[发明专利]反应器系统和用于制备1,2-二醇、1,2-二醇醚、1,2-碳酸酯和烷醇胺的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备环氧烷的反应器系统，和利用本发明的反应器系统制备环氧烷的方法。本发明还涉及使用如此生产的环氧烷以生产1，2-二醇、1，2-二醇醚、1，2-碳酸酯或烷醇胺的方法。

背景技术

在烯烃环氧化中，在环氧化条件下使含烯烃和氧的原料与银基催化剂接触。原料还可以含有反应调节剂和稀释气体例如饱和烃或惰性气体。烯烃与氧反应形成环氧烷。获得的反应产物含有环氧烷和通常未反应的原料、稀释气体、反应调节剂和燃烧产物。

环氧化方法中特别关心的是原料物流中可能存在的痕量硫杂质。原料物流中存在的硫杂质可能源自烯烃。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(例如醇)。环氧化方法中使用的银基催化剂即使在杂质量为ppb浓度的水平下也特别容易催化剂中毒。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。

因此，需要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环氧化反应器系统和环氧化方法。

发明内容

本发明提供一种用于制备环氧烷的环氧化反应器系统，其包括：

-包括一个或多个纯化容器的一个或多个纯化区，所述一个或多个纯化容器含有吸收剂，所述吸收剂包含铜和锌；和

-包括一个或多个反应容器的反应区，所述一个或多个反应容器包含环氧化催化剂，其中反应区位于一个或多个纯化区的下游。

本发明还提供通过使包含一种或多种原料组分的原料反应而制备环氧烷的方法，所述一种或多种原料组分包括烯烃和氧，所述方法包括：

-使原料组分中的一种或多种与本发明的反应器系统内放置的包含铜和锌的吸收剂接触，以降低原料组分中一种或多种杂质的量；和

-随后使原料组分与环氧化催化剂接触，以产生环氧烷。

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纯化区和反应区，所述纯化区含有吸收剂，所述反应区含有催化剂。

具体实施方式

已经发现包含铜和锌的吸收剂可以对减少环氧化原料组分中的硫杂质(特别是硫化二氢、硫化羰和硫醇)的量产生令人意想不到的效果。通过减少可能作为催化剂毒物的硫杂质的量，改进了催化剂性能，特别是改进了催化剂的选择性或活性以及催化剂在反应器系统中可以保留的时间长度。

本文使用的术语“基本垂直”和“基本水平”理解为包括与相对于反应容器的中心纵轴的真正的垂直或水平位置的微小偏离，特别地，所述术语含义是包括与真正的垂直或水平位置成0-20度的变化。真正的垂直沿反应容器的中心纵轴取向。真正的水平垂直于反应容器的中心纵轴取向。

本文使用的术语“基本平行”理解为包括与相对于反应容器的中心纵轴的真正的平行位置的微小偏离，特别地，所述术语含义是包括与相对于反应容器的中心纵轴的真正的平行位置成0-20度的变化。

现在参考本发明的优选实施方案，原料组分的纯化在包括一个或多个反应容器的反应区的上游的一个或多个纯化区内发生。纯化区可以包括含有吸收剂填充床的一个或多个单独的纯化容器。吸收剂填充床可以具有任意适合的高度。一个或多个纯化区可以与反应容器串连使用，和位于反应容器上游。

当纯化区包括两个或更多个纯化容器时，纯化容器可以并联排布，并带有联合的切换装置，以允许所述方法在纯化容器之间切换，从而维持所述方法的连续操作。可以在这个实施方案中使用的适合切换装置为本领域技术人员已知。

一个或多个反应容器包括一根或多根端部开放的反应器管。优选地，反应容器是包括多根反应器管的管壳式换热器。反应器管的内径可以优选是15-80mm(毫米)，更优选20-75mm和最优选25-70mm。反应器管的长度可以优选为5-20m(米)，更优选10-15m。管壳式换热器可以包括1000-20000根反应器管，特别是2500-15000根反应器管。