[發明專利]熱管理方法

在審

• 申請號: 201410268520.0
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN104248860A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: G·A·米勒;I·B·考克斯;M·莫克塔扎德
• 申請（專利權）人: 陶氏技術投資有限責任公司
• 主分類號: B01D5/00
• 分類號: B01D5/00;C07C45/50;C07C47/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 吳亦華

相關申請的交叉引用

本申請要求2013年6月27日提交的序號為61/839,901的臨時申請的優先權，所述申請通過引用以其全部內容并入本文。

技術領域

本發明涉及化學過程中的熱管理。

背景技術

有許多化學過程涉及高壓的氫氣，包括烯烴的加氫甲酰化、烴化、加氫氨甲基化和氫氰化。這些中的每一種都必須應對存在的進料流雜質，所述雜質可以包括N₂、Ar、CO₂、甲烷、高級烷烴、水等等。這些雜質通常在排氣流中從所述工藝清除。

例如，烯烴如丙烯的加氫甲酰化，工業上以連續過程進行，因為所述烯烴、一氧化碳和氫氣在加氫甲酰化反應器中在加氫甲酰化催化劑存在下反應。反應器的輸出物包括加氫甲酰化產物(醛，醇)和通常顯著量的未反應烯烴，所述未反應的烯烴必須分離出來并再循環到加氫甲酰化反應器。當烯烴進行加氫甲酰化時，即在50℃到超過200℃和壓力低到3巴和高達超過200巴的羰基合成反應下，除了液體反應產物例如醛和醇之外，還獲得氣體混合物。這些氣體混合物由未轉化的反應物以及來自烯烴進料作為雜質和來自烯烴的氫化副反應的烷烴組成。常規的烯烴加氫甲酰化反應方案必須允許排出惰性物質例如N₂、Ar、CH₄、烷烴、CO₂等等。在丙烯加氫甲酰化的情況下，這些氣體混合物作為廢氣燃燒，因為從所述廢氣回收烯烴、CO和H₂不是成本有效的。這些氣體混合物與作為異構副產物得到的異丁醛一起，已經被部分氧化以產生加氫甲酰化需要的合成氣(即一氧化碳和氫氣)、烯烴和氫氣。然而，在丙烯價格極大提高之后，有價值的丙烯轉化為合成氣不再是經濟的。

一般說來，未反應的烯烴再循環回到反應器以得到最高轉化率，將是期望的。然而，這種再循環也再循環了在進料丙烯中作為雜質存在、或在加氫甲酰化反應器中通過副反應形成的惰性丙烷。為了防止加氫甲酰化反應器中的丙烷濃度持續上升并達到加氫甲酰化反應停止的值，必須從所述過程中連續泄放再循環的含有丙烯流的子流，以除去惰性物質和丙烷。

然而，未反應的丙烯也被所述泄放流從系統中除去。為了保持丙烯損失少，通常使用高純度的丙烯進料。因此，通常利用純度約99.5％、其余基本由丙烷組成的丙烯進料進行加氫甲酰化。這種等級的丙烯被稱為“聚合物級丙烯”。這種高純度丙烯的銷售價格明顯高于純度較低的丙烯。例如，含有約3至7重量％丙烷的“化學級丙烯”明顯比聚合物級丙烯便宜。

出于上述原因，具有比較高比例丙烷的丙烯進料不能在不采取適當措施下用于工業加氫甲酰化過程。

反應器排氣流含有有價值的烯烴、合成氣和產物，其損失于燃料集管(header)或火炬(flare)。現有技術有許多回收反應物的方式。對這些排氣最大化轉化率的二級反應器的例子是已知的；參見，例如，GB1,387,657、US4,593,127、US5,367,106、US5,426,238、US7,405,329、WO2010/081526和WO2010/115509。然而，惰性氣體和烷烴的排氣清除仍然存在。

很多現有技術集中在回收這些流中包含的烯烴，例如丙烯，但是很少有注意力集中在產物損失最小化上。例如，US4,210,426采用深度吸收/解吸方案，用最多3個塔從排氣流中提取烯烴。這種資本密集型方法是復雜的。沒有提及回收任何包含的醛產物。

需要外來物質作為回收劑的分離方法是已知的，使用的回收劑例如二乙基丙酰胺、甲醇、芳族化合物、乙腈、二甲氧基四乙二醇、烴和重質醛。然而，這些方法具有顯著的缺點，因為從廢氣回收的氣體在所述氣體再用于加氫甲酰化過程之前需要仔細純化以除去所述特定的回收劑。不清楚如何可以在沒有昂貴精制下從這些系統回收醛產物。

US5,001,274、US5,675,041、US6,822,122、US6,100,432、和JP4122528討論了利用排氣洗滌器和排氣蒸餾方案來回收未反應的烯烴。再次，這些復雜的方案集中在回收烯烴上，并且只有US5,001,274對回收排氣流中任何所含的醛或醇產物有所論述。然而，US5,001,274也捕集了惰性物質例如烷烴，其可以妨礙惰性物質清除。