降低目標(biāo)流中的醛濃度的方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請?zhí)枮?00780017494.2、申請日為2007年4月3日、發(fā)明名稱為"降 低目標(biāo)流中的醛濃度的方法"的申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及降低目標(biāo)流中的醛濃度的方法。本發(fā)明特別涉及降低羰基化法的目標(biāo) 流中的醛濃度的方法。本發(fā)明還涉及降低包含可羰基化的反應(yīng)物的目標(biāo)流中醛濃度的方 法。更特別地，本發(fā)明涉及降低羰基化法的羰基化反應(yīng)器的進(jìn)料流中醛濃度的方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 在目前使用的合成乙酸的方法中，商業(yè)上最有用的一種是如1973年10月30日授 予Paulik等人的美國專利3, 769, 329中教導(dǎo)的可羰基化的反應(yīng)物（特別是甲醇）與一氧 化碳的催化羰基化。羰基化催化劑通常含有銠，其溶解在或以其它方式分散在液體反應(yīng)介 質(zhì)中，或負(fù)載在惰性固體上，羰基化催化劑還含有含鹵素的助催化劑，如甲基碘。銠可以以 多種形式引入反應(yīng)體系。同樣地，鹵化物助催化劑的性質(zhì)通常不是關(guān)鍵的。該專利權(quán)人公 開了大量的合適的助催化劑，其中多數(shù)是有機(jī)碘化物。最常見和有用地，通過將一氧化碳?xì)?體連續(xù)鼓入溶有催化劑的液體反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行該反應(yīng)。
[0004] 在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利5, 001，259 (1991年3月19日公布）；5, 026, 908 (1991年6 月25日公布）；和5, 144, 068 (1992年9月1日公布）；和歐洲專利EP 0 161 874 B2 (1992 年7月1日公開）中，公開了醇在銠催化劑存在下的羰基化以制造具有比該醇多一個碳原 子的羧酸的現(xiàn)有技術(shù)方法中的改進(jìn)。如其中所公開的那樣，由甲醇在含有乙酸甲酯、甲基鹵 (尤其是甲基碘）和以催化有效濃度存在的銠的反應(yīng)介質(zhì)中制造乙酸。這些專利公開了，通 過在反應(yīng)介質(zhì)中保持指定濃度的除作為碘化氫存在的碘離子外的碘離子，并保持催化有效 量的銠和至少有限濃度的水，則即使在反應(yīng)介質(zhì)中極低的水濃度（即4重量％或更低，而一 般工業(yè)實踐是維持大約14-15重量％水）下，也可以使羰基化反應(yīng)器的催化劑穩(wěn)定性和生 產(chǎn)率保持在令人驚訝的高水平。這種碘離子是簡單鹽，其中碘化鋰是優(yōu)選的。這些專利教 導(dǎo)了，乙酸甲酯和碘化物鹽的濃度是影響甲醇羰基化制造乙酸的速率的重要參數(shù)，尤其是 在低反應(yīng)器水濃度下。通過使用較高濃度的乙酸甲酯和碘化物鹽，獲得了令人驚訝的催化 劑穩(wěn)定性和反應(yīng)器生產(chǎn)率，即使該液體反應(yīng)介質(zhì)含有濃度低至大約〇. 1重量％的水，該濃 度低到其可以粗略地簡單定義為"有限濃度"的水。此外，所用反應(yīng)介質(zhì)提高了銠催化劑的 穩(wěn)定性，即抗催化劑沉淀性，尤其是在該方法的產(chǎn)物回收步驟中。在這些步驟中，用于回收 乙酸產(chǎn)物的蒸餾容易從催化劑中除去一氧化碳，其在反應(yīng)器內(nèi)的環(huán)境中是對銠具有穩(wěn)定化 作用的配體。美國專利5, 001，259、5, 026, 908和5, 144, 068經(jīng)此引用并入本文。
[0005] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，盡管用于制造乙酸的低水羰基化法減少了副產(chǎn)物，如二氧化碳、氫和丙 酸，但低水羰基化法會增加通常以痕量存在的其它雜質(zhì)的量，并且在試圖通過改進(jìn)催化劑 或改變反應(yīng)條件來提高生產(chǎn)率時，乙酸的品質(zhì)有時會受影響。
[0006] 這些痕量雜質(zhì)影響乙酸的品質(zhì)，尤其是當(dāng)它們在反應(yīng)法中再循環(huán)時，這尤其造成 這些雜質(zhì)經(jīng)時累積。不飽和醛，特別是由乙醛的醛醇縮合反應(yīng)生成的巴豆醛和乙基巴豆醛， 是降低乙酸的高錳酸鉀時間（乙酸工業(yè)中常用的品質(zhì)試驗）的雜質(zhì)。本文所用的術(shù)語"醛" 指含有醛官能團(tuán)的化合物，該化合物可以具有或沒有不飽和性。關(guān)于羰基化法中雜質(zhì)的進(jìn) 一步論述，參見 Catalysis of Organic Reaction, 75, 369-380 (1998)。這些酸類可能存在 于羰基化法的各種物流中。如所公開的那樣，這些醛類可能在該方法中生成。因此，醛類可 能存在于各種內(nèi)部工藝流中。這些醛類也通常存在于羰基化法常用的進(jìn)料中?？婶驶?反應(yīng)物的常見工業(yè)來源可能含有可能醛類，它們以不合意的濃度存在。因此，醛類可能存在 于供應(yīng)到羰基化反應(yīng)器中的進(jìn)料流中。羰基化法的這類物流，如工藝流和進(jìn)料流，通常含有 至少一種可羰基化的反應(yīng)物。
[0007] 本發(fā)明涉及降低醛濃度，這些醛可能作為例如乙醛、丁醛、巴豆醛、2-乙基巴豆醛 和2-乙基丁醛之類的化合物存在，特別是在包含可羰基化反應(yīng)物的目標(biāo)流或羰基化法的 目標(biāo)流中。
[0008] 上述醛類，如乙醛，是羰基化法中可能形成的多種其它不合意產(chǎn)物的來源。乙醛特 別是丙酸的來源。通過降低醛濃度，本發(fā)明還可以減少或除去這類不合意的副產(chǎn)物。因此， 主要目的是減少醛類，特別是乙醛。
[0009] 除去這類醛雜質(zhì)的傳統(tǒng)技術(shù)包括用氧化劑、臭氧、水、甲醇、活性炭、胺等處理乙酸 產(chǎn)物流。這類處理可以與或不與乙酸蒸餾結(jié)合。最常見的提純處理包括最終產(chǎn)物的一系列 蒸餾。同樣已知通過用胺化合物（其與醛類反應(yīng)形成肟，例如羥胺）處理有機(jī)流，然后蒸餾， 以將純化的有機(jī)產(chǎn)物與肟反應(yīng)產(chǎn)物分離，從而從有機(jī)流中除去醛雜質(zhì)。但是，最終產(chǎn)物的額 外處理增加了該方法的成本，且處理過的乙酸產(chǎn)物的蒸餾會導(dǎo)致形成另外的雜質(zhì)。
[0010] 因此重要的是找出降低羰基化法內(nèi)（包括含可羰基化反應(yīng)物的工藝流和進(jìn)料流） 的醛類濃度的更經(jīng)濟(jì)可行的方法，并不會污染最終產(chǎn)物或增加不必要的成本。因此，仍然需 要提高醛減少效率的替代方法。本發(fā)明提供了 一種這樣的替代解決方案。 發(fā)明概要
[0011] 本發(fā)明涉及降低目標(biāo)流中的醛濃度的方法。本發(fā)明特別涉及降低羰基化法的目標(biāo) 流中的醛濃度的方法。本發(fā)明還涉及降低包含可羰基化的反應(yīng)物的目標(biāo)流中的醛濃度的方 法。更特別地，本發(fā)明涉及降低羰基化法的羰基化反應(yīng)器的進(jìn)料流中的醛濃度的方法。
[0012] 一方面，本發(fā)明提供了一種方法，包括：提供包含可羰基化的反應(yīng)物并具有第一醛 濃度的目標(biāo)流；和使該目標(biāo)流在足以將第一醛濃度降至第二醛濃度的條件下在負(fù)載型催化 劑存在下反應(yīng)，所述催化劑包含至少一種第8族至第11族金屬。
[0013] 另一方面，本發(fā)明提供了一種方法，包括：提供具有第一醛濃度的羰基化法目標(biāo) 流；將該目標(biāo)流供應(yīng)到裝有負(fù)載型催化劑的反應(yīng)器中，所述催化劑包含至少一種第8族至 第11族金屬；使該目標(biāo)流經(jīng)受足以降低第一醛濃度的條件；和從反應(yīng)器中移出具有第二醛 濃度的處理過的物流，所述第二醛濃度低于第一醛濃度。
[0014] 另一方面，本發(fā)明提供了一種方法，包括：提供包含可羰基化的反應(yīng)物并具有第一 醛濃度的羰基化法進(jìn)料流；將該進(jìn)料流供應(yīng)到裝有負(fù)載型催化劑的反應(yīng)器中，所述催化劑 包含至少一種第8族至第11族金屬；使該進(jìn)料流經(jīng)受足以降低第一醛濃度的條件；和從反 應(yīng)器中移出具有第二醛濃度的處理過的物流，所述第二醛濃度低于第一醛濃度。
[0015] 盡管本發(fā)明可以有各種修改和備選形式，但本文以舉例的方式展示了具體實施方 案并加以詳細(xì)描述。但是，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不限于所公開的具體形式。相反，本發(fā)明旨 在覆蓋落在如所附權(quán)利要求所指定的本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)的所有修改、對等物和備選方案。
[0016] 示例性實施方案的描述
[0017] 本發(fā)明涉及降低目標(biāo)流中的醛濃度的方法。本發(fā)明特別涉及降低羰基化法的目標(biāo) 流中的醛濃度的方法。本發(fā)明還涉及降低包含可羰基化反應(yīng)物的目標(biāo)流中的醛濃度的方 法。更特別地，本發(fā)明涉及降低羰基化法的羰基化反應(yīng)器的進(jìn)料流中的醛濃度的方法。
[0018] 下面描述本發(fā)明的示例性實施方案。為清楚起見，在本說明書中沒有描述實際實 施的所有要素。當(dāng)然要認(rèn)識到，在任何這類實際實施方案的開發(fā)中，必須作出許多實施特異 性的決定以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如適應(yīng)與系統(tǒng)相關(guān)的和與行業(yè)相關(guān)的限制，這通常 隨實施的不同而不同。此外，要認(rèn)識到，這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗時的，但對獲益于本 公開的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言仍然是常規(guī)任務(wù)。
[0019] 在本發(fā)明的各種實施方案中，提供了降低目標(biāo)流中醛濃度的方法，該目標(biāo)流以第 一醛濃度包含至少一種醛類。在某些實施方案中，使用羰基化法目標(biāo)流，其可以含有或不含 可羰基化的反應(yīng)物。在某些實施方案中，提供了降低羰基化法進(jìn)料流中醛濃度的方法，所述 進(jìn)料流包含至少一種可羰基化的反應(yīng)物和第一醛濃度的至少一種醛類。
[0020] 在各種實施方案中，使包含第一醛濃度的目標(biāo)流進(jìn)行反應(yīng)，包括使目標(biāo)流與包含 至少一種第8族至第11族金屬的負(fù)載型催化劑在足以將第一醛濃度降至第二醛濃度的條 件下接觸。由于進(jìn)行該方法，可以理想地降低醛類濃度，并且可以分離出含有第二醛濃度的 處理過的物流。處理過的物流可以有利地用在最好具有降低的醛濃度的后續(xù)方法或工藝步 驟中。
[0021] 本發(fā)明通常不受具有第一醛濃度的醛類的濃度的限制。