[發(fā)明專(zhuān)利]用于工業(yè)加氫甲酰基化異丁烯并分離產(chǎn)物混合物的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310131424.7
• 申請(qǐng)日: 2013-02-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103288610A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·鮑姆加滕;M·格拉斯;A·凱齊克;M·溫特貝格;H-G·呂肯;B·哈默斯;M·普里斯克;D·弗里達(dá)格;R·弗蘭克;D·黑斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 贏創(chuàng)奧克森諾有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): C07C47/02
• 分類(lèi)號(hào): C07C47/02;C07C45/50;C07C45/78
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石克虎;林森

本發(fā)明涉及用于通過(guò)工業(yè)加氫甲酰基化含異丁烯的烴流制備產(chǎn)物混合物的方法和用于分離所得到的產(chǎn)物混合物的方法，以及用于根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置，以及根據(jù)本發(fā)明的裝置的應(yīng)用。

在工業(yè)范疇，通常將加氫甲酰基化理解為是指烯烴與合成氣(主要由一氧化碳和氫氣組成的氣體混合物)的反應(yīng)，通常是在壓力下和在過(guò)渡金屬配合物催化劑的存在下，生成相對(duì)于所述烯烴延長(zhǎng)了一個(gè)碳原子的醛。

以下給出了加氫甲酰基化的基本介紹：Falbe，Jürgen：New?Syntheses?with?Carbon?Monoxide.Springer?Verlag1980，Berlin，Heidelberg，New?York?und?Pruett，Roy?L.：Hydroformylation.Advances?in?Organometallic?Chemistry卷17，頁(yè)1-60，1979。

一般來(lái)說(shuō)，加氫甲酰基化用于制備較高級(jí)的醛。較高級(jí)的醛，尤其是具有3到25個(gè)碳原子的那些，被用作例如用于制備羧酸的合成前體和香料。工業(yè)上，其通常被催化加氫轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的醇，繼而用于生產(chǎn)增塑劑和清潔劑。由于加氫甲酰基化產(chǎn)物的工業(yè)規(guī)模的重要意義，因而以工業(yè)規(guī)模進(jìn)行羰基合成。

通過(guò)C4-烯烴異丁烯的加氫甲酰基化形成異戊醛，在下文中將其稱(chēng)為3-甲基丁醛或簡(jiǎn)稱(chēng)為3MBA。3MBA用于制備香料和香味劑(Aromastoff)，以及用作合成前體。

當(dāng)今在工業(yè)規(guī)模的加氫甲酰基化中使用基于鈷或基于銠的有機(jī)磷金屬配合物催化劑。所述催化劑被均勻地溶解在液體加氫甲酰基化混合物中。在從加氫甲酰基化混合物中分離目標(biāo)產(chǎn)物(醛)的范圍內(nèi)，也必須將均相催化劑從加氫甲酰基化混合物中小心地分離，因?yàn)樵撆浜衔锎呋瘎?duì)狀態(tài)變化相對(duì)敏感地反應(yīng)并且會(huì)失去其活性。習(xí)慣上從加氫甲酰基化混合物中蒸餾分離催化劑。為降低失活的風(fēng)險(xiǎn)和降低該過(guò)程中的能量消耗，近來(lái)人們致力于借助于膜技術(shù)(納濾)從加氫甲酰基化混合物中分離出均勻溶解的催化劑。

Priske，M.等人描述了用于從加氫甲酰基化混合物中分離均勻溶解的催化劑配合物的膜支承的親有機(jī)物的納濾的基礎(chǔ)：Reaction?integrated?separation?of?homogeneous?catalysts?in?the?hydroformylation?of?higher?olefins?by?means?of?organophilic?nanofiltration.Journal?of?Membrane?Science，Volume360，issues1-2，15九月2010，頁(yè)77-83；doi：10.1016/j.memsci.2010.05.002。

EP1931472B1總體上也致力于用親有機(jī)物的納濾用于從加氫甲酰基化混合物中分離均勻溶解的催化劑配合物。

通過(guò)異丁烯的加氫甲酰基化用于制備3-甲基丁醛的方法描述在專(zhuān)利申請(qǐng)WO2008006633中。

將烯烴催化加氫甲酰基化成相應(yīng)的醛通常在均勻的液相中進(jìn)行，這意味著催化劑、烯烴和產(chǎn)物都存在于一個(gè)相中，其中過(guò)渡金屬配合物催化劑均勻溶解在液體反應(yīng)混合物中，該混合物中也包含了待加氫甲酰基化的烯烴和加氫甲酰基化的產(chǎn)物。作為加氫甲酰基化的產(chǎn)物，除了已述及的作為初級(jí)產(chǎn)物的醛3-甲基丁醛而外，通常也形成較高沸點(diǎn)的副產(chǎn)品(通常稱(chēng)為高沸物)。此外，用于過(guò)渡金屬配合物催化劑的惰性溶劑例如鄰苯二甲酸二辛酯或鄰苯二甲酸二異壬酯或苯甲酸異壬酯或其混合物可以存在于反應(yīng)混合物中。

在此將“高沸物”理解為比初級(jí)加氫醛化氫甲酰基化產(chǎn)物(具有比所使用的烯烴多一個(gè)碳原子的醛)和由此通過(guò)加氫得到的醇在更高溫度下沸騰和具有更高的分子量的物質(zhì)。高沸物由初級(jí)加氫甲酰基化產(chǎn)物通過(guò)后續(xù)反應(yīng)生成。通常在工業(yè)加氫甲酰基化中生成的高沸物包括醇醛縮合產(chǎn)物和縮醛化產(chǎn)物以及通過(guò)醇和酸的反應(yīng)生成的酯，其中所述醇和酸尤其通過(guò)醛的歧化而生成。

在異丁烯的工業(yè)加氫甲酰基化中通常生成產(chǎn)物混合物，除了初級(jí)產(chǎn)物3-甲基丁醛，即異丁烯工業(yè)加氫甲酰基化的目標(biāo)產(chǎn)物而外，該產(chǎn)物混合物還包括以高沸物形式的副產(chǎn)品和過(guò)渡金屬配合物催化劑及其游離的配位體。根據(jù)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化效率，從反應(yīng)器中排出的產(chǎn)物混合物也可能包含未轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物，即異丁烯、氫氣或一氧化碳。為提高初級(jí)產(chǎn)物3-甲基丁醛的純度并回收過(guò)渡金屬配合物催化劑，有必要將在加氫甲酰基化中得到的產(chǎn)物混合物的成分3MBA、副產(chǎn)品和催化劑和可能的未轉(zhuǎn)化的原料彼此分離。