用于由合成气和二甲醚生产乙酸甲酯和甲醇的集成方法_2

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kPa),优选 10-7^arg(1000kPa-7500kPa)。
[0045] 至幾基化反应区的二甲離进料可W是新鲜二甲離或新鲜二甲離和再循环二甲離 的混合物。合适地,包含二甲離的至幾基化反应区的再循环物流可W得自幾基化反应下游 的工艺的任何部分,包括例如从幾基化反应产物回收的富含氨气的合成气。
[0046] 可W将二甲離W-个或多个新鲜二甲離物流的形式或W-个或多个包含新鲜二 甲離和再循环二甲離的混合物的物流的形式进料至幾基化反应区。
[0047] 可W将二甲離和合成气作为一个或多个分开的物流,但优选作为一个或多个组合 的合成气和二甲離物流引至幾基化反应区。
[0048] 在一个实施方案中,将二甲離和合成气作为组合的物流进料至幾基化反应区,在 用于幾基化反应区之前,例如在一个或多个热交换器中加热所述组合的物流至所需的幾基 化反应温度。
[0049] 在商业实践中,通过在甲醇脱水催化剂上催化转化甲醇生产二甲離。该催化转化 导致主要是二甲離的产物,但其还可包含低水平的甲醇和/或水。沸石催化的二甲離的幾 基化中显著的水的存在倾向于抑制己酸甲醋产物的生成。此外,水可经由副反应在幾基化 反应中生成。但是,用于本发明的幾基化反应的二甲離可W包含少量的水和甲醇中的一种 或多种,只要甲醇和水的总量不如此大W致显著抑制己酸甲醋的生成。合适地,二甲離(包 括再循环二甲離)可WWlPpm-10摩尔%,例如1 ppm-2摩尔%,例如1 ppm-1摩尔%,优选 1 ppm-0. 5摩尔%的总量包含水和甲醇。
[0050] 优选地,在用于幾基化反应之前,干燥二甲離(新鲜和任何再循环二甲離)进料。
[0051] 二甲離的浓度可W为基于至幾基化反应区的所有物流的全部的1摩尔%-20摩 尔%,合适地为1. 5摩尔%-15摩尔%,例如5-15摩尔%,例如2. 5-12摩尔%,例如2. 5-7. 5 摩尔%。
[0052] 幾基化反应中一氧化碳与二甲離的摩尔比合适地为1:1至99:1,例如1:1至 25:1,例如 2:1 至 25:1。
[0053] 二氧化碳与氨气反应W形成水和一氧化碳。此反应通常被称为逆水煤气转换反 应。因此,当需要使用包含二氧化碳的合成气时,为缓解水对幾基化反应的影响,优选幾基 化催化剂对逆水煤气转换反应或对甲醇的产生无活性。优选地,幾基化催化剂包括娃侣酸 盐沸石。
[0054] 沸石包含可W与其它通道体系或空腔例如侧袋(side-pocket)或笼相互连接的通 道体系。通过环结构限定通道体系,所述环可W包含例如8、10或12个成员。关于沸石、 它们的骨架结构类型和通道体系的信息出版在AtlasofZeoliteRrameworkTypes,。H. Baerloche;r,L.B.Mccusker和D.H.Olson,第六修订版,Elsevier,Amsterdam, 2007 中,并 且还在国际沸石学会(InternationalZeoliteAssociation)的网站www.iza-online.org 上可得。
[00巧]合适地,幾基化催化剂是结晶娃侣酸盐沸石,其包含至少一个由8元环限定的通 道。由8元环限定的沸石通道体系的孔应该具有该样的尺寸;反应物分子,二甲離和一氧化 碳可W自由扩散入和扩散出沸石骨架。合适地,沸石的8元环通道的孔具有至少2.5X3.6 埃的尺寸。优选地,由8元环限定的通道与至少一个由10或12元环限定的通道相互连接。
[0056] 包含至少一个由8元环限定的通道的娃侣酸盐沸石的非限制性实例包括具有骨 架结构类型M0R(例如丝光沸石)、FER(例如儀碱沸石)、0FF(例如菱钟沸石)和GME(例如 钢菱沸石)的沸石。
[0057] 优选的幾基化催化剂是丝光沸石。
[0058] 幾基化催化剂可W是其氨形式的沸石。优选地,幾基化催化剂是其氨形式的丝光 沸石。
[0059] 幾基化催化剂可W是用一种或多种金属完全或部分负载的沸石。用于负载至沸石 上的合适的金属包括铜、银、镶、银、锭、销、钮或钻及其组合,优选铜、银及其组合。可W通过 例如离子交换和浸溃的技术制备负载金属的形式。该些技术是公知的并通常设及用金属阳 离子交换沸石的氨或氨前体阳离子(例如锭阳离子)。
[0060] 幾基化催化剂可W是沸石,除侣和娃之外,在其骨架中还存在一种或多种其它金 属,例如选自嫁、棚和铁中的至少一种的=价金属。合适地,幾基化催化剂可W是包含嫁作 为骨架元素的沸石。例如,幾基化催化剂可W是包含嫁作为骨架元素的丝光沸石,例如,包 含嫁作为骨架元素并是其氨形式的丝光沸石。
[0061] 幾基化催化剂可W是用至少一种粘结剂材料复合的沸石。如本领域普通技术 人员将认识到的,选择粘结剂材料W使催化剂在幾基化反应条件下适当地是活性和稳健 的(robust)。合适的粘结剂材料的实例包括无机氧化物,例如二氧化娃、氧化侣、娃酸侣 (alumina-si1icate)、娃酸儀、娃酸儀侣、二氧化铁和氧化错。优选的粘结剂材料包括氧化 侣、娃酸侣和二氧化娃,例如勃姆石型氧化侣。
[0062] 沸石与粘结剂材料的相对比例可W广泛地变化,但合适地粘结剂材料可WW复合 物的10wt%-90wt%,优选复合物的10wt%-65wt%的量存在于复合物中。
[0063] 也可W不使用粘结剂使沸石粉末形成颗粒。典型的沸石催化剂颗粒包括截面是圆 形或包含多个从催化剂颗粒的中屯、部位向外延伸的弧形叶的挤出物。
[0064] 在本发明的一个实施方案中,幾基化催化剂是沸石,例如丝光沸石,其用至少一种 可化合适地选自氧化侣、二氧化娃和娃酸侣的无机氧化物粘结剂材料复合,并W成型体,例 如挤出物的形式使用。具体地,幾基化催化剂是用氧化侣,例如勃姆石氧化侣复合的丝光沸 石。用氧化侣复合的丝光沸石可W包含嫁作为骨架元素。
[0065] 在本发明中用作幾基化催化剂的沸石的二氧化娃与氧化侣的摩尔比是整体比率 或总比率。该可W通过多种化学分析技术中的任意一种来确定。此类技术包括X-射线巧 光、原子吸收和ICP(电感禪合等离子体)。所有都将提供基本相同的二氧化娃与氧化侣的 摩尔比值。
[0066] 合成沸石的整体二氧化娃与氧化侣的摩尔比(在此也称为"SAR")将变化。例如, 沸石(例如丝光沸石)的SAR可W从低至5至超过90。
[0067] 在本发明中用作幾基化催化剂的沸石的SAR可W合适地为10:1至90:1,例如 20:1 至 60:1。
[0068] 优选的是沸石幾基化催化剂在使用前即刻活化,通常通过在升高的温度下在流动 的氮气、一氧化碳、氨气或其混合物下对催化剂加热至少一小时。
[0069] 优选地,幾基化反应在基本无水的条件下进行。因此合适地,如上面所论述的,为 了限制幾基化反应中水的存在,在用于幾基化反应之前,对全部反应物,包括新鲜合成气、 新鲜二甲離、其任何的再循环和催化剂进行干燥。合适地,将存在于幾基化反应中的水与 甲醇(水来源)的组合量限制为1Ppm-0. 5摩尔%,优选1ppm-0. 1摩尔%,并最优选1 ppm-〇. 05 摩尔 %。
[0070] 理想地,引至幾基化反应区的水与甲醇的组合量不大于0. 5摩尔%,例如0-0. 5摩 尔%,例如1ppm-0. 5摩尔%。
[0071] 幾基化催化剂可W用于例如为管道(pipe)或管子(tube)形状的固定床幾基化反 应区,其中通常为气态形式的二甲離和合成气进料越过或通过幾基化催化剂。
[0072] 幾基化反应在蒸气相中进行。
[0073] 合成气和二甲離在幾基化催化剂存在下,在有效形成包含己酸甲醋的气态幾基化 反应产物的反应条件下反应。
[0074]优选地,幾基化反应在100°C-350°C,例如250°C-350°C的温度下进行。
[00巧]优选地,幾基化反应在l-200barg(100kPa-20,000kPa),例如lO-lOObarg(lOOOkPa-10,OOOkPa),例如 50-100barg(5000kPa-10,OOOkPa)的总压力下进 行。
[0076] 在一个实施方案中,幾基化反应在250°C-350 °C的温度和 50-100barg(5000kPa-10,OOOkPa)的总压力下进行。
[0077] 在一个优选实施方案中,优选地包含不大于1ppm-10摩尔%的组合量的水和甲 醇的合成气和二甲離在幾基化催化剂,例如具有至少一个由8元环限定的通道的娃侣酸 盐沸石,例如丝光沸石,优选是其氨形式的丝光沸石的存在下,在l〇〇°C-350°C的温度和 l〇-100barg(l〇〇〇kPa-10,OOOkPa)的总压力下反应W形成包含己酸甲醋和富含氨气的合成 气的气态幾基化反应产物。
[0078] 合适地,可W将二甲離和合成气(任选地包含二氧化碳和任何再循环)在 500-40, 00化-1,例如2000-20, 00化-1的通过催化剂床的气流的总气体时空间速度佑HSV)下 进料至幾基化反应区。
[0079] 优选地,幾基化反应在基本上不存在面化物,例如舰化物下进行。术语"基本上" 表示至幾基化反应区的进料物流的面化物,例如总舰化物含量小于500ppm,优选小于100 ppm。
[0080] 合成气中存在的氨气在幾基化反应中基本上无活性,因此从幾基化反应区取出的 合成气相对于至幾基化反应区的合成气进料的氨气含量富含氨气。
[0081] 从幾基化反应区取出的幾基化反应产物包含己酸甲醋和富含氨气的合成气。幾基 化反应产物通常将包含少量的其它组分,例如未反应的二甲離、水、甲醇和惰性气体中的一 种或多种。幾基化反应产物还可W包含幾基化反应中经由副反应形成的低沸点副产物。该 些副产物通常是一种或多种締姪,例如己締和C2氧化化合物,例如己醒和丙酬。
[0082]二氧化碳在幾基化反应中通常未被消耗,所W当至幾基化反应区的合成气进料包 含二氧化碳时,幾基化反应产物也将包含二氧化碳。
[0083] 从幾基化反应区W气态形式取出幾基化反应产物。
[0084] 在本发明中,从取出的幾基化反应产物回收富己酸甲醋液体物流和合成气物流。
[0085] 合适地,冷却并分离取出的幾基化反应产物W回收富己酸甲醋液体物流和合成气 物流。可W使用一个或多个热交换装置,例如常规热交换器进行幾基化反应产物的冷却,W 将幾基化反应产物冷却至例如50°C或更低的温度,合适地至40°C-50°C的温度。
[0086] 可W在例如一种或多种气/液分离装置,例如分离罐或切向入口罐中从合成气物 流回收富己酸甲醋液体物流。
[0087] 富己酸甲醋液体物流主要包含己酸甲醋,但还可W包含较少量的未反应的二甲 離、甲醇、水和溶解的惰性气体和合成气中的一种或多种。
[0088] 合成气物流主要包含一氧化碳、氨气和存在于至幾基化反应区的合成气进料中的 二氧化碳。合成气物流还可W包含较少量的未反应的二甲離、水、己酸甲醋、惰性气体和低 沸点幾基化副产物中的一种或多种。
[0089] 可W例如通过蒸馈从富己酸甲醋液体物流回收己酸甲醋,并W其原样出售或用作 下游化学工艺的进料。
[0090] 在一个实施方案中,从至少部分富己酸甲醋液体物流回收己酸甲醋,并优选通过 水解方法将经回收的己酸甲醋转化成己酸。可W使用已知的方法,例如催化蒸馈法进行经 回收的己酸甲醋的水解。通常,在用于己酸甲醋水解的催化蒸馈法中
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