[发明专利]含水甲醛使用脱水再循环料流氢羧基化以降低水浓度

说明书

发明领域

本发明涉及通过易得经济的含水甲醛原料羰基化用于制备羟基乙酸或羟基乙酸衍生物的方法。本发明公开了所述含水甲醛原料使用包含羟基乙酸低聚物和/或羟基乙酸甲酯低聚物的脱水料流脱水。

发明背景

羟基乙酸(也称为2-羟基乙酸或α-羟基乙酸)可用于包括作为原料制备乙二醇在内的许多目的。羟基乙酸通过一氧化碳与甲醛在水、醇和/或羧酸存在下的酸催化反应制备。这些方法常常要求高的温度和压力以实际可行的速率进行。例如，羟基乙酸一般通过甲醛与一氧化碳和水在酸性催化剂如硫酸存在下在高的温度和压力下例如480 bar绝对压力以上(本文缩写为“bara”)和200-225℃反应制备。或者，在氟化氢作为催化剂和溶剂存在下可以使用较低的压力。然而，这些方法要求用于氟化氢的昂贵的建造材料和/或回收和再循环方案。尽管在氢羧基化反应中要求水，但是过量的水会降低反应速率。易得且不昂贵的含水甲醛起始材料一般含有过量水。这样，需要用于由含水甲醛起始材料制备羟基乙酸的可靠和经济的方法，所述方法可以在温和的温度和压力下完成并且容易地集成为所述整体方法。

发明概述

我们已经发现：羟基乙酸低聚物可以用于使氢羧基化反应的含水甲醛原料脱水。在第一个实施方案中本发明提供了用于制备羟基乙酸的方法，其包括：

(A) 将一氧化碳、含水甲醛和再循环的脱水料流输送到氢羧基化反应区域中以制备包含羟基乙酸、羟基乙酸低聚物和水的流出物；

(B) 使所述流出物脱水产生第一脱水料流和水流，所述料流具有比所述流出物更高的聚合度(Dp)；和

(C) 将所述第一脱水料流分流成步骤(A)的所述再循环脱水料流和中间体料流。

在第二个实施方案中本发明提供了用于制备羟基乙酸的方法，其包括：

(A) 将一氧化碳、含水甲醛和再循环的脱水料流输送到氢羧基化反应区域中以制备包含羟基乙酸、羟基乙酸低聚物、羟基乙酸甲酯、羟基乙酸甲酯低聚物和水的流出物；

(B) 将所述流出物在甲醇存在下脱水产生第一脱水料流和包含水和甲醇的塔顶料流，所述第一脱水料流具有比所述流出物更高的聚合度(Dp)；和

(C) 将所述第一脱水料流分流成步骤(A)的所述再循环脱水料流和中间体料流。

发明详述

在第一个实施方案中本发明提供了用于制备羟基乙酸的方法，其包括：

(A) 将一氧化碳、含水甲醛和再循环的脱水料流输送到氢羧基化反应区域中以制备包含羟基乙酸、羟基乙酸低聚物和水的流出物；

(B) 使所述流出物脱水产生第一脱水料流和水流，所述料流具有比所述流出物更高的聚合度(Dp)；和

(C) 将所述第一脱水料流分流成步骤(A)的所述再循环脱水料流和中间体料流。

除非另外说明，说明书和权利要求中使用的表示成分的量、性能如分子量、反应条件等的所有数字在所有情况下都应当理解为通过术语“大约”修饰。相应地，除非另外相反地说明，在下面的说明书和所附的权利要求中说明的数字参数为近似值，该值可以取决于通过本发明要获得的所需的性能而变化。最起码，每个数值参数应当至少按照所记录的有效数字的数和通过应用常用的四舍五入技术进行分析。另外，在此公开内容和权利要求中说明的范围旨在明确地包括整个范围并不仅仅是所述端点。例如，所述0-10的范围旨在公开0-10之间所有的整数例如1、2、3、4等，0-10之间所有的分数例如1.5、2.3、4.57、6.1113等和端点0与10。而且，与化学取代基相联系的范围例如“C₁-C₅ 烃”旨在明确包括和公开C₁和C₅烃以及C₂、C₃和C₄烃。

虽然说明本发明的宽范围的数值范围和参数是近似值，但是在具体实施例中说明的数值则尽可能精确地记录。然而，因为在其各自的试验测量中发现的标准偏差，任何数值固有地必然含有一定的误差。

应当理解的是提及一个或多个方法步骤并不排除在合并的所引述步骤之前或之后存在额外的方法步骤或在那些明确确定的步骤之间的插入方法步骤。另外，方法步骤或成分的字母标记是用于确定各个活动或成分的方便的方式和所引用的字母标记可以以任意顺序排列，除非另外说明。