氢甲酰化方法技术

一种控制氢甲酰化反应流体温度的方法涉及通过外部热交换器控制反应流体的流动速率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及一种稳定的氨甲酯化方法。
技术介绍
已知醒可W通过连续方法产生，所述方法包含在金属-有机憐配位体络合物催化 剂存在下使締系不饱和化合物与一氧化碳和氨气反应。此方法公开于例如US 4,148,830、 US 4,717,775和US 4,769,498中。出于一些原因，反应溫度是重要的氨甲酯化方法变量。 -般公认商业规模氨甲酯化工厂的稳定和控制操作是高度需要的。还清楚精确溫 度控制对于催化剂使用期限来说是关键的。长期W来已经认识到在商业规模上的氨甲酯化 反应中溫度控制的问题。在法尔贝（J.Falbe)(编）"《利用一氧化碳的新合成（New Syntheses with Carbon Monoxide)》"（施普林格出版社（Springer-Verlag)，纽约州（NY) 1980)中的章节1.2.4中，显示不稳定溫度行为的图的问题的概述。更详细的分析提供于凡 艾尔克化.？.乂日〇￡11〇，博曼".(：.8〇'111日11)，库巧尔〇.4.]\1.1(11196'3)，维斯特格 (G.F. Versteeg);《化学工程科学（Qiemical lingineering Science)》56(2001 )1491-1500) 中，其中论述稳定性和动态行为的并发作用。锭氨甲酯化反应的特征在于络合物动力学、质 量流量问题和其极度放热（28-35kcal(118-147kJ)/mol締控)性质，所有都使溫度控制非常 困难。 US 4,277,627教示包括内源性失活在内的催化剂失活的数种途径。指定操作条件 W使基于麟的催化剂的活性损失最小。溫度是控制催化剂失活速率的关键变量。 除其对催化剂稳定性的作用W外，控制溫度可W对方法的效率有显著影响。较低 溫度提供较低反应性并导致締控通过系统损失。如US 4，148，830中所教示，较高溫度提供 较高配位体分解和归因于不可避免的醇醒形成的较高重物质形成速率。其它溫度相关的作 用，例如较高氨化（对烧或醇）和正链比分支链(normal-t〇-branched，"N:r)产物比的变 化，也会负面影响设备生产力。 -般来说，为了控制溫度，必须控制热生成速率和/或热移除速率。在稳定状态下， 此两者是相等的。热生成速率一般将由例如所需设备生产速率和締控（乙締为高反应性的， 随后一级締控，随后二级締控)的性质和催化剂浓度(仅举几例)等因素决定。由于对设备经 济产生负面影响，所W-般不改变生产速率和所使用的締控。因此，大部分焦点在热移除 上。 传统地由W下方程式描述热量从热交换器的移除：[000引热移除=Α*υ*ΔΤ (1) 其中"U"为热传递系数，取决于工艺与设备冷却剂侧上的条件(粘度、显热、流动速 率、气泡的存在等），"Α"为热传递可用的表面积并且Δ Τ为产物流体与冷却剂之间的溫度 差。 交换器的表面积一般为常数。反应器内的较大内部冷却旋管占据宝贵的反应器空 间，因此惯例为在需要大量热移除的反应器上使用外部热交换器。参见W0 2012/008717 A2、US 4,523,036、US 8,389,774和US 5,367，106。增加热交换器的尺寸^具有极大表面积 一般将提供较佳稳定性但为昂贵的，增加工厂占据面积并且增加维护成本。 公开旨在经由操纵操作条件控制反应器溫度。举例来说，通过公开于US 5,744， 650中的高度活性的基于亚憐酸醋的化催化剂系统，使工艺与热交换器的冷却剂侧之间的 溫度差AT最佳化对于稳定溫度控制来说为关键的。所述专利提供了用W控制氨甲酯化反 应器的实用热交换器设计的良好概述但集中于热交换器的冷却剂侧。令人遗憾的是，控制 冷却水的溫度增添了工厂构造和操作的复杂性和费用。其还增添了相当大的工艺控制反应 延迟，因为冷却水溫度的改变耗费时间，随后变化的冷却水必须重建热交换器的溫度，其随 后必须建立新的ΔΤΚ显示在反应器的作用。工业规模氨甲酯化方法中所设及的较大质量 极大地增加回应时间。 传统地，实现热移除的其它方式是基于改变热交换器中的冷却剂质量流动速率。 已将改变冷却剂侧上的流量视为优选的途径，因为冷却剂侧上的管路和装备一般比工艺侧 小得多，例如6英寸相对于20英寸管道，并且相比于方法侧上的不诱钢，设及较少昂贵金属， 例如碳钢。 还知道受溫度影响的反应动力学对工艺稳定性有巨大影响。US 5,763,679教示了 可W通过在氨甲酯化反应速率具有负向或反向顺序的反应区域中在一氧化碳中进行氨甲 酷化方法来逆转或减少由抑制憐化合物或使憐化合物中毒引起的金属-有机憐配位体络合 物催化剂的失活。正向和负向顺序动力学及抑制剂的变化含量)的存在使得使用常规的 工艺控制策略控制运些高度活性催化剂极具挑战性。 US 5,362,917公开了一种通过改变合成馈入气体的流动速率或排出气体的流动 速率W在氨甲酯化方法中维持预定恒定一氧化碳分压来控制氨甲酯化方法的稳定性的方 法。因为产物异构体(N:I)比视C0分压而定，所W试图维持C0分压可稳定N:I比但不同时稳 定反应速率，因为其它试剂也会变化。另外，使用Ξ种试剂中的一种试剂控制反应性受已在 反应器中的试剂的存量限制。[001引类似地，US 7,446,231通过操纵反应器总压力控制反应。此试图同时处理影响动 力学的数种气体试剂。代替设定固定C0分压，使总压力维持在恒定的丙締馈入速率下，此基 于C0和出分压将自我控制的观测结果和将产生更稳定方法的希望。如US 7,446,231中的图 1中所示，最佳操作区域在氨甲酯化速率相对于C0分压曲线的峰值处，其中观测到最高速率 和N:I性能。令人遗憾的是，在此峰值下操作本身是不稳定的，因为动力模型并未造成反应 顺序改变(包括在峰值自身处的零序）。因此，US 7,446,231的技术仅适用于负向顺序区域。因此，氨甲酯化反应器通常W固有不稳定状态操作并且视反应器控制系统而定W 维持稳定方法控制。常规的氨甲酯化反应器溫度控制系统已调整冷却水入口溫度、冷却水 流动速率或运些的组合W控制反应器液体溫度。图1描绘了一种常规的氨甲酯化方法。常规 的氨甲酯化反应器溫度控制系统调节如通过溫度传感器（18)测量的冷却水入口溫度、冷却 水出口物流(7)的流动速率或其组合W控制反应器液体溫度。将如通过溫度传感器（11)测 量的氨甲酯化反应器液体溫度与通过用于方法的溫度控制的控制器(9)的设定点相比且维 持在所需稳定值下。历史上，此控制方案操作得相当好，主要因为第一代商业氨甲酯化催化 剂具有相对较低的反应速率，例如小于2gmole醒/公升反应器体积/小时，其每单元时间/体 积产生相对较低的反应热量。然而，最近商业化下一代氨甲酯化催化剂具有与先前催化剂 相比显著较高的反应速率。较高反应速率导致每单位时间氨甲酯化反应器中的较高热生 成。对于使用新氨甲酯化催化剂的反应的有效反应器溫度控制，常规的反应器溫度控制方 案太慢。 鉴于现有技术的缺点，将需要用于氨甲酯化反应器的改良的反应器溫度控制方 法。
技术实现思路
本专利技术的方法为如下方法，其包含在足W形成至少一种醒产物的氨甲酯化条件 下，在至少一个反应器中在反应流体中在氨甲酯化催化剂存在下使C0、此和至少一种締控 接触， 从所述至少一个反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包含在足以形成至少一种醛产物的氢甲酰化条件下在至少一个反应器中在反应流体中在氢甲酰化催化剂存在下使CO、H2和至少一种烯烃接触，从所述至少一个反应器移除所述反应流体的物流并将所述物流传递到热交换器，从所述物流移除一些热量以形成冷却物流，以及使所述冷却物流返回到所述反应器，其中控制所述物流和/或所述冷却物流中的至少一者的至少一部分的流动速率以控制所述反应器中的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·R·史密斯，M·莫科塔扎德，I·B·考克斯，
申请(专利权)人：陶氏技术投资有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US