[發明專利]生產高級醇的方法和設備

在審

• 申請號: 201380066789.4
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN104870413A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: H·莫達雷斯;C·威克斯
• 申請（專利權）人: 托普索公司
• 主分類號: C07C29/152
• 分類號: C07C29/152;C07C29/32
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 吳小瑛;張福根

技術領域

本發明涉及用于生產高級醇的方法。更具體而言，本發明涉及從氫氣和一氧化碳的氣體混合物，通常稱為合成氣體或合成氣催化生產高級醇。另外，本發明涉及進行該方法的設備的工藝布局。

背景技術

因為高級醇可以直接地作為烴燃料的替代物或間接地作為烴燃料的添加劑而被使用，它們是未來燃料市場可取的化合物。由于含有高級醇的燃料混合物具有提高的水耐受性和改進的熱值，含有高級醇的燃料混合物是特別優選的。此外，高級醇是有價值的可廣泛應用的卓越化學品，并且因此高級醇的選擇性合成工藝是非常期望的。

根據本發明的高級醇即C₄₊醇的生產從合成氣出發，通過甲醇并使用為這樣的醇的合成而被發展出來的非均相催化劑。所涉及的反應是放熱的，并且因此從反應器除去所述反應的熱量是重要的，由此避免催化床中的任何溫度升至某些臨界值以上以及從而防止催化劑的快速燒結和失活。這賦予高級醇合成反應器相當窄的操作溫度窗口。

基于甲醇的生產工藝經驗，選擇沸水反應器(BWR)作為合成反應器可以是一個好選擇。然而采用這種反應器有一些實際困難。首先，操作溫度遠高于甲醇反應器，其意味著在反應器的殼側，即沸水側中高得多的壓力。蒸汽壓力也將遠高于甲醇BWR時的情況。其結果將是反應器具有更厚的殼并因此更昂貴。

另一個困難是在BWR中高級醇合成的轉換度低，因此未反應氣體的再循環流比甲醇工廠中大5-10倍。這意味著用于高級醇生產的BWR反應器需要大得多。

現有技術中描述了從合成氣生產醇的各種方法。因此，US?2009/0048354描述了用于將合成氣在顆粒狀催化劑存在下轉化為含有C₂₊醇的含氧化合物的方法。該方法在并聯布置的甲醇合成反應器和高級醇合成反應器中進行。

US?2009/0069452公開了從合成氣生產乙醇和/或其它高級醇的方法和工藝布局。該文件中的圖3具體示出了工藝布局，其中甲醇被注入到用于高級醇合成的反應器中，但沒有解釋如何以及為何這樣做。

US?2010/0069515中描述了具有提高碳值使用的混合醇合成。具體而言，該文件公開了工藝布局，其中輕質醇被再循環至用于高級醇合成的反應器，但其在工藝布局中不包括預轉換器。

這三個現有技術文獻都公開了使用兩個反應區，或甚至兩個以串聯或并聯連接的單獨反應器，其中一個用于甲醇合成而另一個用于高級醇合成。此外，根據這些文獻，部分甲醇或輕質醇被再循環至用于高級醇合成的反應器。

此外，WO?2007/003909描述了用于由被引導至甲醇反應器的合成氣生產高級醇的方法。所產生的甲醇被引導至用于生產高級醇的同系(homologation)反應器，且來自同系反應器的未轉化的合成氣被再循環，以與甲醇流混合。來自同系反應器的流出物被分離成未轉化的合成氣，被再循環至同系反應器的甲醇，以及包含高級醇(乙醇和丙醇)的產物流。然而，這個工藝是相當復雜的，其包含至少八個步驟。

US?2009/0018371描述了用于從合成氣生產高級醇的另一種方法，其中合成氣通過用于將合成氣轉化成甲醇的反應器中的第一反應區。流出物被引導至用于將合成氣和甲醇轉化為高級醇的另一個反應器中。未轉化的合成氣與產物流中的甲醇一起被再循環至第二反應器。來自第二反應器的產物流被分離成不同的餾分，如甲醇、乙醇、高級醇、水和未反應的合成氣。來自產物流的分離的甲醇餾分被再循環至如上所述的第二反應器。

在WO?2007/003909和US?2009/0018371二者中，甲醇預轉換器的目的是首先生產甲醇，然后在第二反應器中利用產生高級醇，然而，在本發明中，甲醇預轉換器的唯一目的是去除甲醇合成熱，否則其將出現在高級醇反應器中，并由于從反應器去除熱的問題而使高級醇合成變得困難。因此，甲醇預轉換器的條件必須以如下這樣的方式設置：進料至高級醇反應器的經與再循環氣體和其它可能的醇混合的入口進料等于或至少接近于高級醇合成反應器入口處的甲醇的平衡組成。這將來自高級醇反應器的熱釋放限制為來自具有低轉化率的高級醇合成的不顯著的熱釋放。