一种氢甲酰化反应方法和系统技术方案

一种氢甲酰化反应方法和系统，氢甲酰化反应方法包括：(1)钴

【技术实现步骤摘要】
一种氢甲酰化反应方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种氢甲酰化反应方法和系统。

技术介绍

[0002]氢甲酰化又称羰基合成(oxo
‑
synthesis)，是烯烃与合成气(CO与H2)在催化剂作用下，生成比烯烃多一个碳原子的醛和醇的过程。
[0003]过渡金属的羰基络合物对氢甲酰化均有催化作用，一般工业化生产采用钴和铑。钴基催化剂的反应温度和反应压力较高，但成本较低；铑基催化剂的反应温度和反应压力较低，但成本较高。现有催化剂多引入有机膦配体，能提高选择性，降低反应温度和压力。
[0004]采用铑基催化剂的技术，进行氢甲酰化反应时，一般用在小于6个碳原子的烯烃上，铑的选择性较高，较少发生烯烃饱和加氢成烷烃的反应。因此放热量较低，也不需要预反应。
[0005]采用钴基催化剂的技术，不含有配体时，反应压力达到28MPa以上，不适合采用反应器内取热的方式，而是反应器间取热，每反应一段后，设置取热器将热量移除。
[0006]采用钴基催化剂+配体的技术，反应压力能降低在12MPa以下，可以采用反应器内取热的方式。由于有配体存在，需要设置预反应器，重新将催化剂与配体活化。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是提供一种氢甲酰化反应方法和实现该方法的反应系统，该方法具有高烯烃转化率和高的醇选择性。
[0008]在第一方面，本专利技术提供的氢甲酰化反应方法，包括：
[0009](1)钴
‑
膦络合物催化剂溶解在含醇溶剂中，与合成气进行预反应得到预反应产物；
[0010](2)预反应产物和烯烃混合接触，进行氢甲酰化反应得到醇或醛。
[0011]在第二方面，本专利技术提供一种氢甲酰化反应系统，包括预反应器和主反应器，其中，所述预反应器设有原料入口和中间反应物出口，预反应器中，溶解在含醇溶剂中的钴
‑
膦络合物催化剂与合成气进行预反应；所述主反应器设有入口和产物出口，所述入口与所述中间反应物出口连通，主反应器中，烯烃与预反应产物进行氢甲酰化反应得到醇或醛，并经产物出口排出。
[0012]与现有技术相比，本专利技术提供的氢甲酰化反应方法和系统的有益效果为：
[0013]本专利技术提供的氢甲酰化反应方法和系统首先将合成气和溶解在溶剂中的均相催化剂进行预反应，对均相催化剂进行活化，再将烯烃与合成气进行氢甲酰化反应，能显著提高均相钴
‑
膦络合物催化剂的催化活性和选择性，降低催化剂的消耗量。
附图说明
[0014]图1是本专利技术提供的氢甲酰化反应方法和系统的流程示意图。
[0015]其中：
[0016]1‑
合成气，2
‑
含醇溶剂，3
‑
烯烃，4
‑
预反应产物，5
‑
反应产物，6、7、8
‑
管线，9
‑
预反应器，10
‑
主反应器，11
‑
中间罐。
具体实施方式
[0017]以下详细说明本专利技术的具体实施方式。
[0018]第一方面，本专利技术提供一种氢甲酰化反应方法，包括：
[0019](1)钴
‑
膦络合物催化剂溶解在含醇溶剂中，与合成气进行预反应得到预反应产物；
[0020](2)预反应产物和烯烃混合接触，进行氢甲酰化反应得到醇或醛。
[0021]本专利技术提供的氢甲酰化反应方法中，步骤(1)和步骤(2)均采用连续反应，步骤(1)预反应温度为60℃
‑
300℃，压力为1MPa
‑
12MPa，空速为0.3h
‑1‑
3h
‑1；优选地，预反应温度为75℃
‑
270℃，压力为3MPa
‑
11MPa，空速为0.5h
‑1‑
2.5h
‑1，更优选温度为120℃
‑
240℃，压力为5MPa
‑
9MPa，空速为1.2h
‑1‑
1.8h
‑1。
[0022]步骤(2)氢甲酰化反应的温度为60℃
‑
300℃，压力为1MPa
‑
12MPa，空速为0.01h
‑1‑
2h
‑1；优选地温度为75℃
‑
270℃，压力为3MPa
‑
11MPa，空速为0.03h
‑1‑
1h
‑1；更优选温度为120℃
‑
250℃，压力为5MPa
‑
9MPa，空速为0.2h
‑1‑
0.35h
‑1。
[0023]优选地，步骤(1)预反应反应温度比步骤(2)主反应低5
‑
30℃。
[0024]可选地，步骤(2)中设置有取热结构，通过取热以控制反应温度。
[0025]本专利技术提供的氢甲酰化反应方法中，烯烃:CO:H2的摩尔比＝1:(1
‑
5):(1
‑
10)，优选为1:(1
‑
4):(1
‑
8)，更优选为1:(1
‑
3):(1
‑
6)；烯烃:溶剂:催化剂的质量比＝1:(0.17
‑
6):(0.001
‑
0.2)，优选为1:(0.2
‑
5):(0.003
‑
0.1)，更优选为1:(0.25
‑
4):(0.005
‑
0.06)。
[0026]本专利技术提供的氢甲酰化反应方法中，所述烯烃的碳原子数为3到19，优选4到17，更优选5到14。
[0027]本专利技术提供的氢甲酰化反应方法中，所述的含醇溶剂含有醇，其他为非醇碳氢氧化合物，其中，非醇碳氢氧化合物的质量含量为0
‑
50％，优选0
‑
40％，更优选0
‑
25％；其中，所述醇的碳原子数为4到20，优选5到18，更优选6到15；所述醇优选采用所述的烯烃氢甲酰化反应得到的醇；所述的非醇碳氢氧化合物的碳原子数为4到26，优选5到24，更优选6到21。
[0028]第二方面，一种氢甲酰化反应系统，包括串联的预反应器和主反应器，其中，所述预反应器设有原料入口和预反应器出口，所述的主反应器设有入口和产物出口，所述预反应器出口连通主反应器入口；预反应器中，溶解在含醇溶剂中的钴
‑
膦络合物催化剂与合成气进行预反应；主反应器中，烯烃与预反应产物进行氢甲酰化反应得到醇或醛，并经产物出口排出。
[0029]优选地，所述的主反应器中设有取热结构。所述的主反应器可以采用列管反应器、缠绕管反应器或板式反应器。
[0030]优选地，所述的主反应器内设置有隔板，其中一侧为反应区，另一侧为换热区。在反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢甲酰化反应方法，其特征在于，包括：(1)钴
‑
膦络合物催化剂与含醇溶剂、合成气进行预反应，得到预反应产物；(2)预反应产物和烯烃混合接触，进行氢甲酰化反应得到醇或醛。2.按照权利要求1所述的氢甲酰化反应方法，其特征在于，步骤(1)预反应的反应温度为60℃
‑
300℃，压力为1MPa
‑
12MPa，空速为0.3h
‑1‑
3h
‑1；步骤(2)氢甲酰化反应的温度为60℃
‑
300℃，反应压力为1MPa
‑
12MPa，空速为0.01h
‑1‑
2h
‑1。3.按照权利要求2所述的氢甲酰化反应方法，其特征在于，步骤(1)预反应的温度为75℃
‑
270℃，压力为3MPa
‑
11MPa，空速为0.5h
‑1‑
2.5h
‑1；步骤(2)氢甲酰化反应的反应温度为75℃
‑
270℃，压力为3MPa
‑
11MPa，空速为0.03h
‑1‑
1h
‑1。4.按照权利要求3所述的氢甲酰化反应方法，其特征在于，步骤(1)预反应的温度为120℃
‑
240℃，反应压力为5MPa
‑
9MPa，空速为1.20h
‑1‑
1.80h
‑1；步骤(2)氢甲酰化反应的温度为120℃
‑
250℃，压力为5MPa
‑
9MPa，空速为0.20h
‑1‑
0.35h
‑1。5.按照权力要求4所述的氢甲酰化反应方法，其特征在于，步骤(1)的温度比步骤(2)低5
‑
30℃。6.按照权利要求1
‑
5中任一种所述的氢甲酰化反应方法，其特征在于，其中，烯烃:CO:H2的摩尔比＝1:(...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晖殿，施昌智，李强，王海京，宗保宁，朱振兴，甄栋兴，刘凌涛，夏春谷，郧栋，许传芝，刘祺壬，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：