用于處理可變乙酰流的系統(tǒng)和方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]許多方法導(dǎo)致形成包含乙酸和乙酸酐的流。例如羰基化工藝。羰基化協(xié)同生產(chǎn)技術(shù)存在于甲醇和乙酸甲酯一起羰基化以生產(chǎn)乙酸和乙酸酐混合產(chǎn)物。在具有公開號(hào)EP0087869的歐洲專利申請(qǐng)中描述了一些實(shí)施例。一些乙酸甲酯羰基化工藝使用乙酸作為溶劑，所以產(chǎn)物流中包含乙酸酐產(chǎn)物和乙酸溶劑。而且，例如在美國(guó)專利號(hào)7，737，298和具有公開號(hào)2012/0123156的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述的，一些乙酸酐制造方法包括一部分乙酸酐產(chǎn)物與甲醇反應(yīng)以生產(chǎn)乙酸(伴有乙酸甲酯)的步驟。這樣的方法允許改變獲得流中乙酸和乙酸酐的相對(duì)量。流也可以部分地用水水解以使一些乙酸酐轉(zhuǎn)化為乙酸。
[0002]在隨后的反應(yīng)中乙酸酐和乙酸的產(chǎn)物通常被分離和純化用于出售或使用。也可以是有利的是在一些情況中，將包含少量乙酸酐的乙酸產(chǎn)物與水結(jié)合以水解乙酸酐從而生產(chǎn)乙酸水溶液。兩個(gè)產(chǎn)物流的分離和純化產(chǎn)生與兩條設(shè)備線有關(guān)的資金和運(yùn)行費(fèi)用。找到降低這些費(fèi)用的方法將是有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了用于濃縮乙酸和乙酸酐流的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)允許以兩種或兩種以上的運(yùn)行模式運(yùn)行用于該濃縮的設(shè)備。至少一種模式用于生產(chǎn)濃縮或純化的乙酸流。至少一種其他模式用于生產(chǎn)濃縮或純化的乙酸酐流。因此本發(fā)明通過降低所需分離設(shè)備的量提供了節(jié)約成本的機(jī)會(huì)。通過允許設(shè)備在乙酸和乙酸酐模式之間交替，能夠每次運(yùn)行方法生產(chǎn)僅一種類型的產(chǎn)物流，降低甚至消除了對(duì)設(shè)備的分離線的需求，所述設(shè)備用于濃縮酸和酸酐產(chǎn)物的流。
[0004]因此，本發(fā)明提供了用于處理至少一種乙酰原料組合物的系統(tǒng)，該乙酰原料組合物包含乙酸和乙酸酐，其中所述系統(tǒng)包括:
[0005](i)第一分離區(qū)域，其在某種程度上被配置為，以從第一濃縮流中分離第一分離流，且第一分離區(qū)域被進(jìn)一步配置為，該分離區(qū)域能夠以酸模式運(yùn)行且能夠以酸酐的模式運(yùn)行；
[0006](ii)至少一個(gè)水解區(qū)域，其能夠運(yùn)行水解工藝以在至少一種乙酰原料組合物中水解至少部分乙酸酐，從而獲得包含乙酸和水的水解產(chǎn)物流；
[0007](iii)至少一種原料運(yùn)輸組件，其被配置為允許將至少一種乙酰原料組合物的至少部分運(yùn)輸至第一分離區(qū)域、水解區(qū)域，或這兩個(gè)區(qū)域都被運(yùn)輸?shù)?；?br>[0008](iv)至少一個(gè)水解產(chǎn)物運(yùn)輸組件，其被配置為允許至少部分的水解產(chǎn)物流運(yùn)輸至至少一個(gè)第一分離區(qū)域，
[0009]其中:酸模式包括在第一分離區(qū)域處理至少部分的水解產(chǎn)物流，從而第一分離流包含水且第一濃縮流包含濃縮的乙酸；酸酐模式包括在第一分離區(qū)域處理至少部分的乙酰原料組合物，從而第一分離流包含乙酸且第一濃縮流包含濃縮的乙酸酐；且至少一個(gè)原料運(yùn)輸組件和水解工藝被配置為:
[0010](a)當(dāng)?shù)谝环蛛x區(qū)域以酸模式運(yùn)行時(shí)，能夠在水解區(qū)域運(yùn)行水解工藝，且以重量計(jì)超過50%的乙酰原料組合物能夠被供料至水解區(qū)域；和
[0011](b)當(dāng)?shù)谝环蛛x區(qū)域以酸酐模式運(yùn)行時(shí)，以重量計(jì)至少50%的乙酰原料組合物能夠被供料至分離區(qū)域而不經(jīng)歷水解處理。
[0012]在前述段落描述的系統(tǒng)的一些實(shí)施方案中，當(dāng)?shù)谝环蛛x區(qū)域以酸酐模式運(yùn)行，在被輸送至第一分離區(qū)域之前，至少50%的乙酰原料組合物能夠穿過水解區(qū)域而不經(jīng)歷水解工藝。在前述段落描述的系統(tǒng)的一些實(shí)施方案中，當(dāng)?shù)谝环蛛x區(qū)域以酸酐模式運(yùn)行，至少50%的乙酰原料組合物能夠被輸送至第一分離區(qū)域而沒有首先被輸送至水解區(qū)域。
[0013]在上文描述的系統(tǒng)的一些實(shí)施方案中，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個(gè)第一分離流循環(huán)組件，該組件能夠循環(huán)至少部分的第一分離流至水解區(qū)域中。
[0014]在上文描述的系統(tǒng)的一些實(shí)施方案中，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個(gè)第一分離流轉(zhuǎn)移組件，該組件能夠?qū)⒅辽俨糠值牡谝环蛛x流轉(zhuǎn)移至至少一個(gè)額外的設(shè)備或工藝中。在前述語(yǔ)句中描述的系統(tǒng)類型的一些實(shí)施方案中，至少一個(gè)額外的設(shè)備或工藝包括酯化工藝。
[0015]在上文描述的系統(tǒng)的一些實(shí)施方案中，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括冷卻組件，該組件能夠從至少部分的水解區(qū)域中，或至少部分的水解區(qū)域的原料，或從兩者中移除熱量。
[0016]在上文描述的系統(tǒng)的一些實(shí)施方案中，第一分離區(qū)域包括蒸餾塔，第一分離流從蒸餾塔上的至少一個(gè)第一位置中移除，第一濃縮流從蒸餾塔上的至少一個(gè)第二位置中移除，且第一位置在第二位置的垂直上方。在前述語(yǔ)句中描述的系統(tǒng)類型的一些實(shí)施方案中，第一分離流包括來(lái)自蒸餾塔的至少一種蒸餾頂流或第一側(cè)餾分，且第一濃縮流包括來(lái)自蒸餾塔的至少一種蒸餾底流或第二側(cè)餾分。在本段落第一語(yǔ)句中描述的類型的一些實(shí)施方案中，第一分離流包括來(lái)自蒸餾塔的至少一種蒸餾頂流，且第一濃縮流包括來(lái)自蒸餾塔的至少一種蒸餾底流。在本段落第一語(yǔ)句中描述的系統(tǒng)的一些實(shí)施方案中，第一分離流包括來(lái)自蒸餾塔的至少一種蒸餾頂流，第一濃縮流包括來(lái)自蒸餾塔的至少一種側(cè)餾分，且該系統(tǒng)能夠?qū)⒌琢鞣蛛x流作為蒸餾底流從蒸餾塔中移除。
[0017]在上文描述的系統(tǒng)的一些實(shí)施方案中，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個(gè)第二分離區(qū)域，該區(qū)域被配置為接受來(lái)自第一分離區(qū)域的第一濃縮流的至少一部分，并從第二濃縮流中分離至少一種第二分離流，且進(jìn)一步被配置為在第二分離區(qū)域酸模式或第二分離區(qū)域酸酐模式運(yùn)行，其中:第二分離區(qū)域酸模式包括在第二分離區(qū)域中處理至少部分第一濃縮流，從而至少一個(gè)第二分離流包括濃縮的雜質(zhì)，且第二濃縮流包括濃縮的乙酸，且第二分離區(qū)域酸酐模式包括在第二分離區(qū)域處理至少部分第一濃縮流，從而至少一種第二分離流包括濃縮的雜質(zhì)，且第二濃縮流包括濃縮的乙酸酐。在前述語(yǔ)句中描述的系統(tǒng)類型的一些實(shí)施方案中，第二分離區(qū)域包括第二蒸餾塔，從而至少一種第二分離流從第二蒸餾塔上的至少一個(gè)第一位置中移除，第二濃縮流從第二蒸餾塔上的至少一個(gè)第二位置中移除，且至少一個(gè)第一位置在第二位置的垂直下方。在本段落第一語(yǔ)句中描述的系統(tǒng)類型的一些實(shí)施方案中，至少一種第二分離流包括來(lái)自第二蒸餾塔的至少一種蒸餾底流或第二側(cè)餾分，且第二濃縮流包括來(lái)自第二蒸餾塔的至少一種蒸餾頂流或第一側(cè)餾分。在本段落第一語(yǔ)句中描述的系統(tǒng)類型的一些實(shí)施方案中，至少一種第二分離流包括來(lái)自第二蒸餾塔的至少一種蒸餾底流，且第二濃縮流包括來(lái)自第二蒸餾塔的至少一種蒸餾頂流。在本段落第一語(yǔ)句中描述的系統(tǒng)類型的一些實(shí)施方案中，至少一種第二分離流包括來(lái)自第二蒸餾塔的至少一種蒸餾底流，且所述第二濃縮流包括來(lái)自第二蒸餾塔的至少一種側(cè)餾分，且第三分離流作為蒸餾頂流從第二蒸餾塔中移除。
[0018]在上文描述的系統(tǒng)的一些實(shí)施方案中，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個(gè)上游生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠生產(chǎn)乙酰原料組合物，其中至少一個(gè)上游生產(chǎn)系統(tǒng)被配置為允許:(a)以上游工藝酸模式運(yùn)行，從而生產(chǎn)酸模式乙酰原料組合物；和(b)以上游工藝酸酐模式運(yùn)行，從而生產(chǎn)酸酐模式乙酰原料組合物，其中:酸模式乙酰原料組合物具有的酸:酸酐比具有的值高出酸酐模式乙酰原料組合物的酸值至少10。在前述語(yǔ)句中描述的系統(tǒng)類型的一些實(shí)施方案中，酸模式乙酰原料組合物具有酸:酸酐比具有酸值高出酸酐模式乙酰原料組合物的酸值至少50。在本段落描述的系統(tǒng)的一些實(shí)施方案中，配置至少一種上游生產(chǎn)系統(tǒng)以使至少一種乙酰原料組合物結(jié)合至少部分水、至少部分甲醇，或兩者皆有。
[0019]在前述段落第一語(yǔ)句中描述的系統(tǒng)類型的一些實(shí)施方案中，至少一種上游生產(chǎn)系統(tǒng)包括至少一種羰基化系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠反應(yīng)羰基化工藝的原料化合物以生產(chǎn)包括乙酸和乙酸酐或其組合的羰基化產(chǎn)物。在前述語(yǔ)句中描述的系統(tǒng)類型的一些實(shí)施方案中，配置系統(tǒng)以允許在羰基化工藝原料化合物物中改變甲醇與來(lái)自乙酸酐的形成乙酸酐總反應(yīng)物的重量比，其中形成酸酐總量是在羰基化處理原料化合物中乙酸甲酯的量和二甲醚的量的總和。在本段落描述的系統(tǒng)類型的一些實(shí)施方案中，設(shè)置至少一種上游生產(chǎn)系統(tǒng)以允許至少部分的羰基化產(chǎn)物結(jié)合至少部分的水，至少部分的甲醇，或結(jié)合二者。
[0020]本發(fā)明進(jìn)一步提供了方法，該方法包括以酸模式在第一段時(shí)間運(yùn)行上述系統(tǒng)中的一種，且以酸酐模式在第二段時(shí)間(不與第一段時(shí)間同時(shí)發(fā)生)運(yùn)行該系統(tǒng)。
[0021]本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種用于處理包括乙酸和乙酸酐的多種乙酰原料組合物的方法，所述方法包括:
[0022](a)運(yùn)行第一分離工藝，經(jīng)以下形式配置，所述工藝以使組合物分離為第一分離流和第一濃縮流，且進(jìn)一步配置以在酸模式或在酸酐模式下運(yùn)行；
[0023](b)當(dāng)在酸模式下運(yùn)行第一分離工藝時(shí)，在水解工藝水解區(qū)域中水解至少一種第一乙酰原料組合物，以生產(chǎn)包含乙酸和水的水解產(chǎn)物流，且向第一分離工藝輸送至少部分水解產(chǎn)物流；和
[0024](c)當(dāng)在酸酐模式下運(yùn)行第一分離工藝時(shí)，使至少一種第二乙酰原料組合物繞開水解工藝，且將其向第一分離工藝輸送，
[0025]其中:酸模式包括運(yùn)行第一分離工藝，從而第一分離流包含水且第一濃縮流包含濃縮的乙酸，和，酸酐模式包含運(yùn)行第一分離工藝，從而第一分離流包含乙酸，且第一濃縮流包括濃縮的乙酸酐。
[0026]在上述方法的一些實(shí)施方案中，至少一種第一乙酰原料組合物具有酸:酸酐比中的酸值高出第二乙酰原料組合物的酸:酸酐比中的酸值不超過10。
[0027]在上述方法的一些實(shí)施方案中，至少一種第一乙酰原料組合物具有酸:酸酐比中的酸值高出第二乙酰原料組合物的酸:酸酐比中的酸值至少20。
[0028]在上述方法的一些實(shí)施方案中，至少一種第二乙酰原料組合物繞開水解工藝包括部分至少一種第二乙酰原料組合物通過水解區(qū)域而在被輸送至所述第一分離區(qū)域之前不經(jīng)歷水解工藝。
[0029]在上述方法的一些實(shí)施方案中，使至少一種第二乙酰原料組合物繞開水解工藝包括向所述第一分離區(qū)域輸送所述至少一種第二乙酰原料組合物的至少部分，而不是首先將其輸送至所述水解區(qū)域。
[0030]在上述方法的一些實(shí)施方案中，方法進(jìn)一步包括當(dāng)?shù)谝环蛛x工藝在酸模式下運(yùn)行時(shí)，至少部分循環(huán)所述第一分離流至水解區(qū)域。
[0031]在上述方法的一些實(shí)施方案中，方法進(jìn)一步包含將所述第一分離流的至少部分轉(zhuǎn)移至至少一種額外的設(shè)備或工藝中(例如酯化工藝)。
[0032]在上述方法的一些實(shí)施方案中，方法進(jìn)一步包含冷卻至少部分的水解區(qū)域，或至少部分輸送至水解區(qū)域的原料，或兩者都被冷卻。
[0033]在上述方法的一些實(shí)施方案中，第一分離區(qū)域包括蒸餾塔，第一分離流從蒸餾塔上的至少一個(gè)第一位置中移除，第一濃縮流從蒸餾塔上的至少一個(gè)第二位置中移除，且第一位置在第二位置的垂直下方。例如在前述語(yǔ)句描述的類型的一些實(shí)施方案中，第一分離流包含來(lái)自蒸餾塔的至少一種蒸餾頂流或第一側(cè)餾分，且所述第一濃縮流包含來(lái)自蒸餾塔的至少一種蒸餾底流或第二側(cè)餾分。在本段落第一語(yǔ)句中描述的類型的一些實(shí)施方案中，第一分離流包括來(lái)自蒸餾塔的至少一種蒸餾頂流，且第一濃縮流包括來(lái)自蒸餾塔的至少一種蒸餾底流。在本段落第一語(yǔ)句中描述的類型的一些實(shí)施方案中，第一分離流包括來(lái)自蒸餾塔的至少一種蒸餾頂流，第一濃縮流包括來(lái)自蒸餾塔的至少一種側(cè)餾分，且該系統(tǒng)能夠?qū)⒌琢鞣蛛x流作為蒸餾底流