用于生产乙二醇的方法技术

生产乙二醇的方法，其包含以下步骤：(i)向第一反应器提供碳水化合物源、溶剂、氢气、第一非均相催化剂和均相催化剂，该第一非均相催化剂含有一种或多种元素周期表第8、9或10族的过渡金属，该均相催化剂含有钨；(ii)在第一反应器中，在大于或等于170℃至小于或等于270℃的温度范围内，在氢气、溶剂、第一非均相催化剂和均相催化剂的存在下，使碳水化合物源的至少一部分反应；(iii)从第一反应器移除第一反应器产物流，并从该第一反应器产物流分离至少：‑一个乙二醇富级分；和‑一个含有浓缩均相催化剂的山梨醇富级分；(iv)向第二反应器提供氢气和含有浓缩均相催化剂的山梨醇富级分的至少一部分；(v)在第二反应器中，在大于或等于200℃至小于或等于300℃的温度范围内，在氢气、第二非均相催化剂的存在下，使含有浓缩均相催化剂的山梨醇富级分的至少一部分反应，该第二非均相催化剂含有一种或多种元素周期表第8、9或10族的过渡金属；(vi)从第二反应器移除第二反应器产物流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产乙二醇的方法专利
本专利技术涉及用于生产乙二醇的方法。专利技术背景亚烷基二醇(例如乙二醇)是可用于多种用途的散装化学品。它们可以在聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚环烷酸乙二醇酯或聚呋喃二羧酸乙二醇酯)的制备中用作单体，但是乙二醇也可以用在例如传热介质和抗冻组合物中。最近，越来越多人努力从可持续资源(例如碳水化合物)生产亚烷基二醇。通过实现从可持续资源制备亚烷基二醇(例如乙二醇)，有利地降低对化石燃料资源的依赖。CN102643165描述了一种用于生产乙二醇和1,2-丙二醇的方法，其通过糖的连续加氢裂化来实现。该方法使用催化活性钨物质在反应器中实施。液体反应器流出物被分离为两部分。液体反应器流出物的一部分输送至蒸馏系统，并且液体反应器流出物的另一部分被直接送回至反应器以稀释反应液。在蒸馏系统中，获得多元醇重馏分和未反应的糖类，其被送回反应器以进一步加氢裂化。以这种方式将重馏分中所溶解的钨组分回收并循环利用于反应。WO2016/114658也描述了一种用于从碳水化合物源制备乙二醇的方法。在稀释剂和包含钨化合物和选自元素周期表第8、9或10族的至少一种氢解金属的催化剂体系存在下，该碳水化合物源与氢反应。WO2016/114658表明，在用于从碳水化合物制备乙二醇的方法中，高级多元醇(例如甘油、赤藓醇或山梨醇)往往作为副产物产生。可以将多元醇(例如甘油、木糖醇、山梨醇或赤藓醇)添加至稀释剂。它们也可以被用作丁二醇的夹带剂，并且随后循环利用于工艺。该方法可以在连续操作模式下操作：其中，原料至少包含稀释剂(包含亚烷基二醇)和碳水化合物源；并且其中，在氢气的存在下并且在催化剂体系的存在下使此类原料通过塞流式反应器。尽管高级多元醇(例如山梨醇)可以被循环利用，如WO2016/114658中所述，但是此类高级多元醇的大量循环利用并不理想。在转化碳水化合物源的反应器条件下，高级多元醇(例如山梨醇)无法被完全转化。因此，此类高级多元醇的浓度将会缓慢积累，导致该方法不太适合于连续操作。WO2015028398描述了一种用于从包含一种或多种糖类的起始材料制备乙二醇和1,2-丙二醇的方法，其中，该方法包含以下步骤：i)将起始材料和氢气提供至第一反应器，该第一反应器以混合的方式操作；ii)在溶剂和催化剂体系存在下，使所述起始材料和氢气在第一反应器中反应；iii)连续地从第一反应器移除第一反应器产物流；iv)将第一反应器产物流的至少一部分供给第二反应器，该反应器基本以塞流方式操作；以及v)在溶剂和任选的催化剂体系存在下，使第一反应器产物流和氢气进一步在第二反应器中反应。催化剂体系可以包含选自第8、9或10族过渡金属或其化合物的一种或多种材料以及选自钨、钼及其化合物和复合物的一种或多种材料。在一个实施方式中，在第一反应器中使用均相催化剂剂体系，其可以留在第一反应器产物流中，并且在该流中被供给于第二反应器。WO2015028398期望获得起始材料和/或任何中间体的完全转化，并且期望减少副产物的形成。但是，实施例并没有说明副产物形成的减少。相反，如WO2015028398的实施例所说明的，虽然在实施例2和3中期望产物单乙二醇的形成增加了几十个百分点，但是副产物1,2-丁二醇的形成增加了几百个百分点。没有确认高级多元醇副产物(例如甘油、赤藓醇或山梨醇)的形成，但是可以预计其在这些情况下也增加了。提供一种能避免高级多元醇(也称为重多元醇)(例如山梨醇)在工艺中积累的、用于乙二醇生产的改进的方法，将会是本领域的一个进步。如果可以以经济上有吸引力的方式防止重多元醇的积累，将会是本领域的又一个进步。
技术实现思路
根据本专利技术的方法获得了这样的方法。因此，本专利技术提供用于生产乙二醇的方法，其包括以下步骤：(i)向第一反应器提供碳水化合物源、溶剂、氢气、第一非均相催化剂和均相催化剂，该第一非均相催化剂含有一种或多种元素周期表第8、9或10族的过渡金属，该均相催化剂含有钨；(ii)在第一反应器中，在大于或等于170℃至小于或等于270℃的温度范围内，在氢气、溶剂、第一非均相催化剂和均相催化剂的存在下，使碳水化合物源的至少一部分反应；(iii)从第一反应器移除第一反应器产物流，并从该第一反应器产物流分离至少：-一个乙二醇富级分；和-一个含有浓缩均相催化剂的山梨醇富级分；(iv)向第二反应器提供氢气和含有浓缩均相催化剂的山梨醇富级分的至少一部分；(v)在第二反应器中，在大于或等于200℃至小于或等于300℃的温度范围内，在氢气、第二非均相催化剂的存在下，使含有浓缩均相催化剂的山梨醇富级分的至少一部分反应，该第二非均相催化剂含有一种或多种元素周期表第8、9或10族的过渡金属；(vi)从第二反应器移除第二反应器产物流。步骤(vi)可以进一步有利地包含将第二反应器产物流的至少一部分任选地循环利用于第一反应器。如WO2016114658所述，高级多元醇(例如甘油、赤藓醇或山梨醇)往往作为副产物在第一反应器中产生。这些高级多元醇具有高沸点(即在0.1兆帕的大气压下沸点高于250℃)，并且在本文中也被称为“重多元醇”。本文中的多元醇应理解为包含多个(合适的是三个或更多个)羟基的有机化合物。特别感兴趣的重多元醇副产物是山梨醇。如上文所述，仅仅将此类重多元醇循环利用将导致在反应器产物流中重多元醇浓度的缓慢积累，使方法不太适合于连续操作。如WO2015028398所述，仅仅使从第一反应器而来的反应器产物流在进一步的第二反应器中进一步反应也不解决问题。均相催化剂在重多元醇中的高溶解度进一步使得难以通过沉淀和/或过滤从反应器产物流分离此类均相催化剂。通过真空蒸馏来移除重多元醇也被认为是困难的。通过分离重多元醇并且在另外的第二反应器中将此类重多元醇转化为更低沸点的产物，可以获得含有溶解在含有亚烷基二醇、其他二醇和/或其他多元醇的混合物中的均相催化剂的物流，其非常适合于循环利用于第一反应器。也可以通过蒸发、蒸馏、沉淀和/或过滤更简单地从此类混合物分离均相催化剂。专利技术人惊喜地发现，如果在第二反应器中使用一催化剂体系，其与第一反应器中相比具有更高浓度的均相催化剂，则在此类第二反应器中重多元醇的转化是可能的。有利的是，根据本专利技术的方法中，第一反应器中所形成的山梨醇副产物可以被浓缩成山梨醇富级分，其也含有浓缩均相催化剂。随后可以有利地将此类山梨醇富级分连同浓缩均相催化剂一起送入第二反应器，在那里山梨醇可以至少部分地被转化成更低沸点的产物。附图说明本专利技术如以下附图所示：图1显示了根据本专利技术的方法的一个实例。具体实施方式步骤(i)包含：向第一反应器提供碳水化合物源、溶剂、氢气、第一非均相催化剂和均相催化剂，该第一非均相催化剂含有一种或多种元素周期表第8、9或10族的过渡金属，该均相催化剂含有钨。本文中的碳水化合物源应理解为碳水化合物的来源。碳水化合物源可以选自多种来源。优选地，碳水化合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.生产乙二醇的方法，其包含以下步骤：/n(i)向第一反应器提供碳水化合物源、溶剂、氢气、第一非均相催化剂和均相催化剂，该第一非均相催化剂含有一种或多种元素周期表第8、9或10族的过渡金属，该均相催化剂含有钨；/n(ii)在第一反应器中，在大于或等于170℃至小于或等于270℃的温度范围内，在氢气、溶剂、第一非均相催化剂和均相催化剂的存在下，使碳水化合物源的至少一部分反应；/n(iii)从第一反应器移除第一反应器产物流，并从该第一反应器产物流分离至少：/n-一个乙二醇富级分；和/n-一个含有浓缩均相催化剂的山梨醇富级分；/n(iv)向第二反应器提供氢气和含有浓缩均相催化剂的山梨醇富级分的至少一部分；/n(v)在第二反应器中，在大于或等于200℃至小于或等于300℃的温度范围内，在氢气、第二非均相催化剂的存在下，使含有浓缩均相催化剂的山梨醇富级分的至少一部分反应，该第二非均相催化剂含有一种或多种元素周期表第8、9或10族的过渡金属；/n(vi)从第二反应器移除第二反应器产物流。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180314 NL 20205831.生产乙二醇的方法，其包含以下步骤：
(i)向第一反应器提供碳水化合物源、溶剂、氢气、第一非均相催化剂和均相催化剂，该第一非均相催化剂含有一种或多种元素周期表第8、9或10族的过渡金属，该均相催化剂含有钨；
(ii)在第一反应器中，在大于或等于170℃至小于或等于270℃的温度范围内，在氢气、溶剂、第一非均相催化剂和均相催化剂的存在下，使碳水化合物源的至少一部分反应；
(iii)从第一反应器移除第一反应器产物流，并从该第一反应器产物流分离至少：
-一个乙二醇富级分；和
-一个含有浓缩均相催化剂的山梨醇富级分；
(iv)向第二反应器提供氢气和含有浓缩均相催化剂的山梨醇富级分的至少一部分；
(v)在第二反应器中，在大于或等于200℃至小于或等于300℃的温度范围内，在氢气、第二非均相催化剂的存在下，使含有浓缩均相催化剂的山梨醇富级分的至少一部分反应，该第二非均相催化剂含有一种或多种元素周期表第8、9或10族的过渡金属；
(vi)从第二反应器移除第二反应器产物流。


2.如权利要求1所述的方法，其进一步包含将第二反应器产物流的至少一部分循环利用于第一反应器。


3.如权利要求1或2所述的方法，其进一步包含将均相催化剂的至少一部分从第二反应器循环利用回第一反应器。


4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，第一反应器为连续搅拌釜反应器。


5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，第二反应器为塞流式反应器。


6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在步骤(i)中通过含有碳水化合物源和水的进料流向第一反应器提供碳水化合物源，其中，基于碳水化合物源和水的总重量，此类进料流含有以下范围的碳水化合物源：大于或等于2.0重量％至小于或等于50.0重...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·迪克，J·C·范德沃，G·J·M·格鲁特，J·辛格，B·麦克凯，
申请(专利权)人：阿凡田知识中心有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL