具有高酯含量的氧代醛的氢化方法_2

文档序号:8235630阅读:来源:国知局
质量% 镍(作为金属计)和/或5?30质量%钴(作为金属计),优选15?25质量%镍和/或 15?25质量%钴。本发明催化剂优选含有17. 5?22. 5质量%钴。虽然采用含有17. 5? 22. 5质量%镍的催化剂,酯也能按照与钴催化剂近似好的方式降解,但是随着酯的浓度不 断降低,如果氢化反应在低酯浓度条件下长时间进行的话,可能得到较低的醇收率。本发明 催化剂优选不含铜或贵金属,特别是不含Cu、Ru、Rh、Pd、Ag、Au、Pt、Ir和/或Os。
[0026] 任选地,本发明催化剂可含有碱金属、碱土金属或锌化合物。这些化合物(作为金 属氧化物计算)的比例优选介于〇. 01?3质量%,优选0. 05?1质量%。另外,该催化剂 可任选地含有加工助剂,例如,石墨。
[0027] 本发明催化剂可通过将至少一种选自钴或镍的金属施涂到适当Y-氧化铝上来 制备。合适的载体材料可以商品名,例如,SPE538从Axens,以及以AlcoaLD350从Alcoa 获得。优选使用的合适载体材料是具有0.5?0.8cm3/g平均孔隙容积的那些。该至少一 种金属的施涂可通过以合适的金属化合物本身、以金属化合物的溶液或分散体或者以金属 盐溶液,特别是对应金属的金属盐水溶液,处理载体来实施。该处理,例如,可通过将载体浸 渍在所述溶液或分散体之一中或者通过以所述溶液或分散体之一喷涂载体,或者采用其它 适宜方法,来实施。合适的金属化合物是,例如,金属的硝酸盐、卤化物、碳酸盐、羧酸盐和乙 酰丙酮酸盐及其可溶性金属络合物,例如,胺络合物。例如,醇或水可作为任选存在的溶剂 使用。水作为优选的溶剂使用。如果打算制备能施涂一种以上金属的催化剂,则对应的金 属化合物可同时或者顺序地施涂。
[0028] 金属化合物的用量或所用金属化合物,特别是,金属盐的溶液或分散体的数量和 浓度,每种情况下是这样的,即,在催化剂中应达到要求的氢化活性组分质量比例。
[0029] 用金属化合物或金属化合物溶液或分散体,特别是金属盐溶液处理过,即,特别是 涂布或浸渍的载体随后优选地在200?600°C的温度煅烧。可能有利的是,煅烧前,先对处 理的载体实施干燥。干燥优选在80?150°C的温度实施。如果载体的处理在多个步骤中实 施,例如,浸渍或喷涂多次,则有利的是,在每个处理步骤后都实施上面描述的干燥步骤和/ 或煅烧步骤。如果在载体上不仅施涂一种具有氢化活性的组分,则诸具有氢化活性的组分 的施涂顺序可自由选择。
[0030] 任选地,具有氢化活性组分的施涂、干燥和煅烧可在一个操作中进行,例如,在高 于200°C的温度喷涂金属盐水溶液到载体上。
[0031] 本发明催化剂优选被制成在后续使用期间,例如,在氢化中,能提供较低流动阻力 的形式,例如,片剂、圆柱体、Strang挤出物或环状。成形可任选地在催化剂制备中的各种 不同点进行,特别是在煅烧前或后。
[0032] 本发明含酯的醛混合物催化氢化生成对应醇的方法特征在于一种载体催化剂,它 采用具有70?350m2/g,优选110?250m2/g的BET表面面积的y-氧化铝作为载体材 料,并采用镍和/或钴作为具有氢化活性的组分。
[0033] 特别优选的是,本发明上述催化剂被用于本发明的方法中。所用催化剂优选地包 含5?30质量%镍和/或5?30质量%钴,特别优选15?25质量%镍和/或15?25 质量%钴,以被还原的催化剂总质量为基准计。除了这些组分之外,催化剂还可包含进一步 按照本发明使用的组分,如上所述。载体材料优选具有0.5?0.8cm3/g的平均孔隙容积。
[0034] 在本发明方法中,氢化反应可在悬浮的催化剂或在以块状形式排列在固定床中的 催化剂上连续或间歇地进行。在本发明方法中,连续氢化反应优选地在排列在固定床中的 催化剂上实施,其中在反应条件下产物/起始材料相主要以液态状态存在。
[0035] 如果氢化反应在排列在固定床中的催化剂上方连续进行,则方便的是在氢化反应 之前将催化剂转变为活性形式。这可通过按照温度程序以含氢气体还原催化剂来实现。还 原反应可任选地在喷淋到催化剂上的液相存在下实施。溶剂或氢化产物可用作该液相。
[0036] 本发明方法可选择不同的方法变体。它可绝热地、多变地或实际上等温地实施, 即,在一个或多个阶段中典型温升小于10°C。在后一种情况下,所有反应器,优选管式反应 器,可绝热地或实际上等温地操作,或者一个或多个绝热地,而其它的则实际上等温地。另 外还可能让氢化反应在一个、在多个或者在全部使用的反应器中以一次通过方式实施,或 者以产物循环的方式运行。
[0037] 本发明方法优选地按照并流方法在液/气混合相中或者在三相反应器中的液相 中实施,其中氢化气以本身公知的方式分布在液态起始材料/产物流中。为有利于均匀的 液体分布、改善反应热的撤出和时空产率的提高,反应器优选地操作在15?120,优选25? 80m3每平方米空反应器断面每小时的高液体负荷之下。如果反应以一次通过的方式操作, 则比催化剂负荷(LHSV)值可达0. 1?10 1T1的数值。
[0038] 氢化反应可在没有或者,优选地,有溶剂的条件下实施。可采用的溶剂是所有能与 起始材料和产物形成均相溶液、在氢化条件下呈惰性并且可从产物中轻易地分离的液体。 溶剂也可以是多种物质的混合物,并且可任选地含有水。
[0039] 例如,下列物质可作为溶剂使用: 直链或环状醚,例如,四氢呋喃或二氧杂环己烷,以及其烷基基团具有1?13个碳原子 的脂族醇。优选使用的醇是异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、2-乙基己醇、壬醇、工业壬醇混 合物、癸醇、工业癸醇混合物和十三烷醇。另一种优选的溶剂是氢化产物本身。
[0040] 利用溶剂,可以限制反应器进料中的醛浓度,从而可较好地实现反应器中的温度 控制。这可最大限度地减少次级反应并因此提高产物收率。反应器进料中的醛含量优选介 于1?35%,尤其优选5?25%。在反应器按照回路(loop)程序操作的情况下,要求的浓度 范围可通过循环比(循环氢化出料与起始材料的用量比例)进行调节。
[0041] 本发明的氢化反应可在不向含酯的醛混合物中加入水的情况下实施。然而,优选 的是,本发明氢化反应在实施时向含酯的醛混合物中加入水。氢化反应可在水存在下实施, 例如,像在DE100 62 448中描述的那样。氢化反应优选地在加水条件下实施,使得在氢化 出料中有〇. 05?10质量%的水溶解在液态氢化出料中。
[0042] 本发明方法优选在0?5?25MPa,优选1?15MPa,尤其优选1. 5?3MPa的压力 下实施。优选的是,本发明方法在120?220°C,优选140?210°C,尤其优选160?190°C 的温度实施。
[0043] 任何要求的含氢气体混合物,优选不含有害数量催化剂毒物,例如,一氧化碳或硫 化氢,皆可用作氢化气体。惰性气体的使用是任选的;纯氢气或纯度大于95%,特别是大于 98%的氢气优选使用。惰性气体组分,例如,氮气或甲烷,可以使用。
[0044] 有利的是,各单个反应器皆喂以新鲜氢气。然而,为了尽可能降低氢气消耗和因排 除气体造成排料损失,方便的是,用一个反应器的排出气体作为另一个反应器的氢化气体。 例如,在2个串连连接的反应器中实施的方法中,有利的是向第二反应器中喂入新鲜氢气 并将从第二反应器出来的气体送入到第一反应器中。在此种情况下,原料和氢化气体沿相 反顺序流过反应器。优选的是,根据化学计量所要求的数量(考虑到目标转化率)将氢气 的过量保持在低于30%,特别是低于10%,非常特别低于5%的水平。
[0045] 凭借本发明方法,饱和或烯属不饱和醛可氢化生成对应饱和醇。由各种各样方法, 例如,通过羟醛缩合得到的醛或醛混合物,都可在这里使用。然而,尤其可使用通过烯烃的 加氢甲酰化制取的醛混合物。除了醛之外,这些加氢甲酰化混合物还包含酯,特别是甲酸 酯。在8?16个碳原子并且支化度(支链平均数,正-烯烃的支化度等于0)大于1的烯
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