用于联合生产乙酸和乙酸酐的方法_2

文档序号:9552791阅读:来源:国知局
一氧化碳可以 作为与氢气的混合物,例如一氧化碳与> 〇至10体积%的氢气的混合物使用。
[0021] 可以将乙酸甲酯、二甲醚或其混合物连续进料至反应区。当然将理解的是二甲醚 在羰基化反应中转化成乙酸甲酯,因此可以将其认为是乙酸甲酯前体。
[0022] 液体反应组合物中乙酸甲酯和二甲醚的总浓度合适地保持在约5至约30重量%, 优选约10至约20重量%。合适地,液体反应组合物中乙酸甲酯的浓度保持在约5至约30 重量%,优选约10至约20重量%。
[0023] 通过使用任何合适的第VIII族金属催化剂,例如铑或铱催化剂来促进乙酸甲酯 和/或二甲醚的羰基化。优选地,第VIII族金属催化剂是铑催化剂。任何在乙酸甲酯或二 甲醚的羰基化中有用的可溶的铑催化剂可以用于本发明。铑的来源可以是例如简单的无 机盐,例如氯化铑(III)、三水合氯化铑(III)、溴化铑(III)或碘化铑(III);铑的羰基或 有机金属络合物或配位络合物,包括例如[Rh(CO) 2C1]2、[Rh(C0) 21]2、[Rh(Cod)C1]2、乙酸铑 (III)、二羰基乙酰丙酮化铭、RhCl3(PPh3)3和RhCl(CO)(PPh3)2。
[0024] 催化剂的量不是关键的,并且可以在宽的范围内变化。然而通常,反应区中液体反 应组合物中存在的铑金属的浓度为约50至约2000ppm,例如约100至约1000ppm。
[0025] 根据本发明,液体反应组合物和引入到闪蒸区的取出的液体反应组合物的至少一 个包含至少一种选自第IA和IIA族金属盐的盐的金属盐。因此合适地,金属盐可以存在于 或添加至反应区中的液体反应组合物,或者可以在从反应区取出之后并在将其引入到闪蒸 分离区之前将金属盐添加至液体反应组合物。优选地,反应区中的液体反应组合物包含至 少一种金属盐。
[0026] 为了避免疑问,元素周期表的第IA族元素是锂、钠、钾、铷、铯和钫。第IIA族元素 是铍、镁、妈、锁、钡和错。
[0027] 金属盐可以是任何第IA族或第IIA族金属盐,其溶解在液体反应组合物中,或在 其中可转化成可溶形式。合适地,金属盐可以是第IA族或第IIA族金属乙酸盐或者第IA 族或第ΠΑ族金属卤化物,例如第IA族或第IIA族金属碘化物。
[0028] 金属盐可以作为固体或作为与液体反应组合物相容的溶剂,例如乙酸溶剂中的溶 液添加。
[0029] 在本发明的一个实施方案中,金属盐是锂盐,例如选自乙酸锂和卤化锂,如碘化锂 的至少一种锂盐。
[0030] 在另一实施方案中,反应区中的液体反应组合物包含金属盐,其是锂盐,例如选自 乙酸锂和卤化锂,如碘化锂的至少一种锂盐。
[0031] 现在已经观察到在用于联合生产乙酸和乙酸酐的液体反应组合物中存在至少一 种第IA或IIA族金属盐具有相对于乙酸提高乙酸酐的挥发性的作用。因此,在其中液体反 应组合物包含至少一种第ΙΑ或IIA族金属盐和将液体反应组合物引入到闪蒸分离区的方 法中,相比于在其中没有第IA或IIA族金属盐存在于液体反应组合物中的方法中得到的蒸 气馏分中的乙酸酐的量,相对更多的乙酸酐将存在于从闪蒸分离区移除的蒸气馏分中。
[0032] 可以由乙酸酐与乙酸的凝液膨胀系数(flashfactor)的比率来确定闪蒸分离区 中金属盐提高乙酸酐相对于乙酸分离的能力。可以根据以下等式确定组分的凝液膨胀系数 (FF): FF(组分)=(闪蒸气中组分的质量X闪蒸气的质量流量)/(至闪蒸的液体反应组合物 中组分的质量X至闪蒸的液体反应组合物的质量流量),其中"组分"为乙酸或乙酸酐。 [0033] 由FF(乙酸)/FF(乙酸酐)计算凝液膨胀系数比。
[0034] 因此,凝液膨胀系数比的值越低,反应区中要求达到大于或等于1,即彡1:1的酸: 酸酐的摩尔比,优选大于或等于1. 2,即彡1. 2:1的酸:酸酐的摩尔比的乙酸酐的浓度越低。
[0035] 合适地,凝液膨胀系数比为约0. 2至约1. 4,例如约0. 3至约1. 4或约0. 2至约 1. 0,例如约0. 3至约1. 0、约0. 2至约0. 75或约0. 3至约0. 75。
[0036] 根据本发明使用的金属盐的量应该在所述盐在液体反应组合物中的溶解度限度 内,并且是足够达到大于或等于1,优选大于或等于1. 2的来自闪蒸分离区的蒸气馏分中乙 酸与乙酸酐的摩尔比的有效量。
[0037] 合适地,第IA和IIA族金属盐,优选第IA族金属盐以大于0至约14000ppm的第 IA族或第IIA族金属,例如约1000至约6000ppm,例如约1000至约5000ppm的总浓度存 在于液体反应组合物中。
[0038] 在本发明的实施方案中,使用的金属盐是第IA族金属盐,例如锂盐,如乙酸锂或 碘化锂,并且液体反应组合物中锂盐的浓度为大于0至约14000ppmLi,例如约1000至约 6000ppmLi,例如约 1000 至约 5000ppmLi。
[0039] 有利地,本发明的方法允许提高乙酸酐的生产量而不要求相应提高反应区中乙酸 酐的浓度。液体反应组合物中存在的第IA或IIA族金属的浓度越高,反应区中要求保持大 于或等于1(即彡1:1),优选大于或等于1. 2,(即彡1. 2:1)的闪蒸气馏分中乙酸:乙酸酐 的摩尔比的乙酸酐的浓度越低。
[0040] 理想地,反应区中液体反应组合物中的乙酸酐的浓度保持在约5至约35重量%,例 如约5至约30重量%,例如约5至约25重量%,例如约10至约25重量%。
[0041] 在本发明的实施方案中,凝液膨胀系数比为约0. 2至1. 4,例如约0. 3至约1. 0,例 如约0. 3至约1. 0,优选约0. 3至约0. 75,并且反应区中液体反应组合物中的乙酸酐的浓度 保持在约5至约30重量%,例如约5至约25重量%,例如约10至约25重量%。
[0042] 在另一实施方案中,反应区中液体反应组合物中存在的乙酸酐的浓度保持在约5 至约30重量%,例如约5至约25重量%,例如约10至约25重量%,并且第IA族和第IIA族 金属盐的总浓度为约大于0至约14000ppm的第IA族和第IIA族金属,例如约1000至约 13500ppm的第IA族和第IIA族金属。
[0043] 反应区中的液体反应组合物可以额外包含第VIII族金属催化剂的一种或多种助 催化剂,例如铭催化剂的一种或多种助催化剂。合适的助催化剂包括(i)季(quaternary) 有机磷或有机氮化合物的碘化物盐或(ii)无机碘化物盐,例如碘化锂或(iii)在液体反应 组合物中形成碘化物盐的无机盐或者有机氮或有机磷化合物。
[0044] 合适的季有机磷或有机氮化合物的碘化物盐包括四烷基碘化鱗、四烷基碘化铵、 三苯基(烷基)碘化鱗和Ν,Ν' -二烷基咪唑鑰碘化物,其中所述烷基含有至多8个碳原子。
[0045] Ν,Ν' -二烷基咪唑鑰碘化物的实例包括1,3-二烷基-4-烷基咪唑鑰碘化物,其中 所述烷基含有至多8个碳原子,优选甲基或乙基烷基。
[0046] 可以将是无机盐的一部分或全部助催化剂作为在液体反应组合物中形成碘化物 盐的盐来进料。因此,可以初始地例如以乙酸盐、氢氧化物、氯化物或溴化物的形式提供助 催化剂。可以以其中磷或氮原子是三价的化合物的形式来提供含有机磷或含有机氮的助催 化剂,例如三丁基膦、三丁基胺、咪唑和Ν-甲基咪唑,其由液体反应组合物中存在的甲基碘 季化(quaternise) 〇
[0047] 取决于各种因素,特别是所使用的具体助催
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