JP2022543879A - 主反応器へ再循環する排気反応器を備えたヒドロホルミル化システム - Google Patents

Abstract

アルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムは：（ａ）触媒フィード、シンガスフィード、及びオレフィンフィードを備え、オレフィン及びシンガスを生成物アルデヒドに変換するように構成された主反応器；（ｂ）主反応器に、そこからの排出物を受けるように結合され、生成物アルデヒドを粗アルデヒド生成物流とシンガス及び未反応オレフィンを含有する排気流とに分離するように構成された第一の気液分離器；（ｃ）第一の気液分離器に、そこからの排気流を受けるように結合された排気反応器であって、排気反応器は、そこへ触媒を供給するように構成された主反応器とも結合され、排気反応器は、第一の気液分離器からの排気流中の未反応オレフィンをさらなる生成物アルデヒドに変換するように運転可能である、排気反応器、を備える。第二の気液分離器が、排気反応器に、そこからの排出物を受けるように結合され、排気反応器からの排出物を、さらなる生成物アルデヒド及び触媒を含有する液体再循環流と別の排気流とに分離するように構成されており、第二の気液分離器は、主反応器にも、そこへ再循環流を供給するように結合されている。

Description

優先権の主張
本出願は、２０２０年７月６日に出願された米国特許出願第１６／９２０，８５６号に基づく。米国特許出願第１６／９２０，８５６号は、２０１９年８月９日に出願された米国特許仮出願第６２／８８４，７２７号に基づく。上記出願の優先権を、本明細書において主張するものであり、上記出願の開示内容は、参照により本明細書に援用される。

本発明は、排気反応器を、排気反応器に付随する気液分離器から主反応器への触媒及び生成物の再循環と共に利用する、アルデヒドを製造するためのオレフィンのヒドロホルミル化に関する。

オレフィンのヒドロホルミル化を、有機配位子及び一酸化炭素と組み合わせた複合体としてのロジウムを例とする第ＶＩＩＩ族金属の存在下でオレフィンと合成ガス（シンガス）としても知られる混合物である一酸化炭素及び水素とを反応させることによって行って、出発オレフィンよりも炭素原子が１個多いカルボニル誘導体を製造するためのプロセスは、本技術分野において公知であり（「オキソ」プロセスと称される）、計り知れない工業的重要性を有している：
ＲＨＣ＝ＣＨ_２ ＋ Ｈ_２ ＋ ＣＯ → ＲＨ_２Ｃ－ＣＨ_２－ＣＨＯ
（式中、Ｒは、有機基である）。用いられ得る市販のオレフィン供給原料は、エチレン、プロピレン、並びに１－及び２－ブテン、ペンテン、ヘキセンなどである。一般に、炭素含有量がＣ２（エチレン）～Ｃ６（ヘキセン）である適切ないかなるオレフィンが用いられてもよい。末端オレフィンのオレフィン炭素に単一のメチル分岐鎖があると、その反応速度は１０分の１に低下するが、分岐鎖の影響は、二重結合からのその距離が長くなるに従って減少する。反応性の異なるいくつかのＣ６供給原料としては：１－ヘキセン；４－メチル－１－ペンテン；２－ヘキセン；４－メチル－２－ペンテン；２－メチル－１－ペンテン；２－メチル－２－ペンテン；及び２，３－ジメチル－２－ブテンが挙げられる。

Ｕｎｒｕｈ ｅｔ ａｌ．に対する米国特許第５，３６７，１０６号（１９９４）には、アルデヒドを製造するための、結合された排気反応器を伴うオキソプロセスが開示されている。Ｍｉｌｌｅｒ ｅｔ ａｌ．に対する米国特許第９，６９５，０９８号には、排気反応器を、排気反応器から共通の生成物／触媒分離器への生成物再循環と共に利用するヒドロホルミル化システムが開示されている。Ｍｉｙａｚａｗａ ｅｔ ａｌ．への米国特許第５，１０５，０１８号、Ｂｅｃｋｅｒ ｅｔ ａｌ．への米国特許第９，０６７，８７６号、Ｂｕｒｎｉｎｇ ｅｔ ａｌ．への米国特許第４，５９３，１２７号、さらにはＥｉｓｅｎｓｃｈｍｉｄ ｅｔ ａｌ．への米国特許第９，６８８，５９８号も参照されたい。

多量の未反応成分が様々な流れの中に存在することから、生成物の回収率を最大化し、原材料の廃棄率を最小限とするようにシステムを運転することが重要である。設備及び運転エネルギーのコストも、効率的な運転のために同様に重要であり、本技術分野では、設備及び運転のコストを低減する改善が継続的に求められている。

本発明は、オレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造するための、主反応器と、主反応器から未反応のオレフィン及びシンガスを受けてさらなる生成物アルデヒドを生成する排気反応器と、を有するヒドロホルミル化システムにおける改善に関する。この改善は、排気反応器からの排出物を受けて、触媒及びさらなる生成物アルデヒドを含む液体流を排気反応器から主反応器へ戻す気液分離器を含む。

以下の記述及び添付の図面において詳細を提供する。
以下の考察から、本発明の利点が、フラッシャ、フラッシャプレヒーター、及びフラッシャに適する受器を排除することができることから、設備及び運転エネルギーのコストの低減を含むことは理解される。さらに、ベントを通してオレフィンガスが失われる場所が減少し、原材料コストが低減され、廃棄物の排出も低減される。本発明のシステムによれば、触媒がシンガス及び反応体オレフィンによる圧力下に維持されて、不活化及び触媒複合体の析出が低減されることから、触媒寿命が延長される。

本発明を、図面と関連して記載する。

図１は、排気反応器から受液器を通して主反応器への液体再循環を備えた本発明のシステムの実施形態を示す模式図である。 図２Ａは、図１のシステムに組み込まれた一体化排気反応器／気液分離器の模式的立面断面図である。 図２Ｂは、図２Ａの一体化排気反応器／気液分離器の断面の模式的平面図である。

主反応器又は排気反応器又は２次反応プロセスのいずれかで用いられる特定のヒドロホルミル化反応条件は、本発明にとって決定的なものではなく、用いられる特定の反応器の個別の必要性を満たすために、さらには所望される特定のアルデヒド生成物を製造するために、広く変動、調節され得ることは理解されたい。

第ＶＩＩＩ族触媒金属としては、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、及びこれらの組み合わせ、特にロジウム及びルテニウム、特にはロジウムが挙げられ、シンガスとオレフィンとの反応によって親オレフィンよりも炭素原子が１個多いオレフィンのアルデヒド誘導体を形成するための触媒として、有機金属複合体で用いられる。置換オレフィンを含む広く様々なオレフィン系供給原料が用いられ得る。本発明は、２～２０個の炭素原子のオレフィンのヒドロホルミル化に広く適用可能であるが、その最も有用な適用は、特に炭素原子が２～８個であるα－オレフィンの場合である。このシステム及びプロセスは、エチレン及びプロピレンをヒドロホルミル化して、それぞれプロピオンアルデヒド及びｎ－ブチルアルデヒドとすることに特に適している。本発明では、主反応器及び排気反応器の両方において、同じ触媒複合体及びオレフィンが用いられる。触媒は、２つの反応器間を連続的に循環され、主反応プロセスで未変換のオレフィンは、未反応オレフィンをアルデヒドに変換するための栓流反応器又は逆混合反応器であってよい排気反応器へ導入される。

ヒドロホルミル化プロセスは、典型的には超大気圧で、典型的には水素と一酸化炭素とを合わせて約４～２０気圧の分圧下で、及び約０．５：１～１０：１の範囲内である水素対一酸化炭素モル比で行われる。

反応器中でのヒドロホルミル化反応温度は、通常、８０℃～１７０℃の範囲内であり、好ましくは約１２０℃～約１４０℃の範囲内である。
用いられる液体反応媒体又は触媒溶液は、（ａ）触媒複合体、（ｂ）典型的には、触媒の金属成分を複合体化するのに要する量を超える過剰量の、複合体形成に用いられる有機配位子、（ｃ）ヒドロホルミル化反応生成物、及びヒドロホルミル化生成物アルデヒドのそれ自体との望ましくない縮合に典型的には起因する副生成物、（ｄ）ヒドロホルミル化されるオレフィンであって、前記オレフィンの分子量に応じて様々である量のオレフィン（反応媒体中の液体オレフィンの割合は、通常、エチレンなどの低分子量アルカンよりも高分子量オレフィンの方が大きい）、及び（ｅ）所望に応じて、不活性反応溶媒、を含む。

触媒金属は、有機配位子とだけでなく、水素及び一酸化炭素とも複合体化する。多くの有機配位子が用いられ得るが、特に有意な配位子は、単座又は多座のトリオルガノホスフィン、トリオルガノホスファイト、トリオルガノアルシン、又はトリオルガノスチビンを含み、ホスフィン及びホスファイトが特に工業的に重要である。トリフェニルホスフィン及びトリフェニルホスファイトで例示される単純な単座ホスフィン及びホスファイトが、工業的には一般的に用いられる。しかし、多座配位子は、単座配位子の場合に用いられることの多い大過剰量の配位子が必要とされないという利点を有する。触媒複合体は、ヒドロホルミル化反応器中においてｉｎ ｓｉｔｕで形成されてよい、又は予め形成されていてもよい。

ヒドロホルミル化反応媒体中で維持されるべき触媒の濃度は、本発明の良好な使用にとって決定的なものではない。しかし、典型的には、触媒金属がロジウムである場合、及び配位子がトリフェニルホスフィンである場合、イソアルデヒドの抑制が所望される状況では、液体反応媒体は、約０．０１～１．０重量％のロジウム及び約２０重量％以上までのトリフェニルホスフィンを含有する。エチレンのヒドロホルミル化では、イソアルデヒドの問題は存在せず、低い配位子濃度を用いることができる。不活性反応溶媒を添加しない場合、例えばプロピレンのヒドロホルミル化におけるトリフェニルホスフィン含有量は、約４０％の高さであってよい。

反応システムにおいて所望に応じて用いられる不活性溶媒は、それが触媒システムと並びに反応体及び反応生成物と混和性であり、反応生成物及び副生成物の溶媒からのストリッピングが促進されるように揮発性が低く、並びに当然、ヒドロホルミル化反応において化学的に不活性であるか又はそうでなければ、他の列挙した要件は依然として満たしながらそのシステム中でそれ自体が不活性である誘導体を形成するかのいずれか、である限りにおいて、過剰に決定的なものではない（すなわち、適切な溶媒は、反応器中で水素化を受け得るが、その後の水素化された形態がさらなる反応に対して不活性である溶媒であり得る）。分子量は、それが揮発性に関連すること以外は、反応溶媒において有意な因子ではなく、当然、反応生成物がストリッピングされた時の重質残分として不活性溶媒の保持を容易とするために、比較的高い分子量が所望される。例えばアルキル置換ベンゼン；ピリジン及びアルキル置換ピリジン；３級アミン；ジカルボン酸ジアルキル及びトリオルガノホスフェートなど、さらにはトリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールなどのポリオールのエステルなどの高沸点エステル；ケトン；ブタノールなどのアルコール；アセトニトリルなどのニトリル；並びにケロセン、鉱油、シクロヘキサン、ナフサなどの飽和炭化水素及びビフェニルなどの芳香族の両方を含む炭化水素、を含む数多くの不活性液体のいずれかを使用することが既に知られている。米国特許第４，１５１，２０９号には、特に有用な溶媒として、トリフェニルホスフィンオキシド、並びに少なくとも約５００の分子量を有するポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールを例とするポリグリコールが挙げられることが教示されている。

図１を参照すると、主オキソ反応器１２、凝縮器１４、主オキソ反応器生成物分離器１６、排気反応器１８、及び排気反応器受液器２０を備えたヒドロホルミル化システム１０が示される。

図１にはまた、破線の境界線で囲まれた従来システムの構成要素も示されており、これらは、本発明の方法によって排除することができる。従来の構成要素は、フィードライン２２、フラッシャプレヒーター２４、フラッシャ２６、さらにはフラッシャオーバーヘッド受器２８を含む。

運転時、様々な流れの流動は、図１の矢印で示された方向である。主オキソ反応器１２には、触媒、シンガス、及び反応体のオレフィンが１３、１５、及び１７でフィードされ、それらが反応することでアルデヒド含有蒸気生成物流が得られ、これはライン３０を通って反応器１２から排出されて凝縮器１４に供給され、そこで生成物は冷却されて、ライン３２を通って分離器１６に供給される。分離器１６では、液体は粗生成物としてシステムから３４で引き抜かれ、蒸気排気流は、ライン３６を通って排気反応器１８に供給される。

所望に応じて、反応器１８には、最適な運転のための必要に応じて、矢印１９、１９ａに示されるように、追加のシンガス及び反応体のオレフィンが供給される。
排気反応器１８は、主反応器から排気反応器１８へ触媒を供給するライン３８を介して反応器１２と結合されている。すなわち、ロジウム複合体触媒、いずれかの遊離オルガノリン配位子、溶媒、少量の生成物アルデヒド、及び何らかの液体重質残分生成物を含有する液体触媒溶液の一部が、主オキソ反応器から連続的に引き抜かれる。液体触媒溶液の引き抜かれた部分は、栓流反応器又は逆混合反応器であってよい排気反応器へ向けられ、そこで、分離器１６からの生成物が取られたオーバヘッドから分離された非凝縮排気ガスと混合される。追加のシンガスは、典型的には、排気反応器中で液体触媒溶液と混合される前に、排気ガスに添加される。

排気反応器１８では、主オキソ分離器１６からの反応体オレフィンが、さらなる生成物アルデヒドに変換される。システム中で循環される蒸気、溶解したガス、溶媒、及び重質残分を含む反応器１８からの排出物、好ましくはすべての排出物が、ライン４０を介して、さらに冷却されて又は冷却されずに、受器２０に供給される。システム中で循環される触媒、粗生成物アルデヒド、溶解したガス、溶媒、及び重質残分を含む受器２０からの液体は、ライン４２、４４によって主反応器１２に再循環される。オフガスは、４６で排気される。排気反応器からの生成物アルデヒドは、このようにして主分離器１６から回収され得る。

本発明のシステムは、図１で破線で示した項目及び／又は破線内に示した項目を典型的には有するヒドロホルミル化システムの従来の運転とは異なる。特に、従来の実践では、受器２０からの液体排出物を、ライン２２を通してフラッシャプレヒーター２４へ供給することを含む（ライン４２は従来システムには存在しない）。プレヒーター２４は、ライン４８を通してフラッシャ２６へフィードし、そこで、生成物アルデヒドはフラッシュ蒸留され、触媒及び何らかの溶媒を含む残った液体、及びシステムを循環する重質分は、ライン４４、５０を介して反応器１２に戻される。フラッシャ２６からのフラッシュ蒸気は、ライン５２を介してフラッシャオーバーヘッド受器２８に供給され、そこで、粗生成物アルデヒドが、ライン５４を介して引き抜かれ、排気ガスが５６で除去される。

図１に示した実施形態では、生成物分離器又は生成物受器は、分離器若しくは受器の前に冷却あり又は冷却なしでの、単なるノックアウトドラムであってよい。冷却は、凝縮器１４などの別個の凝縮器によって提供されてよい、又は分離器若しくは受器と一体化されていてもよい。

本発明の１つの好ましい実施形態は、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、一体化排気反応器／気液分離器を含み、これは、図１のシステム１０に組み込まれる。図２Ａでは、排気反応器１８及び別個の受液器２０の代わりに図１のシステムで用いられる一体化排気反応器／気液分離器１８０の模式的立面断面図が示される。排気反応器／気液分離器１８０は、１８４に示される複数の管を備えたシェル１８２、上部管板１８６、下部管板１８８、複数の液体排出ノズルＤ１、Ｄ２、Ｄ３、及びＤ４を備える。また、排気ガス排出ノズルＲを備えた排気ガス排出マニホルド１９０、及びミストエリミネーター１９２も備える。排気反応器／気液分離器１８０は、本質的に、上部に蒸気開放空間を備えた円筒多管式熱交換器タイプの反応器（管側反応器（tube side reactor））である。

図２Ｂは、上部管板１８６のすぐ上の部分での排気反応器／気液分離器の断面の平面図であり、シェル１８２の外周部に等間隔で配置された液体排出ノズルＤ１、Ｄ２、Ｄ３、及びＤ４が示される。

排気反応器／気液分離器１８０の長さ対直径比（Ｌ／Ｄ）は、約２～４の範囲内、好ましくは約３であり、反応器中の液面から上の液体開放高さＨは、Ｈ／Ｌの比が約０．１～約０．４、好ましくは約０．２となるように定められる。

排気反応器／気液分離器１８０は、図１のシステム１０に用いられ、ライン３８によって主オキソ反応器１２に結合されて液体触媒溶液を受け、ライン３６を介して分離器１６に結合されて排気流を受ける。所望に応じて、排気反応器／気液分離器１８０は、矢印１９、１９ａで示されるように、追加のシンガス及び反応体のオレフィンを受ける。

運転時、排気反応器／気液分離器１８０は、ノズルＤ１、Ｄ２、Ｄ３、及びＤ４の僅かに上にある液面Ｌ’を維持した状態で、ライン３６を介して受けた未反応の排気ガスを反応器の管１８４で反応させる。排気ガスは、ミストエリミネーター１９２を通過した後にノズルＲを介して引き抜かれる。排気反応器／気液分離器１８０は、反応器１２と実質的に同じ条件下で、すなわち、８０℃～１７０℃、好ましくは１２０℃～１４０℃の温度、及び一酸化炭素と水素とを合わせて４気圧～２０気圧の分圧で運転され、それによって、主反応器への再循環が促進される。本明細書において「実質的に同じ温度」及び／又は「実質的に同じ圧力」と言及する場合、そのような言及は、記載される装置構成要素内での又は記載されるプロセス工程の一部としてのパラメータの平均値の１０％以内を含むものであり、圧力は絶対基準であり、温度は摂氏の単位である。

システム中で循環される触媒、粗生成物アルデヒド、溶解したガス、溶媒、及び重質残分を含む液体が、ノズルＤ１～Ｄ４を介して排気反応器／気液分離器１８０から引き抜かれ、ライン４２、４４によって主反応器１２に再循環される。排気反応器／気液分離器１８０からの生成物アルデヒドは、このようにして主分離器１６から回収され得る。

例示的及び好ましい実施形態
本発明の第一の態様では、実施形態１として、アルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムが提供され：（ａ）触媒フィード、シンガスフィード、及びオレフィンフィードを備え、オレフィン及びシンガスを生成物アルデヒドに変換するように構成された主反応器；（ｂ）主反応器に、そこからの排出物を受けるように結合され、生成物アルデヒドを粗アルデヒド生成物流とシンガス及び未反応オレフィンを含有する排気流とに分離するように構成された第一の気液分離器；（ｃ）第一の気液分離器に、そこからの排気流を受けるように結合された排気反応器であって、排気反応器は、そこへ触媒を供給するように構成された主反応器とも結合され、排気反応器は、第一の気液分離器からの排気流中の未反応オレフィンをさらなる生成物アルデヒドに変換するように運転可能である、排気反応器；（ｄ）排気反応器に、そこからの排出物を受けるように結合され、排気反応器からの排出物を、さらなる生成物アルデヒド及び触媒を含有する液体再循環流と別の排気流とに分離するように構成された第二の気液分離器であって、第二の気液分離器は、主反応器にも、そこへ再循環流を供給するように結合されている、第二の気液分離器、を備え、第二の気液分離器からの触媒は、主反応器へ再循環され、第二の気液分離器からのさらなる生成物アルデヒドは、主反応器へ供給されて、第一の気液分離器からの粗アルデヒド生成物流で回収される。

実施形態１のシステムは、これ以降に列挙する実施形態２～１５の特徴のいずれか又はすべてを含んでいてよい。
実施形態２は、実施形態１に従うアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムであって、排気反応器からのすべての排出物が、第二の気液分離器に供給される。

実施形態３は、実施形態１又は２に従うアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムであって、システムは、単一の粗アルデヒド生成物出口部を有する。
実施形態４は、実施形態１～３のいずれかに従うアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムであって、第一の気液分離器からの排気流は、生成物アルデヒド、シンガス、及び未反応オレフィンを含む。

実施形態５は、実施形態１～４のいずれかに従うアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムであって、追加のシンガスが、排気反応器に供給される。
実施形態６は、実施形態１～５のいずれかに従うアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムであって、主反応器と第一の気液分離器とに結合された凝縮器をさらに備える。

実施形態７は、実施形態１～６のいずれかに従うアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムであって、第二の気液分離器は、冷却を備えている。
実施形態８は、実施形態１～６のいずれかに従うアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムであって、第二の気液分離器は、それに付随する冷却を有しない。

実施形態９は、実施形態１～８のいずれかに従うアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムであって、排気反応器は、栓流反応器である。
実施形態１０は、実施形態１～８のいずれかに従うアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムであって、排気反応器は、逆混合反応器である。

実施形態１１は、実施形態１～１０のいずれかに従うアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムであって、第二の気液分離器は、共通のシェル内で排気反応器と一体化されている。

実施形態１２は、実施形態１１に従うアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムであって、主反応器、排気反応器、及び第二の気液分離器は、実質的に同じ温度及び実質的に同じ圧力で運転される。

実施形態１３は、実施形態１～１２のいずれかに従うアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムであって、オレフィンフィードは、プロピレンを含み、生成物アルデヒドは、ブチルアルデヒドを含む。

実施形態１４は、実施形態１～１３のいずれかに従うアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムであって、触媒は、リン含有配位子及び一酸化炭素と複合体化した第ＶＩＩＩ族金属である。

実施形態１５は、実施形態１４に従うアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムであって、第ＶＩＩＩ族金属は、ロジウムである。
本発明の別の態様では、実施形態１６として、主反応器、並びに主反応器から未反応オレフィン及びシンガスを受けてさらなる生成物アルデヒドを生成する排気反応器を有する、オレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムにおける改善が提供され、この改善は、排気反応器からの排出物を受けて、排気反応器からの触媒及びさらなる生成物アルデヒドを含む液体流を主反応器へ戻す気液分離器を含む。実施形態１６の改善は、実施形態１～１５の特徴のいずれか又はすべてを含んでいてよい。

本発明のなおさらに別の態様では、実施形態１７として、ヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法が提供され：（ａ）触媒、シンガス、及びオレフィンを主反応器へフィードする工程；（ｂ）シンガス及びオレフィンを、主反応器中で生成物アルデヒドに変換する工程；（ｃ）主反応器からの生成物アルデヒド及び未反応シンガス及び未反応オレフィンを、第一の気液分離器へ供給する工程；（ｄ）生成物アルデヒド及び未反応オレフィンを、液体粗アルデヒド生成物流と、未反応のシンガス及びオレフィンを含有する蒸気排気流とに分離する工程；（ｅ）蒸気排気流を第一の気液分離器から、触媒を主反応器から、排気反応器へフィードする工程；（ｆ）第一の気液分離器から受けた蒸気排気流からの未反応オレフィン及びシンガスを、排気反応器中でさらなる生成物アルデヒドに変換する工程；（ｇ）排気反応器からの排出物を第二の気液分離器へフィードする工程；（ｈ）排気反応器からの排出物を、さらなる生成物アルデヒド及び触媒を含有する液体流とオフガス流とに分離する工程；（ｉ）第二の気液分離器からのさらなる生成物アルデヒド及び触媒を含有する液体流を、主反応器へ戻す工程、を含み、第二の気液分離器からの触媒は、主反応器へ再循環され、第二の気液分離器からのさらなる生成物アルデヒドは、主反応器へ供給されて、第一の気液分離器からの粗アルデヒド生成物流で回収される。

実施形態１８は、実施形態１７に従うヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法であって、排気反応器からのすべての排出物が、第二の気液分離器に供給される。

実施形態１９は、実施形態１７又は１８に従うヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法であって、生成物アルデヒドは、単一の粗アルデヒド生成物出口部へ供給される。

実施形態２０は、実施形態１７、１８、又は１９のいずれかに従うヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法であって、追加のシンガスを排気反応器へ供給することをさらに含む。

実施形態２１は、実施形態１７、１８、１９、又は２０のいずれかに従うヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法であって、未反応シンガス、生成物アルデヒド、及び未反応オレフィンを、主反応器と第一の気液分離器とに結合された凝縮器で冷却することをさらに含む。

実施形態２２は、実施形態１７、１８、１９、２０、又は２１のいずれかに従うヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法であって、排気反応器からの排出物を冷却することをさらに含む。

実施形態２３は、実施形態１７、１８、１９、２０、又は２１のいずれかに従うヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法であって、排気反応器からの排出物は、冷却されることなく、さらなる生成物アルデヒド及び触媒を含有する液体流とオフガス流とに分離される。

実施形態２４は、実施形態１７～２３のいずれかに従うヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法であって、ヒドロホルミル化は、反応器中の温度を約１２０℃～約１４０℃に維持しながら、主反応器及び排気反応器で行われる。

実施形態２５は、実施形態２４に従うヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法であって、ヒドロホルミル化は、反応器中の温度を約１２２．５℃～約１３７．５℃に維持しながら、主反応器及び排気反応器で行われる。

実施形態２６は、実施形態１７～２５のいずれかに従うオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法であって、主反応器、排気反応器、及び第二の気液分離器は、実質的に同じ温度及び実質的に同じ圧力で運転される。

上記から、本発明の利点が、フラッシャ、フラッシャプレヒーター、及び受器を排除することができることから、設備コストの低減を含むことは理解される。さらに、ベントを通してオレフィンガスが失われる場所が減少し、運転コストも低減される。さらに、本発明のシステムによれば、触媒がシンガス及び反応体オレフィンによる圧力下に維持されて、不活化及び触媒複合体の析出が低減されることから、触媒寿命が延長される。

本発明を詳細に記載してきたが、本発明の趣旨及び範囲内での改変は、当業者であれば容易に明らかであろう。そのような改変も、本発明の一部として見なされるべきである。上記考察、本技術分野の該当する知識、並びに開示内容のすべてが参照により本明細書に援用される背景技術及び詳細な記述に関連して上記で考察した参考文献を考慮すると、さらなる記載は不要であると考えられる。加えて、上記考察から、本発明の態様及び様々な実施形態の部分が、全体として又は部分的に、組み合わされてよい又は相互交換されてよいことは理解されるべきである。さらに、当業者であれば、上記の記述が、単なる例であり、本発明を限定することを意図するものではないことも理解される。

Claims (20)

1. アルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムであって、
   （ａ）触媒フィード、シンガスフィード、及びオレフィンフィードを備え、前記オレフィン及びシンガスを生成物アルデヒドに変換するように構成された主反応器、
   （ｂ）前記主反応器に、そこからの排出物を受けるように結合され、前記生成物アルデヒドを粗アルデヒド生成物流とシンガス及び未反応オレフィンを含有する排気流とに分離するように構成された第一の気液分離器、
   （ｃ）前記第一の気液分離器に、そこからの前記排気流を受けるように結合された排気反応器であって、前記排気反応器は、そこへ触媒を供給するように構成された前記主反応器とも結合され、前記排気反応器は、前記第一の気液分離器からの前記排気流中の未反応オレフィンをさらなる生成物アルデヒドに変換するように運転可能である、排気反応器、
   （ｄ）前記排気反応器に、そこからの排出物を受けるように結合され、前記排気反応器からの前記排出物を、さらなる生成物アルデヒド及び触媒を含有する液体再循環流と別の排気流とに分離するように構成された第二の気液分離器であって、前記第二の気液分離器は、前記主反応器にも、そこへ前記再循環流を供給するように結合されている、第二の気液分離器、
   を備え、
   前記第二の気液分離器からの触媒は、前記主反応器へ再循環され、前記第二の気液分離器からのさらなる生成物アルデヒドは、前記主反応器へ供給されて、前記第一の気液分離器からの前記粗アルデヒド生成物流で回収される、ヒドロホルミル化システム。
2. 前記排気反応器からのすべての前記排出物が、前記第二の気液分離器に供給される、請求項１に記載のアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システム。
3. 前記システムが、単一の粗アルデヒド生成物出口部を有する、請求項１に記載のアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システム。
4. 前記第一の気液分離器からの前記排気流が、生成物アルデヒド、シンガス、及び未反応オレフィンを含む、請求項１に記載のアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システム。
5. 前記主反応器と前記第一の気液分離器とに結合された凝縮器をさらに備える、請求項１に記載のアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システム。
6. 前記排気反応器が、栓流反応器である、請求項１に記載のアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システム。
7. 前記排気反応器が、逆混合反応器である、請求項１に記載のアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システム。
8. 前記第二の気液分離器が、共通のシェル内で前記排気反応器と一体化されている、請求項１に記載のアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システム。
9. 前記主反応器、前記排気反応器、及び前記第二の気液分離器が、実質的に同じ温度及び実質的に同じ圧力で運転される、請求項８に記載のアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システム。
10. 前記オレフィンフィードが、プロピレンを含み、前記生成物アルデヒドが、ブチルアルデヒドを含む、請求項１に記載のアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システム。
11. 前記触媒が、リン含有配位子及び一酸化炭素と複合体化した第ＶＩＩＩ族金属である、請求項１に記載のアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システム。
12. 前記第ＶＩＩＩ族金属が、ロジウムである、請求項１１に記載のアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システム。
13. 主反応器、並びに前記主反応器から未反応オレフィン及びシンガスを受けてさらなる生成物アルデヒドを生成する排気反応器を有する、オレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造するためのヒドロホルミル化システムにおいて、改善は、前記排気反応器からの排出物を受けて、前記排気反応器からの触媒及びさらなる生成物アルデヒドを含む液体流を前記主反応器へ戻す気液分離器を含む。
14. ヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法であって、
    （ａ）触媒、シンガス、及びオレフィンを主反応器へフィードすること、
    （ｂ）前記シンガス及びオレフィンを、前記主反応器中で生成物アルデヒドに変換すること、
    （ｃ）前記主反応器からの前記生成物アルデヒド及び未反応シンガス及び未反応オレフィンを、第一の気液分離器へ供給すること、
    （ｄ）前記生成物アルデヒド及び未反応オレフィンを、液体粗アルデヒド生成物流と、未反応のシンガス及びオレフィンを含有する蒸気排気流とに分離すること、
    （ｅ）前記蒸気排気流を前記第一の気液分離器から、及び触媒を前記主反応器から、排気反応器へフィードすること、
    （ｆ）前記第一の気液分離器から受けた前記蒸気排気流からの未反応オレフィン及びシンガスを、前記排気反応器中でさらなる生成物アルデヒドに変換すること、
    （ｇ）前記排気反応器からの排出物を第二の気液分離器へフィードすること、
    （ｈ）前記排気反応器からの排出物を、さらなる生成物アルデヒド及び触媒を含有する液体流とオフガス流とに分離すること、
    （ｉ）前記第二の気液分離器からのさらなる生成物アルデヒド及び触媒を含有する前記液体流を、前記主反応器へ戻すこと、
    を含み、
    前記第二の気液分離器からの触媒は、前記主反応器へ再循環され、前記第二の気液分離器からのさらなる生成物アルデヒドは、前記主反応器へ供給されて、前記第一の気液分離器からの前記粗アルデヒド生成物流で回収される、方法。
15. 追加のシンガスを前記排気反応器へ供給することをさらに含む、請求項１４に記載のヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法。
16. 前記未反応シンガス、生成物アルデヒド、及び未反応オレフィンを、前記主反応器と前記第一の気液分離器とに結合された凝縮器で冷却することをさらに含む、請求項１４に記載のヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法。
17. 前記排気反応器からの前記排出物を冷却することをさらに含む、請求項１４に記載のヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法。
18. 前記排気反応器からの前記排出物が、冷却されることなく、さらなる生成物アルデヒド及び触媒を含有する液体流とオフガス流とに分離される、請求項１４に記載のヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法。
19. ヒドロホルミル化が、前記反応器中の温度を約１２０℃～約１４０℃に維持しながら、前記主反応器及び排気反応器で行われる、請求項１４に記載のヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法。
20. ヒドロホルミル化が、前記反応器中の温度を約１２２．５℃～約１３７．５℃に維持しながら、前記主反応器及び排気反応器で行われる、請求項１９に記載のヒドロホルミル化によってオレフィン及びシンガスからアルデヒドを製造する方法。
    
    
    

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