专利名称：预脱水塔在乙烷氧化成醋酸/乙烯的方法中的用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及乙^l^化制辆酸的方法。尤其是，本发明涉及将乙;^^化成 醋酸的方法，其中利用WL7K^^IUt^器产物料流中回收醋酸。 发明的背景纟支术
乙fe^^i目中氧4MJ^成醋酸和乙烯^4页域中A^^斤周知的。通常， 该方法包括在^/f匕^J^器或固^^Jl器中使气态:i^h^。气态i^包含 乙錄/或乙烯，其以纯气城与一种或多种其它气体的^^的形^^W"到 反应器中。这样的额外气M载体气体的例子是氮气、曱烷、 一氧化碳、二氧 4城、空^K或7jO蒸气。包含衬氧的气体可以是空气，M比空气含更多或
更少分子氧的气体，例如氧气。较高的氧^i:^l优选的，因为可实现的乙)^# 化率较高，并且因此醋酸的产率较高。氧^^者含衬氧的气体^it^入量在 在^^f牛下的爆炸极卩^JL范围^t,因为这使得所i^r法更容易进行。然 而，也可以<細錄炸极限内的乙烷/乙烯与氧气的比。A^在400-600。C的温 度下进行，压力可以是常压或高于常压，例如在l-50巴的范围内。
在氧气或者包含分子氧的气^fr之前，乙烷通常首先与惰性气体如氮气 或水蒸气"給。在使气体;^^与催化剂接触之前，^^气体^jt预热区预 热^S^温度。通常通过冷凝从离开反应器的气体分离醋酸。剩余的气^"循 环到反应器的入口，在该入口处，计量加AllA^包含分子氧的气体以及乙烷 和/或乙烯。再循环的气体总是包含乙烯和乙烷。
图1显示了一种常见的贿技术的醋酸制备方法。在该絲系统中，包含 乙烷的料流(1)与包含氧气的气体(2)被一同絲到乙^IU版应器(3 )。 该^Z器可以是;^t^^器或固^^应器。在反应器(3)中，乙娱^LlL化 成醋酸、乙烯和M碳氧化物(C(U。包^ii^种主要组分的气体反应器流出物 (4)被引入循环气体洗涤塔(5)，其产生包含乙烯、乙絲C0x的塔顶料流。来 自所述循环气体洗涤塔的塔顶料流(7) ii7v^^顶料流中除去C0x的处理步骤 (8)。为了进一步转化成醋酸，纯化的料流(9)然后循环到氧^M器(3)。
来自循环气体洗涤塔(5)的塔M流(6)包含醋酸、7jc和重质馏分副产物， 其可以被如本领域中已知的那样纯化，以提供纯化的醋酸。例如，该塔M流 可以被《1入干燥塔以除去水，然后通过重质馏將以除去丙酸和其它重组分。 通常，乙烷氧^^应器的流出物在高温下离开反应器，并包含大量的水。
水最终需要从该工艺中分离除去，并且如上所述，经常将7jC^醋踪同^流 中从该工艺中移除，然后进^ii一步的处理以除去水。因此开发一种其中醋酸
可以与在乙^IU匕成醋酸的M器的流出物中的水^f回收，因此消除了另外
的除水步骤的方法是有益的。
;^发明的一个目的是提^"种通过乙娱氣化制^St酸的方法。乙娱氡化的 一种副产物，即水，通常和醋酸^^M应器流出物中去除。在本发明的一个
目标中，在预脱7j^中处^应器流出物，以便分别回收水、醋酸和再循环回
乙^^^器的气^K危。 附图简类4兌明
图l显示了一种JW4支术的醋酸制^^方法。
图2显示了本发明的醋酸制备方法的一个实施方案。
发明详述
本发明提供了 一种由乙娱氡^^棒性制4^酸的方法。乙^IU匕反应的一 种副产物是水，并脉申请的目的是利用预M^jo^从该方法中回收干燥的醋酸。
乙烷的氧化可以在a^匕絲固^Mi器中进行。为了在^^匕床中^J ), 催化剂通常被研磨^feM圣为10 - 200 pm，或通过喷雾干燥制备。
气态原#任何与所述原料气组合的循环气体主要包含乙烷，但可以包含
一些量的乙烯，并且以纯气体或与一种或;W其它气体的濕合物的形式:^到 x^器中。这样的附加气絲者栽体气体的合适例子狄气、甲烷、 一氧4诚、
二氧4城、空^W或7JV，气。包含衬氧的气体可以是空M具有比空气高或
低的W氧浓度的气体，例如纯氧气。乙^!U^i通常在约40(rc-约60ox:
下进行， ^约450。C -约550。C下进行，关^ i该温狄够高以使乙:^lL化。 适当的温度絲于乙^^化A^器中4M的催化剂。本^可^^)宽范围的催
催化剂性能。压力可以是常压或高于常压，例如约1 -约50巴，她约1 -约30巴。
氧4议应产生气体的混合物，所述气体包括乙烯、醋酸、水、CO, (C0和C02)、 ^A应的乙^^目应的重质副产物。该产物气^it常^fe大约450 -大约600°C 之间的温度下离开a器。来自A^器的产物气体流出物然后^^t被ity虑，以
除雄匕剂细粉，并且然后被3^ 7煤。
反应器流出物进入预脱7jCJ^j^底，并且由于所*流的高温，提供了大部 分(如果不是4^p的话)在该塔中将醋酸与水分离所需的能量。或者，可以使
用在预H7jc^^底的再沸器，以提^r入该塔的额外的能量。该塔在乙娱氡化
反应器的压力或其接近的压力下操怍，并iLM包含25 - 35级，然而级的数目 可以才 需要的分离质量改变。塔顶冷凝系统将塔顶气,^HP到低于7jO蒸 气的^^凝泉的温度，皿为约100- 120匸，并^^供向^7j^的回流。回收塔 顶的液态水产物，该水中含有非常1^7K平的醋酸，^少于1%，从而在生物学 上允许该料;A^皮处置。这样的处置方法是;^4页域中已知的。来自预|^條的塔 ^Hj1^粗醋酸，其具有tb^传统的气提器中处理的料流的7jc^t低得多的水
^i^低于10。/。的水。来自^7滩的气态塔顶料^|皮引入固^^一氧^^
转化器，然后被引7vyj斤述塔顶料流中除去C0x的处理步骤。然后，该纯化的料 ii^皮循环到乙烷氧4议应器，用于进一步转化成醋酸。
^4页域技权员條明白，上面段落中m的塔、洗涤器和管糾具有与 它们相关的各种热交换器、#连接器，并具有由所涉及的特定气体〉v^物所
确定的,wt在上面^^f内容的教导下确定适当的配置和^lt^M页域普 通技#员的能力范围之内。
图2显示了本发明的一个实施方案。在该实施方案中，气态乙^^、料(11) 和^f可循环气体(24)被以纯气体或与一种或多种上#体气体的混合物的形式 辦卜到乙烷氧^^应器(13)中。含氧气体(12)也^i^h到反应器(13)中。乙烷 氧"j^Jl的温;l通常在约400'C -约600匸，优逸约450°C -约550"C下i^阡， 取决于所使用的催化剂，关^l:温度要足够高以使乙;^lL化。合适的温度絲 于大量的可获得的催化剂中那一种被用于乙^^^应器。这样的温度确定在 4^页域"fit^支^A员的能力范围之内。
所iiH/f匕反应产生包括乙烯、醋酸、水、C(X、 iM^应的乙^^目应重质副 产物的气体〉'^^(14)。然后，乙^^化产物气体(14)被引入预M^i^(15)的
塔底。在预脱7g的塔;y^^个再沸器(16)，以通it^热^v^HiU^^r入 该塔的额夕卜的能量，但是该再沸器(16)可能不是必需的，絲于A^器出口料 流(14)的温度。主^"有醋酸的预^M^的塔^N^再沸器(16)中被加热， 蒸发-"^分所樹流以重新引AJiJ所述预脱7煤(15)。塔糾流的其掷分， 即粗醋酸料流(17)被从该系统中移出，^i^v下游进^ii一步的处理。
塔顶的冷凝系统(19)^Hp塔顶气^流(18)，并向预liM^(15)提供液体 回流物(20)。塔顶的液态水产物(21)被回收，^^有非常^7jC平的醋酸。该水 流(21)然后被送去进^^一步的加工、净^沐/或处置。来自预^7j^的、主要 含有W应的乙烷、乙烯和C(X气体的气态塔顶料流(22)然后被i^固定床一氧 ^^转化器，然后被iH/^J斤述塔顶料流中赚C(X的处理步骤(23)。该纯化的 料流(24)然后被循环到乙娱氡^^应器(13)中，用于进一步转化成醋酸。
前面的描述仅仅用于#^3兌明的目的，并且并不应^皮理解为限制性的。对 于4U页域技^A员来"^Mt修^改变A^而易见的。因此，上i^斤述仅仅是 示例性的，并JL^发明的范围由以下的相力J^"求书来确定。
权利要求
1. 一种制备醋酸的方法，该方法包括:在乙烷氧化反应器中氧化乙烷，以形成包含水、醋酸和乙烷的产物料流，和在塔中处理所述产物料流，以分别回收包含至少约90％醋酸的塔底料流，包含小于约1％醋酸的水流，和包含乙烯和未反应的乙烷的气体料流。
2. '要求1的方法，其中所述产物料;錄所ii^化步骤^和所舰理 步骤之前流动通舰虑器。
3. 权利要求1的方法，其中所述WL7j^的压力为约1巴-约50巴。
4. 权利要求l的方法，其中所狄理步骤包紛'J用再沸器提^^TASiJ所述 塔中的额外的能量。
5. 权利要求l的方法,其中所皿理包括用塔顶的冷凝系统^#气*流。
6. 权利要求5的方法，其中所述气^Hj^皮^iP到约IO(TC -约120°C。
7. 权利要求1的方法，其中所iilU匕步骤在约400°C -约600。C下进行。
8. 权利要求l的方法，其中所ii!U匕步^N用栽体气体。
9. 权利要求8的方法，其中所it^体气体选自由如下物质纟咸的组氮气、 甲烷、 一氧4城、二氧4城、空气、7膝，它们的';^^。
10. 权利要求1的方法，其中所ii!U^^应器的压力为约1巴-约50巴。
11. 一种用于制M酸的装置，该装置包括与乙烷源、氧气源、循环料流和出口料^^i逸的乙娱氡^^应器； 与所述出口料^^塔顶气Ma^的预^7K^;和 与所iii^顶气^H^所ii循环浙^^ii的C0x转4匕器。
12. 4WJ要求11的装置,其中所述塔顶气糾^i包括与塔顶循环浙流、 回^W^^7jc^^it的冷凝器。
13. 权利要求12的装置，其中所述冷凝器的,温度为约IOOX:-约120。c。
14. 权利要求ll的装置，其中所述预I^K^还包括与所述^7j^、再 沸器回流料^^醋酸料^i^t的再沸器。
15. 权利要求14的装置，其中所述再沸器的,温;1^够高，以使部分 再沸器回^W^^发。
16. 权利要求ll的装置，其中所述WL7Ki^ 25 - 35级。
17. —种用于制M酸的装置，该装置包括与乙烷源、氧气源、循环浙;脉出口料;jttit的乙:^^^I器；与所述出口料流、醋酸料a^塔顶气^y^ttit的m7J^; 与所述塔顶气^H^it的冷凝器；和 与所ii^酸料^i^it的再沸器。
18. W'J要求19的装置，还包括与所述塔顶气耕^fp所述循环^Htt 通的C(X转化器。
19. 一种用于制M酸的^i,该装置包括 用于氧化乙烷以制备包含水、醋酸和乙烷的产M流的装置；和 用于处理该方法的料流以分别回收包含至少约90%醋酸的塔^#流、包含小于约1 %醋酸的水 包含乙烯和^^应的乙烷的气^流的装置。
20. 权利要求19的装置，其中所述用于处理的装置包括与所述m7煤、再沸器回流料流和醋酸料;jfL^t的再沸器。
全文摘要
本申请描述的是一种通过乙烷氧化制备醋酸的方法。乙烷氧化的一种副产物是水，其通常被与醋酸在同一料流中从该方法中移出。如本申请中描述的，在预脱水塔中处理乙烷氧化反应器流出物，以分别回收水、醋酸和用于循环回乙烷氧化反应器的气体料流。
文档编号C07C51/16GK101384536SQ200780004746
公开日2009年3月11日 申请日期2007年1月30日 优先权日2006年2月7日
发明者C·V·麦克斯旺, G·C·西曼 申请人:国际人造丝公司