[发明专利]制备1,3-丙二醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备1，3-丙二醇(PDO)的方法。特别地，本发明涉及具有改进的热回收的这类方法。

背景技术

已经在J.Falbe(1980)编辑的“New Syntheses with CarbonMonoxide”的第131-132页中讨论了使环氧烷加氢甲酰化以生产3-羟基醛。用钴基催化剂或磷化氢改性的钴基催化剂催化所述反应。可以通过加氢而将加氢甲酰化产物(3-羟基醛或环半缩醛(它的二聚体))转化成1，3-链烷二醇。该过程对于制备1，3-丙二醇(PDO)是特别重要的，所述1，3-丙二醇(PDO)是生产用于纤维和膜的聚对苯二甲酸丙二醇酯的中间体，可以通过3-羟基丙醛(HPA)的加氢制得。

美国专利No.5,463,145描述了在改进的速率下生产加氢甲酰化产物的方法。该方法利用作为萃取溶剂的水、催化剂中的钴和是第V族元素的亲油性季盐的促进剂。便利地用有机相循环催化剂和促进剂，所述有机相容易与水萃取溶剂分离和随后循环至加氢甲酰化阶段。遗憾的是，水具有高的蒸发热，这使得在该方法中使水与1，3-链烷二醇产物分离的成本远高于使用具有更低蒸发热的溶剂的常规石化方法中的这种成本。另外必须纯化水以被循环至萃取阶段，因为PDO的存在可能导致加氢甲酰化催化剂和/或促进剂的损耗，和轻质馏分例如乙醇的存在可能导致与加氢甲酰化催化剂和/或促进剂有关的其它问题。

降低分离过量水所需的能量和寻找在不需要昂贵的纯化的条件下于萃取阶段中再次使用水的方式将是有利的。

发明内容

在一个方面，本发明提供由3-羟基醛制备1，3-链烷二醇的方法，所述方法包括：提供3-羟基醛在有机溶剂中的混合物；将大部分3-羟基醛萃取入含水液体中，以提供含水相和有机相，其中含水相含有的3-羟基醛浓度大于3-羟基醛混合物中的3-羟基醛浓度；使含水相与有机相分离；在加氢催化剂存在下使含水相与氢接触，以提供含1，3-链烷二醇和水的加氢产物混合物；使用多效蒸发流程使水与1，3-链烷二醇分离；将以1，3-链烷二醇和水的总量计含约50wt％或更少1，3-链烷二醇的水循环至萃取阶段；和回收1，3-链烷二醇。

在另一个方面，本发明提供制备1，3-丙二醇的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供3-羟基丙醛在基本不与水混溶的有机溶剂中的混合物；

(b)向所述混合物添加含水液体，和将大部分3-羟基丙醛萃取入含水液体中，以提供含水相和有机相，其中含水相含有的3-羟基丙醛浓度大于3-羟基丙醛混合物中的3-羟基丙醛浓度；

(c)使含水相与有机相分离；

(d)在加氢催化剂存在下使含水相与氢接触，以提供含1，3-丙二醇、水和轻质馏分的加氢产物混合物；

(e)通过将加氢产物混合物加入第一热分离阶段中和对其进行加热而从加氢产物混合物中分离水，以生产含水和轻质馏分的第一塔顶热蒸气物流以及含水和浓度大于加氢产物混合物中的1，3-丙二醇浓度的1，3-丙二醇的第一塔底热分离产物混合物物流；

(f)将第一塔底热分离产物混合物物流加入第二热分离阶段中，以生产含水和轻质馏分的第二塔顶热蒸气物流以及含水和浓度大于第一塔底热分离产物混合物物流中的1，3-丙二醇浓度的1，3-丙二醇的第二塔底热分离产物混合物物流；

(g)任选重复步骤f)至少一次，以生产含水和轻质馏分的第三或后续的塔顶热蒸气物流以及含水和浓度大于之前的塔底热分离产物混合物物流中的1，3-丙二醇浓度的1，3-丙二醇的第三或后续的塔底热分离产物混合物物流；

(h)从至少一个塔顶热蒸气物流中移除热量，和提供所述热量用于所述方法的至少一个其它步骤中以制备1，3-丙二醇，优选用于热步骤中，优选通过与更低温度的工艺物流换热和/或通过伴随冷凝的潜热传递进行；

(i)任选将最后的塔底热分离产物混合物物流加入粗1，3-丙二醇分离器，如热分离器包括例如蒸馏塔、闪蒸器或蒸发器，以生产含水、1，3-丙二醇和轻质馏分的粗1，3-丙二醇塔顶物流以及含水和浓度大于最后的塔底热分离产物混合物物流中的1，3-丙二醇浓度的1，3-丙二醇的粗1，3-丙二醇塔底物流；

(j)任选将粗1，3-丙二醇塔顶物流加入轻质馏分分离器，如热分离器例如蒸馏塔、汽提塔或蒸发器，以使水和1，3-丙二醇与轻质馏分例如任意的乙醇副产物分离，从而生产以1，3-丙二醇和水的总量计含约50wt％或更少1，3-丙二醇的浓缩的水物流；

(k)将浓缩的水物流循环至步骤b)；和

(1)从粗1，3-丙二醇塔底物流中回收1，3-丙二醇。