Procedimiento para la producción de ácido acético.

Procedimiento para la producción de ácido acético mediante carbonilación de metanol y/o un derivado reactivo delmismo con monóxido de carbono en una zona de reacción de carbonilación que contiene una composición dereacción líquida que comprende un catalizador de carbonilación de iridio,

cocatalizador de yoduro de metilo, unaconcentración finita de agua, ácido acético, acetato de metilo, al menos un promotor seleccionado de rutenio, osmioy renio y un compuesto de estabilización seleccionado del grupo que consiste en yoduros de metal alcalino, yodurosde metal alcalinotérreo, complejos de metal que pueden generar I-, sales que pueden generar I-, y mezclas de dos omás de los mismos, en el que la razón molar de promotor con respecto a iridio es mayor de 2:1, y la razón molar decompuesto de estabilización con respecto a iridio está en el intervalo [mayor de 0 a 5]:1, y comprendiendo elprocedimiento las etapas adicionales de:

(a) retirar la composición de reacción líquida junto con el monóxido de carbono disuelto y/o arrastrado yotros gases de dicha zona de reacción de carbonilación;

(b) hacer pasar dicha composición de reacción líquida retirada a través de una o más zonas de reacciónadicionales para consumir al menos una parte del monóxido de carbono disuelto y/o arrastrado;

(c) hacer pasar dicha composición de la etapa (a) y la etapa (b) por una o más fases de separacióninstantánea para formar (i) una fracción de vapor que comprende componentes condensables y gas dedescarga de baja presión, comprendiendo los componentes condensables producto de ácido acético ycomprendiendo el gas de descarga de baja presión monóxido de carbono y otros gases disueltos y/oarrastrados con la composición de reacción de carbonilación líquida retirada y (ii) una fracción líquida quecomprende catalizador de carbonilación de iridio, promotor y disolvente de ácido acético;

(d) separar los componentes condensables del gas de descarga de baja presión; y

(e) recircular la fracción líquida de la fase de separación instantánea al reactor de carbonilación.

Procedimiento para la producción de ácido acético La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de ácido acético y en particular a un procedimiento para la producción de ácido acético mediante carbonilación en presencia de un catalizador de iridio, cocatalizador de yoduro de metilo y un promotor.

La producción de ácido acético mediante la carbonilación de metanol en presencia de un catalizador de iridio y un promotor tal como rutenio se describe, por ejemplo, en los documentos EP-A-0752406, EP-A-0849248, EP-A0849249 y EP-A- 1002785.

El documento WO-A-95/31426 da a conocer un procedimiento para la producción de ácidos carboxílicos o sus ésteres que tienen (n+1) átomos de carbono mediante la reacción en fase líquida de monóxido de carbono con al menos un alcohol que tiene (n) átomos de carbono en presencia de un sistema catalítico a base de un compuesto de iridio y un cocatalizador halógeno. El procedimiento se caracteriza por mantener en el medio de reacción agua en un volumen de entre mayor del 0 y el 10%, normalmente entre el 0, 5 y el 8%, preferiblemente entre el 2 y el 8%; correspondiendo el éster al ácido carboxílico y el alcohol en un volumen que varía entre el 2 y el 40%; y yoduros en forma soluble de una naturaleza tal que la razón atómica de los yoduros con respecto a iridio es de entre mayor de 0 y 10, normalmente entre mayor de 0 y 3, preferiblemente entre mayor de 0 y 1, 5. El volumen de cocatalizador halógeno en el medio de reacción es de entre mayor del 0 y el 10%; normalmente entre el 0, 5 y el 8%, y preferiblemente entre el 1 y el 6%. Los yoduros adecuados incluyen yoduros de metal alcalinotérreo y de metal alcalino, y específicamente yoduro de litio. El procedimiento del documento WO-A-95/31426 es por lo demás sin promotor.

El documento EP-A-0643034 describe un procedimiento para la carbonilación de metanol y/o un derivado reactivo del mismo en presencia de ácido acético, un catalizador de iridio, yoduro de metilo, al menos una concentración finita de agua, acetato de metilo y un promotor seleccionado de rutenio y osmio. En el documento EP-A-0643034 se dice que contaminantes iónicos tales como, por ejemplo, (a) metales de corrosión, particularmente níquel, hierro y cromo y (b) fosfinas o compuestos que contienen nitrógeno o ligandos que pueden cuaternizar in situ deben mantenerse al mínimo en la composición de reacción líquida ya que éstos tendrán un efecto adverso sobre la reacción al generar I- en la composición de reacción líquida que tiene un efecto adverso sobre la velocidad de reacción. De manera similar, se dice que contaminantes tales como yoduros de metal alcalino, por ejemplo yoduro de litio, deben mantenerse al mínimo.

En el documento WO-A-96/237757 que se refiere a la preparación de carboxilatos de iridio y su uso en, entre otras, reacciones de carbonilación, sin mencionar el uso de promotores, se menciona a diferencia del documento WO-A95/314326 que preferiblemente se eliminan los iones alcalinos o alcalinotérreos, puesto que su presencia puede tener una influencia perjudicial sobre la cinética y selectividad de reacciones posteriores en las que se usará el carboxilato de iridio como catalizador.

En determinadas condiciones de funcionamiento, se ha observado que puede precipitar un sistema de catalizador (iridio y promotor de rutenio) . Un método eficaz para garantizar que las pérdidas de catalizador y promotor se reduzcan es añadir un compuesto de estabilización que impide o al menos mitiga la precipitación del sistema de catalizador de las corrientes de procedimiento. Esto es particularmente importante en el corrientes de recuperación de producto de ácido acético puesto que, en algún punto tras la reacción, se reduce el nivel de presión de monóxido de carbono y por tanto aumenta la probabilidad de que precipite algo de sistema de catalizador de la disolución.

También se ha observado que se produce la precipitación del sistema de catalizador cuando el procedimiento se hace funcionar usando concentraciones relativamente altas de promotor, tal como una razón molar de Ru con respecto a Ir de al menos 2:1. De manera similar, la precipitación también puede ser un problema para otras especies de promotor tales como aquéllas que contienen osmio o renio.

Por tanto, sigue habiendo la necesidad de un procedimiento de carbonilación promovido catalizado por iridio mejorado en el que se impiden o retardan las pérdidas de catalizador y de promotor.

La presente invención soluciona el problema técnico definido anteriormente usando concentraciones bajas de determinados yoduros seleccionados. Estos yoduros reducen la generación de especies de sistema de catalizador insolubles o moderadamente solubles tales como complejos que contienen rutenio. El uso de concentraciones bajas de los yoduros seleccionados también proporciona la ventaja adicional de que puede mejorarse la estabilidad del sistema de catalizador sin provocar una disminución significativa en la velocidad de carbonilación. Además, el uso del compuesto de estabilización permite el uso de niveles reducidos de monóxido de carbono, particularmente en una segunda zona de reacción y/o sección de recuperación de producto de ácido acético, y por tanto permite conseguir beneficios económicos.

Ventajosamente, pueden usarse concentraciones bajas de yoduros seleccionados para reducir el nivel de precipitado de sistema de catalizador después de que se haya formado, es decir ayudan a resolubilizar el precipitado formado.

Por consiguiente, la presente invención proporciona un procedimiento para la producción de ácido acético mediante carbonilación de metanol y/o un derivado reactivo del mismo con monóxido de carbono en una zona de reacción de carbonilación que contiene una composición de reacción líquida que comprende un catalizador de carbonilación de iridio, cocatalizador de yoduro de metilo, una concentración finita de agua, ácido acético, acetato de metilo, al menos un promotor seleccionado de rutenio, osmio y renio y un compuesto de estabilización seleccionado del grupo que consiste en yoduros de metal alcalino, yoduros de metal alcalinotérreo, complejos de metal que pueden generar I-, sales que pueden generar I-, y mezclas de dos o más de los mismos, en el que la razón molar de promotor con respecto a iridio es mayor de 2:1, y la razón molar de compuesto de estabilización con respecto a iridio está en el intervalo [mayor de 0 a 5]:1 y en el que el procedimiento comprende las etapas adicionales de:

(a) retirar la composición de reacción líquida junto con el monóxido de carbono disuelto y/o arrastrado y otros gases de dicha zona de reacción de carbonilación;

(b) hacer pasar dicha composición de reacción líquida retirada a través de una o más zonas de reacción adicionales para consumir al menos una parte del monóxido de carbono disuelto y/o arrastrado;

(c) hacer pasar dicha composición de la etapa (a) y la etapa (b) por una o más fases de separación instantánea para formar (i) una fracción de vapor que comprende componentes condensables y gas de descarga de baja presión, comprendiendo los componentes condensables producto de ácido acético y comprendiendo el gas de descarga de baja presión monóxido de carbono y otros gases disueltos y/o arrastrados con la composición de reacción de carbonilación líquida retirada y (ii) una fracción líquida que comprende catalizador de carbonilación de iridio, promotor y disolvente de ácido acético;

(d) separar los componentes condensables del gas de descarga de baja presión; y

(e) recircular la fracción líquida de la fase de separación instantánea al reactor de carbonilación.

La presente invención también proporciona el uso de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en yoduros de metal alcalino, yoduros de metal alcalinotérreo, complejos de metal que pueden generar I-, sales que pueden generar I-, y mezclas de dos o más de los mismos para estabilizar el catalizador y/o promotor a niveles reducidos de monóxido de carbono en un procedimiento para la producción de ácido acético mediante carbonilación de metanol y/o un derivado reactivo del mismo con monóxido de carbono en una zona de reacción de carbonilación que contiene una composición de reacción líquida que comprende un catalizador de carbonilación de iridio, cocatalizador de yoduro de metilo, una concentración finita de agua, ácido acético, acetato de metilo y al menos un promotor seleccionado de rutenio, osmio y renio.

La presente invención proporciona además el uso de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en yoduros de metal alcalino, yoduros de metal alcalinotérreo, complejos de metal que pueden... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de ácido acético mediante carbonilación de metanol y/o un derivado reactivo del mismo con monóxido de carbono en una zona de reacción de carbonilación que contiene una composición de reacción líquida que comprende un catalizador de carbonilación de iridio, cocatalizador de yoduro de metilo, una 5 concentración finita de agua, ácido acético, acetato de metilo, al menos un promotor seleccionado de rutenio, osmio y renio y un compuesto de estabilización seleccionado del grupo que consiste en yoduros de metal alcalino, yoduros de metal alcalinotérreo, complejos de metal que pueden generar I-, sales que pueden generar I-, y mezclas de dos o más de los mismos, en el que la razón molar de promotor con respecto a iridio es mayor de 2:1, y la razón molar de compuesto de estabilización con respecto a iridio está en el intervalo [mayor de 0 a 5]:1, y comprendiendo el

procedimiento las etapas adicionales de:

(a) retirar la composición de reacción líquida junto con el monóxido de carbono disuelto y/o arrastrado y otros gases de dicha zona de reacción de carbonilación;

(b) hacer pasar dicha composición de reacción líquida retirada a través de una o más zonas de reacción adicionales para consumir al menos una parte del monóxido de carbono disuelto y/o arrastrado;

(c) hacer pasar dicha composición de la etapa (a) y la etapa (b) por una o más fases de separación instantánea para formar (i) una fracción de vapor que comprende componentes condensables y gas de descarga de baja presión, comprendiendo los componentes condensables producto de ácido acético y comprendiendo el gas de descarga de baja presión monóxido de carbono y otros gases disueltos y/o arrastrados con la composición de reacción de carbonilación líquida retirada y (ii) una fracción líquida que comprende catalizador de carbonilación de iridio, promotor y disolvente de ácido acético;

(d) separar los componentes condensables del gas de descarga de baja presión; y

(e) recircular la fracción líquida de la fase de separación instantánea al reactor de carbonilación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la razón molar de promotor: iridio está en el intervalo [mayor de 2 a 15]:1.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la razón molar de promotor: iridio está en el intervalo [mayor de 2 a 5]:1.

4. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que la razón molar de promotor:iridio está en el intervalo [de 4 a 10]:1

5. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que la razón molar de promotor:iridio está en el intervalo [de 6 a 30 12]:1

6. Procedimiento según la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en el que la razón molar de compuesto de estabilización: iridio está en el intervalo [de 0, 05 a 3]:1.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que la razón molar de compuesto de estabilización: iridio está en el intervalo [de 0, 05 a 1, 5]:1.

8. Procedimiento según la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en el que la razón molar de compuesto de estabilización: iridio está en el intervalo [de 0, 15 a 2, 5]:1.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la razón molar de compuesto de estabilización: iridio está en el intervalo [de 0, 15 a 2]:1.

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el compuesto de estabilización se

selecciona del grupo que consiste en yoduro de metal alcalino, yoduro de metal alcalinotérreo, sales de metal alcalino que pueden generar iones yoduro y sales de metal alcalinotérreo que pueden generar iones yoduro.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que el compuesto de estabilización es un yoduro de metal alcalino o una sal de metal alcalino que puede generar iones yoduro.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que el compuesto de estabilización se selecciona de yoduro de 45 litio, acetato de litio, yoduro de sodio y acetato de sodio.

13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el compuesto de estabilización se introduce directamente en la zona de reacción o se introduce indirectamente en una zona de reacción.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que el compuesto de estabilización se introduce en la zona de reacción por medio de una corriente de recirculación.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que la corriente de recirculación es una corriente de recirculación de catalizador.

16. Uso de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en yoduros de metal alcalino, yoduros de metal alcalinotérreo, complejos de metal que pueden generar I-, sales que pueden generar I-, y mezclas de dos o más de los mismos para estabilizar el catalizador y/o promotor a niveles reducidos de monóxido de carbono en un procedimiento para la producción de ácido acético mediante carbonilación de metanol y/o un derivado reactivo del mismo con monóxido de carbono en una zona de reacción de carbonilación que contiene una composición de reacción líquida que comprende un catalizador de carbonilación de iridio, cocatalizador de yoduro de metilo, una concentración finita de agua, ácido acético, acetato de metilo y al menos un promotor seleccionado de rutenio, osmio y renio.

17. Uso según la reivindicación 16, en el que la razón molar de compuesto de estabilización con respecto a iridio está en el intervalo [mayor de 0 a 5]:1.

18. Uso de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en yoduros de metal alcalino, yoduros de metal alcalinotérreo, complejos de metal que pueden generar I-, sales que pueden generar I-, y mezclas de dos o más de los mismos para solubilizar un precipitado de sistema de catalizador, comprendiendo el precipitado de sistema de catalizador iridio y/o al menos un promotor seleccionado de rutenio, osmio y renio y habiéndose formado a niveles reducidos de monóxido de carbono en un procedimiento para la producción de ácido acético mediante carbonilación de metanol y/o un derivado reactivo del mismo con monóxido de carbono en una zona de reacción de carbonilación que contiene una composición de reacción líquida que comprende un catalizador de carbonilación de iridio, cocatalizador de yoduro de metilo, una concentración finita de agua, ácido acético, acetato de metilo y al menos un promotor seleccionado de rutenio, osmio y renio.

19. Uso según la reivindicación 18, en el que el precipitado de sistema de catalizador se forma en una segunda zona de reacción y/o en la sección de recuperación de producto de ácido acético.