CN115745926B - 对含不饱和键的原料进行催化氢化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对含不饱和键的原料进行催化氢化的方法，该方法在包括N个串联反应段的氢化反应设备中进行，所述方法包括将第一股原料与溶剂混合并与氢气引入第一反应段中以发生催化氢化反应；在第二步至第N步的每一步中，将第M股原料与第M‑1段产物流混合，并与第M‑1段氢气流一起引入第M反应段中以发生催化氢化反应。本发明通过对工艺步骤进行专门的设计，实现了反应温度控制效果的显著改善，同时还减少了溶剂和氢气的用量，降低了总体工艺能耗，实现了总体工艺运行效率和经济效益的显著提高。

Description

对含不饱和键的原料进行催化氢化的方法

技术领域

本发明属于催化反应领域，具体涉及一种对含不饱和键的原料进行催化氢化的方法，该方法通过对原料加入方式和物料循环进行专门的设计，能够实现反应热量控制、反应效率和经济效益的显著改善。

背景技术

通过对包含一个或多个不饱和基团的原料进行催化氢化来制备各种目标产物是本领域已知的重要合成工艺，例如以顺丁烯二酸酐为原料合成丁二酸酐就是一个典型的例子。

丁二酸酐是一种重要的精细化工产品，在农药、医药、石油化工、染料和醇酸树脂等方面具有广泛的应用。丁二酸酐可以与1,4-丁二醇发生开环聚合，或着可以发生水解反应以成丁二酸，然后再与1,4-丁二醇聚合来合成聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，这是是目前世界公认的综合性能最好的生物降解塑料材料。随着世界范围内对塑料制品的环保属性要求越来越严格，可降解塑料已成为重要的发展方向，因此各行各业对丁二酸酐的需求与日俱增。但是现有的丁二酸酐主要采用间歇生产工艺，无法满足市场对于丁二酸酐日益提升的庞大需求。

制备丁二酸酐最主要的方法包括丁二酸脱水法和顺丁烯二酸酐催化加氢法。丁二酸脱水法主要包括首先制备丁二酸，随后将丁二酸脱水得到丁二酸酐，该方法存在工艺路线长、工序多、产品质量不稳定的问题。目前顺丁烯二酸酐催化加氢法正逐渐成为最普遍采用的工艺。顺丁烯二酸酐催化加氢法又分为熔融法和溶剂法，熔融法不需加入溶剂，避免了使用溶剂带来的分离能耗，但熔融法的催化剂体系筛选以及反应条件的控制都是加氢反应的技术难点，严重显著了此种技术的推广。溶剂法包括对溶解在非水溶剂中的顺丁烯二酸酐进行加氢反应，该方法技术优点是丁二酸酐选择性高，是目前最有发展前途的方法，但此种技术也存在亟待解决的问题，例如顺丁烯二酸酐催化加氢制备丁二酸酐的过程是强放热反应，很容易在反应体系内造成显著的升温以及温度不均匀。另外现有的技术仍然成本非常高，并且仍然是一个生产效率相对较低的间歇工艺。人们非常希望开发出有效的技术手段，显著提高散热性能，同时又能降低生产工艺成本，最终实现大规模连续化生产。

为了实现上述目的，各科研机构和化工企业的工作人员投入了大量经费和人力进行了研究，但是却收效甚微。例如有研究结果报道了在反应体系中采用两级加氢反应器，将第二级反应器流出的液流部分地与原料混合后循环回到第一级反应器，虽然顺丁烯二酸酐物料的外循环一定程度上改善了体系的传热，但是这又显著增加了体系内的杂质污染和催化剂中毒，而且会对反应系统的总体处理能力和精馏操作的负荷造成不利影响。另外此种工艺还需要采用一种或多种额外的多种溶剂的混合物，这又进一步增加了回收溶剂造成的能耗。另有研究建议以分段逐渐补充氢气的方式进行反应，但是此种做法的严重缺陷在于会显著降低目标产物丁二酸酐的选择性，提高的副产物含量会增加催化剂活性组分的流失，另外此种工艺也需要采用诸如环己烷、甲基环己烷或甲基环戊烷的一种或多种另外的溶剂，这进一步增加了回收溶剂和γ-丁内酯的能耗，增加了加氢单元的投资成本，并导致整个装置的运行成本很高。

为了解决上述问题，本申请的发明人进行了大量的研究，发现通过对反应工艺中的原料加入方式和物料循环进行专门的设计，能够实现反应热量控制、反应效率和经济效益的显著改善。基于上述研究成果，实现了本发明的技术目的。

发明内容

本发明提供了一种对含不饱和键的原料进行催化氢化的方法，该方法在氢化反应设备中进行，所述氢化反应设备包括N个反应段，所述N个反应段以串联的方式连接，所述含不饱和键的原料被分成N股，分别引入所述N个反应段，N是≥2的整数，所述方法包括以下步骤：

第一步：将第一股原料与溶剂混合，然后将得到的包含所述第一股原料和溶剂的第一混合物与氢气引入第一反应段中，在所述第一反应段中发生催化氢化反应，生成的第一段产物流和反应之后剩余的第一段氢气流从所述第一反应段流出；

第二步至第N步：在第二步至第N步的每一步中，将第M股原料与第M-1段产物流混合，得到第M混合物，然后将第M混合物与第M-1段氢气流一起引入第M反应段中，在所述第M反应段中发生催化氢化反应，生成的第M段产物流和第M段氢气流从所述第M反应段流出，其中M是整数且满足2≤M≤N。

根据本申请的一个具体的实施方式，所述原料是顺丁烯二酸酐，其催化氢化的目标产物是丁二酸酐，所述溶剂是γ-丁内酯。

根据本申请的另一个具体的实施方式，所述方法以连续的方式进行，在N个反应段中任意一个反应段之后得到的产物流中包含的原料不进行循环；在N个反应段中任意一个反应段之后得到的产物流中包含的溶剂循环使用，并且在N个反应段中任意一个反应段流出的氢气流中包含的氢气循环使用。

在下文的具体实施方式部分中，结合附图对本申请催化氢化方法的设计进行描述。

附图说明

附图中显示了本发明以及现有技术的一些设计形式。

图1显示了根据本申请另一个实施方式的方法的流程图，其中采用三个独立的反应器，并且每个反应器包括一个反应段；

图2显示了根据本申请一个实施方式的方法的流程图，其中采用一个反应器，并且该反应器包括三个反应段；

图3显示了根据本申请一个实施方式的方法的流程图，其中采用两个反应器，第一个反应器包括一个反应段，而第二个反应器包括两个反应段。

具体实施方式

本文所公开的“范围”以下限和上限的形式。可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的。选定的下限和上限限定了特别范围的边界。所有可以这种方式进行限定的范围是包含和可组合的，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。

在本发明中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。

在本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。

在本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。

在本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，但是优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。

在本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的“包括”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”可以表示还可以包含没有列出的其他组分，也可以仅包括列出的组分。

在本发明中，当描述特定部件或物体相对于其他部件或物体的空间关系时，所采用的术语“之内”、“之外”、“之上”、“之下”等等，表示前者位于后者的内部、外部、上方或下方，二者可以直接接触，也可以相隔一定的距离或者由第三个部件或物体所间隔。

在此需要强调的是，在附图中显示以及在下文所述的仅仅是本发明的一些具体实施方式，本发明的保护范围不仅限于这些具体实施方式。本发明的保护范围由本发明的权利要求所限定，可能包括权利要求书范围内的任意技术方案，包括但不限于对这些具体实施方式的进一步改进和替代。

在下文中主要基于以顺丁烯二酸酐为原料，通过催化氢化工艺合成目标产物丁二酸酐的反应为例，具体说明了本发明的方法的特征和优点，但是本发明的方法的适用范围不仅限于此，实际上本发明的方法也可以用来实施其他的含不饱和键的原料进行催化氢化的反应，并实现类似的技术效果。例如，可以通过本发明的方法进行以下反应：直链、支链或环状炔类化合物(例如C2-C20炔类化合物)氢化合成相应的直链、支链或环状烯类化合物；直链、支链或环状烯类化合物(例如C2-C20烯类化合物)氢化合成相应的直链、支链或环状烷类化合物；C6-C22芳香类化合物的氢化；包含炔基或烯基的C3-C20醇、醛、羧酸类化合物的部分或完全氢化；化合物中酰卤、酰胺、硝基、羧基、醛基等基团的氢化等。

在本领域中，人们通常将“顺丁烯二酸酐”简称为“顺酐”，因此在本申请的整个说明书、权项和附图中，“顺丁烯二酸酐”与“顺酐”可以彼此互换使用。

根据本申请的一个实施方式，本发明提供了一种对含不饱和键的原料进行催化氢化的方法，一个具体的例子是对顺酐进行氢化催化来合成丁二酸酐的方法，该方法在氢化反应设备中进行，所述氢化反应设备包括N个反应段，其中N可以是2-10的整数，或者是2-8的整数，或者是2-6的整数，或者是2-4的整数，或者是以下整数中的任意一个：2、3、4、5、6、7、8、9、10；按照从工艺上游到工艺下游的顺序，所述N个反应段以串联的方式连接，也即从上游至下游，按照第1反应段、第2反应段、第3反应段、……直至第N反应段的顺序串联连接；此处可以很容易地理解，当N＝2时，氢化反应设备包括2个顺次串联的反应段，不存在后续的反应段；当N＝3时，氢化反应设备包括3个顺次串联的反应段，不存在后续的反应段；依此类推。根据本申请的另一个实施方式，本申请的氢化反应设备可以包括一个或多个反应器，例如可以包括≤N个反应器，每个反应器包括一个或多个反应段，例如每个反应器分别包括一个、两个、三个、四个或五个反应段，并且全部的反应器一共包括N个反应段。每一个反应段设计成与上游和/或下游的反应段(如果有的话)连接，但是每个反应段内可保持相对独立的工艺条件和反应环境，例如每个反应段内可以具有针对该反应段特别设计和调节的温度、压力、反应物流量、催化剂种类和填充量等，因此可以将每个反应段看作是一个满足顺酐催化氢化反应条件的基本独立的反应空间。根据本申请的一个实施方式，反应系统包括两个、三个或四个反应器，并且每个反应器仅包括一个反应段，因此N＝2、3或4。根据本申请的另一个实施方式，反应系统包括一个、两个、三个或四个反应器，并且其中每个反应器分别包括一个反应段或两个反应段；例如反应系统可以包括两个反应器，其中第一个反应器包括一个反应段，第二个反应器包括两个反应段；或者反应系统可以包括两个反应器，其中每个反应器分别包括两个反应段；或者反应系统可以包括一个反应器，每个反应器包括两个反应段、三个反应段或四个反应段。

在本发明的方法中，将原料被分成N股，也即总体原料所分出的股数正好等于反应设备中包括的反应段的数量，每一股原料分别输送至相应的反应段前端的入口，例如第一股原料输送至第一反应段，第二股原料输送至第二反应段，以此类推，直至第N股输送至第N反应段。

根据本申请的一个实施方式，本申请的方法包括以下步骤：

第一步：将第一股原料与溶剂混合，然后将得到的第一混合物与氢气引入第一反应段中，在所述第一反应段中发生催化氢化反应，生成的第一段产物流和第一段氢气流从所述第一反应段流出；

第二步至第N步：在第二步至第N步的每一步中，将第M股原料与第M-1段产物流混合，得到第M混合物，然后将第M混合物与第M-1段氢气流一起引入第M反应段中，在所述第M反应段中发生催化氢化反应，生成的第M段产物流和第M段氢气流从所述第M反应段流出，其中M是整数且满足2≤M≤N。

具体来说，在上文所述的第一步中，第一股原料与溶剂混合形成第一混合物，并且将该第一混合物和氢气一起或分别引入第一反应段中，在所述第一反应段中发生催化氢化反应，使得所述混合物中的由所述第一股原料流提供的原料的全部或一部分被引入第一反应段的氢气所氢化，例如一部分或全部的顺酐被引入第一反应段的氢气所氢化以形成丁二酸酐，形成的第一段产物流和第一段氢气流从所述第一反应段流出，所述第一段产物流中包含溶剂、目标产物(例如丁二酸酐)、副产物(主要是γ-丁内酯，也可能包括少量的其他副产物，例如丁二酸、丁二醛、丁二醇、丁酸等，本发明主要关注的副产物是γ-丁内酯)、未反应的原料(例如顺酐)等。在第一反应段中反应后流出的第一段氢气流则主要包含未发生反应的氢气，基本上等于引入第一反应段的氢气减去在第一反应段中发生反应而消耗掉的氢气之后剩余的氢气。根据本发明的一个实施方式，引入第一反应段的氢气相对于所有原料的总量是过量的。根据本发明的另一个实施方式，引入第一反应段的溶剂能够有效地将所有的原料溶解。根据本申请的另一个实施方式，仅仅向第一反应段的入口引入氢气和溶剂，而从第二反应段开始的随后的所有反应段都不再引入氢气和溶剂，而仅仅向其中分别引入相应的第2股原料至第N股原料。

在本发明方法的第二步中，将第二股原料与从第一反应段流出的第一段产物流混合，得到第二混合物，在该第二混合物中，第一段产物流中包含的溶剂将所述第二股原料溶解，然后将第二混合物与第一段氢气流一起引入第二反应段中，在所述第二反应段中发生催化氢化反应，生成的第二段产物流和第二段氢气流从所述第二反应段流出，在该第二反应段中的催化氢化反应中，所述第二股原料的全部或一部分被引入第二反应段的第一段氢气流中的氢气所氢化，另外，如果第一股原料未在第一反应段中完全消耗的话，则其中剩余的原料作为第二混合物的一部分，也会全部或部分地被引入第二反应段的第一段氢气流中的氢气所氢化。因此，从第二反应段流出的第二段产物流包含溶剂、前两段反应之后形成的目标产物(例如丁二酸酐)、副产物(本发明主要关注的副产物是γ-丁内酯)、未反应的原料(例如顺酐)等。在第二反应段中反应后流出的第二段氢气流则主要包含未发生反应的氢气，基本上等于引入第一反应段的氢气减去在第一和第二反应段中发生反应而消耗掉的氢气之后剩余的氢气。

对于N＝2的情况，本发明的反应到此为止，从第二反应段流出的第二段产物流和第二段氢气流输送至后续的处理步骤。所述后续的处理步骤可以包括使用气液分离器将液态的第二段产物流与气态的第二段氢气流分离开，分离出的第二段氢气流作为循环氢气，与补充的新鲜氢气合并之后再次输送至第一反应段的进口；而液态的第二段产物流则输送至下游的精馏步骤，从中分离出目标产物(例如丁二酸)、溶剂、副产物(例如γ-丁内酯)等。将溶剂循环使用，任选地与补充的溶剂合并之后按照需要再次输送至第一反应段的进口。

根据本发明的一个实施方式，氢化反应设备包括两个反应段，可以包括两个独立的反应器，每个反应器包括一个反应段；也可以包括一个反应器，该反应器内包括两个反应段，并且在这两个反应段之间还设置有一个冷却器。

根据本申请的一些实施方式，对于N≥2的情况，本发明的反应在第一步之后还另外包括第二步、第三步、第四步、直至第N步。例如，在第M步(M是整数且满足2≤M≤N，例如M可以是第2步、第3步、第4步、第5步、……依此类推，直至第N步)的每一步中，将第M股原料与来自第(M-1)反应段的第(M-1)段产物流混合，得到第M混合物，然后将第M混合物与从第(M-1)反应段流出的第M-1段氢气流一起引入第M反应段中，在所述第M反应段中发生催化氢化反应，生成的第M段产物流和第M段氢气流从所述第M反应段流出。在该第M反应段中的催化氢化反应中，所述第M股原料的全部或一部分被引入第M反应段的第(M-1)段氢气流中的氢气所氢化，另外，如果从第(M-1)反应段流出的第(M-1)段产物流中还包含尚未反应的原料，则这些来自之前的反应段的剩余原料作为第M混合物的一部分，也会全部或部分地被引入第M反应段的第(M-1)段氢气流中的氢气所氢化。因此，从第M反应段流出的第M段产物流包含溶剂、之前M段反应之后形成的目标产物(例如丁二酸酐)、副产物(本发明主要关注的副产物是γ-丁内酯)、未反应的原料(例如顺酐)等。在第M反应段中反应后流出的第M段氢气流则主要包含未发生反应的氢气，基本上等于引入第一反应段的氢气减去在第一至第M反应段中发生反应而消耗掉的氢气之后剩余的氢气。在本申请中M是整数且满足2≤M≤N，例如M可以是整数2、3、4、5、6、7、8、9或10，且满足M≤N。

在第N反应段进行反应之后，本发明的反应到此为止，从第N反应段流出的第N段产物流和第N段氢气流输送至后续的处理步骤。所述后续的处理步骤可以包括使用气液分离器将液态的第N段产物流与气态的第N段氢气流分离开，分离出的第N段氢气流作为循环氢气，与补充的新鲜氢气合并之后再次输送至第一反应段的进口；而液态的第N段产物流则输送至下游的精馏步骤，从中分离出目标产物(例如丁二酸)、溶剂、副产物(例如γ-丁内酯)等。将溶剂循环使用，任选地与补充的溶剂合并之后按照需要再次输送至第一反应段的进口。

图1、图2和图3分别显示了包括三个反应段的实施方式，区别仅在于在图1所示的实施方式中包括三个独立的反应器，每个反应器包括一个反应段；而在图2所示的实施方式中包括一个反应器，该反应器内包括三个反应段，并且在这任意两个反应段之间还设置有一个冷却器；在图3所示的实施方式中包括两个独立的反应器，第一个反应器包括一个反应段，第二个反应器包括两个反应段，并且在第二反应器的这两个反应段之间还设置有一个冷却器。

根据本发明的另一个实施方式，氢化反应设备还可以包括四个反应段，可以是包括四个独立的反应器，每个反应器包括一个反应段；也可以是包括两个反应器，第一反应器内包括第一反应段和第二反应段，并且这两个反应段之间还设置有一个冷却器，第二反应器内包括第三反应段和第四反应段，并且这两个反应段之间还设置有一个冷却器。

根据本申请的一个实施方式，所述方法以连续的方式进行，也即是说，溶剂、原料和氢气的加入以连续的方式进行，产物的流出、气液分离、精馏以连续的方式进行，溶剂和氢气的循环也以连续的方式进行。根据本申请的另一个实施方式，在N个反应段中任意一个反应段之后得到的产物流中包含的原料不进行循环。根据本申请的另一个实施方式，在第N反应段之后得到的产物流中包含的原料不进行循环，不局限于任何具体的理论，这是因为采用本发明的方法，在经历N个反应段之后，原料已经实现了极高的转化率，故而可以避免将产物流中包含的极少量原料再循环到第一反应段。

根据本申请的一个实施方式，在N个反应段中任意一个反应段之后得到的产物流中包含的溶剂循环使用。根据本申请的另一个实施方式，在第N个反应段之后得到的产物流中包含的溶剂循环使用，例如在通过精馏步骤分离之后循环到第一反应段的入口。

根据本申请的另一个实施方式，在N个反应段中任意一个反应段之后得到的产物流中流出的氢气流中包含的氢气循环使用。根据本申请的另一个实施方式，在第N个反应段之后流出的氢气流中包含的氢气循环使用，例如在通过气液分离步骤分离之后循环到第一反应段的入口。

根据本申请的另一个实施方式，N个反应段中任意一个反应段之前或之后设置选自以下装置中的一个或多个：阀门、温度传感器、加热器、冷却器、压力传感器、真空泵、加压泵和流量计。例如，当一个反应段是一个独立的反应器的时候，则上述装置可以设置在该反应器的上游或下游；而当一个反应段时一个反应器的一部分的时候，也即单个反应器中包括两个或更多个反应段的时候，各个同一反应器内的反应段之间可以以挡板、内壁或其他中间部件隔开，例如可以在同一反应器内的反应段之间设置冷却器。

根据本申请的另一个实施方式，在每个反应段中，根据需要设置反应所要求的工艺条件，例如每个反应段的入口温度可以为40～100℃，例如50～90℃，或者为60～80℃，或者为70～80℃，或者可以在上述任意两个端值相互组合得到的温度范围之内，此处所述的入口温度可以通过对从入口输入的物料(第N混合物和氢气)的温度和流量进行调节来控制。根据本申请的一个优选的实施方式，在N个反应段中，每一个反应段的入口温度可以等于或高于前一个反应段的温度，例如第M反应段的入口温度可以等于或高于第(M-1)反应段的入口温度，例如第M反应段的入口温度可以等于第(M-1)反应段的入口温度或者第M反应段的入口温度比第(M-1)反应段的入口温度高1～20℃，或者第M反应段的入口温度可以等于第(M-1)反应段的入口温度或者第M反应段的入口温度比第(M-1)反应段的入口温度高2～18℃，或者第M反应段的入口温度可以等于第(M-1)反应段的入口温度或者第M反应段的入口温度比第(M-1)反应段的入口温度高5～15℃，或者第M反应段的入口温度可以等于第(M-1)反应段的入口温度或者第M反应段的入口温度比第(M-1)反应段的入口温度高5～10℃。

根据本申请的另一个实施方式，在每个反应段中的压力可以为0.5～2.0MPa，例如可以为0.6～1.9MPa，或者为0.7～1.8MPa，或者为0.8～1.7MPa，或者为0.9～1.6MPa，或者为1.0～1.5MPa，或者为1.1～1.4MPa，或者为1.2～1.3MPa，或者可以在上述任意两个端值相互组合得到的压力范围之内，此处所述的压力可以通过对从入口输入的物料(第N混合物和氢气，特别是氢气)的压力、温度和流量进行调节来控制。在本申请中，输入反应段的氢气的量可以用该压力来表征。根据本申请的一个优选的实施方式，在N个反应段中，每一个反应段的压力可以等于或低于前一个反应段的压力，例如第M反应段的压力可以等于或低于第(M-1)反应段的压力，例如第M反应段的压力可以等于第(M-1)反应段的压力或者第M反应段的压力比第(M-1)反应段的压力低0.01～0.5MPa，或者第M反应段的压力可以等于第(M-1)反应段的压力或者第M反应段的压力比第(M-1)反应段的压力低0.02～0.4MPa，或者第M反应段的压力可以等于第(M-1)反应段的压力或者第M反应段的压力比第(M-1)反应段的压力低0.05～0.3MPa，或者第M反应段的压力可以等于第(M-1)反应段的压力或者第M反应段的压力比第(M-1)反应段的压力低0.1～0.2MPa。

根据本申请的另一个实施方式，在每个反应段中的原料的液时空速为0.1～1.0h^-1，例如可以为0.2～0.9h^-1，或者为0.3～0.8h^-1，或者为0.4～0.7h^-1，或者为0.5～0.6h^-1，或者可以在上述任意两个端值相互组合得到的范围之内。根据本申请的一个优选的实施方式，在N个反应段中，输入每一个反应段的原料液时空速可以等于或低于输入前一个反应段的原料液时空速，例如第M反应段的原料液时空速可以等于或低于第(M-1)反应段的原料液时空速，例如输入第M反应段的原料液时空速可以等于输入第(M-1)反应段的原料液时空速或者输入第M反应段的原料液时空速比第(M-1)反应段的压力低0.1～0.9h^-1，或者输入第M反应段的原料液时空速可以等于输入第(M-1)反应段的原料液时空速或者输入第M反应段的原料液时空速比第(M-1)反应段的压力低0.2～0.8h^-1，或者输入第M反应段的原料液时空速可以等于输入第(M-1)反应段的原料液时空速或者输入第M反应段的原料液时空速比第(M-1)反应段的压力低0.3～0.7h^-1，或者输入第M反应段的原料液时空速可以等于输入第(M-1)反应段的原料液时空速或者输入第M反应段的原料液时空速比第(M-1)反应段的压力低0.4～0.6h^-1，或者输入第M反应段的原料液时空速可以等于输入第(M-1)反应段的原料液时空速或者输入第M反应段的原料液时空速比第(M-1)反应段的压力低0.45～0.5h^-1。

根据本申请的一个实施方式，本发明的方法包括两个反应段，其中输入第一反应段的原料液时空速与总原料液时空速(也即输入第一反应段和第二反应段的原料液时空速之和)的比例为0.5～0.9:1，例如0.5～0.8:1，或者0.5～0.7:1，或者0.5～0.6:1；其中输入第二反应段的原料液时空速与总原料液时空速的比例为0.1～0.5:1，例如0.2～0.5:1，或者0.3～0.5:1，或者0.4～0.5:1。

根据本申请的另一个实施方式，本发明的方法包括三个反应段，其中输入第一反应段的原料液时空速与总原料液时空速(也即输入第一、第二和第三反应段的原料液时空速之和)的比例为0.35～0.8:1，例如0.4～0.8:1，或者0.5～0.8:1，或者0.6～0.7:1，或者0.4～0.7:1，或者0.4～0.6:1，或者0.4～0.5:1；其中输入第二反应段的原料液时空速与总原料液时空速的比例为0.1～0.4:1，例如0.2～0.4:1，或者0.3～0.4:1，或者0.2～0.35:1；其中输入第三反应段的原料液时空速与总原料液时空速的比例为0.1～0.4:1，例如0.1～0.3:1，或者0.1～0.2:1，或者0.2～0.3:1。

根据本申请的另一个实施方式，本发明的方法包括四个反应段，其中输入第一反应段的原料液时空速与总原料液时空速(也即输入第一、第二、第三和第四反应段的原料液时空速之和)的比例为0.35～0.6:1，例如0.4～0.6:1，或者0.4～0.5:1，或者0.35～0.4:1；其中输入第二反应段的原料液时空速与总原料液时空速的比例为0.1～0.4:1，例如0.2～0.35:1，或者0.2～0.3:1，或者0.35～0.4:1,或者0.25～0.35:1；其中输入第三反应段的原料液时空速与总原料液时空速的比例为0.1～0.3:1，例如0.1～0.2:1，或者0.15～0.2:1，或者0.15～0.25:1；其中输入第四反应段的原料液时空速与总原料液时空速的比例为0.05～0.3:1，例如0.08～0.25:1，或者0.1～0.2:1，或者0.1～0.15:1。

根据本申请的另一个实施方式，循环氢气的摩尔量与所有N股原料总摩尔量的摩尔比为5～40:1，例如可以为6～35:1，或者为8～30:1，或者为10～25:1，或者为12～22:1，或者为15～20:1，或者可以在上述任意两个端值相互组合得到的范围之内；补充的新鲜氢气的摩尔量与所有N股原料总摩尔量的摩尔比为1.0～1.3:1，例如为1.05～1.2:1，或者为1.1～1.25:1，或者可以在上述任意两个端值相互组合得到的范围之内。

根据本申请的另一个实施方式，在本申请的方法中可以使用本领域常规的溶剂，例如可以选自以下的一种或多种：二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、乙醇、异丙醇、环氧丙烷、甲基丙酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚和γ-丁内酯。根据本申请的优选实施方式，本申请的方法中仅使用γ-丁内酯作为溶剂，而不使用其他的溶剂，因为γ-丁内酯与本申请方法生成的副产物相同，使用此种有机溶剂的情况下可以有效地避免其他溶剂或副产物的分离和循环给整体工艺带来的额外负荷和影响。

根据本申请的另一个实施方式，所有原料总重量(例如在使用顺酐作为反应原料的情况下，表示N股顺酐原料的总重量)与溶剂重量的重量比为1:1～10，例如可以为1:2～9，或者为1:3～8，或者为1:4～7，或者为1:5～6，或者可以在上述任意两个端值相互组合得到的范围之内。

在本申请中，基本上所有的溶剂都能够充分地实现循环，基本不需要大量补充新鲜溶剂，在本发明方法实施的过程中，也可以以间歇或连续的方式检测体系内溶剂的相对含量，并且在需要的时候可以间歇地补充适量的新鲜溶剂，以保证整个反应系统内的溶剂相对含量基本保持恒定。

根据本申请的另一个实施方式，在所述N个反应段中的每一段中装填有负载型催化剂和惰性支撑填料。所述负载型催化剂包含活性组分、活性助剂和载体；所述活性组分选自钯、镍、铂、银、铼、及其组合，优选使用钯；所述活性助剂选自锆、锡、钴、铈、及其组合；所述载体选自氧化铝、氧化钛、氧化硅、活性白土、活性炭、分子筛、及其组合。

根据本发明的一个实施方式，所述反应器的壳体用来封闭围绕出用于进行反应的内部空间，例如可以是一个不锈钢壳体。在每个反应器中，壳体横截面直径基本不变，但是本发明的范围不限于此，本申请的反应器壳体可以具有任意所需的形状和尺寸，例如从上至下具有变化的横截面直径的圆筒，也可以是横截面为正方形或矩形的形式。根据本发明一个实施方式，所述反应器的纵向(轴向)高度可以为0.5-20米，例如1-15米，或者1.5-10米，或者2-5米。反应器沿着纵轴从上至下具有相同或不同的横截面直径，例如反应器的横截面直径可以为0.05-5米，例如0.1-4米，或者0.2-3米，或者0.5-2米，或者0.6-1米。在本发明中，各个反应器可以具有彼此相同或不同的尺寸和结构，每个反应段也可以具有彼此相同或不同的尺寸和结构。

不局限于任何具体理论，与现有技术相比，本发明的方法具有如下优点：

(1)本发明将原料分成多股物料，分别加入多个反应段，从而有效控制反应热；

(2)本发明采用气相氢气进一步进行辅助撤热方式,氢气通入各个串联的反应段，不需要使用大量氢气，有效地节约了氢气消耗量，进一步降低反应热，又避免使用大量氢气循环导致较高的压缩机能耗；

(3)使得输送至精馏操作的物料具有较高的目标产物含量，溶剂的用量相对降低，由此降低产物分离的能耗，最终降低整个装置的生产成本；

(4)本发明可以在较为温和的温度和压力下进行，副产物量较少，而且是高附加值的γ-丁内酯，丁二酸酐产品的纯度和色度品质较高。

以上所述的所有的本发明实施方式中的任意两个以上可以任意地互相组合，这些组合也都包括在本发明总体技术构思之内。

实施例

在以下实施例中具体列举了本发明的优选实施方式，但是应当理解，本发明的保护范围不仅限于此。

在以下的实施例和对比例中，构建了多个反应系统，通过对其中反应器、反应段、物流比例和工艺条件进行设计，考察了这些变量对顺酐催化氢化反应的影响。

实施例1

在实施例1中构造的反应系统使用两个反应器，每个反应器为一个反应段，因此一共包括两个反应段。反应工艺参数和条件如下：顺酐总重量与γ-丁内酯溶剂的重量比为1:10，顺酐分成2股物流，输入第一个反应段的顺酐原料(即第一股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.6:1，其余的顺酐原料输入第二个反应段(即第二股顺酐物料)，因此输入第二个反应段的顺酐原料(即第二股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.4:1。新鲜氢气和循环氢气分别以与顺酐总摩尔量的摩尔比1.05:1和40:1比例通入第一反应段。第一反应段反应压力1.3MPa，反应入口温度80℃，顺酐空速0.6h^-1，装填负载型钯催化剂。第二反应段反应压力1.25MPa，反应入口温度90℃，顺酐空速0.2h^-1，装填负载型钯镍催化剂。

使用气相色谱法在安捷伦7890A气相色谱仪上分析第一个反应段和第二个反应段出口的液相产物，测试结果如下：第一反应段顺酐转化率98.5％，丁二酸酐选择性99.5％，γ-丁内酯选择性0.4％；第二个反应段顺酐转化率99.4％，丁二酸酐选择性99.2％，γ-丁内酯选择性0.7％。将上述加氢后产生的物料输送至下游的气液分离塔，分离氢气之后的液体物料输送至精馏装置，所述精馏装置包括脱轻塔和脱重塔，该脱轻塔的操作压力为3.5kPa，塔底温度165℃，塔顶温度85℃，所述脱重塔的操作压力为38kPa，塔底温度175℃，塔顶温度130℃，经精馏后得到成品丁二酸酐和溶剂γ-丁内酯，通过气相色谱法分析测得丁二酸酐纯度为99.5％，溶剂γ-丁内酯经回收后循环利用。

实施例2

在实施例2中按照图1所示的构造反应系统，使用三个反应器，每个反应器为一个反应段，因此一共包括三个反应段。反应工艺参数和条件如下：顺酐总重量和γ-丁内酯溶剂的重量比为1:3，顺酐分成3股物流，输入第一个反应段的顺酐(即第一股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.5:1，输入第二个反应段的双安(即第二股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.3:1，其余的顺酐原料为输入第三个反应段的原料(即第三股顺酐物料)，因此输入第三个反应段的顺酐原料(即第三股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.2:1。新鲜氢气和循环氢气分别以与顺酐的摩尔比1:1和22:1比例通入第一个反应段。第一反应段反应压力0.9MPa，反应入口温度60℃，顺酐空速0.8h^-1，装填负载型钯催化剂。第二反应段反应压力0.85MPa，反应入口温度70℃，顺酐空速0.3h^-1，装填负载型钯铂催化剂。第三个反应段反应压力0.8MPa，反应入口温度70℃，顺酐空速0.3h^-1，装填负载型钯铂催化剂。

使用气相色谱法在安捷伦7890A气相色谱仪上分析第一个反应段、第二个反应段和第三个反应段出口的液相产物：第一个反应段顺酐转化率98.8％，丁二酸酐选择性99.6％，γ-丁内酯选择性0.3％；第二个反应段顺酐转化率98.9％，丁二酸酐选择性99.6％，γ-丁内酯选择性0.3％；第三个反应段顺酐转化率99.7％，丁二酸酐选择性99.5％，γ-丁内酯选择性0.4％。将上述加氢后产生的物料输送至下游的气液分离塔，分离氢气之后的液体物料输送至精馏装置，所述精馏装置包括脱轻塔和脱重塔，所述脱轻塔的操作压力为3.0kPa，塔底温度162℃，塔顶温度88℃，所述脱重塔的操作压力为35kPa，塔底温度178℃，塔顶温度130℃，经精馏后得到成品丁二酸酐和溶剂γ-丁内酯，通过气相色谱法分析测得丁二酸酐纯度为99.5％，溶剂γ-丁内酯经回收后循环利用。

实施例3

在实施例3中构造的反应系统使用四个反应器，每个反应器为一个反应段，因此一共包括四个反应段。反应工艺参数和条件如下：顺酐总重量和γ-丁内酯溶剂的重量比为1:1，顺酐分成4股物流，输入第一反应段的顺酐原料(即第一股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.35:1，输入第二反应段的顺酐原料(即第二股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.35:1，输入第三反应段的顺酐原料(即第三股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.2:1，其余的顺酐原料输入第四反应段(即第四股顺酐物料),因此输入第四个反应段的顺酐原料(即第四股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.1:1。新鲜氢气和循环氢气分别以与顺酐的摩尔比1.05:1和10:1比例通入一段加氢反应器内。第一个反应段反应压力1.60MPa，反应入口温度50℃，顺酐空速1.0h^-1，装填负载型钯催化剂。第二个反应段反应压力1.55MPa，反应入口温度50℃，顺酐空速1.0h^-1，装填负载型钯催化剂。第三个反应段反应压力1.50MPa，反应入口温度60℃，顺酐空速0.4h^-1，装填负载型钯镍催化剂。第四个反应段，反应压力1.45MPa，反应入口温度60℃，顺酐空速0.2h^-1，装填负载型钯镍催化剂。

使用气相色谱法在安捷伦7890A气相色谱仪上分析第一个反应段、第二个反应段、第三个反应段和第四个反应段出口的液相产物：第一个反应段顺酐转化率99.0％，丁二酸酐选择性99.5％，γ-丁内酯选择性0.4％；第二个反应段顺酐转化率98.5％，丁二酸酐选择性99.6％，γ-丁内酯选择性0.3％；第三个反应段顺酐转化率99.5％，丁二酸酐选择性99.2％，γ-丁内酯选择性0.7％；第四个反应段顺酐转化率99.8％，丁二酸酐选择性99.5％，γ-丁内酯选择性0.4％。将上述加氢后产生的物料输送至下游的气液分离塔，分离氢气之后的液体物料输送至精馏装置，所述精馏装置包括脱轻塔和脱重塔，所述脱轻塔的操作压力为4kPa，塔底温度160℃，塔顶温度80℃，所述脱重塔的操作压力为40kPa，塔底温度180℃，塔顶温度140℃，经精馏后得到成品丁二酸酐和溶剂γ-丁内酯，通过气相色谱法分析测得丁二酸酐纯度为99.5％，溶剂γ-丁内酯经回收后循环利用。

实施例4

在实施例4中构造的反应系统使用一个反应器，该反应器包括两个反应段。顺酐总重量和γ-丁内酯溶剂的重量比为1:8，顺酐分成2股物流，输入第一反应段的顺酐原料(即第一股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.5:1，其余的顺酐原料输入第二反应段(即第二股顺酐物料)，因此输入第二个反应段的顺酐原料(即第二股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.5:1。新鲜氢气和循环氢气分别以与顺酐的摩尔比1:1和35:1比例通入第一反应段内。第一反应段反应压力1.6MPa，反应入口温度60℃，顺酐空速0.7h^-1，装填负载型钯催化剂；第二反应段反应压力1.5MPa，反应入口温度70℃，顺酐空速0.4h^-1，装填负载型钯铼催化剂。

使用气相色谱法在安捷伦7890A气相色谱仪上分析第一个反应段和第二个反应段出口的液相产物：第一个反应段顺酐转化率98.5％，丁二酸酐选择性99.5％，γ-丁内酯选择性0.4％；第二个反应段顺酐转化率99.4％，丁二酸酐选择性99.2％，γ-丁内酯选择性0.7％。将上述加氢后产生的物料输送至下游的气液分离塔，分离氢气之后的液体物料输送至精馏装置，所述精馏装置包括脱轻塔和脱重塔，所述脱轻塔的操作压力为4.2kPa，塔底温度170℃，塔顶温度82℃，脱重塔的操作压力为30kPa，塔底温度176℃，塔顶温度135℃，经精馏后得到成品丁二酸酐和溶剂γ-丁内酯，通过气相色谱法分析测得丁二酸酐纯度为99.6％，溶剂γ-丁内酯经回收后循环利用。

实施例5

在实施例5中按照图2所示的构造反应系统，使用一个反应器，该反应器包括三个反应段。反应工艺参数和条件如下：顺酐总重量和γ-丁内酯溶剂的重量比为1:2，顺酐分成3股物流，输入第一反应段的顺酐原料(即第一股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.4:1，输入第二反应段的顺酐原料(即第二股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.4:1，其余的顺酐原料输入第三反应段(即第三股顺酐物料)，因此输入第三个反应段的顺酐原料(即第三股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.2:1。新鲜氢气和循环氢气分别以与顺酐的摩尔比1.05:1和28:1比例通入一段加氢反应器内。第一个反应段反应压力1.0MPa，反应入口温度65℃，顺酐空速0.6h^-1，装填负载型钯催化剂；第二个反应段反应压力0.9MPa，反应入口温度65℃，顺酐空速0.6h^-1，装填负载型钯催化剂；第三个反应段反应压力0.8MPa，反应入口温度70℃，顺酐空速0.3h^-1，装填负载型钯镍催化剂。

使用气相色谱法在安捷伦7890A气相色谱仪上分析第一个反应段、第二个反应段和第三个反应段出口的液相产物：第一个反应段顺酐转化率98.4％，丁二酸酐选择性99.4％，γ-丁内酯选择性0.5％；第二个反应段顺酐转化率98.5％，丁二酸酐选择性99.3％，γ-丁内酯选择性0.6％；第三个反应段顺酐转化率99.5％，丁二酸酐选择性99.3％，γ-丁内酯选择性0.6％。将上述加氢后产生的物料输送至下游的气液分离塔，分离氢气之后的液体物料输送至精馏装置，所述精馏装置包括脱轻塔和脱重塔，所述脱轻塔的操作压力为5kPa，塔底温度170℃，塔顶温度90℃，所述脱重塔的操作压力为50kPa，塔底温度185℃，塔顶温度142℃，经精馏后得到成品丁二酸酐和溶剂γ-丁内酯，通过气相色谱法分析测得丁二酸酐纯度为99.6％，溶剂γ-丁内酯经回收后循环利用。

实施例6

在实施例6中按照图3所示的构造反应系统，使用两个反应器，第一反应器包括一个反应段，第二反应器包括两个反应段，因此一共包括三个反应段。反应工艺参数和条件如下：顺酐总重量和γ-丁内酯溶剂按1:3重量比，顺酐分成3股物流，输入第一个反应段的顺酐原料(即第一股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.4:1，输入第二个反应段的顺酐原料(即第二股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.3:1，其余的顺酐原料输入第三个反应段(即第三股顺酐物料)，因此输入第三个反应段的顺酐原料(即第二股顺酐物料)与总顺酐重量比为0.3:1。新鲜氢气和循环氢气分别以与顺酐的摩尔比1.05:1和27:1比例通入一段加氢反应器内。第一个反应段反应压力1.3MPa，加氢条件为反应入口温度60℃，顺酐空速0.6h^-1，装填负载型钯催化剂；第二个反应段反应入口温度60℃，反应压力1.2MPa，顺酐空速0.4h^-1，装填负载型钯镍催化剂；第三个反应段反应入口温度75℃，反应压力1.1MPa，顺酐空速0.4h^-1，装填负载型钯镍催化剂。

使用气相色谱法在安捷伦7890A气相色谱仪上分析第一个反应段、第二个反应段和第三个反应段出口的液相产物：第一个反应段顺酐转化率98.6％，丁二酸酐选择性99.2％，γ-丁内酯选择性0.7％；第二个反应段顺酐转化率98.8％，丁二酸酐选择性99.4％，γ-丁内酯选择性0.5％；第三个反应段顺酐转化率99.4％，丁二酸酐选择性99.2％，γ-丁内酯选择性0.7％。将上述加氢后产生的物料输送至下游的气液分离塔，分离氢气之后的液体物料输送至精馏装置，所述精馏装置包括脱轻塔和脱重塔，该脱轻塔的操作压力为4.5kPa，塔底温度168℃，塔顶温度89℃，所述脱重塔的操作压力为42kPa，塔底温度182℃，塔顶温度145℃，经精馏后得到成品丁二酸酐和溶剂γ-丁内酯，通过气相色谱法分析测得丁二酸酐纯度为99.6％，溶剂γ-丁内酯经回收后循环利用。

实施例7

在实施例7中构造的反应系统使用两个反应器，第一反应器包括两个反应段，第二反应器包括两个反应段，因此一共包括四个反应段。反应工艺参数和条件如下：顺酐总重量和γ-丁内酯溶剂为1:4重量比，顺酐等分成4股物流，输入第一反应段的第一股顺酐物料与总顺酐重量比为0.4:1，输入第二反应段的第二股顺酐物料与总顺酐重量比为0.4:1，输入第三反应段的第三股顺酐物料与总顺酐重量比为0.1:1，输入第四反应段的第四股顺酐物料与总顺酐重量比为0.1:1。新鲜氢气和循环氢气分别以与顺酐的摩尔比1.1:1和15:1比例通入一段加氢反应器内。第一个反应段反应压力1.8MPa，反应入口温度60℃，顺酐空速0.8h^-1，装填负载型钯催化剂；第二个反应段反应压力1.75MPa，反应入口温度60℃，顺酐空速0.8h^-1，装填负载型钯催化剂；第三个反应段反应压力1.7MPa，反应入口温度80℃，顺酐空速0.1h^-1，装填负载型钯银催化剂；第四个反应段反应入口温度80℃，反应压力1.65MPa，顺酐空速0.1h^-1，装填负载型钯银催化剂。

使用气相色谱法在安捷伦7890A气相色谱仪上分析第一个反应段、第二个反应段、第三个反应段和第四个反应段出口的液相产物：第一个反应段顺酐转化率98.8％，丁二酸酐选择性99.3％，γ-丁内酯选择性0.6％；第二个反应段顺酐转化率98.2％，丁二酸酐选择性99.1％，γ-丁内酯选择性0.8％；第三个反应段顺酐转化率99.3％，丁二酸酐选择性99.0％，γ-丁内酯选择性0.9％；第四个反应段顺酐转化率99.4％，丁二酸酐选择性99.1％，γ-丁内酯选择性0.8％。将上述加氢后产生的物料输送至下游的气液分离塔，分离氢气之后的液体物料输送至精馏装置，所述精馏装置包括脱轻塔和脱重塔，该脱轻塔的操作压力为3.8kPa，塔底温度165℃，塔顶温度87℃，所述脱重塔的操作压力为40kPa，塔底温度178℃，塔顶温度140℃，经精馏后得到成品丁二酸酐和溶剂γ-丁内酯，通过气相色谱法分析测得丁二酸酐纯度为99.6％，溶剂γ-丁内酯经回收后循环利用。

从上所示的实验结果可以看到，在本申请所有的实施例中，均通过反应器的结构设置实现了极为优异的产物丁二酸酐纯度。另外，本申请所有的实施例中都可以采用非常低的氢气(包括补充的新鲜氢气和循环氢气)/顺酐比，相对于现有技术中动辄上百甚至数百的氢气/顺酐比，可以显著节约氢气的消耗。另外，申请人还注意到，采用四个反应段的实施例3和7相对于采用较少数量反应段的其他实施例，还可以进一显著降低氢气/顺酐比，由此进一步减少氢气的消耗。本发明通过使用特别设计的方法，实现了反应温度控制效果的显著改善，同时还减少了溶剂和氢气的用量，降低了总体工艺能耗，实现了总体工艺运行效率和经济效益的显著提高。

Claims (7)

1.一种对含不饱和键的原料进行催化氢化的方法，该方法在氢化反应设备中进行，所述氢化反应设备包括N个反应段，所述N个反应段以串联的方式连接，原料被分成N股，分别引入所述N个反应段，N是≥2的整数，所述方法包括以下步骤：

第一步：将第一股原料与溶剂混合，然后将得到的第一混合物与氢气引入第一反应段中，在所述第一反应段中发生催化氢化反应，生成的第一段产物流和第一段氢气流从所述第一反应段流出；

第二步至第N步：在第二步至第N步的每一步中，将第M股原料与第M-1段产物流混合，得到第M混合物，然后将第M混合物与第M-1段氢气流一起引入第M反应段中，在所述第M反应段中发生催化氢化反应，生成的第M段产物流和第M段氢气流从所述第M反应段流出，其中M是整数且满足2≤M≤N；

在N个反应段中任意一个反应段之后得到的产物流中包含的溶剂循环使用，并且在N个反应段中任意一个反应段流出的氢气流中包含的氢气循环使用；

循环氢气摩尔量与所有原料总摩尔量的摩尔比为5～40:1，补充的新鲜氢气摩尔量与所有原料总摩尔量的摩尔比为1.0～1.3:1；

所述原料是顺丁烯二酸酐，其催化氢化的目标产物是丁二酸酐；

所述方法以连续的方式进行，在N个反应段中任意一个反应段之后得到的产物流中包含的原料不进行循环；

反应段入口温度为40～100℃，反应段内压力为0.5～2.0MPa，原料的液时空速为0.1～1.0h^-1；

所述N股原料中的每一股与原料总量的重量比为0.1～0.9:1；

第M股原料与第(M-1)股原料的重量比为0.2～1.0:1，M为整数且满足2≤M≤N；

所述溶剂是γ-丁内酯，并且全部原料的总重量与溶剂重量的重量比为1:1～10；

在所述N个反应段中的每一段中装填有负载型催化剂和惰性支撑填料，所述负载型催化剂包含活性组分、活性助剂和载体，所述活性组分选自钯、镍、铂、银、铼、及其组合，所述活性助剂选自锆、锡、钴、铈、及其组合，所述载体选自氧化铝、氧化钛、氧化硅、活性白土、活性炭、分子筛、及其组合。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述N个反应段中的每一段是一个独立的氢化反应器，或者是氢化反应器中的一个区段；

在N个反应段中任意一个反应段之前或之后设置选自以下装置：阀门、温度传感器、加热器、冷却器、压力传感器、真空泵、加压泵和流量计。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在每个反应段中，循环氢气摩尔量与所有原料总摩尔量的摩尔比为5～25:1，补充的新鲜氢气摩尔量与所有原料总摩尔量的摩尔比为1.0～1.25:1。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，N是2-10的整数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，N是2-8的整数。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，N是2-6的整数。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，N是2-4的整数。