呋喃及其衍生物的生产方法技术

本发明专利技术提供了一种用于处理包含呋喃和一氧化碳的液体第一呋喃流的方法，所述方法包括如下步骤：i)将所述第一呋喃流与贫CO第一气体流接触；和ii)将第一呋喃流中的至少一部分一氧化碳气提至第一气体流中以产生包含比第一呋喃流更少的一氧化碳的第二呋喃流和富CO第二气体流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及呋喃及其衍生物的生产方法。专利技术背景呋喃及其衍生物是例如药物、除草剂和聚合物领域中的工业化学品的有用前体。呋喃可以被容易地转化为四氢呋喃(THF)和1,4-丁二醇(1,4-BDO)，其是在工业上作为溶剂和在弹性纤维(例如，氨纶(elastane)/弹力纤维(spandex)、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及γ-丁内酯衍生物)的生产中使用的有价值的化学品。这些化学品在工业上通常从可以从化石燃料获得的石油化工原料通过多种途径生产。用于生产1,4-BDO的一种工业途径需要乙炔与两当量的甲醛反应，接着加氢所得的1,4-丁炔二醇以形成1,4-丁二醇。在一种替代性方法中，将环氧丙烷转化为烯丙醇。然后加氢甲酰化烯丙醇以形成4-羟基丁醛，其可以被加氢以形成1,4-丁二醇。其他传统途径使用丁二烯、乙酸烯丙酯或琥珀酸作为起始原料。1,4-丁二醇也可在通过将正丁烷氧化成粗马来酸酐，接着催化加氢以生产四氢呋喃(THF)的方法中作为副产物产生。近年来，越来越多的工作已经集中在从可再生原料(如糖基材料)生产化学品，包括呋喃及其衍生物，例如1,4-BDO和THF。从基于非化石燃料的来源获得呋喃的方法涉及到糠醛的脱羰基反应。用于实现这一点以及后续的呋喃转化为其衍生物的反应方法的实例可见于Hoydonck,H.E.,Van Rhijn,W.M.,Van Rhijn,W.,De Vos,D.E.&Jacobs,P.A.(2012)Furfural and Derivatives,Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry(第16卷，第285-313页)；Wiley-VCH Verlag GmBH&Co.KGaA,Weinheim；Dunlop,A.P.和Peters,F.N.,The Furans Reinhold Publ.Co,1953；K.J.Zeitsch,\The Chemistry and Technology of Furfural and its Many By-products\Sugar Series 13,Elsevier,2000；Lange,J-P,van der Heide,E,van Buijtenen,J.和Price,R.，Furfural—A Promising Platform for Lignocellulosic Biofuels；ChemSusChem 2012,5,150–166和Watson,J.M.,Ind.Eng.Chem.Prod.Res.Develop.,1973,12(4),310。糠醛可以通过在液相以及气相中的酸水解而从半纤维素获得，如WO 2002/22593和WO2012/041990中所述。来自包括糠醛的脱羰基反应的反应方法的产物流将含有呋喃、一氧化碳、氢气和其他副产物。一氧化碳通常充当在将呋喃转化为THF和1,4-BDO的后续反应中使用的催化剂的毒物，且应当从产物流中除去。这可在对包含呋喃、CO和H2的流进行相当程度的压缩和冷却后，例如超过1.5MPa且低于20℃，通过冷凝呋喃实现。然而，由于呋喃沸点较低(31.3℃)，难以通过蒸馏从这种混合物中除去一氧化碳而不实质损失呋喃。因此，提供一种从糠醛生产呋喃的方法，其中呋喃可以与在其生产中生成的不期望副产物(例如一氧化碳)分离而不显著损失有用物质，将是有利的。
技术实现思路
因此，本专利技术提供了一种用于处理包含呋喃和一氧化碳的液体第一呋喃流的方法，所述方法包括如下步骤：i)将所述第一呋喃流与贫CO第一气体流接触；和ii)将第一呋喃流中的至少一部分一氧化碳气提至第一气体流中以产生包含比第一呋喃流更少的一氧化碳的液体第二呋喃流和富CO第二气体流。附图简述图1、2和3是下文描述的方法的示意性但非限制性的实施方式的示意图。具体实施方式本专利技术人已经发现，通过将包含呋喃和一氧化碳的液体第一呋喃流与贫CO第一气体流接触，并将一氧化碳气提至第一气体流中，可以将一氧化碳从液体第一呋喃流中分离。这种第一气体流优选是已经存在于呋喃生产和/或升级方法中的气体流并且可以选择以增加气体流在呋喃及其衍生物的整个生产方法中的整合。第一呋喃流可以是包含呋喃和一氧化碳的任何液体呋喃流。优选地，第一呋喃流由来自生产呋喃的反应的反应产物流提供，其任选地在所述反应产物流经历一些分离和/或纯化步骤后。液体第一呋喃流与第一气体流以使得其中包含的至少一部分一氧化碳被气提至第一气体流的方式接触。任何适合于气/液接触的方法均可使用。用于实现所述接触的示例性方法包括，但不限于，使第一气体流鼓泡经过液体第一呋喃流，将液体第一呋喃流喷射至第一气体流中，或者使第一气体和液体第一呋喃流流过气/液接触设备。例如，气/液接触设备可以由整体式(monolytic)结构，如蒸馏盘、波纹板或网、静态混合器组成。然而，它也可以由多孔或无孔结构(例如，珠、环、圆柱、鞍、等等)的结构化的或随机的床组成。为了将CO气提至气体流中，液体第一呋喃流可与第一气体流一次或多次进行接触。在本专利技术的一个替代性实施方式中，贫CO第一气体流可包含与液体第一呋喃流单独接触、然后合并以提供富CO第二气体流的大量单独气体流。存在于第一呋喃流中的至少一部分一氧化碳被气提至贫CO第一气体流中以提供富CO第二气体流。第一呋喃流中优选至少90重量％、更优选至少95重量％、甚至更优选至少99重量％、甚至更优选至少99.5重量％、最优选至少99.9重量％的一氧化碳被气提至贫CO第一气体流以提供富CO第二气体流。对于本领域技术人员明显的是，为了减少同样与CO一起被气提的呋喃的量，应当控制第一气体流和液体第一呋喃流的接触条件。适合的条件包括与液体第一呋喃流相比，第一气体流的增加的压力、降低的温度以及减少的体积流量。温度优选不超过150℃、更优选不超过100℃、甚至更优选不超过50℃。压力优选为至少0.2MPa、更优选为至少0.5MPa、甚至更优选为至少1MPa、甚至更优选为至少2MPa、最优选为至少5MPa。气体:液体的摩尔流量比率优选为至多10:1、更优选为至多1:1、最优选为至多0.1:1。在第一呋喃流中的至少一部分一氧化碳被吸收至第一气体流中后，产生了包含比第一呋喃流更少的一氧化碳的液体第二呋喃流和富CO第二气体流。贫CO第一气体流优选是存在于整个方法体系或相关方法体系中的气体流。贫CO第一气体流优选包含由氢气、氦气、二氧化碳、蒸汽和甲烷组成的组中的一种或多种气体。本文所用术语贫CO是指优选包含不超过10体积％CO、更优选不超过1体积％CO、甚至更优选不超过0.1体积％CO、最优选不超过0.01体积％CO的流。富CO第二气体流将含有贫CO第一气体流中存在的CO的量的至少两倍、更优选至少5倍、甚至更优选至少10倍、最优选至少20倍。优选地，第一气体流包含氢气。它可以是包含氢气的新鲜气流。优选地，它是来自生产呋喃和/或其衍生物的方法或者另一方法的工艺气体流。适合地，所述流包含至少5体积％氢气、优选至少20体积％氢气、更优选至少50体积％氢气。优选地，第一气体流是来自生产呋喃及其衍生物的方法的工艺流。在本专利技术一个特别优选的实施方式中，在步骤i)和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理包含呋喃和一氧化碳的液体第一呋喃流的方法，所述方法包括如下步骤：i)将所述第一呋喃流与贫CO第一气体流接触；和ii)将所述第一呋喃流中的至少一部分所述一氧化碳气提至所述第一气体流中以产生包含比所述第一呋喃流更少的一氧化碳的液体第二呋喃流和富CO第二气体流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 EP 14162654.91.一种用于处理包含呋喃和一氧化碳的液体第一呋喃流的方法，所述方法包括如下步骤：i)将所述第一呋喃流与贫CO第一气体流接触；和ii)将所述第一呋喃流中的至少一部分所述一氧化碳气提至所述第一气体流中以产生包含比所述第一呋喃流更少的一氧化碳的液体第二呋喃流和富CO第二气体流。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述贫CO第一气体流包含由氢气、氮气、二氧化碳、蒸汽和甲烷组成的组合中的一种或多种气体。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述贫CO第一气体流包含氢气。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述贫CO第一气体流包含不超过10体积％CO。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括如下步骤：i)在加氢催化剂存在下，将所述第二呋喃流与氢气接触以产生包含THF、NBA和/或1,4-BDO和氢气的加氢反应产物流；ii)将所述加氢反应产物流分离成包含THF、NBA和/或1,4-BDO的流以及包含氢气的第三气体流；和iii)使用包含氢气的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·H·瓦德曼，J·P·A·M·J·G·兰格，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL