[发明专利]烃氧化成酸的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及烃在受控条件下氧化烃制备反应产物，且特别是二元酸的方法及装置。

背景技术

许多参考文献(专利和著作)都涉及通过烃的氧化来生成酸，最重要的一种是己二酸的方法。己二酸能用来生产尼龙66纤维和树脂、聚酯、聚氨酯和其它各种化合物。

现有不同的工艺方法来生产己二酸。传统方法是第一步先将环己烷用氧气氧化成环己酮和环己醇的混合物(KA混合物)，再将KA混合物用硝酸氧化成己二酸。其它的工艺方法中包括“过氧化氢法”，“硼酸法”，和“直接合成法”，该法是在溶剂、催化剂和引发剂或促进剂存在下，将环己烷用氧气直接氧化成己二酸。

长期以来，直接合成法曾受到很大关注，但迄今为止，却发现该法在工业上很少成功。原因之一是该法尽管初看起来很简单，但实际却极为复杂。由于这种复杂性，使得在不同参考资料中的结果、解释和观点都能发现明显矛盾之处。

众所周知，按直接合成法所进行的反应发生后，室温下存在一个两相液体混合物，同时还有主要由己二酸组成的固相。两液相分别称作“极性相”和非极性相”。但是，迄今为止，除了将己二酸从“极性相”分离出来，并将这些相经过或未经处理，部分或全部循环回反应器以外，并未对该两相的重要性给予更多关注。

还有一个值得注意的地方是大部分关于直接法的研究，从文字或实际来看，都是以间歇模式实施的。

许多参考文献都涉及有机化合物氧化生产酸，例如己二酸，和/或中间产物，例如环己酮、环己酸、环己基过氧化氢等。

在众多的参考文献中，下列文献可看作与二元酸及中间产物制备有关的代表性氧化工艺方法。

美国专利5,463,119(Kollar)，美国专利5,374,767(Drinkard等人)，美国专利5,321,157(Kollar)，美国专利3,987,100(Barnette等人)，美国专利3,957,876(Rapoport等人)，美国专利3,932,513(Russell)，美国专利3,530,185(Pugi)，美国专利3,515,751(Oberster等人)，美国专利3,361,806(Lidov等人)，美国专利3,234,271(Barker等人)，美国专利3,231,608(Kollar)，美国专利3,161,603(Leyshon等人)，美国专利2,565,087(Porter等人)，美国专利2,557,282(Hamblet等人)，美国专利2,439,513(Hamblet等人)，美国专利2,223,494(Loder等人)，美国专利2,223,493(Loder等人)，德国专利DE4426132A1(Kysela等人)和PCT国际专利公开号WO96/03365(Constantini等人)。

上述参考方面，或发明人已知的其它任何参考文献，单个或综合看来都没有披露、提出或暗示过在服从本发明所描述和权利要求的复杂和严格控制及要求的条件下氧化成中间氧化产物的反应过程。

我们的美国专利5,580,531、5,558,842、5,502,245，以及我们的PCT国际专利WO96/40610描述了与雾化液体中控制反应有关的方法和仪器。    

发明公开内容

如上所述，本发明涉及烃例如环己烷氧化成酸例如己二酸的方法和装置。更具体地说，本发明是关于在催化剂、溶剂、任选引发剂、水和氧化产物存在下在第一反应区中控制烃的氧化反应形成酸的方法；烃、催化剂、溶剂和至少部分氧化产物至少部分形成液体混合物，该方法的特征在于如下步骤：

(a)在第一反应区，于第一温度下将液体混合物与气态氧化剂接触，第一温度应高至足以使氧化反应进行；

(b)使氧化反应在第一烃含量、第一溶剂含量、第一催化剂含量和第一水含量下达到稳态；

(c)对第一烃含量、第一溶剂含量、第一催化剂含量和第一水含量的至少一种进行控制，控制方式是使第一反应区形成和/或保持单液相，不考虑是否存在固相，且若需要的话；

(d)当所述液体混合物处于第二温度下时，对液体混合物的相关相进行调节，相关相的调节至少部分要以相形成关系为基础，并且对相关相调节的目的在于形成和/或保持单液相。

第二温度优选与第一温度基本相同，但是也可与第一温度不同。