灵活的化学生产平台制造技术

本发明专利技术公开了将环氧化物转化成β内酯和多种C3产物和/或C4产物的集成系统和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】灵活的化学生产平台相关申请的交叉引用本申请要求2015年2月13日提出的美国临时专利申请第62/116,234号的优先权，所述临时专利申请的全文以引用方式并入本文中。
本专利技术大体上涉及化学品的生产，且更具体来说涉及将环氧化物转化成多种C3产物和/或C4产物，例如丙烯酸和酸酐。
技术介绍
大部分化学品的工业规模生产通常依赖于不易适应或集成其它化学品的生产的所用合成前体、化学转变和生产设备。例如，含3个碳的C3化学品(例如丙烯酸(AA)和其酯)的生产和含4个碳的C4化学品(例如琥珀酸酐(SA))的生产通常通过需要专用设备和方法的不相关转变自不同前体进行。丙烯酸(C3)主要是通过气相氧化C3丙烯来生产，其涉及两个利用单独催化剂的连续反应器。在这个布置中，第一反应器将丙烯转化成C3丙烯醛且第二反应器将丙烯醛转化成AA。酸酐(包括C4琥珀酸酐)的生产通常通过不同的合成转变(例如相应C4酸脱水或C4马来酸酐氢化)来进行。业内需要研发出自常用合成前体生产不同产物系列的灵活方法和集中式系统。如果所述方法和系统可视需要调节不同产物系列的相对生产，那么其将尤具价值。
技术实现思路
本文提供将多个产物系列合并至单一设施中的方法和系统，此将允许生产者对每一产物的市场需求的变化作出快速反应且降低其对某些生产中间体运输的现有依赖性，所述中间体中的一些(如丙烯酸)具有高反应性和危险。在一个方面中提供适于实现环氧化物转化成多种C3产物和/或C4产物的集成系统。在某些实施例中提供用于生产化学品的系统，其包含：中心反应器，其包含由环氧化物源和一氧化碳(CO)源进料的入口、将至少一些环氧化物转化成β内酯的中心反应区和提供包含β内酯的出口流的出口，以下中的两者或更多者：(i)第一C3反应器，其包含由中心反应器的包含β内酯的出口流进料的入口、将至少一些β内酯转化成第一C3产物的第一C3反应区和提供包含第一C3产物的出口流的出口，(ii)第二C3反应器，其包含由中心反应器的包含β内酯的出口流进料的入口、将至少一些β内酯转化成第二C3产物的第二C3反应区和提供包含第二C3产物的出口流的出口，和(iii)第一C4反应器，其包含由中心反应器的包含β内酯的出口流进料的入口、将至少一些β内酯转化成第一C4产物的第一C4反应区和提供包含第一C4产物的出口流的出口，和控制器，其用于独立地调节β内酯和每一产物的产生，条件是第一C3产物不同于第二C3产物。在一些变化形式中提供用于生产C3和C4产物的系统，其包含：环氧化物源；一氧化碳(CO)源；中心反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自环氧化物源的环氧化物和来自CO源的CO，中心反应区，其经配置以将至少一些环氧化物转化成β内酯，和出口，其经配置以提供包含β内酯的出口流，(i)-(iii)中的两者或更多者：(i)第一C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收中心反应器的包含β内酯的出口流，第一C3反应区，其经配置以将至少一些β内酯转化成第一C3产物，和出口，其经配置以提供包含第一C3产物的出口流，(ii)第二C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收中心反应器的包含β内酯的出口流，第二C3反应区，其经配置以将至少一些β内酯转化成第二C3产物，和出口，其经配置以提供包含第二C3产物的出口流，和(iii)第一C4反应器，其包含：入口，其经配置以接收中心反应器的包含β内酯的出口流，第一C4反应区，其经配置以将至少一些β内酯转化成第一C4产物，和出口，其经配置以提供包含第一C4产物的出口流，和控制器，其用于独立地调节β内酯和每一产物的产生，条件是第一C3产物不同于第二C3产物。在另一变化形式中提供系统，其包含：乙烯源；一氧化碳(CO)源；醇源；氧化反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自乙烯源的乙烯，氧化反应区，其经配置以将至少一些乙烯转化成环氧乙烷(EO)，和出口，其经配置以提供包含EO的EO流；中心反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自氧化反应器的EO流的EO和来自CO源的CO，中心反应区，其经配置以将至少一些EO转化成β丙内酯(BPL)，和出口，其经配置以提供包含BPL的BPL流；第一C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自中心反应器的BPL流的至少一部分的BPL，第一C3反应区，其经配置以将至少一些BPL转化成聚丙内酯(PPL)，和出口，其经配置以提供包含PPL的PPL流；第二C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自第一C3反应器的PPL流的PPL，第二C3反应区，其经配置以将至少一些PPL转化成AA，和出口，其经配置以提供包含AA的AA流；第三C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自中心反应器的BPL流的至少一部分的BPL和来自醇源的醇，第三C3反应区，其经配置以将至少一些BPL转化成丙烯酸酯，和出口，其经配置以提供包含丙烯酸酯的丙烯酸酯流；和控制器，其用于独立地调节EO、BPL、PPL、AA和丙烯酸酯的产生。在另一变化形式中提供系统，其包含：乙烯源；一氧化碳(CO)源；醇源；氧化反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自乙烯源的乙烯，氧化反应区，其经配置以将至少一些乙烯转化成环氧乙烷(EO)，和出口，其经配置以提供包含EO的EO流；中心反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自氧化反应器的EO流的EO和来自CO源的CO，中心反应区，其经配置以将至少一些EO转化成β丙内酯(BPL)，和出口，其经配置以提供包含BPL的BPL流；第一C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自中心反应器的BPL流的至少一部分的BPL，第一C3反应区，其经配置以将至少一些BPL转化成聚丙内酯(PPL)，和出口，其经配置以提供包含PPL的PPL流；第二C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自中心反应器的BPL流的至少一部分的BPL，第二C3反应区，其经配置以将至少一些BPL转化成AA，和出口，其经配置以提供包含AA的AA流；第三C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自中心反应器的BPL流的至少一部分的BPL和来自醇源的醇，第三C3反应区，其经配置以将至少一些BPL转化成丙烯酸酯，和出口，其经配置以提供包含丙烯酸酯的丙烯酸酯流；和控制器，其用于独立地调节EO、BPL、PPL、AA和丙烯酸酯的产生。在另一变化形式中提供系统，其包含：乙烯源；一氧化碳(CO)源；氧化反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自乙烯源的乙烯，氧化反应区，其经配置以将至少一些乙烯转化成环氧乙烷(EO)，和出口，其经配置以提供包含EO的EO流；中心反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自氧化反应器的EO流的EO和来自CO源的CO，中心反应区，其经配置以将至少一些EO转化成β丙内酯(BPL)，和出口，其经配置以提供包含BPL的BPL流；第一C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自中心反应器的BPL流的至少一部分的BPL，第一C3反应区，其经配置以将至少一些BPL转化成聚丙内酯(PPL)，和出口，其经配置以提供包含PPL的PPL流；第二C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自第一C3反应器的PPL流的PPL，第二C3反应区，其经配置以将至少一些PPL转化成AA，和出口，其经配置以提供包含AA的AA流；第一C4反应器，其包含：入口，其经配置以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产C3和C4产物的系统，其包含：环氧化物源；一氧化碳CO源；中心反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述环氧化物源的环氧化物和来自所述CO源的CO，中心反应区，其经配置以将所述环氧化物中的至少一些转化成β内酯，和出口，其经配置以提供包含所述β内酯的出口流，(i)‑(iii)中的两个或更多个：(i)第一C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收所述中心反应器的包含β内酯的所述出口流，第一C3反应区，其经配置以将所述β内酯中的至少一些转化成第一C3产物，和出口，其经配置以提供包含所述第一C3产物的出口流，(ii)第二C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收所述中心反应器的包含β内酯的所述出口流，第二C3反应区，其经配置以将所述β内酯中的至少一些转化成第二C3产物，和出口，其经配置以提供包含所述第二C3产物的出口流，和(iii)第一C4反应器，其包含：入口，其经配置以接收所述中心反应器的包含β内酯的所述出口流，第一C4反应区，其经配置以将所述β内酯中的至少一些转化成第一C4产物，和出口，其经配置以提供包含所述第一C4产物的出口流，和控制器，其用于独立地调节所述β内酯和所述产物中的每一种的产生，条件是所述第一C3产物不同于所述第二C3产物。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.13 US 62/116,2341.一种用于生产C3和C4产物的系统，其包含：环氧化物源；一氧化碳CO源；中心反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述环氧化物源的环氧化物和来自所述CO源的CO，中心反应区，其经配置以将所述环氧化物中的至少一些转化成β内酯，和出口，其经配置以提供包含所述β内酯的出口流，(i)-(iii)中的两个或更多个：(i)第一C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收所述中心反应器的包含β内酯的所述出口流，第一C3反应区，其经配置以将所述β内酯中的至少一些转化成第一C3产物，和出口，其经配置以提供包含所述第一C3产物的出口流，(ii)第二C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收所述中心反应器的包含β内酯的所述出口流，第二C3反应区，其经配置以将所述β内酯中的至少一些转化成第二C3产物，和出口，其经配置以提供包含所述第二C3产物的出口流，和(iii)第一C4反应器，其包含：入口，其经配置以接收所述中心反应器的包含β内酯的所述出口流，第一C4反应区，其经配置以将所述β内酯中的至少一些转化成第一C4产物，和出口，其经配置以提供包含所述第一C4产物的出口流，和控制器，其用于独立地调节所述β内酯和所述产物中的每一种的产生，条件是所述第一C3产物不同于所述第二C3产物。2.根据权利要求1到3中任一项所述的系统，其中所述环氧化物是环氧乙烷EO且所述β内酯是β丙内酯BPL。3.根据权利要求1或2所述的系统，其进一步包含：乙烯源；氧化反应器，其包含：入口，其经配置以接收乙烯，氧化反应区，其经配置以将所述乙烯中的至少一些转化成EO，和出口，其经配置以提供包含所述EO的出口流，且将包含EO的所述出口流进料至所述中心反应器的所述入口。4.根据权利要求1到3中任一项所述的系统，其中所述第一C3产物和所述第二C3产物独立地选自α,β-不饱和酸、α,β-不饱和酯、α,β-不饱和酰胺、聚合物和1,3-丙二醇PDO。5.根据权利要求1到3中任一项所述的系统，其中所述第一C3产物是PPL，且所述系统进一步包含：第三C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收所述第一C3反应器的包含PPL的所述出口流，第三C3反应区，其经配置以将所述PPL中的至少一些转化成第三C3产物，和出口，其经配置以提供包含所述第三C3产物的出口流。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述第三C3产物是丙烯酸AA。7.根据权利要求1到6中任一项所述的系统，其中所述第一C4产物是琥珀酸酐，且所述系统进一步包含：第二C4反应器，其包含：入口，其经配置以接收所述第一C4反应器的包含琥珀酸酐的所述出口流，第二C4反应区，其经配置以将所述琥珀酸酐中的至少一些转化成第二C4产物，和出口，其经配置以提供包含所述第二C4产物的出口流。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述第二C4产物是琥珀酸、1,4丁二醇BDO、四氢呋喃THF或γ丁内酯GBL。9.一种系统，其包含：乙烯源；一氧化碳CO源；醇源；氧化反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述乙烯源的乙烯，氧化反应区，其经配置以将所述乙烯中的至少一些转化成环氧乙烷EO，和出口，其经配置以提供包含所述EO的EO流；中心反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述氧化反应器的所述EO流的EO和来自所述CO源的CO，中心反应区，其经配置以将所述EO中的至少一些转化成β丙内酯BPL，和出口，其经配置以提供包含所述BPL的BPL流；第一C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述中心反应器的所述BPL流的至少一部分的BPL，第一C3反应区，其经配置以将所述BPL中的至少一些转化成聚丙内酯PPL，和出口，其经配置以提供包含所述PPL的PPL流；第二C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述第一C3反应器的所述PPL流的PPL，第二C3反应区，其经配置以将所述PPL中的至少一些转化成AA，和出口，其经配置以提供包含所述AA的AA流；第三C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述中心反应器的所述BPL流的至少一部分的BPL和来自所述醇源的醇，第三C3反应区，其经配置以将所述BPL中的至少一些转化成丙烯酸酯，和出口，其经配置以提供包含所述丙烯酸酯的丙烯酸酯流；和控制器，其用于独立地调节所述EO、BPL、PPL、AA和丙烯酸酯的产生。10.一种系统，其包含：乙烯源；一氧化碳CO源；醇源；氧化反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述乙烯源的乙烯，氧化反应区，其经配置以将所述乙烯中的至少一些转化成环氧乙烷EO，和出口，其经配置以提供包含所述EO的EO流；中心反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述氧化反应器的所述EO流的EO和来自所述CO源的CO，中心反应区，其经配置以将所述EO中的至少一些转化成β丙内酯BPL，和出口，其经配置以提供包含所述BPL的BPL流；第一C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述中心反应器的所述BPL流的至少一部分的BPL，第一C3反应区，其经配置以将所述BPL中的至少一些转化成聚丙内酯PPL，和出口，其经配置以提供包含所述PPL的PPL流；第二C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述中心反应器的所述BPL流的至少一部分的BPL，第二C3反应区，其经配置以将所述BPL中的至少一些转化成AA，和出口，其经配置以提供包含所述AA的AA流；第三C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述中心反应器的所述BPL流的至少一部分的BPL和来自所述醇源的醇，第三C3反应区，其经配置以将所述BPL中的至少一些转化成丙烯酸酯，和出口，其经配置以提供包含所述丙烯酸酯的丙烯酸酯流；和控制器，其用于独立地调节所述EO、BPL、PPL、AA和丙烯酸酯的产生。11.一种系统，其包含：乙烯源；一氧化碳CO源；氧化反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述乙烯源的乙烯，氧化反应区，其经配置以将所述乙烯中的至少一些转化成环氧乙烷EO，和出口，其经配置以提供包含所述EO的EO流；中心反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述氧化反应器的所述EO流的EO和来自所述CO源的CO，中心反应区，其经配置以将所述EO中的至少一些转化成β丙内酯BPL，和出口，其经配置以提供包含所述BPL的BPL流；第一C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述中心反应器的所述BPL流的至少一部分的BPL，第一C3反应区，其经配置以将所述BPL中的至少一些转化成聚丙内酯PPL，和出口，其经配置以提供包含所述PPL的PPL流；第二C3反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述第一C3反应器的所述PPL流的PPL，第二C3反应区，其经配置以将所述PPL中的至少一些转化成AA，和出口，其经配置以提供包含所述AA的AA流；第一C4反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述中心反应器的所述BPL流的至少一部分的BPL和来自所述CO源的一氧化碳，第一C4反应区，其经配置以将所述BPL中的至少一些转化成琥珀酸酐SA，和出口，其经配置以提供包含所述琥珀酸酐的琥珀酸酐流；和控制器，其用于独立地调节所述EO、BPL、PPL、AA和SA的产生。12.一种系统，其包含：乙烯源；一氧化碳CO源；醇源；氧化反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述乙烯源的乙烯，氧化反应区，其经配置以将所述乙烯中的至少一些转化成环氧乙烷EO，和出口，其经配置以提供包含所述EO的EO流，中心反应器，其包含：入口，其经配置以接收来自所述氧化反应器的所述EO流的EO和来自所述CO源的至少一部分CO，中心反应区，其经配置以将所述EO中的至少一些转...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨德什·H·苏克拉杰，
申请(专利权)人：诺沃梅尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US