用于生产丙二醇的改进的方法
【专利摘要】披露了用于生产丙二醇的方法。这些方法可以包含使一种多元醇经受氢解反应，由此产生丙二醇和包括未反应的多元醇以及至少一种不想要的化合物的一种产物流。该方法可以包括使该产物流经受一种过程，该过程去除至少一部分该至少一种不想要的化合物，由此产生一种净化的产物流，并且使该净化的产物流经受该氢解反应。还描述了用于实施此种方法的系统。
【专利说明】用于生产丙二醇的改进的方法 发明人 J . G .索普 约书亚?特里安 相关申请的交叉引用
[0001 ]本申请要求2013年12月23日提交的美国临时专利申请号61/920,131的优先权，将 其全部内容通过此引用而结合。
技术领域
[0002] 本发明总体上设及用于生产丙二醇、乙二醇、或其组合的方法。更具体地，本发明 设及用于通过W下方式在氨解反应中改进丙二醇、乙二醇、或其组合的生产的方法:再使用 和/或净化该氨解反应的副产物流，在从该副产物流去除不想要的化合物之后。 发明背景
[0003] 通过氨解反应使多元醇转化成丙二醇和/或乙二醇。在此种反应中，使多元醇通过 一种催化操作转化成所希望的丙二醇和/或乙二醇。然而，在此种催化操作过程中，其他产 物和/或流在反应过程中产生，如水、混合的醇、混合的二醇、其他杂质、W及用作起始材料 的未转化的多元醇。
[0004] 运些其他产物和/或流可W被纯化、被处理、和/或被丢弃。然而，在此种流中存在 多种不想要的化合物可能使得丢弃此种流成问题。可替代地，在丢弃的流中存在未反应的 多元醇或其他多元醇可能减少所希望的丙二醇和/或乙二醇的总产率并且使得该过程是较 低效率的。
[0005] 因此，存在对于W下项的需求：用于消除在此种流中存在任何不想要的化合物的 方法和/或用于从此种流回收任何未反应的多元醇或其他多元醇的方法运样使得运些未反 应的多元醇或其他多元醇可W转化成所希望的丙二醇和/或乙二醇，由此，增加总过程的效 率。 发明概述
[0006] 在其不同的实施例的每一个中，本发明满足运些需求并且披露了用于去除不想要 的化合物的方法和/或用于从用于生产丙二醇和/或乙二醇的方法中产生的流或副产物回 收任何未反应的多元醇或其他多元醇的方法。
[0007] 在一个实施例中，一种用于生产丙二醇的方法包括使一种多元醇经受氨解反应， 由此产生丙二醇和产物流，该产物流包括未反应的多元醇W及至少一种不想要的化合物。 该方法还包括使该产物流经受一个过程，该过程去除至少一部分该至少一种不想要的化合 物，由此产生一种净化的产物流，并且使该净化的产物流经受该氨解反应。
[000引在另一个实施例中，一种用于生产丙二醇的方法包括使丙=醇经受一种氨解反 应，由此产生丙二醇和产物流，该产物流包括未反应的丙=醇W及钢盐。该方法还包括使该 产物流经受一个过程，该过程去除至少一部分该钢盐，由此产生一种净化的产物流，并且进 一步包括使该净化的产物流经受该氨解反应。
[0009] 在一个附加的实施例中，一种用于生产丙二醇的系统包括丙S醇，用于使该丙S 醇转化成丙二醇的装置，包含未反应的丙=醇W及盐的一种产物流，用于从该产物流去除 至少一部分该盐的装置，包括该未反应的丙=醇和减少量的该盐的一种净化的产物流，W 及用于将该净化的产物流置于与该丙=醇接触的一种导管，用于使该丙=醇转化成该丙二 醇的装置，或其组合。
【附图说明】
[0010] 图1示出了本发明的用于生产丙二醇的方法的流程图的一个实施例。
[0011] 图2说明了在本发明的该用于生产增强纯度的丙=醇的方法中使用的色谱分离的 一个实施例。
[0012] 图3示出了本发明的用于生产丙二醇的方法的一个实施例的结果。 发明的详细说明
[0013] 已继续展开生产丙二醇和/或乙二醇的工作。
[0014] 在一个实施例中，一种用于生产丙二醇的方法包括使一种多元醇经受氨解反应， 由此产生丙二醇和产物流，该产物流包括未反应的多元醇W及至少一种不想要的化合物。 该方法还可W包括使该产物流经受一种过程，该过程去除至少一部分该至少一种不想要的 化合物，由此产生一种净化的产物流，并且使该净化的产物流经受该氨解反应。
[0015] 该产物流还可W包括其他化合物，如未反应的多元醇、该多元醇的链（即，该多元 醇的二聚体、=聚体、等等）、或其他产物。在此种实施例中，通过将该净化的产物流放置回 该氨解反应中，可W使一部分未反应的多元醇或一部分该多元醇的链转化成丙二醇，由此， 增加该氨解反应的效率。在另一个实施例中，可W使该净化的产物流与该多元醇共混，并且 随后使其经受该氨解反应。
[0016] 在一个实施例中，该去除至少一部分该至少一种不想要的化合物的过程可W是一 种色谱分离，并且该色谱分离可W是离子排斥。在另一个实施例中，该去除至少一部分该至 少一种不想要的化合物的过程可W是一种C-SEP分离过程。
[0017] 该多元醇在一个实施例中可W是丙=醇，但在其他实施例中，该多元醇可W是六 碳糖、六碳糖醇、五碳糖、五碳糖醇、乳酸盐、乳酸、能够形成氨解的其他糖醇、或其任何组 合。在其中丙=醇是该多元醇的实施例中，该净化的产物流可W包括丙=醇(其可W W按重 量计25%-65%存在）、聚丙S醇（其可W是按重量计0%-30%)、一种钢盐（其可^^15， OOOppm-30，OOOppm存在）、W及其任何组合。
[0018] 该不想要的化合物可W是一种盐如钢盐(例如硫酸钢或乳酸钢)或其他化合物(可 W是一种在该氨解反应中不想要的化合物）。
[0019] 在另一个实施例中，一种用于生产丙二醇的方法包括使丙=醇经受一种氨解反 应，由此产生丙二醇和产物流，该产物流包括未反应的丙=醇W及钢盐。该方法还可W包括 使该产物流经受一个过程，该过程去除至少一部分该钢盐，由此产生一种净化的产物流，并 且使该净化的产物流经受该氨解反应。该产物流还可W包括聚丙=醇。
[0020] 该方法可W进一步包括使丙=醇与该净化的产物流混合并且使与该净化的产物 流混合的丙=醇经受该氨解反应。该净化的产物流可W包括丙=醇（其可W W按重量计 25 %-65 %存在）、聚丙S醇(其可W是按重量计0%-30 %)、一种钢盐(其可W W15 ,OOOppm- 30，OO化pm存在）、W及其任何组合。
[0021] 该去除至少一部分该钢盐的过程可W是一种色谱分离，如离子排斥。在另一个实 施例中，该去除至少一部分该钢盐的过程可W是一种C-SEP分离过程。
[0022] 在一个附加的实施例中，一种用于生产丙二醇的系统包括丙S醇，用于使该丙S 醇转化成丙二醇的装置，包含未反应的丙=醇W及盐的一种产物流，用于从该产物流去除 至少一部分该盐的装置，包括该未反应的丙=醇和减少量的该盐的一种净化的产物流，W 及用于将该净化的产物流置于与该丙=醇接触的一种导管，用于使该丙=醇转化成该丙二 醇的装置，或其组合。
[0023] 该用于从该产物流去除至少一部分该盐的装置可W包括一种色谱分离器件，该器 件可W是一种C-SEP器件，该C-SEP器件具有吸附区域、富集区域、解吸区域、W及再装载区 域。该用于使该丙=醇转化成该丙二醇的装置可W包含反应器和催化剂。
[0024] 图1示出了用于生产丙二醇和乙二醇的通常呈10的一种氨解反应的流程图。制备 一种原料，该原料可W包括水或非水溶剂。在此实施例中，该原料包括丙=醇12,但在其他 实施例中，该原料可W是一种糖、糖醇、乳酸盐、或乳酸。将该丙=醇12置于具有用于该氨解 反应的一种含金属固体催化剂的反应器中，该氨解反应是一种催化操作。在该氨解反应后， 产物混合物包括多种化合物，如丙二醇、乙二醇、水、混合的醇、混合的二醇、其他杂质、W及 未反应的丙二醇。
[0025] 使运种产物混合物经受包括中和14和蒸馈过程16(其可W包括五个步骤)的加工。 在该蒸馈中在步骤18去除醇，并且在该蒸馈中在步骤20去除水。在该蒸馈中在步骤22从该 产物混合物去除丙=醇，并且随后在步骤24蒸馈该产物混合物W回收所希望的丙二醇和/ 或乙二醇。从该产物混合物去除该丙=醇导致在26的一种废物流，运种废物流典型地包括 丙=醇、聚丙=醇(在该蒸馈的高溫过程中形成的）、盐、和/或其他多元醇。运种废物流26具 有高的BOD负载，其可能太高而不能送去废物处理。
[0026] 本发明通过净化和/或将运种废物流26送回到该氨解反应10而使用运种废物流 26,因此，通过使任何未反应的丙=醇和/或聚丙=醇转化为丙二醇和/或乙二醇来增加该 氨解反应10的效率。在一个实施例中，在步骤28从该废物流26去除运些盐（和/或其他杂 质），如通过离子排斥，并且使该废物流26 (其中去除运些盐)按箭头30再循环回该氨解反应 器进料10。
[0027] 提供了 W下示例性的非限制性实例W进一步描述在此呈现的实施例。本领域的普 通技术人员将领会的是运些实例的变化可能在本发明的范围内。
[002引实例1.
[0029] 用各自250mL的12个柱装配色谱分离(C-90C-SEP)。图2中示出了该分离的配置。图 2的流速是示例性的，因为其他流速可W被使用。此实例在120°F-130°F下运行，但其他溫度 可W被使用。在运些实例中使用两种树脂，运些树脂包括Mitsubishi U服555和Dowex 99 320,其各自呈钢形式。
[0030] 从用于生产丙二醇和/或乙二醇的氨解反应获得在运种分离中所使用的材料，如 来自图1的丙=醇和盐流26。该材料包括丙=醇、聚丙=醇、盐、W及其他废物(该材料可W 在此称为GRC丙S醇）。用去离子水将该GRC丙S醇稀释至70%总固体，并且通过25微米滤纸 进行真空过滤。
[0031] 在此实例中，该GRC丙S醇包括35 %-36 %丙S醇、15%-26%聚丙S醇（主要地二 丙S醇）、W及19，500ppm-23，50化pm钢(如硫酸钢和乳酸钢）。稀释的GRC丙S醇的不同组合 物穿过图2的分离，其中条件、树脂、W及许多示例性运行的结果在图3的表格中示出。
[0032] 图3的九个示例性运行被进一步分析用于聚丙=醇物料均衡。就产率和钢截留而 言，运九个运行的结果呈现在表1中。
[0033] 表1巧S醇巧聚巧S醇产率，轴截留。 LUUJ4J 买例
[0035] 使从实例1获得的产物与未反应的丙S醇（即，USP或未用过的丙S醇)和水W不同 比率共混，并且用于进料一个30CC氨解反应器，如在图1中示出的氨解反应。在运种反应中 使用的催化剂是可商够的5%Ni/l%Re/碳。反应条件为:205°C反应器夹套溫度；IS(K)PSi氨 气压力;LHSV = O.化r-i的进料；lOOOcc/min STP的氨气流量；W及按重量计0.33 %的进料氨 氧化钢浓度。反应物和产物浓度通过HPLC和GC方法联合确定。结果在表2中示出。在列出的 时间范围内平均运些值。
[0036] 亲2.
123 将W下计算用于表2:转化率=(在产物中的丙S醇/在进料中的未用过的丙S 醇）；％PG产率=100x(在产物中的PG质量/在进料中的未用过的丙S醇质量）;wt%PG选择 性=100x(在PG产物中的碳摩尔数)/(在产物丙S醇中的碳摩尔数）；碳mol%.N.m.=基于 在进料中未用过的丙=醇的无意义的计算，其在此实例中是零。 2 使用具有再循环的丙S醇的进料（即，来自图1来自步骤30的GRC材料）的丙二醇 (PG)产率和选择性数字反映了在该GRC材料中一些丙S醇和聚丙S醇的转化率。在选择性 上的数字是基于该未用过的丙S醇，因此，超过100%的数字表明了该GRC材料正在被转化 为PG(从丙S醇和聚丙S醇）。从2099小时至2285小时，纯GRC进料被用于加压该催化剂并且 确定从使用该GRC进料对催化剂活性存在什么持续效应(若有的话）。出乎意料地发现，如在 表2中示出的，在含有该GRC材料的进料上超过2000小时后在纯的、未用过的丙S醇下该催 化剂返回至基线性能或正常活性水平，运表明对该催化剂没有造成不可逆性损伤。 3 从实例1获得的并且在实例2的氨解反应中所使用的GRC材料包括约35%-36%丙 S醇、约15 % -26 %聚丙S醇(主要地二丙S醇）、W及约19，500ppm-23，SOOppm钢。
[0040]已经参考某些示例性和说明性的实施例、组合物及其用途对本发明进行了描述。 然而，本领域普通技术人员将认识到，在不背离本发明的范围的情况下，可W对任何运些示 例性实施例做出各种替换、改变或组合。因此，本发明并不受运些示例性和说明性的实施例 的描述限制，而是受所附权利要求书的限制。
【主权项】
1. 一种用于生产丙二醇的方法，该方法包括： 使一种多元醇经受氢解反应，由此产生丙二醇和包括未反应的多元醇以及至少一种不 想要的化合物的一种产物流； 使该产物流经受一种过程，该过程去除至少一部分该至少一种不想要的化合物，由此 产生一种净化的产物流;并且 使该净化的产物流经受该氢解反应。2. 根据权利要求1所述的方法，其中该去除至少一部分该至少一种不想要的化合物的 过程是一种色谱分离。3. 根据权利要求2所述的方法，其中该色谱分离是离子排斥。4. 根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中该去除至少一部分该至少一种不想要 的化合物的过程是一种C-SEP分离过程。5. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中该多元醇是丙三醇。6. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中该至少一种不想要的化合物包含一种 盐。7. 根据要求要求1或权利要求3所述的方法，其中该产物流包括未反应的多元醇、该多 元醇的链、以及一种盐。8. 根据要求要求7所述的方法，其中该氢解反应使至少一部分该未反应的多元醇转化 为该丙二醇并且使至少一部分该多元醇的链转化为丙二醇。9. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，进一步包含使该净化的产物流与该多元醇 共混。10. 根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中该净化的产物流包含按重量计25%-65 %丙三醇、按重量计0 % -0 %聚丙三醇、15，000ppm-50，OOOppm钠、或其任何组合。11. 一种用于生产丙二醇的方法，该方法包括： 使丙三醇经受一种氢解反应，由此产生丙二醇和包括未反应的丙三醇以及钠盐的一种 产物流； 使该产物流经受一种过程，该过程去除至少一部分该钠盐，由此产生一种净化的产物 流;并且 使该净化的产物流经受该氢解反应。12. 如权利要求11所述的方法，其中该产物流进一步包含聚丙三醇。13. 如权利要求11或权利要求12所述的方法，进一步包括： 使丙三醇与该净化的产物流混合;并且 使与该净化的产物流混合的该丙三醇经受该氢解反应。14. 根据权利要求11或权利要求12所述的方法，其中该净化的产物流包含按重量计 25 % -65 %丙三醇、按重量计0 % -30 %聚丙三醇、15，000ppm-50，OOOppm钠、或其任何组合。15. 根据权利要求11或权利要求12所述的方法，其中该去除至少一部分该至少一种不 想要的化合物的过程是一种色谱分离。16. 根据权利要求15所述的方法，其中该色谱分离是离子排斥。17. 根据权利要求11或权利要求12所述的方法，其中该去除至少一部分该至少一种不 想要的化合物的过程是一种C-SEP分离过程。18. -种用于生产丙二醇的系统，该系统包含： 丙二醇； 用于使该丙三醇转化为丙二醇的装置； 包含未反应的丙三醇以及盐的一种产物流； 用于从该产物流去除至少一部分该盐的装置； 包括该未反应的丙三醇和减少量的该盐的一种净化的产物流；以及 用于将该净化的产物流置于与该丙三醇接触的一种导管，用于使该丙三醇转化为该丙 二醇的装置，或其组合。19. 如权利要求18所述的系统，其中用于从该产物流去除至少一部分该盐的装置包含 一种色谱分离器件。20. 如权利要求18所述的系统，其中该色谱分离器件包含一种C-SEP器件，该C-SEP器件 具有吸附区域、富集区域、解吸区域、以及再装载区域。21. 如权利要求18或19所述的系统，其中用于使该丙三醇转化为该丙二醇的装置包含 反应器和催化剂。
【文档编号】C07C29/74GK105873886SQ201480071818
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年12月9日
【发明人】J·G·索普, 约书亚·特里安
【申请人】阿彻丹尼尔斯米德兰德公司