Procedimiento para la producción de ácido acético.

Un procedimiento para la producción de ácido acético, procedimiento que comprende las etapas de:

(a) introducir metanol y/o a derivados reactivos del mismo seleccionados de acetato de metilo, éter dimetílico y yoduro de metilo y monóxido de carbono en una primera zona de reacción que contiene una composición líquida de reacción que comprende un catalizador de carbonilación, opcionalmente un promotor de catalizador de carbonilación, yoduro de metilo, acetato de metilo, ácido acético y agua;

(b) extraer al menos una porción de la composición líquida de reacción junto con monóxido de carbono disuelto y/o arrastrado y otros gases de la primera zona de reacción;

(c) hacer pasar al menos una porción de la composición líquida de reacción extraída a una segunda zona de reacción, en la que se consume al menos una porción del monóxido de carbono disuelto y/o arrastrado;

(d) hacer pasar al menos una porción de la composición líquida de reacción procedente de la segunda zona de reacción a una zona de separación por vaporización para formar: una fracción de vapor, que comprende ácido acético, yoduro de metilo, acetato de metilo y gas de escape de baja presión, que comprende monóxido de carbono; y una fracción líquida, que comprende catalizador de carbonilación y promotor de catalizador de carbonilación opcional;

(e) hacer pasar la fracción de vapor procedente de la zona de separación por vaporización a una o más zonas de destilación para recuperar producto de ácido acético;

en el que la temperatura de la composición líquida de reacción extraída de la primera zona de reacción está en el intervalo de 170 a 195º C;

y la temperatura de la composición líquida de reacción que se hace pasar desde la segunda zona de reacción a la zona de separación de vaporización es al menos 8º C mayor que la temperatura de la composición líquida de reacción extraída de la primera zona de reacción.

Procedimiento para la producción de ácido acético La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de ácido acético mediante la carbonilación de metanol y/o derivados reactivos del mismo.

La producción de ácido acético mediante la carbonilación de metanol y/o derivados reactivos del mismo en presencia de un catalizador de rodio se describe, por ejemplo, en GB-A-1.233.121, EP 0384652 y EP 0391680. El procedimiento en presencia de un catalizador de iridio se describe, por ejemplo, en GB-A-1234641, US-A-3772380, EP 0616997, EP 0618184, EP 0786447, EP 0643034, EP 0752406.

Howard et ál. en Catalysis Today, 18 (1993) , 325-354, describen la carbonilación general catalizada por rodio e iridio de metanol en ácido acético. Se dice que el procedimiento de carbonilación de metanol continuo, catalizado y homogéneo consiste en tres secciones básicas; reacción, purificación y tratamiento del gas de escape. La sección de reacción comprende un reactor de depósito agitado, que funciona a temperatura elevada, y un recipiente de vaporización. La composición líquida de reacción se retira del reactor y se hace pasar a través de una válvula vaporizadora al recipiente de vaporización, en el que una fracción de vapor, que comprende componentes condensables (incluyendo ácido acético obtenido como producto) y gas de escape de baja presión, se separa de una fracción líquida. La fracción de vapor se hace pasar a continuación a la sección de purificación, mientras que la fracción líquida se recicla al reactor. Se dice que la sección de purificación comprende una serie de columnas de destilación en las que las impurezas se retiran del producto de ácido acético.

EP 0685446 se refiere a un procedimiento para la preparación de ácido acético que comprende carbonilar metanol con monóxido de carbono en un primer reactor en presencia de un catalizador de rodio. El fluido de reacción que contiene monóxido de carbono disuelto se hace pasar desde el primer reactor hasta un segundo reactor en el que el monóxido de carbono disuelto, sin la alimentación de monóxido de carbono adicional, se hace reaccionar más antes de que el fluido de reacción se introduzca en una zona de vaporización.

EP 0846674 describe un procedimiento en fase líquida para la producción de ácido carboxílico que comprende carbonilar un alcohol alquílico con monóxido de carbono en una primera zona de reacción en presencia de un catalizador de iridio en el que al menos una porción de la composición líquida de reacción junto con dióxido de carbono disuelto y/o arrastrado se extrae de la primera zona de reacción y se hace pasar a una segunda zona de reacción, y en el que al menos una porción del monóxido de carbono disuelto y/o arrastrado en la composición de reacción extraída se hace reaccionar mediante carbonilación adicional en la segunda zona de reacción para producir producto de ácido carboxílico adicional, antes de que la composición de reacción se haga pasar a una zona de vaporización.

Ni EP 0685446 ni EP 0846674 enseñan o sugieren que un incremento en la temperatura a través del reactor secundario pueda tener ningún efecto beneficioso en el procedimiento de carbonilación.

Se ha encontrado ahora sorprendentemente que en la producción de ácido acético mediante la carbonilación de metanol y/o derivados reactivos del mismo con monóxido de carbono surge una variedad de ventajas cuando la temperatura de la composición líquida de reacción se incrementa durante el paso de la composición líquida de reacción a través del reactor secundario.

De acuerdo con esto, la presente invención proporciona un procedimiento para la producción de ácido acético, procedimiento que comprende las etapas de:

(a) introducir metanol y/o a derivados reactivos del mismo y monóxido de carbono en una primera zona de reacción que contiene una composición líquida de reacción que comprende un catalizador de carbonilación, opcionalmente un promotor de catalizador de carbonilación, yoduro de metilo, acetato de metilo, ácido acético y agua;

(b) extraer al menos una porción de la composición líquida de reacción junto con monóxido de carbono disuelto y/o arrastrado y otros gases de la primera zona de reacción;

(c) hacer pasar al menos una porción de la composición líquida de reacción extraída a una segunda zona de reacción, en la que se consume al menos una porción del monóxido de carbono disuelto y/o arrastrado;

(d) hacer pasar al menos una porción de la composición líquida de reacción procedente de la segunda zona de reacción a una zona de separación por vaporización para formar: una fracción de vapor, que comprende ácido acético, yoduro de metilo, acetato de metilo y gas de escape de baja presión, gas de escape de baja presión que comprende monóxido de carbono; y una fracción líquida, que comprende catalizador de carbonilación y promotor de catalizador de carbonilación opcional;

(e) hacer pasar la fracción de vapor procedente de la zona de separación por vaporización a una o más zonas de destilación para recuperar producto de ácido acético;

en el que la temperatura de la composición líquida de reacción extraída de la primera zona de reacción está en el intervalo de 170 a 195º C; y la temperatura de la composición líquida de reacción que se hace pasar desde la segunda zona de reacción a la zona de separación de vaporización es al menos 8º C mayor que la temperatura de la composición líquida de reacción extraída de la primera zona de reacción.

En el procedimiento de la presente invención la temperatura de la composición líquida de reacción que se hace pasar desde la segunda zona de reacción hasta la zona de separación por vaporización es al menos 8º C mayor que la temperatura de la composición líquida de reacción extraída de la primera zona de reacción. Este incremento en la temperatura permite una separación mejorada de ácido acético y otros componentes condensables procedentes del catalizador de carbonilación y el promotor de catalizador de carbonilación opcional en la zona de separación por vaporización. Así, la fracción de vapor procedente de la zona de separación por vaporización será más rica en ácido acético, permitiendo de ese modo que se alcance un rendimiento superior de ácido acético. Además, se reducirán el volumen y el caudal de la fracción líquida.

Incrementar la temperatura de la composición líquida de reacción después de su extracción de la primera zona de reacción y antes de su paso a la zona de separación por vaporización permite que la primera zona de reacción se haga funcionar a una temperatura inferior que la que podrían emplearse de otro modo. El funcionamiento de la primera zona de reacción a una temperatura reducida dará como resultado una presión parcial incrementada de monóxido de carbono. Esto puede ser ventajoso ya que una presión parcial de monóxido de carbono incrementada dará como resultado una velocidad de carbonilación incrementada.

Alternativamente, cuando no es deseable una velocidad de carbonilación incrementada, la presión parcial de monóxido de carbono puede mantenerse, por ejemplo, al reducir la velocidad a la que el gas de escape de alta presión se ventila desde la primera zona de reacción. Esto es ventajoso ya que se reduce la pérdida de monóxido de carbono a la atmósfera.

Así, la presente invención proporciona un procedimiento mejorado para la producción de ácido acético mediante carbonilación de metanol y/o derivados reactivos del mismo. En particular, según se describe anteriormente, el rendimiento de producto de ácido acético se mejora, proporcionando de ese modo un procedimiento más económico.

En el procedimiento de la presente invención, derivados reactivos adecuados de metanol incluyen acetato de metilo, éter dimetílico y yoduro de metilo. Una mezcla de metanol y/o derivados reactivos del mismo puede usarse como los reaccionantes en el procedimiento de la presente invención. Preferiblemente, se usan metanol y/o acetato de metilo como reaccionantes.

Puede formarse acetato de metilo in situ en la composición líquida de reacción mediante la reacción de metanol y/o derivados reactivos del mismo con el producto de ácido acético o el disolvente. Preferiblemente, la concentración de acetato de metilo en la composición líquida de reacción en la primera zona de reacción está en el intervalo de 2 a 50% en peso, más preferiblemente de 3 a 35% en peso.

Preferiblemente, la concentración de yoduro de... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la producción de ácido acético, procedimiento que comprende las etapas de:

(a) introducir metanol y/o a derivados reactivos del mismo seleccionados de acetato de metilo, éter dimetílico y yoduro de metilo y monóxido de carbono en una primera zona de reacción que contiene una composición líquida de reacción que comprende un catalizador de carbonilación, opcionalmente un promotor de catalizador de carbonilación, yoduro de metilo, acetato de metilo, ácido acético y agua;

(b) extraer al menos una porción de la composición líquida de reacción junto con monóxido de carbono disuelto y/o arrastrado y otros gases de la primera zona de reacción;

(c) hacer pasar al menos una porción de la composición líquida de reacción extraída a una segunda zona de reacción, en la que se consume al menos una porción del monóxido de carbono disuelto y/o arrastrado;

(d) hacer pasar al menos una porción de la composición líquida de reacción procedente de la segunda zona de reacción a una zona de separación por vaporización para formar: una fracción de vapor, que comprende ácido acético, yoduro de metilo, acetato de metilo y gas de escape de baja presión, que comprende monóxido de carbono; y una fracción líquida, que comprende catalizador de carbonilación y promotor de catalizador de carbonilación opcional;

(e) hacer pasar la fracción de vapor procedente de la zona de separación por vaporización a una o más zonas de destilación para recuperar producto de ácido acético;

en el que la temperatura de la composición líquida de reacción extraída de la primera zona de reacción está en el intervalo de 170 a 195º C; y la temperatura de la composición líquida de reacción que se hace pasar desde la segunda zona de reacción a la zona de separación de vaporización es al menos 8º C mayor que la temperatura de la composición líquida de reacción extraída de la primera zona de reacción.

2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el catalizador de carbonilación es iridio.

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el promotor de catalizador de carbonilación se selecciona del grupo que consiste en rutenio, osmio y renio.

4. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el promotor de catalizador de carbonilación es rutenio.

5. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el catalizador de carbonilación es rodio.

6. Un procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que la temperatura de la composición líquida de reacción extraída de la primera zona de reacción está en el intervalo de 185 a 195º C.

7. Un procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que la segunda zona de reacción tiene un volumen en el intervalo de 5 a 20% del volumen de la primera zona de reacción.

8. Un procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que monóxido de carbono, además del disuelto y/o arrastrado en la composición líquida de reacción extraída de la primera zona de reacción, se introduce en la segunda zona de reacción.

9. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la cantidad de monóxido de carbono adicional introducida en la segunda zona de reacción está entre 0, 5 y 20% de la cantidad de monóxido de carbono que se introduce en la primera zona de reacción.

10. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que se aplica calor a la segunda zona de reacción.

11. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la concentración de monóxido de carbono en el gas de escape de baja presión es aproximadamente 15% en moles mayor que el valor de mX + C para cada aumento de 10º C en la temperatura de la composición líquida de reacción que se hace pasar a la zona de separación por vaporización en comparación con la temperatura de la composición líquida de reacción extraída de la primera zona de reacción, en el que X es la concentración en ppm en peso de rutenio en la composición líquida de reacción, m es aproximadamente 0, 012 y C es aproximadamente -8, 7.

12. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la concentración de acetato de metilo en la composición líquida de reacción que se hace pasar a la zona de separación por vaporización es al menos 1, 5% en peso menor que la concentración de acetato de metilo en la composición líquida de reacción extraída de la primera zona de reacción.

13. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la concentración de agua en la composición líquida de reacción que se hace pasar a la zona de separación por vaporización es al menos 0, 4% en peso menor que la concentración de agua en la composición líquida de reacción extraída de la primera zona de reacción.

14. Un procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que la temperatura de la composición líquida de reacción que se hace pasar a la zona de separación por vaporización es menor que o igual a 10 215º C.

15. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la temperatura de la composición líquida de reacción que se hace pasar a la zona de separación por vaporización está en el intervalo de 195 a 215º C.

16. Un procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que la temperatura de la

composición líquida de reacción que se hace pasar a la zona de separación por vaporización es de 10 a 20º C mayor 15 que la temperatura de la composición líquida de reacción extraída de la primera zona de reacción.