JP6571652B2 - ヒドロホルミル化プロセス - Google Patents
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Description
(a)一次反応器において、少なくとも1種のアルデヒド生成物を形成するのに十分なヒドロホルミル化条件のもと、反応流体中のヒドロホルミル化触媒の存在下で、COと、H2と、オレフィンを含む供給流とを接触させることと、
(b)一次反応器から生成物−触媒分離領域へと液体流出流を通過させることと、
(c)生成物−触媒分離領域から粗生成物流及び液体触媒再循環流を取り除くことと、
(d)次いで、粗生成物流を排気流及び未精製生成物流に分離することと、
(e)オレフィンを含む排気流を二次反応器に通過させることと、
(f)二次反応器において、少なくとも1種のアルデヒド生成物を形成するのに十分なヒドロホルミル化条件のもと、反応流体中のヒドロホルミル化触媒の存在下で、COと、H2と、排気流のオレフィンとを接触させることと、
(g)二次反応器から生成物−触媒分離領域へと液体流出流を通過させることと、を含むこのようなプロセスである。
特に指示がない限り、次の実施例中のすべての部及びパーセンテージは、重量単位である。特に指示がない限り、圧力は絶対圧力として与えられる。
図3に図示するように、2つの同様の連続撹拌槽型反応器(CSTR)を有する従来のオキソ反応系は、ASPEN Plus Dynamics(商標)プロセスシミュレーションソフトウェアを使用してモデル化される。第1の反応器の初期の目標ロジウム濃度が80ppm Rhであることを除いて、触媒は米国特許第4,668,651号に記載のような、典型的なRh−ビスホスファイト触媒であり、反応条件は本質的にプロピレン(ポリマーグレード、99.5%)のその特許の実施例9のものである。配位子:Rh比は、>1。安定器カラムからの排気(13a)は、含有プロピレンの低濃度及びコンプレッサの不足のため再循環されない。選択されたプロセス条件及び未精製アルデヒド生成率は、ポリマーグレードプロピレンの19585kg/時間のオレフィン供給量に基づいて表1に示される。
図1にて図示するように、本発明のオキソ反応系は、ASPEN Plus Dynamics(商標)プロセスシミュレーションソフトウェアを使用してモデル化される。反応条件は、比較実験Aのものであるが、プロセス構成は異なる。系は、比較実験AのCSTRと同じ容量を有する一次CSTR(R1)及びより小型の二次CSTR(R2)を備える。安定器カラムからの排気流(13a)は、ライン(25)を介してコンプレッサに供給される。
1)オキソ反応速度は、一定温度でロジウム濃度に正比例する。
2)各反応器のロジウム濃度は、各反応に供給される再循環触媒質量流量と再循環ロジウム濃度との関数である。各反応器中の液体容量は一定である。
3)項目1及び2の効果を合わせるとオキソ反応速度は、再循環触媒供給量と再循環触媒ロジウム濃度との関数である。
4)プロピレンオキソ反応の反応速度論は動力学的変数の変化、次いで、ラフィネート反応速度論の変化により応答するので、制御スキームは、一次反応器ロジウム濃度を制御して、反応器(3)の温度を一定に保つように設計され、必要に応じて二次反応器中のロジウム濃度を変化させる。設計ロジウム濃度より高い場合にのみ二次反応器温度を補正するために下げることができる。
5)再循環流の変化によって生じるロジウム濃度の変化に起因する温度の変化は、数時間程度と遅い。したがって、反応器温度制御は、従来の冷却技術、例えば内部冷却コイル、外部熱交換器またはその両方を使用して行われる。
化学グレードプロピレン(95%のプロピレン)が20655kg/時間の速度で供給されることを除いて、実施例1〜4及び比較実験Aの手順が繰り返される。結果を以下の表に示す。
1)同じ温度かつ同じ触媒濃度で同じ転化率を実現するために、著しくより小型の反応器容積が必要である。一部、配位子使用量は反応器容量の関数であり、より少ない配位子が存在するために、全体の配位子使用量は、著しく減少する。多くの商業用の配位子は相当に高価であり、これが大幅な変動費の節減をもたらす。
2)同様に、より小さい全反応体積は、必要なロジウムがより少ないことを意味し、これは相当なコスト削減をもたらす。
3)重質物生成率は、より小さい反応体積のため減少する。
4)一般に、反応器が小さくなるほど、価格も低くなる。
5)本プロセスはロジウム濃度及び動作温度の良好な制御を可能にし、これにより配位子の消費量及び重質物生成が最小化される。
本願発明には以下の態様が含まれる。
項1.
(a)一次反応器において、少なくとも1種のアルデヒド生成物を形成するのに十分なヒドロホルミル化条件のもと、反応流体中のヒドロホルミル化触媒の存在下で、COと、H2と、オレフィンを含む供給流とを接触させることと、
(b)前記一次反応器から生成物−触媒分離領域へと液体流出流を通過させることと、
(c)前記生成物−触媒分離領域から粗生成物流及び液体触媒再循環流を取り除くことと、
(d)次いで、前記粗生成物流を排気流及び未精製生成物流に分離することと、
(e)オレフィンを含む前記排気流を二次反応器に通過させることと、
(f)前記二次反応器において、少なくとも1種のアルデヒド生成物を形成するのに十分なヒドロホルミル化条件のもと、反応流体中のヒドロホルミル化触媒の存在下で、COと、H2と、前記排気流の前記オレフィンとを接触させることと、
(g)前記二次反応器から前記生成物−触媒分離領域へと液体流出流を通過させることと、を含む、方法。
項2.
前記再循環流を第1の再循環流及び第2の再循環流に分流することと、前記第1の再循環流を少なくとも部分的に一方の反応器に送り、かつ前記第2の再循環流を少なくとも部分的に他方の反応器に送ることとをさらに含む、項1に記載の前記方法。
項3.
前記二次反応器の容量が前記一次反応器の容量の80%以下である、項1または2のいずれか一項に記載の前記方法。
項4.
前記二次反応器の容量が前記一次反応器の容量の70%以下である、項1〜3のいずれか一項に記載の前記方法。
項5.
前記二次反応器の容量が前記一次反応器の容量の50%以下である、項1〜4のいずれか一項に記載の前記方法。
項6.
前記二次反応器の容量が前記一次反応器の容量の35%以下である、項1〜5のいずれか一項に記載の前記方法。
項7.
前記二次反応器の容量が前記一次反応器の容量の25%以下である、項1〜6のいずれか一項に記載の前記方法。
項8.
前記一次反応器中の触媒金属の濃度が、ロジウム金属濃度と相関する前記触媒再循環流内の成分の測定に応じて制御される、項1〜7のいずれか一項に記載の前記方法。
項9.
前記共通の生成物−触媒分離領域中での前記分離が蒸発を含む、項1〜8のいずれか一項に記載の前記方法。
項10.
オレフィンを含む前記供給流がオレフィン及びアルカンを含む供給流である、項1〜9のいずれか一項に記載の前記方法。
項11.
オレフィンを含む前記供給流が化学グレードプロピレンである、項1〜10のいずれか一項に記載の前記方法。
項12.
前記二次反応器中の滞留時間が前記一次反応器中よりも少なくとも20%長い、項1〜11のいずれか一項に記載の前記方法。
項13.
触媒が加水分解性有機リン配位子を含む、項1〜12のいずれか一項に記載の前記方法。
項14.
前記第1の再循環流が前記一次反応器に送られて、前記第2の再循環流が前記二次反応器に送られる、項2に記載の前記方法。
項15.
前記一次反応器に送られる前記第1の再循環流の量が、観測した反応器温度、オレフィン分圧及びCO分圧、ならびに全圧に基づいた推定手段によって、前記オレフィン分圧を所望範囲内に制御するように決定される、項14に記載の前記方法。
Claims (9)
- (a)一次反応器において、少なくとも1種のアルデヒド生成物を形成するのに十分なヒドロホルミル化条件のもと、反応流体中のヒドロホルミル化触媒の存在下で、COと、H2と、オレフィンを含む供給流とを接触させることと、
(b)前記一次反応器から生成物−触媒分離領域へと液体流出流を通過させることと、
(c)前記生成物−触媒分離領域から粗生成物流及び液体触媒再循環流を取り除くことと、
(d)次いで、前記粗生成物流を排気流及び未精製生成物流に分離することと、
(e)オレフィン及びシンガスを含む前記排気流を二次反応器に通過させることと、
(f)前記二次反応器において、少なくとも1種のアルデヒド生成物を形成するのに十分なヒドロホルミル化条件のもと、反応流体中のヒドロホルミル化触媒の存在下で、COと、H2と、前記排気流の前記オレフィンとを接触させることと、
(g)前記二次反応器から前記生成物−触媒分離領域へと液体流出流を通過させることと、を含む、方法。 - 前記再循環流を第1の再循環流及び第2の再循環流に分流することと、前記第1の再循環流を少なくとも部分的に一方の反応器に送り、かつ前記第2の再循環流を少なくとも部分的に他方の反応器に送ることとをさらに含む、請求項1に記載の前記方法。
- 前記二次反応器の容量が前記一次反応器の容量の80%以下である、請求項1または2のいずれか一項に記載の前記方法。
- 前記一次反応器中の触媒金属の濃度が、ロジウム金属濃度と相関する前記触媒再循環流内の成分の測定に応じて制御される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の前記方法。
- 前記共通の生成物−触媒分離領域中での前記分離が蒸発を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の前記方法。
- オレフィンを含む前記供給流がオレフィン及びアルカンを含む供給流である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の前記方法。
- 前記二次反応器中の滞留時間が前記一次反応器中よりも少なくとも20%長い、請求項1〜6のいずれか一項に記載の前記方法。
- 前記第1の再循環流が前記一次反応器に送られて、前記第2の再循環流が前記二次反応器に送られる、請求項2に記載の前記方法。
- 前記一次反応器に送られる前記第1の再循環流の量が、観測した反応器温度、オレフィン分圧及びCO分圧、ならびに全圧に基づいた推定手段によって、前記オレフィン分圧を所望範囲内に制御するように決定される、請求項8に記載の前記方法。
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