Способ очистки уксусной кислоты и/или уксусного ангидрида от примесей иодидов

 

Использование: технология производства уксусной кислоты и/или уксусного ангидрида карбонилированием оксидом углерода метанола или метилацетата. Сущность изобретения: способ очистки загрязненной иодидом фракции карбоновой кислоты и/или ангидрида, полученных путем жидкофазного карбонилирования с использованием катализатора карбонилирования, иодсодержащего промотора и иодсодержащего сопромотора путем испарения этой фракции после очистки ее от катализатора, исходного материала и компонентов промотора с получением в результате паровой фракции кислоты и/или ангидрида с пониженным содержанием примесей иодида. При этом продукты карбонилирования подают в предварительный флеш - испаритель, снабженный в верхней части скрубберной секцией, в котором отбирают дистиллят, содержащий катализатор карбонилирования, а остальные примеси и непрореагировавшее сырье выводят с низа аппарата. Дистиллят направляют в дистилляционную колонку. Кубовый остаток, содержащий загрязненную примесями уксусную кислоту, подают в конечный флеш-испаритель, в котором выделяют в виде паров очищенную уксусную кислоту. 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.

Изобретение относится к очистке карбоновых кислот и/или их ангидридов, в частности к удалению примесей иодидов из уксусной кислоты и/или уксусного ангидрида, получаемых жидкофазным карбонилированием соответствующего сырья, выбранного из группы, включающей метанол, диэтиловый эфир, метилацетат или их смеси.

Уксусная кислота и уксусный ангидрид являются известными химикатами, уже много лет использующимися в промышленности. Уксусный ангидрид является второй наиболее крупной областью применения уксусной кислоты. Он широко используется при получении ацетата целлюлозы и других ее эфиров. Меньшие его количества идут для получения специальных эфиров, аспирина и пестицидов. Уксусная кислота используется в качестве консерванта, а также в качестве полупродукта при получении, например, ацетатных эфиров.

Получение уксусной кислоты путем жидкофазного карбонилирования метанола является широко известным промышленным процессом, который используется в широких промышленных масштабах. Процесс карбонилирования, который обычно катализируется родием и иодистым метилом, подробно описан, например, в патенте Великобритании 1233121. В европейском патенте А-0087870 описан модифицированный способ, по которому уксусный ангидрид совместно или без уксусной кислоты получается путем последовательных стадий этерификации, карбонилирования и выделения из метанола и монооксида углерода. Более подробно этот способ включают: 1) взаимодействие метанола с возвратной уксусной кислотой на стадии этерификации с образованием продукта этерификации, содержащего преимущественно метилацетат, воду и, возможно, непрореагировавший метанол; 2) удаление части воды из продукта этерификации; 3) взаимодействие продукта этерификации, еще содержащего некоторое количество воды, с монооксидом углерода на стадии карбонилирования в присутствии катализатора свободного или связанного металлического катализатора карбонилирования и промотора свободного или связанного галогена, с образованием продукта карбонилирования, содержащего уксусную кислоту и уксусный ангидрид; 4) разделение продукта карбонилирования путем фракционной перегонки на низкокипящую фракцию, содержащую исходную реакционную смесь и летучие компоненты промотора карбонилирования, фракции уксусной кислоты и уксусного ангидрида и высококипящую фракцию, содержащую компоненты катализатора карбонилирования; 5) возврат низкокипящей фракции, содержащей исходную реакционную смесь и компоненты промотора карбонилирования, и высококипящей фракции, содержащей компоненты катализатора карбонилирования, на стадию карбонилирования; 6) возврат по меньшей мере части фракции уксусной кислоты на стадию этерификации.

Получение ангидридов карбоновых кислот путем карбонилирования описано, например, в патентах США 4.792.620 и 5.003.104.

В процессах жидкофазного карбонилирования, в частности в соответствии с патентом Великобритании 1.233.021, европейским патентом А-0087870 и патентами США 5.033.104 и 4.792.620, предпочтительным промотором является иодсодержащее соединение, предпочтительно иодоорганическое соединение, например, галоидалкил или галоидарил, причем наиболее предпочтительным является иодистый метил. Помимо указанных промоторов могут использоваться также иодсодержащие сопромоторы, такие как иодистые соли четвертичных гетероциклических аминов, описанные в европейском патенте А-0391680, алкилированные иодиды имидазолия, описанные в европейском патенте А-0379463, и иодид лития, описанный в патенте США 5.003.104.

Продукт карбонилирования, содержащий карбоновую кислоту и/или ангидрид, исходную реакционную смесь, катализатор карбонилирования, иодсодержащий промотор, и который может также содержать компоненты иодсодержащего сопромотора, может быть разделен путем пропускания через первую дистилляционную колонну, головная фракция которой содержит исходную реакционную смесь и иодсодержащие компоненты промотора, промежуточная фракция содержит карбоновую кислоту и/или ангидрид, а нижняя фракция содержит катализатор и, возможно, компоненты сопромотора. Головная и нижняя фракции возвращаются на стадию карбонилирования, а средняя фракция, при желании, разделяется путем фракционной дистилляции во второй дистилляционной колонне на фракции карбоновой кислоты и ее ангидрида.

Недостаток вышеописанного способа карбонилирования с использованием иодсодержащих промоторов и, при желании, иодсодержащих сопромоторов состоит в том, что получаемые с его помощью карбоновые кислоты и/или их ангидриды даже после разделения и очистки могут содержать значительные количества примесей иодида. В определенных процессах, таких, например, как последующая конверсия уксусной кислоты в винилацетат, примеси иода оказывают нежелательное действие, и поэтому крайне желательно их удаление.

В некоторой степени указанный недостаток может быть устранен путем пропускания продукта карбонилирования прежде всего через испаритель равновесного типа, в котором жидкая фракция, включающая катализатор карбонилирования и, возможно, иодсодержащие сопромоторы, отделяется от паровой фракции, включающей карбоновую кислоту и/или ангидрид, исходную реакционную смесь и компоненты иодсодержащего промотора. При этом жидкая фракция возвращается в реактор карбонилирования, а паровая фракция подается в первую дистилляционную колонну, модифицированную таким образом, чтобы поступающий в нее продукт разделялся только на головную фракцию, исключающую исходную реакционную смесь и иодсодержащий промотор, и нижнюю фракцию, содержащую карбоновую кислоту и/или ангидрид. Тем не менее, полученные таким образом кислота и/или ангидрид содержат некоторое количество примесей иода, что во многих случаях является недопустимым.

Было установлено, что содержание примесей иодида может быть значительно снижено, если загрязненную им фракцию карбоновой кислоты, в частности уксусной кислоты и/или ее ангидрида, полученных путем жидкофазного карбонилирования с использованием иодсодержащих промоторов и, при желании, иодсодержащих сопромоторов и очищенную от катализатора карбонилирования, исходной реакционной смеси и компонентов иодсодержащего промотора и, возможно иодсодержащих сопромоторов, подвергнуть испарению, в результате которого уксусная кислота и/или ее ангидрид с пониженным содержанием примесей иодида отделяется в виде паровой фракции от жидкой фракции.

Предметом изобретения, таким образом, является способ очистки загрязненной иодидом фракции уксусной кислоты и/или ее ангидрида, полученной жидкофазным карбонилированием способного к карбонилированию исходного сырья, выбранного из группы, включающей метанол, диэтиловый эфир и/или метилацетат, с использованием катализатора карбонилирования, иодсодержащего промотора и, при желании, иодсодержащего сопромотора, путем подачи продукта жидкофазного карбонилирования в предварительный флеш-испаритель (далее называемый как испаритель равновесного типа) в котором жидкую фракцию, содержащую катализатор карбонилирования и, при необходимости, иодсодержащий сопромотор, отделяют от паровой фракции, содержащей уксусную кислоту и/или уксусный ангидрид, непрореагировавшее в процессе карбонилирования сырье и компоненты иодсодержащего промотора, указанную жидкую фракцию возвращают в реактор карбонилирования, а паровую фракцию направляют в дистилляционную колонну, в которой отбирают головную фракцию, содержащую сырье для карбонилирования и промотор от кубового остатка, содержащего загрязненные иодидными примесями уксусную кислоту и/или уксусный ангидрид, причем указанный кубовый остаток направляют в конечный флеш-испаритель, где уксусную кислоту и/или уксусный ангидрид с пониженным содержанием иодидных примесей, отделяют в виде паровой фракции от жидкой фракции.

Загрязненная иодидом уксусная кислота и/или ее ангидрид получаются путем жидкофазного карбонилирования способного к карбонилированию исходного сырья с использованием катализатора карбонилирования, иодсодержащего промотора и, при желании, иодсодержащего сопромотора. С подробностями, связанными с карбонилированием, катализаторами, промоторами и иодсодержащими сопромоторами, можно ознакомиться в вышеупомянутых патентах Великобритании 1.233.121, США 4.792.620 и 5.003.104 и ЕР-А 0087870, указанных выше.

Подходящее способное к карбонилированию исходное сырье включает метанол, диэтиловый эфир и/или метилацетат. Подходящие катализаторы карбонилирования включают металлы VII группы Периодической таблицы элементов, из которых предпочтительными являются благородные металлы, иридий, осмий, платина, палладий, родий с рутением. Наиболее предпочтительным из них является родий. В качестве иодсодержащих промоторов можно использовать элементарный иод, иодистый водород, неорганические соли иода, такие как иодид натрия, калия, лития или кобальта и тому подобные, а также иодиды четвертичных аммониевых или фосфониевых оснований.

Предпочтительными, в частности, являются органические иодиды, такие как иодистый алкил или иодистый арил. Наиболее предпочтительным является иодистый метил.

В качестве иодсодержащего сопромотора можно использовать иодид лития, магния, кальция, титана, хрома, железа, никеля и алюминия, причем наиболее предпочтительным является иодид лития, или иодиды четвертичных аммониевых или фосфониевых оснований, такие, как, например, иодистый N, N'диметилимидазолий, или их предшественники. Использование подходящих сопромоторов описано в вышеуказанных европейских патентах А-0391680, А-0479463 и в патенте США 5.003.104. Так, в европейском патенте А-0391680 описано получение карбоновых кислот путем карбонилирования с использованием сопромотора, выбранного из группы, состоящей из иодидов четвертичных аммониевых оснований формулы
где R и R¹ независимо друг от друга выбраны из атома водорода или C₁ C₂₀-алкила, при условии, что по меньшей мере R¹ не означает атом водорода.

В европейском патенте А-0479463 описано получение ангидридов карбоновых кислот с использованием сопромотора, выбранного из группы, состоящей из иодистого 1,3-диалкил-4-метилимидазолия, иодистого 1,3-диалкил-4-этилимидазолия, иодистого 1,3-диалкил-4-н-пропилимидазолия, иодистого 1,3-диалкил-1,4-изопропилимидазолия, иодистого 1,3-диалкил-4-н-бутилимидазолия, иодистого 1,3-диалкил-4-втор.-бутилимидазолия, иодистого 1,3-диалкил-4-трет. -бутилимидазолия, иодистого 1,3-диалкил-2,4,5- триметилимидазолия и их смесей, где алкилы независимо друг от друга означают С₁-C₂₀-алкил.

В патенте США 5.003.104, описано карбонилирование метилацетата в присутствии иодистого лития в качестве сопромотора.

Предпочтительным конечным испарителем равновесного типа является испаритель равновесного типа без фракционирования. Температура, давление и другие рабочие параметры такого испарителя, необходимые для разделения жидкости на паровые фракции и время пребывания, зависят от таких факторов, как состав, температура, давление и скорость подачи в него фракции карбоновой кислоты и/или ангидрида, загрязненных иодидом. Целесообразно, чтобы давление в конечном испарителе равновесного типа в процессе работы составляло до 10⁶ Па, предпочтительно находилось бы в пределах 0 0,15 · 10⁶ Па, а температура равнялась 100 200^oC, предпочтительно 1290 - 160^oC. Целесообразно, чтобы массовое соотношение между паровой и жидкой фракциями в процессе работы конечного испарителя равновесного типа находилось в пределах 0,5 100, предпочтительно 5: 1 30:1. Указанный испаритель равновесного типа может работать в режиме "сам на себя", когда в него не подается жидкая фракция, а вся паровая фракция возвращается в него в качестве исходного материала. Целесообразно, чтобы время пребывания жидкости в конечном испарителе равновесного типа, рассчитанное как частное от деления массы жидкости в нем на массовую скорость подачи, составляло до 60 мин, предпочтительно находилось бы в пределах 5 40 мин.

Тепло к такому испарителю равновесного типа может подводиться любым способом. Предпочтительно, однако, использовать для этой цели пар, подавая его, например, с помощью внешнего термосифонного ребойлера со стороны паровой обечайки, а обрабатываемую жидкость со стороны трубок, в которые она поступает из нижней части испарителя, и в виде парожидкостной смеси возвращается в испаритель выше уровня жидкости.

Согласно изобретению для очистки уксусной кислоты и/или ее ангидрида от катализатора карбонилирования, исходной реакционной смеси и иодсодержащих компонентов промотора и, возможно, сопромотора, продукт карбонилирования направляют в предварительный испаритель равновесного типа, в котором жидкая фракция, включающая катализатор карбонилирования и иодсодержащий сопромотор (при его использовании), отделяется от паровой фракции, включающей уксусную кислоту и/или ее ангидрид, исходную реакционную смесь и компоненты иодсодержащего промотора. Жидкая фракция возвращается в реактор карбонилирования, а паровая фракция направляется в дистилляционную колонну, в которой головная фракция, включающая исходную реакционную смесь и иодсодержащий промотор, отделяется от кубового остатка, включающего содержащие примеси иодида уксусную кислот и/или ее ангидрид.

Кубовый остаток, содержащий загрязненные иодидом уксусную кислоту и/или ангидрид, направляют затем в конечный испаритель равновесного типа (флеш-испаритель), в котором уксусная кислота и/или ангидрид с пониженным содержанием примесей иодида отделяется в виде паровой фракции от жидкой фракции.

По другому варианту осуществления предлагаемого в соответствии с настоящим изобретением способа конечный испаритель равновесного типа выполнен как единое целое вместе с дистилляционной колонной. В этом случае куб дистилляционной колонны играет роль емкости испарителя, а испарение осуществляется не за счет отдельного источника тепла, а за счет ребойлера дистилляционной колонны. При таком варианте осуществления из верхней части колонны удаляется фракция, включающая исходную реакционную смесь и иодсодержащий промотор. Паровая фракция, включающая уксусную кислоту и/или ее ангидрид, отводится из нижней части дистилляционной колонны. Содержание в ней иодида ниже, чем, если бы из нижней части дистилляционной колонны отводилась жидкая фракция. Кубовая жидкая фракция удаляется отдельно из паровой фракции, отводимой из нижней части дистилляционной колонны. При таком варианте осуществления паровая фракция может быть удалена непосредственно из нижней части дистилляционной колонны выше уровня жидкости в ее кубе или оттуда же через одну или две тарелки для предотвращения уноса жидкости. Для снижения уноса жидкости можно использовать любые, применяющиеся для этой цели, известные способы.

Предпочтительно далее, чтобы в верхней части предварительного испарителя равновесного типа была смонтирована скрубберная секция с сеткой, форсунками, тарелками или другими подобными устройствами, и чтобы в испаритель через верхнюю часть этой скрубберной секции вводилась жидкость, а именно растворитель, для растворения катализатора. По другому варианту или дополнительно в верхней части предварительного испарителя равновесного типа может быть размещена насадка для обеспечения дистилляции, например, сетка. Предпочтительно в качестве промывочной жидкости в скрубберной части предварительного испарителя равновесного типа использовать жидкую фракцию, отделяемую в конечном испарителе.

При отсутствии конечного испарителя равновесного типа даже при использовании предварительного испарителя со скрубберным устройством и насадкой из плетеной сетки содержание примесей иодида в уксусной кислоте и/или уксусном ангидриде превышает допустимые для определенных областей применения значения. В частности, это имеет место в тех случаях, когда при карбонилировании используются иодсодержащие сопромоторы. Причины этого неясны, и о них можно только догадываться. Возможно, иодиды, имеющие очень высокую температуру кипения, уносятся вместе с испаряющимся дистиллятом в виде очень тонкой смеси, и/или в результате химических превращений в подключенной последовательно дистилляционной колонне образуются иодиды. Как бы то ни было, но факт остается фактом, что получаемый продукт может быть загрязнен иодидом даже после осуществления вышеописанных операций. Поэтому, если учесть вышесказанное о загрязненной иодидом кислоте и/или ангидриде, то весьма удивительно, что в продукте, подвергнутом дополнительном равновесному испарению, существенно снижается содержание примесей иодида.

По предпочтительному варианту предметом настоящего изобретения является способ получения уксусного ангидрида с или без уксусной кислоты из метанола и монооксида углерода, состоящий из ряда последовательных стадий этерификации, карбонилирования и выделения, и включающий:
1) взаимодействие метанола с возвращаемой в цикл уксусной кислотой на стадии этерификации с образованием продукта этерификации, содержащего преимущественно метилацетат, воду и, возможно, непрореагировавший метанол;
2) удаление из продукта этерификации части воды;
3) взаимодействие продукта этерификации, содержащего еще некоторое количество воды, в качестве исходного материала с монооксидом углерода на стадии карбонилирования в присутствии свободного или связанного металлического катализатора карбонилирования, иодсодержащего промотора и, при желании, иодсодержащего сопромотора с образованием в результате продукта карбонилирования, содержащего уксусную кислоту и/или уксусный ангидрид;
4) подачу полученного продукта карбонилирования в предварительный испаритель равновесного типа со смонтированной в его верхней части скрубберной секцией, в котором жидкая фракция, включающая катализатор карбонилирования, и, возможно, иодсодеражащий сопромотор, отделяется от паровой фракции, включающей уксусную кислоту и/или уксусный ангидрид, карбонилируемое непрореагировавшее сырье и иодсодержащий промотор;
5) возврат жидкой фракции со стадии (4) путем фракционной дистилляции в дистилляционной колонне на кубовый остаток, включающий загрязненные иодидом уксусную кислоту и/или уксусный ангидрид, и головную фракцию, включающую непрореагировавший на стадии карбонилирования исходный материал и иодсодержащий промотор;
7) возврат головной фракции со стадии (6) на стадию карбонилирования;
8) подачу кубового остатка со стадии (6), включающей загрязненные иодидными примесями уксусную кислоту и/или уксусный ангидрид, в конечный испаритель равновесного типа, в котором уксусная кислота и/или уксусный ангидрид с пониженным содержанием примесей иодида отделяется в виде паровой фракции от жидкой фракции;
9) возврат жидкой фракции со стадии (8) в качестве промывной жидкости в скрубберную секцию предварительного испарителя равновесного типа;
10) отделение путем дистилляции уксусной кислоты от уксусного ангидрида из паровой фракции со стадии (8);
11) возврат по меньшей мере части уксусной кислоты, отделенной на стадии (10) на стадию этерификации (1);
12) извлечение уксусного ангидрида и той части уксусной кислоты, которая не возвращается на стадию этерификации, из паровой фракции со стадии (8).

По модифицированному варианту указанного способа конечный испаритель равновесного типа может быть выполнен как единое целое с фракционной дистилляционной колонной, используемой для фракционной дистилляции продукта на стадии (6). В этом случае стадии (6) (9) модифицированы следующим образом:
6') разделение паровой фракции со стадии (4) путем фракционной дистилляции в дистилляционной колонне на головную фракцию, включающую непрореагировавший на стадии карбонилирования исходный материал и иодсодержащий промотор, кубовую паровую фракцию, включающую уксусную кислоту и/или ангидрид с пониженным содержанием примесей иодида, и кубовую жидкую фракцию;
7') возврат головной фракции со стадии (6') на стадию карбонилирования;
8') отвод кубовой паровой и кубовой жидкой фракций из куба дистилляционной колонны;
9') возврат кубовой жидкой фракции со стадии (8') в качестве промывной жидкости в скрубберную секцию предварительного испарителя равновесного типа.

Как уже отмечалось, для уменьшения уноса кубовую паровую фракцию можно удалять из куба дистилляционной колонны через одну или две тарелки, а жидкий кубовый остаток можно удалить из основания дистилляционной колонны.

Подробности о предпочтительных регентах, условиях проведения реакции и процедурах, проводимых при осуществлении этого предпочтительного варианта осуществления, содержатся в ранее упомянутом европейском патенте А-0087870.

На фиг. 1 изображена упрощенная технологическая схема соответствующей части способа получения уксусного ангидрида и уксусной кислоты из метанола и монооксида углерода, состоящего из стадий этерификации, карбонилирования и выделения, как это описано в европейском патенте А-0087870; на фиг. 2 модифицированная конструкция аппарата, изображенного на фиг. 1, с испарителем, выполненным как единое целое с дистилляционной колонной.

По схеме в соответствии с фиг. 1 продукт реакции карбонилирования, состоящий в основном из уксусного ангидрида, уксусной кислоты, непрореагировавшего метилацетата, родиевого катализатора карбонилирования, некоторого количества промотора иодидного метила и, возможно, сопромотора, например, N, N'-диметилимидазолийиодида, выходящий из реактора карбонилирования 15, подается по трубопроводу 1 в предварительный испаритель равновесного типа 2, в котором имеются скрубберные тарелки 3 и ввод для рециркулируемой жидкости 4. Кроме того, в нем имеется насадка в виде плетеной сетки 14. Паровая фракция, состоящая из уксусного ангидрида, уксусной кислоты, непрореагировавшего метилацетата и промотора метилиодида, удаляется из предварительного испарителя равновесного типа по трубопроводу 5, а жидкая фракция, включающая нелетучий катализатор карбонилирования и, возможно, сопромотор, по трубопроводу 6 и возвращается в реактор карбонилирования 15. Скрубберные тарелки 3, насадка из плетеной сетки 14 и промывная жидкость 4, таким образом, предназначены для облегчения удаления нелетучих иодидов в жидкой фракции, выводимой по трубопроводу 6.

Удаляемая из предварительного испарителя равновесного типа 2 паровая фракция по трубопроводу 5 подается в дистилляционную колонну 7, из верхней части которой по трубопроводу 8 отводится фракция, содержащая, главным образом, непрореагировавший метилацетат и промотор-иодистый метил, которые возвращаются на стадию карбонилирования. Из куба 9 колонны по трубопроводу 10 отводится кубовая жидкая фракция, состоящая в основном из загрязненных иодидом уксусного ангидрида и уксусной кислоты.

Из дистилляционной колонны 7 кубовая фракция по трубопровод 10 подается в конечный испаритель равновесного типа 11, который обогревается с помощью внешнего термосифонного ребойлера 16 паром, подаваемым со стороны обечайки. Из испарителя 11 по трубопровод 12 отводится паровая фракция уксусного ангидрида и уксусной кислоты с существенно более низким содержанием иодида. Жидкая фаза отводится из испарителя по трубопроводу 13 и возвращается в качестве промывной жидкости на тарелки 3 предварительного испарителя равновесного типа 2, в который она поступает по входному трубопроводу 4.

Паровая фаза, отводимая из испарителя 11, разделяется путем дистилляции в дистилляционной колонне (на чертеже не показана) на уксусный ангидрид и уксусную кислоту. Уксусная кислота возвращается, как это описано в европейском патенте А-0087870, в процесс. Часть ее, используемая для получения метилацетата, подается в реактор этерификации.

На фиг. 2 показан модифицированный вариант установки в соответствии с фиг. 1, в которой конечный испаритель равновесного типа выполнен как единое целое вместе с дистилляционной колонной. Все остальные элементы установки такие же, как и на фиг. 1.

При работе установки продукт, образующийся на стадии карбонилирования и состояний в основном из уксусного ангидрида, уксусной кислоты, непрореагировавшего метилацетата, родиевого катализатора карбонилирования некоторого количества промотора иодистого метила и, возможно, сопромотора, например, иодистого N,N'-диметилимидазолия, после реактора карбонилирования 15 подается по трубопроводу 1 в предварительный испаритель равновесного типа 2 со скрубберными тарелками 3 и вводом 4 для рециркулируемой жидкости. Кроме того, в нем имеется насадка из плетеной сетки 14. Паровая фракция, состоящая из уксусного ангидрида, уксусной кислоты, непрореагировавшего метилацетата и промотора иодистого метила, отводится из предварительного испарителя равновесного типа по трубопроводу 5, а жидкая фракция, включающая нелетучий катализатор карбонилирования и, возможно, сопромотор и по трубопровод 6 и возвращается в реактор карбонилирования 15. Скрубберные тарелки 3, насадка из плетеной сетки 14 и промывная жидкость 4 предназначены для облегчения удаления нелетучих иодидов в паровой фракции, отводимой по трубопроводу 6.

Паровая фракция из испарителя равновесного типа 2 подается по трубопровод 5 в дистилляционную колонну 7, из верхней части которой по трубопроводу 8 отводится фракция, содержащая в основном непрореагировавший метилацетат и промотор иодистый метил, которые возвращаются на стадию карбонилирования.

В изображенной на фиг. 2 схеме конечный испаритель равновесного типа 2 выполнен как единое целое с дистилляционной колонной. Таким образом, куб 17 дистилляционной колонны 7 играет роль емкости конечного испарителя равновесного типа. Испарение в этом случае осуществляется с помощью внешнего термосифонного ребойлера 16 за счет пара, подаваемого со стороны обечайки, который обеспечивает также кипение содержимого дистилляционной колонны.

Из куба 17 дистилляционной колонны по трубопроводу 12 отводится паровая фракция уксусного ангидрида и уксусной кислоты, имеющая значительно более низкое содержание иодида, чем если бы из куба дистилляционной колонны отбиралась жидкая фракция. Жидкая фракция отводится из куба 17 по трубопроводу 13 и в качестве промывной жидкости возвращается на тарелки 3 предварительного испарителя равновесного типа, в который она вводится через входной патрубок 4. Паровая фракция может также отводиться из куба дистилляционной колонны через одну или две тарелки.

Отводимая из куба 17 по трубопровод 12 паровая фракция разделяется путем дистилляции в дистилляционной колонне (на чертеже не показана) на уксусный ангидрид и уксусную кислоту, и уксусная кислота возвращается в процесс таким образом, как это описано в европейским патенте А-0087870. Часть отделенной уксусной кислоты используется для получения метилацетата в реакторе на стадии этерификации.

П р и м е р ы 1 и 2.

В этих примерах использовалась технологическая схема, аналогичная схеме, изображенной на фиг. 1.

Жидкая композиция, представляющая собой продукт катализируемой родием реакции карбонилирования смеси метанола, метилацетата и воды в присутствии промотора иодистого метила и сопромотора иодистого N,N'-диметилимидазолия, осуществляемой в реакторе с мешалкой, работающем в непрерывном режиме, пропускалась через предварительный испаритель равновесного типа. Отводимая из него жидкая фаза, состоящая из нелетучего родиевого катализатора карбонилирования и иодистого N,N'-диметилимидазолия, возвращалась в реактор карбонилирования. Отводимая из предварительного испарителя равновесного типа паровая фракция подавалась в дистилляционную колонну. Отводимая из верхней части дистилляционной колонны фракция, включающая метилацетат и промотор - иодистый метил, возвращалась в реактор карбонилирования. Жидкая фракция, отводимая из куба дистилляционной колонны, охлаждалась и собиралась в емкости, после чего подавалась в обогреваемый паром испаритель, работающий при давлении 1 бар и температуре около 149^oC. Состав исходного материала, паровой и жидкой фракций для примеров 1 и 2 приведен в табл. 1 и 2.

Из приведенных в табл. 1 и 2 данных видно, что содержание примесей иодида в паровой фракции значительно ниже, чем в исходном материале, и это, несмотря на то, что последний уже был подвергнут предварительной обработке путем испарения.

П р и м е р ы 3 и 4.

В этих примерах использовалась технологическая схема, аналогичная схеме, изображенной на фиг. 2.

Жидкая композиция, представляющая собой продукт катализируемой родием реакции карбонилирования смеси метанола, метилацетата и воды в присутствии промотора-иодистого метила и сопромотора N,N'-диметилимидазолия, осуществляемой в реакторе с мешалкой, работающем в непрерывном режиме, пропускалась через предварительный испаритель равновесного типа. Отводимая из него жидкая фракция, состоящая из нелетучего родиевого катализатора карбонилирования и иодистого N, N'-диметилимидазолия, возвращалась в реактор карбонилирования. Отводимая из предварительного испарителя равновесного типа паровая фракция подавалась в дистилляционную колонну Oldrshaw диаметром 3 дюйма, работающую при атмосферном давлении. Отводимая из верхней части дистилляционной колонны паровая фракция, включающая метилацетат и промотор иодистый метил, возвращалась в реактор карбонилирования. Паровая фракция, включающая уксусную кислоту и уксусный ангидрид с низким содержанием примеси иодида, отводилась со второй снизу тарелки дистилляционной колонны. Кубовая жидкая фракция отводилась из куба дистилляционной колонны и возвращаясь в предварительный испаритель равновесного типа. В примеpе 3 дистилляционной колонны работала с возвратом флегмы в верхнюю часть колонны при соотношении между флегмой и отбираемой головной фракцией 1,94 1,0. В примере 4 флегмовое число не фиксировалось.

Результаты, полученные в обоих опытах, приведены в табл. 3 и 4. Низкое содержание иодида в паровых фракциях и высокое его содержание в кубовых фракциях свидетельствует о том, что содержание иодида в паровых фракциях ниже, чем в том случае, если бы потоки смеси кислоты и ангидрида отбирались из куба дистилляционной колонны в виде жидкой фракции.

Формула изобретения

1. Способ очистки уксусной кислоты и/или уксусного ангидрида от примесей иодидов в процессе жидкофазного карбонилирования соответствующего сырья, выбранного из группы, содержащей метанол, диэтиловый эфир и метилацетат с использованием катализатора карбонилирования, иодсодержащего промотора и при необходимости иодсодержащего сопромотора, отличающийся тем, что продукт жидкофазного карбонилирования направляют в предварительный флеш-испаритель, в котором жидкую фракцию, содержащую катализатор карбонилирования и при необходимости иодсодержащий сопромотор, отделяют от паровой фракции, содержащей уксусную кислоту и/или уксусный ангидрид, непрореагировавшее в процессе карбонилирования сырье и компоненты иодсодержащего промотора, указанную жидкую фракцию возвращают в реактор карбонилирования, а паровую фракцию направляют в дистилляционную колонну, в которой отбирают головную фракцию, содержащую сырье для карбонилирования и иодсодержащий промотор, и кубовый остаток, содержащий загрязненные иодидными примесями уксусную кислоту и/или уксусный ангидрид, направляют в конечный флеш-испаритель, где уксусная кислота и/или уксусный ангидрид, содержащие пониженное содержание иодидных примесей, отделяют от жидкой фракции в виде паровой фракции.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве конечного флеш-испарителя используют испаритель мгновенного испарения без фракционирования.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяют конечный флеш-испаритель, выполненный в виде единого целого с дистилляционной колонной, при помощи которой паровую фракцию из предварительного флеш-испарителя направляют в дистилляционную колонну, из верхней части которой отводят головную фракцию, содержащую исходное сырье для карбонилирования и иодсодержащий промотор, а паровую фракцию, содержащую уксусную кислоту и/или уксусный ангидрид, отводят из куба дистилляционной колонны отдельно от жидкого кубового остатка, который удаляют из основания дистилляционной колонны.

4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что в конечном испарителе поддерживают избыточное давление до 10⁶ Па и/или температуру в пределах 100 200^oС.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что предварительный флеш-испаритель в своей верхней части снабжен скрубберной секцией, куда подают жидкую фракцию из конечного испарителя в качестве промывной жидкости.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что карбонирование сырья для образования уксусной кислоты и уксусного ангидрида осуществляют в присутствии родиевого катализатора, метилиодида в качестве промотора и NN'-диметилимидазолийиодида в качестве сопромотора.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что продукт карбонилирования получают с использованием стадий этерификации, карбонилирования и выделения из жидкой фазы, включающих взаимодействие метанола с возвращенной в цикл уксусной кислотой на стадии этерификации с образованием продукта этерификации, содержащего в основном метилацетат, воду и не обязательно не вступивший в реакцию метанол, удаление части воды из продукта этирификации, взаимодействие продукта этерификации, содержащего еще некоторое количество воды, в качестве карбонилируемого сырья с монооксидом углерода на стадии карбонилирования в присутствии свободного или связанного металлического катализатора карбонилирования, иодсодержащего промотора и не обязательно иодсодержащего сопромотора, с образованием продукта карбонилирования, содержащего уксусную кислоту и уксусный ангидрид, отличающийся тем, что продукт карбонилирования подают в предварительный флеш-испаритель, снабженный скрубберной секцией в его верхней части, в котором отделяют жидкую фракцию, содержащую катализатор карбонилирования и не обязательно иодсодержащий сопромотор, от паровой фракции, содержащей уксусную кислоту, уксусный ангидрид, карбонилируемое непрореагировавшее сырье и иодсодержащий промотор, отделенную жидкую фракцию возвращают на стадию карбонилирования, а паровую фракцию разделяют фракционной дистилляцией в дистилляционной колонне, отбирая головную фракцию, содержащую непрореагировавшее на стадии карбонилирования исходное сырье и иодсодержащий промотор, которую возвращают на стадию карбонилирования, а кубовый остаток, содержащий загрязненные иодидными примесями уксусную кислоту и уксусный ангидрид, подают в конечный флеш-испаритель, в котором в виде паровой фракции отделяют уксусную кислоту и уксусный ангидрид уже с пониженным содержанием иодидных примесей, от жидкой фракции, возвращаемой в скрубберную секцию предварительного испарителя в качестве промывной жидкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3