[發明專利]一種草酸酯兩步法催化加氫反應生成乙二醇的方法

無效

• 申請號: 201110363865.0
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102442887A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 駱念軍;計揚
• 申請（專利權）人: 上海浦景化工技術有限公司
• 主分類號: C07C31/20
• 分類號: C07C31/20;C07C29/149;B01J23/75
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明涉及一種草酸酯兩步法催化加氫反應方法，特別是關于一種非石油化工路線的草酸酯加氫生產乙二醇的新工藝技術。

背景技術

煤基合成氣制乙二醇技術是重要的一條煤化工路線，亦即通過羰化偶聯反應由CO制備草酸酯，再通過催化加氫生產乙二醇。針對此工藝路線，國內一些研究機構如中科院福建物構所、天津大學、華東理工大學等都作了深入了研究。其中草酸二甲酯加氫生產乙二醇的化學反應方程式為CH₃OCOCOOCH₃+2H₂＝CH₃OCOCH₂OH+CH₃OH，CH₃OCOCH₂OH+2H₂＝CH₂OHCH₂OH+CH₃OH。常用的工藝路線為草酸酯一步加氫法生產乙二醇，采用的催化劑有福建物構所的Cu-Cr催化劑，在208-230℃、2.5-3.0MPa的條件下進行的模試研究結果為草酸酯轉化率99.8％，乙二醇平均選擇性953％，催化劑可運行1134小時；天津大學開發的CuSi、CuAgSi系列催化劑，在240℃、1.0MPa、氫酯摩爾比200∶1的條件性進行的試驗表明草酸酯轉化率95％左右，乙二醇收率80％左右。

盡管目前對草酸酯加氫制備乙二醇的研究上已經取得了較大的研究進展，但在加氫催化劑的穩定性方面始終存在一定問題，同時由于在反應過程中氫酯摩爾比高達40～200∶1，遠遠超過化學計量比所需要的4∶1，因而在大規模生產乙二醇的過程中，對氫氣循環壓縮機的要求較高，因此，如何有效地改進工藝條件，延長催化劑使用壽命，降低壓縮機負荷，就成為工業放大過程中的影響生產成本的重要因素。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可工業化生產的草酸酯兩步法催化加氫反應生成乙二醇的方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種草酸酯兩步法催化加氫反應生成乙二醇的方法，其特征在于，該方法采用草酸酯和氫氣為原料，通過多臺反應器的串聯與并聯的耦合以及設置一臺循環氫壓縮機來實現，具體包括以下步驟：

(1)經壓縮機增壓后的氫氣分成兩股：第一股氫氣和第二股氫氣，其中第一股氫氣與第一股草酸酯原料共同進入第一乙醇酸酯合成反應器，該第一乙醇酸酯合成反應器的反應流出物與第二股氫氣共同進入第一乙二醇合成反應器，該第一乙二醇合成反應器的反應流出物在第一氣液分離器分離后，液相中乙二醇為主要反應產物；

(2)第一氣液分離器分離后出來的氣相氫氣分成兩股：第三股氫氣和第四股氫氣，其中第三股氫氣與第二股草酸酯原料共同進入第二乙醇酸酯合成反應器，該第二乙醇酸酯合成反應器的反應流出物與第四股氫氣共同進入第二乙二醇合成反應器，該第二乙二醇合成反應器的反應流出物在第二氣液分離器分離，液相中乙二醇為主要反應產物；

(3)第二氣液分離器分離后出來的氣相為未反應掉的氫氣，與補充的新鮮氫氣混合后經壓縮機增壓后，再分成兩股：第一股氫氣和第二股氫氣，繼續參與反應。

所述的原料中草酸酯為草酸二甲酯、草酸二乙酯或兩者混合物。

所述的多臺反應器包括至少兩臺乙醇酸酯合成反應器，至少兩臺乙二醇合成反應器。

以乙醇酸酯為對象，所述的第一乙醇酸酯合成反應器和第一乙二醇合成反應器之間串聯連接，第二乙醇酸酯合成反應器和第二乙二醇合成反應器之間串聯連接，第一乙醇酸酯合成反應器和第二乙醇酸酯合成反應器之間并聯。

所述的第一乙醇酸酯合成反應器與第二乙醇酸酯合成反應器的反應壓力為1.7～3.5MPa，反應溫度為140～200℃，反應重量空速為0.1～5.0/h，第一股氫氣與第一股草酸酯的摩爾比為(40～100)∶1，第三股氫氣與第二股草酸酯的摩爾比為(40～100)∶1。

所述的第一乙二醇合成反應器與第二乙二醇合成反應器的反應壓力為1.5～3.3MPa，反應溫度為180～250℃，反應重量空速為0.1～5.0/h，進入第一乙二醇合成反應器中的氫氣和乙醇酸酸酯的摩爾比為(60～120)∶1，進入第二乙二醇合成反應器中的氫氣和乙醇酸酸酯的摩爾比為(60～120)∶1。

所述的第一股草酸酯和第二股草酸酯之間的摩爾比為(1.2～1)∶1。

所述的第一股氫氣和第二股氫氣之間的摩爾比為1∶(0.1～1)。

所述的第三股氫氣和第四股氫氣之間的摩爾比為1∶(0.1～1)。