[发明专利]多羟基化合物脱水系统、催化剂组合物、和方法

说明书

本申请是基于申请号为201080057389.3、申请日为2010年12月20日、 发明名称为“多羟基化合物脱水系统、催化剂组合物、和方法”的中国专 利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年12月18日提交的美国临时专利申请61/288,158号 的优先权，该临时专利申请的全部内容在此通过引用纳入。

技术领域

本公开涉及化学品生产装置和生产化学品的方法。更具体来说，本公 开提供用于多羟基化合物如甘油的脱水系统和方法。

背景技术

化学品生产方法和/或系统可具有需要或不需要的各种属性。例如， 方法或系统可表现出较好的转化率，因为大部分反应物被转化。方法或系 统可表现出较好的转化率，因为大部分产物是期望的产物。此外，方法或 系统可证明是耐用的，其中可以在较长的时期达到较好的转化率和/或选 择性而不会消耗或破坏方法或系统的基础设施，如反应器、导管、或催化 剂。

以甘油脱水为例，期望采用这样的将甘油脱水成丙烯醛的方法或系 统，其能提供甘油到丙烯醛的显著转化率，而不会为替换和/或翻新该方 法或系统基础设施的目的频繁停止该方法或系统。在生产方法中采用多羟 基反应物如甘油可以使获得连续方法变困难，其原因至少在于反应物和产 物可以包括多个反应性位点。

化学品处理中不得不进行替换或翻新基础设施从安全性的方面以及 资金方面来看都是不合算的。从安全性的方面来看，不期望要求化学品装 置操作者替换或翻新反应器、导管、和/或催化剂，其原因至少在于这些 装置的替换或翻新会使操作者暴露有有毒的化学品和/或危险情况。

此外，在运行期间停止系统对于经济性地生产期望的产物来说绝不是 最成本有效的方法。期望装置系统和/或方法连续地运行和/或处于稳定状 态。在最经济的模型下，连续供应试剂到系统而不停止该系统，为生产提 供最有效益的方法。

本公开提供可以用于生产化学品组合物如丙烯醛的装置、系统、方法、 和催化剂组合物。

发明内容

提供了进行化学合成脱水方法的生产装置。根据示例实施方式，所述 装置可以包括与反应物储器和产物储器都连接的反应区，其中所述反应区 含有包含磷的催化剂，并且所述装置配置成循环生产脱水产物和使所述反 应区再生，脱水产物的生产包括使来自所述反应物储器的反应物暴露于所 述反应区内的所述催化剂以便以一定生产速率形成所述脱水产物，和使所 述反应区再生包括使所述反应区返回到以所述生产率的至少70％的速率生 产所述脱水产物。

提供了化学合成脱水方法，其可以包括：使多羟基反应物暴露于反应 器中的脱水催化剂以形成脱水产物；停止提供所述反应物到所述反应器； 停止提供所述反应物后，提供气体到所述反应器，同时保持所述催化剂的 温度低于800℃；和在提供所述气体后，再次提供反应物到所述反应器。

化学合成脱水方法还可以包括：使水性反应物混合物暴露于反应器中 的脱水催化剂以形成脱水产物，所述反应物混合物包含水和多羟基反应 物；停止提供所述多羟基反应物到所述反应器；在停止提供所述多羟基反 应物之后，提供气态水到所述反应器；和使所述反应物混合物再暴露于所 述反应器。

化学合成脱水方法还可以包括：提供甘油到其中具有脱水催化剂的反 应器，所述催化剂将至少一部分的甘油转化成脱水产物；停止提供所述甘 油到所述反应器；在停止提供所述甘油后，提供氧化试剂到所述反应器， 同时保持所述催化剂的温度低于800℃；和在提供所述试剂后，再次提供 甘油到所述反应器。

化学合成脱水方法还可以包括：在反应器内提供脱水催化剂；经由第 一导管提供甘油到所述反应器；经由第二导管提供水到所述反应器；使所 述催化剂暴露于所述甘油以形成脱水产物；停止使所述催化剂暴露于所述 甘油；在停止使所述催化剂暴露于所述甘油后，使所述催化剂暴露于所述 水，其中所述水主要处于气态形式；和在使所述气态水暴露于所述催化剂 后，提供甘油到所述反应器以形成脱水产物。