發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及純化從木材乙?；^程回收的乙酸的方法。特別地，本發(fā)明涉及將木材的乙?；c由乙酸至乙酸酐的產(chǎn)生整合的方法，以及整合的設(shè)備。

發(fā)明背景

熟知的由乙酸產(chǎn)生乙酸酐的方法涉及烯酮(乙烯酮)的形成。由此通過在高溫下將乙酸脫水來產(chǎn)生烯酮(通常在700℃至750℃量級的溫度下操作的烯酮爐中進行)。之后，在導(dǎo)致乙酸酐形成的放熱反應(yīng)中使烯酮與乙酸反應(yīng)。

有趣的是，乙酸和乙酸酐均用于木材的乙?；椒?。這些方法(其需求不斷增長)用于提供具有改善的材料性質(zhì)的木材，所述改善的材料性質(zhì)例如尺寸穩(wěn)定性、硬度、耐久性等。在這些方法中，最終從木材中去除過量的乙酰化介質(zhì)，其通常是乙酸酐與乙酸的混合物。從而希望避免浪費去除的乙?；橘|(zhì)，并且優(yōu)選地希望將其在木材乙酰化中再循環(huán)和重新使用。

存在回收乙酸酐的適合的技術(shù)，通過將乙酸酐與乙酸分離，之后該乙酸酐可以重新用于木材乙?；?。然而，在木材乙?；?，由于乙酸作為乙酰化的副產(chǎn)物形成，其以過量的比例得到，并且希望將所述乙酸應(yīng)用于不同的用途，將其作為化學(xué)品銷售，和/或?qū)⑵溆糜谙┩漠a(chǎn)生。然而，所述乙酸的特定來源，即，來自木材的乙?；?，會由于存在雜質(zhì)而對其進一步的使用帶來固有限制，所述雜質(zhì)例如來自木材的萜烯和萜類雜質(zhì)。尤其是難以去除萜烯和萜類。這限制了從木材乙酰化回收的乙酸的用途。例如，在烯酮爐中不希望使用所述回收的乙酸，其原因是，由于在爐中應(yīng)用的高溫，上述雜質(zhì)容易導(dǎo)致在所述爐中形成焦炭。

在wo2009/120257中，通過共沸蒸餾解決了前述問題，其中將包含上述雜質(zhì)的乙酸與水一起供應(yīng)至蒸餾柱。雖然該參考文獻由此教導(dǎo)了從木材乙酰化獲得純化乙酸的方法，但其不涉及乙酸酐的產(chǎn)生，并且特別地，其不教導(dǎo)如何有效地整合乙酸酐的產(chǎn)生與木材的乙?；２⑶?，將水加入蒸餾柱降低了該方法的經(jīng)濟可行性。

希望提供可以將木材的乙?；c乙酸酐的產(chǎn)生有效整合的方法。并且，希望由此最優(yōu)地使用從木材乙?；锌色@得的液體來源。

發(fā)明概述

為了更好的滿足前述期望中的一個或多個，本發(fā)明一方面涉及純化從木材乙?；^程回收的乙酸的方法，其中使從木材乙?；^程獲得的木材乙?；黧w(所述流體包含乙酸和乙酸酐)經(jīng)受乙酸回收(例如通過蒸餾)，并且其中將由此回收的乙酸與來自由乙酸產(chǎn)生烯酮的單元的殘余含水乙酸流混合，并且使所得的混合物經(jīng)受蒸餾以便產(chǎn)生純化的乙酸。

在另一方面，本發(fā)明示出了包含木材乙?；瘑卧拖┩a(chǎn)生單元的系統(tǒng)，所述烯酮產(chǎn)生單元包含從殘余的含水乙酸流回收乙酸的處理部分，所述系統(tǒng)包含用于分離從木材乙?；瘑卧@得的乙酸的分離單元，所述分離單元與處理部分流體連通，并且其中所述處理部分包含蒸餾單元。

附圖簡述

圖1示出了不根據(jù)本發(fā)明，在沒有額外措施的情況下，與木材乙酰化單元整合的基于烯酮的產(chǎn)生單元的方案；

圖2示出了與根據(jù)本發(fā)明的實施方案結(jié)合的與木材乙?；瘑卧系幕谙┩漠a(chǎn)生單元的方案；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的圖2的方案。

發(fā)明詳述

廣義上，本發(fā)明基于以下明智的認識：在木材乙?；c乙酸酐產(chǎn)生的整合中使用萜烯的共沸蒸餾。因此，從回收的木材乙?；黧w中分離乙酸，并且將其送至由乙酸產(chǎn)生烯酮的單元的部分，其中將殘余的含水乙酸進行處理以便回收乙酸。由于其為含水流，因此通過蒸餾對其進行的處理將使得萜烯和/或萜類通過共沸去除。

殘余的含水乙酸流由以下事實造成：通過限定，由乙酸產(chǎn)生烯酮的單元(例如烯酮爐)不會將乙酸完全轉(zhuǎn)化為烯酮。即，從所述單元獲得至少兩股流。一股為包含所形成的烯酮的產(chǎn)物流，另一股為所述殘余的流。

作為本發(fā)明的結(jié)果，實現(xiàn)了整合的方法，其中可以將木材經(jīng)受乙?；⑶覍⒒厥盏囊阴；黧w重新使用。乙酰化流體(該流體包含乙酸和乙酸酐的混合物)的回收包括將所述流體經(jīng)受乙酸回收的步驟。此類回收通?？梢酝ㄟ^蒸餾來完成，但是將乙酸與乙酸酐分離的其它方法也是適合的。該步驟導(dǎo)致回收乙酸和乙酸酐。

由此回收的乙酸酐可以被分離并且用于任何所需用途。在本發(fā)明中，優(yōu)選將回收的乙酸酐再循環(huán)至用于木材乙酰化方法的乙?；黧w的進料流中。

將回收的乙酸(其通常含有上述萜烯和萜類雜質(zhì))與殘余的含水乙酸流混合，所述殘余的含水乙酸流通常作為側(cè)流在由乙酸至烯酮的產(chǎn)生中獲得?？梢詫⒂纱双@得的純化乙酸用于任何用途。然而，優(yōu)選地，將其再循環(huán)至用于產(chǎn)生烯酮和/或產(chǎn)生乙酸酐的乙酸的進料流中。

所產(chǎn)生的烯酮可以用于任何用途。然而，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選提供整合的方法，其中所形成的烯酮基本上用于產(chǎn)生乙酸酐的方法中。烯酮由此與乙酸反應(yīng)。如以上所示，在烯酮產(chǎn)生和隨后的乙酸酐產(chǎn)生之一或兩者中的乙酸的進料流可以包含從來自烯酮產(chǎn)生的殘余的含水乙酸流中獲得的純化乙酸。

由此產(chǎn)生的乙酸酐可以用于任何用途。然而，根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選提供完全整合的方法，其中將所形成的乙酸酐再循環(huán)至用于木材乙酰化單元的乙?；黧w的進料流中，所述木材乙?；瘑卧獌?yōu)選為乙?；黧w如前述實施方案所述從中回收的同一單元。

因此，在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，獲得了整合的方法，其中將從木材乙酰化回收的乙?；黧w重新用于一個或多個最終返回木材乙?；姆椒ú襟E中。優(yōu)選將從回收的乙?；黧w中分離的乙酸酐直接再循環(huán)至乙?；黧w進料流中。從回收的乙?；黧w中分離的乙酸，在根據(jù)跟發(fā)明進行純化之后，最終用于乙酸酐的產(chǎn)生中，所述乙酸酐轉(zhuǎn)而用于乙?；黧w進料流體中。乙酸在乙酸酐產(chǎn)生中的所述用途為在由乙酸和烯酮至乙酸酐的合成中直接作為反應(yīng)物，或者間接地在前述由乙酸至烯酮的形成中作為反應(yīng)物。

在有趣的實施方案中，本發(fā)明明智地利用以下可能的情況：乙酸酐產(chǎn)生單元的輸出可需要調(diào)節(jié)乙酸酐與乙酸的比例，以便使乙酸酐更加富集。這涉及以下事實：在實踐中通常不會實現(xiàn)乙酸完全轉(zhuǎn)化為乙酸酐。使用分離乙酸和乙酸酐的單元(通常是蒸餾柱，有時被稱為“粗酸酐柱”)，以便調(diào)節(jié)來自乙酸酐產(chǎn)生單元的產(chǎn)物流中的乙酸酐與乙酸的比例。所述分離單元的輸出將優(yōu)選地適于作為木材乙?；黧w，此流體優(yōu)選地包含以下比例的乙酸酐(anh)和乙酸(aca)：anh:aca為80:20至100:0，優(yōu)選為90:10至95:5。

因此這種調(diào)節(jié)(通常通過從所產(chǎn)生的乙酸酐中蒸餾出乙酸)將產(chǎn)生單獨的乙酸流?，F(xiàn)在本發(fā)明人已經(jīng)認識到，木材乙?；c乙酸酐產(chǎn)生的整合可以就裝備成本和操作成本方面來優(yōu)化?？紤]到乙酸酐產(chǎn)生單元之后通常有將乙酸與乙酸酐分離(例如，通過蒸餾)的部分，這種相同的部分可以用于從木材乙酰化回收的乙?；黧w中分離乙酸和乙酸酐。

因此，在本發(fā)明的這種實施方案中，產(chǎn)生了粗乙酸酐，該粗乙酸酐通過在分離乙酸和乙酸酐的單元中分離其中的乙酸而增加濃度，并且其中將同一分離單元用于從木材乙?；黧w中回收乙酸。

根據(jù)本發(fā)明的木材乙?；鸵宜狒a(chǎn)生的整合可以在現(xiàn)有設(shè)備和設(shè)計的新設(shè)備中進行。例如，可以將新型基于烯酮的乙酸酐產(chǎn)生單元緊鄰現(xiàn)有的木材乙酰化單元構(gòu)建，并且根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施方案與其結(jié)合。此外，可以將新型木材乙?；瘑卧o鄰現(xiàn)有的基于烯酮的乙酸酐產(chǎn)生單元構(gòu)建。或者，在木材乙酰化單元與基于烯酮的乙酸酐產(chǎn)生單元已經(jīng)彼此緊鄰存在的情況下，可以將其整合。在所述單元已經(jīng)以另一方式整合的情況下，可以改變此類設(shè)備結(jié)合的方式，以便與本文先前所述的本發(fā)明一致。

根據(jù)本發(fā)明將回收的乙?；黧w分離成乙酸和乙酸酐可以特別有利于因為其它原因已經(jīng)含有用于回收的乙酰化流體的蒸餾單元的木材乙?；O(shè)備。在那種情況下，可以通過布置適當(dāng)?shù)牧鲃庸芫€有利地進行此類現(xiàn)有木材乙?；瘑卧c基于烯酮的乙酸酐產(chǎn)生單元的整合，以便使在所述蒸餾單元取回的乙酸與來自烯酮產(chǎn)生的殘余含水乙酸流合并。

應(yīng)用的裝備和技術(shù)是技術(shù)人員所熟知的。其涉及木材的乙?；瘑卧?例如木材乙?；磻?yīng)器)及其慣用輔助裝備，例如用于從回收的乙酰化流體中去除木材殘余物的過濾器部分。類似地，其涉及諸如蒸餾單元的分離單元(例如，諸如蒸餾柱的蒸餾裝備)、烯酮產(chǎn)生部分(通常為烯酮爐)、乙酸酐產(chǎn)生部分(通常為適用于烯酮與乙酸反應(yīng)的反應(yīng)器)。

用于本發(fā)明的木材乙?；瘑卧梢允沁m用于固體木材(例如木梁或木板)的乙?；哪切﹩卧?。所述木材乙?；瘑卧€可以是適用于諸如粉、纖維、束或片的木材元件的乙酰化的那些單元。因此應(yīng)用于本發(fā)明的木材乙?；椒ú幌抻谀静牡娜魏未笮　⑿螤罨蚍N類。各種此類方法是技術(shù)人員所熟知的。

本發(fā)明還涉及包含木材乙酰化部分和烯酮產(chǎn)生單元的系統(tǒng)，所述烯酮產(chǎn)生單元包含從殘余的含水乙酸流回收乙酸的處理部分，所述系統(tǒng)包含用于分離從木材乙?；瘑卧@得的乙酸的分離部分，所述分離部分與所述處理部分流體連通，并且其中處理部分包含蒸餾單元。后者用于允許從木材乙?；厥盏囊宜嵬ㄟ^使萜烯和/或萜類由于與水共沸蒸餾而去除來純化。

在前述系統(tǒng)的有趣的實施方案中，烯酮產(chǎn)生單元包含在乙酸酐產(chǎn)生部分中。所述部分包含烯酮產(chǎn)生單元及其下游的乙酸酐產(chǎn)生單元。

優(yōu)選地，本發(fā)明的系統(tǒng)包含通過以下方式與乙酸酐產(chǎn)生部分整合的木材乙酰化部分。其中所述木材乙酰化部分包含用于乙?；黧w的入口和出口，并且所述乙酸酐產(chǎn)生部分包含由乙酸產(chǎn)生烯酮的單元及其下游的由烯酮和乙酸產(chǎn)生乙酸酐的單元。所述乙酸酐產(chǎn)生單元包含用于烯酮的入口、用于乙酸的入口和用于乙酸酐的出口，并且所述烯酮產(chǎn)生單元包含用于乙酸的入口和用于烯酮的出口。用于烯酮的出口與乙酸酐產(chǎn)生單元的用于烯酮的入口流體連通(例如通過氣流管線)。烯酮產(chǎn)生單元包含通向殘余含水乙酸的處理部分的單獨出口。根據(jù)本發(fā)明，木材乙?；糠值挠糜谝阴；黧w的出口與分離乙酸和乙酸酐的部分流體連通；所述部分的乙酸出口與殘余含水乙酸的處理部分的入口流體連通。后一部分具有用于純化乙酸的出口，所述出口與乙酸酐產(chǎn)生部分的用于乙酸的入口流體連通。所述入口可以為通向烯酮產(chǎn)生單元的入口、通向乙酸酐產(chǎn)生單元的入口或者為兩者。

在本發(fā)明的系統(tǒng)的實施方案中，乙酸酐產(chǎn)生單元的用于乙酸酐的出口與分離乙酸和乙酸酐的部分(例如蒸餾單元)流體連通。后一分離部分具有乙酸酐出口，其可以與木材乙?；糠值挠糜谝阴；黧w的入口流體連通。在有趣的實施方案中，所述分離部分還用作從回收自木材乙?；糠值囊阴；黧w中分離乙酸和乙酸酐的部分。為了此目的，所述分離部分具有用于乙酸的出口，其與來自烯酮產(chǎn)生單元的殘余含水乙酸的處理部分的入口流體連通。

將參考附圖在下文進一步解釋本發(fā)明。這些附圖不限制本發(fā)明。由于所述附圖可以涉及本發(fā)明的具體實施方案，技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā)明可以更普遍地應(yīng)用，并且附圖中的公開內(nèi)容不限于其中所給的任何具體設(shè)計或數(shù)字。

在附圖中，示出了以下元件。

裝備部件：

(1)木材乙?；O(shè)備

(2)乙酸/乙酸酐分離單元

(3)烯酮產(chǎn)生單元

(4)乙酸酐產(chǎn)生單元

(5)用于回收殘余的含水乙酸的處理部分

(6)乙酸酐蒸餾單元

(7)乙酸酐純化單元

工藝流：

(a)新鮮的乙?；黧w

(b)從木材乙?；谢厥盏囊阴；黧w

(c)乙酸

(d)從乙酸中分離的乙酸酐

(e)烯酮

(f)殘余的含水乙酸

(g)回收的乙酸

(h)粗乙酸酐(與乙酸的混合物)

(i)富集的乙酸酐(降低乙酸含量)

圖1示出了基于烯酮的乙酸酐產(chǎn)生設(shè)備的方案，其包含與木材乙?；O(shè)備(1)整合的烯酮產(chǎn)生單元(3)和乙酸酐產(chǎn)生單元(4)。其中，所述設(shè)備在無任何額外措施下進行結(jié)合，即不根據(jù)本發(fā)明。將乙?；黧w(流a)供給至木材乙?；O(shè)備(1)。將回收的乙酰化流體(b)在第一乙酸/乙酸酐分離單元(2)中經(jīng)受乙酸分離，產(chǎn)生與乙酸酐分離的乙酸流(c)和與乙酸分離的乙酸酐流(d)。將與乙酸酐分離的乙酸流(c)送至包含烯酮產(chǎn)生單元(3)和乙酸酐產(chǎn)生單元(4)的乙酸酐產(chǎn)生部分。烯酮產(chǎn)生單元(3)與其下游的用于回收殘余的含水乙酸(f)的處理部分(5)連接。將從其中回收的乙酸(g)送至烯酮產(chǎn)生單元(3)和/或乙酸酐產(chǎn)生單元(4)。將產(chǎn)生的烯酮(e)送至乙酸酐產(chǎn)生單元(4)。將產(chǎn)生的粗酸酐(h)送至乙酸酐蒸餾單元(6)。將從其中獲得的乙酸(c)送至上述乙酸酐產(chǎn)生部分。將富集的乙酸酐(i)(具有降低的乙酸含量)送至純化單元(7)，并且將由此獲得的純化的乙?；黧w(i)作為新鮮的乙?；黧w(a)供給至木材乙酰化部分(1)。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案與木材乙?；O(shè)備整合的基于烯酮的產(chǎn)生設(shè)備的方案。其中，將與乙酸酐分離的乙酸的流(c)送至用于回收殘余的含水乙酸的處理部分(5)。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的方案。其中，將從木材乙?；厥盏囊阴；黧w(b)送至位于乙酸酐產(chǎn)生單元(4)下游的乙酸/乙酸酐分離單元(6)。省略了最初位于乙酰化單元下游的乙酸/乙酸酐分離單元(2)。

應(yīng)當(dāng)理解，示意圖根據(jù)需要用于說明一部分裝備和產(chǎn)生單元，以進一步說明本發(fā)明一些實施方案。技術(shù)人員應(yīng)充分了解現(xiàn)在示出的裝備部件和流動管線，例如用于提供熱的裝置，用于提供壓力的裝置、用于排氣的通風(fēng)孔等。

其中，在本說明書中，提及了“流體連通”，其是指在設(shè)備的第一部件或部分與設(shè)備的第二部件或部分之間，流體(包括液體和氣體)經(jīng)由其可以從設(shè)備的第一部件流動至設(shè)備的第二部件的任何連接。在液體的情況下，通常通過管道系統(tǒng)、軟管或用于運輸流體的技術(shù)人員熟知的其它裝置來提供此類流體連通。在氣體的情況下，通常通過氣體流動管線來提供此類流體連通。如果需要在高于大氣壓或低于大氣壓(真空)的壓力下，此類氣體流動管線通常包含管道系統(tǒng)或用于運輸氣體的技術(shù)人員熟知的其它裝置。

雖然附圖和前述描述已經(jīng)詳細說明和描述了本發(fā)明，但是此類說明和描述被認為是說明性或示例性的而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實施方案。

例如，可能在以下實施方案中操作本發(fā)明：其中所述單元(例如木材乙酰化單元、反應(yīng)器單元或蒸餾單元)包含并聯(lián)或串聯(lián)布置的多個此類單元。

在實踐所要求保護的本發(fā)明時，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過研究附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求來理解和實現(xiàn)所公開實施方案的其它變化。在權(quán)利要求中，詞語“包含”不排除其它要素或步驟，并且不定冠詞“一個/一種(a)”或“一個/一種(an)”不排除復(fù)數(shù)。在互不相同的從屬權(quán)利要求中陳述了本發(fā)明的某些特征，僅此事實并不表明這些特征的組合不能被有利地使用。權(quán)利要求中的任何參考標(biāo)記不應(yīng)解釋為限制本發(fā)明的范圍。