專利名稱：從含有一氧化碳和/或氫氣的氣流中去除雜質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于含有一氧化碳和/或氫氣的原料氣的凈化法，詳細(xì)地說，本發(fā)明是關(guān)于一個(gè)完整的方法，其中，使反應(yīng)產(chǎn)品流體凈化原料氣，該原料氣用于一化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中。
公知的許多化學(xué)轉(zhuǎn)化用于含有氫氣和/或一氧化碳?xì)怏w，這些氣體常含有少量的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)有害于所希望的化學(xué)轉(zhuǎn)化。因此，研究了許多處理方法以除去雜質(zhì)如氧、單質(zhì)硫，有機(jī)的以及無機(jī)硫化合物、鐵等。而每種去除雜質(zhì)的方法都會(huì)引起增加設(shè)備(如洗滌器、防護(hù)層等)、設(shè)備保養(yǎng)以及實(shí)際消耗等。人們希望節(jié)省這些增加的設(shè)備和材料，上述增加的設(shè)備和材料是用作含有氧化鋁、氧化鋅等的固定床的。
按照有關(guān)的實(shí)施例，從含有一氧化碳和/或氫的原料氣中去除有害雜質(zhì)的廉價(jià)設(shè)備對于大多數(shù)化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)是非常有益的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)從含一氧化碳和/或氫的原料氣中去除雜質(zhì)的方法，該原料氣將使用于化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)應(yīng)用含有一氧化碳和/或氫氣的氣體的化學(xué)轉(zhuǎn)化方法，其中，從原料氣中去除失活的雜質(zhì)不僅容易而且便宜。
本發(fā)明的這些和其它目的將在下面的詳細(xì)說明及所附的權(quán)利要求書中表示清楚。
根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在含有一氧化碳和/或氫的原料氣流中的普通雜質(zhì)(如氧、硫、鐵等)能通過這些氣流與氧化產(chǎn)物流的接觸來去除。這種氧化產(chǎn)物流是于一氧化碳和/或氫作為共同組分供給的過程中得到的。
本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中能夠省去附屬的氣體凈化設(shè)備，如固定床凈化柱，從而，節(jié)省了與這些設(shè)備有關(guān)的資金和保養(yǎng)費(fèi)用。還有，本發(fā)明的方法能從產(chǎn)品流中有效地回收和再循環(huán)利用未反應(yīng)的氣態(tài)組分，而且，本發(fā)明的方法能實(shí)現(xiàn)從含有一氧化碳和/或氫的原料氣流中除去不希望的成份，包括水蒸汽。


圖1是結(jié)合本發(fā)明方法的一個(gè)典型的流程圖。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一個(gè)凈化原料氣體的方法，該氣體含有一氧化碳和/或氫，它用于生產(chǎn)氧化物的一個(gè)化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中，發(fā)明方法包括在將原料氣引入化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)區(qū)之前，使原料氣與至少一部分氧化產(chǎn)物流緊密接觸，該氧化產(chǎn)物流是從化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中得到的。該發(fā)明方法適用于加氫甲?；磻?yīng)，F(xiàn)isher-Tropsch反應(yīng)，容許(homologation)反應(yīng)，酐化反應(yīng)等。
根據(jù)本發(fā)明，原料氣體與氧化產(chǎn)物流的接觸能在多種條件下進(jìn)行。例如，接觸壓力可以在大約7-40個(gè)大氣壓下改變，當(dāng)應(yīng)用于化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中時(shí)，最好，接觸壓力在大致相同的壓力下進(jìn)行。由此可見，希望轉(zhuǎn)化而未反應(yīng)的供給組分能從粗氧化產(chǎn)物中汽提出來，并再循環(huán)入化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，而不需要再次加壓、冷卻、冷凝等。
同樣，接觸溫度也可以在寬范圍內(nèi)改變，并且將隨壓力，用于接觸氧化產(chǎn)物的性質(zhì)，保持供給氣體與氧化產(chǎn)物緊密接觸的時(shí)間等而變化。使用較低的溫度是由要求去除雜質(zhì)的效果決定的(在太低的溫度下進(jìn)行接觸實(shí)質(zhì)是無效的)，當(dāng)接觸溫度太高時(shí)大部分液體反應(yīng)產(chǎn)品從容器11中汽提出來并返迴到反應(yīng)器中。此外，溫度太高會(huì)使形成的副產(chǎn)物增加，一般地用于接觸的溫度在大約25～100℃的范圍內(nèi)是合適的，最好在大約40～65℃的范圍內(nèi)。
接觸時(shí)間以及原料氣體與液態(tài)氧化反應(yīng)物之比，每個(gè)都可以在寬范圍內(nèi)改變，通常，充足的接觸時(shí)間保證了讓液態(tài)反應(yīng)物吸收原料氣體中的大部分雜質(zhì)。同樣，為吸收原料氣體中所含的大部分雜質(zhì)，只要使用液體的體積充足，那么，原料氣與液體的任何比例都適用。
現(xiàn)在來看圖1，在此，本發(fā)明將具體參照圖1所示的設(shè)備詳細(xì)說明。粗原料氣經(jīng)管路1和循環(huán)氣體經(jīng)管路53由閥3控制進(jìn)入壓縮機(jī)7，混合氣體被壓縮到所希望的反應(yīng)壓力，然后通過管路9進(jìn)入容器11，在該容器中，粗原料氣和送入的部分反應(yīng)器流出物相互緊密接觸。
當(dāng)使用本發(fā)明時(shí)，術(shù)語“緊密接觸”指的是使粗原料氣與反應(yīng)器流出物之間的氣-液接觸面為最大值的任意方法。工藝中的那些技術(shù)能以多種途徑完成。如，粗原料氣能以逆流的方式向上穿過一些反應(yīng)器流出物，另一種方法是將粗原料氣噴射到一些反應(yīng)物流出物中去。塔的尺寸可以廣泛變化而不認(rèn)為是有限的，塔內(nèi)填料存在可以提高接觸操作的效率。塔的設(shè)計(jì)最好是以通過塔的流體能產(chǎn)生端流來確定。
一旦，粗原料氣和反應(yīng)產(chǎn)物緊密接觸，凈化的原料氣流經(jīng)由管路13并與有機(jī)原料氣流(由管路17引入)混合，把混合的原料流體輸入到反應(yīng)器19中(經(jīng)由管路15)。在容器11中接觸粗原料氣之后，粗氧化反應(yīng)產(chǎn)物由管路45從容器11中排除，經(jīng)由泵57和管路59重新循環(huán)入容器11中(以便控制氣/液比)，或有控制地將粗氧化反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)由閥47和管路49輸入到閃蒸缶51。在閃蒸缶中獲得的氣體再經(jīng)過管路53循環(huán)并與由管路1輸入的補(bǔ)充的粗原料氣體混合。從粗反應(yīng)缶中得到的粗反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)管路55排出，并送入粗產(chǎn)品缶做進(jìn)一步處理。
現(xiàn)在回到反應(yīng)器19，經(jīng)管路21排除反應(yīng)器上部汽化的餾出物，使反應(yīng)容量相對保持穩(wěn)定，汽化的反應(yīng)器流出物通過冷凝器23，管路25進(jìn)入汽/液分離器27。氣態(tài)產(chǎn)物經(jīng)管路29從上面流出，并經(jīng)過管路33，循環(huán)器35、管路37和管路15再循環(huán)至反應(yīng)器?；蛴墒判构苈?1，適當(dāng)?shù)貙⒎磻?yīng)器上部的餾出氣體從反應(yīng)管路中排出。從汽/液分離器27中經(jīng)由管路39排除液態(tài)產(chǎn)物，由泵41，管路43，將該物料泵入容器11中，在容器11中粗反應(yīng)產(chǎn)物與補(bǔ)充的原料氣相接觸。
如圖1并了解了上述說明，便知是利用氧化反應(yīng)產(chǎn)物本身從粗原料氣流中除去不希望的雜質(zhì)，同時(shí)，經(jīng)過管線17供給的有機(jī)反應(yīng)物的未反應(yīng)成份可以在容器11中從粗產(chǎn)物流體中汽提出來，并直接返回到反應(yīng)容器中(No.19)而不需對這種有機(jī)供給物再次加壓。
按照本發(fā)明考慮的典型的化學(xué)轉(zhuǎn)化方法包括加氫甲?；磻?yīng)，F(xiàn)ischer-Tropsch反應(yīng)，容許(homologation)反應(yīng)，酐化反應(yīng)等，目前優(yōu)選的應(yīng)用發(fā)明的方法是在加氫甲?；磻?yīng)中，其中鏈烯含有2-20個(gè)碳原子，轉(zhuǎn)化成醛類就由n+1個(gè)碳原子，最好鏈烯是有2-8個(gè)碳原子的α-鏈烯，典型的加氫甲酰化反應(yīng)包括丙烯轉(zhuǎn)化成n-丁醛，乙烯轉(zhuǎn)化成丙醛，丁烯轉(zhuǎn)化成戊醛，同樣，當(dāng)供給的是混合鏈烯時(shí)，就會(huì)轉(zhuǎn)化成混合醛產(chǎn)物。
在此，本發(fā)明將參照下面的例子在較大范圍內(nèi)進(jìn)行詳細(xì)說明，而不是對本發(fā)明的限制。
例1除氧時(shí)溫度的影響例1所示的本發(fā)明方法使用加氫甲酰化反應(yīng)產(chǎn)生的液體從粗合成氣流中去除氧分子。在18巴的壓力下操作，加氫甲?；磻?yīng)用銠-磷催化體系生產(chǎn)丁醛。所用的氧分子洗滌器是一直徑為6英吋，高12英呎的塔，該塔裝填有1/2英吋的不銹鋼鮑爾環(huán)，原料氣體的速率約為187標(biāo)準(zhǔn)立方英呎/小時(shí)，保持液體產(chǎn)物對粗原料氣體的比例為每標(biāo)準(zhǔn)立方英呎5.12加倫，當(dāng)洗滌器中氧分子的平均溫度大約為40℃時(shí)，氧化磷(由原料氣體中氧分子的存在引起的)中日平均磷的損失量是反應(yīng)器中磷的2.08%，當(dāng)洗滌器中平均溫度升高到55℃時(shí)，氧化磷中磷的日平均損失量減少到反應(yīng)器中磷的1.3875%，磷的損失量下降了34%。
例2除氧時(shí)壓力的影響用一個(gè)直徑為8英吋，高為10英呎的吸收塔，塔內(nèi)裝填有3/4英吋英特洛克斯(intalox)鞍形填料，利用粗丁醛作為吸收液，從氮?dú)饬髦袦y定微量氧的吸收值。在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，系統(tǒng)壓力為1巴，用一個(gè)氧氣表來測量進(jìn)出氮?dú)饬髦醒醯臐舛?，在第二和第三?shí)驗(yàn)中，壓力上升到7巴，三個(gè)實(shí)驗(yàn)的溫度都是50-60℃。
其結(jié)果如表1所示。
實(shí)驗(yàn)號經(jīng)過時(shí)間進(jìn)口O2出口O2壓力hrppmppm巴1029181123121213912010012.5711002.57306.23.5735.10.07結(jié)果表明，在低壓和高壓下氧氣都可以被吸收，但在較高的壓力下，氧的吸收更趨于完全。
例3去除含硫雜質(zhì)本實(shí)驗(yàn)是利用例1所述的洗滌器測定從合成氣體中去除含硫的軸承潤滑油。該潤滑油含有2.055ppm的硫。如果所有的硫都進(jìn)入反應(yīng)器，那么反應(yīng)器中硫含量將以每天26ppm的速率增加，在加油的6天中，反應(yīng)器中的硫含量保持不變。這些數(shù)據(jù)表明，洗滌器利用產(chǎn)品醛作為吸收液，將阻止含硫的軸承油進(jìn)入反應(yīng)器。
例4含鐵雜質(zhì)的去除本實(shí)驗(yàn)是利用例1所述的洗滌器，從合成氣體中測定去除的羰基鐵，將丁醛中的五羰基鐵加入到壓縮機(jī)和分子氧洗滌器之間的高壓合成氣體輸送管路中，洗滌器中的起始溫度是55℃，洗滌器的壓力大約為19巴，以每小時(shí)0.04克鐵的速率，連續(xù)72小時(shí)加入含鐵溶液。在此期間，在反應(yīng)器中鐵的累計(jì)量為0.024克，這就表明，洗滌器從輸入的合成氣體中去除了99.2%的鐵。
例5從粗加氫甲酰化產(chǎn)物流中回收并再循環(huán)未反應(yīng)的丙烯。
使用例1所述的設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從粗產(chǎn)物醛中測定低沸物的解吸值，使粗產(chǎn)物醛在14巴和55℃的條件下與輸入的合成氣體相接觸。將粗醛收集在閃蒸器51中，然后降低至0.5巴并加熱至90℃，以用來溶解從液體中閃蒸出的低沸物，由此形成了一個(gè)低壓再循環(huán)流。
在一個(gè)比較例中，從反應(yīng)器19中排出粗產(chǎn)物醛，直接進(jìn)入閃蒸室27，然后，將壓力從14巴降至0.5巴，并加熱至90℃以溶解合成氣體和從粗產(chǎn)物醛中閃蒸出丙烯，這些閃蒸出的氣體形成了低壓循環(huán)。
這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表2。
表2比較發(fā)明低壓再循環(huán)再循環(huán)H20.10 0.00CO0.150.03N20.07 0.00C3H81.02 0.01C3H69.57 0.11總計(jì)Lb/Hr10.910.15從表2中可以看出，在降低壓力以前，使粗產(chǎn)物醛與進(jìn)入的合成氣體相接觸來減少低壓循環(huán)的體積是非常重要。
通過以上實(shí)施例詳細(xì)地描述本發(fā)明，對此可以作出多種變化和改進(jìn)，但這均在本發(fā)明說明和權(quán)利要求的構(gòu)思和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一個(gè)將烯烴轉(zhuǎn)化成氧化化合物的加氫甲酰化方法，包括在將所說的一氧化碳和氫氣導(dǎo)入加氫甲酰化反應(yīng)區(qū)之前，將供給的一氧化碳和氫氣同至少一部分氧化產(chǎn)品流體緊密接觸，上述的氧化產(chǎn)品流體是從所說的加氫甲?；磻?yīng)獲得的。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所說的緊密接觸是指液態(tài)氧化產(chǎn)品流體同所供給的氣態(tài)一氧化碳和氫氣逆流接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所說的逆流接觸實(shí)質(zhì)上是在同加氫甲?；椒ㄏ嗤膲毫ο逻M(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1的方法，其中所說的接觸是在溫度為25～100℃的范圍內(nèi)進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求4的方法，其中所說的接觸是在溫度為40～65℃的范圍內(nèi)進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求1的方法，其中在加氫甲酰化反應(yīng)方法中，被轉(zhuǎn)換的烯烴有2～8個(gè)碳原子。
7.如權(quán)利要求2的方法，其中在加氫甲?；磻?yīng)方法中，被轉(zhuǎn)換的烯烴是丙烯，所說的氧化產(chǎn)品流體有丁醛。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其中在加氫甲?；磻?yīng)方法中，被轉(zhuǎn)換的烯烴是乙烯，所說的氧化產(chǎn)品流體有丙醛。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其中在加氫甲?；磻?yīng)方法中，被轉(zhuǎn)換的烯烴是乙烯和丙烯的混合物，所說的氧化產(chǎn)品流體有丙醛和丁醛的混合物。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在加氫甲酰化反應(yīng)方法中，被轉(zhuǎn)換的烯烴至少一種是丁烯，所說的氧化產(chǎn)品流體有戊醛。
11.用于凈化原料氣體的一種方法，并將其用于化學(xué)轉(zhuǎn)化方法中以生產(chǎn)氧化化合物，其中所說的原料氣體包括至少是一氧化碳和氫氣中的一種，所說的方法包括在將所說的原料氣體導(dǎo)入化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)區(qū)之前將所說的原料氣體同至少一部分氧化產(chǎn)品緊密接觸，上述的氧化產(chǎn)品是從所說的化學(xué)轉(zhuǎn)化方法中獲得的。
12.如權(quán)利要求11的方法，其中，所說的緊密接觸是指將液態(tài)氧化產(chǎn)品流體和原料氣逆流接觸。
13.如權(quán)利要求12的方法，其中所說的逆流接觸實(shí)質(zhì)是在同所說的化學(xué)轉(zhuǎn)化方法相同的壓力下進(jìn)行。
14.如權(quán)利要求11的方法，其中所說的接觸是在溫度為25～100℃的范圍內(nèi)進(jìn)行。
15.如權(quán)利要求14的方法，其中所說的接觸是在溫度為40～65℃的范圍內(nèi)進(jìn)行。
16.如權(quán)利要求11的方法，其中所說的化學(xué)轉(zhuǎn)化方法是加氫甲?；磻?yīng)。
17.如權(quán)利要求16的方法，其中受到所說的加氫甲?；椒ㄗ饔玫脑鲜怯?～8個(gè)碳原子的烯烴。
18.如權(quán)利要求16的方法，其中受到所說的加氫甲酰化方法作用的原料選自乙烯、丙烯、丁烯基團(tuán)，或?yàn)樯鲜鋈我鈨蓚€(gè)或更多組份組成的混合物。
19.如權(quán)利要求16的方法，其中所說的氧化產(chǎn)品流體有丁醛。
20.如權(quán)利要求19的方法，其中所說的氧化產(chǎn)品流體進(jìn)一步包括丙醛。
21.如權(quán)利要求20的方法，其中所說的氧化產(chǎn)品流體進(jìn)一步包括戊醛。
22.按照權(quán)利要求11的方法，其中所說的化學(xué)轉(zhuǎn)化方法是Fisher-Tropsch反應(yīng)。
23.按照權(quán)利要求11的方法，其中所說的化學(xué)轉(zhuǎn)化方法是醇容許(alcohol homologation)反應(yīng)。
24.按照權(quán)利要求11的方法，其中所說的化學(xué)轉(zhuǎn)化方法是酐化反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含一氧化碳和/或氫氣的氣體流體的凈化方法，上述氣體能用于化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，它是通過使這種原料氣流同在化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)中獲得的有機(jī)反應(yīng)產(chǎn)物相接觸而實(shí)現(xiàn)的。
文檔編號C07C51/54GK1035820SQ8910106
公開日1989年9月27日 申請日期1989年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月22日
發(fā)明者杰拉爾德·尤金·巴特勒 申請人:伊斯曼柯達(dá)公司