用于处理可变乙酰流的系统和方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]许多方法导致形成包含乙酸和乙酸酐的流。例如羰基化工艺。羰基化协同生产技术存在于甲醇和乙酸甲酯一起羰基化以生产乙酸和乙酸酐混合产物。在具有公开号EP0087869的欧洲专利申请中描述了一些实施例。一些乙酸甲酯羰基化工艺使用乙酸作为溶剂，所以产物流中包含乙酸酐产物和乙酸溶剂。而且，例如在美国专利号7，737，298和具有公开号2012/0123156的美国专利申请中描述的，一些乙酸酐制造方法包括一部分乙酸酐产物与甲醇反应以生产乙酸(伴有乙酸甲酯)的步骤。这样的方法允许改变获得流中乙酸和乙酸酐的相对量。流也可以部分地用水水解以使一些乙酸酐转化为乙酸。
[0002]在随后的反应中乙酸酐和乙酸的产物通常被分离和纯化用于出售或使用。也可以是有利的是在一些情况中，将包含少量乙酸酐的乙酸产物与水结合以水解乙酸酐从而生产乙酸水溶液。两个产物流的分离和纯化产生与两条设备线有关的资金和运行费用。找到降低这些费用的方法将是有利的。
【发明内容】
[0003]本发明提供了用于浓缩乙酸和乙酸酐流的系统和方法。该系统允许以两种或两种以上的运行模式运行用于该浓缩的设备。至少一种模式用于生产浓缩或纯化的乙酸流。至少一种其他模式用于生产浓缩或纯化的乙酸酐流。因此本发明通过降低所需分离设备的量提供了节约成本的机会。通过允许设备在乙酸和乙酸酐模式之间交替，能够每次运行方法生产仅一种类型的产物流，降低甚至消除了对设备的分离线的需求，所述设备用于浓缩酸和酸酐产物的流。
[0004]因此，本发明提供了用于处理至少一种乙酰原料组合物的系统，该乙酰原料组合物包含乙酸和乙酸酐，其中所述系统包括:
[0005](i)第一分离区域，其在某种程度上被配置为，以从第一浓缩流中分离第一分离流，且第一分离区域被进一步配置为，该分离区域能够以酸模式运行且能够以酸酐的模式运行；
[0006](ii)至少一个水解区域，其能够运行水解工艺以在至少一种乙酰原料组合物中水解至少部分乙酸酐，从而获得包含乙酸和水的水解产物流；
[0007](iii)至少一种原料运输组件，其被配置为允许将至少一种乙酰原料组合物的至少部分运输至第一分离区域、水解区域，或这两个区域都被运输到；且
[0008](iv)至少一个水解产物运输组件，其被配置为允许至少部分的水解产物流运输至至少一个第一分离区域，
[0009]其中:酸模式包括在第一分离区域处理至少部分的水解产物流，从而第一分离流包含水且第一浓缩流包含浓缩的乙酸；酸酐模式包括在第一分离区域处理至少部分的乙酰原料组合物，从而第一分离流包含乙酸且第一浓缩流包含浓缩的乙酸酐；且至少一个原料运输组件和水解工艺被配置为:
[0010](a)当第一分离区域以酸模式运行时，能够在水解区域运行水解工艺，且以重量计超过50%的乙酰原料组合物能够被供料至水解区域；和
[0011](b)当第一分离区域以酸酐模式运行时，以重量计至少50%的乙酰原料组合物能够被供料至分离区域而不经历水解处理。
[0012]在前述段落描述的系统的一些实施方案中，当第一分离区域以酸酐模式运行，在被输送至第一分离区域之前，至少50%的乙酰原料组合物能够穿过水解区域而不经历水解工艺。在前述段落描述的系统的一些实施方案中，当第一分离区域以酸酐模式运行，至少50%的乙酰原料组合物能够被输送至第一分离区域而没有首先被输送至水解区域。
[0013]在上文描述的系统的一些实施方案中，该系统进一步包括至少一个第一分离流循环组件，该组件能够循环至少部分的第一分离流至水解区域中。
[0014]在上文描述的系统的一些实施方案中，该系统进一步包括至少一个第一分离流转移组件，该组件能够将至少部分的第一分离流转移至至少一个额外的设备或工艺中。在前述语句中描述的系统类型的一些实施方案中，至少一个额外的设备或工艺包括酯化工艺。
[0015]在上文描述的系统的一些实施方案中，该系统进一步包括冷却组件，该组件能够从至少部分的水解区域中，或至少部分的水解区域的原料，或从两者中移除热量。
[0016]在上文描述的系统的一些实施方案中，第一分离区域包括蒸馏塔，第一分离流从蒸馏塔上的至少一个第一位置中移除，第一浓缩流从蒸馏塔上的至少一个第二位置中移除，且第一位置在第二位置的垂直上方。在前述语句中描述的系统类型的一些实施方案中，第一分离流包括来自蒸馏塔的至少一种蒸馏顶流或第一侧馏分，且第一浓缩流包括来自蒸馏塔的至少一种蒸馏底流或第二侧馏分。在本段落第一语句中描述的类型的一些实施方案中，第一分离流包括来自蒸馏塔的至少一种蒸馏顶流，且第一浓缩流包括来自蒸馏塔的至少一种蒸馏底流。在本段落第一语句中描述的系统的一些实施方案中，第一分离流包括来自蒸馏塔的至少一种蒸馏顶流，第一浓缩流包括来自蒸馏塔的至少一种侧馏分，且该系统能够将底流分离流作为蒸馏底流从蒸馏塔中移除。
[0017]在上文描述的系统的一些实施方案中，该系统进一步包括至少一个第二分离区域，该区域被配置为接受来自第一分离区域的第一浓缩流的至少一部分，并从第二浓缩流中分离至少一种第二分离流，且进一步被配置为在第二分离区域酸模式或第二分离区域酸酐模式运行，其中:第二分离区域酸模式包括在第二分离区域中处理至少部分第一浓缩流，从而至少一个第二分离流包括浓缩的杂质，且第二浓缩流包括浓缩的乙酸，且第二分离区域酸酐模式包括在第二分离区域处理至少部分第一浓缩流，从而至少一种第二分离流包括浓缩的杂质，且第二浓缩流包括浓缩的乙酸酐。在前述语句中描述的系统类型的一些实施方案中，第二分离区域包括第二蒸馏塔，从而至少一种第二分离流从第二蒸馏塔上的至少一个第一位置中移除，第二浓缩流从第二蒸馏塔上的至少一个第二位置中移除，且至少一个第一位置在第二位置的垂直下方。在本段落第一语句中描述的系统类型的一些实施方案中，至少一种第二分离流包括来自第二蒸馏塔的至少一种蒸馏底流或第二侧馏分，且第二浓缩流包括来自第二蒸馏塔的至少一种蒸馏顶流或第一侧馏分。在本段落第一语句中描述的系统类型的一些实施方案中，至少一种第二分离流包括来自第二蒸馏塔的至少一种蒸馏底流，且第二浓缩流包括来自第二蒸馏塔的至少一种蒸馏顶流。在本段落第一语句中描述的系统类型的一些实施方案中，至少一种第二分离流包括来自第二蒸馏塔的至少一种蒸馏底流，且所述第二浓缩流包括来自第二蒸馏塔的至少一种侧馏分，且第三分离流作为蒸馏顶流从第二蒸馏塔中移除。
[0018]在上文描述的系统的一些实施方案中，该系统进一步包括至少一个上游生产系统，该系统能够生产乙酰原料组合物，其中至少一个上游生产系统被配置为允许:(a)以上游工艺酸模式运行，从而生产酸模式乙酰原料组合物；和(b)以上游工艺酸酐模式运行，从而生产酸酐模式乙酰原料组合物，其中:酸模式乙酰原料组合物具有的酸:酸酐比具有的值高出酸酐模式乙酰原料组合物的酸值至少10。在前述语句中描述的系统类型的一些实施方案中，酸模式乙酰原料组合物具有酸:酸酐比具有酸值高出酸酐模式乙酰原料组合物的酸值至少50。在本段落描述的系统的一些实施方案中，配置至少一种上游生产系统以使至少一种乙酰原料组合物结合至少部分水、至少部分甲醇，或两者皆有。
[0019]在前述段落第一语句中描述的系统类型的一些实施方案中，至少一种上游生产系统包括至少一种羰基化系统，该系统能够反应羰基化工艺的原料化合物以生产包括乙酸和乙酸酐或其组合的羰基化产物。在前述语句中描述的系统类型的一些实施方案中，配置系统以允许在羰基化工艺原料化合物物中改变甲醇与来自乙酸酐的形成乙酸酐总反应物的重量比，其中形成酸酐总量是在羰基化处理原料化合物中乙酸甲酯的量和二甲醚的量的总和。在本段落描述的系统类型的一些实施方案中，设置至少一种上游生产系统以允许至少部分的羰基化产物结合至少部分的水，至少部分的甲醇，或结合二者。
[0020]本发明进一步提供了方法，该方法包括以酸模式在第一段时间运行上述系统中的一种，且以酸酐模式在第二段时间(不与第一段时间同时发生)运行该系统。
[0021]本发明进一步提供了一种用于处理包括乙酸和乙酸酐的多种乙酰原料组合物的方法，所述方法包括:
[0022](a)运行第一分离工艺，经以下形式配置，所述工艺以使组合物分离为第一分离流和第一浓缩流，且进一步配置以在酸模式或在酸酐模式下运行；
[0023](b)当在酸模式下运行第一分离工艺时，在水解工艺水解区域中水解至少一种第一乙酰原料组合物，以生产包含乙酸和水的水解产物流，且向第一分离工艺输送至少部分水解产物流；和
[0024](c)当在酸酐模式下运行第一分离工艺时，使至少一种第二乙酰原料组合物绕开水解工艺，且将其向第一分离工艺输送，
[0025]其中:酸模式包括运行第一分离工艺，从而第一分离流包含水且第一浓缩流包含浓缩的乙酸，和，酸酐模式包含运行第一分离工艺，从而第一分离流包含乙酸，且第一浓缩流包括浓缩的乙酸酐。
[0026]在上述方法的一些实施方案中，至少一种第一乙酰原料组合物具有酸:酸酐比中的酸值高出第二乙酰原料组合物的酸:酸酐比中的酸值不超过10。
[0027]在上述方法的一些实施方案中，至少一种第一乙酰原料组合物具有酸:酸酐比中的酸值高出第二乙酰原料组合物的酸:酸酐比中的酸值至少20。
[0028]在上述方法的一些实施方案中，至少一种第二乙酰原料组合物绕开水解工艺包括部分至少一种第二乙酰原料组合物通过水解区域而在被输送至所述第一分离区域之前不经历水解工艺。
[0029]在上述方法的一些实施方案中，使至少一种第二乙酰原料组合物绕开水解工艺包括向所述第一分离区域输送所述至少一种第二乙酰原料组合物的至少部分，而不是首先将其输送至所述水解区域。
[0030]在上述方法的一些实施方案中，方法进一步包括当第一分离工艺在酸模式下运行时，至少部分循环所述第一分离流至水解区域。
[0031]在上述方法的一些实施方案中，方法进一步包含将所述第一分离流的至少部分转移至至少一种额外的设备或工艺中(例如酯化工艺)。
[0032]在上述方法的一些实施方案中，方法进一步包含冷却至少部分的水解区域，或至少部分输送至水解区域的原料，或两者都被冷却。
[0033]在上述方法的一些实施方案中，第一分离区域包括蒸馏塔，第一分离流从蒸馏塔上的至少一个第一位置中移除，第一浓缩流从蒸馏塔上的至少一个第二位置中移除，且第一位置在第二位置的垂直下方。例如在前述语句描述的类型的一些实施方案中，第一分离流包含来自蒸馏塔的至少一种蒸馏顶流或第一侧馏分，且所述第一浓缩流包含来自蒸馏塔的至少一种蒸馏底流或第二侧馏分。在本段落第一语句中描述的类型的一些实施方案中，第一分离流包括来自蒸馏塔的至少一种蒸馏顶流，且第一浓缩流包括来自蒸馏塔的至少一种蒸馏底流。在本段落第一语句中描述的类型的一些实施方案中，第一分离流包括来自蒸馏塔的至少一种蒸馏顶流，第一浓缩流包括来自蒸馏塔的至少一种侧馏分，且该系统能够将底流分离流作为蒸馏底流