[发明专利]氢甲酰化反应工艺

说明书

一方面，氢甲酰化反应方法包括在圆柱形反应器中在均相催化剂存在下使烯烃、氢气和CO接触以提供反应流体，其中所述反应器具有固定高度，并且其中向所述反应器中的流体传输至少0.5kW/msupgt;3/supgt;的总混合能量；从所述反应器去除所述反应流体的一部分；和使所述经去除反应流体的至少一部分返回至所述反应器，其中将所述返回反应流体在位于小于所述固定高度的80％的高度处的至少两个返回位置处引入，其中所述至少两个返回位置位于所述反应器中向所述反应器引入氢气和一氧化碳的位置的上方，并且其中至少15％的所述混合能量由所述返回反应流体提供。

技术领域

本发明大体上涉及氢甲酰化反应工艺。

背景技术

氢甲酰化是在有机磷配体改性的均相铑催化剂存在下烯烃与H₂和CO反应以根据以下等式生成醛：

通常氢甲酰化反应在液相中进行，其中将合成气(H₂与CO的气态混合物)鼓泡至含有液体烯烃、产物醛、重物质和均相铑/配体催化剂的反应流体中。

为使反应发生，H₂和CO必须溶解在反应流体中，因此有效气体/液体混合对起始和保持氢甲酰化反应都很关键。

此外，必须将由放热氢甲酰化反应产生的热去除并且将反应器温度控制在期望反应条件下。这通常通过内部冷却旋管或将反应流体再循环通过外部热交换器并且将冷却后的反应流体返回至反应器来达成。

另外，在与上述氢甲酰化反应相同的条件下，所得醛可能进一步反应并且经就地氢化得到对应的醇，并且在胺化条件下的氢甲酰化可视为氢甲酰化反应的变形。

一些氢甲酰化催化剂的另一二级催化活性是双键，例如具有内部双键的烯烃的双键，的氢化或异构化，生成饱和烃或α-烯烃，并且反之亦然。重要的是避免氢甲酰化催化剂的这些二级反应以确立和保持反应器中的特定氢甲酰化反应条件。即使工艺参数的小偏差也会导致形成可观量的不希望有的二级产物，并且针对氢甲酰化反应器中的整体反应液体体积的体积保持几乎相同的工艺参数可能因此相当重要。一般来说，在具有有机磷配体改性的均相铑催化剂的烯烃的氢甲酰化中，确立溶解在液体反应介质中的氢气和一氧化碳的最佳浓度是有利。

在反应液体中溶解的一氧化碳(CO)的浓度尤其重要且其为氢甲酰化反应器控制关键变量。虽然反应液体中的溶解的CO浓度无法直接测量，通常使用在线分析仪测量反应器的蒸气空间中的CO分压(假定蒸气空间与反应液体相处于平衡)来监测和近似。如果反应器中的反应流体更均匀混合且更好地近似于CSTR模型，那么这种近似得以改善。

烃(链烷烃)形成反应、醛的高沸点冷凝物(也就是说高沸物)的形成以及有机磷-Rh类催化剂的劣化率也受反应温度影响。就反应温度和反应器中存在的反应液体体积内的溶解的CO的浓度来说，避免形成梯度很重要；换句话说，针对总液体体积确立且保持接近相同的操作条件很重要。因此，必需避免反应区内的试剂和温度的非均匀分布。

因此期望一种在反应器中提供高度分散且均匀的合成气和温度分布且保持反应器温度可控制同时提供可接受的能量使用的氢甲酰化反应器设计。

发明内容

本发明大体上涉及通过在50℃至145℃的高温和1至100巴(bar)的压力下在催化剂存在下使液相中的烯烃与一氧化碳和氢气气体反应制备醛和/或醇的工艺，这些气体的一部分以气泡的形式分散在反应液体中且另一部分溶解在反应液体中。本发明的实施例有利地提供反应器中的反应流体的充分气体-液体混合而无需使用机械搅拌器，或在一些实施例中，外加机械搅拌器。