用于生产乙酸的集成方法_5

文档序号:9277793阅读:来源:国知局
基于脱水-水解反应器648总进料的0. 1-50摩尔%的量的水供应至反应器648。 甲醇和己酸甲醋在脱水-水解反应器648中在脱水-水解反应条件下,合适地在100°C至 350°C的温度和大气压力或更大压力下转化成包含二甲離和己酸的脱水-水解反应产物, 经由脱水-水解反应产物管线652将所述反应产物从脱水-水解反应器648取出。将脱 水-水解反应产物供应至包含例如一个或多个合适地在25°C至200°C的温度和大气压力至 3化arg(大气压至3000kPa)的压力下运行的蒸馈塔的第S分离单元654,W回收富己酸物 流和富二甲離物流。经由己酸除去管线654将富己酸物流通常作为塔底物流从第=分离单 元654除去。经由二甲離除去管线658将富二甲離物流通常作为塔顶物流从第=分离单元 654除去。富己酸物流和富二甲離物流二者都还可W包含不同量的甲醇、己酸甲醋和水,并 且可W任选地将该些从物流中除去并再循环至脱水-水解反应器648 (未显示)。
[0225] 图7是显示本发明用于生产己酸,并引入对用于甲醇合成的合成气进料的洗漆, 对富甲醇物流至洗漆区的供应和对二甲離至幾基化的再循环的集成方法的一个实施方案 的方框图。集成单元710包括连接至幾基化反应器716的合成气进料管线712和二甲離进 料管线714。使用中,将新鲜合成气加热至所需的幾基化反应温度并经由合成气进料管线 712进料至幾基化反应器716。合成气包含一氧化碳、氨气和二氧化碳,并优选具有0. 9-1. 3 的化学计量数。将干的新鲜二甲離(未显示)和经由二甲離进料管线714将再循环二甲離 供应至幾基化反应器716,所述二甲離进料管线714在进入幾基化反应器716之前连接合 成气进料管线712。幾基化反应器716包含对二甲離幾基化成己酸甲醋有活性的催化剂, 例如丝光沸石,合适地,是其氨形式的丝光沸石。二甲離和合成气与催化剂在幾基化反应 器716中在250°C至350°C的温度和10-100barg(1000kPa-10,OOOkPa)的总压力下接触W 形成包含己酸甲醋和富含氨气的合成气的气态幾基化反应产物,经由幾基化反应产物管线 718将所述反应产物从幾基化反应器716取出并传送至包含例如热交换器和分离罐的第一 分离单元720。在分离单元720中,合适地将幾基化反应产物冷却至40°C至50°C的温度,并 从其中回收富己酸甲醋液体物流和包含少量己酸甲醋,例如0. 1-5摩尔%的量的合成气物 流。经由己酸甲醋液体管线722将富己酸甲醋液体物流从分离单元720除去。经由第一合 成气管线724将合成气从第一分离单元720除去,并例如通过合适的阀系统分成第一部分 和第二部分,其中将合适地构成其20-30%的合成气的第一部分供应至洗漆单元728,并将 合适地构成其70-80%的合成气的第二部分经由第一合成气再循环管线726再循环至幾基 化反应器716。洗漆单元728经由甲醇进料管线730供应有包含甲醇的液体洗漆溶剂的逆 流流动,并且传送至洗漆单元728包含己酸甲醋的合成气在此与液体甲醇接触W除去己酸 甲醋和可溶于甲醇的其它组分,合适地是二甲離和己酸。经由甲醇除去管线732将包含被 吸收的己酸甲醋的甲醇从洗漆单元728除去,并经由经洗漆合成气管线734将贫化了己酸 甲醋的经洗漆的合成气除去。经由第二合成气再循环管线744将经洗漆的合成气与再循环 合成气组合,将组合进料在一个或多个热交换器中加热至所需的甲醇合成温度(未显示) 并供应至甲醇合成反应器736。甲醇合成反应器736包含对甲醇生产有活性的催化剂,例 如商业含铜甲醇合成催化剂,例如购自化hnson Matthey pic的Katalco?催化剂。将组合 的合成气在甲醇合成反应器736中与催化剂在甲醇合成条件下,例如在230°C至275°C的温 度和50-100barg(5000kPa-10,OOOkPa)的总压力下接触,W生成包含甲醇和未转化的合成 气的甲醇合成产物。经由甲醇合成产物管线738将甲醇合成产物从甲醇合成反应器736取 出并供应至包含例如热交换器和分离罐的第二分离单元740,合适地在此将其冷却至30°C 至50°C的温度,并分离W回收富甲醇液体物流和合成气物流。经由甲醇液体管线730从第 二分离单元740回收富甲醇液体物流,并经由第二合成气管线742从第二分离单元740回 收合成气。将从第二分离单元740回收的合成气例如通过合适的阀系统分成合适地构成 90-99%的合成气的第一部分和合适地构成1-10%的合成气的第二部分。经由连接至经洗 漆合成气管线734的第二合成气再循环管线744将合成气第一部分再循环至甲醇合成反应 器736,并将合成气第二部分作为吹扫物流排出。将经由甲醇液体管线730从第二分离单 元740回收的富甲醇液体物流再循环至洗漆单元728,W用作液体洗漆溶剂。使经由己酸甲 醋液体管线722从第一分离单元720除去的富己酸甲醋液体物流和经由甲醇除去管线732 从洗漆单元728除去的包含被吸收的己酸甲醋的甲醇溶剂物流组合,任选地例如在预热器 (未显示)中挥发成蒸气相并供应至脱水-水解反应器746。脱水-水解反应器746包含 至少一种对甲醇脱水有活性并对己酸甲醋水解有活性的催化剂,例如沸石,例如儀碱沸石。 经由水进料管线748将合适地基于脱水-水解反应器746总进料的0. 1-50摩尔%的量的 水供应至反应器746。甲醇和己酸甲醋在脱水-水解反应器746中在脱水-水解反应条件 下,合适地在l〇〇°C至350°C的温度和大气压力或更大压力下转化成包含二甲離和己酸的 脱水-水解反应产物,经由脱水-水解反应产物管线750将所述反应产物从脱水-水解反 应器746取出。将脱水-水解反应产物供应至包含例如一个或多个合适地在25°C至200°C 的温度和大气压力至30barg(大气压至3000kPa)的压力下运行的蒸馈塔的第=分离单元 752,W回收富己酸物流和富二甲離物流。经由己酸除去管线754将富己酸物流通常作为塔 底物流从第=分离单元752除去。经由二甲離进料管线714将富二甲離物流通常作为塔顶 物流从第=分离单元752除去,并再循环至幾基化反应器716。富己酸物流和富二甲離物流 二者都还可W包含不同量的甲醇、己酸甲醋和水,并且可W任选地将该些从物流中除去并 再循环至脱水-水解反应器746 (未显示)。
[0226] 图8是显示本发明用于生产己酸,引入至幾基化和甲醇合成的新鲜合成气进料, 对富甲醇物流至洗漆区的供应和对二甲離至幾基化的再循环的集成方法的一个实施方案 的方框图。集成单元810包括连接至幾基化反应器816的第一合成气进料管线812和二甲 離进料管线814。使用中,将第一新鲜合成气加热至所需的幾基化反应温度并经由合成气 进料管线812进料至幾基化反应器816。合成气包含一氧化碳、氨气和二氧化碳,并优选具 有0. 05-1. 1的化学计量数。将干的新鲜二甲離(未显示)和经由二甲離进料管线814将 再循环二甲離供应至幾基化反应器816,所述二甲離进料管线814在进入幾基化反应器816 之前连接合成气进料管线812。幾基化反应器816包含对二甲離幾基化成己酸甲醋有活性 的催化剂,例如丝光沸石,合适地,是其氨形式的丝光沸石。二甲離和合成气与催化剂在幾 基化反应器816中在250°C至350°C的温度和10-100barg(1000kPa-10,OOOkPa)的总压力 下接触W形成包含己酸甲醋和富含氨气的合成气的气态幾基化反应产物,经由幾基化反应 产物管线818将所述反应产物从幾基化反应器816取出并传送至包含例如热交换器和分离 罐的第一分离单元820。在分离单元820中,合适地将幾基化反应产物冷却至40°C至50°C 的温度,并从其中回收富己酸甲醋液体物流和包含少量己酸甲醋,例如0. 1-5摩尔%的量的 合成气物流。经由己酸甲醋液体管线822将富己酸甲醋液体物流从分离单元820除去。经 由第一合成气管线824将合成气从第一分离单元820除去,并例如通过合适的阀系统分成 第一部分和第二部分,其中将合适地构成其1-20摩尔%的合成气的第一部分供应至洗漆单 元828,并将合适地构成其80-99摩尔%的合成气的第二部分经由第一合成气再循环管线 826再循环至幾基化反应器816。洗漆单元828经由甲醇进料管线830供应有包含甲醇的 液体洗漆溶剂的逆流流动,并且传送至洗漆单元828包含己酸甲醋的合成气在此与液体甲 醇接触W除去己酸甲醋和可溶于甲醇的其它组分,合适地是二甲離和己酸。经由甲醇除去 管线832将包含被吸收的己酸甲醋的甲醇从洗漆单元828除去,并经由经洗漆合成气管线 834将贫化了己酸甲醋的经洗漆的合成气除去。经洗漆的合成气经由第二合成气进料管线 836与第二新鲜合成气进料组合,并经由第二合成气再循环管线846与再循环合成气组合, 将组合进料在一个或多个热交换器中加热至所需的甲醇合成温度(未显示)并供应至甲醇 合成反应器838。第二新鲜合成气包含一氧化碳、氨气和二氧化碳。甲醇合成反应器838包 含对甲醇生产有活性的催化剂,例如商业含铜甲醇合成催化剂,例如购自化hnsonMatthey pic的Katalco?催化剂。将组合的合成气在甲醇合成反应器838中与催化剂在甲醇合成条 件下,例如在230°C至275°C的温度和50-100barg(5000kPa-10,OOOkPa)的总压力下接触, W生成包含甲醇和未转化的合成气的甲醇合成产物。经由甲醇合成产物管线840将甲醇 合成产物从甲醇合成反应器838取出并供应至包含例如热交换器和分离罐的第二分离单 元842,合适地在此将其冷却至30°C至50°C的温度,并分离W回收富甲醇液体物流和合成 气物流。经由甲醇液体管线830从第二分离单元842回收富甲醇液体物流,并经由第二合 成气管线844从第二分离单元842回收合成气。将从第二分离单元842回收的合成气例如 通过合适的阀系统分成合适地构成90-99%的合成气的第一部分和合适地构成1-10%的合 成气的第二部分。经由连接至经洗漆合成气管线834的第二合成气再循环管线846将合成 气第一部分再循环至甲醇合成反应器838,并将合成气第二部分作为吹扫物流排出。将经 由甲醇液体管线830从第二分离单元842回收的富甲醇液体物流再循环至洗漆单元828, W用作液体洗漆溶剂。使经由己酸甲醋液体管线822从第一分离单元820除去的富己酸甲 醋液体物流和经由甲醇除去管线832从洗漆单元828除去的包含被吸收的己酸甲醋的甲醇 溶剂物流组合,任选地例如在预热器(未显示)中挥发成蒸气相并供应至脱水-水解反应 器848。脱水-水解反应器848包含至少一种对甲醇脱水有活性并对己酸甲醋水解有活性 的催化剂,例如沸石,例如儀碱沸石。经由水进料管线850将合适地基于脱水-水解反应器 848组合进料的0. 1-50摩尔%的量的水供应至反应器848。甲醇和己酸甲醋在脱水-水解 反应器848中在脱水-水解反应条件下,合适地在100°C-350°C的温度和大气压力或更大 压力下转化成包含二甲離和己酸的脱水-水解反应产物,经由脱水-水解反应产物管线852 将所述反应产物从脱水-水解反应器848取出。将脱水-水解反应产物供应至包含例如一 个或多个合适地在25°C至200°C的温度和大气压力至30barg(大气压至3000kPa)的压力 下运行的蒸馈塔的第S分离单元854,W回收富己酸物流和富二甲離物流。经由己酸除去 管线856将富己酸物流通常作为塔底物流从第=分离单元854除去。经由二甲離进料管线 814将富二甲離物流通常作为塔顶物流从第=分离单元854除去,并再循环至幾基化反应 器816。富己酸物流和富二甲離物流二者都还可W包含不同量的甲醇、己酸甲醋和水,并且 可W任选地将该些从物流中除去并再循环至脱水-水解反应器848 (未显示)。
[0227] 图9是显示本发明用于生产己酸,并引入至幾基化和甲醇合成的新鲜合成气进料 的集成方法的一个实施方案的方框图。集成单元910包括连接至幾基化反应器916的合成 气进料管线912和二甲離进料管线914。使用中,将第一新鲜合成气加热至所需的幾基化反 应温度并经由合成气进料管线912进料至幾基化反应器916。合成气包含一氧化碳、氨气和 二氧化碳,并优选具有0. 05-1. 1的化学计量数。经由二甲離进料管线914将干二甲離供应 至幾基化反应器916,所述二甲離进料管线914在进入幾基化反应器916之前连接合成气 进料管线912。幾基化反应器916包含对二甲離幾基化成己酸甲醋有活性的催化剂,例如 丝光沸石,合适地,是其氨形式的丝光沸石。二甲離和合成气与催化剂在幾基化反应器916 中在250°C至350°C的温度和10-100barg(1000kPa-10,OOOkPa)的总压力下接触W形成包 含己酸甲醋和富含氨气的合成气的气态幾基化反应产物,经由幾基化反应产物管线918将 所述反应产物从幾基化反应器916取出并传送至包含例如热交换器和分离罐的第一分离 单元920。在分离单元920中,合适地将幾基化反应产物冷却至40°C至50°C的温度,并从其 中回收富己酸甲醋液体物流和合成气物流。经由己酸甲醋液体管线922将富己酸甲醋液体 物流从分离单元920除去。经由第一合成气管线924将合成气从第一分离单元920除去。 第一合成气管线924连接至甲醇合成反应器926。将从第一分离单元920回收的合成气在 一个或多个热交换器(未显示)中加热至所需的甲醇合成温度并W其全部传送至甲醇合成 反应器926。如果需要,可W将从分离单元920回收的合成气分成两部分,其中将合成气的 第一部分,例如其80-99摩尔%任选地在一个或多个压缩机(未显示)中压缩至幾基化反 应压力,经由任选的第一合成气再循环管线928再循环至幾基化反应器916,并将合适地包 含1-20摩尔%的合成气的第二部分,在一个或多个热交换器中加热至所需的甲醇合成温度 (未显示)并传送至甲醇合成反应器926。经由第二合成气进料管线952将第二新鲜合成 气与经由合成气管线924待传送至甲醇合成反应器926的合成气组合。第二新鲜合成气包 含一氧化碳、氨气和二氧化碳。甲醇合成反应器926包含对甲醇生产有活性的催化剂,例如 商业含铜甲醇合成催化剂,例如购自化hnson Matthey pic的Katalco?催化剂。将传送至 甲醇合成反应器926的合成气在此与催化剂在甲醇合成条件下,例如在230°C至275°C的温 度和50-100barg(5000kPa-10,OOOkPa)的总压力下接触,W生成包含甲醇和未转化的合成 气的甲醇合成产物。经由甲醇合成产物管线930将甲醇合成产物从甲醇合成反应器926取 出并供应至包含例如热交换器和分离罐的第二分离单元932,合适地在此将其冷却至30°C 至50°C的温度,并分离W回收富甲醇液体物流和合成气物流。经由甲醇液体管线934从第 二分离单元932回收富甲醇液体物流,并经由第二合成气管线936从第二分离单元932回 收合成气。可W将合成气W其全部作为吹扫物流排出,或如果需要,可W经由任选的第二合 成气再循环管线938将其全部或部分,例如其90-99%再循环至甲醇合成反应器926。使经 由己酸甲醋液体管线922从第一分离单元920除去的富己酸甲醋液体物流和经由甲醇液体 管线934从第二分离单元932除去的富甲醇液体物流组合,任选地例如在预热器(未显示) 中挥发成蒸气相并供应至脱水-水解反应器940。脱水-水解反应器940包含至少一种对 甲醇脱水有活性并对己酸甲醋水解有活性的催化剂,例如沸石,例如儀碱沸石。经由水进料 管线950将合适地基于脱水-水解反应器940总进料的0. 1-50摩尔%的量的水供应至反 应器940。甲醇和己酸甲醋在脱水-水解反应器940中在脱水-水解反应条件下,合适地在 100°C至350°C的温度和大气压力或更大压力下转化成包含二甲離和己酸的脱水-水解反 应产物,经由脱水-水解反应产物管线942将所述反应产物从脱水-水解反应器940取出。 将脱水-水解反应产物供应至包含例如一个或多个合适地在25°C至200°C的温度和大气压 力至30barg(大气压至3000kPa)的压力下运行的蒸馈塔的第S分离单元944,W回收富己 酸物流和富二甲離物流。经由己酸除去管线946将富己酸物流通常作为塔底物流从第=分 离单元944除去。经由二甲離除去管线948将富二甲離物流通常作为塔顶物流从第=分离 单元944除去。富己酸物流和富二甲離物流二者都还可W包含不同量的甲醇、己酸甲醋和 水,并且可W任选地将该些从物流中除去并再循环至脱水-水解反应器940 (未显示)。
[0228] 图10是显示本发明用于生产己酸,引入至幾基化和甲醇合成的新鲜合成气进料, 对用于甲醇合成的合成气的洗漆和对用于幾基化的二甲離的再循环的集成方法的一个实 施方案的方框图。集成单元1010包括连接至幾基化反应器1016的合成气进料管线1012 和二甲離进料管线1014。使用中,将第一新鲜合成气加热至所需的幾基化反应温度并经 由合成气进料管线1012进料至幾基化反应器1016。合成气包含一氧化碳、氨气和二氧化 碳,并优选具有0.05-1. 1的化学计量数。将干的新鲜二甲離供应至幾基化反应器1016 (未 显示),并经由进料管线1014将再循环二甲離供应至幾基化反应器,所述二甲離进料管 线1014在进入幾基化反应器1016之前连接合成气进料管线1012。幾基化反应器1016 包含对二甲離幾基化成己酸甲醋有活性的催化剂,例如丝光沸石,合适地,是其氨形式的 丝光沸石。二甲離和合成气与催化剂在幾基化反应器1016中在250°C至350°C的温度和 l〇-100barg(l〇〇〇kPa-10,OOOkPa)的总压力下接触W形成包含己酸甲醋和富含氨气的合成 气的气态幾基化反应产物,经由幾基化反应产物管线1018将所述反应产物从幾基化反应 器1016取出并传送至包含例如热交换器和分离罐的第一分离单元1020。在分离单元1020 中,合适地将幾基化反应产物冷却至40°C至50°C的温度,并从其中回收富己酸甲醋液体物 流和包含少量己酸甲醋,例如0. 1-5摩尔%的量的合成气物流。经由己酸甲醋液体管线1022 将富己酸甲醋液体物流从分离单元1020除去。经由第一合成气管线1024将合成气从第一 分离单元1020除去,并例如通过合适的阀系统分成第一部分和第二部分。将合适地构成 其1-20摩尔%的合成气的第一部分供应至洗漆单元1032。将合适地构成其80-99摩尔% 的合成气的第二部分经由第一合成气再循环管线1030再循环至幾基化反应器1016。洗漆 单元1032经由溶剂进料管线1034供应有例如合适地包含甲醇的液体洗漆溶剂的逆流流 动,并且传送至洗漆单元1032包含己酸甲醋的合成气在此与液体洗漆溶剂接触W除去己 酸甲醋。经由溶剂除去管线1062将包含被吸收的己酸甲醋和可溶于溶剂的其它组分,合适 地是二甲離和己酸的液体洗漆溶剂从洗漆单元1032除去,并在被供应至甲醇合成反应器 1038之前,经由经洗漆合成气管线1036将贫化了己酸甲醋的经洗漆的合成气除去。甲醇 合成反应器1038包含对甲醇生产有活性的催化剂,例如商业含铜甲醇合成催化剂,例如购 自化hnsonMattheypic的Katalco?催化剂。经由第二合成气进料管线1066将第二新鲜 合成气供应至甲醇合成反应器。第二新鲜合成气包含一氧化碳、氨气和二氧化碳。分别经 由合成气进料管线1066和第二合成气再循环管线1050将第二新鲜合成气和从甲醇合成产 物回收的再循环合成气与经洗漆的合成气组合。将组合的合成气在一个或多个热交换器中 加热至所需的甲醇合成温度(未显示)并传送至甲醇合成反应器1038,并且在此与催化剂 在甲醇合成条件下,例如在230°C至275°C的温度和50-100barg(5000kPa-10,OOOkPa)的总 压力下接触,W生成包含甲醇和未转化的合成气的甲醇合成产物。经由甲醇合成产物管线 1040将甲醇合成产物从甲醇合成反应器1038取出并供应至包含例如热交换器和分离罐的 第二分离单元1042,合适地在此将其冷却至30°C至50°C的温度,并分离W回收富甲醇液体 物流和合成气物流。经由甲醇液体管线1044从第二分离单元1042除去富甲醇液体物流, 并经由第二合成气管线1046从第二分离单元1042除去合成气。将合成气例如通过合适的 阀系统分成合适地构成90-99%的合成气的第一部分和合适地构成1-10%的合成气的第二 部分。经由连接至经洗漆合成气管线1036的第二合成气再循环管线1050将合成气第一部 分再循环至甲醇合成反应器1038。将合成气第二部分作为吹扫物流除去。使经由己酸甲醋 液体管线1022从第一分离单元1020除去的富己酸甲醋液体物流和经由甲醇液体管线1044 从第二分离单元1042除去的富甲醇液体物流组合,任选地例如在预热器(未显示)中挥发 成蒸气相并供应至脱水-水解反应器1054。脱水-水解反应器1054包含至少一种对甲醇 脱水有活性并对己酸甲醋水解有活性的催化剂,例如沸石,例如儀碱沸石。经由水进料管线 1064将合适地基于脱水-水解反应器1054总进料的0. 1-50摩尔%的量的水供应至反应 器1054。甲醇和己酸甲醋在脱水-水解反应器1054中在脱水-水解反应条件下,合适地在 100°C至350°C的温度和大气压力或更大压力下转化成包含二甲離和己酸的脱水-水解反 应产物,经由脱水-水解反应产物管线1056将所述反应产物从脱水-水解反应器1054取 出。将脱水-水解反应产物供应至包含例如一个或多个合适地在25°C至200°C的温度和大 气压力至30barg(大气压至3000kPa)的压力下运行的蒸馈塔的第=分离单元1058,W回收 富己酸物流和富二甲離物流。经由己酸除去管线1060将富己酸物流通常作为塔底物流从 第=分离单元1058除去。经由二甲離进料管线1014将富二甲離物流通常作为塔顶物流从 第=分离单元1058除去,并再循
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