一种联产异壬醇和碳八烷烃的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种联产异壬醇和碳八烷烃的方法及系统。所述方法包括：在H

A method and system for CO production of isononyl alcohol and carbon eight alkane

【技术实现步骤摘要】
一种联产异壬醇和碳八烷烃的方法及系统
本专利技术属于化工
，具体涉及一种联产异壬醇和碳八烷烃的方法及系统。
技术介绍
异壬醇(Iso-nonylalcohol,INA)作为一种高级醇，主要用于生产邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、环己烷1,2-二羧酸二异壬基酯(DINCH)、已二酸二异壬酯(DINA)、偏苯三酸三异壬酯(TINTM)等高级增塑剂，其中，邻苯二甲酸二异壬酯用量最大。随着对邻苯二甲酸二异壬酯使用安全性得到业界的逐步认可，将可能取代邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)等传统增塑剂，尤其是在玩具加工、医疗、食品器具等方面的应用。2005年欧盟部长理事会议通过法案，禁止在儿童玩具和用品中使用邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等六种增塑剂(也就是所谓的P6)。后来，2006年，欧盟经过10年的科学评价确认两款增塑剂DINP和DIDP无危害性，并且通过目前的情况证明，对人类健康和环境均无危险性。欧洲增塑剂和中间体委员会称，欧盟的塑料生产下游用户可继续使用DINP和DIDP，无需进一步的措施来管制在玩具和儿童用品中使用DINP和DIDP(参考CallapezME.TheUSAandtheEU:twoperspectivesonphthalates[J].TheGlobalandtheLocal:TheHistoryofScienceandtheCulturalIntegrationofEurope.Proceedingsofthe2ndICESHS(Cracow,Poland,2006)(ed.M.Kokowski))。目前，欧盟已禁止DOP、DBP和邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)增塑剂在儿童玩具中使用。在我国，为了健康，也应该用更安全、性能更好的增塑剂取代传统增塑剂，而且大量的塑料玩具出口，标准需要与国际接轨，DINP、DINCH等增塑剂的发展前景应该是乐观的。异壬醇是生产DINP、DINCH的原料，目前我国大陆只有一套异壬醇的装置在生产。一般异壬醇采用碳八烯烃通过氢甲酰化反应得到异壬醛，异壬醛加氢得到异壬醇。这个过程中存在重要的技术问题：由于氢甲酰化反应过程由于是强放热反应，反应体系经常由于移热不及时而导致温度快速上升，一方面可能威胁工艺安全，另一方面氢甲酰化催化剂也难以耐受过高温度。有鉴于此，本专利技术提出一种耦合氢甲酰化反应与加氢反应的方法，开发廉价高效的钴膦催化剂，通过反应分离系统的合理设计，将碳八烯烃转化为辛烷与异壬醇，可以同时生产高品质的汽油组分与高端增塑剂原料。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种连续多段反应联产异壬醇与碳八烷烃的方法，以克服现有技术中的不足。本专利技术的又一目的还在于提供一种连续联产异壬醇与碳八烷烃的生产系统。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种连续联产异壬醇与碳八烷烃的方法，包括如下步骤：(1)将碳八烯烃在钴膦催化剂的催化下进行羰基化/加氢反应，控制反应温度为150～210℃、反应压力为5MPa～11Mpa，反应器为多段列管式反应器。(2)将产物分离为CO、H2气相部分，碳八烷烃部分，粗异壬醇部分(含<1％少量异壬醛)以及含催化剂的部分；催化剂循环到羰基化/加氢反应器中，CO、H2气相部分也循环到羰基化/加氢反应器中。(3)将粗异壬醇部分在加氢催化剂下进行加氢反应并进一步精制，得到高纯度的异壬醇。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(1)反应的催化剂为钴膦催化剂，具体地说，由钴源与膦配体共同组成，并且反应前经过一定的预制备过程。进一步的，所述钴源包括硝酸钴、醋酸钴、乙酰丙酸钴、氯化钴、羰基钴化合物；膦配体包括三烷基膦或者同时带有芳基和烷基的膦配体化合物，例如仲-丁基二苯基膦(CAS7650-79-5)；其中，Co:P元素的摩尔比为3:1～1:2。进一步的，所述碳八烯烃包括1-辛烯、2-辛烯、2,4,4-三甲基-1-戊烯、2,4,4-三甲基-2-戊烯、5,5-二甲基-1-己烯、5,5-二甲基-2-己烯、3,4-二甲基-1-己烯、3,4-二甲基-2-己烯、2,3-二甲基-1-己烯中、2,5-二甲基-1-己烯、2,5-二甲基-2-己烯中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。进一步的，所述预制备过程包括以下步骤：将钴源、膦配体和溶剂混合形成溶液，以氮气将空气置换干净，开搅拌混合液，充入CO、H2气体到1MPa-8MPa，在温度80-180℃反应0.1-10h；溶剂优选为反应的产物、原料、或者它们的混合物，例如异壬醇与异辛烷的混合物。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(1)反应的反应器为带夹套的多段上升流列管式反应器，在每段反应器均设热电偶与温度控制单元，控制温度上升区间小于10℃，每个反应段内有多根反应管并联，管内放置静态混合构件。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(2)中分离可以采用精馏塔、闪蒸塔、薄膜蒸发器、分相器、洗涤塔等装置。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤(3)中，将分离出的异壬醇粗产物在加氢催化剂下进行加氢反应，所述加氢催化剂包括含镍基、铜基、钯基的负载型加氢催化剂；优选的，所述加氢催化剂的载体包括氧化硅、氧化铝、氧化锆中的任意一种或两种以上的组合。反应温度范围通常在60～190℃，氢气压力为1～9MPa；优化反应温度90～180℃，压力为1～5.5MPa。本专利技术实施例还提供了一种联产异壬醇和碳八烷烃的系统，其应用于前述的方法中，其包括：羰基化/加氢反应单元，其至少能够使碳八烯烃和钴基催化剂在H2/CO混合气氛下进行羰基化反应和加氢反应，制得粗异壬醇产物和碳八烷烃；分离单元，用以分离羰基化/加氢反应所获混合物中的粗异壬醇产物和碳八烷烃；以及，加氢精制单元，其至少能够使粗异壬醇产物的异壬醛和加氢催化剂进行加氢反应，制得异壬醇。作为本专利技术的进一步改进，所述羰基化/加氢反应单元包括复数个反应器；优选的，所述反应器为带夹套的多段列管式反应器；优选的，所述多段列管式反应器的进气口采用气体喷嘴；优选的，所述多段列管式反应器内设置有静态混合构件；优选的，所述多段列管式反应器设置有热电偶和温度控制单元；优选的，所述列管式反应器外侧设置有至少用以调节温度的控温装置。作为本专利技术的进一步改进，所述分离单元包括闪蒸塔、薄膜蒸发器、分相器、精馏塔、洗涤塔，且不限于此；优选的，所述薄膜蒸发器包括降膜蒸发器，且不限于此。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：提供的联产异壬醇和碳八烷烃工艺优点在于，以钴膦催化剂作为催化剂，相比铑系化合物成本低廉；通过催化剂的设计，可以在一个反应器内完成氢甲酰化反应与加氢反应，减少了醛作为中间产物产生大量高沸点副产物的可能性；采用多段列管式反应器提供有效的换热，采用气体喷嘴形成漩涡流，使得多相体系混合良好、反应高效。通过整体反应分离系统的设计，使得流程温度波动小、催化剂稳定，整体运行平稳、能耗较低、生产的异壬醇纯度较高。附图说明为了更清楚地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种联产异壬醇和碳八烷烃的方法，其特征在于包括：/n在H

【技术特征摘要】
1.一种联产异壬醇和碳八烷烃的方法，其特征在于包括：
在H2/CO的混合气氛中，使包含有碳八烯烃和钴膦催化剂的混合反应体系在温度为150～210℃，压力为5～11Mpa的条件下进行羰基化/加氢反应，获得粗异壬醇产物和碳八烷烃；
以及，在加氢压力为1～9Mpa的条件下，使包含所述粗异壬醇产物和加氢催化剂的加氢反应体系于60～190℃进行加氢反应，制得异壬醇。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：在进行羰基化/加氢反应前预制备所述钴膦催化剂，所述钴膦催化剂包括钴源和膦配体，所述钴膦催化剂的制备方法包括：
在H2/CO的混合气氛中，使钴源、膦配体和溶剂于温度为80～180℃，压力为1MPa～8Mpa的条件下反应0.1～10h，制得所述钴膦催化剂；
和/或，所述粗异壬醇产物加氢反应的条件为90～180℃，压力为1.0～5.5MPa。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述钴源包括硝酸钴、醋酸钴、乙酰丙酸钴、氯化钴、羰基钴化合物中的任意一种或两种以上的组合；
和/或，所述膦配体包括三烷基膦和/或具有芳基和烷基的膦配体化合物；优选的，所述膦配体包括三丁基膦、三环己基膦、仲丁基二苯基膦、二叔丁基新戊基膦、三辛基膦中的任意一种或两种以上的组合；
和/或，所述钴膦催化剂中钴与膦元素的摩尔比为3:1～1:2；
和/或，所述溶剂包括异辛烯、异壬醇、异辛烷中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述溶剂为异壬醇与异辛烷的混合物。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：在进行羰基化/加氢反应的同时，以冷却介质和/或加压蒸汽保持所述混合反应体系温度的波动范围在10℃以下；
和/或，所述粗异壬醇产物为异壬醇和异壬醛的混合物；优选的，所述粗异壬醇产物中异壬醛的含量小于1wt％。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：所述羰基化/加氢反应完成后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏春谷，王丹，朱刚利，许传芝，郧栋，刘建华，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，中国科学院兰州化学物理研究所苏州研究院，
类型：发明
国别省市：甘肃;62