[发明专利]由钴催化加氢甲酰化反应的钴回收

说明书

发明领域

本发明涉及由钴催化加氢甲酰化反应的钴回收。

背景技术

加氢甲酰化是一种公知的工艺，其中将烯烃与一氧化碳和氢在催 化剂存在下形成包含比进料烯烃多一个碳原子的醛和醇。该工艺已经 商业上运行了多年，存在两种使用的主要技术类型。一种被称为低或 中等压力羰基合成法类型，其一般包括使用铑与有机磷配位体的有机 金属络合物的催化剂以提供在较低压力下必要的稳定性，并在从10 到50巴的压力下运行。第二种工艺类型被称为高或中压工艺类型，一 般包括使用基于钴或铑的催化剂以及在从50到350巴的压力下运行。 通常，将低压工艺用于非支化和末端，主要为低级烯烃如乙烯、丙烯 和正丁烯，并且包括正己烯-1、正辛烯-1和由费-托法制备的较高碳 原子末端烯烃的混合物的加氢甲酰化。高或中压工艺主要用于线性内 在的和支化高级烯烃如包含5或更多个碳原子的那些的加氢甲酰化。 该工艺广泛地用于生产所谓的“高级醇”或醛或酸，它们是C₆到C₁₅范围，特别是C₉到C₁₃范围。这样的材料一般用于生产增塑剂或润滑剂 酯如邻苯二甲酸和酸酐的酯、环己烷单或二羧酸的酯、己二酸或偏苯 三酸的酯、均苯四酸各种异构体的酯和多元醇酯；该醇也用于表面活 性剂衍生物如乙氧基化物、硫酸盐或乙氧基硫酸盐。

加氢甲酰化一般在可以是连续或间歇反应器的大体积反应器中进 行。

本发明涉及从连续运行且在高或中压以及使用基于钴的催化剂的 加氢甲酰化反应中回收钴的改进。

正如大多数大规模的工业化学方法，原料使用效率的改进、未反 应物料的循环优化和反应条件、物料平衡及其他变量的优化是最重要 的。能产生转化、产量和效率上几个百分比的提高的改进是极为重要 的改进。在某些反应如使用较重的金属如钴的那些中，就经济和环境 的原因金属回收是重要的。这些年来，钴催化加氢甲酰化反应器的生 产量已经显著提高。这又导致了在反应产物中较高的钴浓度，这具有 提高钴回收的必要。例如，从包含30,000ppm钴直到10ppm或者更低 的料流中的钴回收现在可能是要求的。

高和中压加氢甲酰化(有时称为OXO)反应包括液体材料与在反应 期间由于高压条件至少部分溶于该液体通常气态的材料的反应，气态 材料还可能作为小滴或气泡在液相中夹带。将未反应的气态材料在反 应后排空。WO2005/058787描述一种具体涉及通过使用新鲜气态进料 和循环气体的组合以优化反应条件以及由此的加氢甲酰化反应的转化 和产量的气体利用优化的方法。该方法有益地与本发明的钴回收技术 一起使用。

在高压加氢甲酰化中涉及的开始液体包含烯烃，其可以是烯烃的 混合物如从烯烃低聚装置获得的那些。例如烯烃可以是通过C₃和C₄烯烃及其混合物的磷酸催化低聚获得的C₅到C₁₂烯烃的混合物，并且其 中使用烯烃混合物时，可能已经将它们分馏以获得主要是合适碳数的 相对窄的沸点馏分混合物用于生产具有要求碳数的醛和醇。或者，烯 烃可通过其它低聚方法获得，例如使用镍或氧化镍催化剂的丁烯二聚 或三聚作用，如工艺或描述在美国专利6437170中的方法， 或者使用镍盐且包括二烷基铝卤化物如工艺范围或沸石或 分子筛催化剂的乙烯、丙烯和/或丁烯的低聚工艺。烯烃还可能由乙烯 生长工艺获得，而在这样情况下它们经常被称为线性α-烯烃或正链α -烯烃并且它们可能有C₆、C₈、C₁₀或C₁₂，或者甚至更高碳原子数如直 到C₁₄、C₁₆、C₁₈或甚至C₂₀，或者它们可以是从费-托法获得的混合物， 其主要包含末端烯烃，但它可能显示出沿其最长烷基链的一些侧面支 链，以及它可能含一些内烯烃，线性和支化的。在这种情况下，同样 较高碳数可能是有用的起始液体。用于低聚装置的起始材料可从流化 催化裂化(FCC)、气体如乙烷和丙烷、液体如液化石油气(LPG)、石脑 油、气油或重馏分甚至全原油的蒸汽裂解、氧化-到-烯烃工艺和链烷 烃脱氢作用工艺获得。