设备和方法技术

描述了从包含均相催化剂和分离组成的进料流中分离均相催化剂的设备和方法，所述分离组成可以通过蒸发从其中分离。将进料流供应至蒸发区，使得蒸发分离组成。将蒸发区配置为使得进料流在蒸发区中具有第一停留时间。然后将蒸发的分离组成直接送至包括冷却装置的蒸气‑液体分离器，其中包含均相催化剂的液体被收集。所述蒸气‑液体分离器允许约10秒至约60分钟的停留时间。包含均相催化剂的液体的体积维持在冷却装置基本上浸入包含均相催化剂的液体中的水平。

Equipment and methods

An apparatus and method are described for separating homogeneous catalysts from a feed stream comprising homogeneous catalysts and separated components, which can be separated from them by evaporation. The feed stream is supplied to the evaporation zone so that evaporation separation is formed. The evaporation zone is configured so that the feed stream has a first residence time in the evaporation zone. Then the evaporation separation vapor liquid separator directly to include a cooling device, which contains the homogeneous catalyst liquid is collected. The vapor liquid separator allowed retention time of about 10 seconds to about 60 minutes. The volume of a liquid containing a homogeneous catalyst is maintained at a level in which the cooling device is substantially immersed in a liquid containing a homogeneous catalyst.

【技术实现步骤摘要】
设备和方法本专利技术涉及用于回收均相催化剂以再循环至反应器的设备和方法。更特别地，本专利技术涉及用于从包含醛的流中回收均相催化剂的设备和方法。还更特别地，本专利技术涉及用于从回收自加氢甲酰化反应器的流中回收均相铑催化剂的设备和方法。在加氢甲酰化反应中，烯烃与合成气反应，即与包含一氧化碳和氢气的气体混合物反应，以形成醛。所述反应通常在均相催化剂的存在下进行。适合的催化剂包括基于铑的催化剂，其通常以具有一个或多个磷配体的络合物形式提供。适合的配体的实例包括有机亚磷酸酯配体和有机膦配体。因为这些催化剂是昂贵的，所以通常将它们从含有产物醛的流中回收并且再循环至反应器。因为这些催化剂可以是温度敏感的，如果它们暴露于高温下，使得它们的失活速率增加，所以加氢甲酰化反应通常在适度条件下进行以保护催化剂。即使在这些温和条件下，随着催化剂连续地与产物流分离并且再循环至反应器，催化剂的活性也以缓慢但可感知的速率降低。催化剂与含醛的流的分离通常需要蒸发醛，使得其可以在气体/液体分离器中与催化剂分离。然后将含有催化剂的液体流再循环至加氢甲酰化反应器。这种类型的方法的一个实例可见于US4148830中。US6100432描述了类似的布置。然而，在这种类型的方法中，需要高温以蒸发醛。事实上，通常，温度会使得蒸发器中的环境比加氢甲酰化反应器中所采用的环境更加严苛，其可以导致催化剂的失活速率加速。不期望受任何理论的限制，据信这种失活是由于形成无活性或活性较差的铑物质，所述铑物质在持续暴露于蒸发器中的条件时易于沉淀。已经提出各种建议来应对该问题。例如，可以在一个以上的阶段中于所选条件下进行蒸发，使得从反应器流中去除挥发性逐渐变低的连续部分。在该布置方案中，连续蒸发阶段在减压下进行操作。然而，通常，这将导致具有升高的温度的连续阶段，所述升高的温度将增加催化剂的失活速率。在US4166773中，描述了以下方法：其中将降膜蒸发器用于蒸发醛，以便减少催化剂暴露于升高的温度的时间。在该方法中，将蒸发的醛和加热的液体供给至分离塔，在所述分离塔中，将蒸发的产物作为塔顶馏出物(overheads)从所述塔中去除。在所述塔的底部收集液体流，其从所述塔的底部流过所述塔外部的冷却系统。尽管降低了催化剂在蒸发器中的时间段，但是其依然在高温下保持一段时间。此外，该系统确实增加了所述系统的资本和操作成本。此外，该系统可以需要复杂的控制，因为维持分离塔的底部与冷却系统之间的冷却循环是重要的，即使已经中止向反应器的再循环时。在US5672766中考虑了用于蒸发的温度与催化剂的亚磷酸酯配体的分解之间的关系，其中注意到限制催化剂暴露于高温的要求，并且提出了计算使失活的风险最小化的温度和停留时间的可接受组合的手段。在US6500991中讨论了其它布置方案。此处，将从气体/液体分离器的底部回收的液体部分冷却成低于反应器温度，并且在该温度下存储，直到其需要再循环至反应器。CN12030622描述了在蒸气-液体分离内布置冷却装置的系统。然而，并未讨论管束(bundles)的目的或如何操作它们。在CN203464572中，描述了替代布置方案，其中两个冷却管束位于蒸发器之后的蒸气-液体分离器内，使得液体部分经过冷却管束。该技术的细节涉及用于提供冷却水的闭环系统，并且在蒸发器或分离器内几乎没有操作的公开内容。对用于回收均相催化剂的简单且有效的设备及方法依然存在需求，在所述设备及方法中，使催化剂的失活速率最小化，但是不需要复杂的冷却系统。已经发现，这可以通过使催化剂对于高温的暴露最小化、然后快速冷却催化剂来实现。特别地，已经发现，这可以通过使冷却装置位于与蒸发区直接接触来实现，并且其中操作所述方法以使得：维持含催化剂的流的液体水平以使冷却装置浸入含催化剂的流中。已经发现，通过在蒸气-液体分离器中提供冷却，催化剂在高温下不存在大的停留。因此，根据本专利技术的第一方面，提供了用于从包含均相催化剂和分离组成的进料流中分离均相催化剂的设备，所述分离组成可以通过蒸发从所述进料流中分离，所述设备包括：蒸发区；用于将进料流供应至所述蒸发区的装置，使得在使用中可以蒸发所述分离组成，将所述蒸发区配置为使得所述进料流在所述蒸发区中具有第一停留时间；用于从所述蒸发区去除所述蒸发的分离组成的装置；蒸气-液体分离器，其位于与所述蒸发区直接连通以收集包含所述均相催化剂的液体，将所述蒸气-液体分离器配置为允许约10秒至约60分钟的停留时间；位于所述蒸气-液体分离器内的冷却装置；用于从所述蒸气-液体分离器去除包含所述均相催化剂的液体的装置；其中所述设备被配置为使得包含所述均相催化剂的液体的体积维持在冷却装置基本上浸入包含所述均相催化剂的液体中的水平。本专利技术的设备的结构使得：均相催化剂暴露于使蒸发区中的分离组成进行蒸发所需的高温的时间可以保持为最小值。此外，当冷却装置所位于的蒸气-液体分离器与蒸发区直接连通时，均相催化剂在蒸发后非常迅速地与冷却装置接触。在一个布置方案中，在蒸气-液体分离器中的停留时间可以比所述流在蒸发区中的时间段更长。通过使用这种设备，基本上降低了催化剂失活，使得催化剂在其失活和需要替换之前可以再循环比迄今为止已经可实现的次数更多的次数。蒸发区可以具有任何适合的配置，条件是其包含蒸发器。可以使用任何适合的蒸发器，条件是其能够使分离组成优选以最小的停留时间从包含均相催化剂的液体中蒸发。适合的蒸发器包括降膜蒸发器、薄膜蒸发器、刮膜蒸发器、釜式蒸发器等。蒸气-液体分离器与蒸发区直接连通。通过‘直接连通’，应理解，蒸气/液体能够在蒸发区与蒸气-液体分离器之间行进，并且不经过冷却装置。在一个布置方案中，蒸气-液体分离器可以与蒸发区呈整合的，使得所述蒸气-液体分离器位于蒸发区的底部部分或形成其底部部分。然而，在一个布置方案中，蒸气-液体分离器可以是与蒸发区连接的分离容器。在该布置方案中，分离容器紧邻蒸发器，使得包含均相催化剂的液体可以在蒸发后尽可能快地与冷却装置接触。在其中蒸气-液体分离器位于蒸发区的底部或形成其底部的一个布置方案中，蒸气-液体分离器可以具有比蒸发区的横截面更小的横截面。通过这种手段，使维持冷却装置被基本上浸没的液体水平所需的包含均相催化剂的液体的体积最小化。可以通过配置外壳来实现较小的横截面，或者在一个布置方案中，外壳的横截面可以保持恒定并且蒸气-液体分离器可以位于所述壳(shell)内的壳体(housing)中，使得所述壳体提供较小的直径。在壳体存在的情况下，其可以配置成围绕冷却装置。蒸发器可以包括将包含均相催化剂的液体导向冷却装置的装置。此类装置包括一个或多个板或挡板。可以使用任何适合的冷却装置。适合的装置包括具有适合的冷却剂流经其中的冷却管、冷却盘管或冷却板，使得包含均相催化剂的液体与冷却装置接触，通过与冷却剂的热交换发生冷却。在一个布置方案中，冷却装置可以是被称为‘刺束(stab-inbundle)’热交换器的类型的管束。‘刺束’是用于描述一系列的管的术语，所述管通常可以被安装以及从所述管经由法兰插入其中的容器中移除。在使用中，所述管通常位于液体池中。通常，将所述系列的管提供为单个单元，使得各个管的入口和出口与单个管板连接，使得将冷却剂从由一个或若干个挡板分离的同一头部供应至管中。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于从包含均相催化剂和分离组成的进料流中分离所述均相催化剂的设备，所述分离组成能够通过蒸发从所述进料流中分离，所述设备包括：蒸发区；用于将所述进料流供应至所述蒸发区的装置，使得在使用中蒸发所述分离组成，将所述蒸发区配置为使得所述进料流在所述蒸发区中具有第一停留时间；用于从所述蒸发区去除蒸发的分离组成的装置；蒸气‑液体分离器，其位于与所述蒸发区直接连通以收集包含所述均相催化剂的液体，将所述蒸气‑液体分离器配置为允许约10秒至约60分钟的停留时间；位于所述蒸气‑液体分离器内的冷却装置；用于从所述蒸气‑液体分离器去除包含所述均相催化剂的液体的装置；其中所述设备被配置为使得包含所述均相催化剂的液体的体积维持在所述冷却装置基本上浸入包含所述均相催化剂的液体中的水平，所述设备还被配置为使得包含所述均相催化剂的液体在所述蒸气‑液体分离器中保持第二停留时间，所述第二停留时间比所述第一停留时间更长。

【技术特征摘要】
2016.03.01 GB 1603558.61.用于从包含均相催化剂和分离组成的进料流中分离所述均相催化剂的设备，所述分离组成能够通过蒸发从所述进料流中分离，所述设备包括：蒸发区；用于将所述进料流供应至所述蒸发区的装置，使得在使用中蒸发所述分离组成，将所述蒸发区配置为使得所述进料流在所述蒸发区中具有第一停留时间；用于从所述蒸发区去除蒸发的分离组成的装置；蒸气-液体分离器，其位于与所述蒸发区直接连通以收集包含所述均相催化剂的液体，将所述蒸气-液体分离器配置为允许约10秒至约60分钟的停留时间；位于所述蒸气-液体分离器内的冷却装置；用于从所述蒸气-液体分离器去除包含所述均相催化剂的液体的装置；其中所述设备被配置为使得包含所述均相催化剂的液体的体积维持在所述冷却装置基本上浸入包含所述均相催化剂的液体中的水平，所述设备还被配置为使得包含所述均相催化剂的液体在所述蒸气-液体分离器中保持第二停留时间，所述第二停留时间比所述第一停留时间更长。2.如权利要求1所述的设备，其中在所述蒸气-液体分离器中的停留时间比所述第一停留时间更长。3.如权利要求1所述的设备，其中所述蒸发区包括降膜蒸发器、薄膜蒸发器、刮膜蒸发器或釜式蒸发器。4.如权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述蒸气-液体分离器与所述蒸发区是整合的。5.如权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述冷却装置选自冷却管、冷却盘管、冷却板或其组合。6.如权利要求5所述的设备，其中所述冷却装置为一个或多个内插束热交换器。7.如权利要求4或5所述的设备，其中所述冷却装置包括增加其表面积的装置。8.如权利要求7所述的设备，其中所述增加表面的装置为鳍片、凹坑或其混合。9.如权利要求1至8中任一项所述的设备，其中所述冷却装置是可移除的。10.如权利要求1至9中任一项所述的设备，其还包含用于回收包含所述均相催化剂的液体的泵。11.用于从包含均相催化剂和分离组成的进料流中分离所述均相催化剂的方法，所述分离组成能够通过蒸发从所述进料流中分离，所述方法包括以下步骤：将所述进料流提供至权利要求1至10中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾德里安·劳德，克里斯多佛·希顿，奥提尓·沙，大卫·韦尔奇，马丁·卢卡斯·斯米特，维多利亚·L·拜尔登斯坦因，
申请(专利权)人：约翰逊·马泰·戴维技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB