[发明专利]抑制固体从来自加氢甲酰化反应混合物的气体物流中沉积的方法

说明书

技术领域

本发明涉及抑制或防止固体材料从气体物流中沉积的方法。特别地，本发明涉及抑制或防止固体材料从气体物流中沉积的方法，其中所述气体物流通过将由加氢甲酰化反应混合物分离的含水混合物至少部分脱气而获得。

背景技术

1，3-丙二醇(PDO)是工业上重要的化学品。PDO用作单体单元以形成聚合物如用于生产地毯和纺织品的聚(三亚甲基对苯二甲酸酯)。PDO也用作发动机冷却剂，特别地用于要求具有低电导率和低腐蚀性的冷却剂的冷却系统。

PDO可以在工业上通过如下方式制备：在压力下在合成气(CO和H₂)和催化剂存在下由环氧乙烷的加氢甲酰化制备3-羟基丙醛(HPA)，随后氢化HPA成PDO。优选的加氢甲酰化催化剂是羰基金属，特别是羰基钴。加氢甲酰化反应典型地在溶剂中进行，所述溶剂对反应物是惰性的，将增溶一氧化碳和催化剂，在水中基本不混溶，和显示低到中等极性使得可以用水从溶剂中萃取加氢甲酰化产物HPA。这样的溶剂包括醚如甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚、乙醚、苯基异丁基醚、乙氧基乙醚、二苯醚和二异丙醚。

在加氢甲酰化之后，将HPA用水从非水混溶性溶剂中萃取和分离出来。然后将分离的HPA水溶液在氢化催化剂存在下氢化以形成PDO。可以将包含加氢甲酰化反应溶剂和大部分羰基金属催化剂的有机相循环以在进一步的加氢甲酰化中再次使用。

可以处理分离的HPA水溶液以脱除在HPA到PDO的转化中可能干扰氢化催化剂性能的物质。分离的HPA水溶液典型地包含4-60wt％HPA、残余合成气(包括一氧化碳)、残余环氧乙烷和来自加氢甲酰化反应催化剂的残余羰基金属物质如羰基钴或羰基铑物质(包括Co[Co(CO)₄]₂、Co₂(CO)₈和Rh₆(CO)₁₆)。大多数氢化催化剂被一氧化碳(CO)和残余羰基金属物质中毒，故处理HPA的水溶液以从溶液脱除这些催化剂毒物。可以将HPA的水溶液脱气、氧化和汽提，和然后与酸性离子交换树脂接触以脱除这些氢化催化剂毒物源。

可以典型地按逆流设置使含氧气体通过HPA水溶液的塔或罐而将HPA水溶液脱气、氧化和汽提。对脱气器-氧化器-汽提器塔或罐中HPA水溶液保持的压力通常低于加氢甲酰化反应和萃取中的压力，使得在脱气器-氧化器-汽提器塔或罐中从HPA水溶液中闪蒸出CO气体，和将任何残余CO气体由含氧气体和任何其它汽提气体物流如氮气从溶液中汽提出来。

含氧气体也氧化水溶液中残余的羰基金属物质，以保证金属物质是水溶性的，特别是在副产物有机酸如3-羟基丙酸在HPA水溶液中存在的情况下。通过使HPA水溶液与酸性离子交换树脂接触而从所述水溶液中脱除水溶性金属物质。

可以将包含被脱除的CO的气体物流从脱气器-氧化器-汽提器罐或塔脱除以分离CO与HPA水溶液。从脱气器-氧化器-汽提器脱除的气体物流典型地被收集和冷凝以回收其中包含的任何残余的加氢甲酰化溶剂。从气体物流中回收溶剂对于降低环境影响是重要的，例如，由于残余溶剂MTBE是受控制的污染物，故不能直接排放到大气中。可以使用压缩机压缩来自脱气器-氧化器-汽提器的气体物流，和可以通过在冷却罐中冷却压缩的气体而回收溶剂。

已经发现固体从气体物流中预料不到的沉积抑制了溶剂从气相的有效回收。例如，在气体压缩用于溶剂回收的情况下，固体在压缩机中沉积，因此使压缩机结垢。结果是，压缩机在被沉积的固体堵塞之前只能工作较短的时间。然后必须关闭脱气器-氧化器-汽提器和过程的其它部分以清洁或更换压缩机，因为它导致特别差的工艺效率，特别是在连续工业操作中。此外，由于沉积的固体结垢，压缩机经受过度磨损。对于其它溶剂回收构造如通过液相吸收、蒸馏、低温冷凝或固体吸附的溶剂回收，可以观察到由于从气体物流沉积的固体导致的相似结垢。

发明内容