CN112689620A - 用于生产二醇的启动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于在氢气和催化剂体系的存在下由包含一种或多种糖类的起始材料制备二醇的过程的启动方法,所述催化剂体系包含一种或多种包含钨的逆羟醛催化剂和一种或多种适于在反应器中氢化的催化物质,所述方法包括同时还在一种或多种适于抑制钨沉淀的试剂的存在下将所述一种或多种逆羟醛催化剂引入所述反应器中。
Description
本申请要求于2018年9月13日提交的美国临时申请62/730,569的权益。
技术领域
本发明涉及一种用于由含糖原料制备乙二醇和丙二醇的方法的启动程序。
背景技术
单乙二醇(MEG)和单丙二醇(MPG)是具有多种商业应用的有价值的材料,例如作为传热介质、防冻剂和聚合物(诸如PET)的前体。乙二醇和丙二醇通常通过相应环氧烷的水解以工业规模制得,这些环氧烷是乙烯和丙烯(由化石燃料产生)的氧化产物。
近年来,越来越多的工作集中于由可再生原料(诸如基于糖的材料)产生包括二醇的化学品。糖到二醇的转化可看作是起始材料在期望产物中完整保留氧原子的有效利用。
目前将糖类转化为二醇的方法以Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,8510-8513中所述的氢化/氢解方法为中心。
商业规模生产过程的优选方法是使用连续流技术,其中将进料连续地提供到反应器中并从其中连续地移出产物。通过将进料流量和产物移出保持在相同的水平,反应器内容物保持在差不多恒定的体积。
由糖类原料生产二醇的连续流方法已经描述于US20110313212、CN102675045、CN102643165、WO2013015955和CN103731258中。WO2012174087中描述了一种用于共同生产生物燃料和二醇的方法。
用于将糖类转化为二醇的典型方法需要两种催化物质以便催化逆羟醛和氢化反应。通常,氢化催化剂组合物倾向于为非均相的。然而,逆羟醛催化剂在反应混合物中通常为均相的。由于溶解度限制,此类催化剂固有地受到限制。此外,含糖原料通常为在溶剂中的浆液形式或作为均匀糖溶液。
通常在糖类转化为二醇的方法中使用的均相钨基催化剂可能易于转化为不期望的产物,例如通过金属(钨)的还原和沉淀。反应器系统中沉淀的固体可导致管线堵塞和阻塞以及钨金属与存在的其他物质的不期望的化学和/或物理反应(例如催化剂中毒)。
该沉积可发生在任何表面上,包括反应器的壁和固体氢化催化剂的表面。随着时间的推移,这种沉积可导致降低的产物收率、操作混乱和降低的催化剂性能。
希望提供一种将糖类转化为二醇的方法的改进的启动,其中逆羟醛催化剂的沉积被最小化或消除。
发明内容
本发明提供了一种用于在氢气和催化剂体系的存在下由包含一种或多种糖类的起始材料制备二醇的过程的启动方法,该催化剂体系具有一种或多种逆羟醛催化剂和一种或多种适于在反应器中氢化的催化物质,该方法包括同时还在一种或多种适于抑制钨沉淀的试剂的存在下将该一种或多种逆羟醛催化剂引入反应器中
在一些实施方案中,描述了一种用于在氢气和催化剂体系的存在下由包含一种或多种糖类的起始材料制备二醇的过程的启动方法,该催化剂体系具有一种或多种包含钨的逆羟醛催化剂和一种或多种适于在反应器中氢化的催化物质,该方法包括同时还在一种或多种适于抑制钨沉淀的试剂的存在下将该一种或多种逆羟醛催化剂引入反应器中。
在另一个实施方案中,描述了一种用于在包含一种或多种适于氢化的催化物质的反应器中在氢气和催化剂体系的存在下由包含一种或多种糖类的起始材料制备单乙二醇的启动方法,该催化剂体系包含一种或多种钨基逆羟醛催化剂,该方法包括:将一种或多种适于抑制催化剂沉积的试剂引入反应器中;将该一种或多种糖类引入反应器中;以及将该一种或多种逆羟醛催化剂引入反应器中。
具体实施方式
本发明人已经发现,当将逆羟醛催化剂引入到反应器中时,可通过至少一种适于抑制反应器中催化剂沉积的试剂的存在来防止启动程序期间逆羟醛催化剂的沉积。可在引入逆羟醛催化剂之前或与逆羟醛催化剂同时将至少一种适于抑制催化剂沉积的试剂引入反应器中。
本发明的启动方法可允许催化剂的寿命增加和过程的操作更长。特别地,本发明可最小化或消除启动方法中逆羟醛催化剂的沉积。
本发明的启动方法提供至少一种适于抑制催化剂沉积的试剂与逆羟醛催化剂一起存在于反应器中。
在一些实施方案中,可在反应开始之前将氢化催化组合物适当地预装载到反应器容器中。氢化催化剂组合物(基于所述组合物中金属的量计)与潜在的糖进料的重量比合适地在10:1至1:100的范围内。所述氢化催化剂组合物优选地为非均相的,并被保持或负载在反应器容器内。此外,所述氢化催化组合物还优选地包含一种或多种选自具有催化氢化能力的过渡金属的材料,所述过渡金属选自第8、9或10族的过渡金属或它们的化合物。
更优选地,氢化催化组合物包含一种或多种选自铁、钴、镍、钌、铑、钯、铜、铱和铂的金属。该一种或多种金属可以元素形式或化合物形式存在。该组分与一种或多种其他成分以化学组合存在于氢化催化组合物中也是合适的。该氢化催化组合物具有催化氢化能力,并且能够催化反应器中存在的材料的氢化。
在一些实施方案中,氢化催化组合物包含负载在固体载体上的金属。在一些实施方案中,固体载体可以是粉末形式或规则或不规则形状诸如球体、挤出物、丸剂、粒剂、片剂、整体结构的形式。另选地,固体载体可作为表面涂层存在,例如在管或热交换器的表面上。合适的固体载体材料为术人员已知的那些,包括但不限于氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化镁、氧化锌、氧化钛、碳、活性炭、沸石、粘土、二氧化硅氧化铝和它们的混合物。
另选地,非均相氢化催化组合物可作为阮内材料诸如阮内镍存在,优选地以粒状形式存在。
非均相氢化催化组合物在装载到反应器中之后可能需要活化。合适的氢化催化剂活化方法为本领域已知的。取决于催化剂,在一些实施方案中,可使水或另一种溶剂循环以活化催化剂。在其他实施方案中,催化剂的活化可能不是必需的。
在一些实施方案中,在氢化催化剂已被活化之后,启动方法可通过将一种或多种适于抑制催化剂沉积的试剂连续地进料至反应器中来进行。当将一种或多种适于抑制催化剂沉积的试剂进料至反应器中时,可升高反应器的温度和压力。该温度应确保在启动方法期间在氢化催化剂的存在下适于抑制催化剂沉积的试剂的热降解可忽略不计。在一些实施方案中,启动温度可在约室温(20℃)至约250℃的范围内,优选地小于160℃。在启动期间,反应器中的压力合适地为至少1MPa、优选地至少2MPa、更优选地至少3MPa。在启动期间,反应器中的压力合适地为至多15MPa、优选地至多10MPa、更优选地至多8MPa。在一些实施方案中,在启动期间反应器中的压力可在1MPa至15MPa、2MPa至10MPa、或3MPa至8MPa的范围内。
优选地,在添加任何糖类起始材料之前,通过添加氢气将反应器加压至这些限制内的压力,并保持在此类压力下直至通过持续添加氢气完成所有反应为止。
在一些实施方案中,在启动期间反应器的pH在约2.5至约7范围内。在其他实施方案中,在启动期间反应器的pH在约3.5至约5范围内。
在一些实施方案中,在引入逆羟醛催化剂之前将适于抑制催化剂沉积的试剂进料至反应器中,并且反应器的温度应保持在适于抑制催化剂沉积的试剂的降解温度以下或低于该反应温度。在反应器中存在足够浓度的适于抑制催化剂沉积的试剂之后,逆羟醛催化剂和糖类进料被进料至反应器中,并且将反应器的温度升高至反应温度。在其他实施方案中,在引入逆羟醛催化剂之前,将温度升高至适于抑制催化剂沉积的试剂的降解的起始温度。在其他实施方案中,在引入逆羟醛催化剂之前,将温度升高至反应温度。
在其他实施方案中,将适于抑制催化剂沉积的试剂与逆羟醛催化剂和糖类进料同时进料至反应器中,并且在此类添加时反应器的温度可处于反应温度。
当将逆羟醛催化剂引入反应器中时,适于抑制催化剂沉积的试剂应有足够的量以抑制沉积。在启动方法期间适于抑制催化剂沉积的试剂的浓度取决于许多参数,诸如但不限于原料浓度、产物浓度中的有机含氧化合物、逆羟醛催化剂浓度、pH、温度、压力等中的至少一者。在一些实施方案中,适于抑制催化剂沉积的试剂的浓度可等于在该方法的正常操作期间反应器中有机含氧化合物的浓度,其通常为约20重量%至约40重量%。在一些实施方案中,在正常反应器操作期间有机含氧化合物的浓度将是反应器中的有机含氧化合物和适于抑制催化剂沉积的试剂中的任何有机含氧化合物的组合。在一些实施方案中,较低浓度的有机含氧化合物可能是合适的。在其他实施方案中,较高浓度的有机含氧化合物可能是合适的。
适于抑制催化剂沉积的试剂的示例可包括糖类进料或在该方法期间形成的产物,例如山梨糖醇、MEG、MPG、1,2-丁二醇、甘油、其他糖醇、醛、酮、羧酸(乙醇酸、乳酸、乙酸)等。在其他实施方案中,适于抑制催化剂沉积的试剂可包括己二酸、碳酸氢钠、氢氧化钠、己二酸钠、乙酸钠、乳酸钠和乙醇酸钠。
在一些实施方案中,如果该一种或多种适于抑制催化剂沉积的试剂包括糖类进料和/或在反应器中形成的产物,则这些试剂可在逆羟醛催化剂之前进料或可与逆羟醛催化剂同时进料。糖类进料的示例可包括或可衍生自选自由单糖、二糖、寡糖和多糖组成的组的至少一种糖类。如果糖类进料与该一种或多种适于抑制催化剂沉积的试剂同时进料,则糖类进料应含有等于正常操作的有机含氧化合物浓度。
在一些实施方案中,如果该一种或多种适于抑制催化剂沉积的试剂包括糖类进料,则糖类进料可在引入逆羟醛催化剂之前进料以将有机含氧化合物浓度积聚到有机含氧化合物浓度等于正常操作的程度。在达到正常操作有机含氧化合物浓度之后,将逆羟醛催化剂与糖类进料一起添加,并且将温度升高至反应温度。
糖类,也称为糖、碳水化合物或有机含氧化合物,包括单体、二聚、低聚和多聚醛糖、酮糖、或醛糖和酮糖的组合,单体形式包含至少一个醇和羰基官能团,由通式CnH2nOn(n=4、5或6)描述。典型的C4单糖包括赤藓糖和苏糖,典型的C5糖单体包括木糖和阿拉伯糖,典型的C6糖包括醛糖,如葡萄糖、甘露糖和半乳糖,而常见的C6酮糖为果糖。包含相似或不同的单糖的二聚糖的示例包括蔗糖、麦芽糖和纤维二糖。糖低聚物存在于玉米糖浆中。多聚糖包括纤维素、淀粉、糖原、半纤维素、壳多糖以及它们的混合物。
如果所用的糖类进料包括或衍生自寡糖或多糖,则优选地在用于本发明的方法之前对其进行预处理。合适的预处理方法是本领域已知的,并且一种或多种可选自包括但不限于以下的组:上浆、干燥、研磨、热水处理、蒸汽处理、水解、热解、热处理、化学处理、生物处理。然而,在所述预处理之后,起始材料仍主要包含单糖和/或低聚糖。所述糖优选地可溶于反应溶剂。
优选地,在任何预处理之后,糖类进料包含选自葡萄糖、淀粉和/或水解淀粉的糖类。水解淀粉包括葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和葡萄糖的低聚形式。所述糖类适当地以在第一溶剂中的溶液、悬浮液或浆液形式存在。
第一溶剂可以是水或C1至C6醇或多元醇(包括糖醇)、醚和其他合适的有机化合物或它们的混合物。优选的C1至C6醇包括甲醇、乙醇、1-丙醇和异丙醇。使用的多元醇包括二醇(特别是氢化/逆羟醛反应的产物)、甘油、赤藓糖醇、苏糖醇、山梨糖醇以及它们的混合物。优选地,溶剂包括水。
在一些实施方案中,当适于抑制催化剂沉积的试剂包括糖类进料并且在逆羟醛催化剂之前进料时,糖类进料接触氢化催化剂以产生可再循环回到反应器的有机含氧化合物混合物,因此积聚适于抑制反应器中的催化剂沉积的试剂的量。在反应器中存在足够浓度的适于抑制催化剂沉积的试剂之后,将逆羟醛催化剂进料至反应器中,并且将反应器的温度升高至反应温度。
在其他实施方案中,当适于抑制催化剂沉积的试剂包括糖类进料并且与逆羟醛催化剂同时进料时,应当存在足够浓度的适于抑制催化剂沉积的试剂(进料)。在添加糖类进料和逆羟醛催化剂之后,将反应器的温度升高至反应温度。
在其他实施方案中,适于抑制催化剂沉积的试剂可包括在该方法期间通常用于控制pH的缓冲剂。缓冲剂包括有机酸以及它们相应的以碱金属作为它们的抗衡离子的共轭碱。合适的缓冲剂的示例包括但不限于乙酸盐缓冲剂、磷酸盐缓冲剂、乳酸盐缓冲剂、乙醇酸盐缓冲剂、柠檬酸盐缓冲剂和其他有机酸的缓冲剂。在本发明的优选实施方案中,缓冲剂为碱金属,更优选地钾、锂或钠,甚至更优选地钠物质。在其他实施方案中,适于抑制催化剂沉积的试剂可包括有机酸,诸如但不限于乙酸、乳酸、乙醇酸、乙醛酸、草酸、丙烯酸、丙酮酸、丙二酸、丙酸、甘油酸、马来酸、丁酸、甲基丙二酸、苹果酸、酒石酸、二羟基酒石酸、衣康酸、中康酸、戊二酸、二甲基丙二酸、戊酸、柠檬酸、己二酸和己酸。在一些实施方案中,有机酸是在该方法中产生的并且可通过有机含氧化合物料流再循环的那些。
在一些实施方案中,适于抑制催化剂沉积的试剂可包括在该方法期间形成的产物,例如山梨糖醇、MEG、MPG、1,2-丁二醇、甘油、其他糖醇、醛、酮、酸等。这些试剂可在添加逆羟醛催化剂之前进料以建立适于抑制催化剂沉积的试剂浓度,并且一旦建立连续操作,就可再循环回到反应器以保持适于抑制反应器中的催化剂沉积的试剂浓度。
如果这些试剂在引入逆羟醛催化剂之前进料,则一旦存在适于抑制反应器中的催化剂沉积的足够浓度的试剂,就将糖类进料与逆羟醛催化剂一起添加到反应器中。
如果这些试剂在引入逆羟醛催化剂的同时进料,则在到反应器的组合进料中应存在适于抑制催化剂沉积的足够浓度的试剂。在一些实施方案中,在进入反应器之前,将试剂、糖类进料和逆羟醛催化剂组合。在其他实施方案中,将试剂、糖类进料和逆羟醛催化剂分开进料至反应器中。在添加逆羟醛催化剂之后,改变反应器条件以实现反应器中产物的稳态浓度。
所述逆羟醛催化剂组合物优选地包含一种或多种包含钨、钼、钒、铌、铬、钛或锆的化合物、络合物或元素材料。更优选地,逆羟醛催化剂组合物包含一种或多种选自由以下项组成的列表的材料:钨酸、钼酸、钨酸铵、偏钨酸铵、仲钨酸铵、包含至少一种I族或II族元素的钨酸盐化合物、包含至少一种I族或II族元素的偏钨酸盐化合物、包含至少一种I族或II族元素的仲钨酸盐化合物、钨的杂多化合物、钼的杂多化合物、氧化钨、氧化钼、氧化钒、偏钒酸盐、氧化铬、硫酸铬、乙醇钛、乙酸锆、碳酸锆、氢氧化锆、氧化铌、乙醇铌以及它们的组合。金属组分为碳化物、氮化物或磷化物以外的形式。优选地,逆羟醛催化剂组合物包含一种或多种选自含有钨或钼的那些的化合物、络合物或元素材料。
在一些实施方案中,逆羟醛催化剂为第二溶剂中的钨基逆羟醛催化物质和含碱金属的物质,从而构成逆羟醛料流。
第二溶剂优选地选自C1至C6的醇或多元醇(包括糖醇)、醚和其他合适的有机化合物或它们的混合物。使用的多元醇包括二醇(特别是氢化/逆羟醛反应的产物)、甘油、赤藓糖醇、苏糖醇、山梨糖醇以及它们的混合物。
含碱金属的物质中的碱金属优选地为锂、钠或钾,更优选地为钠。此外,含碱金属的物质优选地作为缓冲剂和/或用于控制或改变pH的任何其他组分和/或存在于反应器系统中的钨基逆羟醛催化物质存在、或衍生自它们。
逆羟醛料流处于150℃至250℃范围内的温度。优选地,逆羟醛料流的温度不超过230℃。优选地,逆羟醛料流的温度为至少160℃。在一个优选的实施方案中,逆羟醛料流保持在比反应器系统中的温度低不超过10℃的温度处。
组合进料料流中金属基逆羟醛催化物质(基于所述组合物中金属的量计)与糖的重量比合适地在1:1至1:1000的范围内。
组合进料料流中碱金属:金属的摩尔比保持在0.55至6.0的范围内。优选地,组合进料料流中碱金属:金属的摩尔比保持在0.55至3.0的范围内,更优选地在1.0至2.0的范围内。
氢气也与逆羟醛催化组合物一起存在于反应器中。
通过以下实施例进一步说明本发明。
实施例
使用具有同时向反应器中进料液体和气体的选择的100ml高压釜反应器研究糖类到二醇生产的启动程序。高压釜中的过滤器用于将液位控制在高压釜总体积的50%。
比较例1:在不存在有机物的情况下的钨沉淀
向反应器中装载0.5克1.2重量%的Ru/C(在RX3-extra载体上)(30-80目),将氢化催化剂装载到反应器中。在大气压下,在H2流量(3NL/min)下,在300℃的反应器中将催化剂还原1小时(不存在液体)。催化剂还原完成后,将温度降低至230℃并将压力升至100巴。将水以60g/L的速率进料至反应器中,直至获得稳态操作。在一些实施方案中,pH的稳定化可指示稳态操作。在不改变液体或气体的进料速率的情况下,将水进料切换为含有1000ppmwtNaMT的水溶液。
在水冲洗期间pH稳定在6-7。将进料从水切换到1000ppm NaMT的溶液后,观察到pH降低。离开反应器的液体产物料流为蓝色的。该方法运行45小时,直至其由于与产物出口堵塞(产物出口上的压降为40-50巴)有关的操作问题而不得不停止。将反应器取下并打开进行检查。观察到薄片形式的蓝色固体位于反应器的壁和其他表面(例如挡板和产物出口)上。薄片的附着在反应器表面的一侧的颜色比面向反应器内容物的一侧的颜色更暗。对薄片进行的扫描电镜结合色散X射线光谱(SEM-EDX)和X射线光电子光谱(XPS)显示,薄片为氧化钨,其暗侧更缺乏氧气。钨主要以其最高的6+氧化态存在。发现这些薄片中的钠浓度非常低(浅蓝色的原子比W/Na为~85,深蓝色的原子比W/Na为~70),与进料的偏钨酸钠溶液(原子比W/Na=2)有关。
比较例2:在不存在有机物的情况下的钨沉淀
如实施例1所述进行类似的实验,但从反应器中去除氢化催化剂并省略催化剂活化步骤。
获得与比较例1类似的结果和观察结果。不受理论的束缚,假设蓝色液体产物表明发生了NaMT的还原,因为据报道钨酸盐的第一还原步骤产生了蓝色复合物1(https://www.itia.info/assets/files/newsletters/Newsletter_2013_06.pdf)。比较例1和2表明,还原的W-物质部分保留在溶液中,但也以蓝色薄片形式沉积在反应器中。
实施例3:溶液中钨的稳定化
将0.5克1.2重量%Ru/C(RX3-extra)(3-80目)氢化催化剂装载到反应器中。在大气压下,在H2流量(3NL/min)下,在300℃的反应器中将催化剂还原1小时(不存在液体)。催化剂还原完成后,将温度降低至230℃并将压力升至100巴。将水以60g/L的速率进料至反应器中,直至获得稳态操作。在不改变液体或气体的进料速率的情况下,将水进料切换为含1重量%葡萄糖、2000ppmwt NaMT和450ppm NaHCO3(pH控制剂,在与实施例1和2相同的pH处运行)的反应水溶液。这些条件与对比例1和2中描述的实验类似(除了进料中的葡萄糖和缓冲剂)。
反应进行115小时。当用水冲洗完成时,pH稳定在~5。切换至反应水溶液后,观察到pH降低。pH稳定在约4.2的pH。在产物出口上没有观察到明显的压降,并且液体产物料流在整个运行期间为无色和透明的。决定在114小时运行时间后停止实验,以检查反应器中的W沉淀。实验后在反应器中未观察到W沉淀或碳沉积。典型的产物产率(基于HPLC分析)示于表1中。
表1:产物产率
*总二醇=MEG+MPG+1,2BDO
在检查反应器时,当在有机物和缓冲剂的存在下将NaMT进料至反应器中时,在实施例3的实验条件下没有形成蓝色薄片。比较例1和2在与实施例3类似的反应条件下进行,但不存在适于抑制催化剂沉积的试剂,从而导致反应器中的W沉淀
与在启动方法期间不存在适于抑制催化剂沉积的试剂的情况下执行的比较例1和2中观察到的蓝色产物料流相比,实施例3的产物料流在具有有机含氧化合物和缓冲剂的实验期间为无色和透明的。不受理论的束缚,通过存在适于抑制催化剂沉积的试剂,使溶液中的W-物质稳定而不沉淀。
比较例1和2表明,在不存在适于抑制催化剂沉积的试剂的情况下发生W沉积。不受理论的束缚,如实施例3所示,具有适于抑制催化剂沉积的试剂的存在抑制W沉淀。
不希望受理论的束缚,据推测,在引入逆羟醛催化剂之前,适于抑制反应器中催化剂沉积的试剂的存在防止逆羟醛催化剂的沉积。反应器中的沉淀可能导致操作问题(例如阻塞)或反应器中不可控的化学过程(由沉淀的钨催化的副反应)。
其中一个含义在于,在二醇方法的启动期间,适于抑制催化剂沉积的试剂的存在将抑制逆羟醛催化剂的沉积。通过利用所述启动方法,抑制了催化剂沉积,从而提供更长的运行时间和更好的过程控制。
Claims (19)
1.一种用于在氢气和催化剂体系的存在下由包含一种或多种糖类的起始材料制备二醇的过程的启动方法,所述催化剂体系包含一种或多种包含钨的逆羟醛催化剂和一种或多种适于在反应器中氢化的催化物质,所述方法包括同时还在一种或多种适于抑制钨沉淀的试剂的存在下将所述一种或多种逆羟醛催化剂引入所述反应器中。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述一种或多种适于抑制钨沉淀的试剂包括以下中的至少一者:有机含氧化合物,或包含一种或多种有机酸、它们相应的以碱金属作为它们的抗衡离子的共轭碱的缓冲剂体系,以及它们的混合物。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述一种或多种适于抑制钨沉淀的试剂包括以下中的至少一者:有机含氧化合物溶剂、所述起始材料、二醇、糖醇、羧酸、在所述过程期间形成的其他产物,以及它们的混合物。
4.根据权利要求2所述的方法,其中所述缓冲剂体系包括以下中的至少一者:乙酸盐缓冲剂、磷酸盐缓冲剂、乳酸盐缓冲剂、乙醇酸盐缓冲剂、柠檬酸盐缓冲剂或其他有机酸的缓冲剂。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中将所述一种或多种逆羟醛催化剂与所述一种或多种适于抑制钨沉淀的试剂一起或在其之后添加到所述反应器中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中当所述适于抑制钨沉淀的试剂包含糖类时,并且其中所述反应器温度低于160℃。
7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的方法,还包括在所述一种或多种逆羟醛催化剂的引入之后将所述反应器温度升高至反应温度。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中当所述适于抑制钨沉淀的试剂不包含糖类时,所述反应器温度处于反应温度。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其中所述糖类选自由单糖、二糖、寡糖、多糖或这些糖的混合物组成的组。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法,其中所述一种或多种逆羟醛催化剂包括以下中的至少一者:钨酸银、偏钨酸钠、钨酸钠、偏钨酸铵、多钨酸钠、钨酸、碱金属和碱土金属钨酸盐、碱金属和碱土金属磷钨酸盐、磷钨酸、混合的钨酸盐和钼酸盐以及硅钨酸。
11.一种用于在包含一种或多种适于氢化的催化物质的反应器中在氢气和催化剂体系的存在下由包含一种或多种糖类的起始材料制备单乙二醇的启动方法,所述催化剂体系包含一种或多种钨基逆羟醛催化剂,所述方法包括:
a.将一种或多种适于抑制催化剂沉积的试剂引入反应器中;
b.将所述一种或多种糖类引入所述反应器中;以及
c.将所述一种或多种逆羟醛催化剂引入所述反应器中。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述引入一种或多种试剂在所述引入所述一种或多种逆羟醛催化剂之前发生。
13.根据权利要求11所述的方法,其中所述引入一种或多种试剂与所述引入所述一种或多种逆羟醛催化剂同时发生。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法,其中所述一种或多种适于抑制催化剂沉积的试剂与所述一种或多种糖类相同。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法,其中在将所述一或多种逆羟醛催化剂引入所述反应器之前,所述反应器温度小于160℃。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括在将所述一种或多种逆羟醛催化剂引入所述反应器之后,将所述温度升高至反应温度。
17.根据权利要求11至12中任一项所述的方法,其中所述一种或多种适于抑制钨沉淀的试剂包括以下中的至少一者:有机含氧化合物溶剂,二醇,糖醇,或包含一种或多种有机酸、它们相应的以碱金属作为它们的抗衡离子的共轭碱的缓冲剂体系,以及它们的混合物。
18.根据权利要求17所述的方法,其中所述反应器温度处于反应温度。
19.根据权利要求11至18中任一项所述的方法,还包括在引入所述一种或多种试剂之前活化所述一种或多种适于氢化的催化物质。
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US20210087128A1 (en) * | 2019-09-24 | 2021-03-25 | Iowa Corn Promotion Board | Process with integrated recycle for making ethylene glycol and/or propylene glycol from aldose- and/or ketose- yielding carbohydrates |
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WO2023150656A1 (en) | 2022-02-04 | 2023-08-10 | Shell Usa, Inc. | Process for producing glycol from renewable feedstock |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102643164A (zh) * | 2011-06-28 | 2012-08-22 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 连续加氢裂解纤维素生产乙二醇及1,2-丙二醇的方法 |
CN103420795A (zh) * | 2012-05-18 | 2013-12-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种低沸点有机相中由碳水化合物生产二元醇的方法 |
CN106278822A (zh) * | 2015-05-13 | 2017-01-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种纤维素两步法制备乙二醇和1,2-丙二醇的方法 |
CN106573860A (zh) * | 2014-04-09 | 2017-04-19 | 马来西亚国家石油公司 | 含糖类的原料选择性转化为乙二醇的方法 |
WO2018024787A1 (en) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for the production of glycols |
WO2018064245A1 (en) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | Shell Oil Company | Method for acid treatment conditioning of a catalyst in the production of glycols |
WO2018077979A1 (en) * | 2016-10-28 | 2018-05-03 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for the production of glycols |
CN108137450A (zh) * | 2015-10-20 | 2018-06-08 | 国际壳牌研究有限公司 | 二醇的制造方法 |
CN108367266A (zh) * | 2015-12-09 | 2018-08-03 | 国际壳牌研究有限公司 | 用于制备二醇的方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101735014B (zh) | 2008-11-26 | 2013-07-24 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种多羟基化合物制乙二醇的方法 |
CN102675045B (zh) | 2011-03-15 | 2015-04-01 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种糖溶液制备乙二醇、1,2-丙二醇的方法 |
WO2012174087A1 (en) | 2011-06-14 | 2012-12-20 | Shell Oil Company | Co-production of biofuels and glycols |
CN102643165B (zh) | 2011-06-28 | 2014-07-02 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 连续加氢裂解糖转化生产乙二醇及1,2-丙二醇的方法 |
US8410319B2 (en) | 2011-07-28 | 2013-04-02 | Uop Llc | Continuous catalytic generation of polyols from cellulose with recycle |
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AU2016207242B2 (en) | 2015-01-13 | 2018-09-13 | Avantium Knowledge Centre B.V. | Continuous process for preparing ethylene glycol from a carbohydrate source |
PL3245183T3 (pl) | 2015-01-13 | 2020-07-27 | Avantium Knowledge Centre B.V. | Sposób wytwarzania glikolu etylenowego ze źródła węglowodanów |
CA2997373C (en) | 2015-09-07 | 2023-07-18 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for recovering a metallic component |
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102643164A (zh) * | 2011-06-28 | 2012-08-22 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 连续加氢裂解纤维素生产乙二醇及1,2-丙二醇的方法 |
CN103420795A (zh) * | 2012-05-18 | 2013-12-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种低沸点有机相中由碳水化合物生产二元醇的方法 |
CN106573860A (zh) * | 2014-04-09 | 2017-04-19 | 马来西亚国家石油公司 | 含糖类的原料选择性转化为乙二醇的方法 |
CN106278822A (zh) * | 2015-05-13 | 2017-01-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种纤维素两步法制备乙二醇和1,2-丙二醇的方法 |
CN108137450A (zh) * | 2015-10-20 | 2018-06-08 | 国际壳牌研究有限公司 | 二醇的制造方法 |
CN108367266A (zh) * | 2015-12-09 | 2018-08-03 | 国际壳牌研究有限公司 | 用于制备二醇的方法 |
WO2018024787A1 (en) * | 2016-08-04 | 2018-02-08 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for the production of glycols |
WO2018064245A1 (en) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | Shell Oil Company | Method for acid treatment conditioning of a catalyst in the production of glycols |
WO2018077979A1 (en) * | 2016-10-28 | 2018-05-03 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process for the production of glycols |
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