[发明专利]用于生产乙酸的基于喷射器的反应器和泵循环回路

说明书

优先权声明

本申请要求2010年12月16日提交的美国申请号12/970,315的优先权，所述美国申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明与用于制造乙酸的改进方法相关，特别是与乙酸生产系统的改进相关，所述改进包括实现基于喷射器的反应器和一个或多个泵循环回路。

背景技术

用于合成乙酸的广泛使用且成功的工业化生产过程涉及用一氧化碳使甲醇催化羰基化。催化剂包含铑和/或铱和卤素促进剂，通常为甲基碘。通过使一氧化碳连续鼓泡通过其中溶解催化剂的液体反应介质从而进行反应。反应介质包含乙酸甲酯、水、乙酸、甲基碘和催化剂。用于甲醇的羰基化的工业化生产过程包括美国专利号3,769,329、5,001,259、5,026,908和5,144,068中描述的那些，所述美国专利的全部和公开内容以引用的方式并入本文。另一常规的甲醇羰基化方法包括Cativa^TM方法，所述Cativa^TM方法在J.H.Jones的“The Cativa^TMProcess for the Manufacture of Acetic Acid”（Platinum Metals Review，44(3)：94-105（2002））中讨论，所述文献的全部内容和公开以引用的方式并入本文。

羰基化反应器通常包括叶轮驱动的混合体系。叶轮驱动的混合体系通常包括至少一个安装在旋转轴上的叶轮。这种体系据称具有平行于旋转轴的轴线的轴纵向流和/或平行于安装在轴上径向延伸叶片的径向流。因此，叶轮可以为径向流叶轮，所述径向流叶轮向封装叶轮的罐或腔室的壁以径向方向发射（project）流体，或者替代性地，叶轮可以为轴向流叶轮，所述轴向流叶轮包括径向延伸叶片，所述径向延伸叶片以一定角度倾斜从而以轴向方向引导流体流。这些和其他要求旋转轴的机械搅拌混合方法耗能高，要求包括轴与反应器的密封体系的高成本设备。这些反应器使用机械密封件，所述机械密封件具有有限的寿命周期和严格的维修要求。

来自羰基化反应器的反应溶液包含未反应的起始物料以及反应介质的组分，包括催化剂。美国专利号5,672,744公开了用于制备乙酸的方法，所述方法包括在羰基化反应器中，在反应流体的存在下用一氧化碳使甲醇羰基化，所述反应流体包含铑催化剂、甲基碘、碘化物盐、乙酸甲酯和水，同时从反应器中连续提取出反应流体并将其引入闪蒸段从而将其分离成蒸发部分和未蒸发部分。

羰基化反应放热并且必须调节反应热从而控制反应温度。反应热通常随着反应溶液传递至闪蒸器。闪蒸器以比反应器更低的压力操作，这导致反应溶液的温度下降。

反应热也可以回收。美国专利号6,175,039公开了通过使用由泵循环物流加热的蒸汽锅炉从高放热方法中除去反应热。来自反应的热也可以传递至其他体系。美国专利号6,114,576公开了在固体催化剂颗粒的存在下生产羧酸的方法，所述方法使用反应放热并且在回收羧酸产物方面具有高效率。这种方法使用间接换热从而将反应热传递至另一流，而无需额外的传热流体例如蒸汽。美国专利号7,465,823公开了一种方法和体系，其中在乙酸的生产过程中产生的一部分热被传递至乙酸乙烯酯生产和/或纯化方法和体系从而促进乙酸乙烯酯产物的生产和/或纯化。

正如本领域技术人员将理解的，有动机和需要改进用于生产乙酸的现有方法。本发明提供一些这种改进。

发明内容

本发明的实施方案涉及用于制备乙酸的改进方法。在一个实施方案中提供了用于生产乙酸的方法，包括如下步骤：在包含反应介质的基于喷射器的反应器中使一氧化碳与至少一种反应物反应从而生产包含乙酸的反应溶液，其中至少一种反应物选自由甲醇、乙酸甲酯、甲酸甲酯、二甲醚及其混合物组成的组，并且其中反应介质包含水、乙酸、乙酸甲酯、甲基碘和催化剂；其中基于喷射器的反应器包含一个或多个喷射器混合器；从基于喷射器的反应器中提取出反应溶液；分离一部分反应溶液从而形成泵循环物流；并且将一部分泵循环物流进料至一个或多个喷射器混合器的至少一者从而在基于喷射器的反应器中提供反应介质的混合。