催化加氢方法技术

一种液相催化加氢方法，是在加氢条件下将有机原料（如Ｃ－［２－２０］醛）在固体加氢催化剂存在下与氢接触生成加氢产物（Ｃ－［２－２０］醇），包括将溶于惰性稀释剂的有机原料与含氢气体以并流方式向下流过加氢区，该区含粒状加氢催化剂床，催化剂粒度约为０．５－５毫米，颗粒催化剂床保持在适于加氢的温度和压力条件，从床底部回收含加氢产物的液相，控制进料溶液的供料流量，使空塔液体速度约为１．５－５厘米／秒，控制向该床输进含氢气体的流量，使颗粒催化剂床顶部表面处流过的含氢气体中含氢量是将该有机原料完全转化为加氢产物所需理论量的１．００至约１．１５倍。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种液相。各类非均相已在工业上广泛采用，并且应用于多种有机原料的氢化。一般情况下，这类加氢反应是在约1-300巴压力和约40-380℃温度条件下进行的。其实例包括醛氢化成为醇，不饱和烃氢化成为饱和烃，乙炔衍生的化合物氢化成为饱和物质，不饱和脂肪酸氢化成为饱和脂肪酸，酮氢化成为仲醇，不饱和脂肪酸酯氢化成为部分或完全氢化的脂肪酸，腈氢化成为伯胺以及某些糖氧化成为多元醇。还应提出的是醌的氢化，例如2-乙基葸醌的加氢作为制取过氧化氢的一道工序。环己醇的工业制法是环己酮催化加氢，还有丙酮催化加氢制取异丙醇。不饱和烃加氢的实例是由苯制取环己烷。这些加氢反应的典型催化剂包括Ⅷ族金属催化剂，如镍、钯和铂。由2-丁炔-1，4-二醇加氢制取1，4-丁二醇是乙炔衍生的化合物加氢的一例。此反应的催化剂已有介绍，是载于硅胶上的镍-铜-锰颗粒状催化剂。以相应的不饱和酸即亚油酸和亚麻酸和亚麻酸为原料，在温度约150℃，压力约14.75-32巴的条件下，使用镍、钴、铂、钯、铬或铜/锌催化剂催化加氢制取硬脂酸是由不饱和脂肪酸加氢制取饱和脂肪酸的一个实例。所谓的植物油“硬化”是不饱和酯肪酸酯加氢的一例。由苄基氰加氢制取β-苯基乙胺是腈加氢的一例。关于糖类氢化成为多元醇的实例，可举出酮糖和醛糖氢化成为六羟基醇，例如D-葡萄糖氢化成为山梨醇，D-甘露糖氢化成为甘露醇。制取C3和更高级烷醇的一条重要路线是α-烯烃如乙烯、丙烯、1-丁烯的加氢甲酰化，得到比起始的烯多一个碳原子的相应的醛。所以乙烯可制成丙醛，丙烯则制成正和异丁醛的混合物(通常是正构为主)。这些醛再催化加氢，得到相应的烷醇，如正丙醇和正丁醇。2-乙基己醇是重要的制增塑剂的醇，其制法是正丁醛在碱催化下缩合成为不饱和醛，即2-乙基-2-己烯醛，然后加氢得到2-乙基己醇。虽然这个醛加氢反应优选采用Ⅷ族金属作催化剂，如镍、钯或铂，但也提出了使用含CuO和ZnO的还原混合物的固体催化剂采用汽相条件来进行(见EP-A-0008767和US-A-2549416)。载于活性炭上的硫化钼也由GB-A-765972提出来。含有环结构硫化合物的一种醛原料的加氢是使用铜和锌氧化物或氢氧化物的还原混合物，这已由US-A-4052467提出。亚铬酸铜也用作为一种醛加氢催化剂。加氢脱硫是另一个工业上重要的加氢反应。其目的是除掉复合的有机硫化合物，如硫化物、二硫化物、苯并噻吩等等，通过与氢的催化反应将它们转化成硫化氢而除掉。在此方法中，典型操作条件是温度约260-375℃，氢压约5-40巴，使用载于氧化铝上的钴-钼或镍-钼催化剂。上述所有催化加氢都是非均相过程。可以用液相法或汽相法进行操作。在期刊“Chemical Engineering”1955年7月号中有一篇文章“Moving Bad-Processes New Applicetions”(198-206页，特别是204-205页)综述了非均相气(汽)相反应系统设计中的一些参数。在已有技术中，提出了各种采用数个串连催化段的加氢操作方法。例如，在US-A-4451677中描述了醛的汽相加氢，其中使用了多个串连的绝热操作的催化加氢段。DE-B-1115232中描述了镍或钴催化剂液相加氢制取C2-C6醇的方法，原料是相应的混合醛，并且用50-300%(体积)的产物醇稀释，采用两个串连的加氢段。反应条件温度130-220℃，压力低于50巴，醛进料空速为0.3-2.5/小时，更好为0.75-1.1/小时。从第二加氢段出口将氢气循环送入第一加氢段的入口。GB-A-784359所述是对醛与烯混合物中醛的优先选择加氢，借助于加入水来抑制烯的加氢。采用多床并流加氢，在各反应床之间注入氢，包括了氢的循环。GB-A-1175709描述了苯催化加氢制取环己烷，采用过量氢循环法。在BR-A-PI800154(化学文摘，96，1982，51807h)中，提出了2-乙基己醛和异丁醛混合物加氢时，使用2-乙基己醇作为溶剂纯刂莆露取 CA-A-926847在其实例2中披露了这样的方法，是将2-乙基蒽醌与氢并流通过一个管式反应器。US-A-3009782描述了类似的方法，是将工作溶液通过一个加氢催化剂的固定床，其流量为每平方英尺催化剂床横截面每分钟20-200升(每平方米每分钟215.3-2152.8升)。在US-A-3755552概要说明了对此方法的进一步改进，其中建议采用壳式加氢反应器，壳中有多条基本上立式并位于侧边的圆筒，筒中填充催化剂，而筒的直径对催化剂粒径之比为至少15∶1。在常规液相多段加氢工艺中，含氢气体和进行氢化的原料是以并流或逆流方式通过整个装置。为了经济有效地利用氢气，通常在装置内进行气体循环。所以在装置设计中，必须考虑到惰性气体(如N2，Ar，CH4等)的循环，因为它们的存在在工业装置中是不可避免的。此外，本
还明了到，氢在有机液体中的溶解度很低，所以在液相加氢方法中，反应速率的控制步骤之一就可能是氢在该有机液相中的溶解以及其后的通过液相而迁移到催化剂表面的过程。为此原因，常需要采用很高氢分压，但装置设计师常需要解决由于采用高压所带来的投资与操作成本提高与提高工艺过程效率之间的均衡问题。还有一个需考虑的因素是在高压采用气流循环所增加的成本，因为这种气流中除含氢之外还含有相当多惰性气体。所以装置设计师有时不得不以牺牲氢气利用率为代价来避免在超过50巴的高压下循环惰性气体所造成的能量浪费。所谓的滴流床反应器这一术语通常指的是这样一种反应器，其中液相和气相并流向下通过催化剂颗粒固定床，同时发生反应。在足够低的液流及气流流速条件下，滴流的液体在通过填充层时基本上呈层流状或者“小溪流”，而气流是连续通过床中的空隙。有时将这种情况称之为气体连续区或均匀流动，这是在实验室和中型试验时常遇到的情况。随着气体和/或液体流速增大，将变为波动、节涌或脉动流。在工业规模石油加工中采用较高操作速率时就显示出这类特性。当液体流速高并且气体流速足够低时，液相成为连续流，而气相成为气泡形式;有时称之为分散气泡流，这种特性体现在某些化学加工中，在这种情况下液体流速达到石油加工中所见的最高速，但是气/液比率小得多的情况。一些作者已对流动形式和从一种流型到另一流型的转变与气体和液体流速的关系作了描述。在Kirk-Othmer的“EncyclopediaofChemicalTechnolog”第三版，19卷，pp.880-914中(标题为“ReactorTechnology”)，记载了对滴流床反应器和其他多相反应器的一般述评。现摘出892页一段“滴流床反应器具有复杂的但尚未有妥善流体动力学定义的特性。催化剂和分散的液膜之间的接触，以及该膜对于气体传送至该催化剂的阻力，特别是在催化剂内有蒸汽产生的情况下，并不是液体和气体速度的一个简单函数。当液体质量速度高时，即在各种大小的装置中采用1-5千克/米2·秒或更高，可达到最高接触效率，而优选的液体质量速度为3-8千克/米2·秒”。假定一种有机物液体的比重约为0.8，上述的液体速度就表示当空塔液体速度为0.24-1.0厘米/秒(相当于3-8千克/米2·秒)时，达到最高接触效率。以下文献对滴流床反应器的操作还有进一步述评1.“Tri本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液相催化加氢方法，是在加氢条件下将一种有机物原料在一种固体加氢催化剂存在下与氢接触而生成一种加氢产物；所述方法包括：将溶于一种惰性稀释剂中的一种有机物原料的进料溶液与含氢气体以并流方式向下流过一个加氢反应区，该反应区含有粒状加氢催化剂床，该催化剂的粒度基本上全部在约０．５－５毫米范围；将该颗粒催化剂床保持在适于加氢的温度和压力条件，并从该床的底部回收一种含有该加氢产物的液相；控制该进料溶液的供料流量，使得在该颗粒催化剂床的顶部表面处流过的该含氢气体中所含的氢量是将该有机物原料完全转化为加氢产物所需按化学计算理伦氢量的１．００至约１．１５倍。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治埃德温哈里逊，艾伦詹姆斯丹尼斯，
申请(专利权)人：戴维麦基伦敦有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]