專利名稱：預脫水塔在乙烷氧化成醋酸/乙烯的方法中的用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及乙^l^化制輛酸的方法。尤其是，本發(fā)明涉及將乙;^^化成 醋酸的方法，其中利用WL7K^^IUt^器產(chǎn)物料流中回收醋酸。 發(fā)明的背景纟支術
乙fe^^i目中氧4MJ^成醋酸和乙烯^4頁域中A^^斤周知的。通常， 該方法包括在^/f匕^J^器或固^^Jl器中使氣態(tài):i^h^。氣態(tài)i^包含 乙錄/或乙烯，其以純氣城與一種或多種其它氣體的^^的形^^W"到 反應器中。這樣的額外氣M載體氣體的例子是氮氣、曱烷、 一氧化碳、二氧 4城、空^K或7jO蒸氣。包含襯氧的氣體可以是空氣，M比空氣含更多或
更少分子氧的氣體，例如氧氣。較高的氧^i:^l優(yōu)選的，因為可實現(xiàn)的乙)^# 化率較高，并且因此醋酸的產(chǎn)率較高。氧^^者含襯氧的氣體^it^入量在 在^^f牛下的爆炸極卩^JL范圍^t,因為這使得所i^r法更容易進行。然 而，也可以<細錄炸極限內(nèi)的乙烷/乙烯與氧氣的比。A^在400-600。C的溫 度下進行，壓力可以是常壓或高于常壓，例如在l-50巴的范圍內(nèi)。
在氧氣或者包含分子氧的氣^fr之前，乙烷通常首先與惰性氣體如氮氣 或水蒸氣"給。在使氣體;^^與催化劑接觸之前，^^氣體^jt預熱區(qū)預 熱^S^溫度。通常通過冷凝從離開反應器的氣體分離醋酸。剩余的氣^"循 環(huán)到反應器的入口，在該入口處，計量加AllA^包含分子氧的氣體以及乙烷 和/或乙烯。再循環(huán)的氣體總是包含乙烯和乙烷。


圖1顯示了一種常見的賄技術的醋酸制備方法。在該絲系統(tǒng)中，包含 乙烷的料流(1)與包含氧氣的氣體(2)被一同絲到乙^IU版應器(3 )。 該^Z器可以是;^t^^器或固^^應器。在反應器(3)中，乙娛^LlL化 成醋酸、乙烯和M碳氧化物(C(U。包^ii^種主要組分的氣體反應器流出物 (4)被引入循環(huán)氣體洗滌塔(5)，其產(chǎn)生包含乙烯、乙絲C0x的塔頂料流。來 自所述循環(huán)氣體洗滌塔的塔頂料流(7) ii7v^^頂料流中除去C0x的處理步驟 (8)。為了進一步轉化成醋酸，純化的料流(9)然后循環(huán)到氧^M器(3)。
來自循環(huán)氣體洗滌塔(5)的塔M流(6)包含醋酸、7jc和重質餾分副產(chǎn)物， 其可以被如本領域中已知的那樣純化，以提供純化的醋酸。例如，該塔M流 可以被《1入干燥塔以除去水，然后通過重質餾將以除去丙酸和其它重組分。 通常，乙烷氧^^應器的流出物在高溫下離開反應器，并包含大量的水。
水最終需要從該工藝中分離除去，并且如上所述，經(jīng)常將7jC^醋蹤同^流 中從該工藝中移除，然后進^ii一步的處理以除去水。因此開發(fā)一種其中醋酸
可以與在乙^IU匕成醋酸的M器的流出物中的水^f回收，因此消除了另外
的除水步驟的方法是有益的。
;^發(fā)明的一個目的是提^"種通過乙娛氣化制^St酸的方法。乙娛氡化的 一種副產(chǎn)物，即水，通常和醋酸^^M應器流出物中去除。在本發(fā)明的一個
目標中，在預脫7j^中處^應器流出物，以便分別回收水、醋酸和再循環(huán)回
乙^^^器的氣^K危。 附圖簡類4兌明
圖l顯示了一種JW4支術的醋酸制^^方法。
圖2顯示了本發(fā)明的醋酸制備方法的一個實施方案。
發(fā)明詳述
本發(fā)明提供了 一種由乙娛氡^^棒性制4^酸的方法。乙^IU匕反應的一 種副產(chǎn)物是水，并脈申請的目的是利用預M^jo^從該方法中回收干燥的醋酸。
乙烷的氧化可以在a^匕絲固^Mi器中進行。為了在^^匕床中^J ), 催化劑通常被研磨^feM圣為10 - 200 pm，或通過噴霧干燥制備。
氣態(tài)原#任何與所述原料氣組合的循環(huán)氣體主要包含乙烷，但可以包含
一些量的乙烯，并且以純氣體或與一種或;W其它氣體的濕合物的形式:^到 x^器中。這樣的附加氣絲者栽體氣體的合適例子狄氣、甲烷、 一氧4誠、
二氧4城、空^W或7JV，氣。包含襯氧的氣體可以是空M具有比空氣高或
低的W氧濃度的氣體，例如純氧氣。乙^!U^i通常在約40(rc-約60ox:
下進行， ^約450。C -約550。C下進行，關^ i該溫狄夠高以使乙:^lL化。 適當?shù)臏囟冉z于乙^^化A^器中4M的催化劑。本^可^^)寬范圍的催
催化劑性能。壓力可以是常壓或高于常壓，例如約1 -約50巴，她約1 -約30巴。
氧4議應產(chǎn)生氣體的混合物，所述氣體包括乙烯、醋酸、水、CO, (C0和C02)、 ^A應的乙^^目應的重質副產(chǎn)物。該產(chǎn)物氣^it常^fe大約450 -大約600°C 之間的溫度下離開a器。來自A^器的產(chǎn)物氣體流出物然后^^t被ity慮，以
除雄匕劑細粉，并且然后被3^ 7煤。
反應器流出物進入預脫7jCJ^j^底，并且由于所*流的高溫，提供了大部 分(如果不是4^p的話)在該塔中將醋酸與水分離所需的能量?；蛘?，可以使
用在預H7jc^^底的再沸器，以提^r入該塔的額外的能量。該塔在乙娛氡化
反應器的壓力或其接近的壓力下操怍，并iLM包含25 - 35級，然而級的數(shù)目 可以才 需要的分離質量改變。塔頂冷凝系統(tǒng)將塔頂氣,^HP到低于7jO蒸 氣的^^凝泉的溫度，皿為約100- 120匸，并^^供向^7j^的回流。回收塔 頂?shù)囊簯B(tài)水產(chǎn)物，該水中含有非常1^7K平的醋酸，^少于1%，從而在生物學 上允許該料;A^皮處置。這樣的處置方法是;^4頁域中已知的。來自預|^條的塔 ^Hj1^粗醋酸，其具有tb^傳統(tǒng)的氣提器中處理的料流的7jc^t低得多的水
^i^低于10。/。的水。來自^7灘的氣態(tài)塔頂料^|皮引入固^^一氧^^
轉化器，然后被引7vyj斤述塔頂料流中除去C0x的處理步驟。然后，該純化的料 ii^皮循環(huán)到乙烷氧4議應器，用于進一步轉化成醋酸。
^4頁域技權員條明白，上面段落中m的塔、洗滌器和管糾具有與 它們相關的各種熱交換器、#連接器，并具有由所涉及的特定氣體〉v^物所
確定的,wt在上面^^f內(nèi)容的教導下確定適當?shù)呐渲煤蚟lt^M頁域普 通技#員的能力范圍之內(nèi)。
圖2顯示了本發(fā)明的一個實施方案。在該實施方案中，氣態(tài)乙^^、料(11) 和^f可循環(huán)氣體(24)被以純氣體或與一種或多種上#體氣體的混合物的形式 辦卜到乙烷氧^^應器(13)中。含氧氣體(12)也^i^h到反應器(13)中。乙烷 氧"j^Jl的溫;l通常在約400'C -約600匸，優(yōu)逸約450°C -約550"C下i^阡， 取決于所使用的催化劑，關^l:溫度要足夠高以使乙;^lL化。合適的溫度絲 于大量的可獲得的催化劑中那一種被用于乙^^^應器。這樣的溫度確定在 4^頁域"fit^支^A員的能力范圍之內(nèi)。
所iiH/f匕反應產(chǎn)生包括乙烯、醋酸、水、C(X、 iM^應的乙^^目應重質副 產(chǎn)物的氣體〉'^^(14)。然后，乙^^化產(chǎn)物氣體(14)被引入預M^i^(15)的
塔底。在預脫7g的塔;y^^個再沸器(16)，以通it^熱^v^HiU^^r入 該塔的額夕卜的能量，但是該再沸器(16)可能不是必需的，絲于A^器出口料 流(14)的溫度。主^"有醋酸的預^M^的塔^N^再沸器(16)中被加熱， 蒸發(fā)-"^分所樹流以重新引AJiJ所述預脫7煤(15)。塔糾流的其擲分， 即粗醋酸料流(17)被從該系統(tǒng)中移出，^i^v下游進^ii一步的處理。
塔頂?shù)睦淠到y(tǒng)(19)^Hp塔頂氣^流(18)，并向預liM^(15)提供液體 回流物(20)。塔頂?shù)囊簯B(tài)水產(chǎn)物(21)被回收，^^有非常^7jC平的醋酸。該水 流(21)然后被送去進^^一步的加工、凈^沐/或處置。來自預^7j^的、主要 含有W應的乙烷、乙烯和C(X氣體的氣態(tài)塔頂料流(22)然后被i^固定床一氧 ^^轉化器，然后被iH/^J斤述塔頂料流中賺C(X的處理步驟(23)。該純化的 料流(24)然后被循環(huán)到乙娛氡^^應器(13)中，用于進一步轉化成醋酸。
前面的描述僅僅用于#^3兌明的目的，并且并不應^皮理解為限制性的。對 于4U頁域技^A員來"^Mt修^改變A^而易見的。因此，上i^斤述僅僅是 示例性的，并JL^發(fā)明的范圍由以下的相力J^"求書來確定。
權利要求
1. 一種制備醋酸的方法，該方法包括:在乙烷氧化反應器中氧化乙烷，以形成包含水、醋酸和乙烷的產(chǎn)物料流，和在塔中處理所述產(chǎn)物料流，以分別回收包含至少約90％醋酸的塔底料流，包含小于約1％醋酸的水流，和包含乙烯和未反應的乙烷的氣體料流。
2. '要求1的方法，其中所述產(chǎn)物料;錄所ii^化步驟^和所艦理 步驟之前流動通艦慮器。
3. 權利要求1的方法，其中所述WL7j^的壓力為約1巴-約50巴。
4. 權利要求l的方法，其中所狄理步驟包紛'J用再沸器提^^TASiJ所述 塔中的額外的能量。
5. 權利要求l的方法,其中所皿理包括用塔頂?shù)睦淠到y(tǒng)^#氣*流。
6. 權利要求5的方法，其中所述氣^Hj^皮^iP到約IO(TC -約120°C。
7. 權利要求1的方法，其中所iilU匕步驟在約400°C -約600。C下進行。
8. 權利要求l的方法，其中所ii!U匕步^N用栽體氣體。
9. 權利要求8的方法，其中所it^體氣體選自由如下物質纟咸的組氮氣、 甲烷、 一氧4城、二氧4城、空氣、7膝，它們的';^^。
10. 權利要求1的方法，其中所ii!U^^應器的壓力為約1巴-約50巴。
11. 一種用于制M酸的裝置，該裝置包括與乙烷源、氧氣源、循環(huán)料流和出口料^^i逸的乙娛氡^^應器； 與所述出口料^^塔頂氣Ma^的預^7K^;和 與所iii^頂氣^H^所ii循環(huán)浙^^ii的C0x轉4匕器。
12. 4WJ要求11的裝置,其中所述塔頂氣糾^i包括與塔頂循環(huán)浙流、 回^W^^7jc^^it的冷凝器。
13. 權利要求12的裝置，其中所述冷凝器的,溫度為約IOOX:-約120。c。
14. 權利要求ll的裝置，其中所述預I^K^還包括與所述^7j^、再 沸器回流料^^醋酸料^i^t的再沸器。
15. 權利要求14的裝置，其中所述再沸器的,溫;1^夠高，以使部分 再沸器回^W^^發(fā)。
16. 權利要求ll的裝置，其中所述WL7Ki^ 25 - 35級。
17. —種用于制M酸的裝置，該裝置包括與乙烷源、氧氣源、循環(huán)浙;脈出口料;jttit的乙:^^^I器；與所述出口料流、醋酸料a^塔頂氣^y^ttit的m7J^; 與所述塔頂氣^H^it的冷凝器；和 與所ii^酸料^i^it的再沸器。
18. W'J要求19的裝置，還包括與所述塔頂氣耕^fp所述循環(huán)^Htt 通的C(X轉化器。
19. 一種用于制M酸的^i,該裝置包括 用于氧化乙烷以制備包含水、醋酸和乙烷的產(chǎn)M流的裝置；和 用于處理該方法的料流以分別回收包含至少約90%醋酸的塔^#流、包含小于約1 %醋酸的水 包含乙烯和^^應的乙烷的氣^流的裝置。
20. 權利要求19的裝置，其中所述用于處理的裝置包括與所述m7煤、再沸器回流料流和醋酸料;jfL^t的再沸器。
全文摘要
本申請描述的是一種通過乙烷氧化制備醋酸的方法。乙烷氧化的一種副產(chǎn)物是水，其通常被與醋酸在同一料流中從該方法中移出。如本申請中描述的，在預脫水塔中處理乙烷氧化反應器流出物，以分別回收水、醋酸和用于循環(huán)回乙烷氧化反應器的氣體料流。
文檔編號C07C51/16GK101384536SQ200780004746
公開日2009年3月11日 申請日期2007年1月30日 優(yōu)先權日2006年2月7日
發(fā)明者C·V·麥克斯旺, G·C·西曼 申請人:國際人造絲公司