[发明专利]用于醛制造的方法

说明书

本发明的方法是一种用于从相应的醇生产醛的方法，该方法包括以下步骤：将包含所述醇和含氧气体的进料流进料至反应器；在所述反应器中，在包含铁和钼的氧化物的催化剂存在下，使所述醇在气相中与所述含氧气体反应，其中该方法还包括向所述进料流添加水的步骤。该方法对于通过氧化甲醇来生产甲醛特别有用。

本发明涉及一种方法，特别是用于醇的氧化以生成醛，例如甲醇氧化以制造甲醛。

多年来，已经公知用于制造甲醛的方法，其中在催化剂上氧化甲醇。一种公知的方法包括在混合氧化物催化剂上氧化甲醇，该混合氧化物催化剂通常含有铁和钼的氧化物：CH₃OH+0.5O₂→CH₂O+H₂O。操作这种方法的装置通常在约1巴表压或更低的反应器入口压力操作。尽管期望通过增大该方法操作的压力来增加装置的生产，但是这会由于催化剂选择性的损失而产生问题。结果是不想要的副产物如二甲醚(DME)的形成增多，据信二甲醚由于吸附到催化剂表面上的甲醇基团的浓度增大而形成：

2CH₃OH→CH₃OCH₃+H₂O

尽管可以通过增大反应温度来减少DME形成，但是较高的温度会对催化剂寿命具有不利的影响。所以，希望有这样的方法和催化剂，其能够在相对高的压力操作，同时减轻这种操作否则可能会遭受的选择性损失。本发明的方法意在提供对这个问题的解决方案。

根据本发明，一种用于从相应的醇生产醛的方法包括以下步骤：将包含所述醇和含氧气体的进料流进料至反应器；在所述反应器中，在包含铁和钼的氧化物的催化剂存在下，使所述醇在气相中与所述含氧气体反应，其特征在于该方法还包括向所述进料流添加水的步骤。

该反应器可以在适于该特定方法和该装置可以达到的入口压力操作。本领域技术人员必须根据装置和所需产出来选择适当的反应器压力。使用铁-钼混合氧化物催化剂生产甲醛的典型的工艺装置可以在约1巴表压的反应器入口压力操作。巴表压是指以巴计的表压，即大气压以上的压力。巴表压可以通过加上以巴计的当地大气压来转变为巴绝压。使用本发明的方法，反应器入口压力可以为至少0.4巴表压。本发明的方法特别的优点是，可以增大反应器入口压力，而不显著增大醚的形成速率。所以，反应器入口压力可以为至少1.0巴表压，尤其是大于1.5巴表压，特别是大于3巴表压，并且如果可以使用适当的工艺装置，则可以达到10巴表压或者高于10巴表压。

含氧气体可以为任何适当的气体料流。反应器中的氧气浓度通常由工艺设计者根据计划的工艺来选择。例如，可以选择氧气浓度，以使氧气和有机化合物的混合物不易爆。在典型的生产甲醛的方法中，该含氧气体为空气。含氧气体可以在反应器内，在反应器入口处，或者在进料流通过反应器入口进料之前，与醇和进料流的其他组分如再循环料流混合。

进料流可以包含浓度为所述进料流的1vol％-20vol％的醇。进料流可以包含3vol％-15vol％，例如约6vol％至约12vol％的醇。醇可以包括甲醇或乙醇。其他醇也可以使用本发明的方法反应。

在典型的方法中，对离开反应器、含有一些产物醛的反应产物进行处理，以将产物醛的一部分与产物流中存在的其他化合物分离。这些其他化合物通常包括未反应的醇、水、一氧化碳、二烷基醚和氮气，如果添加，例如如果使用的含氧气体为空气。可以将经处理的产物流的一部分再循环至反应器。在这种情况中，至反应器的进料流可以含有反应器中作为副产物产生的二烷基醚。已知的是，当将二烷基醚添加到反应器时，反应器中产生的二烷基醚的量倾向于减少。进料流可以含有至多约0.7vol％的二烷基醚。典型地，进料流可以含有约0.2至约0.6vol％的二烷基醚。作为将再循环的产物流进料至反应器的结果，进料流中通常存在二烷基醚。当该方法是从甲醇与氧气反应来制造甲醛的方法时，该二烷基醚为二甲醚(DME)。甲醇到二甲醚的转化率是已知的问题，其影响甲醛工艺的生产力，特别是当在较高的入口压力操作时。