[發明專利]固定床反應器

無效

• 申請號: 200580047721.7
• 申請日: 2005-12-16
• 公開（公告）號: CN101115551A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發明（設計）人: R·D·加頓;D·G·伍茲;H·G·科斯坦;P·J·奧斯特里斯;B·C·麥克萊恩
• 申請（專利權）人: ?？松梨诨瘜W專利公司
• 主分類號: B01J8/02
• 分類號: B01J8/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 鄧毅

發明領域

[0001]本發明涉及固定床反應器的設計、操作和/或判斷和所述反應器在工藝中的用途。在一個實施方案中，本發明涉及將醛和酮氫化而制備醇的工藝，和用于所述工藝的固定床、氣-液、下流式催化反應器的設計、操作和/或判斷。

發明背景

[0002]固定床催化反應器是使用催化劑進行化學反應的公知的一流設備。存在許多與這類反應器有關的優點，例如：設備通常設計起來簡單；沒有磨損的活動部件；催化劑停留在反應器中；容易將反應混合物與催化劑分離；可以通過例如添加冷氣或液體淬火、內置或外置換熱器、壁式熱交換器(例如，在小直徑管道如小試規模裝置或多管束反應器的情況下)添加或移除熱；或可以絕熱地操作反應器。

[0003]存在許多固定床催化反應器構型，其中最常用的是例如由R.Gupta在Handbook?of?Fluids?in?Motion(1983)第19章的“CocurrentGas-Liquid?Downflow?in?Packed?Beds”中描述的可能并流的氣-液下流式反應器構型。其它構型包括并流向上流和逆流操作。

[0004]無論具體構型如何，理論上，希望固定床催化反應器提供其中包括充分的體積和停留時間的屬性以提供所需的轉化率；提供反應物和產物通過氣-液界面和通過催化劑顆粒表面上的液膜的充分的質量傳遞速率；在床中的顆粒的整個橫截面上提供整個催化劑顆粒和活性部位的有效使用；在床的整個寬度和長度上提供均勻的流量分布以使用全部催化劑；提供其中氣相和液相保持均勻混合且不分離的條件；允許其中所有催化劑得到充分濕潤的條件以致反應物存在并且熱有效地從反應器中的所有區段傳遞；提供以安全操作窗體或有效范圍控制溫度的有效方法以使反應選擇性、產物質量、催化劑壽命等最大化。參見例如H.Hofmann：“Multiphase?Catalytic?Packed?BedReactors”，Catal.Rev.Sci.Eng.17(1978)71-117。然而，在工業反應器中實現所有上述屬性仍是長期尋求的目標。

[0005]可以在此類反應器中進行的工藝類型的實例是氫化。各類的多相催化氫化工藝廣泛地在工業規模上使用并且用于將各式各樣的有機原料氫化。

[0006]具體的實例包括將醛和酮氫化成醇，不飽和烴氫化成飽和烴，乙炔衍生的化學物質氫化成飽和材料，不飽和脂肪酸氫化成飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸的酯氫化成部分或完全氫化的脂肪酸的酯，腈氫化成伯胺，某些糖氫化成多羥基醇。其它實例包括將醌氫化(例如作為過氧化氫制備中的步驟將2-乙基蒽醌氫化)，由環己酮制備環己醇，由丙酮制備異丙醇，和將不飽和烴氫化例如在由苯制備環己烷中的氫化。

[0007]這些氫化反應的典型的催化劑包括第VIII族金屬催化劑如鈷、鎳、銠、鈀和鉑(使用周期表的傳統的CAS版本；參見Chemicaland?Engineering?News，63(5)27，1985)，此外還有其它金屬如銅、鋅和鉬。

[0008]通過將丁-2-炔-1，4二醇氫化制備丁烷-1，4-二醇是乙炔衍生的化學物質的氫化實例；用于這一反應的適合的催化劑已被描述為在硅膠上的顆粒狀鎳-銅-錳。通過使用鎳、鈷、鉑、鈀、鉻或銅/鋅催化劑將相應的不飽和酸、亞油酸和亞麻酸催化氫化制備硬脂酸是將不飽和脂肪酸氫化以產生飽和脂肪酸的實例。所謂的植物油“硬化”是不飽和脂肪酸的酯的氫化實例。通過苯乙腈的氫化制備β-苯乙胺是腈的氫化實例。作為糖氫化成多羥基醇的實例，可以提及將酮糖和醛糖氫化成六羥基醇，例如D-葡萄糖氫化成山梨糖醇和D-甘露糖氫化成甘露糖醇。

[0009]制備C₃和更高級醇的重要途徑包括烯烴，如乙烯、丙烯和丁烯-1的加氫甲酰化，以產生比起始烯烴多一個碳原子的相應的醛，接著氫化成醇。工業上重要的羰基合成法包括此種加氫甲?；椒ǎ又鴼浠Ｒ虼?，乙烯的加氫甲?；a生丙醛，丙烯的加氫甲酰化產生正和異丁醛的混合物，接著催化氫化成相應的醇，如正丙醇和正丁醇。重要的增塑劑醇2-乙基己醇可以如下制備：例如，正丁醛的堿催化縮合以產生不飽和醛(2-乙基-己-2-烯醛)，然后將它氫化以產生所需的2-乙基己醇。歷史上，用于這些醛氫化反應的優選的催化劑是第VIII族金屬催化劑，尤其是鎳、鈀、鉑或銠。還提出了許多其它的體系。羰基合成法和基于其的變體是許多專利和專利申請的主題，這些文獻的最近的實例是WO2003083788A2和WO2003082789A2并且這些文獻又列舉了相同主題的許多參考文獻。