[發明專利]一種丁二酸二甲酯加氫的方法

有效

• 申請號: 201810312277.6
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN110357765B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 王彩杰;王繼元;堵文斌;楊愛武;柏基業;劉建新;朱慶奮
• 申請（專利權）人: 中國石化揚子石油化工有限公司;中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: C07C31/20
• 分類號: C07C31/20;C07C29/149;C07D307/33;C07D307/08
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 王秀娟

本發明公開了一種丁二酸二甲酯加氫的方法，包括使用徑向反應器的步驟，所述反應原料丁二酸二甲酯和氫氣混合后從徑向反應器的頂部加入，加入的氣體混合物徑向流過催化劑床層，在催化劑床層中完成加氫反應后從反應器的底部流出。本發明通過采用徑向反應器，有效降低反應床層的壓降；通過使用小顆粒催化劑，增加單位床層催化劑的活性面積，減少副產物的產生，提高了目標產物的收率，強化了設備的生產能力。

技術領域

本發明涉及化工領域，具體涉及一種丁二酸二甲酯加氫的方法。

背景技術

丁二酸二甲酯，又稱琥珀酸二甲酯，是一種食品級防腐劑。同時，作為一種化工中間體，丁二酸二甲酯出現在多種化學品的生產制造過程中。丁二酸二甲酯加氫可以生成1,4-丁二醇，同時聯產γ-丁內酯及四氫呋喃。1,4-丁二醇用于生產聚氨酯及PBT工程塑料，市場需求量大；γ-丁內酯和四氫呋喃作為高附加值的化工產品，同樣有著一定的市場需求。但是，丁二酸二甲酯加氫過程中存在許多副反應，會生成4-羥基丁酸甲酯、4-羥基丁醛及2-(4’-羥基丁氧基)四氫呋喃等副產物，如何選擇合適的催化劑和反應器形式是控制副反應產生的關鍵。

目前工業上酯類加氫通常采用銅基催化劑，采用軸向固定床反應器。如中國專利CN105820038A公開的一種丁二酸二甲酯加氫制備1,4-丁二醇的方法，反應原料依次軸向通過第一反應器的預加氫催化劑床層和主加氫催化劑床層，加氫反應后再通過第二反應器的補充精制催化劑床層，從而獲得高品質的1,4-丁二醇。軸向固定床反應器存在床層壓降大的問題，為了減小床層壓降，通常采用較大顆粒催化劑。然而，催化劑顆粒較大，產物在催化劑內停留時間過長，發生副反應的機會加大，目標產物收率低，且催化劑顆粒大，單位床層催化劑的活性面積小，設備的生產能力低。

徑向固定床反應器因其流通面積大，氣體流程短，可以避免床層壓降過大的問題，在氣固相反應過程中得到了廣泛的應用。中國專利CN103084122A、CN102166499A分別提到了一種徑向反應器，通過優化徑向反應器內部的結構設計來提高反應器的性能。中國專利CN100460367公開了一種碳四及以上烯烴催化裂解生產丙烯的方法，以含有一種或多種碳四及以上烯烴的富烯烴為原料，使烯烴原料與反應器中硅鋁摩爾比SiO2/Al2O3至少為10的結晶硅鋁酸鹽催化劑接觸生成含有丙烯的流出物，其中所用的反應器為徑向反應器或軸徑向反應器，較好地解決了薄床層的軸向固定床反應器工程放大困難的問題。《科技研發》2012年第20卷第4期第34-36頁中提到了徑向反應器在合成碳酸乙烯酯中的應用，研究表明反應器內軸向溫差小，各點溫度分布均勻，軸向催化劑得到了充分利用，提高了環氧乙烷的轉化率。《應用化工》2006年9月第35卷第9期719-722頁分析了徑向反應器的研究與進展，提到了徑向反應器在氨合成、CO變換工藝、甲醇氧化、氨氧化、二氧化硫催化氧化、催化重整、芳烴異構以及乙苯脫氫等化工過程中的應用，突出了徑向反應器具有壓降小、轉移熱量方便等特點。

丁二酸二甲酯加氫過程中，氫酯比較大，氣體流速較快，降低床層壓降對于丁二酸二甲¹酯加氫顯得尤為重要。然而，現有技術中，并沒有采用徑向反應器進行丁二酸二甲酯加氫反應的應用報道。

發明內容

為解決現有技術中丁二酸二甲酯加氫反應采用軸向反應器，使用較大顆粒的催化劑，副反應多，目標產物收率低，單位床層的催化劑活性面積小，設備生產能力低的技術問題，本發明提出一種丁二酸二甲酯加氫的方法，通過采用徑向反應器，有效降低反應床層的壓降；通過采用小顆粒催化劑，增加單位床層催化劑的活性面積，減少副產物的產生，提高目標產物的收率，強化設備的生產能力。

本發明采取的技術方案是：一種丁二酸二甲酯加氫的方法，所述丁二酸二甲酯加氫包括使用徑向反應器的步驟。

進一步地，所述方法還包括丁二酸二甲酯和氫氣混合后從所述徑向反應器的頂部加入步驟，氣體混合物徑向流過催化劑床層步驟。

為了提高反應效率，優選所述催化劑為銅基催化劑，主催化劑為CuO，催化劑助劑為Al2O3、ZrO2、MgO或Cr2O3中的至少一種。