[发明专利]冰乙酸(GAA)纯化的改进方法

说明书

一种方法，包括：在液体反应介质的存在下、在羰基化条件下使甲醇与一氧化碳接触，以形成包含乙酸的羰基化产物；将羰基化产物分离成液体馏分和蒸气馏分，该蒸气馏分包含上述羰基化产物中的大部分乙酸；从蒸气馏分中去除水、沸点低于乙酸沸点的轻质馏分、沸点高于乙酸沸点的重质馏分或其组合以得到粗乙酸产物，基于粗乙酸产物的总重量，粗乙酸产物包含至少99.5wt％的乙酸、小于或等于0.2wt％的水和小于或等于2000ppm的可氧化杂质；以及使粗乙酸产物与酸性离子交换树脂接触以获得包含小于100ppm的可氧化杂质的纯化乙酸产物。

相关申请的交叉引用

本申请根据《专利合作条约》提出，其要求于2018年3月23日提交的美国临时专利申请No.62/647,355的优先权，通过引用将临时申请全文并入本文。

技术领域

本发明涉及乙酸的生产及相关工艺。更具体地，本发明涉及在这样的工艺中去除杂质。更具体地说，本发明涉及从包含低水平(例如百万分之一(ppm))的此类杂质的乙酸产物流中去除可氧化杂质。

背景技术

羧酸如乙酸可通过醇羰基化商业生产。遗憾的是，羰基化工艺通常会产生不需要的副产物。

已经投入了大量的努力包括各种工艺和技术来去除这些副产物。然而，这些工艺和技术不仅难度大，而且成本也较高。

高锰酸盐时间(PT)是工业上广泛用于冰乙酸(GAA)的质量测试。PT测试用于确定包含低水平(例如小于或等于2000ppm)可氧化杂质的GAA产物中存在的可氧化杂质的量。可氧化杂质或″高锰酸盐还原性化合物(PRC)″包括但不限于饱和及不饱和羰基化合物，包括乙醛、丙酮、丁烯醛、2-乙基丁烯醛和相关的醛醇缩合产物。一些方法试图通过例如氧化或多次蒸馏和/或水萃取等技术从倾析器轻质相或重质相中去除高锰酸盐还原性化合物。其他方法描述了通过加压蒸馏或添加额外蒸馏塔去除此类化合物。其他方法涉及在该工艺中使用高锰酸盐本身作为还原剂，由此向蒸馏塔塔底加入水性或二氧化硅负载的KMnO₄以去除可氧化杂质如乙醛和丁烯醛。除了去除方法之外，已经提出了各种试图限制羰基化反应器中乙醛形成的控制方法。一些此类方法表明，这样生产的GAA产物的高锰酸盐时间可能提高了25％。

从羧酸去除可氧化杂质/PRC的常规系统和方法可能是昂贵和费时的。因此，需要一种改进的系统和方法，以增加GAA的高锰酸盐时间，而无需常规采用的去除方法及其相关的缺点。本文公开了涉及提供这样的系统和方法的实施方案。

发明内容

本文公开了一种方法，包括：在液体反应介质的存在下、在羰基化条件下使甲醇与一氧化碳接触，以形成包含乙酸的羰基化产物；将羰基化产物分离成液体馏分和蒸气馏分，该蒸气馏分包含上述羰基化产物中的大部分乙酸；从蒸气馏分中去除水、沸点低于乙酸沸点的轻质馏分、沸点高于乙酸沸点的重质馏分或其组合以得到粗乙酸产物，基于粗乙酸产物的总重量，该粗乙酸产物包含至少99.5wt％、99.7wt％或99.9wt％的乙酸、小于或等于0.2wt％、0.15wt％或0.1wt％的水和小于或等于2000ppm、1000ppm或750ppm的可氧化杂质；以及使粗乙酸产物与酸性离子交换树脂接触以获得包含小于100ppm、50ppm或10ppm的可氧化杂质的纯化的乙酸产物。

本文还公开了从粗乙酸中去除可氧化杂质的方法，该粗乙酸包含大于或等于99.5wt％、99.7wt％或99.9wt％的乙酸、小于或等于0.2wt％、0.15wt％或0.1wt％的水和10-2000ppm、50-2000ppm或100-2000ppm的可氧化杂质，该方法包括：使粗乙酸与强酸性离子交换树脂接触以产生包含小于或等于100ppm、50ppm或10ppm的可氧化杂质的纯化的乙酸。