[發明專利]用于制備烷撐二醇的兩級氣相方法

無效

• 申請號: 200980129492.1
• 申請日: 2009-07-27
• 公開（公告）號: CN102112424A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 約翰·C·諾羅尼亞;約瑟夫·坎貝爾·E;布賴恩·T·基恩;迪克·A·納加基;赫維利·索奧;戴維·A·斯皮爾斯;約翰·F·蘇爾
• 申請（專利權）人: 陶氏技術投資有限公司
• 主分類號: C07C29/16
• 分類號: C07C29/16;C07C31/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 陳平

相關申請的交叉引用

本申請要求2008年8月5日提交的美國專利申請系列61/086,306的優先權，其整個內容都通過引用結合在此。

發明領域

本發明涉及烷撐二醇的制備。在一個方面，本發明涉及烯烴的氣相氧化，同時在另一方面，本發明涉及通過結合烯烴至環氧烷的氣相氧化與環氧烷至烷撐二醇的氣相水解來制備烷撐二醇。

發明背景

在制備乙二醇的上下文的圖1中描述了用于從烯烴、氧(或空氣)和水制備烷撐二醇的常規方法。第一階段是乙烯在非均相催化劑上氣相氧化以產生環氧乙烷(EO)。為了實現所需的反應選擇性和降低與EO制備有關的危害，EO濃度在出口的反應氣體流中受到限制。每批次乙烯都出現僅部分氧化，結果，反應器出口氣體不僅包含EO，而且包含未反應的乙烯和氧，尤其是副產物二氧化碳、水和百萬分之若干份含量的醛，比如乙醛。在EO反應器出口中還存在壓載氣體(Ballast?gas)，典型地是甲烷或氮氣。

離開EO反應器時，氣態流典型地在一個或多個熱交換器(未顯示)中被冷卻，以將EO反應器氣體中包含的熱傳遞給其它工藝流，從而降低在整個工藝中的能量要求。盡管能量集成(energy?integration)是有利的，但是通過熱交換器所需要的額外的停留時間可以提高在EO反應器出口氣體中由于環氧乙烷的高反應性而發生的不適宜副反應的量，因而形成了含量增加的雜質比如醛化合物、含氯物種和被氧化物種。在被冷卻之后，氣流被傳遞到EO吸收單元。在EO吸收器中，使用大大過量的水，典型地水與環氧乙烷的重量比為8∶1以上，以吸收在EO反應器出口氣體中的EO。未反應的乙烯、副產物二氧化碳和其它未吸收的化合物被傳遞到分離單元中，在此一部分的二氧化碳與貧EO的EO反應器出口氣體分離，并且將殘留氣體再循環返回到EO反應器中。未反應乙烯、氧、壓載氣體和殘留的其它組分至EO反應器的這種返回被稱作再循環氣體回路。

來自EO吸收器的EO和水典型地在交換器中進行預熱，并且以單一流的形式傳遞給EO汽提單元，在此通過汽化將EO與水分離。從水中汽提EO所需要的能量的量是高的，因為在吸收步驟中需要這種大大過量的水。將來自汽提單元的含有大多數水的尾流冷卻并且再循環返回至EO吸收單元。汽提出的EO被部分冷凝和/或再吸收，之后EO的一些采用通過一個或多個蒸餾塔的方式精制，然后收集用于儲存、運輸或使用。

所述方法的第二級是EO至乙二醇的液相水解。在單-乙二醇(mono-ethylene?glycol)(MEG)的常規制備中，精制的EO用10-15倍重量比(w/w)的過量水(H₂O)稀釋，達到24∶1至37∶1的H₂O∶EO摩爾比，然后熱水解。在一些情況下，可以使用固體催化劑來提高優選的MEG產物的選擇性。常規的未催化的液相方法產生一類的二醇產物，包括所需的MEG(例如，90-91重量％)、二甘醇(DEG)(例如，8-9重量％)和1重量％以下的其它更高分子量的二醇，盡管確切分布極大地取決于在稀釋步驟中水與環氧乙烷的比率。MEG通過首先在多個蒸發器中移除大大過量的水，以及之后在減壓下在若干塔中蒸餾而被進一步精制。從二醇產物中移除的水被再循環返回到工藝的開始，用于在EO被進料至二醇反應器之前或之時與EO混合。在液相水解工藝中使用的大大過量的水需要大量的能量來驅動二醇/水的分離。

盡管已經對至MEG和其它EO衍生物的液相EO反應進行了深入的研究，但是氣相EO水解反應被研究得還相對較少。在二十世紀80年代中期和二十世紀90年代早期，聯合碳化物公司(Union?Carbide?Corporation)的研究者們研究了EO至MEG的氣相水解，例如，USP?4,701,571和5,260,495。盡管幾種化合物表現出了在1w/w以下的水解比率時的對MEG的選擇性程度高，但是催化劑活性和催化劑壽命限制了那時的技術的商業要求。因此，期望新的氣相水解催化劑，相對于現有技術公開的催化劑，這種新的氣相水解催化劑提供高的MEG選擇性以及改善的催化劑活性、催化劑壽命、穩定性和操作。另外，需要一種氣相水解方法，所述方法提供顯著的經濟益處并且解決了常規的EO/EG方法的缺陷，比如能量要求和雜質產生。

發明簡述