CN117425637A - 从乙醇和乙醛混合物生产1,3-丁二烯的绝热工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生产1,3‑丁二烯的方法，包括在具有至少一个绝热反应区的生产1,3‑丁二烯的反应器中使包含乙醇和乙醛的进料反应。此外，本发明涉及一种从乙醇生产1,3‑丁二烯的方法，包括i.在生产乙醛的反应器中从乙醇生产乙醛，并且ii.在生产1,3‑丁二烯的反应器中从乙醇和乙醛生产1,3‑丁二烯。本发明还涉及一种用于生产1,3‑丁二烯的生产设施，包括至少一个生产1,3‑丁二烯的反应器，所述生产1,3‑丁二烯的反应器用于从乙醇和乙醛生产1,3‑丁二烯。最后，本发明涉及一种从乙醇生产1,3‑丁二烯的生产设施，包括：i.生产乙醛的反应器，ii.生产1,3‑丁二烯的反应器。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产1,3-丁二烯的方法，包括在具有至少一个绝热反应区的生产1,3-丁二烯的反应器中使包含乙醇和乙醛的进料反应。此外，本发明涉及一种从乙醇生产1,3-丁二烯的方法，包括i.在生产乙醛的反应器中从乙醇生产乙醛，并且ii.在生产1,3-丁二烯的反应器中从乙醇和乙醛生产1,3-丁二烯。本发明还涉及一种用于生产1,3-丁二烯的生产设施，包括至少一个生产1,3-丁二烯的反应器，所述生产1,3-丁二烯的反应器用于从乙醇和乙醛生产1,3-丁二烯。最后，本发明涉及一种从乙醇生产1,3-丁二烯的生产设施，包括：i.从乙醇生产乙醛的反应器，ii.生产1,3-丁二烯的反应器，该生产1,3-丁二烯的反应器用于从乙醇和乙醛生产1,3-丁二烯。
背景技术
1,3-丁二烯是聚合物工业中的关键化学品之一，主要用于制造合成橡胶。在经典的方法中，经由石脑油的蒸汽裂解来工业规模生产1,3-丁二烯，并通过萃取蒸馏从流出物中分离出1,3-丁二烯。然而，该方法的主要缺点是高能耗和对化石燃料原料的依赖。化石燃料枯竭的风险以及对环境保护日益增长的要求推动了对低能耗且更环保的烯烃生产路线的探索，优选地基于可再生资源(例如生物质)。
可持续的1,3-丁二烯可由通过发酵获得的丁二醇来生产(WO 2009/151342A1，WO2017/198503 A1)。
US 9,884,800 B2(也作为美国2017/0342009A1公布)公开了从经预热的2,3-丁二醇共生产1，3-丁二烯和甲基乙基酮。它没有公开任何直接适用于从乙醇或从乙醇-乙醛混合物生产1,3-丁二烯的催化剂。
此外，Global Bioenergies以及Genomatica和Braskem发现，微生物倾向于将糖转化为1,3-丁二烯(US 9169496 B2，US20160369306 A1，AU 2012212118B2)。然而，这些方法中的1,3-丁二烯生产力太低，无法在工业规模上获得重要性。
CN 103772117 B教导了通过丁烯的氧化(放热)脱氢生产1,3-丁二烯。
经济和环境方面的考虑使得乙醇成为生产1,3-丁二烯最有前途的可持续原料之一。存在两种用于乙醇化学转化为1,3-丁二烯的路线：所谓的一步(Lebedev)法和两步(Ostromislensky)法。一步法包括将气态乙醇直接催化转化为1,3-丁二烯。两步法将反应分为两个阶段：i)乙醇部分地脱氢为乙醛，以及ii)乙醇和乙醛的混合物转化为1,3-丁二烯。
乙醇和乙醛的混合物转化为1,3-丁二烯是吸热反应。至关重要的是保持反应器中的温度以传递用于底物向1,3-丁二烯的最佳转化的足够的能量。因此，经由等温过程在专用催化剂上将乙醇和乙醛的混合物转化为1,3-丁二烯的在文献中是众所周知的，并且已经报道了等温过程的许多改进。当乙醇和乙醛的混合物在等温条件下转化为1,3-丁二烯时，通过传热介质加热反应器和其中的催化剂，以保持相对恒定的温度，该温度高到足以允许进行乙醇/乙醛混合物吸热转化为1,3-丁二烯。然而，用于提供高反应温度、特别是再生所要求的高反应温度而使用传热介质(例如熔融盐流体)是昂贵的，并且使得反应器设置更加复杂。通常需要在高达550℃的温度下再生，以在(至少部分)氧化条件下更新(再生)催化剂，而乙醇与乙醛生成1,3-丁二烯的反应典型地在320至420℃的温度下进行，例如约350℃。此外，等温反应器通常在构造方面很复杂，因为它们通常是多管反应器。此外，由于传热装置的存在，当采用用于等温过程的典型设备时，反应器维护更加困难。这是特别耗时费力的，因为用于生产1,3-丁二烯的典型催化剂(例如钽催化剂)的寿命相对较短，并且需要定期(例如在大约1至2年之后)改变催化剂装载。
因此，需要提供一种从乙醇和乙醛的混合物生产1,3-丁二烯的方法，该方法更经济并且允许更简单的反应器设置和维护。
发明内容
根据本发明，令人惊讶地发现乙醇和乙醛的混合物转化为1,3-丁二烯可以在绝热条件下进行，这更经济并且允许更简单的反应器设置和维护。
由于乙醇和乙醛的混合物到1,3-丁二烯的转化具有吸热性质，向反应区有效、均匀且易于控制的供应热量是恰当地设计反应器的关键因素之一。为了满足这些要求，反应器的传热面积与反应体积的比例必须高。因此，用于这种应用的典型的反应器设计是壳管式热交换器类型的多管固定床反应器，其中加热介质流过壳，反应物流过小直径管(装载有催化剂颗粒)。这种多管反应器的设计非常具有挑战性，特别是当要求适合使催化剂再生所需高温的加热介质时。此外，这种反应器的操作和维护具有挑战性，特别是当必须用新催化剂替换用过的催化剂时。因为乙醇和乙醛的混合物转化为1,3-丁二烯是根据本发明以绝热的热模式进行的，所以供热与反应器设计是分开考虑的，并且反应器和其中的催化区可以更短并且具有更大的直径。例如，根据本发明使用的绝热管状固定床类型的反应器提供了简单的设计，具有简单直接的构造，并且易于操作和维护。
因此，在第一方面，本发明涉及生产1,3-丁二烯的方法，包括在具有至少一个绝热反应区的生产1,3-丁二烯的反应器中使包含乙醇和乙醛的进料反应，该绝热反应区包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯。
在第二方面，本发明涉及一种用于从乙醇生产1,3-丁二烯的方法，该方法包含：
i.在具有反应区的乙醛生产反应器中从乙醇生产乙醛，所述乙醛生产反应器的反应区包含负载型或非负载型(本体)催化剂，以及
ii.根据本文中所描述的方法(关于本发明的第一方面)，生产1,3-丁二烯，
优选地，其中所述乙醛生产反应器的反应区是等温反应区。
此外，在第三方面，本发明涉及一种用于生产1,3-丁二烯的生产设施，包括至少一个生产1,3-丁二烯的反应器，所述生产1,3-丁二烯的反应器具有：
a)至少一个生产1,3-丁二烯的区域，所述区域包含用于从乙醇和乙醛生产1,3-丁二烯的负载型催化剂，以及
b)用于将包含乙醇和乙醛的进料进料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
所述生产1,3-丁二烯的反应器具有用于在接触所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂之前加热所述包含乙醇和乙醛的进料的反应物加热装置，所述反应物加热装置足以在绝热条件下使乙醇和乙醛反应，
所述生产1,3-丁二烯的反应器还具有
c)用于使所述生产1,3-丁二烯的负载型剂再生的装置，
优选地，其中用于使所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂再生的装置包括
x)用于将包含惰性气体的流进料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
y)用于将包含氧气的流进料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，所述生产1,3-丁二烯的反应器具有用于在接触所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂之前加热包含惰性气体和氧气的流的再生剂加热装置，所述再生剂加热装置足以在绝热条件下使所述负载型催化剂再生。
最后，在第四方面，本发明涉及一种用于从乙醇生产1,3-丁二烯的生产设施，该生产设施包含：
i.至少一个用于从乙醇生产乙醛的反应器，所述用于从乙醇生产乙醛的反应器具有
a)至少一个用于从乙醇生产乙醛的区域，所述用于从乙醇生产乙醛的区域包含用于生产乙醛的负载型或非负载型(本体)催化剂，以及
b)用于将包含乙醇的进料进料到所述用于生产乙醛的反应器中的装置；
ii.至少一个生产1,3-丁二烯的反应器，所述生产1,3-丁二烯的反应器具有
a)至少一个生产1,3-丁二烯的区域，所述区域包含用于从乙醇和乙醛生产1,3-丁二烯的负载型催化剂，以及
b)用于将包含乙醇和乙醛的进料进料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
所述生产1,3-丁二烯的反应器具有用于在接触所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂之前加热所述包含乙醇和乙醛的进料的反应物加热装置，所述反应物加热装置足以在绝热条件下使乙醇和乙醛反应，
所述生产1,3-丁二烯的反应器还具有
c)用于使用于生产1,3-丁二烯的负载型剂再生的装置，
优选地，其中用于使所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂再生的装置包括
x)用于将包含惰性气体的流进料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
y)用于将包含氧气的流进料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
所述生产1,3-丁二烯的反应器具有用于在接触所述用于生产1,3-丁二烯的负载型催化剂之前加热包含惰性气体和氧气的流的再生剂加热装置，所述再生剂加热装置足以在绝热条件下使所述负载型催化剂再生，
优选地，其中所述乙醛生产反应器的反应区是等温反应区。
附图说明
图1：根据本发明的用于生产1,3-丁二烯的示例性方法的方案。
具体实施方式
1)用于生产1,3-丁二烯的方法
根据本发明的第一方面，生产1,3-丁二烯的方法包括在具有至少一个绝热反应区的生产1,3-丁二烯的反应器中使包含乙醇和乙醛的进料反应，该绝热反应区包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯。
根据本发明，乙醇和乙醛的混合物反应产生1,3-丁二烯的(吸热)反应所需的热能是仅仅通过供应给绝热反应区的进料来被供应给绝热反应区的。因此，在供应给绝热反应区的所述进料与负载型催化剂接触之前，通过加热装置来将供应给绝热反应区的所述进料加热到合适的温度。
用于提高供应给绝热反应区的进料的温度的加热装置可以是例如热交换器或加热的惰性填充物，在一个反应器内分隔两个绝热反应区。
根据本发明，热交换器系列(train)被专门设计成向充当热载体的进料供热，并且反应器设计集中于减少热损失:
-在反应阶段a)中，包含乙醇和乙醛的进料作为热载体，用于在绝热条件下实现生成1,3-丁二烯的吸热反应。当包含乙醇和乙醛的被加热的进料接触生产1,3-丁二烯的负载催化剂时，反应物加热装置足以使乙醇和乙醛在绝热条件下反应。
-在再生阶段b)中，各个被加热的气体流充当热载体，用于在绝热条件下使负载型催化剂再生。再生剂加热装置足够，使得当被加热的气体流接触负载型催化剂时在绝热条件下使负载型催化剂再生。
供应给绝热反应区的进料包括包含乙醇和乙醛的进料，以及可选地包括包含乙醛的额外进料。
来自反应区的流出物被分离或者如果使用了若干(n)个反应区则来自第n个反应区的流出物被分离，并且乙醇和乙醛被净化到一定的纯度水平，然后使它们再循环。来自流出物的乙醇可以再循环到生产乙醛的反应区，或者到生产1,3-丁二烯的(第一或任何后续)反应区，或者到生产乙醛的反应区和生产1,3-丁二烯的(第一或任何后续)反应区二者。来自流出物的乙醛可以再循环到生产1,3-丁二烯的(第一或任何后续)反应区。
由于在根据本发明的方法中，乙醇和乙醛的混合物反应生产1,3-丁二烯的(吸热)反应所需的热能是仅仅通过供应给反应区的进料来被供应给绝热反应区的，不需要向绝热反应区的额外的供热。令人惊讶地发现，即使温度由于反应的吸热效应而沿着绝热反应区降低，只要包含乙醇和乙醛的进料在进入包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区时具有适当地高的温度，就可以有效地进行乙醇和乙醛向1,3-丁二烯的转化，而无需提供用于在反应区保持恒温的额外加热装置。根据本发明的方法是有利的，因为它允许简单得多且经济的反应器设置。
优选地，根据在每个单独的反应区中观察到的温度下降，来设计生产1,3-丁二烯并在绝热条件下操作的反应区或若干反应区，使得每个单独的反应区在提供良好活性、对1,3-丁二烯的选择性和转化率的温度范围内操作。
采用本文所述的根据本发明的方法，乙醇和乙醛的混合物可以转化为1,3-丁二烯，转化率约为35-45％，对1,3-丁二烯的选择性为70-75％。
优选地，在根据本发明的方法中，绝热反应区的进料包含基于进料的总重量的至少40重量％、更优选至少70重量％的乙醇。
根据一个优选的实施方式，基于乙醇原料的总重量，在根据本发明的方法中使用的乙醇原料是含水乙醇，优选地是至少80重量％的含水乙醇，更优选地至少90重量％的含水乙醇。
根据另一个优选的实施方式，基于乙醇原料的总重量，根据本发明的方法中使用的乙醇原料包含超过90重量％，优选地大于95重量％，更优选地大于97重量％，最优选地大于98重量％的乙醇。
优选地，进料包含基于进料的总重量的至少12.5重量％、更优选至少20重量％的乙醛。
进料到生产1,3-丁二烯的反应器中的乙醛可以由生产乙醛的反应器来生产，生产乙醛的反应器从乙醇生产乙醛，如下文进一步描述的。或者，乙醛可以从生产1,3-丁二烯的反应区或反应器的流出物的后处理中获得。
根据本发明所述的方法的一个优选的实施方式，负载型催化剂包含钽、锆、铌、铪、钛和锡中的一种或多种，特别是钽。
优选地，基于负载型催化剂的总重量，负载型催化剂包含以Ta2O5计算的0.1至10重量％、优选地0.5至5重量％、更优选地2至3重量％的钽。
优选地，负载型催化剂包含钽、锆、铌和铪中的一种或多种。
根据一个优选的实施方式，负载型催化剂的载体选自有序和非有序的多孔二氧化硅载体、铝氧化物载体、铝硅酸盐载体、粘土、其它多孔氧化物载体及其混合物。
优选地，负载型催化剂的载体是二氧化硅载体，更优选地有序或非有序的多孔二氧化硅载体。
优选地，负载型催化剂的载体具有在130至550m2/g范围内、更优选在190至350m2/g范围内的比表面积(SSA)。在本文的框架内，术语“比表面积”是指根据ISO 9277:2010(如果适用，由ISO 18757:2003补充)的单点BET法确定的BET比表面积(单位：m2/g)。
优选地，负载型催化剂的载体具有在30至的范围内的平均孔径(通过Barrett、Joyner和Halenda的方法确定)。
优选地，负载型催化剂的载体具有0.2至1.5ml/g范围内的孔体积(通过Barrett、Joyner和Halenda的方法测定)。
更优选地，负载型催化剂的载体是比表面积在130至550m2/g、最优选190至350m2/g的范围内，且平均孔径在30至的范围内，且孔体积在0.2至1.5ml/g的范围内的二氧化硅载体。
最优选地，负载型催化剂的载体是比表面积在130至550m2/g、最优选190至350m2/g的范围内，且平均孔径在30至的范围内，且孔体积在0.2至1.5ml/g的范围内的有序或非有序的多孔二氧化硅载体。
根据本发明方法的一个优选的实施方式，在绝热反应区的进料中乙醇与乙醛的摩尔比在1至7的范围内，优选地1.5至5，更优选地2至4，特别是2.5至3.5，例如约3。
优选地，绝热反应区中的重量时空速度(WHSV)在0.5至10h-1的范围内，更优选地1.5至4h-1，最优选地2至3h-1。
最优选地，调节WHSV，使得在来自绝热反应区的流出物中乙醇与乙醛的摩尔比比在进料中乙醇与乙醛的摩尔比高至少20％，优选地至少30％。
如上文所述，乙醇和乙醛的混合物反应产生1,3-丁二烯的(吸热)反应所需的热能是仅仅通过供应给绝热反应区的进料来被供应给绝热反应区的。温度下降取决于转化率和反应器的绝缘：热损失。通常，乙醇和乙醛混合物吸热转化为1,3-丁二烯的过程导致沿绝热反应区长度的温度下降约30至100℃，这取决于转化率和反应条件。为了保持高效率，进料必须预热并起到热载体的作用，为绝热反应区提供必要的能量，以实现乙醇和乙醛向1,3-丁二烯的最佳转化。
因此，根据本发明方法的一个优选的实施方式，进料在接触负载型催化剂之前的温度在320至430℃的范围内，更优选地350至410℃，最优选地380至390℃。
在根据本发明的方法中，包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区优选地在0至10巴、更优选地1至5巴、最优选地1至3巴的压强下操作。
优选地，避免沿绝热反应区的温度下降过多。
因此，在根据发明的方法的一个优选的实施方式中，所述方法在n个绝热反应区中进行，所述绝热反应区包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯，其中n为整数且为2或更多，并且来自包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的每个第n-1个绝热反应区的流出物的至少一部分被进料到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第n个绝热反应区。
优选地，包含乙醛的额外进料被进料到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的n个绝热反应区中的任何一个中。
更优选地，包含乙醛的额外进料被进料到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第n个绝热反应区中的每一个中。
包括负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的n个绝热反应区优选地串联连接。
优选地，来自包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第n-1个绝热反应区的整个流出物被进料到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第n个绝热反应区。
更优选地，额外进料(如果存在的话)包含乙醛和乙醇。
乙醛可以从来自生产1,3-丁二烯的反应区或反应器的流出物的后处理来获得。
进料到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的n个绝热反应区中的任何一个的额外进料或者进料到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的n个绝热反应区中的每一个的额外进料可以具有相同的组成或者可以具有不同的组成。特别是，它们可以具有相同的乙醇与乙醛的摩尔比，或者不同的比。
根据一个优选的实施方式，额外进料被引入到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的n个绝热反应区中的每一个中。
在本发明的所有实施方式中，优选的是存在至少两个反应区，即n至少为2。
将额外进料直接注入随后的反应区是不利的，因为缺乏进料(来自前一反应区的流出物与额外进料)的良好混合，可能导致在刚好低于额外进料的进料点发生副反应。因此，当若干反应区被一层被加热的惰性填充物隔开时，优选地在被加热的惰性填充物的顶部添加额外进料，然后在被加热的惰性填充物中额外进料与来自前一个反应区的流出物混合，然后进入随后的反应区。或者，来自前一反应区的流出物和额外进料可以在反应器外部(即在管道中)混合，然后混合物可以进入热交换器，或者可以例如首先通过静态混合器，然后进入热交换器。
优选地，包含乙醛的额外进料与来自包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第(n-1)个绝热反应区的流出物(的至少一部分)混合，然后混合物进料到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第n个绝热反应区。
在进入包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的相应绝热反应区之前，优选地通过加热装置将进入包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区的进料(即包含乙醇和乙醛的进料，或与包含乙醛的额外进料的混合物)加热到合适的温度。
优选地，在接触负载型催化剂之前，进料的温度高于165℃，优选地高于200℃，更优选地高于250℃。
根据本发明的一个优选的实施方式，在接触负载型催化剂之前，进料的温度在320至430℃，更优选地350至410℃，最优选地380至390℃的范围内。
理想地且优选地，包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的n个绝热反应区串联连接，并在相同压强(如上文所述)下操作。然而，在实践中，由于出现流动阻力，沿着系列n个绝热反应区经常观察到轻微的压强下降。
优选地，来自包含负载催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区(或n个绝热反应区中的最后一个)的流出物(流出物n)被后处理，以获得产物1,3-丁二烯。
Kampmeyer等人(Industrial and Engineering Chemistry,1949,41,3,550)公开了在从乙醇和乙醛生产1,3-丁二烯的等温方法中使用侧流或辅助进料(多点加入和单点加入)。反应室由绝缘的电加热不锈钢块构成。控制催化剂温度，以使其沿着炉块的催化剂部分的整个长度仅有几度的变化，并将其设定为350℃。侧流或辅助进料首先进入流预热器，然后进入保持在仅165℃下的电加热歧管。该温度太低，自身不能支持乙醇和乙醛有效地转化为1,3-丁二烯。
在本发明的研究中，令人惊讶地发现，在根据本发明的方法中使用一个或多个额外进料是特别有利的，因为额外进料可用于将热能输送到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区中的任何一个。
在根据本发明的方法中使用一个或多个额外进料是进一步有利的，因为如果需要，它允许从来自绝热反应区的流出物中分离的乙醛(和任选的乙醇)级分经由额外进料而被再循环到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的任何绝热反应区中。
此外，包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的n个绝热反应区(其中n是整数且为2或更多)和一个或多个额外进料的存在是进一步有利的，因为它允许根据需要来精确调节包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区的进料组成。因此，向包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区的进料不需要包含特别大量的乙醛，例如，因为可以经由额外进料在包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区之后加入更多的乙醛(和任选的乙醇)。因此，在生产1,3-丁二烯的反应器中避免了局部过量的乙醛冷凝成焦炭前体。因此，在包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的n个绝热反应区中，实现了对非常不期望的重副产物的选择性的降低，以及负载型催化剂更均匀且慢得多的失活。对于负载型催化剂，这导致更大的稳定性，即更长的运行时间(或流料时间，time on stream，TOS)，更温和的再生条件，以及避免催化剂再生过程中的热点。
因此，在根据本发明的方法中添加额外进料保持了催化剂活性，即延长了运行时间，使得绝热反应区的再生仅需要在进行催化反应的时间段的1/6至1/2的范围内进行。这与WO 2020/126920A1和WO 2020/126921A1的教导相反，其要求再生必须在催化反应持续时间的1/2的时间段内进行。
优选地，再生包括以下后续步骤：
i.汽提步骤，通过使所述负载型催化剂与包含惰性气体的气体流接触来在300至400℃范围内的温度下进行该汽提步骤，所述气体流具有200体积-ppm或更低的氧气含量；
ii.第一燃烧步骤，通过使所述负载型催化剂与包含惰性气体的气体流接触来在350至400℃范围内的温度下进行该第一燃烧步骤，所述气体流
具有0.2至8体积％范围内的氧气含量；
iii.第二燃烧步骤，通过使所述负载型催化剂与包含惰性气体的气体流接触来在400至550℃范围内的温度下进行该第二燃烧步骤，所述气体流
具有0.2至8体积％范围内的氧气含量；
iv.汽提步骤，通过使负载型催化剂与包含惰性气体的气体流接触来在550℃至300℃的范围内的温度下进行该汽提步骤，所述气体流具有小于200体积-ppm的氧气含量；
其中流向每个再生步骤b)i.至b)iv.的气体流首先被加热，然后与所述负载型催化剂接触。
在本发明的所有实施方式中，用于将氧气结合到包括氧气供给的那些再生步骤(即第一燃烧步骤ii.、第二燃烧步骤iii.、或第一燃烧步骤ii.和第二燃烧步骤iii.两者)的气体流中的气体被方便地选择为空气。空气的优点在于它包含惰性气体和氧气，并且氧气可以根据需要方便地添加到气体流中，以便向包含氧气的气体流(即再生步骤i.和ii.中的气体流)提供所需量的氧气。
关于负载型催化剂在绝热反应区中再生的进一步细节列出于名称为“用催化剂再生从乙醇和乙醛的混合物生产1,3-丁二烯的绝热进行的方法”("Adiabaticallyconducted process for the production of 1,3-butadiene frommixtures of ethanoland acetaldehyde with catalyst regeneration")的申请(PCT申请号PCT/EP2022/058716，代理参考号SH 1657-02WO，与本文同一天提交)，该申请的公开内容以其整体结合到本文中。所述名称为“用催化剂再生从乙醇和乙醛的混合物生产1,3-丁二烯的绝热进行的方法”的申请要求2021年4月1日提交的欧洲专利申请EP21461530.4的优先权，2021年4月1日也是欧洲专利申请EP21461531.2(本申请要求了其优先权)的申请日。
根据本发明的方法优选地在两个或更多个包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区中进行。
在根据本发明的方法的一个优选的实施方式中，调节额外进料的组成和流速，以使得在包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第n个绝热反应区的进料中乙醇与乙醛的摩尔比等于在包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第n-1个绝热反应区的进料中乙醇与乙醛的摩尔比的85-115％。
优选地，调节包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区中的WHSV，使得在来自该包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区的流出物中乙醇与乙醛的摩尔比比该绝热反应区的进料中乙醇与乙醛的摩尔比高至少20％，更优选地，调节每个包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区中的WHSV，使得在来自该包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区的流出物中乙醇与乙醛的摩尔比比该绝热反应区的进料中乙醇与乙醛的摩尔比高至少30％。
根据一个优选的实施方式，生产1,3-丁二烯的反应器包括第一绝热反应区和第二绝热反应区，所述第一绝热反应区包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯，所述第二绝热反应区包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯。
根据另一个优选的实施方式，包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区和包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区被非反应区隔开，优选地，其中非反应区被加热，更优选地，其中被加热的非反应区包含惰性填充物。
优选地，惰性填充物选自碳化硅、惰性陶瓷床、陶瓷珠、挤出物、直径为2-7毫米的环、不锈钢网、泡沫及其混合物。
优选地，来自包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区的流出物的至少一部分穿过非反应区，然后进料到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区中。
如上所述，乙醇和乙醛的混合物吸热转化为1,3-丁二烯的过程导致沿包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区的温度下降。因此，来自包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区的流出物的温度低于包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区的包含乙醇和乙醛的进料的温度。因此，有利的是，将隔开包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区和第二绝热反应区的非反应区被加热，以确保包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区的进料具有足够高的温度，以在包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区中输送乙醇和乙醛转化为1,3-丁二烯所需的能量。
根据一个优选的实施方式，进料在接触生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区的负载型催化剂之前的温度在320至430℃，更优选地350至410℃，最优选地380至390℃的范围内。
根据另一个优选的实施方式，进料在接触生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区的负载型催化剂之前的温度在320至430℃，更优选地350至410℃，最优选地380至390℃的范围内。
优选地，包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区是在0至10巴、更优选地1至5巴、最优选地1至3巴的压强下操作的。
优选地，包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区是在0至10巴、更优选地1至5巴、最优选地1至3巴的压强下操作的。
最优选地，包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区和第二绝热反应区在相同压强(如上文所述)下操作。
根据另一个优选的实施方式，包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区和包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区被非反应区隔开，并且来自包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区的流出物的至少一部分穿过热交换器，然后被进料到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区中。
优选地，非反应区包含惰性填充物。
最优选地，惰性填充物选自碳化硅、惰性陶瓷床、陶瓷珠、挤出物、直径为2-7毫米的环、不锈钢网、泡沫及其混合物。
第一绝热反应区和第二绝热反应区之间的热交换器具备与上文中关于被加热的非反应区所描述的相同的功能。
优选地，在包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区之后，将包含乙醛的额外进料进料到反应器中，更优选地，将额外进料与来自包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区的流出物混合，然后进料到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区。
根据一个优选的实施方式，额外进料包含乙醛和乙醇。
在根据本发明的一个优选的实施方式中，额外进料还包含乙醇，并且额外进料中乙醇与乙醛的摩尔比在0.1至5，优选地1至2，更优选地1.4至1.8的范围内。
在根据本发明的一个优选的实施方式中，第一1,3-丁二烯生产反应器和第二1,3-丁二烯生产反应器串联连接，所述第一1,3-丁二烯生产反应器至少具有包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区，所述第二1,3-丁二烯生产反应器至少具有包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区，并且来自所述第一1,3-丁二烯生产反应器的流出物的至少一部分被进料到第二1,3-丁二烯生产反应器，更优选地包含乙醛的额外进料被进料到第二反应器中。
优选地，来自第一1,3-丁二烯生产反应器的整个流出物被进料到第二1,3-丁二烯生产反应器。
更优选地，包含乙醛和乙醇的额外进料被进料到第二反应器中。
根据本发明的方法的一个优选的实施方式，来自第一1,3-丁二烯生产反应器的流出物被加热，然后进料到第二1,3-丁二烯生产反应器。
因此，根据本发明的一个优选的实施方式，在进入第二1,3-丁二烯生产反应器之前，第二1,3-丁二烯生产反应器的进料(包括来自第一1,3-丁二烯生产反应器的流出物的至少一部分和任选的额外进料)的温度在320至430℃，更优选350至410℃，最优选380至390℃的范围内。
根据本发明的第二方面，用于从乙醇生产1,3-丁二烯的方法包括：i.在具有反应区的乙醛生产反应器中从乙醇生产乙醛，所述乙醛生产反应器的反应区包含负载型或非负载型(本体)催化剂，以及
ii.根据本文中所限定的方法，生产1,3-丁二烯。
优选地，乙醛生产反应器的反应区是等温反应区。
所述从乙醇生产1,3-丁二烯的方法是特别有利的，因为步骤ii中所需要的乙醛可以由乙醇产生，并且不必作为用于本发明方法的原料而购买。
根据本发明方法的一个优选的实施方式，负载型或非负载型(散装)催化剂包含锌、铜、银、铬、镁和镍中的一种或多种，特别是锌和铜中的一种或多种。
优选地，乙醛生产反应器包含负载型催化剂。
根据一个优选的实施方式，乙醛生产反应器的负载型催化剂的载体选自有序和非有序的多孔二氧化硅载体、氧化铝载体、铝硅酸盐载体、粘土、其它多孔氧化物载体及其混合物。
优选地，乙醛生产反应器的负载型催化剂的载体是二氧化硅载体，更优选地有序或非有序的多孔二氧化硅载体。
优选地，乙醛生产反应器的负载型催化剂的载体具有在7至550m2/g范围内、更优选在190至350m2/g范围内的比表面积(SSA)。
优选地，乙醛生产反应器的负载型催化剂的载体具有在10至的范围内的平均孔径(通过Barrett、Joyner和Halenda的方法确定)。
优选地，乙醛生产反应器的负载型催化剂的载体具有0.2至1.5ml/g范围内的孔体积(通过Barrett、Joyner和Halenda的方法测定)。
最优选地，乙醛生产反应器的负载型催化剂的载体是比表面积在7至550m2/g、最优选190至350m2/g的范围内，且平均孔径在10至的范围内，且孔体积在0.2至1.5ml/g的范围内的二氧化硅载体。
最优选地，乙醛生产反应器的负载型催化剂的载体是比表面积在7至550m2/g、最优选190至350m2/g的范围内，且平均孔径在10至的范围内，且孔体积在0.2至1.5ml/g的范围内的有序或非有序的多孔二氧化硅载体。
乙醛生产反应器的反应区中的负载型或非负载型(散装)催化剂可以是能够催化乙醇脱氢为乙醛的任何(市售)催化剂。
2)用于生产1,3-丁二烯的生产设施
本发明的第三方面涉及一种用于生产1,3-丁二烯的生产设施，包括至少一个生产1,3-丁二烯的反应器，所述生产1,3-丁二烯的反应器具有：
a)至少一个生产1,3-丁二烯的区域，所述区域包含用于从乙醇和乙醛生产1,3-丁二烯的负载型催化剂，以及
b)用于将包含乙醇和乙醛的进料进料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
所述生产1,3-丁二烯的反应器具有用于在接触所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂之前加热所述包含乙醇和乙醛的进料的反应物加热装置，所述反应物加热装置足以在绝热条件下使乙醇和乙醛反应，
所述生产1,3-丁二烯的反应器还具有
c)用于使所述生产1,3-丁二烯的负载型剂再生的装置，
优选地，其中用于使所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂再生的装置包括
x)用于将包含惰性气体的流进料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
y)用于将包含氧气的流进料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
所述生产1,3-丁二烯的反应器具有用于在接触所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂之前加热包含惰性气体和氧气的流的再生剂加热装置，所述再生剂加热装置足以在绝热条件下使所述负载型催化剂再生。
本发明的第四方面涉及一种用于从乙醇生产1,3-丁二烯的生产设施，该生产设施包含：
i.至少一个用于从乙醇生产乙醛的反应器，所述用于从乙醇生产乙醛的反应器具有
a)至少一个用于从乙醇生产乙醛的区域，所述用于从乙醇生产乙醛的区域包含用于生产乙醛的负载型或非负载型(本体)催化剂，以及
b)用于将包含乙醇的进料进料到所述用于生产乙醛的反应器中的装置；
ii.至少一个生产1,3-丁二烯的反应器，所述生产1,3-丁二烯的反应器具有
a)至少一个生产1,3-丁二烯的区域，所述区域包含用于从乙醇和乙醛生产1,3-丁二烯的负载型催化剂，以及
b)用于将包含乙醇和乙醛的进料进料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
所述生产1,3-丁二烯的反应器具有用于在接触所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂之前加热所述包含乙醇和乙醛的进料的反应物加热装置，所述反应物加热装置足以在绝热条件下使乙醇和乙醛反应，
所述生产1,3-丁二烯的反应器还具有
c)用于使所述生产1,3-丁二烯的负载型剂再生的装置，
优选地，其中用于使所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂再生的装置包括
x)用于将包含惰性气体的流进料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
y)用于将包含氧气的流进料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，所述生产1,3-丁二烯的反应器具有用于在接触所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂之前加热包含惰性气体和氧气的流的再生剂加热装置，所述再生剂加热装置足以在绝热条件下使所述负载型催化剂再生。
优选地，乙醛生产反应器的反应区是等温反应区。
根据本发明的用于生产1,3-丁二烯的方法的优选的实施方式对应于根据本发明的生产设施的优选的实施方式或者可以衍生自根据本发明的生产设施的优选的实施方式，或者反之亦然。
以下实施例显示了本发明的优点。除非另有说明，所有百分数均按重量给出。
实施例
所有试验均在装载有负载型钽催化剂(3重量％Ta2O5/SiO2，其中氧化钽的重量％是基于催化剂的总重量以Ta2O5计算的)的52×3000mm管式反应器(内径×长度)中进行。实施例1至5在装载有2.4kg催化剂(催化床长度2400mm，床体积5.1dm3)的反应器中进行。实施例6在装载有两个900mm长的催化床的反应器中进行，这两个催化床被作为惰性填充物的600mm的金刚砂隔开(催化床的总重量1.8kg，总床体积3.8dm3)。使用在线GC/MS系统分析来自反应器的流出物。实验条件和结果如下图1中所示。
WHSV、转化率、选择性和产率计算如下：
WHSV(一个催化床，无额外进料)＝进料的质量流速/催化剂的质量
WHSV(第一催化床)＝主进料的质量流速/第一催化床中的催化剂的质量WHSV(第二催化床)＝(主进料的质量流速+额外进料的质量流速)/第二催化床中催化剂的质量
转化率＝(转化的反应物的摩尔数/进料的摩尔数)·100
选择性＝(1,3-丁二烯的摩尔数C/所有产物的摩尔数C)·100
产率＝(转化率·选择性)/100
实施例1
加热包含含水乙醇(94重量％)和乙醛(乙醇:乙醛的摩尔比＝2.2)的进料流，并将其以2.0h-1的WHSV进料到反应器。催化床入口处的温度为410℃。反应器在1.8巴下运行。热量仅由进料供应给催化床，因此反应器出口处的温度为300℃。
实施例2
如实施例1中那样地进行反应，不同之处在于催化床入口处的温度为390℃。
实施例3
如实施例1中那样地进行反应，不同之处在于催化床入口处的温度为380℃。
实施例4
加热包含含水乙醇(94重量％)和乙醛(乙醇:乙醛的摩尔比＝3.6)的进料流，并将其以2.0h-1的WHSV进料到反应器。催化床入口处的温度为380℃。反应器在1.8巴下运行。
实施例5
如实施例4中那样地进行反应，不同之处在于进料中的乙醇:乙醛摩尔比为2.9。
实施例6
加热包含含水乙醇(94重量％)和乙醛(乙醇:乙醛的摩尔比＝2.9)的主进料，并将其以3.0h-1的WHSV进料到反应器。第一催化床入口处的温度为380℃。反应器在1.8巴下运行。包含含水乙醇(94重量％。％)和乙醛(乙醇:乙醛的摩尔比＝1.6)的经预热的额外进料在两个催化床之间的惰性填充物顶部处被添加到反应器中。混合的进料(来自第一催化床的流出物+额外进料)沿着惰性填充物被加热，以在第二催化床的入口处达到380℃的温度。第二催化床的WHSV为4.1h-1。热量仅由各进料提供给催化床。
表1
a用于第一催化床或者用于第一催化床/第二催化床b对于给定的运行时间，取平均
EtOH＝乙醇
AcH＝乙醛
1,3-BDN＝1,3-丁二烯
T＝温度
WHSV＝重量时空速度
TOS＝运行时间
Claims (21)
1.一种生产1,3-丁二烯的方法，包括在具有至少一个绝热反应区的生产1,3-丁二烯的反应器中使包含乙醇和乙醛的进料反应，所述绝热反应区包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述进料包含基于所述进料的总重量的至少40重量％的乙醇。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述进料包含基于所述进料的总重量的至少12.5重量％的乙醛。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述负载型催化剂包含钽、锆、铌、铪、钛和锡中的一种或多种性，特别是钽，
优选地，其中基于所述负载型催化剂的总重量，所述负载型催化剂包含以Ta2O5计算的0.1至10重量％、优选地0.5至5重量％、更优选地2至3重量％的钽。
5.根据前述权利要求中任一项所述方法，其中在所述进料中乙醇与乙醛的摩尔比在1至7的范围内，优选地1.5至5，更优选地2至4，特别是2.5至3.5，例如约3。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在接触所述负载型催化剂之前，所述进料的温度在320至430℃的范围内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的所述绝热反应区在0至10巴的压强下操作，
优选地在1至5巴，更优选地1至3巴的压强下操作。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法在n个绝热反应区中进行，所述绝热反应区包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯，其中n为整数且为2或更多，并且来自包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的每个第n-1个绝热反应区的流出物的至少一部分被进料到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第n个绝热反应区，
优选地，其中，包含乙醛的额外进料被进料到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的n个绝热反应区中的任何一个中。
更优选地，其中，包含乙醛的额外进料被进料到包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第n个绝热反应区中的每一个中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，调节所述额外进料的组成和流速，以使得在包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第n个绝热反应区的进料中乙醇与乙醛的摩尔比等于在包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第(n-1)个绝热反应区的进料中乙醇与乙醛的摩尔比的85-115％。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，调节包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区中的WHSV，使得在来自该包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区的流出物中乙醇与乙醛的摩尔比比该绝热反应区的进料中乙醇与乙醛的摩尔比高至少20％，
优选地，其中调节每个包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区中的WHSV，使得在来自该包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的绝热反应区的流出物中乙醇与乙醛的摩尔比比该绝热反应区的进料中乙醇与乙醛的摩尔比高至少30％。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述生产1,3-丁二烯的反应器包括包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区和包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区和所述包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区被非反应区隔开，
优选地，其中所述非反应区被加热，
更优选地，其中被加热的非反应区包含惰性填充物。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区和所述包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区被非反应区隔开，
并且其中，来自所述包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区的流出物的至少一部分穿过热交换器，然后进料到所述包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，在所述包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区之后的位置，包含乙醛的额外进料被进料到所述反应器中，
优选地，其中所述额外进料与来自所述包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区的流出物混合，然后进料到所述包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述额外进料还包含乙醇，并且所述额外进料中乙醇与乙醛的摩尔比在0.1至5，优选地1至2，更优选地1.4至1.8的范围内。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，第一1,3-丁二烯生产反应器和第二1,3-丁二烯生产反应器串联连接，所述第一1,3-丁二烯生产反应器至少具有包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第一绝热反应区，所述第二1,3-丁二烯生产反应器至少具有包含负载型催化剂并生产1,3-丁二烯的第二绝热反应区，并且来自所述第一1,3-丁二烯生产反应器的流出物的至少一部分被进料到第二1,3-丁二烯生产反应器，
更优选地，其中包含乙醛的额外进料被进料到所述第二反应器中。
17.根据权利要求16所述的方法，其中来自所述第一1,3-丁二烯生产反应器的流出物被加热，然后进料到所述第二1,3-丁二烯生产反应器。
18.用于从乙醇生产1,3-丁二烯的方法，包含：
i.在具有反应区的乙醛生产反应器中从乙醇生产乙醛，所述乙醛生产反应器的反应区包含负载型或非负载型散装催化剂，以及
ii.根据前述权利要求中任一项所述的方法生产1,3-丁二烯，
优选地，其中所述乙醛生产反应器的反应区是等温反应区。
19.一种用于生产1,3-丁二烯的生产设施，包括至少一个生产1,3-丁二烯的反应器，所述生产1,3-丁二烯的反应器具有
a)至少一个用于生产1,3-丁二烯的区域，所述区域包含用于从乙醇和乙醛生产1,3-丁二烯的负载型催化剂，以及
b)用于将包含乙醇和乙醛的进料送料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
所述生产1,3-丁二烯的反应器具有用于在接触所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂之前加热所述包含乙醇和乙醛的进料的反应物加热装置，所述反应物加热装置足以在绝热条件下使乙醇和乙醛反应，
所述生产1,3-丁二烯的反应器还具有
c)用于使所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂剂再生的装置，
优选地，其中用于使所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂再生的装置包括
x)用于将包含惰性气体的流进料到所述用生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
y)用于将包含氧气的流进料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
所述生产1,3-丁二烯的反应器具有用于在接触所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂之前加热包含惰性气体和氧气的流的再生剂加热装置，所述再生剂加热装置足以在绝热条件下使所述负载型催化剂再生。
20.用于从乙醇生产1,3-丁二烯的生产设施，包含：
i.至少一个用于从乙醇生产乙醛的反应器，所述用于从乙醇生产乙醛的反应器具有
a)至少一个用于从乙醇生产乙醛的区域，所述用于从乙醇生产乙醛的区域包含用于生产乙醛的负载型或非负载型散装催化剂，以及
b)用于将包含乙醇的进料送料到所述用于生产乙醛的反应器中的装置；
ii.至少一个生产1,3-丁二烯的反应器，所述生产1,3-丁二烯的反应器具有
a)至少一个生产1,3-丁二烯的区域，所述区域包含用于从乙醇和乙醛生产1,3-丁二烯的负载型催化剂，以及
b)用于将包含乙醇和乙醛的进料送料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
所述生产1,3-丁二烯的反应器具有用于在接触所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂之前加热所述包含乙醇和乙醛的进料的反应物加热装置，所述反应物加热装置足以使乙醇和乙醛在绝热条件下反应，
所述生产1,3-丁二烯的反应器还具有
c)用于使所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂剂再生的装置，
优选地，其中用于使所述生产1,3-丁二烯的负载型催化剂再生的装置包括
x)用于将包含惰性气体的流进料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
y)用于将包含氧气的流进料到所述生产1,3-丁二烯的反应器中的装置，
所述生产1,3-丁二烯的反应器具有用于在接触所述用于生产1,3-丁二烯的负载型催化剂之前加热包含惰性气体和氧气的流的再生剂加热装置，所述再生剂加热装置足以使所述负载型催化剂在绝热条件下再生，
优选地，其中所述乙醛生产反应器的反应区是等温反应区。
21.根据权利要求19或20所述的生产设施，其中所述用于从乙醇和乙醛生产1,3-丁二烯的负载型催化剂包含钽、铌、铪和锡中的一种或多种，
优选地，其中所述用于从乙醇和乙醛生产1,3-丁二烯的负载型催化剂包含钽。
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