[发明专利]用于从水性料流中萃取C1

说明书

本发明涉及用于从水性料流中萃取C₁至C₄羧酸的溶剂。更具体地，该萃取溶剂包含一种或多种由鏻阳离子和芳基羧酸根阴离子构成的盐。该萃取溶剂可进一步包含一种或多种非离子液体有机溶剂作为增强剂。该萃取溶剂可用于萃取含有一种或多种低级羧酸，如单羧酸、烷氧基羧酸和含卤素的羧酸的水性混合物。式(1)。

发明领域

本发明大体上涉及用于从水性料流中萃取C₁至C₄羧酸的溶剂，含有其的组合物和将酸与水分离的方法。

发明背景

从水性料流中回收C₁至C₄羧酸（下文称作“低级酸”）是源自各种反应和加工步骤的常见工业问题。湿法酸料流的简单蒸馏以回收冰酸受到不利的气液平衡（VLE）和所有C₁至C₄羧酸的高能量成本阻碍。不利的VLE的实例包括甲酸-水最高沸点均相共沸物、乙酸-水VLE“夹点（pinch）”（低相对挥发度区域）和水和所有C₃-C₄羧酸的最低沸点均相共沸物。

在本领域中已提出解决从湿法酸进料中回收低级酸的问题的各种方法。例如，一种方法对低级酸水溶液施以与能与水形成非均相最低沸点共沸物的夹带组分一起的共沸蒸馏，以使该共沸物在显著低于纯水、纯低级酸和任何酸-水共沸物的温度下沸腾。萃取步骤通常在共沸蒸馏之前。萃取步骤将羧酸分配到水不混溶溶剂（其通常与共沸夹带剂相同）中以从回收的酸中除去大部分水。在本领域中已经提出使用常规有机溶剂的共沸蒸馏、萃取及其组合的许多实例。这些包括美国专利Nos. 1,839,894；1,860,512；1,861,841；1,917,391；2,028,800；2,050,234；2,063,940；2,076,184；2,123,348；2,157,143；2,184,563；2,199,983；2,204,616；2,269,163；2,275,834；2,275,862；2,275,867；2,317,758；2,333,756；2,359,154；2,384,374；2,395,010；2,537,658；2,567,244；2,854,385；3,052,610；和5,662,780和Eaglesfield等人, “Recovery of Acetic Acid from DiluteAqueous Solutions by Liquid-Liquid Extraction – Part 1,”The Industrial Chemist, 第29卷, 第147-151页(1953)。

若干溶剂特征决定用于从湿法酸进料中萃取回收低级酸的萃取-蒸馏法的资本和能量成本。用于该萃取法的溶剂与水不混溶并符合两个标准：

a) 该溶剂在羧酸和水的萃取之间表现出一定选择性，即在萃取后该萃取溶剂中的羧酸/水比率显著大于在湿法酸进料流中。这一因数可量化为如下文更详细定义的萃取料流中的水/酸重量比；

b) 该溶剂表现出对低级羧酸的足够亲和力和容量，

这些特征可由如下文更详细定义的实验测定的平衡分配系数量化。

组分A（低级羧酸）的平衡分配系数（也可与术语“分配系数”互换使用）如下定义：

。

分配系数是要萃取的溶质在这两个相中的相对浓度的量度。酸分配系数的值与实现给定萃取所需的溶剂量直接相关。分配系数的低值表明需要高量溶剂，分配系数的高值表明需要低量溶剂。由于酸分配系数随酸浓度而改变，实现给定量的酸萃取所需的最小溶剂量也改变。因此，用于萃取的控制溶剂流要求取决于酸分配系数的最低值，因为酸浓度从入口湿法酸进料的高值变成排出萃余料流的出口酸浓度的低值。

控制酸分配系数可被定义为：