[发明专利]用于使原料反应的反应器系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于使包含烃和硫杂质的原料反应的反应器系统和方 法，所述方法利用了本发明的反应器系统。

背景技术

工业规模制备烃时获得不纯的烃。通常，使所述烃经历纯化过程 以减少杂质。但低含量的杂质仍然残留于烃中，和可能在后续过程中 作为催化剂毒物负面影响催化剂的性能。特别关心的是烃中可能存在 的痕量硫杂质。某些过程使包含烃的原料与金属或贵金属催化剂反应。 这些催化剂通常易于硫中毒，因为已知许多金属即使原料中存在的硫 量低于ppm水平时也形成硫化物。利用易于硫中毒的金属或贵金属催 化剂的过程包括但不限于氨氧化反应、脱氢反应、催化重整反应和氧 化反应，特别是烯烃部分氧化形成环氧烷例如环氧乙烷。这些反应通 常高度放热和通常在包括多根反应管的垂直管壳式换热器中进行，所 述反应管各自含有固体微粒催化剂的填充床和被换热流体围绕。在环 氧烷例如环氧乙烷的生产中，银基催化剂用于将乙烯和氧转化成环氧 乙烷。这些银基催化剂特别容易硫中毒，即使在硫量为ppb浓度的水 平下。催化剂中毒影响催化剂性能，特别是选择性或活性，和使催化 剂在必须用新鲜催化剂替换中毒的催化剂之前于反应器中可以保留的 时间长度缩短。

烃例如烯烃中存在的典型硫杂质包括但不限于硫化二氢、硫化羰、 硫醇和有机硫化物。硫醇和有机硫化物(特别是有机硫化物)是特别难 于从原料中脱除的硫杂质。另外的杂质可以包括乙炔、一氧化碳、磷、 砷、硒和卤素。烯烃例如乙烯可以源自数种来源，包括但不限于石油 处理物流(例如通过热裂化装置、催化裂化装置、加氢裂化装置或重整 装置产生的那些)、天然气馏分、石脑油和有机含氧化合物如醇。

多年来，已经投入大量努力以改进烯烃环氧化过程。已经在多种 改进反应器设计中找到了解决方案。

例如，US 6939979描述了将碱金属处理的惰性物质用作反应器管 上段中放置的催化剂的稀释剂。用碱金属处理惰性物质减少了通过惰 性物质引起的环氧乙烷降解，从而改进了对环氧乙烷的选择性。但将 惰性材料放置于催化剂上游没有明显降低原料中存在的可能使催化剂 中毒的含硫杂质的量。

因此，尽管已取得改进，还存在对进一步改进催化剂性能、特别 是催化剂在用新鲜催化剂替换之前于反应器中保留的时间长度的反应 器系统和反应方法的需求。

发明内容

本发明提供一种环氧化反应器系统，其包括：

-环氧化反应容器，和

-环氧化反应容器内放置的包含原子数为22至44或82的金属的 吸收剂和吸收剂下游放置的环氧化催化剂。

本发明还提供一种用于使包含烯烃、氧和一种或多种杂质的原料 反应的方法，所述方法包括：

-使原料与本发明的环氧化反应器系统中放置的包含原子数为22 至44或82的金属的吸收剂接触，以降低原料中一种或多种杂质的量； 和

-随后使原料与环氧化催化剂接触，以获得环氧烷。

另外，本发明提供一种用于制备1，2-二醇、1，2-二醇醚、1，2-碳 酸酯或烷醇胺的方法，所述方法包括：通过本发明方法获得环氧烷， 和将环氧烷转化成1，2-二醇、1，2-二醇醚、1，2-碳酸酯或烷醇胺。

附图说明

图1是本发明一个实施方案的反应器系统的示意图，所述反应器 系统具有放置于反应器管内的吸收剂。

图2是本发明一个实施方案的反应器系统的示意图，所述反应器 系统具有放置于反应容器内和反应器管上游的吸收剂。

具体实施方式

根据本发明，提供包括环氧化反应容器、吸收剂和环氧化催化剂 的环氧化反应器系统。吸收剂和催化剂放置于反应容器内，其中催化 剂放置于吸收剂的下游。多年来，吸收剂一直用于纯化烃。本发明的 重要方面是在多年以后才认识到吸收剂可以用于环氧化反应容器中， 以降低原料中杂质、特别是硫杂质的量。令人意想不到地，吸收剂可 以在反应容器内经历的条件下减少原料中的杂质。本发明的另一个意 想不到的优点是在无需任何附加设备(例如含吸收剂的辅助容器或管) 的条件下，减少原料中的杂质。