[发明专利]烃的部分氧化产物的制备方法

说明书

本发明涉及烃部分氧化制备烃衍生物的方法，更准确地说，涉及在再循环的部分氧化过程中使用空气分离产物。

工业上某些部分氧化产物是通过在气相中用合适催化剂氧化适当烃制得的。例如工业上在有含氧气体存在情况下采用含钒催化剂通过气相催化部分氧化芳香烃如苯或直链烃例如正丁烷或丁烯制备马来酐。同样，在选择的催化剂存在下通过部分氧化合适烷烃和烯烃制备腈、烯化氧，醛和卤化烃。通常使用空气作含氧气体，因为其成本低并容易获得。该反应是在合适反应器中进行的。来自反应器的流出物通常含部分氧化产物、二氧化碳（CO₂）、一氧化碳（CO）、水、未反应的烃和少量的其他部分氧化付产物。

反应设备系列通常包括反应器，其中产生部分氧化产物，洗涤器，其中用水或适于部分氧化产物的其他溶剂洗涤反应器气体流出物中的部分氧化产物，和适于进一步处理经洗涤的气体流出物的设备。在新式的再循环过程中还设有从洗涤的气体流中除去未反应烃和将它们循环入部分氧化反应器的设备。

通常，吸附系统用于除去洗涤的部分氧化气体流出物中的未反应烃。当用于上述目的时，该系统通常含有优选从洗涤的气流中吸附未反应烃的吸附剂。当设计的系统适于吸附未反应烃，而不吸附气流中的其他过量组分，例如氮、氩、二氧化碳和一氧化碳。

当温度变化吸附（TSA）系统用于从部分氧化反应器的排出气流中除去未反应烃时，吸附床通常可由通过该床加热的不可吸附的或较微吸附的净化气流使该床再生。净化气体解吸床中吸附的组分并将它们从系统吹除去。美国专利4231943公开通过正丁烷部分氧化制备马来酐的TSA方法。在该专利公开的方法中，来自气体产物洗涤器的含正丁烷的部分排出气直接循环入部分氧化反应器。剩余物流经吸附筒吸附排出气体中的丁烷。用热氮气或氮气-空气混合物清洗吸附床，从其中解吸丁烷。正丁烷净化气混合物再循环入部分氧化反应器。联邦德国专利公开2544927也公开了制备马来酐的部分氧化反应方法，其中未反应的C₄烃是用温度变化吸附从反应器排出气体中回收。在该专利中吸附床是用热空气清洗。

本发明提供的方法优于上述方法。

按照本发明主要实施方案，再循环的部分氧化反应是通过将烃与富氧产物（下面定义）反应产生选择的部分氧化产物进行的;选择的产物从气体反应器流出物中除去;气体流出物在超大气压力下通过吸附器，因而从流出物中吸附未反应烃;未反应烃通过吸附床减压从吸附床中解吸;该吸附床是通过将富氮产物（下文定义）气流经过该床净化的;解吸的未反应烃-富氮产物混合物循环入部分氧化反应器。

在优选的实施方案中空气经过空气分离系统分离成富氮产物和富氧产物;在烃部分氧化过程中富氧产物用作氧化剂，其中未反应烃是在超大气压力下，通过将流出物经过吸附器，从部分氧化产物回收设备的气体流出物中分离出的，因而吸附流出物中未反应烃;未反应烃是通过使吸附床减压从其中解吸，通过富氮产物气流经床使床净化;将解吸的未反应烃-富氮产物混合物再循环入部分氧化反应器中。

本发明优选实施方案用附图作说明，该附图是再循环部分氧化反应系统的简图。

本发明方法可用来制备任何石油化学产品，该产品可在高温下，通过烃与氧的气相反应制得。可应用本发明的典型的石油化学产品制备方法：

在钒基催化剂存在下通过芳香族化合物或直链C₄烃与氧反应制备环酐。实施例包括通过将苯或饱和或不饱和C₄烃与氧反应制备马来酐，和通过将邻二甲苯或萘与氧反应制备邻苯二甲酸酐。

在氧化硅或氧化铝为载体的氧化银催化剂存在下、低级烷烃或烯烃与氧和氨反应制备烯化氧。实施例包括乙烷或乙烯与氧反应制备环氧乙烷，丙烷或丙烯与氧反应制备氧化丙烯。

在氧化硅或氧化铝为载体的氯化铜催化剂存在下，低级烷烃或烯烃与氧反应制备氯化烃。实施例包括乙烯或乙烷与氯化氢反应制备氯乙烯或二氯化乙烯。

在氧化硅或氧化铝为载体的铋钼氧化物催化剂或铁锑氧化物催化剂存在下，低级烷烃或烯烃与氧和氨反应制备烯属不饱和腈。这类方法的实施例包括丙烷或丙烯与氧反应制备丙烯腈的反应，和异丁烷或异丁烯与氧反应制备甲基丙烯腈的反应。