使用耦合反应器蒸馏体系从氧化酯化反应中原位水移除的方法技术

一种用于从氧化酯化反应原位连续地移除水的方法包括：(a)在第一反应器或反应区中进行第一氧化酯化反应，其中反应器或反应区的总数为n并且n为至少2；(b)从第一反应器或反应区移除粗产物流；(c)将粗产物流引入到蒸馏塔以产生塔顶产物流和塔底产物流；(d)将塔底产物流的至少一部分传送到产物回收区；以及(e)将塔顶产物流的至少一部分传送到后续反应器或反应区；以及(f)对于每一后续反应器或反应区重复步骤(a)至(e)，使得蒸馏塔的数目小于n，并且其中塔顶产物流的至少一部分含有以塔顶产物流的至少一部分的总重量计小于1重量％(wt％)的水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用耦合反应器蒸馏体系从氧化酯化反应中原位水移除的方法
技术介绍
甲基丙烯酸甲酯(MMA)为一种重要的化学物质，其在尤其包括丙烯酸塑料的各种产品的生产中用作起始材料。生产MMA的一种有成本效益的方法开始于将乙烯转化成丙醛，接着缩合以形成甲基丙烯醛(MAL)，且随后进行氧化酯化以形成MMA，其中在氧化酯化期间水作为副产物产生。对于氧化酯化，MAL通常在含Pd催化剂存在下在醇(如甲醇)中与分子氧反应。在甲基丙烯醛到MMA的氧化酯化期间在反应器中产生的水被认为通过与用于氧化性酯化反应的含Pd催化剂相互作用，对转化率和选择性具有不利影响，如在U.S.6,107,515中所表明。产生的部分水与甲醇竞争以与MAL反应，由此影响选择性。另外，水具有吸附在催化剂活性位点上的倾向，由此随着水浓度增加而降低反应速率(转化率降低)。关于用于MAL氧化酯化的多孔苯乙烯-二乙烯基苯共聚物催化剂载体(具有大表面积的疏水性材料)的当前研究还表明水移除对于氧化酯化反应器性能是至关重要的。(参见，Wang，B.等人，《分子催化杂志A：化学(JournalofMolecularCatalysisA：Chemical)》，2013，379(0)，第322-326页；以及WangB.等人，《工业与工程化学研究(Ind.Eng.Chem.Res.)》，2012，51(10)，第3932-3938页。)为了从氧化酯化反应中移除水，公开的方法(如U.S.6,107,515中所描述的方法)使用膜从反应体系中连续地移除水。然而，膜由于低分离通量(因为低进料浓度和温度)以及将需要的极高膜面积而不实用。因此，通过亲水性膜连续移除水最佳适合于小型分批反应器但不适合于商业规模。期望开发一种通过MAL的氧化酯化来商业生产MMA的方法，其中从反应原位连续地移除水。
技术实现思路
在实施例中，用于从氧化酯化反应中原位连续地移除水的方法包括：(a)在第一反应器或反应区中进行第一氧化酯化反应，其中反应器或反应区的总数为n并且n为至少2；(b)从第一反应器或反应区移除粗产物流；(c)将粗产物流引入到蒸馏塔以产生塔顶产物流和塔底产物流；(d)将塔底产物流的至少一部分传送到产物回收区；以及(e)将塔顶产物流的至少一部分传送到后续反应器或反应区；以及(f)对于每一后续反应器或反应区重复步骤(a)至(e)，使得蒸馏塔的数目小于n，并且其中塔顶产物流的至少一部分含有以塔顶产物流的至少一部分的总重量计小于1重量％(wt％)的水。附图说明图1示出具有2个反应器和1个蒸馏塔的示例性反应器/蒸馏塔配置。图2示出具有3个反应器和2个蒸馏塔的示例性反应器/蒸馏塔配置。具体实施方式如本文所用，“一种/个(a/an)”、“所述”、“至少一种/个”以及“一种/个或多种/个”可互换使用。术语“包含”、“包括”以及其变体在这些术语在说明书和权利要求中出现时不具有限制意义。因此，举例来说，包括“一种”疏水性聚合物的颗粒的水性组合物可解释为意指组合物包括“一种或多种”疏水性聚合物的颗粒。此外在本文中，通过端点对数值范围进行的叙述包括所述范围中所包含的所有数字(例如，1到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。应理解，与本领域的普通技术人员将理解的一致，数值范围旨在包括且支持包括于该范围中的所有可能的子范围。举例来说，范围1到100旨在表达1.01到100、1到99.99、1.01到99.99、40到60、1到55等。对于含有确切值的范围(例如，1或2或3到5或6或7)，任何两个确切值之间的任何子范围都包括在内(例如，1到2；2到6；5到7；3到7；5到6等)。此外在本文中，数值范围和/或数值的叙述(包括权利要求书中的此类叙述)可解读为包括术语“约”。在此类情况下，术语“约”是指与本文所列举的那些数值范围和/或数值基本上相同的数值范围和/或数值。如本文所用，使用术语“(甲基)”后接如丙烯酸酯的另一术语是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯两者。举例来说，术语“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；术语“(甲基)丙烯酸的”是指丙烯酸的或甲基丙烯酸的；并且术语“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸或甲基丙烯酸。除非相反陈述或上下文暗示，否则所有份数和百分比都是按重量计且所有测试方法都是本申请案申请日期的现行方法。出于美国专利实践的目的，任何所参考的专利、专利申请案或公开的内容都以全文引用的方式并入(或其等效美国版本如此以引用的方式并入)，尤其在本领域中的定义(在不会与本公开具体提供的任何定义不一致的程度上)和常识的公开方面。醇在本专利技术方法中可使用一种或多种醇。通常醇为脂肪醇、芳香族醇或这些醇的混合物。在丙烯酸酯的生产中，醇可选自由甲醇、乙醇、正丁醇、2-乙基己醇及其组合组成的群组。分别获得对应的酯，例如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯。具体地说，在甲基丙烯酸酯的生产中，使用甲醇。在实施例中，醇为甲醇(MeOH)。醛用于本专利技术方法的醛选自由甲基丙烯醛、丙烯醛及其组合组成的群组。在实施例中，醛选自由甲基丙烯醛和丙烯醛组成的群组。在实施例中，醛为甲基丙烯醛(MAL)。氧气用于本专利技术方法的氧气可呈分子氧形式或作为其中氧气用对反应惰性的第二气体稀释的混合气体。稀释剂气体的实例包括氮气、碳酸气体和空气。含氧气体可为氧浓度比空气高的富氧空气，或可为纯氧气。反应体系中所存在的氧气的量有利地不小于反应所需的化学计量，且优选地不小于所述化学计量的1.2倍。在一个实施例中，存在的氧气的量为所需化学计量的1.2到2倍。可将过氧化氢作为氧化剂引入到体系中。可通过如本领域的技术人员已知的任何适合方法将含氧气体引入反应体系。举例来说，可经由鼓泡器或管道将含氧气体引入反应器中。可采用将含氧气体吹入反应体系中的简单方法。催化剂用于本专利技术方法的催化剂为通常用于氧化酯化反应中的那些催化剂，如含钯(Pd)催化剂，包括含钯负载型催化剂。在实施例中，催化剂为负载型含钯和含铅(Pb)催化剂。可包括于含钯催化剂中的额外元素包括(但不限于)Hg、Tl、Bi、Te、Ni、Cr、Co、Cd、In、Ta、Cu、Zn、Zr、Hf、W、Mn、Ag、Re、Sb、Sn、Rh、Ru、Ir、Pt、Au、Ti、Al、B和Si。在实施例中，催化剂载体选自由以下各者组成的群组：二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、沸石、氧化镁、氢氧化镁、二氧化钛、碳酸钙和活性碳。方法在实施例中，本专利技术方法包括在第一反应器中进行氧化酯化反应，或如果使用具有多于一个反应区的单个反应器，那么在第一反应区中进行氧化酯化反应。氧化酯化方法是熟知的。参见，例如U.S.5,969,178；U.S.6,107,515；U.S.6,040,472；U.S.5,892,102；U.S.4,249,019；以及U.S.4,518,796。在本专利技术方法中可使用各种类型的反应器，如例如连续搅拌槽反应器(CSTR)、气泡塔反应器或固定床反应器。反应器可经搅拌或不经搅拌，且可具有通常与反应液体一起移动的移动式催化剂，或可含有反应流体流动穿过的催化剂固定床。反应流体穿过反应器的再循环可以这些配置中的任一种配置中来进行。反应可以分批、半分批或连续方式进行。在实施例中，反应在浆液相中进行。催本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从氧化酯化反应原位连续地移除水的方法，所述方法包含：(a)在第一反应器或反应区中进行第一氧化酯化反应，其中反应器或反应区的总数为n并且n为至少2；(b)从所述第一反应器或反应区移除粗产物流；(c)将所述粗产物流引入到蒸馏塔以产生塔顶产物流和塔底产物流；(d)将所述塔底产物流的至少一部分传送到所述产物回收区；以及(e)将所述塔顶产物流的至少一部分传送到后续反应器或反应区；以及(f)对于每一后续反应器或反应区重复步骤(a)至(e)，使得所述蒸馏塔的数目小于n，并且其中所述塔顶产物流的所述至少一部分含有以所述塔顶产物流的所述至少一部分的总重量计小于1重量％(wt％)的水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.31 US 62/0733211.一种用于从氧化酯化反应原位连续地移除水的方法，所述方法包含：(a)在第一反应器或反应区中进行第一氧化酯化反应，其中反应器或反应区的总数为n并且n为至少2；(b)从所述第一反应器或反应区移除粗产物流；(c)将所述粗产物流引入到蒸馏塔以产生塔顶产物流和塔底产物流；(d)将所述塔底产物流的至少一部分传送到所述产物回收区；以及(e)将所述塔顶产物流的至少一部分传送到后续反应器或反应区；以及(f)对于每一后续反应器或反应区重复步骤(a)至(e)，使得所述蒸馏塔的数目小于n，并且其中所述塔顶产物流的所述至少一部分含有以所述塔顶产物流的所述至少一部分的总重量计小于1重量％(wt％)的水。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述蒸馏塔的数目为n-1。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述在第一反应器或反应区中进行氧化酯化反应包含在第一反应器或反应区中进行氧化酯化反应，直到所述第一反应器或反应区中的所述水浓度达到至少0.5wt％。4.根据权利要求3所述的方法，其包含控制选自由滞留时间、氧分压、催化剂浓度、操作温度及其组合组成的群组的所述第一反应器或反应区的方法参数，以维持所述第一反应器或反应区中小于3wt％的水浓度。5.一种用于控制氧化酯化反应器中水的量的方法，所述方法包含：(a)在第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z·B·卡瓦迪亚，K·W·林巴赫，D·A·克拉普特切特夫，M·A·斯瓦诺，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，罗门哈斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US