用于制造四氢呋喃的改进型方法_2

文档序号:9768800阅读:来源:国知局
反应产物质量积聚。焦油形成和累积与所要产物选择性和 产率的损失相关联,并且也造成反应混合物的着色。焦油形成对设备可操作性和性能具有 不利影响。出于任何反应观点,焦油含量增加都是非所需的。
[0036] 在一些实施例中,下二醇变成焦油的产率损失小于5.0重量%,或小于4.0重量%, 或小于3.0重量%。在其它实施例中,下二醇变成焦油的产率损失小于2.0重量%。在另一个 实施例中,下二醇变成焦油的产率损失小于1.0重量%。
[0037] 在一些实施例中,反应混合物由亨特比色指数L*/a*/b*来表征,并且亨特比色指 数的1>是约1> = 0到约1> = 100,日*是约日* = -100到约日*=100,并且13*是约13* = -100到约13* = 100。
[0038] 在一些实施例中,焦油形成通过质量总计法来测定。
[0039] 第一区的主要目的是在不过度加热反应混合物的情况下生成用于反应的蒸气进 料。在一些实施例中,第一区可W是具有热传递表面的液体-蒸气热交换器,所述热传递表 面将液体反应混合物充分加热到其起泡溫度。在其它实施例中,第一区是再沸器。再沸器可 W是任何常规类型的再沸器,如(但不限于)壳管式、排管式、热虹吸管式、薄膜蒸发器、夹套 和/或加热盘绕锅、强制循环式、燃料燃烧式。再沸器可W配备有用于去除液体W维持稳态 的液体循环累和抽取点。蒸汽通常用作热源,然而,取决于溫度范围,可w使用其它热传递 流体,如热油和DowTherm?。在燃料燃烧型再沸器中,可W使用燃油或燃气,如天然气或LPG。 可W安装再沸器W用于从液体中有效释放蒸气,同时维持热传递表面与液体之间的良好接 触。
[0040] 在一些实施例中,第二区包含固体催化剂区段,所述固体催化剂区段在催化剂存 在下实现所要化学转化。在一些实施例中,第二区可W包含与蒸馈分离塔板整合的催化反 应区段。在其它实施例中,催化反应区段可W在蒸馈分离塔板之外。催化反应区段在液相 和/或气相存在下提供化学转化反应。在其它实施例中,固体催化剂区段位于第二区的蒸气 富集环境中。
[0041] 在一些实施例中,第二区进一步包含环形烟画反应器。在其它实施例中,第二区在 外部与固体催化剂区段连接。在一个实施例中,第二区内部包含催化剂区段。
[0042] 在一些实施例中,当在所公开的方法中达到稳态时,产物包含80 ±20/20 ±20,重 量/重量,THF/水。
[0043] 在一些实施例中,蒸气冷凝器接受来自蒸馈反应容器的塔顶蒸气流,并且冷凝成 液体产物。蒸气冷凝器可W是具有热传递表面的气-液热交换器,所述热传递表面适于将塔 顶蒸气冷却到其露点溫度或过冷到低于其露点溫度。蒸气冷凝器经过定向,W使得经冷凝 的液体流出单元而不使未冷凝的蒸气逸出。在常规配置中,蒸气冷凝器可W配备有液封和 经冷凝液体的储液器W防止任何蒸气逸出。冷凝器可W配备有冷凝环累和抽取点W在操作 中确立稳态。常规的气-液冷凝器可W是表面型的,如壳管式、交叉流动式;或接触型的,如 直接接触式和喷射冷凝器。
[0044] 在一些实施例中,酸催化剂区段可W位于第二区外部,例如蒸馈塔(参见图1);或 容纳在第二区内侧,例如蒸馈塔填充床(参见图2)。反应可W在所述反应保持于液相中的高 压条件下进行,或其可W在THF向外沸腾的充分低压下进行。反应器容器可W被设计成W绝 热方式操作,或被设计成经加热W直接控制溫度。
[0045] 在一些实施例中,第二区中的条件使得反应混合物中的BD0反应W形成THF,并且 包括80°C到250°C的溫度和200到10,000毫己的绝对压力。此类反应条件的实例包括110°0 至|J250°C、如120°C到150°C的溫度,和950到8,000毫己的绝对压力。可W将热直接施加于反 应区W控制其中的溫度条件。在THF和水形成后,内容物可在反应器内气化,或如果压力保 持在上述范围内足够高,那么内容物可保持于液相中。
[0046] 在一些实施例中,酸催化剂可W呈固体、半固体和/或凝胶稠度的形式。在一个实 施例中,酸催化剂是固体催化剂。在其它实施例中,固体催化剂是强酸性离子交换树脂。在 其它实施例中,固体催化剂可W是基于矿物质的负载型酸催化剂,如沸石。在一个实施例 中,固体树脂催化剂可W选自商业上可获得的强酸性阳离子型聚合催化剂。此类固体酸树 脂催化剂的非限制性实例包括Amberlyst? 35、Amberlyst? 70、化ralite?CTW及其组合。 在一些实施例中,合适的固体酸树脂催化剂的酸等效性是至少1,例如至少1到10,如3到10。
[0047] 在一些实施例中,可W通过合适的方法技术,如适当的蒸馈手段来实现产物分离 和回收。
[004引图1的概述
[0049] -种用于由BD0产生THF的代表性方法的较详细描述展示为图1中的配置11,图1提 供此类方法的简化示意性图示。图1展示蒸馈反应塔161,其配备有将馈出物气相蒸汽120冷 凝成蒸馈液体产物的塔顶冷凝器(未图示)、辅助反应液体流130沸腾的底部残留物再沸器 (未图示)、液体侧取收集区段169W及任选地,经由区段163和166的蒸馈分离塔板。区段163 和166可W包括常用于常规气-液蒸馈中的呈结构化散堆填料或蒸馈塔盘形式的理论塔板。 经由175展示的所要气-液流可W通过调节再沸器沸腾速率和冷凝器回流来实现。蒸馈领域 的技术人员应知晓如何获得平衡的塔液压,而无归因于过量蒸气上行的塔板干燥或归因于 塔中过量液体下行的溢流。
[0050]根据图1中所示的非限制性实施例,可W在塔161外部提供催化剂区段141,所述催 化剂区段141容纳适当的固体催化剂床145。包含抓0的新鲜反应进料可W经由流101引入。 流101可W是过冷液体、饱和液体、蒸气与液体的部分混合物或饱和蒸气。将新鲜进料流101 与来自塔161液体收集区段169的液体侧取流105混合,并且将合并的流110进料到催化剂区 段145中。可W作出规定W在催化剂区段141的入口处控制混合进料流110的溫度。
[0051 ]来自催化剂区段145的反应排出物蒸气流115包含未经转化的抓0、THF产物、水和 任选地其它副产物W及任何残余焦油,经由适当管道和蒸气进料口使所述反应排出物蒸气 流115返回塔161中。维持通过塔161的溫度和压力条件,使得THF产物W及水经由流120在塔 顶中蒸馈出。未经转化的BD0和如焦油的其它高沸点成分作为平衡液体向下流动。焦油和 BD0在区段166中分离,并且焦油集中为流130。因此,塔161提供低沸点THF产物、较高沸点反 应物BD0W及最高沸点焦油之间的必要分离。
[0052] 流120包含在催化剂区段145中形成的THF产物和水。用于得到纯化THF的进一步分 离和精炼经由用于THF纯化的已知方法通过处理流120来实现,所述已知方法包括(但不限 于)常规蒸馈、共沸蒸馈、压力蒸馈、膜分离、脱水床等。
[0053] 底部残留物流130主要包含未经转化的抓0和包括焦油并具有可忽略THF的其它副 产物。使流130进入再沸器中,并且将其加热W向塔161提供抓0富集蒸气进料(未图示)。
[0054] 在稳态下,新鲜进料流101的流动速率与来自塔顶的净蒸馈液体放出流(未图示) 大致匹配,所述净蒸馈液体放出流可W是整个流120或流120的一部分。在将流120部分视为 塔顶产物的情况下,剩余部分可W作为回流而返回进料到塔161中W使塔液压平衡。可W在 适当位置处选择若干清除点W控制并防止副产物在所述方法中累积。
[00巧]图2的概述
[0056] 在图2中,配置21展示所公开的用于由抓0产生THF的方法的一个非限制性实施例。 蒸馈反应塔261配备有塔顶冷凝器(未图示)、底部残留物再沸器(未图示)、位于一个或多个 轴向位置处的塔进料入口点215W及经由区段263和266的一个或多个理论分离塔板。另外, 催化剂区段245内部安置在塔顶冷凝器与底部残留物再沸器之间。展示为275的气-液流穿 过催化剂区段。经由流
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