[发明专利]改进加氢甲酰化方法中的催化金属可计量性的方法

说明书

本发明的实施方案涉及改进连续液体再循环加氢甲酰化方法中的铑可计量性的方法。在一些实施方案中，方法包括在反应区中使包含C7‑C20烯烃、氢气和一氧化碳的反应物在包含铑和有机单亚磷酸酯配体的催化剂的存在下接触以形成反应流体，其中烯烃至所述反应区的进料速率大于100千克/小时；将所述反应流体提供至汽提气体蒸发器以产生产物流和蒸发器尾物流；测量所述蒸发器尾物流中的C7‑C20烯烃含量；以及将包含至少50重量％的C7‑C20烯烃的C7‑C20烯烃物流添加到所述蒸发器尾物流中以保持所述蒸发器尾物流中的C7‑C20含量高于2重量％。

技术领域

本发明涉及改进连续液体再循环加氢甲酰化方法中的铑可计量性的方法。

背景技术

众所周知，醛可以通过使烯烃与一氧化碳和氢气在金属-有机磷配体络合物催化剂的存在下反应来生产。此类方法可涉及连续加氢甲酰化和含有金属-有机磷配体络合物催化剂的催化剂溶液的再循环，其中金属选自第8、9或10族。铑是用于加氢甲酰化的金属-有机磷配体络合物催化剂中常用的第9族金属。此类方法的示例在美国专利第4,148,830号、US 4,717,775和US 4,769,498中公开。所得醛可用于制备许多产物，包括醇、胺和酸。

包含铑和庞大有机单亚磷酸酯配体的加氢甲酰化催化剂能够具有非常高的反应速率。参见例如“Rhodium Catalyzed Hydroformylation,”van Leeuwen,Claver,KluwerAcademic Pub.(2000)。此类催化剂具有工业实用性，因为它们可用于提高生产速率，或使内烯烃和/或支链内烯烃有效地加氢甲酰化反应比直链α烯烃更慢。

在一些条件下，已知铑-庞大有机单亚磷酸酯催化剂在液体再循环加氢甲酰化方法中遭受不可恢复的铑损失。参见例如美国专利第4,774,361号。尽管铑损失的确切原因尚不清楚，但已假设铑损失因产物分离步骤而加剧，该产物分离步骤通常通过产物塔顶馏出物的蒸发和冷凝而实现，留下包含较高沸点副产物和非挥发性催化剂(蒸发器尾物流)的残余流，该残余流随后再循环回到反应区。衍生自高级烯烃(例如C7或更高级)的产物的蒸发需要更高的温度，已知这也会加剧铑损失。铑的连续损失可显著增加催化剂成本，因为铑过于昂贵。

仍然需要改进铑可计量性的连续液体循环加氢甲酰化方法，特别是当使用高活性铑-有机单亚磷酸酯催化剂化使C7或更高级烯烃加氢甲酰基时更是如此。

发明内容

本发明涉及用于使用连续液体循环来使C7和更高级(例如，C7-C20)烯烃加氢甲酰化的方法，该方法改进铑可计量性。已令人惊讶地发现，通过在来自汽提气体蒸发器的蒸发器尾物流中保持至少2重量％的C7和更高级烯烃的浓度，铑可计量性将改进。也就是说，该方法中铑的损失量减少。这可以例如通过将一部分烯烃进料直接在产物/催化剂分离区(汽提气体蒸发器)之后进料至蒸发器收集罐或刚好在蒸发器收集罐泵之后进料使得从该点至反应区的蒸发器尾物流含有至少2重量％的C7和更高级烯烃来完成。

在一个方面，改进连续液体再循环加氢甲酰化方法中的铑可计量性的方法包括在反应区中使包含C7-C20烯烃、氢气和一氧化碳的反应物在包含铑和有机单亚磷酸酯配体的催化剂的存在下接触以形成反应流体，其中烯烃到反应区的进料速率大于100千克/小时；将反应流体提供至汽提气体蒸发器以产生产物流和蒸发器尾物流；测量蒸发器尾物流中的C7-C20烯烃含量；将包含至少50重量％的C7-C20烯烃的C7-C20烯烃物流添加到蒸发器尾物流中以保持蒸发器尾物流中的C7-C20含量高于2重量％。

在一个方面，改进连续液体再循环加氢甲酰化方法中的铑可计量性的方法包括在反应区中使包含混合C8烯烃、氢气和一氧化碳的反应物在包含铑和有机单亚磷酸酯配体的催化剂的存在下接触以形成反应流体，其中烯烃到反应区的进料速率大于100千克/小时；将反应流体提供至汽提气体蒸发器以产生产物流和蒸发器尾物流；测量蒸发器尾物流中的C8烯烃含量；将包含至少50重量％的C8烯烃的C8烯烃物流添加到蒸发器尾物流中以保持蒸发器尾物流中的C8含量高于2重量％。