用于处理可变乙酰流的系统和方法_3

文档序号:9203770阅读:来源:国知局
50:50至99.5:0.5。酸模式的实施方案中也存在其中比值为下述范围中的一个:由75:25至99.5:0.5,由 60:40 至 80:20,由 70:30 至 50:50,由 65:35 至 75:25,由 70:30 至 90:10,由55:45 至 65:35,由 85:15 至 99.5:0.5,由 90:10 至 99.5:0.5 或由 75:25 至 85:15。
[0053]虽然乙酸和乙酸酐模式可以采用任意酸:酸酐比值,根据运行和经济情况,当比值较高时用酸模式且当比值较低时用酸酐模式可能是有利的。在一些实施方案中,对于乙酰原料组合物,当以酸模式运行酸:酸酐比的酸值高出当以酸酐模式运行酸:酸酐比中的酸值至少10。在多个实施方案中,酸模式下的这个值高出酸酐模式下这个值至少20,至少30,至少40,至少50,或至少60。不同的酸值也可以表示成一个范围,例如高出酸酐模式由10至50,由25至75,由25至50,由50至99,由50至75,由75至99等。在一些实施方案中,酸值的不同可以表示成不大于某个数值,例如比酸酐模式不大于1,不大于2.5,不大于5,不大于10,不大于15,不大于20等。
[0054]在一个实施方案中,乙酰原料流来自羰基化工艺或系统。虽然本发明对于来自羰基化工艺的乙酰原料组合物是有用的,其也可以用于源自或来自任意来源的乙酰原料流。如在整个申请中使用的,“来自”羰基化或其它工艺意味着流要么源自该工艺,要么有由其他中间工艺制备,所述中间工艺用于或处理源自这样工艺的一种或一种以上的流。
[0055]可以使用来自任意羰基化工艺的流。一些实施例包括协同生产工艺,其中乙酸和乙酸酐通过羰基化和工艺形成,在工艺中乙酸酐在乙酸的存在下形成(例如,乙酸在该工艺中用作溶剂)。在一些实施方案中,羰基化工艺包括连续的结合至少一个羰基化反应成分以生产第一液体反应化合物,所述成分包括一氧化碳和至少一种选自乙酸甲酯、二甲醚或二者组合的原料化合物。在有效的将至少部分的原料化合物转化成乙酸酐的条件下,反应物在羰基化催化剂金属(例如铑、铱或镍)的存在下结合碘甲烷和乙酸。在一些实施方案中,催化剂金属是铑。也可以存在其它成分例如用作促进剂的锂化合物。在一些实施方案中,一种或一种以上的羰基化反应器在温度为100至300°C和绝对压力(总)为21.7至276.7巴(bara)下运行,且在每个羰基化反应器中的保留时间为4分钟至120分钟。在一些实施方案中,一种或多于一种的羰基化反应器在温度为175至220°C和绝对压力(总)为35.5至104.4巴下运行,且在羰基化反应器中的保留时间为15分钟至40分钟。反应导致第一液体反应组合物的形成,该组合物包括至少部分未反应的原料化合物,溶解的一氧化碳和乙酸酐产物,同时伴有乙酸和其它成分,所述成分来自催化剂循环(例如铑、铱、镍和含碘的盐化合物或二者都有)。在一些实施方案中,流经过串联配置的两个或多于两个的反应器。在涉及额外反应器的实施方案中,额外的反应物和其它材料可以被添加到一个或多于一个的下游反应器中。在一些实施方案中,额外的一氧化碳被输送至一个或多于一个的下游反应器中。
[0056]在一些实施方案中,在有助于将至少部分甲醇转化为乙酸且将至少部分额外的原料化合物转化为乙酸酐的条件下,甲醇以及至少一种选自成酸酐反应物(即乙酸甲酯、二甲醚或二者的组合)的额外原料化合物在羰基化催化剂金属(例如VII族金属、碘甲烷)的存在下结合一氧化碳。在一些实施方案中,催化剂金属是铑。也可以存在其它成分例如用作促进剂的锂化合物。该反应同样导致形成第一液体反应组合物,该组合物包括至少部分未反应的原料化合物,溶解的一氧化碳和乙酸产物以及乙酸酐产物,同时伴有其它成分,所述成分来自催化剂循环。在一些实施方案中,流经过串联配置的两个或多于两个的反应器。在涉及额外反应器的实施方案中,额外的反应物和其它材料了可以被添加到一个或多于一个的下游反应器中。在一些实施方案中,额外的一氧化碳被输送至一个或多于一个的下游反应器中。
[0057]可以用于处理来自羰基化工艺的流的一些中间工艺可以包括例如,在输送至水解工艺或区域或第一分离工艺或区域之前的纯化或浓缩工艺。一些实施例包括蒸发和闪蒸工艺,这些工艺用于从较高沸点的杂质中分离工艺物料流,分离用于去除用于循环较高沸点杂质、较低沸点杂质或二者的材料。在一些实施方案中,去除的成分(例如催化剂或促进剂成分)被循环至上游工艺用于使用或重新使用。
[0058]可变的原料流和上游工艺酸和酸酐模式
[0059]在一些实施方案中,一种或一种以上的乙酰原料组合物来自一种或一种以上的上游工艺或上游系统,该工艺和系统能够生产这样的组合物,也能改变获得的乙酰原料组合物中乙酸与乙酸酐的比。例如,乙酰原料组合物包含乙酸和乙酸酐,上游工艺或系统可以包括或提供使至少部分的乙酰原料组合物与至少部分水、至少部分甲醇或二者结合的能力。
[0060]在一些实施方案中,上游工艺或系统包括羰基化工艺或系统,从而羰基化乙酸甲酯、二甲醚、甲醇或前述化合物两者或两者以上的组合以生产羰基化产物。羰基化产物可以包含乙酸、乙酸酐或二者都包含。在羰基化工艺或系统的一些实施方案中,其中甲醇和至少一种额外的成酸酐反应物(即乙酸甲酯、二甲醚或二者)被输送至羰基化工艺或系统,能够控制甲醇和成酸酐反应物的相对量。可以向羰基化工艺或系统中加入乙醇或水或二者都有从而导致乙酸的形成。在涉及串联配置的羰基化反应器一些实施方案中,可以向管道、容器或其它容器中添加甲醇、水或添加二者,在被引入至后续羰基化反应器之前产物组合物通过管道、容器或其它容器离开一种羰基化反应器并流动。
[0061]在一些实施方案中,在被引入至水解工艺或区域、第一分离工艺或区域或引入两者之前,在羰基化后在中间工艺或系统中处理来自羰基化工艺或系统的乙酰原料组合物,中间工艺或系统能够改变产物流中乙酸与乙酸酐的比值。一些实施例包括涉及使羰基化产物流与甲醇、水或二者结合的工艺。这样的结合可以发生在任意合适的中间设备或位置。一些实施例包括管道、热交换器、分离工艺例如闪蒸、蒸馏或蒸发工艺有关的设备、以及前述任意的组合。
[0062]在其他方法中,可以通过简单地将乙酰原料组合物与一种或一种以上包含期望量的乙酸、乙酸酐或二者的额外流混合,控制乙酰原料组合物的组合。另一种方法是通过改变乙酰原料组合物的一种或一种以上的来源。例如,在一些实施方案中,本发明的方法或系统可以用于处理来自不同方法或系统的乙酰原料组合物,且一种或一种以上乙酰原料组合物的来源可以由一种方法或系统(或一批方法或系统)至一种或多种其他这样的系统来整体或部分的转换。在一些实施方案中,乙酰原料组合物可以源自一些来源,且来自一些来源的流可以加入乙酰原料组合物中或从中减去。
[0063]可以看出,在上游方法或系统中,能够以多种方法控制乙酰原料组合物,以改变在一个或一个以上处理位置上游中酸:酸酐的比值,所述上游为引入到本发明的水解工艺或区域或第一分离方法或区域的乙酰原料组合物的上游。因此,在一些实施方案中,上游生产系统或方法能够看做以上游方法酸模式和上游方法酸酐模式运行。如整个申请中使用的,具有“上游方法酸模式”和“上游方法酸酐模式”上游方法和上游方法系统可以是指能够改变乙酰原料组合物的以酸:酸酐的酸值至少10。因此通过上游方法酸模式生产的乙酰原料组合物具有以酸:酸酐的酸值比通过上游方法酸酐模式生产的乙酰原料组合物的酸值大至少10。在一些实施方案中,这些组合物分别是指“酸模式乙酰原料组合物”和“酸酐模式乙酰原料组合物”。
[0064]在多个实施方案中,上游方法可能能够改变酸值至少15,至少20,至少25,至少30,至少35,至少40,至少45,至少50,至少55,至少60,至少65,至少70,至少80,至少90等。改变的量也可以被表示成范围,例如由10至99,其中99是指流之间的变化是99.5:0.5和0.5:99.5。额外范围的一些实施例包括由15至99、由20至99、由25至99、由30至99、由35至99、由40至99、由45至99、由50至99、由55至99、由60至99、由65至99、由70至99、由80至99、由90至99、由20至80、由30至70、由40至60、由20至50、由50至80、由30至60、由40至70等。如上所知,这些数值是指上游方法酸模式生产的组合物中的以比值计的酸值高出上游方法酸酐模式生产的组合物中的以比值计的酸值的量。
[0065]因此,在一些实施方案中,本发明的方法包括以上游方法酸模式运行至少一个上游方法以生产酸模式乙酰原料组合物,和以上游方法酸酐模式运行至少一个上游方法以生产酸酐模式乙酰原料组合物,且本发明的系统能够以这种方式运行。在一些实施方案中,酸模式乙酰原料组合物是用于当以酸模式运行分离方法时的乙酰原料组合物,且酸酐模式乙酰原料组合物是用于当以酸酐模式运行分离方法时的乙酰原料组合物。
[0066]水解区域和水解工艺
[0067]当乙酰原料组合物或其部分经历水解工艺,这通过使乙酰原料组合物(或其部分)与化学计量过量的水或任选添加的水解催化剂反应实现。水的来源不重要,可以使用包含化学计量过量的水的任意合适的原料流。本发明不限于实施方案,其中向水解区域输送包含水的单一流。在一些实施方案中,向水解区域输送多个水的来源。
[0068]如在整个申请中使用的,“化学计量过量的水”意味着水的摩尔数比乙酸酐的摩尔数更多,所述乙酸酐包含在被输送至水解反应器的乙酰原料组合物中。在水解工艺中,单分子的水与设定的给定分子乙酸酐反应以提供两个分子的酸酐。比乙酸酐多出摩尔的水提供化学计量过量。因此,在批处理中,与乙酸酐的摩尔数值相比,更多摩尔数值的水批量结合。在后续方法中,与在相同时期输送的乙酸酐的摩尔数值相比,每单位时间内输送更多摩尔数值的水至水解区域。
[0069]添加至水解工艺的水与酸酐的比值不限,且可能根据认为可接受的获得水解产物流中水的量而收缩或扩张。在一些实施方案中,输送至水解工艺的水与酸酐的比值由1.05:1至10:1。在一些实施方案中,输送至水解工艺的水与酸酐的比值由3:1至10:1。在一些实施方案中,输送至水解工艺的水与酸酐的比值由1.05:1至1.4:1(即5%至40%摩尔过量的水)。在一些实施方案中,输送至水解工艺的水与酸酐的比值由1.05:1至1.1:1。作为一个值或范围,选择的水与乙酸酐的化学计量比值足够低,以允许下游水-酸分离方法(例如蒸馏)将乙酸流浓缩至期望的程度。在一些涉及使用添加的水解催化剂的实施方案中,输送至水解区域的水的化学计量过量程度可以随时间增加,以弥补水解催化剂消耗或其它随老化或持续使用而减弱的效果。
[0070]在使用中,添加的水解催化剂可以包括一种或一种以上任意有效和其它合适的水解催化剂。在选择合适的催化剂时可以考虑的一些标准是:催化水解的能力从而导致其以合适的速率发生;在用于该方法的温度和压力下的稳定性;在被处理的流的成分存在下的稳定性;以及方法中的寿命。
[0071]在使用中,添加的水解催化剂可以是液体、固体、或二者都有。液体催化剂的一
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