CN1028093C - 汽相加氢方法 - Google Patents

汽相加氢方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1028093C
CN1028093C CN90106655A CN90106655A CN1028093C CN 1028093 C CN1028093 C CN 1028093C CN 90106655 A CN90106655 A CN 90106655A CN 90106655 A CN90106655 A CN 90106655A CN 1028093 C CN1028093 C CN 1028093C
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogenation
hydrogenator
catalyzer
catalyst
described method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN90106655A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1050038A (zh
Inventor
安德鲁·乔治·海尔斯
米彻尔·威廉姆·马歇尔·塔克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Johnson Matthey Davy Technologies Ltd
Original Assignee
Davy Mckee London Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Davy Mckee London Ltd filed Critical Davy Mckee London Ltd
Publication of CN1050038A publication Critical patent/CN1050038A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1028093C publication Critical patent/CN1028093C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/17Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds
    • C07C29/177Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds with simultaneous reduction of a carboxy group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/132Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group
    • C07C29/136Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH
    • C07C29/14Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of a —CHO group
    • C07C29/141Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of a —CHO group with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/132Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group
    • C07C29/136Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH
    • C07C29/147Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of carboxylic acids or derivatives thereof
    • C07C29/149Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of an oxygen containing functional group of >C=O containing groups, e.g. —COOH of carboxylic acids or derivatives thereof with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/17Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds
    • C07C29/175Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds with simultaneous reduction of an oxo group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/17Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds
    • C07C29/19Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds in six-membered aromatic rings
    • C07C29/20Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds in six-membered aromatic rings in a non-condensed rings substituted with hydroxy groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明涉及一种加氢方法,其中有机进料(如含至少一种选自>C=C<、>C=O、-C≡C-和-C≡N的不饱和键的不饱和有机化合物)在加氢区于汽相加氢条件下并于多相加氢催化剂的存在下与氢气接触,其特征在于加氢区包括并联的第一加氢反应器和第二加氢反应器,其中分别含有加氢催化剂,在第一步操作中,将含有机原料和氢气的汽态混合物仅送至第一加氢反应器,在第二步操作中,将汽态混合物仅送至第二加氢反应器,在第三步操作中,将汽态混合物同时送入第一和第二加氢反应器。

Description

本发明涉及汽相加氢方法。
在先有技术中,描述了各种采用汽相条件的加氢方法。在这些方法中,一般将含有一个或多个选自
>C=C<、>C=O、-C≡C-和-C≡N
的不饱和基团的标准状态下为液体的原料在热氢气流或含氢气流中按一定比例进行汽化以形成高于该混合物露点的、上述气体与汽化原料的汽态混合物。然后,将该汽态混合物通入装填有粒状多相加氢催化剂的加氢区中,一般为含一个或多个加氢催化剂床的反应器,或若干个串联的反应器。
另一种类型的加氢方法是加氢脱硫,在该方法中,于加氢脱硫催化剂的存在下,使烃原料与氢气接触,以减小其硫含量。
加氢方法的实例包括将醛加氢成醇,将不饱和烃加氢成饱和烃,将酮加氢成仲醇,将腈加氢成伯胺,将脂族一元羧酸的烷基酯加氢成烷醇,以及将脂族二元羧酸的二烷基酯加氢成脂族二醇。一般的加氢条件包括采用约1巴至约100巴的压力和约40℃至约250℃的温度。加氢条件的选择依赖于加氢反应的性质和选择的加氢催化剂的活性。
加氢一般为放热反应。因此,加氢反应器或反应器组可在绝热或通过内冷或外冷实现的等温条件下操作,在可能的情况下,一般选择绝热反应器,因为一般来说,绝热反应器的造价和操作费用比壳式和管式等温反应器的低。
在典型的汽相加氢方法中,最好在这样的条件下操作,即与催化剂相接触的汽态混合物的温度总是比其露点高至少约5℃,更好的是甚至高至少约10℃。最好避免液体与催化剂相接触,因为由于加氢反应的放热特性,在催化剂表面上形成热点,可能导致的烧结(特别是在使用含铜催化剂情况下)或由于催化剂颗粒孔内的爆炸性汽化造成的催化剂颗粒的崩解都会使催化剂受到损害。在使用含铜加氢催化剂的情况下,烧结是一个严重的危险,可能使裸露的还原铜表面积显著减小,并导致催化活性的降低。催化剂颗粒的崩解使催化剂颗粒变得更细,导致整个催化剂床的压力降增加,因此需要提高使汽态混合物通过加氢区所需的动力。提高动力就会增加设备的操作费用。此外,还需在设计阶段选择气体循环压缩机的尺寸,以保证该压缩机能适应在催化剂加料的存活期内操作中所发生的压力降增加。这就使设备费显著提高。
例如,在US-A-2549416和EP-A-0008767 中,已描述了醛的汽相加氢。在这些方案中,使用了还原的氧化铜-氧化锌催化剂。
在WO-A-82/03854中描述了在汽相中将酯氢解成醇的方法。该方法中也以还原的氧化铜-氧化锌作催化剂。
在EP-A-0143634、WO-A-86/03189和WO-A-86/07358中,描述了通过C4二羧酸二烷基酯,例如马来酸二烷基酯(如马来酸二乙酯)的汽相加氢制备丁烷-1,4-二醇、ν-丁内酯和四氢呋喃的方法。在该方法中,优选还原的亚铬酸铜催化剂。
在使用多个串联的反应器的情况下,特别是在使用多个串联的绝热反应器的情况下,人们已经认识到,一般需要控制每个催化剂床的温升,以避免如热点的生成并防止温度失控。在许多情况下,于催化剂床的出口温度太高的条件下操作是不利的,因为太高的出口温度常会使副产物的量增加。
控制绝热反应器的催化剂床温升的一种方法是增加循环气中氢的含量或使惰性气体,如氮气,在循环气中累积。在该方法中,过量气体起受热器的作用,以吸收反应中放出的热。但是,必须增大气体管道的尺寸和气体循环压缩机的尺寸,以适应增大的气体流量,这样,设备费用增加。
另一种常用的方法是采用多个串联的绝热反应器,在反应器之间喷入低温气体。床间冷却(inter-bed    cooling)是限制绝热操作的催化剂床温升的另一种方法。
在EP-A-0215563中,提出在采用多个串联的反应器的情况下,在反应混合物从一个反应器中排出而进入下一个反应器之前,使追加的原料在从先一个反应器排出的反应混合物中汽化。
在大多数汽相加氢反应中,随着汽相加氢装置中操作的进行,会观察到一定程度的催化剂减活。这种催化剂的减活常伴随着催化剂床压力降的增加,这是由于催化剂颗粒的崩解而产生了催化剂细粉所造成的。
许多加氢反应要求在对不饱和有机原料进行加氢前对催化剂进行预还原。为得到最优的催化活性,必须小心地在可控条件下对催化剂进行预还原。一般来说,催化剂制造厂家会说明这些预还原条件。这种可控预还原条件常采用大于一般在加氢过程中采用的气体空速。因此,在设计阶段就必须保证气体循环压缩机足够大,以提供催化剂活化所需的高循环率。从这一点来看,可能需要提供一个比加氢装置正常操作时所需的压缩机更大的气体循环压缩机,其价格就更高。
因此,需要提供一种这样的汽相加氢方法,该方法可在绝热反应条件下进行,其副产物的生成量最小,采用简单的加氢区,并采用一种中等大小的气体循环压缩机,该压缩机在催化剂加料的整个存活期内,从预还原到催化剂重新加料,都在接近其设计能力的情况下工作。
因此,本发明试图提供一个改进的汽相加氢方法,该方法采用一步加氢法且生成的副产物的量最小。
根据本发明,提供了一种汽相加氢方法,在该方法中,有机原料在加氢区内于汽相加氢条件下并在多相加氢催化剂的存在下与氢气相接触。该方法的特征在于加氢区包括并联的第一加氢反应器和第二加氢反应器,这两个反应器分别装填加氢催化剂,在操作的第一步,将含有机原料和氢气的汽态混合物仅送入第一加氢反应器,在随后的第二步操作中,将汽态混合物仅送入第二加氢反应器,在第二步操作之后的第三步操作中,将汽态混合物同时送入第一加氢反应器和第二加氢反应器。
这种加氢方法的实例包括将包括含有至少一种选自
>C=C<、>C=O、-C≡C-和-C≡N
的不饱和键的不饱和有机化合物的有机原料转化为相应的饱和化合物,其中至少一种上述不饱和键分别转化为>CH·CH<、>CHOH、-CH=CH-或-CH2CH2-,以及-CH2NH2
本发明的典型方法包括采用还原的氧化铜-氧化锌催化剂将醛,如正丁醛和2-乙基己-2-烯醛,加氢为相应的醇,如正丁醇和2-乙基己醇。
在特别优选的方法中,有机原料为C4二羧酸的二烷基酯,如马来酸二烷基酯,相应饱和化合物为丁烷-1,4-二醇。在该方法中,催化剂最好为还原的亚铬酸铜催化剂。上述马来酸二烷基酯一般为马来酸二-(C1-C4烷基)酯,优选马来酸二甲基酯或马来酸二乙基酯。
例如,可从EP-A-0143634、WO-A-86/03189和WO-A-86/07358中得到马来酸二烷基酯的汽相加氢方法的进一步描述。
在根据本发明通过加氢制备丁烷-1,4-二醇的典型方法中,汽态混合物中氢气与马来酸二烷基酯的摩尔比一般在约50∶1至约1000∶1之间,例如约250∶1至约500∶1。所需的催化剂为通过在EP-A-0301853中描述的方法制备的还原的亚铬酸铜催化剂。加氢区的入口温度一般在约150℃至约240℃,优选约170℃至约200℃。加氢区的压力为约5巴至约100巴,优选至少为约40巴至约75巴。
马来酸二烷基酯送入加氢区的较佳速率(以液体时空速表示)为约0.1小时-1至约0.6小时-1或更高,例如高达约1.5小时-1,或甚至高达约3.0小时-1。术语“汽体时空速”的定义为进入汽化区的液态酯的单位体积数/每单位体积催化剂/每小时。对应的气体时空速一般为2500小时-1至16000小时-1,例如高达约85000小时-1,最好为约8000小时-1至约30000小时-1。术语“气体时空速”的定义为于1巴和0℃下测量的通过的汽态混合物的单位体积数/每单位体积催化剂/每小时。
马来酸二烷基酯最好为马来酸二-(C1-C4烷基)酯。其还原反应的第一步为将其氢化为相应的琥珀酸二烷基酯。这个反应为放热反应。
将马来酸二烷基酯还原为丁烷-1,4-二醇的反应为5摩尔氢气与每摩尔酯的反应,其反应方程式为:
其中,R为含有例如1至4个碳原子的烷基,如甲基或乙基。
实际上,马来酸酯的还原反应比上述方程式(1)复杂的多,并产生各种量的副产物,包括四氢呋喃、ν-丁内酯和正丁醇。尽管人们还不能完全阐明上述反应的机理,现已得到的证据与下述反应图示是相吻合的:
(分子式见文后)
从加氢区排出的反应混合物除含有丁烷-1,4-二醇外,一般还含有各种量的ν-丁内酯、四氢呋喃和正丁醇。当原料马来酸二烷基酯为马来酸二乙基酯时,还可能有微量琥珀酸二乙基酯。琥珀酸二烷基酯,如琥珀酸二乙基酯,和ν-丁内酯易于加氢为丁烷-1,4-二醇。可在下游产物收集和提纯段收集这些物料,并与新鲜马来酸二烷基酯,如马来酸二乙基酯混合后再循环使用。但是,四氢呋喃和正丁醇不能在此方法中再循环。
在通过加氢区时,发生的第一个反应为马来酸二烷基酯加氢为琥珀酸二烷基酯。这个反应为放热反应。在上述反应图示中归纳出的生成丁烷-1,4-二醇、ν-丁内酯、四氢呋喃和正丁醇的其它反应比马来酸二烷基酯加氢为琥珀酸二烷基酯的反应放的热少。
加氢活性大部分发生在催化剂床的前端。但如果要求通过每个催化剂床的单程转化率高,所需的催化剂体积就大。此外,还需提供额外体积的催化剂,以保证当催化剂随时间的推移而老化和/或减活时,在催化剂加料的整个存活期内维持所需的单程转化率。还有,试图取得高的马来酸二烷基酯加氢转化率的缺点在于反应混合物在高温下与催化剂接触的时间越长,四氢呋喃和正丁醇的产量就越高。
在含有新鲜催化剂加料的加氢区内,加氢活性大部分发生在催化剂床入口端附近。但随着时间的推移,催化剂发生减活,使最大加氢活性区从催化剂床入口端移向反应器的出口端。随着催化剂活性的一步降低,需要提高反应器的入口温度以维持所需的单程转化率。这也提高了反应器的出口温度并因此增加了反应混合物与催化剂在高温下的接触时间。因此,提高入口温度以维持所需的装置设计产出量意味着随着时间的推移提高副产物四氢呋喃和正丁醇的产量。此外,催化剂减活常伴随有催化剂细粒的出现,这些细粒增大了催化剂床的压降,并提高了设备的操作费。最后,副产物四氢呋喃和正丁醇的比例会增大到经济上不可接受的水平,使生产厂家不得不关闭设备并排出催化剂,再用新鲜催化剂重新启动设备。
在本发明的方法中,采用两个并联的加氢反应器,催化剂加料的量在两个反应器中基本相等。在用新鲜的催化剂加料,如亚铬酸铜催化剂,启动设 备时,两个反应器中的催化剂加料可分别预还原(按催化剂制造厂家的说明),因而可使设备设计者按正常运行的需要来设计气体循环压缩机,而且不需要采用仅在催化剂预还原时所用的超大循环气体压缩机。
在每个加氢反应器中的催化剂加料预活化后,在操作的第一步将气态混合物仅加到两个加氢反应器的一个当中,而另一个加氢反应器保持在备用状态下,其中的催化剂加料处于惰性或还原性气体气氛下。
在整个操作过程中,尽管采取一些目前可行的步骤使含氢气体和酯都基本不含已知的催化剂毒物和催化剂减活剂,如含硫化合物和含氯化合物,催化剂活性在加氢过程中随时间的推移而降低。在一定的时候,需要提高入口温度以维持所需的丁烷-1,4-二醇产出量。但这也使加氢反应器的出口温度升高,并且提高了高温下与催化剂相接触的反应混合物的停留时间,这又会使副产物,即四氢呋喃和正丁醇的产量增加。还可能出现催化剂的崩解,形成一些催化剂细粉,这些细粉会阻塞催化剂颗粒间的空隙,并因此提高催化剂床的压降。因此,不得不提高气体循环压缩机的动力输入,从而增大了动力消耗和操作费用。最后,副产物的量会变得不可接受的高。此时,可开始第二步操作。
在第二步操作中,将汽态混合物进料从第一加氢反应器转换至第二加氢反应器,而且在这步操作中,仅向该第二加氢反应器输送汽态混合物。由于第二加氢反应器中的催化剂是新鲜催化剂加料,可以降低第二加氢反应器的入口温度,因此降低了出口温度,并因此降低了不需要的四氢呋喃和正丁醇副产物的转化率。由于催化剂进料是新鲜的,可以降低输入气体循环压缩机的动力。
在第二步操作的一定时候,在第二加氢反应器中发生催化剂的减活,如在上述第一步操作中所述的那样。当催化剂的减活达到不可接受的程度,而且副产物的量也变得不可接受时,可开始第三步操作。
在第三步操作中,将汽态混合物进料同时送入第一加氢反应器和第二加氢反应器。由于催化剂有效体积加倍,气态时空速减半。由于催化剂床的压降相应减小,气体循环压缩机所需的动力减少。由于气体时空速降低,在活性加氢区内的停留时间(由两个反应器所组成,不像在先前的两步操作中仅由一个反应器组成)增大,这就可能在保持所需的产出量的同时降低入口温度。此外,随着时间的推移,会发生催化剂的减活,最终副产物的生成量变得不可接受,此时,可将装置关闭进行例行维修,并将新鲜的催化剂加料加到加氢反应器中。
在设计按本发明的方法操作的装置时,通常要选择加氢反应器的尺寸,使通过该反应器时马来酸二乙酯转化为丁烷-1,4-二醇的转化率受到限制。在典型的装置中,单程转化率可在,例如,约50%至约80%的范围内。
在WO-A-86/03189中提出的装置中,采用带床间冷却的串联的两个反应器。为控制温升并控制联产品和副产物的生成量,同时最大限度地保持催化剂活性和寿命,确实需要这样的床间冷却装置。相反,本发明使加氢反应在一步反应中实现,与气体循环过程和特定的催化剂处理步骤结合在一起,就能够控制反应的进行以得到所需的产品和联产品的选择性,而不降低催化产率或催化剂寿命。
本发明的优点在于:
1.通过避免中间冷却步骤而简化工艺过程,易于操作并降低投资费用;
2.由于降低了压降而减少压缩机动力输入。
采用单一加氢反应器以马来酸二烷基酯,如马来酸二甲基酯或二乙基酯,生产丁烷-1,4-二醇的方法时,设计中的主要问题是控制放热反应产生的绝热温升,放热反应主要是马来酸二烷基酯加氢为琥珀酸二烷基酯的反应。此外,采用低入口温度在经济上也是不利的,因为汽态混合物进料中的有机物料必须保持在其露点之上,以使催化剂免受液体冷凝的影响。这需要采用高的氢:有机物料摩尔比。加氢反应器的出口温度高在经济上也是不利的,因为这会使副产物,如正丁醇和重组分的产量增加,特别是在过量催化剂的存在下,会生成更多的联产品,主要是四氢呋喃。因此,希望出口露点尽可能地低,但仍保持在产物露点之上。
这些考虑因素确定了较佳的入口和出口温度。但问题是由此得到的温度范围比总反应的绝热温升低得多。
在本发明中,最好采用如约60巴至约80巴的高压,以马来酸二烷基酯生产丁烷-1,4-二醇。这与传统的化学工程实践是相反的,因为在传 统的化学工程实践中一般希望在尽可能低的压力下操作。通过采用这样的高压,可以通过在高压下使用比对催化剂床进行气体加料和产出气体产物以及供应在反应中消耗所需的最小量更多的氢气进行循环,对给定尺寸的反应器和管路来说限制了绝热温升,这是因为通过提高压力,循环的气体的体积基本不变。
在本发明的其它优选方法中,有机进料包括烷基羧酸的烷基酯,如C8-C26烷基单羧酸的甲基酯,得到的产物为C8-C26烷醇。在该方法中,催化剂可为还原的氧化铜-氧化锌催化剂。在该方法中,操作压力为约30巴至约50巴,加氢区的入口温度为约150℃至约240℃,例如约180至约220℃。
为更清楚地理解本发明并使本发明易于实施,下面将结合附图描述本发明的较佳实施方案,但这个实施方案仅起说明作用。该附图是以马来酸二乙基酯制备丁烷-1,4-二醇的装置简化流程图。
本领域的技术人员会认识到,由于附图是一个简图,实际操作的工业装置中还应包括其它设备,如温度传感元件,压力传感元件、泄压阀、控制阀、贮罐、液面控制器等。这些附加设备不是本发明的内容,并可根据化学工程的实践来选择。
参照附图,含马来酸二乙基酯的液态进料流通过管线1进入汽化器3的喷嘴2,含氢的热气流从管线4进入汽化器3并向上通过汽化器3。得到的汽态混合物通过管线5从汽化器3排出,如果需要,与来自管线6的其它热含氢气流混合,以保证管线7中的汽态混合物高于其露点,最好至少高于其露点5℃。管线7中的汽态混合物的温度一般为约175℃,且氢气与酯的摩尔比一般为约275∶1。阀8控制通过管线6的侧路气体的量。选择管线1中液态酯和管线4中含氢热气体的比例以及管线4中气体的温度,以保证酯,即马来酸二乙基酯,在汽化器3中基本上全部汽化。在汽化器3的底部收集任何没有汽化的液体,并从排出管线(未绘出)排出,再循环至管线1。在该循环流中的重组分的量可通过用常规方法从其中取出放空物流来控制。
由于除所需的产物丁烷-1,4-二醇外,马来酸二乙基酯的加氢还生成副产物ν-丁内酯、四氢呋喃和琥珀酸二乙基酯,而且ν-丁内酯和琥珀酸二乙基酯本身可氢化为丁烷-1,4-二醇,可在下游产物收集和纯化装置(未绘出)中收集ν-丁内酯和琥珀酸二乙基酯,并可将这些收集的物料与新鲜马来酸二乙基酯混合在一起从管线1进入汽化器3。在这种情况下,需选择汽化器3中的条件和通过管线6的侧路气体的量,以保证这些物料,即ν-丁内酯和琥珀酸二乙基酯,在管线7中不从汽态物流中冷凝出来。
管线7中的热汽态混合物可通过管线8进入第一加氢反应器9,反应器9中装填有颗粒状酯加氢催化剂加料,如已适当地预还原的亚铬酸铜加氢催化剂。亚铬酸铜催化剂的预还原方法在EP-A-0301853中已有叙述。通过管线8上的阀10和排出管线12上的阀11来控制通过第一加氢反应器9的热汽态混合物的流量。
另外,热汽态混合物可通过管线13和阀14进入第二加氢反应器15,该反应器含有与第一加氢反应器9基本相同的催化剂加料。反应混合物通过管线16和阀17从第二加氢反应器排出。
如果阀10、11、14和17全开着,热汽态混合物可同时流入反应器9和反应器15。
热汽态反应混合物通过管线18进入热交换器19,在其中把热量传递给管线20中的气流。该气流包括来自管线21的循环气和管线22的补充氢气,该混合物在管线23中被气体循环压缩机24压缩。
从热交换器19出来的热气经管线25流入过热器26以便在管线27中形成提供给管线4和管线6的热气流。
部分冷却的反应混合物通过管线28从热交换器19排出,通过管线30进入冷凝器29,然后进入气体分离罐31。液相通过管线32排出,然后进入产物收集和纯化装置(未绘出)。气相通过管线21循环。
可用任何常规的方法提供管线22中的气体,例如通过烃原料的催化氧化或蒸气转化,以及随后的水煤气轮换反应和除CO2步骤。除氢气外,管线22中提供的气体还可含一种或多种惰性气体(例如N2、Ar、CH4等)。最好用常规的提纯技术从氢气或产生氢气的烃原料中除去含硫和含卤化合物。如果需要,可采用加压摆动吸收的方法为管线22提供基本纯净的氢气。
在按照本发明的方法操作时,加氢反应器9和15中装有催化剂,并利用气体输送管线22和气体循环压缩机24按制造厂家的说明对催化剂进行预还原。两个反应器内的催化剂被预还原之后,关闭阀14和16,通过管线1送入酯。
在第一步操作中,将管线7中得到的热汽态混合物通过管线8送入第一加氢反应器9,反应混合物通过管线12和18进入热交换器19。
随着时间的推移,出现一定程度的催化剂减活。因而需要稍微提高入口温度以保证整个装置的生产率。但这也意味着提高出口温度,这就使不需要的副产物四氢呋喃的产量增加。此外,一些催化剂发生崩解,产生催化剂细粉,这就增加了第一加氢反应器9中催化剂床的压降。因此,气体循环压缩机24的动力输入需要逐步提高。
最后,第一加氢反应器9内的催化剂床的减活达到一定的程度,以及于利用第一加氢反应器9中催化剂继续操作变得不经济。
然后关闭阀10和11,打开阀14和17,使管线7中的热汽态混合物通过管线13进入第二加氢反应器15。热反应混合物从管线16自第二加氢反应器中排出,通过管线18进入热交换器19。当催化剂是新鲜的时,第二加氢反应器15的入口温度可以降低,这意味着出口温度也降低,这就会产生降低副产物四氢呋喃生成量的有利结果。随着时间的推移,第二加氢反应器15内的催化剂加料也发生一定程度的减活。
此时,无需关闭整个装置排出加氢反应器9和15中的催化剂,而是再次打开阀10和11,使管线7中的热汽态混合物进料同时进入两个反应器。由于这样使通过催化剂床的气体时空速减半,可以降低催化剂床的入口温度,再次得到降低催化剂床出口温度的有利结果,减少了副产物四氢呋喃的生成量。另一个因素是由于使用并联的两个反应器9和15使得催化剂床的压降降低。由于气体时空速已经减半,降低了气体循环压缩机24的动力消耗。
最后,两个反应器9和15中的催化剂进一步减活,会达到继续生产丁烷-1,4-二醇变得不经济的程度,因为四氢呋喃的生成量已达到了不可接受的高水平。此时,可关闭整个装置,使其处于维修状态,并对加氢反应器9和15重新填加新鲜的催化剂。
本领域的技术人员会认识到,本发明的原理不限于马来酸二烷基酯(如马来酸二乙基酯)的加氢,而适用于有机原料汽相加氢的所有加氢反应。因此,举例来说,可以根据WO-A-82/03854的描述,采用上述装置对一羧酸烷基酯(例如乙酸乙酯或月桂酸甲酯)进行氢化。一般来说,该方法在约40巴压力、进料温度约190℃和氢气与酯摩尔比为约200∶1-400∶1的条件下操作。另外,上述装置还可用于根据US-A-2549416和EP-A-0008767的描述将醛转化为醇的加氢过程中。一般来说,该方法是将正丁醛加氢为正丁醇,将2-乙基己-2-烯醛加氢为2-乙基己醇。举例来说,操作条件包括采用12巴的压力,约135℃的入口温度和约50∶1的氢气与醛的比。

Claims (9)

1、一种加氢方法,在该方法中,含一个或多个选自>C=C<、>C=O、-C≡C-和-C≡N的不饱和基团的有机原料在加氢区于汽相加氢条件下并在多相加氢催化剂的存在下与氢气相接触,其特征在于,加氢区包括并联的第一加氢反应器和第二加氢反应器,每个反应器分别装有加氢催化剂,在第一步操作中,当第一加氢反应器中的催化剂发生减活时,将含有机原料和氢气的汽态混合物仅送入第一加氢反应器,在第一步操作之后的第二步操作中,当第二加氢反应器中的催化剂发生减活时,将上述汽态混合物仅送入第二加氢反应器,在第二步操作之后的第三步操作中,将上述汽态混合物同时送入第一加氢反应器和第二加氢反应器,这两个加氢反应器均含有部分减活的加氢催化剂。
2、权利要求1所述的方法,其特征在于有机原料包括马来酸二烷基酯,催化剂为还原的亚铬酸铜催化剂。
3、权利要求2所述的方法,其特征在于马来酸二烷基酯为马来酸二甲基酯或马来酸二乙基酯。
4、权利要求1所述的方法,其特征在于有机原料包括醛,催化剂为还原的氧化铜-氧化锌催化剂。
5、权利要求4所述的方法,其特征在于醛为正丁醛,醇为正丁醇。
6、权利要求4所述的方法,其特征在于醛为2-乙基己-2-烯醛,醇为2-乙基己醇。
7、权利要求1所述的方法,其特征在于有机原料包括一元烷基羧酸的烷基酯,催化剂为还原的氧化铜-氧化锌催化剂。
8、权利要求7所述的方法,其中烷基酯为C8-C26一元烷基羧酸的甲基酯,烷基醇为C8-C26烷醇。
9、权利要求1-8中任一项所述的方法,其特征在于在第一步操作之前将催化剂在还原性气体气氛下预还原,第一加氢反应器和第二加氢反应器中的催化剂加料是同时预还原的。
CN90106655A 1989-08-04 1990-08-04 汽相加氢方法 Expired - Lifetime CN1028093C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8917862.8 1989-08-04
GB898917862A GB8917862D0 (en) 1989-08-04 1989-08-04 Process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1050038A CN1050038A (zh) 1991-03-20
CN1028093C true CN1028093C (zh) 1995-04-05

Family

ID=10661167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN90106655A Expired - Lifetime CN1028093C (zh) 1989-08-04 1990-08-04 汽相加氢方法

Country Status (13)

Country Link
US (1) US5254758A (zh)
EP (1) EP0485482B1 (zh)
JP (1) JP2812556B2 (zh)
KR (1) KR0154102B1 (zh)
CN (1) CN1028093C (zh)
AT (1) ATE113270T1 (zh)
AU (1) AU6189390A (zh)
DE (1) DE69013687T2 (zh)
ES (1) ES2066215T3 (zh)
GB (1) GB8917862D0 (zh)
MX (1) MX172026B (zh)
NZ (1) NZ234754A (zh)
WO (1) WO1991001961A1 (zh)

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3932332A1 (de) * 1989-09-28 1991-04-11 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung von alkoholen (einstufig)
DE3932331A1 (de) * 1989-09-28 1991-04-11 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung von alkoholen (zweistufig)
DE4220783A1 (de) * 1992-06-25 1994-01-05 Hoechst Ag Verfahren zur katalytischen Hydrierung organischer Verbindungen in der Gasphase
GB9324685D0 (en) * 1993-12-01 1994-01-19 Ici Plc Hydrogenation
GB9324752D0 (en) * 1993-12-02 1994-01-19 Davy Mckee London Process
GB9324783D0 (en) * 1993-12-02 1994-01-19 Davy Mckee London Process
GB9324784D0 (en) * 1993-12-02 1994-01-19 Davy Mckee London Process
GB9324782D0 (en) * 1993-12-02 1994-01-19 Davy Mckee London Process
GB9324786D0 (en) * 1993-12-02 1994-01-19 Davy Mckee London Process
GB9324753D0 (en) * 1993-12-02 1994-01-19 Davy Mckee London Process
GB9324823D0 (en) * 1993-12-02 1994-01-19 Davy Mckee London Process
GB9324785D0 (en) * 1993-12-02 1994-01-19 Davy Mckee London Process
CN1049208C (zh) * 1994-08-10 2000-02-09 中国石油化工总公司 1,4-丁二醇的制备方法
WO1996016009A2 (en) * 1994-11-23 1996-05-30 E.I. Du Pont De Nemours And Company Hydrofluorocarbon production using heat carriers in high temperature hydrogenolysis
ZA973972B (en) * 1996-05-14 1998-03-23 Kvaerner Process Tech Ltd A process for the production of at least one C4 compound selected from butane-1,4-diol, gamma-butyrolactone and tetrahydrofuran.
ZA973971B (en) * 1996-05-15 1998-03-23 Kvaerner Process Tech Ltd A process for the production of at least one C4 compound selected from butane-1,4-diol, gamma-butyrolactone and tetrahydrofuran.
GB9724004D0 (en) 1997-11-13 1998-10-21 Kvaerner Process Tech Ltd Process
GB9724195D0 (en) 1997-11-14 1998-01-14 Kvaerner Process Tech Ltd Process
DE69800886T2 (de) 1998-03-23 2001-10-11 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von 1,4-Butandiol, Butyrolacton und Tetrahydrofuran
EP1108702A1 (en) * 1999-12-13 2001-06-20 Kvaerner Process Technology Limited Process for the co-production of aliphatic diols and cyclic ethers
GB0117090D0 (en) * 2001-07-12 2001-09-05 Kvaerner Process Tech Ltd Process
US8252961B2 (en) 2002-04-22 2012-08-28 The Curators Of The University Of Missouri Method of producing lower alcohols from glycerol
US8017816B2 (en) * 2002-04-22 2011-09-13 The Curators Of The University Of Missouri Method of producing lower alcohols from glycerol
JP4779294B2 (ja) * 2002-12-04 2011-09-28 三菱化学株式会社 アルコールの製造方法
GB0514593D0 (en) * 2005-07-15 2005-08-24 Davy Process Techn Ltd Process
GB0614823D0 (en) * 2006-07-26 2006-09-06 Davy Process Techn Ltd Process
KR101060390B1 (ko) 2007-05-29 2011-08-29 주식회사 엘지화학 알데히드의 수소화 방법 및 이에 사용되는 장치
WO2009027501A2 (de) * 2007-08-31 2009-03-05 Basf Se Verfahren zur herstellung von 1,2-propandiol durch hydrierung von glycerin in wenigstens drei hintereinandergeschalteten reaktoren
BRPI0815971B1 (pt) * 2007-08-31 2017-10-24 Basf Se Method for preparing 1,2-propanodiol
GB0803663D0 (en) * 2008-02-28 2008-04-09 Davy Process Techn Ltd Process
DE102008002201A1 (de) * 2008-06-04 2009-12-10 Evonik Oxeno Gmbh Verfahren zur Herstellung von Alkoholen aus Hydroformylierungsgemischen
US8552225B2 (en) 2010-02-02 2013-10-08 Celanese International Corporation Process for vaporizing acetic acid for hydrogenation processes to produce ethanol
US8552226B2 (en) * 2010-02-02 2013-10-08 Celanese International Corporation Process for heat integration for ethanol production and purification process
US8575403B2 (en) 2010-05-07 2013-11-05 Celanese International Corporation Hydrolysis of ethyl acetate in ethanol separation process
WO2012148509A1 (en) 2011-04-26 2012-11-01 Celanese International Corporation Process for producing ethanol using a stacked bed reactor
MX2012013920A (es) 2010-07-09 2012-12-17 Celanese Int Corp Reactor de terminacion para la purificacion de etanol.
US9272970B2 (en) 2010-07-09 2016-03-01 Celanese International Corporation Hydrogenolysis of ethyl acetate in alcohol separation processes
US8710279B2 (en) 2010-07-09 2014-04-29 Celanese International Corporation Hydrogenolysis of ethyl acetate in alcohol separation processes
US8664454B2 (en) 2010-07-09 2014-03-04 Celanese International Corporation Process for production of ethanol using a mixed feed using copper containing catalyst
US9073816B2 (en) 2011-04-26 2015-07-07 Celanese International Corporation Reducing ethyl acetate concentration in recycle streams for ethanol production processes
US8592635B2 (en) 2011-04-26 2013-11-26 Celanese International Corporation Integrated ethanol production by extracting halides from acetic acid
WO2012149137A1 (en) 2011-04-26 2012-11-01 Celanese International Corporation Process for the production of ethanol from an acetic acid feed and a recycled ethyl acetate feed
US8754268B2 (en) 2011-04-26 2014-06-17 Celanese International Corporation Process for removing water from alcohol mixtures
US8895786B2 (en) 2011-08-03 2014-11-25 Celanese International Corporation Processes for increasing alcohol production
US8884079B2 (en) 2011-08-03 2014-11-11 Celanese International Corporation Reducing impurities in hydrogenation processes with multiple reaction zones
US8927790B2 (en) 2011-12-15 2015-01-06 Celanese International Corporation Multiple vapor feeds for hydrogenation process to produce alcohol
US9051235B2 (en) 2012-02-07 2015-06-09 Celanese International Corporation Process for producing ethanol using a molar excess of hydrogen
US8802903B2 (en) 2012-03-13 2014-08-12 Celanese International Corporation Stacked bed reactor with diluents for producing ethanol
US8853469B2 (en) 2012-11-20 2014-10-07 Celanese International Corporation Combined column for separating products of different hydrogenation reactors
GB201318175D0 (en) 2013-10-14 2013-11-27 Johnson Matthey Davy Technologies Ltd Process
GB201321627D0 (en) 2013-12-06 2014-01-22 Johnson Matthey Davy Technologies Ltd Process
GB201321611D0 (en) 2013-12-06 2014-01-22 Johnson Matthey Davy Technologies Ltd Process
GB201507234D0 (en) 2015-04-28 2015-06-10 Johnson Matthey Davy Technologies Ltd Process
WO2022005676A1 (en) * 2020-06-30 2022-01-06 Dow Technology Investments Llc Processes for reducing the rate of pressure drop increase in a vessel

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2549416A (en) * 1948-02-04 1951-04-17 Du Pont Preparation of alcohols
US3374184A (en) * 1964-03-11 1968-03-19 Air Prod & Chem Copper chromite-alkali metal oxide high surface area hydrogenation catalyst
US4146463A (en) * 1976-10-12 1979-03-27 Standard Oil Company (Indiana) Removal of carbon monoxide and sulfur oxides from refinery flue gases
CA1137519A (en) * 1978-08-29 1982-12-14 Chao-Chyan Pai Heterogeneous vapor phase process for the catalytic hydrogenation of aldehydes to alcohols
IT1190783B (it) * 1981-04-29 1988-02-24 Davy Mckee Oil & Chem Processo per l'idrogenolisi di esteri di acidi carbossilici
ATE23146T1 (de) * 1981-08-20 1986-11-15 Davy Mckee London Katalytische hydrierung.
ATE13874T1 (de) * 1981-08-20 1985-07-15 Davy Mckee London Hydrierungsverfahren.
US4394355A (en) * 1982-03-02 1983-07-19 Celanese Corporation Recovery of catalytically-useful cobalt and like metal moieties from their solid oxalates with EDTA salts
GB8331793D0 (en) * 1983-11-29 1984-01-04 Davy Mckee Ltd Process
BR8507068A (pt) * 1984-11-21 1987-07-14 Davy Mckee London Processo para a producao de butano-1,4-diol
US4726818A (en) * 1984-12-20 1988-02-23 Union Carbide Corporation Bulk removal of water from organic liquids
US4543435A (en) * 1985-01-17 1985-09-24 Mobil Oil Corporation Multistage process for converting oxygenates to liquid hydrocarbons with ethene recycle
GB8514001D0 (en) * 1985-06-04 1985-07-10 Davy Mckee Ltd Process
US4767604A (en) * 1985-09-23 1988-08-30 Mobil Oil Corporation Integrated reactor system for converting oxygenates to alkylated liquid hydrocarbons
GB8702654D0 (en) * 1987-02-06 1987-03-11 Davy Mckee Ltd Process
GB8717989D0 (en) * 1987-07-29 1987-09-03 Davy Mckee Ltd Catalyst
GB8728156D0 (en) * 1987-12-02 1988-01-06 Davy Mckee Ltd Process
US4899016A (en) * 1988-02-11 1990-02-06 Uop Purification process for organic feedstocks
JPH0631323B2 (ja) * 1988-09-30 1994-04-27 三井造船株式会社 分解炉
US4990706A (en) * 1989-06-30 1991-02-05 Ppg Industries, Inc. Process for producing para-dichlorobenzene

Also Published As

Publication number Publication date
ES2066215T3 (es) 1995-03-01
US5254758A (en) 1993-10-19
DE69013687D1 (de) 1994-12-01
EP0485482B1 (en) 1994-10-26
CN1050038A (zh) 1991-03-20
AU6189390A (en) 1991-03-11
MX172026B (es) 1993-11-29
JP2812556B2 (ja) 1998-10-22
EP0485482A1 (en) 1992-05-20
JPH04507414A (ja) 1992-12-24
WO1991001961A1 (en) 1991-02-21
NZ234754A (en) 1992-08-26
GB8917862D0 (en) 1989-09-20
ATE113270T1 (de) 1994-11-15
KR920703492A (ko) 1992-12-18
DE69013687T2 (de) 1995-03-02
KR0154102B1 (ko) 1998-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1028093C (zh) 汽相加氢方法
US5827901A (en) Process of producing methanol
CN1031211A (zh) 甲醇的蒸汽重整方法及其系统
CN1060150C (zh) 环己二甲醇的制备方法
CN1198758C (zh) 用适合的催化剂通过可逆转化生产一氧化碳的方法
CN1112912A (zh) 甲醇的制备方法
JPH07196550A (ja) ヒドロキシ化合物の製造法
CN1216853C (zh) 硝基苯气相加氢制备苯胺的装置及方法
CN1188378C (zh) 联产脂族1,4-丁二醇和四氢呋喃的方法
CN87104061A (zh) 加氢工艺
CN1309714C (zh) 醚的生产方法
CN107124881B (zh) 从苯酚生产环己酮的方法
CN1890230A (zh) 醚的制备方法
CN100404137C (zh) 颗粒状铁基费托合成催化剂的工业还原方法
JP4184449B2 (ja) シクロヘキサンジメタノールの製造法
CN1166606C (zh) 一种合成气直接合成二甲醚的方法
CN1218916C (zh) 天然气为原料的甲醇合成装置扩产的方法
CN1033267C (zh) 合成气的生产方法
CN1961059B (zh) 采用催化蒸馏和固定床催化步骤的组合的改进的烯烃装置回收系统
CN1296334C (zh) 丙酮的氢化方法
JPH11323357A (ja) 反応帯域に組み合わされる安定化蒸留物の抜き出しを含む蒸留帯域内での処理による炭化水素転換方法およびベンゼンの水素化におけるその使用法
CN1142128C (zh) 一种由煤层气或低品位天然气合成甲醇的方法
CN101928206A (zh) 合成气生产二甲醚的方法和设备
CN1194963C (zh) 水溶液全循环尿素高压系统节能增产工艺
CN219003010U (zh) 一种二氧化碳加氢制甲醇合成系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C15 Extension of patent right duration from 15 to 20 years for appl. with date before 31.12.1992 and still valid on 11.12.2001 (patent law change 1993)
OR01 Other related matters
C17 Cessation of patent right
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 19950405