JP6481040B2 - 酢酸の製造方法 - Google Patents
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Description
前記カルボニル化反応工程で得られた反応混合物を蒸発槽において蒸気流と残液流とに分離する蒸発工程と、
前記蒸気流を蒸留に付して、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドから選択された少なくとも一種の低沸成分に富むオーバーヘッド流と、酢酸に富む酢酸流とに分離する脱低沸工程と、
水、酢酸、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドを少なくとも含むプロセス流を水相と有機相とに分液させる分液工程と、
前記プロセス流由来のアセトアルデヒドを分離除去するためのアセトアルデヒド分離除去工程と、
を備えた酢酸の製造方法であって、
前記分液工程が下記(i)〜(v)のうち少なくとも1つの条件を満たし、前記有機相の少なくとも一部を前記アセトアルデヒド分離除去工程にて処理することを特徴とする酢酸の製造方法(以下、「本発明の製造方法1」と称する場合がある)を提供する。
(i)水相中のアセトアルデヒド濃度が0.045質量%以上、及び/又は、有機相中のアセトアルデヒド濃度が0.013質量%以上である
(ii)分液時の温度が−5℃以上である
(iii)水相中の酢酸メチル濃度が1.2質量%以上、及び/又は、有機相中の酢酸メチル濃度が2.2質量%以上、及び/又は、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が3.4質量%以上である
(iv)アセトアルデヒド分配率[{水相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}/{有機相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}]が4.1以下である
(v)酢酸メチル分配率[{水相の酢酸メチル濃度(質量%)}/{有機相の酢酸メチル濃度(質量%)}]が0.53以下である
水、酢酸、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドを少なくとも含むプロセス流を水相と有機相とに分液させる分液工程と、
前記プロセス流由来のアセトアルデヒドを分離除去するためのアセトアルデヒド分離除去工程とを備え、
前記分液工程が下記(i)〜(v)のうち少なくとも1つの条件を満たし、前記有機相の少なくとも一部を前記アセトアルデヒド分離除去工程にて処理することを特徴とする酢酸の製造方法(以下、「本発明の製造方法2」と称する場合がある)を提供する。
(i)水相中のアセトアルデヒド濃度が0.045質量%以上、及び/又は、有機相中のアセトアルデヒド濃度が0.013質量%以上である
(ii)分液時の温度が−5℃以上である
(iii)水相中の酢酸メチル濃度が1.2質量%以上、及び/又は、有機相中の酢酸メチル濃度が2.2質量%以上、及び/又は、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が3.4質量%以上である
(iv)アセトアルデヒド分配率[{水相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}/{有機相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}]が4.1以下である
(v)酢酸メチル分配率[{水相の酢酸メチル濃度(質量%)}/{有機相の酢酸メチル濃度(質量%)}]が0.53以下である
前記カルボニル化反応工程で得られた反応混合物を蒸発槽において蒸気流と残液流とに分離する蒸発工程と、
前記蒸気流を蒸留に付して、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドから選択された少なくとも一種の低沸成分に富むオーバーヘッド流と、酢酸に富む酢酸流とに分離する脱低沸工程と、
水、酢酸、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドを少なくとも含むプロセス流を水相と有機相とに分液させる分液工程と、
前記プロセス流由来のアセトアルデヒドを分離除去するためのアセトアルデヒド分離除去工程と、
を備えた酢酸の製造方法であって、
前記分液工程が下記(vi)〜(x)のうち少なくとも1つの条件を満たし、前記水相の少なくとも一部を前記アセトアルデヒド分離除去工程にて処理することを特徴とする酢酸の製造方法(以下、「本発明の製造方法3」と称する場合がある)を提供する。
(vi)水相中のアセトアルデヒド濃度が28.1質量%以下、及び/又は、有機相中のアセトアルデヒド濃度が24.8質量%以下である
(vii)分液時の温度が70℃以下である
(viii)水相中の酢酸メチル濃度が12.0質量%以下、及び/又は、有機相中の酢酸メチル濃度が47.6質量%以下、及び/又は、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が59.6質量%以下である
(ix)アセトアルデヒド分配率[{水相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}/{有機相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}]が1.1以上である
(x)酢酸メチル分配率[{水相の酢酸メチル濃度(質量%)}/{有機相の酢酸メチル濃度(質量%)}]が0.25以上である
水、酢酸、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドを少なくとも含むプロセス流を水相と有機相とに分液させる分液工程と、
前記プロセス流由来のアセトアルデヒドを分離除去するためのアセトアルデヒド分離除去工程とを備え、
前記分液工程が下記(vi)〜(x)のうち少なくとも1つの条件を満たし、前記水相の少なくとも一部を前記アセトアルデヒド分離除去工程にて処理することを特徴とする酢酸の製造方法(以下、「本発明の製造方法4」と称する場合がある)を提供する。
(vi)水相中のアセトアルデヒド濃度が28.1質量%以下、及び/又は、有機相中のアセトアルデヒド濃度が24.8質量%以下である
(vii)分液時の温度が70℃以下である
(viii)水相中の酢酸メチル濃度が12.0質量%以下、及び/又は、有機相中の酢酸メチル濃度が47.6質量%以下、及び/又は、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が59.6質量%以下である
(ix)アセトアルデヒド分配率[{水相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}/{有機相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}]が1.1以上である
(x)酢酸メチル分配率[{水相の酢酸メチル濃度(質量%)}/{有機相の酢酸メチル濃度(質量%)}]が0.25以上である
CH3OH + CO → CH3COOH (1)
MA分配率={水相のMA濃度(質量%)}/{有機相のMA濃度(質量%)}
(i)水相中のアセトアルデヒド濃度が0.045質量%以上、及び/又は、有機相中のアセトアルデヒド濃度が0.013質量%以上である
(ii)分液時の温度が−5℃以上である
(iii)水相中の酢酸メチル濃度が1.2質量%以上、及び/又は、有機相中の酢酸メチル濃度が2.2質量%以上、及び/又は、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が3.4質量%以上である
(iv)アセトアルデヒド分配率[{水相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}/{有機相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}]が4.1以下である
(v)酢酸メチル分配率[{水相の酢酸メチル濃度(質量%)}/{有機相の酢酸メチル濃度(質量%)}]が0.53以下である
(vi)水相中のアセトアルデヒド濃度が28.1質量%以下、及び/又は、有機相中のアセトアルデヒド濃度が24.8質量%以下である
(vii)分液時の温度が70℃以下である
(viii)水相中の酢酸メチル濃度が12.0質量%以下、及び/又は、有機相中の酢酸メチル濃度が47.6質量%以下、及び/又は、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が59.6質量%以下である
(ix)アセトアルデヒド分配率[{水相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}/{有機相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}]が1.1以上である
(x)酢酸メチル分配率[{水相の酢酸メチル濃度(質量%)}/{有機相の酢酸メチル濃度(質量%)}]が0.25以上である
AD分配率={水相のAD濃度(質量%)}/{有機相のAD濃度(質量%)}
MA分配率={水相のMA濃度(質量%)}/{有機相のMA濃度(質量%)}
実施例1〜10は、図6に示す加圧系対応の液液平衡測定装置300を用い、分液工程に供する仕込液(分液工程供給液)中のAD濃度を変化させ、水相及び有機相中の各成分濃度とAD分配率を調べた実験である。図6において、301は耐圧ガラス容器(内容積100cc)、302はスターラーチップ(ラグビーボール状)、303は下相抜き取り管、304は上相抜き取り管、305は温度計、306はマグネットスターラー、307はウォーターバス、308は温調器、309は温度計、310は下相サンプリング管、311は上相サンプリング管、312は圧力計、313は圧力調整弁、314、315、316及び317はバルブ、318は安全弁、319は下相抜き取りライン、320は上相抜き取りライン、321は窒素ガス導入ライン、322は放圧ライン、323は排気ラインである。点線は液面又は界面を示す。
実施例11〜15は、仕込液中のAD濃度を一定とし、分液工程の温度(液温)を変化させた時の水相及び有機相中の各成分濃度とAD分配率とを調べた実験である。
耐圧ガラス容器301に仕込むAD、MeI及び水の仕込量及び温度を表1に示す値とし、実施例1〜10と同様の操作を行い、水相及び有機相における各成分濃度を測定するとともに、AD分配率を求めた。結果を表1に示す。
実施例16〜21は、仕込液中のAD濃度及びMA濃度を一定とし、分液工程の温度(液温)変化させた時の水相及び有機相中の各成分濃度とAD分配率及びMA分配率を調べた実験である。
耐圧ガラス容器301に仕込むAD、MeI、MA及び水の仕込量及び温度を表2に示す値とし、実施例1〜10と同様の操作を行い、水相及び有機相における各成分濃度を測定するとともに、AD分配率及びMA分配率を求めた。結果を表2に示す。
実施例22〜26は、仕込液中のMA濃度を変化させ、水相及び有機相中の各成分濃度とAD分配率及びMA分配率を調べた実験である。
耐圧ガラス容器301に仕込むAD、MeI、MA及び水の仕込量及び温度を表2に示す値とし、実施例1〜10と同様の操作を行い、水相及び有機相における各成分濃度を測定するとともに、AD分配率及びMA分配率を求めた。結果を表2に示す。
参考例1〜2は、仕込液中のAC濃度を変化させ、水相及び有機相中の各成分濃度とAD分配率とを調べた実験である。
耐圧ガラス容器301に仕込むAD、MeI、水及びACの仕込量及び温度を表2に示す値とし、実施例1〜10と同様の操作を行い、水相及び有機相における各成分濃度を測定するとともに、AD分配率を求めた。結果を表2に示す。
実施例1〜10の結果から、仕込液中のAD濃度が高く、水相、有機相のAD濃度が高くなるほど、AD分配率が小さくなり、ADの有機相への分配割合が相対的に高くなる傾向となることが分かる。すなわち、アセトアルデヒドの除去効率の点から、水相、有機相のAD濃度が高い場合は、有機相を脱AD処理するメリットは大きいが、水相、有機相のAD濃度が低い場合は、有機相を脱AD処理するメリットは小さい。一方、水相、有機相のAD濃度が低い場合は、水相を脱AD処理するメリットは大きいが、水相、有機相のAD濃度が高い場合は、水相を脱AD処理するメリットは小さい。別の観点からすると、有機相を脱AD処理する工程、設備を用いる場合は、例えば、反応槽での反応条件、蒸発器での蒸発条件、蒸発工程で得られた蒸気流の蒸留条件等を調節することにより、分液工程における水相及び/又は有機相のAD濃度を高くすることが好ましい。また、水相を脱AD処理する工程、設備を用いる場合は、例えば、反応槽での反応条件、蒸発器での蒸発条件、蒸発工程で得られた蒸気流の蒸留条件等を調節することにより、分液工程における水相及び/又は有機相のAD濃度を低くすることが好ましい。
[1]金属触媒及びヨウ化メチルを含む触媒系、並びに、酢酸、酢酸メチル、水の存在下、メタノールと一酸化炭素とを反応槽で反応させて酢酸を生成させるカルボニル化反応工程と、
前記カルボニル化反応工程で得られた反応混合物を蒸発槽において蒸気流と残液流とに分離する蒸発工程と、
前記蒸気流を蒸留に付して、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドから選択された少なくとも一種の低沸成分に富むオーバーヘッド流と、酢酸に富む酢酸流とに分離する脱低沸工程と、
水、酢酸、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドを少なくとも含むプロセス流を水相と有機相とに分液させる分液工程と、
前記プロセス流由来のアセトアルデヒドを分離除去するためのアセトアルデヒド分離除去工程と、
を備えた酢酸の製造方法であって、
前記分液工程が下記(i)〜(v)のうち少なくとも1つの条件を満たし、前記有機相の少なくとも一部を前記アセトアルデヒド分離除去工程にて処理することを特徴とする酢酸の製造方法。
(i)水相中のアセトアルデヒド濃度が0.045質量%以上、及び/又は、有機相中のアセトアルデヒド濃度が0.013質量%以上である
(ii)分液時の温度が−5℃以上(例えば−5℃〜90℃)である
(iii)水相中の酢酸メチル濃度が1.2質量%以上、及び/又は、有機相中の酢酸メチル濃度が2.2質量%以上、及び/又は、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が3.4質量%以上である
(iv)アセトアルデヒド分配率[{水相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}/{有機相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}]が4.1以下(例えば0.5〜4.1)である
(v)酢酸メチル分配率[{水相の酢酸メチル濃度(質量%)}/{有機相の酢酸メチル濃度(質量%)}]が0.53以下(例えば0.15〜0.53)である
[2]触媒系がさらにイオン性ヨウ化物を含む[1]記載の酢酸の製造方法。
[3]前記(i)において、水相中のアセトアルデヒド濃度が0.045質量%以上、且つ、有機相中のアセトアルデヒド濃度が0.013質量%以上である、[1]又は[2]記載の酢酸の製造方法。
[4]前記(i)において、水相中のアセトアルデヒド濃度が0.045〜35質量%(好ましくは0.15〜10質量%、さらに好ましくは0.2〜2.0質量%)である、[1]〜[3]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[5]前記(i)において、有機相中のアセトアルデヒド濃度が0.013〜30質量%(好ましくは0.05〜5.0質量%、さらに好ましくは0.1〜1.0質量%)である、[1]〜[4]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[6]前記(i)を満たす場合、前記分液に供される液中のアセトアルデヒド濃度が0.026質量%以上(例えば0.026〜32質量%、好ましくは0.10〜8.0質量%、さらに好ましくは0.15〜1.8質量%)である、[1]〜[5]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[7]前記(ii)において、分液時の温度が0℃以上(例えば0〜90℃、さらに好ましくは10℃以上(例えば10〜90℃)、特に好ましくは70℃より高い温度(例えば70℃超90℃以下))である、[1]〜[6]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[8]前記(iii)において、水相中の酢酸メチル濃度が1.2質量%以上、且つ、有機相中の酢酸メチル濃度が2.2質量%以上である、[1]〜[7]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[9]前記(iii)において、水相中の酢酸メチル濃度が1.2〜15質量%(好ましくは2.5〜12質量%、さらに好ましくは6.0〜11質量%)である、[1]〜[8]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[10]前記(iii)において、有機相中の酢酸メチル濃度が2.2〜60質量%(好ましくは5.8〜48質量%、さらに好ましくは19〜42質量%)である、[1]〜[9]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[11]前記(iii)において、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が3.4〜75質量%(好ましくは8.3〜60質量%(例えば10〜40質量%)、さらに好ましくは25〜53質量%)である、[1]〜[10]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[12]前記(iii)を満たす場合、前記分液に供される液中の酢酸メチル濃度が2.0〜50質量%(好ましくは5.0〜38質量%、さらに好ましくは15〜31質量%)である、[1]〜[11]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[13]前記(iv)において、アセトアルデヒド分配率が3.35以下(例えば0.6〜3.35、より好ましくは1.5未満(例えば0.7以上1.5未満)、さらに好ましくは1.1未満(例えば0.8以上1.1未満))である、[1]〜[12]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[14]水相中のアセトアルデヒド濃度を28.1質量%超にする、有機相中のアセトアルデヒド濃度を24.8質量%超にする、前記分液に供される液中のアセトアルデヒド濃度を26.0質量%超にする、分液時の温度を70℃超にする、水相中の酢酸メチル濃度を12.0質量%超にする、有機相中の酢酸メチル濃度を47.6質量%超にする、及び前記分液に供される液中の酢酸メチル濃度を38.2質量%超にする、からなる群より選択される1以上の方法によりアセトアルデヒド分配率を1.1未満とする、[13]に記載の酢酸の製造方法。
[15]前記(v)において、酢酸メチル分配率が0.44以下(例えば0.20〜0.44、さらに好ましくは0.25未満(例えば0.20以上0.25未満))である、[1]〜[14]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[16]前記分液工程が少なくとも前記(i)、(ii)及び(iii)を同時に満たす[1]〜[15]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[17]前記分液工程が少なくとも前記(i)、(ii)、(iii)及び(iv)を同時に満たす[1]〜[16]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[18]前記分液工程が前記(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び(v)の全ての条件を満たす[1]〜[17]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[19]金属触媒及びヨウ化メチルを含む触媒系、並びに、酢酸、酢酸メチル、水の存在下、メタノールと一酸化炭素とを反応させて酢酸を製造する方法であって、
水、酢酸、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドを少なくとも含むプロセス流を水相と有機相とに分液させる分液工程と、
前記プロセス流由来のアセトアルデヒドを分離除去するためのアセトアルデヒド分離除去工程とを備え、
前記分液工程が下記(i)〜(v)のうち少なくとも1つの条件を満たし、前記有機相の少なくとも一部を前記アセトアルデヒド分離除去工程にて処理することを特徴とする酢酸の製造方法。
(i)水相中のアセトアルデヒド濃度が0.045質量%以上、及び/又は、有機相中のアセトアルデヒド濃度が0.013質量%以上である
(ii)分液時の温度が−5℃以上(例えば−5℃〜90℃)である
(iii)水相中の酢酸メチル濃度が1.2質量%以上、及び/又は、有機相中の酢酸メチル濃度が2.2質量%以上、及び/又は、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が3.4質量%以上である
(iv)アセトアルデヒド分配率[{水相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}/{有機相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}]が4.1以下(例えば0.5〜4.1)である
(v)酢酸メチル分配率[{水相の酢酸メチル濃度(質量%)}/{有機相の酢酸メチル濃度(質量%)}]が0.53以下(例えば0.15〜0.53)である
[20]触媒系がさらにイオン性ヨウ化物を含む[1]記載の酢酸の製造方法。
[21]前記(i)において、水相中のアセトアルデヒド濃度が0.045質量%以上、且つ、有機相中のアセトアルデヒド濃度が0.013質量%以上である、[19]又は[20]記載の酢酸の製造方法。
[22]前記(i)において、水相中のアセトアルデヒド濃度が0.045〜35質量%(好ましくは0.15〜10質量%、さらに好ましくは0.2〜2.0質量%)である、[19]〜[21]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[23]前記(i)において、有機相中のアセトアルデヒド濃度が0.013〜30質量%(好ましくは0.05〜5.0質量%、さらに好ましくは0.1〜1.0質量%)である、[19]〜[22]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[24]前記(i)を満たす場合、前記分液に供される液中のアセトアルデヒド濃度が0.026質量%以上(例えば0.026〜32質量%、好ましくは0.10〜8.0質量%、さらに好ましくは0.15〜1.8質量%)である、[19]〜[23]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[25]前記(ii)において、分液時の温度が0℃以上(例えば0〜90℃、さらに好ましくは10℃以上(例えば10〜90℃)、特に好ましくは70℃より高い温度(例えば70℃超90℃以下))である、[19]〜[24]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[26]前記(iii)において、水相中の酢酸メチル濃度が1.2質量%以上、且つ、有機相中の酢酸メチル濃度が2.2質量%以上である、[19]〜[25]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[27]前記(iii)において、水相中の酢酸メチル濃度が1.2〜15質量%(好ましくは2.5〜12質量%、さらに好ましくは6.0〜11質量%)である、[19]〜[26]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[28]前記(iii)において、有機相中の酢酸メチル濃度が2.2〜60質量%(好ましくは5.8〜48質量%、さらに好ましくは19〜42質量%)である、[19]〜[27]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[29]前記(iii)において、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が3.4〜75質量%(好ましくは8.3〜60質量%(例えば10〜40質量%)、さらに好ましくは25〜53質量%)である、[19]〜[28]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[30]前記(iii)を満たす場合、前記分液に供される液中の酢酸メチル濃度が2.0〜50質量%(好ましくは5.0〜38質量%、さらに好ましくは15〜31質量%)である、[19]〜[29]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[31]前記(iv)において、アセトアルデヒド分配率が3.35以下(例えば0.6〜3.35、より好ましくは1.5未満(例えば0.7以上1.5未満)、さらに好ましくは1.1未満(例えば0.8以上1.1未満))である、[19]〜[30]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[32]水相中のアセトアルデヒド濃度を28.1質量%超にする、有機相中のアセトアルデヒド濃度を24.8質量%超にする、前記分液に供される液中のアセトアルデヒド濃度を26.0質量%超にする、分液時の温度を70℃超にする、水相中の酢酸メチル濃度を12.0質量%超にする、有機相中の酢酸メチル濃度を47.6質量%超にする、及び前記分液に供される液中の酢酸メチル濃度を38.2質量%超にする、からなる群より選択される1以上の方法によりアセトアルデヒド分配率を1.1未満とする、[31]に記載の酢酸の製造方法。
[33]前記(v)において、酢酸メチル分配率が0.44以下(例えば0.20〜0.44、さらに好ましくは0.25未満(例えば0.20以上0.25未満))である、[19]〜[32]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[34]前記分液工程が少なくとも前記(i)、(ii)及び(iii)を同時に満たす[19]〜[33]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[35]前記分液工程が少なくとも前記(i)、(ii)、(iii)及び(iv)を同時に満たす[19]〜[34]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[36]前記分液工程が前記(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び(v)の全ての条件を満たす[19]〜[35]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[37]金属触媒及びヨウ化メチルを含む触媒系、並びに、酢酸、酢酸メチル、水の存在下、メタノールと一酸化炭素とを反応槽で反応させて酢酸を生成させるカルボニル化反応工程と、
前記カルボニル化反応工程で得られた反応混合物を蒸発槽において蒸気流と残液流とに分離する蒸発工程と、
前記蒸気流を蒸留に付して、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドから選択された少なくとも一種の低沸成分に富むオーバーヘッド流と、酢酸に富む酢酸流とに分離する脱低沸工程と、
水、酢酸、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドを少なくとも含むプロセス流を水相と有機相とに分液させる分液工程と、
前記プロセス流由来のアセトアルデヒドを分離除去するためのアセトアルデヒド分離除去工程と、
を備えた酢酸の製造方法であって、
前記分液工程が下記(vi)〜(x)のうち少なくとも1つの条件を満たし、前記水相の少なくとも一部を前記アセトアルデヒド分離除去工程にて処理することを特徴とする酢酸の製造方法。
(vi)水相中のアセトアルデヒド濃度が28.1質量%以下、及び/又は、有機相中のアセトアルデヒド濃度が24.8質量%以下である
(vii)分液時の温度が70℃以下である
(viii)水相中の酢酸メチル濃度が12.0質量%以下、及び/又は、有機相中の酢酸メチル濃度が47.6質量%以下、及び/又は、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が59.6質量%以下である
(ix)アセトアルデヒド分配率[{水相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}/{有機相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}]が1.1以上である
(x)酢酸メチル分配率[{水相の酢酸メチル濃度(質量%)}/{有機相の酢酸メチル濃度(質量%)}]が0.25以上(例えば0.25〜0.70)である
[38]触媒系がさらにイオン性ヨウ化物を含む[37]記載の酢酸の製造方法。
[39]前記(vi)において、水相中のアセトアルデヒド濃度が28.1質量%以下、且つ、有機相中のアセトアルデヒド濃度が24.8質量%以下である、[37]又は[38]記載の酢酸の製造方法。
[40]前記(vi)において、水相中のアセトアルデヒド濃度が0.045〜28.1質量%(好ましくは0.098〜10質量%、さらに好ましくは0.098〜3.0質量%、特に好ましくは0.098〜1.0質量%(例えば0.15〜0.9質量%))である、[37]〜[39]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[41]前記(vi)において、有機相中のアセトアルデヒド濃度が0.013〜24.8質量%(好ましくは0.030〜2.0質量%、さらに好ましくは0.030〜0.50質量%、特に好ましくは0.030〜0.24質量%)である、[37]〜[40]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[42]前記(vi)を満たす場合、前記分液に供される液中のアセトアルデヒド濃度が26.0質量%以下(例えば0.026〜26.0質量%、好ましくは0.057〜10質量%、さらに好ましくは0.057〜3.0質量%、特に好ましくは0.057〜1.0質量%(例えば0.057〜0.42質量%))である、[37]〜[41]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[43]前記(vii)において、分液時の温度が−5℃〜70℃(好ましくは−5℃〜51℃、さらに好ましくは−5℃〜41℃(例えば−5℃〜31℃))である、[37]〜[42]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[44]前記(viii)において、水相中の酢酸メチル濃度が12.0質量%以下、且つ、有機相中の酢酸メチル濃度が47.6質量%以下である、[37]〜[43]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[45]前記(viii)において、水相中の酢酸メチル濃度が1.2〜12.0質量%(好ましくは2.0〜12.0質量%、さらに好ましくは5.0〜12.0質量%(例えば6.0〜12.0質量%))である、[37]〜[44]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[46]前記(viii)において、有機相中の酢酸メチル濃度が2.2〜47.6質量%(好ましくは5.0〜42質量%、さらに好ましくは8.0〜35質量%(例えば10〜30質量%))である、[37]〜[45]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[47]前記(viii)において、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が4.2〜59.6質量%(好ましくは10〜54質量%、さらに好ましくは14〜47質量%(例えば16〜42質量%))である、[37]〜[46]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[48]前記(viii)を満たす場合、前記分液に供される液中の酢酸メチル濃度が38.2質量%以下(例えば2.0〜38.2質量%、好ましくは5.0〜31質量%、さらに好ましくは10〜25質量%)である、[37]〜[47]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[49]前記(ix)において、アセトアルデヒド分配率が1.1〜8.0(好ましくは1.5〜6.0、さらに好ましくは1.9〜5.0)である、[37]〜[48]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[50]前記(x)において、酢酸メチル分配率が0.26以上(例えば0.26〜0.65、好ましくは0.28以上(例えば0.28〜0.60))である、[37]〜[49]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[51]前記分液工程が少なくとも前記(vi)、(vii)及び(viii)を同時に満たす[37]〜[50]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[52]前記分液工程が少なくとも前記(vi)、(vii)、(viii)及び(ix)を同時に満たす[37]〜[51]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[53]前記分液工程が前記(vi)、(vii)、(viii)、(ix)及び(x)の全ての条件を満たす[37]〜[52]記載の酢酸の製造方法。
[54]金属触媒及びヨウ化メチルを含む触媒系、並びに、酢酸、酢酸メチル、水の存在下、メタノールと一酸化炭素とを反応させて酢酸を製造する方法であって、
水、酢酸、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドを少なくとも含むプロセス流を水相と有機相とに分液させる分液工程と、
前記プロセス流由来のアセトアルデヒドを分離除去するためのアセトアルデヒド分離除去工程とを備え、
前記分液工程が下記(vi)〜(x)のうち少なくとも1つの条件を満たし、前記水相の少なくとも一部を前記アセトアルデヒド分離除去工程にて処理することを特徴とする酢酸の製造方法。
(vi)水相中のアセトアルデヒド濃度が28.1質量%以下、及び/又は、有機相中のアセトアルデヒド濃度が24.8質量%以下である
(vii)分液時の温度が70℃以下である
(viii)水相中の酢酸メチル濃度が12.0質量%以下、及び/又は、有機相中の酢酸メチル濃度が47.6質量%以下、及び/又は、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が59.6質量%以下である
(ix)アセトアルデヒド分配率[{水相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}/{有機相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}]が1.1以上である
(x)酢酸メチル分配率[{水相の酢酸メチル濃度(質量%)}/{有機相の酢酸メチル濃度(質量%)}]が0.25以上(例えば0.25〜0.70)である
[55]触媒系がさらにイオン性ヨウ化物を含む[54]記載の酢酸の製造方法。
[56]前記(vi)において、水相中のアセトアルデヒド濃度が28.1質量%以下、且つ、有機相中のアセトアルデヒド濃度が24.8質量%以下である、[54]又は[55]記載の酢酸の製造方法。
[57]前記(vi)において、水相中のアセトアルデヒド濃度が0.045〜28.1質量%(好ましくは0.098〜10質量%、さらに好ましくは0.098〜3.0質量%、特に好ましくは0.098〜1.0質量%(例えば0.15〜0.9質量%))である、[54]〜[56]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[58]前記(vi)において、有機相中のアセトアルデヒド濃度が0.013〜24.8質量%(好ましくは0.030〜2.0質量%、さらに好ましくは0.030〜0.50質量%、特に好ましくは0.030〜0.24質量%)である、[54]〜[57]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[59]前記(vi)を満たす場合、前記分液に供される液中のアセトアルデヒド濃度が26.0質量%以下(例えば0.026〜26.0質量%、好ましくは0.057〜10質量%、さらに好ましくは0.057〜3.0質量%、特に好ましくは0.057〜1.0質量%(例えば0.057〜0.42質量%))である、[54]〜[58]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[60]前記(vii)において、分液時の温度が−5℃〜70℃(好ましくは−5℃〜51℃、さらに好ましくは−5℃〜41℃(例えば−5℃〜31℃))である、[54]〜[59]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[61]前記(viii)において、水相中の酢酸メチル濃度が12.0質量%以下、且つ、有機相中の酢酸メチル濃度が47.6質量%以下である、[54]〜[60]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[62]前記(viii)において、水相中の酢酸メチル濃度が1.2〜12.0質量%(好ましくは2.0〜12.0質量%、さらに好ましくは5.0〜12.0質量%(例えば6.0〜12.0質量%))である、[54]〜[61]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[63]前記(viii)において、有機相中の酢酸メチル濃度が2.2〜47.6質量%(好ましくは5.0〜42質量%、さらに好ましくは8.0〜35質量%(例えば10〜30質量%))である、[54]〜[62]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[64]前記(viii)において、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が4.2〜59.6質量%(好ましくは10〜54質量%、さらに好ましくは14〜47質量%(例えば16〜42質量%))である、[54]〜[63]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[65]前記(viii)を満たす場合、前記分液に供される液中の酢酸メチル濃度が38.2質量%以下(例えば2.0〜38.2質量%、好ましくは5.0〜31質量%、さらに好ましくは10〜25質量%)である、[54]〜[64]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[66]前記(ix)において、アセトアルデヒド分配率が1.1〜8.0(好ましくは1.5〜6.0、さらに好ましくは1.9〜5.0)である、[54]〜[65]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[67]前記(x)において、酢酸メチル分配率が0.26以上(例えば0.26〜0.65、好ましくは0.28以上(例えば0.28〜0.60))である、[54]〜[66]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[68]前記分液工程が少なくとも前記(vi)、(vii)及び(viii)を同時に満たす[54]〜[67]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[69]前記分液工程が少なくとも前記(vi)、(vii)、(viii)及び(ix)を同時に満たす[54]〜[68]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[70]前記分液工程が前記(vi)、(vii)、(viii)、(ix)及び(x)の全ての条件を満たす[54]〜[69]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
[71]さらに、プロセスからのオフガスを、少なくとも酢酸を含む吸収溶媒で吸収処理して、一酸化炭素に富むストリームと酢酸に富むストリームとに分離するスクラバー工程を有する[1]〜[70]のいずれか1つに記載の酢酸の製造方法。
2 蒸発槽
3,5,6 蒸留塔
4 デカンタ
7 イオン交換樹脂塔
8 スクラバーシステム
9 アセトアルデヒド分離除去システム
16 反応混合物供給ライン
17 蒸気流排出ライン
18,19 残液流リサイクルライン
54 一酸化炭素含有ガス導入ライン
55,56 水酸化カリウム導入ライン
57 触媒循環ポンプ
91 蒸留塔(第1脱アセトアルデヒド塔)
92 抽出塔
93 蒸留塔(第2脱アセトアルデヒド塔)
94 蒸留塔(抽出蒸留塔)
95 デカンタ
96 デカンタ
97 蒸留塔(脱アセトアルデヒド塔)
98 蒸留塔(抽出蒸留塔)
99 デカンタ
200 チムニートレイ
300 液液平衡測定装置
Claims (10)
- 金属触媒及びヨウ化メチルを含む触媒系、並びに、酢酸、酢酸メチル、水の存在下、メタノールと一酸化炭素とを反応させて酢酸を製造する方法であって、
水、酢酸、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドを少なくとも含むプロセス流を水相と有機相とに分液させる分液工程と、
前記プロセス流由来のアセトアルデヒドを分離除去するためのアセトアルデヒド分離除去工程とを備え、
前記分液工程が下記(i)〜(v)のうち、(i)、(iii)、及び(iv)の条件を少なくとも満たすか、又は、(i)、(iii)、及び(v)の条件を少なくとも満たし、前記有機相の少なくとも一部を前記アセトアルデヒド分離除去工程にて処理することを特徴とする酢酸の製造方法。
(i)水相中のアセトアルデヒド濃度が0.045質量%以上、及び/又は、有機相中のアセトアルデヒド濃度が0.013質量%以上である
(ii)分液時の温度が−5℃以上である
(iii)有機相中の酢酸メチル濃度が5.8〜60質量%である
(iv)アセトアルデヒド分配率[{水相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}/{有機相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}]が4.1以下である
(v)酢酸メチル分配率[{水相の酢酸メチル濃度(質量%)}/{有機相の酢酸メチル濃度(質量%)}]が0.53以下である - 触媒系がさらにイオン性ヨウ化物を含む請求項1記載の酢酸の製造方法。
- 前記分液工程が前記(i)、(ii)、(iii)、(iv)及び(v)の全ての条件を満たす請求項1又は2記載の酢酸の製造方法。
- 金属触媒及びヨウ化メチルを含む触媒系、並びに、酢酸、酢酸メチル、水の存在下、メタノールと一酸化炭素とを反応槽で反応させて酢酸を生成させるカルボニル化反応工程と、
前記カルボニル化反応工程で得られた反応混合物を蒸発槽において蒸気流と残液流とに分離する蒸発工程と、
前記蒸気流を蒸留に付して、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドから選択された少なくとも一種の低沸成分に富むオーバーヘッド流と、酢酸に富む酢酸流とに分離する脱低沸工程と、
水、酢酸、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドを少なくとも含むプロセス流を水相と有機相とに分液させる分液工程と、
前記プロセス流由来のアセトアルデヒドを分離除去するためのアセトアルデヒド分離除去工程と、
を備えた酢酸の製造方法であって、
前記分液工程が下記(vi)〜(x)のうち、(vi)、(viii)、及び(ix)の条件を少なくとも満たすか、又は、(vi)、(viii)、及び(x)の条件を少なくとも満たし、前記水相の少なくとも一部を前記アセトアルデヒド分離除去工程にて処理することを特徴とする酢酸の製造方法。
(vi)水相中のアセトアルデヒド濃度が28.1質量%以下、及び/又は、有機相中のアセトアルデヒド濃度が24.8質量%以下である
(vii)分液時の温度が70℃以下である
(viii)水相中の酢酸メチル濃度が5.0〜12.0質量%、及び/又は、有機相中の酢酸メチル濃度が8.0〜47.6質量%、及び/又は、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が14〜59.6質量%である
(ix)アセトアルデヒド分配率[{水相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}/{有機相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}]が1.1〜4.5である
(x)酢酸メチル分配率[{水相の酢酸メチル濃度(質量%)}/{有機相の酢酸メチル濃度(質量%)}]が0.25〜0.53である - 触媒系がさらにイオン性ヨウ化物を含む請求項4記載の酢酸の製造方法。
- 前記分液工程が前記(vi)、(vii)、(viii)、(ix)及び(x)の全ての条件を満たす請求項4又は5記載の酢酸の製造方法。
- 金属触媒及びヨウ化メチルを含む触媒系、並びに、酢酸、酢酸メチル、水の存在下、メタノールと一酸化炭素とを反応させて酢酸を製造する方法であって、
水、酢酸、ヨウ化メチル及びアセトアルデヒドを少なくとも含むプロセス流を水相と有機相とに分液させる分液工程と、
前記プロセス流由来のアセトアルデヒドを分離除去するためのアセトアルデヒド分離除去工程とを備え、
前記分液工程が下記(vi)〜(x)のうち、(vi)、(viii)、及び(ix)の条件を少なくとも満たすか、又は、(vi)、(viii)、及び(x)の条件を少なくとも満たし、前記水相の少なくとも一部を前記アセトアルデヒド分離除去工程にて処理することを特徴とする酢酸の製造方法。
(vi)水相中のアセトアルデヒド濃度が28.1質量%以下、及び/又は、有機相中のアセトアルデヒド濃度が24.8質量%以下である
(vii)分液時の温度が70℃以下である
(viii)水相中の酢酸メチル濃度が5.0〜12.0質量%、及び/又は、有機相中の酢酸メチル濃度が8.0〜47.6質量%、及び/又は、水相中の酢酸メチル濃度と有機相中の酢酸メチル濃度の和が14〜59.6質量%である
(ix)アセトアルデヒド分配率[{水相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}/{有機相のアセトアルデヒド濃度(質量%)}]が1.1〜4.5である
(x)酢酸メチル分配率[{水相の酢酸メチル濃度(質量%)}/{有機相の酢酸メチル濃度(質量%)}]が0.25〜0.53である - 触媒系がさらにイオン性ヨウ化物を含む請求項7記載の酢酸の製造方法。
- 前記分液工程が前記(vi)、(vii)、(viii)、(ix)及び(x)の全ての条件を満たす請求項7又は8記載の酢酸の製造方法。
- さらに、プロセスからのオフガスを、少なくとも酢酸を含む吸収溶媒で吸収処理して、一酸化炭素に富むストリームと酢酸に富むストリームとに分離するスクラバー工程を有する請求項1〜9のいずれか1項に記載の酢酸の製造方法。
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