundarnog promotera jodida. Dodatne pojedinosti u vezi katalizatora rodijuma i generisanja soli jodida, videti američke patente pod brojevima U.S.

5,001,259; 5,026,908; 5,144,068; 5,877,347; i 7,005,541. Karbonilacija metanola korišćenjem iridijumovog katalizatora koji koristi je dobro poznata i uopšteno je opisana u američkim patentima pod br. U.S.5,942,460; 5,932,764; 5,883,295; 5,877,348; 5,877,347; i 5,696,284.

[0051] Promoter katalizatora koji sadrži halogen sistema katalizatora se sastoji od jedinjenja halogena koje sadrži organski halid. Dakle, alkil, aril, i supstituisani alkil ili aril halidi mogu da se koriste. Preporučljivo, promoter katalizator koji sadrži halogen je prisutan u obliku alkil halida. Još preporučljivije, promoter 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, promoter halida može obuhvatiti metil halid, i još preporučljivije metil jodid.

[0052] Komponente reakcione podloge se održavaju unutar definisanih granica da bi se se osigurala dovoljna proizvodnja sirćetne kiseline. Podloga reakcije sadrži koncentraciju katalizatora metala, npr., rodijumski katalizator, u količini od 200 do 3000 wppm, npr., od 800 do 3000 wppm, ili od 900 do 1500 wppm. Koncentracija vode u reakcionoj podlozi se održava da bude ne manja od ili jednaka 14 tež.%, npr., od 0,1 tež.% do 14 tež.%, od 0,2 tež.% do 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 koja je manja od ili jednaka 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 je održavana da bude od 0,5 do 30 tež.%, npr., od 0,3 do 20 tež.%, od 0,6 do 9 tež.%, ili od 0,6 do 4,1 tež.%. Sledeće količine se zasnivaju na ukupnoj težini reakcione podloge.

[0053] Koncentracija sirćetne kiseline u reakcionoj podlozi je generalno veća od ili jednaka 30 tež.%, npr., veća od ili jednaka 40 tež.%, ili veća od ili jednaka 50 tež.%.

[0054] U izvođenjima, postupak za proizvodnju sirćetne kiseline još uključuje uvođenje jedinjenja litijuma u reaktor da bi se održala koncentracija litijum acetata u količini od 0,3 do 0,7 tež.% u reakcionoj podlozi. U izvođenjima, izvesna količina jedinjenja litijuma se uvodi u reaktor da bi se održala koncentracija vodonik jodida u količini od 0,1 do 1,3 tež.% u reakcionoj podlozi. U izvođenjima, koncentracija katalizatora rodijuma se održava u količini od 200 do 3000 wppm u reakcionoj podlozi, koncentracija vode se održava u količini od 0,1 do 4,1 tež.% u reakcionoj podlozi, i koncentracija metil acetata se održava od 0,6 do 4,1 tež.% u toj reakcionoj podlozi, na osnovu ukupne težine reakcione podloge prisutne unutar reaktora za karbonilaciju.

1

[0055] 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, jedinjenje litijuma je rastvorljivo u reakcionoj podlozi. U jednom izvođenju, litijum acetat dihidrat je moguće koristiti kao izvor jedinjenja litijuma.

[0056] Litijum acetat reaguje sa vodonik jodidiom prema sledećoj ravnotežnoj reakciji (I) da bi se formirao litijum jodid i sirćetna kiselina:

LiOAc HI LiI HOAc (I)

[0057] 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 vezivanja za teoriju, litijum acetat je baza konjugata sirćetne kiseline i zato reaktivan prema vodonik jodidu preko reakcije kiselina - baza. 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. Ova poboljšana ravnoteža je poželjna za koncentracije vode sa manje od oko ili jednako 4,1 tež.% u reakcionoj podlozi. Pored toga, relativno niska isparljivost litijum acetata u poređenju sa metil acetatom dozvoljava da litijum acetat da bi ostao u reakcionoj podlozi izuzev za gubitke isparljivost i male količine povučene u sirovi proizvod pare. Nasuprot tome, relativno visoka isparljivost metil acetata omogućava materijalu da se destiluje u kolo prečišćavanja, što daje da je metil acetat mnogo teže kontrolisati. Litijum acetat je mnogo lakše održati i kontrolisati u tom procesu kada su koncentracije vodonik jodida dosledno niske. Prema tome, relativno mala količina litijum acetata može da se koristi u odnosu na količinu metil acetata potrebnu 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 nego kompleks rodijuma [I].

[0058] U izvođenjima pronalaska, koncentracija litijum acetata u reakcionoj podlozi se održava na više od ili jednako 0,3 tež.%, ili više od ili jednako 0,35 tež.%, ili više od ili jednako 0,4 tež.%, više od ili jednako 0,45 tež.%, ili više od ili jednako 0,5 tež.%, i/ili u izvođenjima pronalaska, koncentracija litijum acetata u reakcionoj podlozi se održava na manje od ili jednako 0,7 tež.%, ili manje od ili jednako 0,65 tež.%, ili manje od ili jednako 0,6 tež.%, ili ne manje od ili jednako sa 0,55 tež.%.

[0059] Otkriveno 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 0,3 tež.% ne može da održi željene koncentracije vodonik jodida u reakcionoj podlozi ispod 1,3 tež.%.

[0060] U izvođenjima, jedinjenje litijuma je moguće uvesti kontinualno ili postepeno u reakcionu podlogu. U izvođenjima, jedinjenje litijuma je uvedeno tokom pokretanja reaktora. U

1

izvođenjima, jedinjenje litijuma je uvedeno postepeno da bi se zamenili gubici usled povlačenja.

[0061] 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 jon jodida 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, kako je definisano u američkom patentu br. U.S. 5,001,259, koje pod malim koncentracijama vode, metil acetat i litijum jodid deluju kao promoteri brzine samo kada su relativno visoke koncentracije svake od ovih komponenata prisutne, i da je pospešenje više kada su obe od ovih komponenata prisutne istovremeno.

[0062] Reakcija karbonilacije metanola u proizvod sirćetne kiseline može biti izvedena dovođenjem u kontakt dovoda metanola sa gasnim ugljen monoksidom mehuranim kroz podlogu reakcije rastvarača sirćetne kiseline koja sadrži rodijumski katalizator, promoter metil jodida, metil acetat, i dodatnu rastvorljivu so jodida, pri uslovima temperature i pritiska pogodnim da se formira proizvod karbonilacije. Generalno je jasno da je koncentracija jona jodida u sistemu katalizatora, ne taj katjon povezan sa tim jodidom, koja je važna. Takođe je poznato da je data molarna koncentracija jodida priroda katjona koja nije jednako značajna kao dejstvo koncentracije jodida. Bilo koja so metal jodida, ili bilo koja so jodida bilo kog organskog katjona, ili drugih katjona kao što su oni koji se zasnivaju na jedinjenjima amina ili fosfina (opciono, ternarni ili kvaternarni katjoni), mogu biti održavani u reakcionoj podlozi ukoliko je so dovoljno rastvorljiva u reakcionoj podlozi da bi se obezbedio željeni nivo jodida. Kada je taj jodid so metala, preporuka je da je so jodida član grupe koja se sastoji od metala iz Grupe IA i Grupe IIA tablice periodnog sistema 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). Posebno, jodidi alalnog metala su korisni, sa litijum jodidom su posebno pogodni. U procesu karbonilacije sa niskim 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.%. 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. %. Rodijumski katalizator je generalno prisutan u količinama od 200 do 3000 ppm.

[0063] Reakciona podloga može takođe da sadrži nečistoće koje treba da kontroliše da bi se izbeglo formiranje nus proizvoda. Jedna nečistoća u reakcionoj podlozi može biti etil jodid, koji je karbonilisan da odvoji iz sirćetne kiseline. Prijavilac je još otkrio da na formiranje etil jodida mogu da utiču brojne promenljive, uključujući koncentraciju acetaldehida, etil acetata, metil acetata i metil jodid u reakcionoj podlozi. Pored toga, utvrđeno je da sadržaj etanola u izvoru metanola, delimičan pritisak vodonika i sadržaj vodonika u izvoru ugljen monoksida utiču na koncentraciju etil jodida u reakcionoj podlozi i, samim tim, koncentraciju propionske kiseline u krajnjem proizvodu sirćetne kiseline.

[0064] U izvođenjima, koncentraciju propionske kiseline u proizvodu sirćetne kiseline moguće

1

je dodatno održati ispod 250 wppm održavanjem koncentracije etil jodida u reakcionoj podlozi u količini manjoj od ili jednakoj 750 wppm bez uklanjanja propionske kiseline iz proizvoda sirćetne kiseline.

[0065] U izvođenjima, koncentracija etil jodida u reakcionoj podlozi i propionska kiselina u proizvodu sirćetne kiseline mogu da budu prisutni u odnosu težine od 3:1 do 1:2. U izvođenjima, koncentracija acetaldehida: etil jodida u reakcionoj podlozi je održavana na odnosu težine od 2:1 do 20:1.

[0066] U izvođenjima, koncentracija etil jodida u reakcionoj podlozi može da bude održavana kontrolisanjem najmanje jednog od delimičnog pritiska vodonika, koncentracije metil acetata, koncentracije metil jodida, i/ili koncentracije acetaldehida u reakcionoj podlozi.

[0067] U izvođenjima, koncentracija etil jodida u reakcionoj podlozi se održava/kontroliše da bude manja od ili jednaka 750 wppm, ili npr., manja od ili jednaka 650 wppm, ili manja od ili jednaka 550 wppm, ili manja od ili jednaka 450 wppm, ili manja od ili jednaka 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, ili manje od ili jednako 650 wppm, ili npr., 550 wppm, ili 450 wppm, ili 350 wppm.

[0068] 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 5:3 do 1:2, ili od 2:1 do 1:2, ili od 3:2 do 1:2.

[0069] U izvođenjima, odnos težine acetaldehida prema etil jodidu u reakcionoj podlozi može biti u opsegu od 20:1 do 2:1, ili npr., od 15:1 do 2:1, ili od 9:1 do 2:1.

[0070] U uobičajenom procesu karbonilacije, ugljenik monoksid je kontinualno uveden u reaktor karbonilacije, poželjno ispod mešača, koji je moguće koristiti da se mešaju sadržaji. Gasni dovod je poželjno detaljno raspršen kroz reakcionu tečnost pomoću naprava za mešanje. Gasna struja 106 za prečišćavanje je poželjno ventilirana iz reaktora 105 da bi se sprečilo nagomilavanje gasnih nusproizvoda i održao postavljeni delimični pritisak ugljen monoksida na datom ukupnom pritisku reaktora. U jednom izvođenju, gasna struja 106 obuhvata male količine vodonik jodida je manja od ili jednaka 1 tež.%, npr., manja od ili jednaka 0,9 tež.%, manja od ili jednaka 0,8 tež.%, manja od ili jednaka 0,7 tež.%, manja od ili jednaka 0,5 tež.%. Vodonik jodid koji prekoračuje ove količine može da poveća učinak sredstva za pranje da bi se sprečilo prečišćavanje vodonik jodida. Temperatura reaktora može da se kontroliše i dovod ugljenik monoksida se uvodi brzinom dovoljnom da se održi željeni ukupan pritisak reaktora. Struja 113 obuhvata tečnu reakcionu podlogu koja izlazi iz reaktora 105.

[0071] Sistem proizvodnje sirćetne kiseline poželjno obuhvata sistem 108 odvajanja korišćen da se oporavi sirćetna kiselina i da se reciklira (katalizuje) katalizator metala, metil jodid, metil acetat, i druge komponente sistema unutar tog procesa. Jedna ili više od struja za recikliranje mogu biti kombinovane pre nego što se dovedu u reaktor. Sistem odvajanja takođe poželjno kontroliše sadržaj vode i sirćetne kiseline u reaktoru karbonilacije, kao i u celom sistemu, i

1

olakšava uklanjanje jedinjenja za redukciju permanganata (''PRC''). Jedinjenje za redukciju permanganata (PRC) može obuhvatiti acetaldehid, aceton, metil etil keton, butilaldehid, krotonaldehid, 2-etil krotonaldehid, 2-etil butiraldehid, i njihove proizvode kondenzacije aldola. U jednom izvođenju, pogodni test kalijum permanganata jeste JIS K1351 (2007).

Posuda sa tačkom paljenja

[0072] Reakciona podloga se izvlači iz reaktora 105 za karbonilaciju brzinom dovoljnom da se održi konstantan nivo u njemu i obezbeđena je za ekspanzioni sud 110 preko struje 113. Odvajanje svetlećom reakcijom ili odvajanje sa tačkom paljenja moguće je izvesti na temperaturi od 80°C do 200°C, pod apsolutnim pritiskom od 1013 do 10132 kPa (1 do 10 ) atm. U ekspanzionoj posudi 110, reakciona podloga je odvojena u koraku odvajanja sa tačkom paljenja da bi se dobila struja 112 proizvoda pare koja obuhvata sirćetnu kiselinu i reciklira 111 tečnost koja obuhvata rastvor koji sadrži katalizator. Odgovarajuće brzine protoka struje 112 proizvoda pare i struje 111 za recikliranje tečnosti mogu da variraju, i u jednom primeru izvođenja od 15% do 55% protoka u posudi 110 sa tačkom paljenja se uklanja kao struja 112 proizvoda pare, i od 45% do 85% protoka se uklanja kao struja 111 za recikliranje tečnosti. Rastvor koji obuhvata katalizator može da bude pretežno sirćetna kiselina i može i da obuhvata rodijum i so jodida, zajedno sa manjim količinama metil acetata, metil jodida. Voda se reciklira u reaktor, kako je razmatrano gore u tekstu. Pre vraćanja reciklirane tečnosti u reaktor, aerodinamična struja može da prođe kroz ležište za uklanjanje korozivnog metala, kao što je ležište sa izmenom jona, da bi se uklonili povučeni korozivni metali, kao što je nikl, gvožđe, hrom, i molibden, kao što je opisano u američkom patentu br. U.S.5,731,252. Takođe, ležište za uklanjanje korozivnog metala moguće je koristiti da bi se uklonila jedinjenja azota, kao što su amini, kao što je opisano u američkom patentu br. U.S.8,697,908.

[0073] 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 manjoj od ili jednakoj 9 tež.%, i vodu u količini manjoj od ili jednakoj 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 manjoj od ili jednakoj 9 tež.%, i vodu u količini manjoj od ili jednakoj 15 tež.%, na osnovu ukupne težine struje proizvoda pare. Preporučljivije, 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 preporučenom 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

1

proizvoda pare može da bude u količini od 0,005 do 1 tež.%, zasnovano na ukupnoj težini 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 manjim od ili jednakim 0,01 tež.%. Struja 112 proizvoda pare može obuhvatiti vodonik jodid u količini manjoj od ili jednakoj 1 tež.%, na osnovu ukupne težine struje proizvoda pare, npr., manje od ili jednako 0,5 tež.%, manje od ili jednako 0,1 tež.%. Struja 112 proizvoda pare je poželjno pretežno bez, tj. obuhvata manje od ili jednako 0,0001 tež.%, propionske kiseline, na osnovu ukupne težine struje proizvoda pare.

[0074] Struja 111 za recikliranje tečnosti obuhvata sirćetnu kiselinu, katalizator metala, korozivne metale, kao i druga različita jedinjenja. U jednom izvođenju, struja za recikliranje tečnosti sadrži sirćetnu kiselinu u količini od 60 do 90 tež.%, katalizator metala u količini od 0,01 do 0,5 tež.%, korozivne metale (npr., nikl, gvožđe i hrom) u ukupnoj količini od 10 do 2500 wppm, litijum jodid u količini od 5 do 20 tež.%, metil jodid u količini od 0,5 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 manjoj od ili jednako 1 tež.% (npr., od 0,0001 do 1 tež.% acetaldehid), i vodonik jodid u količini manjoj od ili jednako 0,5 tež.% (npr., vodonik jodid od 0,0001 do 0,5 tež.% ).

[0075] Pored sirćetne kiseline, struja 112 proizvoda pare obuhvata i metil jodid, metil acetat, vodu, i druga jedinjenja za smanjenje permanganata (PRC), npr., acetaldehid i krotonaldehid. Rastvoreni gasovi koji izlaze iz reaktora 105 i ulaze u posudu 110 sa tačkom paljenja sud obuhvata deo ugljen monoksida i može takođe da sadrži gasne nusproizvode kao što je metan, vodonik, i ugljen dioksid. Takvi rastvoreni gasovi izlaze iz ekspanzione posude 110 kao deo struje 112 proizvoda pare. U jednom izvođenju, ugljen monoksid u gasnoj struji 106 za prečišćavanje može da se dovede u osnovu posude 110 sa tačkom paljenja da bi se pospešila stabilnost rodijuma.

Oporavak sirćetne kiseline

[0076]Destilacija i oporavak sirćetne kiseline se sada opisuje.

Prvi stub

[0077] Kao što je prikazano na SL.1, struja 112 proizvoda pare je usmerena na prvi stub 120, i takođe se pominje kao stub sa lakom frakcijom. U jednom izvođenju, struja 112 proizvoda pare može da obuhvata sirćetnu kiselinu, metil acetat, vodu, metil jodid, i acetaldehid, zajedno sa drugim nečistoćama kao što je vodonik jodid, i krotonaldehid, i/ili nusproizvode kao što je propionska kiselina. Destilacija daje kao prinos struju 122 pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja, prečišćen proizvod sirćetne kiseline koji je poželjno uklonjen preko bočne struje 123, i struju 121 ostatka sa visokom tačkom ključanja. Većina sirćetne kiseline se uklanja iz bočne struje 123 i poželjno nedovoljno ili nimalo sirćetne kiseline se oporavi iz struje 121 ostatka sa

2

visokom tačkom ključanja. Iako koncentracija sirćetne kiseline može da bude relativno visoka u struji 121 ostatka sa tačkom ključanja, protok mase struje 121 ostatka sa tačkom ključanja u odnosu na bočnu struju 123 je veoma mala. U izvođenjima, protok mase struje 121 ostatka ključanja jeste manji od ili jednak sa 0,75% bočne struje 123, npr., manje od ili jednako 0,55%, ili manje od ili jednako 0,45%.

[0078] U jednom izvođenju, struja 122 pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja sadrži vodu u količini većoj od ili jednakoj 5 tež.%, npr., većoj od ili jednakoj 10 tež.%, ili većoj od ili jednakoj 25 tež.%. Količina vode može da bude i do 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 veću struju recikliranja sirćetne kiseline nazad u sistem reakcije što zatim uspostavlja veliko recikliranje kroz ceo sistem prečišćavanja. Pored vode, struja 122 pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja može takođe da sadrži metil acetat, metil jodid, i nečistoće karbonila, koje su poželjno koncentrovane nadzemno da bi bile uklonjene iz sirćetne kiseline u bočnoj struji 123. Ove nečistoće karbonila moguće je takođe pominjati i kao jedinjenja za redukciju permanganata (PRC).

[0079] Kao što je prikazano, struja 122 pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja se kondenzuje i usmerava u jedinicu odvajanja faze nadzemno, kao što je prikazano pomoću nadzemnog dekantera 124. Stanja se poželjno zadržavaju tako da kondenzovana struja 122 pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja, kada se jednom nađe u dekanteru 124, može odvojiti da bi se formirala tečna faza 133 lake frakcije tečnosti i tečna faza 134 teške frakcije. Faza odvajanja treba da zadrži dve odvojene faze, a da se ne formira treća faza ili emulzija između tih faza. Negazirana komponenta može da bude ispuštena na otvoru za gas preko voda 132 iz dekantera 124. U izvođenjima, prosečno vreme boravka kondenzovane struje 122 pare nadzemnog voda sa niskom temperaturom ključanja u nadzemnom dekanteru 124 može biti veće od ili jednako 1 minutu, npr., veće od ili jednako 3 minuta, veće od ili jednako 5 minuta, i/ili veće od ili jednako 10 minuta, i/ili prosečno vreme boravka je manje od ili jednako 60 minuta, npr., manje je od ili jednako 45 minuta, ili je manje od ili jednako 30 minuta, ili manje je od ili jednako 25 minuta.

[0080] Iako specifičnih sastava tečne faze 133 lake frakcije mogu u velikoj meri da variraju, neke supstance su kao primer date dole u tekstu u Tabeli 1.

TABELA 1

[0081] U jednom izvođenju, nadzemni dekanter 124 je raspoređen i konstruisan da održi nizak nivo da bi se sprečio prekomerno držanje metil jodida. Iako specifične supstance tečne faze 134 teške frakcije mogu u velikoj meri da variraju, neke supstance su kao primer date dole u tekstu u Tabeli 2.

TABELA 2

Primeri tečne faze teške frakcije iz lake frakcije nadzemno

[0082] Gustina tečne faze 134 teške frakcije 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 američkim patentu br. U.S. 6,677,480, izmerena gustina u tečnoj fazi 134 teške frakcije se dovodi u vezu sa koncentracijom metil acetata u reakcionoj podlozi. Kako se povećava gustina, koncentracija metil acetata u reakcionoj podlozi se povećava. U jednom izvođenju ovog pronalaska tečna faza 134 teške frakcije se reciklira u reaktor i tečna faza 133 lake frakcije se kontroliše da bude reciklirana kroz istu pumpu. Može biti poželjno da se reciklira deo tečne faze 133 lake frakcije koja ne ometa pumpu i zadržava gustinu kombinovane tečne faze 133 lake frakcije i tečne faze teške frakcije većom od ili jednakom sa 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 tečne faze 134 teške frakcije moguće je tretirati da bi se uklonile nečistoće kao što je acetaldehid.

[0083] Kao što je navedeno u Tabelama 1 i 2, koncentracija vode u tečnoj fazi 133 lake frakcije je veća od tečne faze 134 teške frakcije. Ovaj pronalazak može da kontroliše i koncentraciju vode bočne struje kroz recikliranje tečne faze lake frakcije. Koncentracija vode i vodonik jodida se kontroliše u bočnoj struji 123 brzinom recikliranja tečne faze 133 lake frakcije u reaktor 105 preko voda 136. Odnos refluksa (ovde se koristi da se označi brzina protoka mase refluksa podeljena ukupnim protokom mase koja izlazi s vrha stuba 120, uključujući i fazu 134 teške frakcije, koja može ili ne mora da bude potpuno reciklirana, i fazu 133 lake frakcije) na prvom stubu faze 133 lake frakcije preko voda 135 poželjno jeste od 0,05 do 0,4, npr., od 0,1 do 0,35 ili od 0,15 do 0,3. U jednom izvođenju, da bi se smanjio odnos refluksa, broj teoretskih tacni iznad bočne struje i vrha prvog stuba može da bude veći od ili jednak 5, npr., poželjno veći od ili jednak 10. U jednom drugom izvođenju, recikliranje faze lake frakcije u vodu 136 nazad u reaktor 105 je do (nije veće od) ili je jednako 20%, npr., do ili jednako 10%, ukupne faze 133 lake frakcije kondenzovane iz nadzemnog stuba (refluks plus recikliranje). U smislu opsega reciliranje tečne faze lake frakcije u vodu 136 može da bude od 0 do 20%, npr., od 0,1 do 20%, od 0,5 do 20%, od 1 do 15%, ili od 1 do 10%, ukupne tečne faze 133 lake frakcije kondenzovane iz nadzemne struje pare sa niskom tačkom ključanja (refluks plus recikliranje). Preostali deo moguće je koristiti kao refluks na stubu sa lakim frakcijama ili doveden do sistema za smanjenje acetaldehida. Kako je prikazano na SL. 1, recikliranje u vodu 136 moguće je kombinovati sa tečnim recikliranjem 111 indirektno vratiti u reaktor 105. U jednom izvođenju, recikliranje u vodu 136 može biti kombinovano sa još jednom strujom koja se reciklira da bi se indirektno reciklirala u reaktor 105 ili može da bude reciklirana direktno u reaktor 105. Kada se kondenzovana nadzemna struja 138 iz stuba 125 za sušenje fazno odvoji da bi se formirala vodena faza i organska faza, recikliranje u vodu 136 moguće je poželjno kombinovati sa vodenastom fazom. Alternativno, recikliranje u vodu 136 moguće je kombinovati, ili barem delimično kombinovati, sa tečnom fazom 134 i/ili organskom fazom iz nadzemne struje 138.

[0084] U jednom izvođenju, protočni ventil (nije prikazan) i/ili monitor protoka (nije prikazan) moguće je koristiti da bi se kontrolisao refluks u vodu 135 i recikliranje u vodu 136. U jednom izvođenju, koncentracija vodonik jodida u bočnoj struji 123 može da se odredi dovođenjem struje 141 uzorka u direktno povezan analizator 142. U jednom izvođenju, kontrola za refluksovanje u vodu 135 i recikliranje u vodu 136 može da bude u komunikaciji sa direktno povezanim analizatorom 142 koji može da obezbedi povratnu informaciju da bi se kontrolisao odgovarajući odnos refluksa i recikliranja u rektoru. Promena odnosa refluksovanja može da utiče na količinu vode koja se reciklira u reaktoru. Smanjenje refluksa (i povećanje recikliranja u reaktoru) smanjuje sadržaj vode bočne struje. Povećanje refluksa povećava koncentraciju vode u bočnoj struji i smanjuje vodu recikliranu u reaktoru. Povećanje odnosa refluksa iznad 0,4 povećava koncentraciju vode iznad 3 tež.% u bočnoj struji, što otežava odvajanje u drugom stubu za uklanjanje vode, metil acetata, i metil jodida iz proizvoda sirćetne kiseline. Dakle, proizvod sirćetne kiseline povučen iz stuba za sušenje, bilo u donjim frakcijama ili bočno blizu dna, može sadržati ukupnu koncentraciju jodida koja je previše visoka za efikasno rukovanje pomoću zaštitnih ležišta.

2

Sistem uklanjanja jedinjenja za redukciju permanganata (PRC)

[0085] Iako nije prikazano, deo tečne faze 133 lake fakcije i/ili tečne faze 134 teške frakcije može da bude odvojen i usmeren na acetaldehid ili sistem za uklanjanje jedinjenja za redukciju permanganata (PRC), da bi se oporavio metil jodid i metl acetat tokom postupka uklanjanja acetaldehida. Kao što je prikazano u Tabelama 1 i 2, tečna faza 133 lake frakcije i/ili tečna faza 134 teške frakcije svaka sadrži jedinjenja za redukciju permanganata (PRC) i proces može obuhvatiti uklanjanje karbonilnih nečistoća, kao što je acetaldehid, kom pogoršava kvalitet proizvoda sirćetne kiseline i može biti uklonjen u pogodnom stubu za uklanjanje nečistoće i apsorberima kao što je opisano u US patentima br. U.S. 6,143,930; 6,339,171; 7,223,883; 7,223,886; 7,855,306; 7,884,237; 8,889,904; i objavi prijave br. US 2006/0011462. Karbonilne nečistoće, kao što je acetaldehid, mogu reagovati sa promoterima katalizatora jodida 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 tečne faze lake frakcije.

[0086] Deo tečne faze 133 lake frakcije i/ili tečne faze 134 teške frakcije doveden do acetaldehdia ili sistema uklanjanja jedinjenja za redukciju permanganata (PRC) može da varira od 1% do 99% protoka mase bilo tečne faze 133 lake frakcije i/ili tečne faze 134 teške frakcije, npr., od 1 do 50%, od 2 do 45%, od 5 do 40%, 5 do 30% ili 5 do 20%. U nekim izvođenjima, deo sa i tečnom fazom 133 lake frakcije i sa tečnom fazom 134 teške frakcije moguće je dovesti do acetaldehida ili sistema uklanjanja jedinjenja za redukciju permanganata (PRC). Deo tečne faze 133 lake frakcije se ne dovodi do acetaldehida ili sistema za uklanjanje jedinjenja za redukciju permanganata (PRC) mogu biti refluksovani do prvog stuba ili reciklirani u reaktoru, kao što je opisano ovde. Deo tečne faze 134 teške frakcije koji se ne dovodi do acetaldehida ili sistema za uklanjanje jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC) može biti recikliran u reaktoru. Iako deo tečne faze 134 teške frakcije može biti refluksovan na prvom stubu, poželjnije je da se vrati metil jodid obogaćen tečnom fazom 134 teške frakcije u reaktor.

[0087] U jednom izvođenju, deo tečne faze 133 lake frakcije i/ili tečne faze 134 teške frakcije se dovodi do destilacionog stuba koji obogaćuje njegov nadzemni deo da bi imao acetaldehid i metil jodid. Zavisno od konfiguracije mogu postojati dva odvojena stuba za destilaciju, i nadzemno drugi stub može biti obogaćen acetaldehidom i metil jodidom. Dimetil etar, koji može da se formira in-situ, može takođe da bude prisutan u nadzemnom vodu. Nadzemno može biti podvrgnuto jednom ili više stadijuma ekstrakcije da bi se uklanjao rafinatom obogaćen metil jodid u ekstraktantu. Deo rafinata može da bude vraćen u destilacioni stub, prvi stub, nadzemni dekanter i/ili reaktor. Na primer, kada se tečna faza 134 teške frakcije tretira u sistemu za uklanjanje jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC), može biti poželjno da se vrati deo rafinata u bilo destilacioni stub ili reaktor. Takođe, na primer, kada se tečna faza 133 lake frakcije tretira u sistemu za uklanjanje jedinjenja za redukovanje permanganata (PRC), može biti poželjno da se vrati deo rafinata u bilo prvi stub, nadzemni reaktor ili reaktor. U nekim izvođenjima, ekstraktant može biti dodatno destilovan da bi se uklonila voda, koja se vraća na jedan ili više stadijuma ekstrakcije. Dna stuba, koji sadrži više metil acetata i metil jodida nego tečna faza 133 lake frakcije, moguće je takođe reciklirati u reaktoru 105 i/ili refluksovati u prvom stubu 120.

[0088] U još jednom izvođenju postupak je obezbeđen za proizvodnju sirćetne kiseline koji obuhvata odvajanje, u posudi sa tačkom ključanja, reakcionu podlogu formiranu u reaktoru da bi se formirao tečni recikl i struja proizvoda pare, destilovanje struje proizvoda pare u prvom stubu da bi se dobila bočna struja i struja pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja koja obuhvata vodu u količini od više od ili jednako 5 tež.%, kondenzovanje struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja i bifazno odvajanje kondenzovane struje da bi se formirala tečna faza teške frakcije i tečna faza lake frakcije, odvajanje dela tečne faze teške frakcije da bi se uklonio acetaldehid ili druga jedinjenja za za redukovanje permanganata (PRC), održavanje koncentracije vode u bočnoj struji od 1 do 3 tež.%, npr., preporučljivo od 1,1 do 2,5 tež.%, i koncentracija vodonik jodida u bočnoj struji u nekoj količini je manja od ili jednaka 50 wppm, npr., preporučljivo od 0,1 do 50 wppm, kontrolisanjem brzine recikliranja tečne faze lake frakcije u reaktoru, i destilovanjem bočne struje u drugom stubu da bi se dobio prečišćeni proizvod sirćetne kiseline.

[0089] U jednom izvođenju, postupak za proizvodnju sirćetne kiseline obuhvata odvajanje, u posudi sa tačkom paljenja, reakcione podloge formirane u tom reaktoru da bi se formirao tečno recikliranje i struja proizvoda pare, destilovanje struje proizvoda pare u prvom stubu da bi se dobila bočna struja i prva struja pare nadzemno ključanja na niskoj temperaturi, pri čemu ta bočna struja sadrži vodu u količini od 1 do 3 tež.%, kondenzovanje prve struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja i bifazno odvajanje kondenzovane struje da bi se formirala tečna faza teške frakcije i tečna faza lake frakcije, odvajanje dela tečne faze teške frakcije da bi se uklonio acetaldehid ili druga jedinjenja za redukciju permanganata (PRC), destilovanje bočne struje u drugom stubu da bi se dobio prečišćen proizvod sirćetne kiseline i druga struja pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja, kondenzovanje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja da bi se dobila vodenasta struja recikla, koja obuhvata vodu u količini manjoj od ili jednako 90 tež.%, i recikliranje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja u reaktor, pri čemu je taj odnos recikliranja protoka mase tečne faze lake frakcije reciklirane u reaktoru prema protoku mase vodenaste struje recikla reciklirane u reaktoru manji od ili jednak 2 i viši od ili jednak sa 0,2.

Drugi stub

[0090] 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

2

bočnu struju 123 da bi se formirala vodenasta nadzemna struja 126 koja primarno obuhvata vodu i struju 127 proizvoda koju čini primarno sirćetna kiselina. Voda iz bočne struje koncentrovana u vodenoj struji nadzemnog toka. Kada je kondenzovana vodenasta struja recikliranja obuhvata više od ili jednako 90% vode u bočnoj struji, npr., više od ili jednako 95%, više od ili jednako 97%, više od ili jednako 99%. Postupak za proizvodnju sirćetne kiseline obuhvata odvajanje, u posudi sa tačkom paljenja, reakcionu podlogu formiranu u tom reaktoru da bi se formiralo recikliranje tečnosti i struja proizvoda pare, destilovanje struje proizvoda pare u prvom stubu da bi se dobila bočna struja i prva struja pare nadzemnog koja ključa na niskoj temperaturi, pri čemu bočna struja sadrži vodu u količini od 1 do 3 tež.%, kondenzovanje prve struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja i bifazno odvajanje kondenzovane struje da bi se formirala faza tečnosti teške frakcije i faza tečnosti lake frakcije, destilovanje bočne struje u drugom stubu da bi se dobio prečišćen proizvod sirćetne kiseline i druga struja pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja, kondenzovanje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja da bi se dobila vodenasta struja recikliranja, pri čemu vodenasta faza recikliranja obuhvata više od ili jednako 90% vode u bočnoj struji, i recikliranje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja u reaktor, pri čemu je odnos recikliranja protoka mase tečne faze lake frakcije recikliranog u reaktoru prema protoku mase vodenaste struje recikliranja reciklirane u reaktoru manji od ili jednak 2 i viši od ili jednak 0,2.

[0091] Vodenasta struja recikliranja može da obuhvata vodu u količini od 50 do 90 tež.%, npr., od 50 do 85 tež.%, od 50 do 80 tež.%, ili od 55 do 70 tež.%. U izvođenjima, vodena struja recikliranja može obuhvatiti vodu u količini manjoj od ili jednakoj 90 tež.%, npr., manjoj od ili jednakoj 85 tež.%, manjoj od ili jednakoj 75 tež.%. Metil acetat i metil jodid su takođe uklonjeni iz bočne struje i koncentrovani u struji nadzemno. Iako sirćetna kiselina može da bude prisutna u vodenastoj struji recikliranja poželjno je da se zadrži niska koncentracija sirćetne kiseline tako da veći deo sirćetne kiseline može da se oporavi u proizvodu. U jednom izvođenju, vodenasta struja recikliranja još obuhvata metil jodid u količini od manje od ili jednako 20 tež.%, npr., manje od ili jednako 15 tež.% ili manje od ili jednako 10 tež.%, metil acetat u količini od manje od ili jednako 10 tež.%, npr., manje od ili jednako 5 tež.% ili manje od ili jednako 1 tež.%, sirćetnu kiselinu u količini od manje od ili jednako 20 tež.%, npr., manje od ili jednako 10 tež.% ili manje od ili jednako 5 tež.%. Dakle, u jednom izvođenju, postupak za proizvodnju sirćetne kiseline obuhvata odvajanje, u posudi sa tačkom paljenja, reakcione podloge formirane u tom reaktoru da bi se formiralo recikliranje tečnosti i struja proizvoda pare, destilovanje struje proizvoda pare u prvom stubu da bi se dobila bočna struja i prva struja pare nadzemnog ključanja na niskoj temperaturi, pri čemu bočna struja sadrži vodu u količini od 1 do 3 tež.%, kondenzovanje prve struje pare nadzemnog voda sa niskom tačkom ključanja i bifazno odvajanje kondenzovane struje da bi se formirala faza tečnosti teške frakcije i faza tečnosti lake frakcije, destilovanje bočne struje u drugom stubu da bi se dobio prečišćen proizvod sirćetne kiseline i druga struja pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja, kondenzovanje druge struje pare nadzemno sa

2

niskom tačkom ključanja da bi se dobila vodenasta struja recikliranja, koja obuhvata vodu u količini manjoj od ili jednako 90 tež.%, metil jodid u količini manjoj od ili jednakoj 20 tež.%, metil acetat u količini od manje od ili jednako 10 tež.%, sirćetnu kiselinu u količini od manje od ili jednako 20 tež.%, i recikliranje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja u reaktor, pri čemu je taj odnos recikla protoka mase tečne faze lake frakcije reciklirane u reaktoru prema protoku mase vodenaste struje recikla reciklirane u reaktoru jeste manji od ili jednak 2 i viši od ili jednak 0,2.

[0092] U jednom izvođenju, vodenasta struja 126 nadzemnog toka iz drugog stuba 125 obuhvata komponentu reakcije, kao što je metil jodid, metil acetat, i voda, i poželjno je da je zadržana unutar tog procesa. Vodenasta struja 126 nadzemnog toka je kondenzovana izmenjivačem toplote u struju 138, koja je reciklirana u reaktor 105 i/ili refluksovna u drugom stubu 125. Negazirana komponenta može da bude ventilirana preko voda 137 iz kondenzovanje struje 126 pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja. Slično kondenzovanoj struji pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja iz prvog stuba 120, je kondenzovana struja 138 nadzemnog toka 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.

[0093] Primeri supstanci iz vodenaste faze stuba za sušenje nadzemno su obezbeđeni dole u Tabeli 3.

TABELA 3

[0094] U jednom izvođenju vodenasta struja recikla može da se dobije iz dela vodenaste faze. Da bi se dobilo da se drugim stubom efikasno rukuje poželjno je refluksovati deo vodenaste faze u drugi stub. Pored vodenaste faze, vodenasta struja recikliranja može takođe da obuhvati od 1 do 100%, npr., od 10 do 100%, od 20 do 100%, od 50 do 100%, od 70 do 100%, ili od 80 do 100%, organske faze. Zbog toga što postoji mala količina metil jodida u nadzemnom dekanteru drugog stuba, može biti teško da se oporavi odvojena organska faza. Organska faza može da bude uklonjena sa delom vodenaste faze da bi se formirala vodenasta struja recikliranja. U izvođenjima, vodenasta struja recikliranja može da obuhvati manje od ili jednako 100%, npr., manje od ili jednako 99.9%, manje od ili jednako 99.5%, ili manje od ili jednako 99% organske faze i/ili vodenasta struja recikliranja može da obuhvati i više od ili jednako 10%, npr., više od ili jednako 20%, više od ili jednako 50%, više od ili jednako 50%, više od ili jednako

2

80%, ili više od ili jednako 90% te organske faze.

[0095] Struja 127 proizvoda, poželjno obuhvata ili je čine u suštini sirćetna kiselina, i može biti povučene na dno ili drugog stuba 125 ili 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 jednako 90 tež.%, npr., većoj od ili jednako 95 tež.%, ili većoj od ili jednako 98 tež.%. Struja 127 proizvoda može još da bude prerađena npr., provlačenjem kroz smolu jonske izmene, pre nego što se uskladišti ili transportuje za komercijalnu upotrebu.

[0096] Da bi se oporavile tečnosti ostatka iz ventilacionih struja u specifičnim vodovima 106, 132, i 137, ovi vodovi mogu biti dovedeni do perača koji radi sa ohlađenim metanolom i/ili sirćetnom kiselinom da bi se uklonio metil acetat i metil jodid. Pogodni perač je opisan u američkom patentu br. US 8,318,977.

[0097] Destilacioni stubovi iz ovog pronalaska mogu da budu uobičajeni destilacioni stub, npr., pločasti stub, pakovani stub, i drugi. Pločasti stubovi mogu da uključe perforirani pločasti stub, stub sa kapicom sa mehurićima, stub tipa Kitelova (Kittel) tacna, jednofluksna tacna, ili stub sa grebenastom tacnom. Za pločasti stub, teoretski broj ploča nije posebno ograničen i zavisi od vrsta komponente koju treba odvojiti, može uključiti i do 80 ploča, npr., od 2 do 80, od 5 do 60, od 5 do 50, ili još poželjnije od 7 do 35. Destilacioni stub može uključiti kombinaciju različitih aparata za destilaciju. Na primer, kombinacija stuba sa kapicom sa mehurićima i stuba sa perforiranom pločom može da se koristi i kao kombinacija stuba sa perforiranom pločom i spakovanog stuba.

[0098] Destilaciona temperatura i pritisak u destilacionom sistemu mogu pogodno da budu izabrani zavisno od uslova kao što su vrste ciljne karboksilne kiseline i vrste destilacionog stuba, ili uklanjanje cilja izabranog iz nečistoće sa donjom tačkom ključanja 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 na 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 od 100 do 160°C.

[0099] Materijal svakog elementa ili jedinice povezane sa destilacionim sistemom, uključujući stubove, ventile, kondenzatore, prijemnike, pumpe, rebojlere (kotlove za ponovnu obradu), i interne uređaje, i različite vodove, svaki komunicira sa destilacionim sistemom može da bude napravljen od pogodnih materijala kao što je staklo, metal, keramika, ili njihove kombinacije, i nije posebno ograničen na jedan specifičan. Prema ovom pronalasku, materijal gore pomenutog destilacionog sistema i različitih 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

2

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 na bazi nikla obuhvataju one legure koje uključuju nikl kao glavnu komponentu i jedan ili više od hroma, gvožđa, kobalta, molibdena, volframa, mangana, i drugih, itd., HASTELLOY™ i INCONEL™. Metali otporni na koroziju mogu biti posebno pogodni kao materijali sa destilacioni sistem i različite vodove.

Zaštitno ležište

[0100] Struje karboksilne kiseline, npr., struje sirćetne kiseline, koje su kontaminirane halidima i/ili korozivnim metalima mogu biti dovedene u kontakt sa tom supstancom smole jonske izmene pod širokim opsegom radnih uslova. Poželjno, 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, američki patenti br. US 4,615,806; 5,653,853; 5,731,252; i 6,225,498. Generalno, kontaminirana struja tečnosti karboksilne kiseline se dovodi u kontakt sa tom supstancom smole jonske izmene, koja je preporučljivo postavljena u zaštitno ležište. Kontaminanti halida, npr., kontaminanti jodida, reaguju sa metalom da bi formirali jodide metala. Kod nekih izvođenja, delovi ugljovodonika, npr., metil grupe, koje mogu da budu povezani sa jodidom mogu da esterifikuju karboksilnu kiselinu. Na primer, u slučaju sirćetne kiseline kontaminirane metil jodidom, metil acetat će biti proizveden kao prateći proizvod uklanjanja jodida. Formiranje ovog proizvoda esterifikacije obično nema štetno dejstvo na tretiranu struju karboksilne kiseline.

[0101] U jednom izvođenju, smola jonske izmene jeste metalom izmenjena smola jonske izmene i može da obuhvati najmanje jedan metal izabran iz grupe koja se sastoji od srebra, žive, paladijuma ili rodijuma. U jednom izvođenju, najmanje 1% mesta izmene jake kiseline pomenute metalom-izmenjene smole zauzima srebro. U jednom drugom izvođenju, najmanje 1% mesta izmene jake kiseline pomenute metalom izmenjene smole zauzima živa. Postupak može još da obuhvata tretiranje prečišćenog proizvoda sirćetne kiseline sa smolom katjonske izmene da bi se oporavilo srebro, živa, paladijum ili rodijum.

[0102] Pritisak tokom koraka dovođenja u kontakt je ograničen prvenstveno fizičkom jačinom smole. U jednom izvođenju, dovođenje u kontakt se izvodi na pritiscima koji se kreću 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 mogu poželjno da budu uspostavljeni tako da se kontaminirana struja karboksilne kiseline prerađuje kao tečnost. Dakle, na primer, kada se rukovanje obavlja pri atmosferskom pritisku, koji se generalno preporučuje na osnovu ekonomskih razmatranja, opseg temperature može biti u opsegu od 17°C (tačka zamrzavanja sirćetne kiseline) i 118°C (tačka ključanja sirćetne kiseline). U delokrug stručnjaka u ovoj oblasti spada i da odrede analogne opsege za struje proizvoda koje obuhvataju i druga jedinjenja

2

karboksilne kiseline. Temperatura koraka dovođenja u kontakt se poželjno održava 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. Dakle, temperatura tokom dovođenja u kontakt treba da se održava ispod temperature razgradnje korišćene smole. U nekim izvođenjima, radna temperatura se održava ispod granice temperature te smole, dosledno sa radom tečne faze i poželjnom kinetikom za uklanjanje halida.

[0103] Konfiguracija zaštitnog ležišta unutar kola za prečišćavanje sirćetne kiseline može da varira u velikoj meri. Na primer, zaštitno ležište je moguće konfigurisati prema stubu za sušenje. Pored toga, ili alternativno, štitnik je moguće konfigurisati prema stubu za uklanjanje teške frakcije ili završnom stubu. Preporučljivo zaštitno ležište je konfigurisano u nekom položaju pri čemu je temperatura struje proizvoda sirćetne kiseline niska, npr., manja ili jednaka 120°C ili manja ili jednaka 100°C. Nezavisno od gore u tekstu razmatranih prednosti, rad na nižoj temperaturi obezbeđuje manje korozije u poređenju sa radom na višoj temperaturi. Rad na nižoj temperaturi obezbeđuje manje formiranje zagađivača korozivnih metala, što, kao što je gore u tekstu razmatrano, može da smanji ukupan život smole. Spuštanje radnih temperatura može da ima kao rezultat manju korozivnost, što obezbeđuje da je moguće izvesti da se kao dodatna prednost za te posude prave od standarndog nerđajućeg čelika umesto skupih metala otpornih na koroziju.

[0104] U jednom izvođenju, brzina protoka kroz zaštitno ležište se kreće u opsegu 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 smole prolazi kroz ležište smole u vremenskom periodu od jednog sata.

[0105] Da bi se izbeglo ispuštanje smole sa prečišćenim proizvodom sirćetne kiseline koji ima visoku ukupnu koncentraciju jodida, u jednom izvođenju prečišćenog proizvoda sirćetne kiseline u struji 127 na dnu se dovodi u kontakt sa štitnikom za ležište kada je ukupna koncentracija jodida prečišćenog proizvoda sirćetne kiseline manja od ili jednaka sa 5 wppm, npr., preporučljivo manja od ili jednaka sa 1 wppm. Ukupna koncentracija jodida uključuje jodid iz organskih, C1do C14alkil jodida, i neorganskih izvora, kao što je vodonik jodid. Prečišćena supstanca sirćetne kiseline je dobijena kao rezultat tretiranja zaštitnog ležišta. Ta supstanca prečišćene sirćetne kiseline, u jednom izvođenju, obuhvata manje od ili jednako 100 wppb jodida, npr., manje od ili jednako 90 wppb, manje od ili jednako 50 wppb, ili manje od ili jednako 25 wppb. U jednom izvođenju, supstance prečišćene sirćetne kiseline obuhvata manje od ili jednako 1000 wppb korozivnih metala, npr., manje od ili jednako 750 wppb, manje od ili jednako 500 wppb, ili manje od ili jednako 250 wppb. U svrhe ovog pronalaska, korozivni metali uključuju metale izabrane iz grupe koja obuhvata nikl, gvožđe, hrom, molibden i njihove kombinacije._Kada govorimo o opsezima vrednosti, prečišćena supstanca sirćetne kiseline može da obuhvata 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 sirovog proizvoda sirćetne kiseline, npr., najmanje 50 tež.% ili najmanje 75 tež.%. U jednom izvođenju, zaštitno ležište uklanja najmanje 25 tež.% korozivnih metala iz sirovog proizvoda sirćetne kiseline, npr., najmanje 50 tež.% ili najmanje 75 tež.%.

[0106] 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 iz u obliku kiseline jakih makroretikularnih, makroporoznih ili mezoporoznih smola za izmenu kiseline. Bez ograničavanja na teoriju dovoda struja proizvoda na izmeni jona obuhvata jedinjenja litijuma u količini većoj ili jednakoj 10 wppm daje kao rezultat izmeštanje metala u proizvodu koji se tretira. Kao prednost, ovo je moguće prevazići korišćenjem katjonskog izmenjivača uzvodno od smole sa jonskom izmenom. Posle dovođenja u kontakt sa katjonskim izmenjivačem, struja proizvoda može imati koncentraciju jona litijuma manju od ili jednako 50 wppb (delova težine na milijardu), npr., manje od ili jednako 10 wppb, ili manje od ili jednako 5 wppb.

[0107] Iako je struju proizvoda moguće dovesti u vezu sa smolom jonske izmene da bi se uklonili jodidi, poželjno je da se ne dovodi do tačke paljenja struja proizvoda ili kontakt sa strujom proizvoda sa sistemom adsorpcije koji sadrži aktivirani ugljenik. Paljenje struje proizvoda nije efikasno jer nije dovoljan pad pritiska da bi se oporavilo više od 50% sirćetne kiseline iz struje proizvoda. Dakle, u jednom izvođenju, deo struje proizvoda koji nije izložen tački paljenja se dovodi do ležišta jonske izmene da bi se uklonili jodidi.

1

Claims (15)

Patentni zahtevi

1. Postupak za proizvodnju sirćetne kiseline karbonilacijom metanola u reaktoru za tečnu fazu, taj postupak obuhvata:

odvajanje, u posudi sa tačkom paljenja, reakcione podloge formirane u reaktoru da bi se formiralo recikliranje tečnosti i struja proizvoda pare;

destilovanje struje proizvoda pare u prvom stubu da bi se dobila bočna struja i prva struja pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja, pri čemu ta bočna struja obuhvata vodu u količini od 1 do 3 tež.%;

kondenzovanje prve struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja i bifazno odvajanje kondenzovane struje da bi se formirala tečna faza sa teškom frakcijom i tečna faza sa lakom frakcijom;

destilovanje bočne struje u drugom stubu da bi se dobio prečišćeni proizvod sirćetne kiseline i druga struja pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja;

kondenzovanje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja da bi se dobila vodenasta struja recikliranja, koja obuhvata a) vodu u količini od 50 do 90 tež.% ili b) više od ili jednako 90% vode u bočnoj struji; i recikliranje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja u taj reaktor,

pri čemu je odnos recikliranja protoka mase tečne faze lake frakcije reciklirane u reaktor prema protoku mase vodenaste struje recikliranja reciklirane u reaktoru manji od ili jednak sa 2 ili viši od ili jednak sa 0,2.

2. Postupak iz bilo čega iz patentnog zahteva 1, pri čemu ta vodenasta struja recikliranja još obuhvata metil jodid u količini od manje od ili jednako 20 tež.%, metil acetat u količini od manje od ili jednako 10 tež.%, sirćetnu kiselinu u količini od manje od ili jednako 20 tež. %.

3. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-2, još obuhvata kondenzovanje druge struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja i bifazno odvajanje kondenzovane struje da bi se formirala organska faza i vodenasta faza, pri čemu vodenasta struja recikla obuhvata deo vodenaste faze.

4. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-3, pri čemu taj odnos recikliranja protoka mase iz tečne faze lake frakcije reciklirane u reaktoru prema protoku mase vodenaste struje recikliranja jeste od 1 do 2.

2

5. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-3, pri čemu je odnos recikliranja protoka mase tečne faze lake frakcije reciklirane u reaktor prema protoku mase vodenaste struje recikliarnja reciklirane u reaktor manji od ili jednak 1 ili viši od ili jednak 0,2.

6. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-5, još obuhvata refluksovanje dela tečne faze lake frakcije u prvi stub.

7. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-6, pri čemu to recikliranje tečne faze lake frakcije u reaktoru jeste najviše do ili jednako 20% ukupne lake faze kondenzovane iz prve struje pare nadzemno sa niskom tačkom ključanja.

8. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-7, pri čemu podloga reakcije obuhvata metil acetat u količini od 0,5 do 30 tež.%, katalizator metala u količini od 200 do 3000 wppm (težinskih delova na milion), so jodida u količini od 1 do 25 tež. %, i metil jodid u količini od 1 do 25 tež. %.

9. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-8, pri čemu se deo tečne faze teške frakcije tretira da bi se uklonilo barem jedno jedinjenje redukcije permanganata izabrano iz grupe koja obuhvata acetaldehid, aceton, metil etil keton, butilaldehid, krotonaldehid, 2-etil krotonaldehid, 2-etil butiraldehid, i njegove proizvode kondenzacije aldola.

10. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-9, pri čemu se koncentracija vode održava u bočnoj struji od 1,1 do 2,5 tež.% i koncentracija vodonik jodida se održava u bočnoj struji od 0,1 do 50 wppm.

11. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-10, pri čemu bočna struja još obuhvata jedan ili više C1-C14alkil jodida u koncentraciji od 0,1 do 6 tež.% i bočna struja još obuhvata metil acetat u koncentraciji od 0,1 do 6 tež.%.

12. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-11, pri čemu ta bočna struja obuhvata svaki od jednog ili više C1-C14alkil jodida i metil acetata u količini unutar opsega od ± 0,9 tež.% koncentracije vode u bočnoj struji.

13. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-12, pri čemu tečna faza lake frakcije obuhvata vodu u količini od 40 do 80 tež. %, sirćetnu kiselinu u količini od 1 do 40 tež.%, metil acetat u količini od 1 do 50 tež.%, i metil jodid u količini od manje od ili jednako 10 tež.%.

14. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-13, pri čemu se prečišćeni proizvod sirćetne kiseline povlači sa dna ili blizu dna drugog stuba.

15. Postupak iz bilo kog od patentnih zahteva 1-14, još obuhvata dovođenje u kontakt prečišćenog proizvoda sirćetne kiseline sa zaštitnim ležištem kada je ukupna koncentracija jodida prečišćenog proizvoda sirćetne kiseline manja od ili jednaka 5 wppm.

4