醛氧化方法技术

异丁醛的氧化产生异丁酸和副产物，例如甲酸异丙酯。描述了在异丁醛的氧化中减少甲酸异丙酯副产物和其他副产物的方法。所述方法使用羰基化合物，例如丙酮，以降低所得产物中的副产物水平。还提供了在醛的氧化反应中使用静态混合器的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请是2013年12月13日提交的美国专利申请14/105,945的部分连续案，其公开内容以其整体通过引用被并入本文。专利技术背景异丁酸(iHOBu)具有多种商业用途并且是在制造具有多种用途的多种酯和其他化合物中的中间体。广泛使用的制造iHOBu的方法是通过异丁醛(iHBu)的催化或者未催化氧化。这样的氧化方法具有形成不合需要的副产物的问题。一种这样的产物是甲酸异丙酯(IPF)。副产物的一些其他的实例包括二氧化碳、异丙醇、丙烷、丙烯和丙酮。尽管不希望被特定理论束缚，已理论化的是，IPF是通过异丁醛的拜耳-维立格（Baeyer-Villiger)氧化来产生的。该理论化的机理被描述于图1中。根据该理论，醛的氧化导致首先形成过氧酸，接着生成中间体，所述中间体可以导致产生2摩尔的所需要的酸（路径A），或者1摩尔的所需要的酸和1摩尔的不合需要的副产物IPF（路径B）。据信路径B导致一些iHBu进料的损失以形成不合需要的副产物IPF。这些副产物的形成消耗了有价值的原材料并且降低了所需要的酸的生产。还存在其他缺点。例如，IPF副产物非常难以与未反应的起始材料分离。由于它们的沸点相近，与粗产物组合物分离的IPF常常包含未反应的异丁醛(iHBu)。相应地，IPF副产物的形成对异丁酸的商业生产是显著的财务负担。非IPF副产物的形成消耗了原材料并且占据处理装置中的体积。因此，将有益的是在这样的方法中降低或者消除IPF的形成。<br>专利技术概述本专利技术提供了用于降低在异丁酸形成中的副产物形成的方法。本专利技术提供以下方法，其包括：将氧化剂、羰基化合物和包含异丁醛的进料组合物进料至反应区域；和从反应区域取出包含异丁酸和至少一些羰基化合物的粗产物组合物，其中，所述羰基化合物选自具有不超过4个碳原子的碳链的C3-C8烷基酯，以及C3-C5烷基酮，并且其中，将所述羰基化合物以足以使粗产物组合物包含基于粗产物组合物的总重量的至少5wt%的羰基化合物的量进料至反应区域。在一些实施方案中，将羰基化合物以足以使粗产物组合物包含基于粗产物组合物的总重量的至少5wt%的羰基化合物的量进料至反应区域。本专利技术提供以下方法，其包括将氧化剂、羰基化合物和包含异丁醛的进料组合物进料至反应区域以形成包含异丁酸的粗产物组合物，其中：羰基化合物选自具有不超过4个碳原子的碳链的C3-C8烷基酯，以及C3-C5烷基酮；并且将羰基化合物以与不存在羰基化合物的异丁酸的生产相比有效降低甲酸异丙酯的形成的量进料至反应区域。在上述方法中的每一个的多个实施方案中，将羰基化合物以足以使粗产物组合物包含基于粗产物组合物的总重量的至少6%、至少7%、至少8%、至少9%、至少10%、5至35wt%、7至35wt%、10至25wt%或者10至20wt%的羰基化合物的量进料至反应区域。在上述每个方法和实施方案（包括范围）中，进料组合物可以是组合至少两种各自包含异丁醛的异丁醛组合物的结果。在上述方法中的每一个的一些实施方案中，反应区域具有小于120分钟的停留时间。在上述方法中的每一个的多个实施方案中，反应区域具有小于110分钟、小于100分钟、小于90分钟、小于75分钟、小于60分钟、小于45分钟、小于30分钟、小于25分钟、小于20分钟、小于15分钟、小于10分钟、小于5分钟、0至5分钟、0至10分钟、1至10分钟、1至20分钟、10至20分钟、10至50分钟、10至25分钟、5至30分钟、30至60分钟、5至60分钟、5至90分钟、1至90分钟、1至75分钟、1至100分钟、1至110分钟或者50至110分钟的停留时间。在上述每个方法和实施方案（包括范围）的实施方案中，将两种或更多种进料组合物分别进料至反应区域。在上述每个方法和实施方案（包括范围）的实施方案中，该方法进一步包括将含有异丁酸的组合物进料至反应区域。在上述描每个方法和实施方案（包括范围）的实施方案中，进料组合物包含至少一些羰基化合物。在上述每个方法和实施方案（包括范围）的实施方案中，将羰基化合物和进料组合物分别进料至反应区域。在上述每个方法和实施方案（包括范围）的实施方案中，将至少一些再循环组合物进料至反应区域包括在将进料组合物进料至反应区域之前，将至少一些再循环组合物并入进料组合物中。在上述每个方法和实施方案（包括范围）的实施方案中，羰基化合物选自C3-C4烷基酯和C3-C4烷基酮，其选自乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲乙酮和丙酮，其是乙酸乙酯或者丙酮。在上述每个方法和实施方案（包括范围）的实施方案中，在羰基化合物为丙酮的情况中，至少一些丙酮是作为来自异丁醛氧化反应的副产物而获得的。在上述每个方法和实施方案（包括范围）的实施方案中，在羰基化合物为丙酮的情况下，至少一些丙酮衍生自粗产物组合物。在上述每个方法和实施方案（包括范围）的实施方案中，反应区域包含氧化催化剂。在上述每个方法和实施方案（包括范围）的实施方案中，与不存在羰基化合物的异丁酸的生产相比，甲酸异丙酯的形成可以减少40wt%至70wt%。在上述每个方法和实施方案（包括范围）的实施方案中，在30至70℃的温度和30至70psig的压力下进行该方法。在上述每个方法和实施方案（包括范围）的实施方案中，反应区域包括静态混合器。此外，提供以下方法，其包括使具有式R1-CHO的醛与氧化剂在包括静态混合器的反应区域中接触以产生具有式R1-C(O)OH的羧酸，其中，R1是选自烷基、烯基、芳烷基和烷芳基基团的C1至C9基团，其任选具有一个或多个醚、二醚或者羟基基团，条件是碳的总数不超过9。附图说明图1描述了理论化的拜耳-维立格反应。专利技术详述除非相反地说明，在下述说明书和随附的权利要求书中阐述的数值参数可以表示近似值，其可以根据试图通过本专利技术而获得的所需要的特性而改变。在低限度的意义上，至少应当至少根据所报道的有效数字的数值并通过应用常规的舍入技术来解释每个数值参数。此外，在本公开内容和权利要求中陈述的范围意在明确地包括整个范围而不仅仅是一个或多个端点。例如，陈述为0至10的范围意在公开0和10之间的所有整数，例如1、2、3、4等，所有0和10之间的分数，例如1.5、2.3、4.57、6.1113等，以及端点0和10。同样地，与化学取代基团相关的范围例如“C1至C5烃”意在明确地包括并公开C1和C5烃以及C2、C3和C4烃。尽管在一些实施方案中阐述本专利技术的宽范围的数值范围和参数表示近似值，但在具体实施例中阐述的数值意在以测量方法的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：将氧化剂、羰基化合物和包含异丁醛的进料组合物进料至反应区域；和从反应区域取出包含异丁酸和至少一些羰基组合物的粗产物组合物，其中，所述羰基化合物选自具有不超过4个碳原子的碳链的C3‑C8烷基酯，以及C3‑C5烷基酮，其中，所述反应区域具有小于120分钟的停留时间，并且其中，将所述羰基化合物以足以使粗产物组合物包含基于粗产物组合物的总重量的至少5 wt%的羰基化合物的量进料至反应区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.13 US 14/1059451.一种方法，其包括：
将氧化剂、羰基化合物和包含异丁醛的进料组合物进料至反应区域；和
从反应区域取出包含异丁酸和至少一些羰基组合物的粗产物组合物，
其中，所述羰基化合物选自具有不超过4个碳原子的碳链的C3-C8烷基酯，以及C3-C5烷基
酮，其中，所述反应区域具有小于120分钟的停留时间，并且其中，将所述羰基化合物以足以
使粗产物组合物包含基于粗产物组合物的总重量的至少5wt%的羰基化合物的量进料至反
应区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粗产物组合物包含异丁醛，并且所述方法进
一步包括：
将粗产物组合物中的至少一些羰基化合物和粗产物组合物中的至少一些异丁醛浓缩
为再循环组合物；和
将粗产物组合物中的至少一些异丁酸浓缩为异丁酸产物组合物；和
将至少一些再循环组合物进料至反应区域。
3.一种方法，其包括：
将氧化剂、羰基化合物和包含异丁醛的进料组合物进料至反应区域；
从反应区域取出包含异丁酸和至少一些羰基组合物的粗产物组合物；
将粗产物组合物中的至少一些羰基化合物和粗产物组合物中的至少一些异丁醛浓缩
为再循环组合物；和
将粗产物组合物中的至少一些异丁酸浓缩为异丁酸产物组合物；和
将至少一些再循环组合物进料至反应区域，
其中，所述羰基化合物选自具有不超过4个碳原子的碳链的C3-C8烷基酯，以及C3-C5烷基
酮，并且其中，将所述羰基化合物以足以使粗产物组合物包含基于粗产物组合物的总重量
的至少5wt%的羰基化合物的量进料至反应区域。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，将至少一些再循环组合物进料至反应区域包
括在将进料组合物进料至反应区域之前，将至少一些再循环组合物并入进料组合物中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，将羰基化合物以足以使粗产物组合
物包含基于粗产物组合物的总重量的5至35wt%的...

【专利技术属性】
技术研发人员：DR比约道瓦，KW汉普顿，CA约翰逊，
申请(专利权)人：伊士曼化工公司，
类型：发明
国别省市：美国;US