本发明关系到醛化方法,所谓醛化方法概括地说是指通过一氧化碳和氢(合成气)与烯属不饱和碳化合物反应制备氧化有机化合物的方法。本发明特别涉及到最初的羰基合成副产物的处理和循环。 羰基合成反应在羰基化催化剂或催化剂母体,如八羰基二钴存在下,在羰基化条件下进行,结果形成比原料分子多一个碳原子化合物,例如醛。此最初产物接着再加氢成为高级醇,这些醇可被转化为增塑剂。
在高级醇生产中,典型的醛化过程的原料是工业化的C6-C12烯烃馏分,而所要的最终产物是由醛化反应产物-醛加氢所产生的相应的C7-C13饱和醇或得到的混合产物。由于原料一般是工业品,和采用的催化剂及反应参数的影响,发生许多副反应,醛化反应不可避免地得到各种各样的产物。醛化装置的主要产物是醛和醇,再加之以醛化反应中的副反应,即该方法体系中的脱金属和加氢部分,通常产生5-20%(重量)诸如醛-醇、酯、醚和缩醛。这些高沸物对醇的生产者是严重的产量损失,总起来被称作重质羰基合成馏分(HOF),大部分由缩合反应,酯化反应和脱水反应形成。
在传统的羰基合成高级醇方法中,上述原料与合成气一起供给醛化反应装置,在那里,应用例如羰基氢化钴作活性催化剂,发生催化醛化反应。再把醛化反应装置地产物转到另外装置中除去催化剂,然后,再转到加氢装置,在那里加氢,成为所要求的高级醇。此阶段的产物混合物包括高级醇,高沸HOF和称为轻质羰基合成馏分(LOF)的低沸馏分,然后转到蒸馏装置,在那里LOF,HOF和需要的醇产物,用物理方法进行分离。
自塔顶馏出的LOF是一种低值产物,一般地含有未反应的烯烃原料和链烷烃。上述HOF常含有二聚物,例如醚类,酯类,醛醇类和醚-醇类(如生产C10醇时的C20化合物)和三聚物,例如缩醛类(如,生产C10醇时的C30化合物)和更重的化合物;虽说本质上不含醇(重质的醛醇和醚醇除外),但可能含有极少量未在蒸馏阶段除去的醇。按照惯例,这种HOF是以很低的代价从系统中清除掉。因此,非常需要发展一种较有益的HOF的利用方法,这一方法应便于并入羰基合成体系中,从而提高此体系中有用产品的产率。
人们已经建议过一些利用HOF的方法。例如,按照美国专利4048233(Ruhrchemie AG),HOF(在此文献中称为“稠油”残余物)被转化为合成气(H2/CO混合物),其方法是在高温下,应用规定比例的水蒸汽和二氧化碳和某种任选的载体如氧化铝上含有2-25%(重量)镍的催化剂,进行催化裂解。裂解温度为600-900℃压力大至30个大气压,此合成气产物再循环到醛化装置。该文献指出此合成气产物开始产生后,可连续地向体系供给合成气。然而,没有指出除合成气以外的其它有用物质也可以由“稠油”产生,并再循环给反应体系。
按照英国专利1411073(Kuhlmann),生产醛类化合物的羰基合成法的醛产率可以通过包括所谓重质产物水解的一系列处理来改进。在此公开技术中,来自羰基合成反应器的粗产物首先蒸馏除去未反应的烃类,然后蒸馏分离所要的醛产物。余下的物质是羰基合成反应器中的一些副反应产品,未经任何的中间加氢(按照公开的材料第1页第39-50行,这是不需要的,而且是复杂的)即进一步蒸馏除去醇类和甲酸酯类。接着,将醇/甲酸酯的馏出物进行脱氢并反回该系统的醛化反应出口。残余的重质产物在常压和250-400℃下进行催化蒸汽水解,蒸汽与残余的重质产物的重量比最好为1∶1,以生成醇,醛与残余重质产物的混合物,在除去残余的重质产物后,将这种混合物循环到醛化反应出口处。
这里应指出,Kuhlmann法没有应用加氢步骤;而加氢步骤加入反应系统将大大改变副反应产物的性质。特别是物流中的醛含量被减到最小限度,自然,加氢以后反应系统中再没有甲酸酯存在了,按照Kuhlmann法,水解之前甲酸酯必须除去。
美国专利2757203(Hale)也指出羰基合成过程中产生副反应的问题,并特别提到可能形成缩醛,从而降低了醛/醇产率。Hale认识到由于酸性催化形成了缩醛,他利用反应的平衡特性,使含缩醛的粗产物在无机酸水溶液存在下,于212-400°F进行水解(也可以在加氢后进行),并及时地蒸馏出得到的醛。Hale既没有提及采用无机酸以外的其它物质催化此水解作用,也没有建议把此反应用到羰基合成粗产物除去醇以后所得的重质产物上去。
美国专利2779794(catterall)述及,使羰基合成粗制品与水接触进行热浸,使粗产物中所含的钴催化剂化合物分解生成含水淤浆。但其目的仅在于脱除催化剂,有机相没有任何改变。此外在指出的技术中没有建议可能采用催化蒸汽水解。
美国专利2905716(Buchner等)述及,在一个细长的空反应器中,在150-200℃和升压下,使粗产物与水接触,以除去含粗醛的羰基合成粗制品中的金属和缩醛,但是,既没有建议应用催化技术也没有指出所得产物的循环利用。
美国专利3092670(Gwynn等)述及从粗制羰基合成产物中除去未反应的烯烃的方法,通过在蒸汽存在下分馏已经脱金属的产物,接着,含聚合副反应产物的剩余物质用通常的方法加氢,以得到要求的醇产物。
美国专利2779796(Munger)也述及从粗制羰基合成产物中脱除钴,并指出在212-400°F下将直接蒸汽注入粗制产物中可达到此目的。在此处理中需要的所有热量,由直接蒸汽供给,并且不允许此粗产物与比水/粗产物混合物沸点温度高的任何固定热表面接触。
美国专利2595096(Parker)为了提高羰基合成过程的醇产率,在羰基合成,加氢之后,从加氢产物中首先除去未反应的烃再除去醇,之后再处理所得的残渣,这种处在据说含有聚合的醛和酮,高分子量醚和仲醇以及聚合烃,主要是缩醛。残渣中的缩醛经烯无机酸,水(蒸汽)或其它催化法水解大量的醇和醛,这些醛可以再循环回加氢阶段。此方法叙述于该篇专利说明书的第五栏33-65行,并有参考附图。来自羰化C7烯烃的残渣中的缩醛,在200-250°F(91-121℃)用10%盐酸水溶液水解,也可用直接蒸汽在300-400°F(149-204℃)下水解(第五栏68行-第6栏2行)。此外,在第6栏23-27行叙述了转化残渣中缩醛为醛和醇的另一些催化剂,例如氧化铝,二氧化硅和周期表第八族的金属和金属氧化物。该篇专利说明书的实例1指出,C7烯烃醛化所得的残渣与等体积的水在一个高压釜中于350°F(175℃)下水解,可使醇的总产率增加2-3%。实例2以同样的残渣,在除去残渣中的C8醇之后,先单独用水(175℃蒸汽)再用10%盐酸于220°F(102℃)下水解,使缩醛转化为醇和醛。
这样比较缓和的水解条件是可以采用的,并对提高系统的醇产率来说是适用的(包括含缩醛比例较大的残渣在内),但是,现今高级醇产品的经济形势比该专利发明的1949年更糟。最大限度地提高高级醇产率的要求非常迫切,重质残渣产物不轻易用作燃料。因此,需要一种能提高羰基合成法中醇产率的方法,这种方法实际上与存在于粗制羰基合成产物中的副产物的性质无关,也就是说,即使在加氢后,这种粗产物中缩醛的含量较小也适用。
本发明提供了一种从烯烃原料生产高级醇的方法。该方法是在醛化催化剂存在下,使烯烃与合成气醛化生成含有高级醛,高级醛,高级醇,未反应原料和副产物的混合产物;除去其中的催化剂;将基本上不含催化剂的此混合产物进行加氢,以使高级醛转化为高级醇;蒸馏含高级醇的混合产物,从高沸重质羰基合成馏分(HOF)(ⅲ)中,分离低沸轻质羰基合成馏分(LOF)(ⅰ)和要求的高级醇(ⅱ);此HOF于260-380℃下从一种活性金属氧化物或假金属氧化物作催化剂经催化蒸汽裂解,形成HOF残余物和大部分为高级醇和高级醛并含少量烯烃和饱和烃的HOF裂解后的混合物;再将此裂解的HOF混合物循环到本过程的醛化或加氢阶段。
生产粗产物混合物所用的醛化条件可以是该技术领域所熟知的条件。例如醛化反应可以在150-300个大气压和125-175℃下进行。所用的醛化催化剂例如可以是所要求的活性形成的钴,其浓度最好是烯烃原料的0.05-3%(重量)。所用的典型的合成气H2∶CO的体积比在0.9∶1-1.5∶1范围以内。
按照本发明可以用的催化剂(除醛化催化剂外)还有促进HOF组分水解的那些催化剂,一般来说,HOF中含有醇(假定在分离阶段中没有全部除去),醚,酯,醚-醇和缩醛。因而,选择催化剂的原则是在生产富含高级醇和高级醛混合产物(裂解的HOF混合物)所限定的相当苛刻的条件下,有利于发生水解反应的那些催化剂。在特定条件下进行的催化反应可以是例如缩醛的水解,酯的水解或醚的水解。
已经发现在活性态金属或假金属氧化物,例如二氧化硅,氧化铝或二氧化钛,或者混合二氧化硅/氧化铝存在下,可以发生所要求的反应。应用氧化铝作水解催化剂尤其好。这样的催化剂,在特定的温度下,至少部分地转化HOF组分为醇和醛。HOF蒸汽裂解阶段的温度最好是在290-360℃的较高温度范围,较好的压力是100-1000千帕(1-10巴),最好是1-3个大气压(绝对)。HOF的水解作用在蒸汽和HOF的重量比为0.1∶1-2∶1范围内进行较好,最好是0.2∶1-1.2∶1。一般来说,蒸汽比例越高,裂解的HOF混合物中醛/醇含量越高,但是,从经济上考虑,发现适宜的范围是0.15∶1-0.5∶1。
按照本发明活性金属或假金属氧化物水解催化剂的应用,特别是氧化铝,在260-380℃产生裂解的HOF混合物,由于此混合物含醛/醇比烯烃多,这对于羰基合成的操作人员提高醇产率是有益的。特别是已经发现,应用氧化铝催化剂于260-380℃下蒸汽裂解HOF,得到HOF残余物和裂解的HOF混合物,该混合物中对于总的醇/醛/烯烃含量而言,醇/醛含量达90%,烯烃含量约10%。一般来说,对于某一特定的催化剂而言,提高裂解蒸汽的温度,HOF的总转化率也提高,但是降低了对醇/醛组分的选择性。醇/醛选择性降低的结果是,循环到本过程的加氢阶段时,LOF增加,并认识到本发明方法规定的HOF裂解温度范围是要在裂解HOF混合物的组分中,提高所要的高级醇的产率,从而获得经济效果。温度太低不能转化,这样HOF裂解的基建投资没有价值,而温度太高将增加烯烃/链烷烃,再循环给加氢阶段后增加LOF这也不利于该方法的经济性。
按照本发明HOF蒸汽裂解产物除裂解的HOF混合物处还得到HOF残余物,此HOF残余物主要是氧化二聚物和三聚物(如,生产C10醇时,得到的C20-C30的物质)。除非在蒸汽裂解期间(通过特殊裂解技术的应用)裂解的HOF混合物自动地从HOF残余物中分离开,否则在循环利用裂解的HOF混合物之前,还要有一个脱除HOF残余物的阶段(最好是蒸汽蒸馏或闪蒸)。水解阶段之后残留于此裂解的HOF混合物中的任何水分最好在循环此混合物之前除去,因为运送给加氢阶段的粗制羰基合成产物中,水的存在会破坏加氢催化剂。
裂解的HOF混合物最好是循环到加氢阶段,当然也可以将混合物送至醛化阶段以便降低烯烃的含量生成高级醛,最终生成高级醇。但从经济效应考虑通常要再循环到加氢阶段,因为循环到醛化阶段时,由于混合物中醇/醛比例过大,将导致增加不需要的副产物,同时操作费用也增加。然而,如果由于某些原因,裂解条件已导致裂解的HOF混合物含烯烃/链烷烃的比例接近醇/醛的比例时,裂解的HOF混合物也可以选择循环到醛化阶段。因此,HOF蒸汽裂解阶段产生的含有高级醛,高级醇和较小比例的烯烃和饱和烃的HOF混合物有两种循环方案,第一方案是循环到羰基合成过程中的加氢阶段。在这里,高级醇不发生变化而通过,概级醛转化为高级醇,而烯烃或者被还原或者与饱和烃一起不发生变化而通过:在紧接着的蒸馏阶段中,高级醇作为全过程的目的产物分离除去,而烯烃和饱和烃则作为LOF被移除。
另一方案是将裂解的HOF混合物循环到醛化阶段。在这里,醛和醇或者发生反应产生非要求的副产物,或者不变地通过并进入加氢阶段,在那里醛被还原成所要求的高级醇,烯烃被羰基化并升级为高级醛/高级醇,其中的高级醛在加氢阶段被还原为要求的高级醇;饱和烃则不变地通过,紧接着在蒸馏阶段作为LOF被脱除(与未反应的烯烃一起)。操作人员选择哪条循环方案要根据特定工厂运转的经济性,当然也要根据提供的原料和要求的最终产品而定。
按照本发明方法的重复结果表明,HOF的典型组成含有0-5%(重量)醇类,15-25%(重量)醚类,45-65%(重量)醚-醇类,2-10%(重量)酯类和5-25%(重量)缩醛类化合物,可能有非常少量[如小于2%(重量)]的其它更重的物质,这取决于原料和选择的操作条件。根据供给羰基合成反应器的原料,典型的HOF沸点范围在常压下为200-450℃。裂解后所得HOF残余物的典型组成包括0-10%(重量)醇/醛(例如小于7%(重量)的总醛),45-75%(重量)醚,20-35%(重量)醚-醇,0-7%(重量)酯,1-6%(重量)缩醛和例如小于1%(重量)更重的物质。根据羰基合成的原料,HOF残余物典型的沸腾温度常压下在200-220℃以上,不过,要搞清组成复杂的混合物的具体沸腾温度并不容易,这还取决于蒸馏是连续的还是间隙的,蒸馏柱的长度,在蒸馏柱内的测温点及测量的物相。此裂解的HOF混合物的典型组成包括60-85%(重量)醇/醛,0-20%(重量)烯烃/饱和烃和0-20%(重量)HOF残余物;这些组分的含量决定于原料的碳原子数和操作人员所需要的分离度。裂解的HOF混合物和HOF残余物之间的比例在一定程度上取决于操作人员的要求和特定的羰基合成过程的经济性。一般来说,HOF残余物的主要组成是二聚物和三聚物以及在特定条件下裂解HOF而产生的有机相的更重组分。循环到过程中(理想地是循环给加氢阶段)的混合物最好为基本上是裂解HOF有机相的单体组分,这些化合物分子中碳原子数比全过程原料的碳原子数多一个碳原子。裂解的HOF混合物中所含的二聚物,三聚物等,最好不大于20%(重量),而残余物中所含的单体组分最好在10%(重量)以下。
因为裂解反应的转化率随温度增高而不断增加,但对醇/醛的选择性,则达到最大值后又随温度增高而下降,所以,为了获得最大的醇/醛产率必须控制温度。因此,循环混合物应含醇/醛的量要高于HOF裂解后所得有机物质量的30%或40%(重量)为好。最好是高于50%(重量)左右,因为这有助于高级醇的总产率达到最大值。按照本发明,再循环的裂解后的HOF混合物,基于醇/醛组分和烯烃/链烷烃组分的总量,应当大部分含量为醇/醛组分。据此,此混合物含70-98%(重量)醇/醛组分较好,含80-95%(重量)更好,而含85-92%(重量)则特别好。
本发明的方法特别适用于带支链的烯烃原料,优先是有6-12个碳原子的带支链烯烃,最好是有8-10个碳原子,丙可提高支链高级醇的产率,而且副产物的价值也提高了。特别是本法产生的HOF残余物,已经发现是意想不到的有用物质。此HOF残余物主要含有基于最初原料的二聚物,三聚物和更重的化合物,最好是来自原料的单体化合物的含量很少,例如小于10%(重量)。
下面的实例进一步阐明本发明。
实例1
(1)醛化阶段
醛化所用原料包括(ⅰ)含氢和一氧化碳摩尔比为1.16∶1的合成气和(ⅱ)一种工业的含有约2%(重量)辛烯和约8%(重量)癸烯的支链壬烯蒸汽。此烯烃原料以1.5升/小时(115克/小时)速度和此合成气以640标准升/小时速度输送给三个串联的容量为1.0升的碳基合成反应器,反应在300个大气压和175℃下进行,基于原料用0.3%(重量)的钴催化剂。
(2)脱钴阶段:
来自阶段(1)的含高级醛的粗制羰基合成产物,经氢氧化钠中和氢甲酰钴并以水洗的常规方法脱钴至小于10ppm钴。
(3)加氢阶段:
阶段(2)的产物被送入常规的加氢列,加氢列中采用铜/铬和镍催化剂,氢压为50巴和温度为120~170℃,含有高级醛,甲酸酯和缩醛的产物在这里被转化为含要求的高级醇的加氢产物混合物。
(4)分离阶段
阶段(3)的混合物真空蒸馏得到3个馏份,一种轻质羰基合成馏份(LOF),一种重质羰基合成馏份(HOF)和一种高级醇馏份(HA),如表1所示。
表1
馏份 量 醇含量 沸点范围
LOF 150克/小时 ≤0.5%(重量) 125~187℃
HA 1010克/小时 187~217℃
HOF 223克/小时 ≤3%(重量) >217℃
高级醇产率(主要是C10,有少量C9和C11)是每100克烯烃原料得90.58克。
经分析,HOF的大体组成为:
2%(重量)C9~C11醇
85%(重量)C18~C22酯,醚,醚-醇
12%(重量)C27~C23缩醛
1%(重量)重质化合物
(5)HOF裂解阶段
阶段(4)中分得的HOF产物以上流法并与其一半重量的蒸汽混合后导入一个蒸汽裂解反应器。该反应器装有活性铝催化剂ALCOA H151并控制318℃和1.2个大气压。通过反应器的HOF/蒸汽流是例如相当于0.5v/v/hr空间速度,这表示每小时每单位体积催化剂的HOF体积。裂解后,在200℃闪蒸裂解产物,得到一种由裂解的HOF混合物和水(蒸汽)组成的过热汽流,和一种HOF残余物的残余汽流。过热汽流冷凝后,从裂解的HOF混合物中分离出水相。此HOF残余物主要由含有少量重质产物的C18~C30(C18~C22占优势)氧化物,和少量醇/醛/烯烃组分组成。此裂解的HOF混合物含有少部分HOF残余物,更少部分的烯烃馏份(一般是以C10为主的C8~C11烯烃),和极少量的饱和烃,而大部分是C10为主的C9~C11醇/醛混合物馏份。
裂解的HOF混合物和HOF残余物的组成示于表2。
表2
裂解的HOF混合物(169克/小时) 组成(重量%)
烯烃 7.0
醇/醛 (1) 75.5
HOF残余物 17.5
HOF残余(54克/小时)
醇/醛 6.2
HOF残余物 93.8
(1)在裂解的HOF混合物中醇∶醛的重量比为3.1∶1。
根据以上数据可以计算裂解阶段所得的裂解后的HOF混合物,结果说明可能的醇增加为55.2%(基于HOF的量并考虑最初HOF中2%(重量)的含醇量),也就是说,最初含4.46克/小时〔2%(重量)〕醇的223克/小时HOF已经转化为含127.59克/小时〔75.5%(重量)〕醇/醛的169克/小时裂解的HOF混合物,相当于最初的223克/小时物流裂解后的混合物中含57.2%(重量)醇,或醇/醛含量增加123.13克/小时(未计算HOF残余组分中醇/醛含量)。类似的计算表明,HOF中烯烃含量增加5.3%,相当于增加11.83克/小时烯烃。
(6)循环阶段
阶段(5)所得裂解的HOF混合物被循环回该过程的加氢阶段(3),它是以169克/小时速度混入阶段(2)所得脱钴后的羰基合成产物,该产物是以1383克/小时流动。循环混合物经阶段(3)和(4)得到表3所示的3个馏份。
表3
馏份 量 醇含量 沸点范围
LOF 180克/小时 <0.5%(重量) 130~190℃
HA 1116克/小时 190~219℃
HOF 256克/小时 <3%(重量) >219℃
这样,每100克烯烃原料得到100.1克HA,而没有HOF裂解和循环的过程得到90.58克,整个过程提高约12%。
实例2
(1)醛化阶段
以与实例1同样的设备进行醛化,条件是165℃300个大气压,钴催化剂用量为原料的0.15%(重量),在此情形中,原料是1.5升/小时(1095克/小时)工业的支链辛烯,除含有C8烯烃外,大约含1% C7烯烃和大约10% C9烯烃。合成气速度750标准升/小时,含氢和一氧化碳比1.18∶1。
阶段(2)和(3)如实例1一样进行,阶段(3)的加氢产物在阶段(4)中通过蒸馏分离为表4所示的3个馏份。HOF被选为沸点是206℃以上的馏份。
表4
馏份 量 含醇量 沸点范围
LOF 150克/小时 ≤0.5%(重量) 113~184℃
HA 1013克/小时 184~206℃
HOF 219克/小时 ≤3%(重量) >206℃
高级醇的产量相当于每100克原料烯烃得92.5克。经分析HOF的组成为:
1%(重量) C8~C10醇
87%(重量) C16~C26醚,酯和醚-醇
11%(重量) C24~C30缩醛
1%重质化合物
(5)HOF裂解
在装有ALCOA H151的反应器中,于310℃,1.1个大气压和HOF的空间速度为.47v/v/hr下,来自阶段(4)的HOF被催化蒸汽裂解。蒸汽用量为HOF重量的25%。于196℃闪蒸并除去水后得到如表5所示的两个裂解产物流,裂解的HOF混合物是闪蒸汽相,HOF残余物是闪蒸液相。
表5
裂解的HOF混合物(173克/小时) 组成(重量%)
烯烃 10
醇/醛 (1) 69.2
HOF残余物 20.8
HOF残余(54克/小时)
醇/醛 7
HOF残余物 93
(1)在裂解的HOF混合物中醇∶醛重量比为2.8∶1
从以上数据计算表明,含1%(重量)(2.19克/小时)醇的219克/小时物流已经转化成含69.2%(重量)(119.71克/小时)醇/醛的173克/小时裂解的HOF混合物流,相当于增加117.52/小时醇/醛(基于最初的HOF物流增加53.6%)。于同样的基础上计算,烯烃增加17,3克/小时,或者说基于HOF物流增加7.9%。
发现,HOF残余物主要组成是C10~C27氧化物,占优势的是C16~C20物质,有少量其它组分,包括一些醛/醇和微量的烯烃。此裂解的HOF混合物中的烯烃馏份是C7~C10烯烃的混合物,占优势的是含少量饱和烃的C9烯烃。醇/醛馏份包括C8~C10,主要是C9醇/醛。
(6)循环阶段
循环回加氢化阶段是如实例1所述那样进行,173克/小时裂解的HOF混合物与1382克/小时来自脱钴阶段(2)的羰基合成产物供给上述的加氢阶段(3)和分离阶段(4)。从阶段(4)得到如表6所示的3个馏份。
表6
馏份 量 含醇量 沸点范围
LOF 169克/小时 ≤0.5%(重量) 115~185℃
HA 1133克/小时 185~205℃
HOF 253克/小时 ≤3%(重量) >205℃
在HOF裂解并循环之后,HA的产率相当于每100克烯烃原料得103.5克醇,而没有裂解和循环时为92.5克/100克,整个方法高级醇产率提高12%。
实例3
按照实例1阶段(1)~(4)所得的HOF产物(223克/小时)以实例1阶段(5)同样的方法裂解HOF,但裂解温度为378℃。裂解后,全部反应器流出物被冷凝并从有机相中分出水。全部有机相(223克/小时),即未经分离的裂解后的HOF混合物和HOF残余物组成如下:
28.8%(重量) C9~C11烯烃/链烷烃
39.0%(重量) C9~C11醇/醛
31.6%(重量) C18~C22酯,醚和醚-醇
0.4%(重量) C27~C33缩醛
0.2%(重量) 重质化合物
全部有机相不分离成裂解的HOF混合物和HOF残余物(即二聚物和其它多聚物),也不循环给加氢阶段;因此,严格地说此实例不为本发明的实例。是用来说明,在HOF裂解温度范围的上限,对醇/醛组分选择性不大,产生的烯烃量相应地增加。上面的分析数据理论上可以分成概念上的“裂解的HOF混合物”(C9~C11化合物)和概念上的“HOF残余物”(C18~C33二聚物,三聚物和重质化合物)。根据此理论上的分离,可以看出,裂解的HOF混合物占全部有机的67.8%(重量),它由57.52%的醇/醛和42.48%的烯烃/链烷烃组成。循环这样一个混合物于整个过程(醛化阶段或加氢阶段)的收益不象富含醇/醛的混合物那么大(在实例1中,循环混合物中含醇/醛∶烯烃/链烷烃的重量比约为10∶1)。这样,尽管通过裂解得到较多的醇(实际上,对于HOF的最初2%含醇量不小于37.0%或82.4克/小时),和循环处理也属于本发明的范围,然而,这种技术的经济诱惑力将随裂解温度的增加而减小,看起来反应变得对烯烃较有选择性。为了烯烃升级最好将此混合物循环给醛化阶段,但是一般要优选适合的裂解条件,以便提高醇/醛生产量并有利于循环给加氢阶段。
实例4
重复实例3但裂解温度为263℃。分析所得全部有机相(223克/小时)其组成为:
1.1%(重量) C9~C11烯烃/链烷烃
37.9%(重量) C9~C11醇/醛
53.4%(重量) C18~C22酯,醚,醚-醇
7.1%(重量) C27~C33缩醛
0.5%(重量) 重质化合物
全部有机相不分成裂解的HOF混合物(单体)和HOF残余物(二聚物和其它多聚物),分析这些结果可以看出,在HOF裂解温度范围的下限操作时,虽然对醇/醛的选择性好,但转化率差。这样,概念上的“裂解的HOF混合物”(单体)含大约97%(重量)要求的醇/醛组分,但这仅为全部有机相的39.0%(重量),因此也减小了对操作者的经济吸引力。
实例5(对比例)
经实例1的醛化,脱钴,加氢和分离阶段而得的HOF被进一步处理,基本上移除所有的醇,所得HOF有如下组成:
0%(重量) C9~C11醇
88.5%(重量) C18~C22酯,醚和醚-醇
10.6%(重量) C27~C33缩醛
0.9%(重量) 重质化合物
实例1的HOF裂解反应装有蒸馏柱,此蒸馏柱内填有惰性不锈钢球以便提供适宜的表面积,上面组成的HOF以实例1的过程裂解,但是没有氧化铝催化剂,反应温度为358℃,压力为1.15个大气压(绝对)。所得混合物除去水以后分析,发现有如下组成:
0.3%(重量) 烯烃
5.0%(重量) 醇,醛
84.1%(重量) 酯,醚,醚-醇
9.4%(重量) 缩醛
0.6%(重量) 重质化合物
可以看出,在其它条件与本发明所用条件基本相同情况下,HOF非催化裂解后在最终产物中仅有5%(重量)的醇/醛。而在实例1中,催化蒸汽裂解原来的HOF所得两种物流(裂解的HOF混合物和HOF残余物)的醇/醛含量达58.7%(重量)。