通过加氢甲酰化从含C4的烃流分离1丁烯的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980120571.6

申请日:

2009.04.28

公开号:

CN102056872A

公开日:

2011.05.11

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):C07C 7/148变更事项:申请人变更前权利人:赢创奥克森诺有限责任公司变更后权利人:赢创德固赛有限公司变更事项:地址变更前权利人:德国马尔变更后权利人:德国埃森登记生效日:20140704|||实质审查的生效IPC(主分类):C07C 7/148申请日:20090428|||公开

IPC分类号:

C07C7/148; C07C11/08; C07C45/50

主分类号:

C07C7/148

申请人:

赢创奥克森诺有限责任公司

发明人:

B·克赖德勒; K-D·韦泽; D·黑斯; D·泽伦特; A·贝尔纳

地址:

德国马尔

优先权:

2008.06.03 DE 102008002188.1

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司 72001

代理人:

周铁;李连涛

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内容摘要

本发明涉及通过加氢甲酰化从包括异丁烯和1-丁烯的含C4的烃类混合物中分离1-丁烯的方法,其中所使用的催化体系是由8到10族的一种过渡金属(优选铑)和通式(I)的双亚磷酸酯配体组成,其中X是具有一个或多个杂原子的二价的取代或未被取代的双亚烷基或双亚芳基,Y是具有一个或多个杂原子的二价的取代或未被取代的双亚芳基或双亚烷基,Z是氧或NR9,以及R1、R2、R3、R4是相同的或不同的、取代或未被取代的,连接的,未连接的或稠合的芳基或杂芳基,和R9是氢或具有一个或多个杂原子的取代或未被取代的烷基或芳基,其中通式(I)的双亚磷酸酯是以相对于过渡金属为100:1到1:1的摩尔比率过量使用,和对于高于95%的1-丁烯转化率,低于5%的所存在的异丁烯进行反应。

权利要求书

1: 通过加氢甲酰化从包含异丁烯和 1- 丁烯的含 C4 的烃混合物中除去 1- 丁烯的方法, 其中所使用的催化剂体系由 8 到 10 族的一种过渡金属, 优选铑, 以及以下通式 I 的双亚磷 酸酯配体组成 : I , 其中 X 为二价取代或未被取代的含有一个或多个杂原子的双亚烷基或双亚芳基, Y为 9 1 R、 R2、 含有一个或多个杂原子的二价取代或未被取代的双亚芳基或双亚烷基, Z 为氧或 NR , R3、 R4 是相同的或不同的、 取代或未被取代的、 连接、 未连接或稠合的芳基或杂芳基团, R9 为 氢或含有一个或多个杂原子的取代或未被取代的烷基或芳基, 以上所述的通式 I 的双亚磷 酸酯配体是以相对于所述过渡金属为 100 : 1 到 1 : 1 的摩尔比过量来使用, 并且在大于 95% 的 1- 丁烯转化率下低于 5% 的所存在异丁烯被转化。
2: 根据权利要求 1 的方法, 特征在于在加氢甲酰化混合物中过渡金属的浓度基于反应 混合物总重量计为 1 质量 ppm 至 1000 质量 ppm。
3: 根据权利要求 1 和 2 的方法, 特征在于双亚磷酸酯与铑的摩尔比是在 90: 1 至 1 : 1 范围内。
4: 根据权利要求 1 至 3 的方法, 特征在于双亚磷酸酯与铑的摩尔比是在 10 : 1 至 2 : 1 范围内。
5: 根据权利要求 1 到 4 的方法, 特征在于在大于 99% 的 1- 丁烯转化率下, 低于 5% 的所 存在的异丁烯被转化。
6: 根据权利要求 1 到 5 的方法, 特征在于 1- 丁烯以大于 97% 的正 / 异选择性进行加氢 甲酰化。
7: 根据权利要求 1 到 6 的方法, 特征在于在 40-120℃的温度下通过加氢甲酰化从含 C4 的烃混合物中除去超过 99% 的在原料烃混合物中的 1- 丁烯。
8: 根据权利要求 1 到 7 的方法, 特征在于在 70-95℃的温度下通过加氢甲酰化从含 C4 的烃混合物中除去超过 99% 的在原料烃混合物中的 1- 丁烯。
9: 根据权利要求 1 到 8 的方法, 特征在于所述加氢甲酰化是在 0.5-30 MPa 的压力范围 内进行的。
10: 根据权利要求 1 到 9 的方法, 特征在于所述加氢甲酰化是在 1.0-6.4 MPa 的压力范 围内进行的。
11: 根据权利要求 1 到 10 的方法, 特征在于该方法连续地进行。
12: 根据权利要求 1 到 11 的方法, 特征在于含 C4 的烃混合物包含 2- 丁烯。
13: 根据权利要求 1 到 12 的方法, 特征在于所述反应混合物被分离成 C5 醛、 异丁烯、 包 含溶解的催化剂体系的高沸点级分和其它 C4 烃类。
14: 根据权利要求 13 的方法, 特征在于对所述其它 C4 烃类进行异构化加氢甲酰化得到 戊醛。 2
15: 根据权利要求 14 的方法, 特征在于从选择性加氢甲酰化和异构化加氢甲酰化获得 的 C5 醛被合并。
16: 根据权利要求 13 或 15 的方法, 特征在于使所除去的 C5 醛进行醛醇缩合、 脱水和后 续氢化得到 2- 丙基庚醇。

说明书


通过加氢甲酰化从含 C4 的烃流分离 1- 丁烯的方法

    本发明涉及从同时包括 1- 丁烯和异丁烯的含 C4 的烃流中将 1- 丁烯选择性加氢 甲酰化成戊醛的方法。
     异丁烯常常与饱和和不饱和 C4 烃类一起存在于工业产品流中。由于在异丁烯和 1- 丁烯之间的低沸点差和 / 或极低分离系数, 异丁烯不能经济地通过蒸馏从这些混合物中 除去。 因此通常通过将异丁烯转化成能够容易地从剩余烃混合物中除去的衍生物并且将所 分离的衍生物离解成异丁烯和衍生化剂来从工业烃混合物获得异丁烯。
     异丁烯是用于许多产品的制备, 例如用于丁基橡胶, 聚异丁烯, 异丁烯低聚物, 支 化 C5 醛, C5 羧酸类, C5 醇和 C5 烯烃的制备中的起始原料。另外, 它用作烷基化剂, 尤其用于 叔丁基芳族烃的合成, 并且作为过氧化物的生产用的中间体。 另外, 异丁烯能够用作甲基丙 烯酸和它的酯的制备用的前体。
     通常, 异丁烯从 C4 馏分, 例如蒸汽裂解器的 C4 馏份中分出, 如下所述 : 在通过萃取 / 萃取蒸镏或选择加氢 (SHP) 成线性丁烯而将大部分的多不饱和烃类 ( 主 要为丁二烯 ) 除去之后, 剩余混合物 ( 提余液 I 或选择性氢化的裂解 -C4) 与醇或水反应。
     异丁烯将在使用甲醇的情况下形成甲基叔丁基醚 (MTBE), 在使用乙醇的情况下形成乙基叔 丁基醚 (ETBE), 和在使用水的情况下形成叔丁醇 (TBA)。在后续的衍生化和分离之后, 全部 三种产物能够在它们的形成的反向中被离解成异丁烯。因此对于异丁烯的分离, 除各种分 离操作之外还需要至少两个反应阶段。
     或者, 异丁烯能够按照下述方式从典型地含有低于 1 质量 % 的丁二烯的 C4 烃流 ( 来自流化床催化过程的 C4 产品流, 提余液 I 或选择性氢化的裂解 -C4) 中除去 : 起始混合物被氢化和异构化, 即 ( 仍然 ) 存在的丁二烯选择性地被氢化成低于 5 ppm( 质量 ) 的残留含量, 和 1- 丁烯同时被异构化成 2- 丁烯。在 1- 丁烯和异构化 2- 丁烯 之间的平衡位置例如在 80℃时为 1:17 的比率。
     当在反应性蒸馏中进行异构化时, 几乎不含 1- 丁烯的顶部馏出产品能够被除去, 从该顶部馏出产品中能够进一步加工得到纯异丁烯。所获得的底部产品是 2- 丁烯的不含 异丁烯的混合物。然而, 缺点是, 异丁烯具有比通过衍生化方法制备的产品更低的纯度。此 外, 1- 丁烯转化成较低反应性的以及经济上有较低吸引力的 2- 丁烯。
     另一备选方案在于利用在加氢甲酰化中 1- 丁烯比异丁烯更高的反应性, 以便通 过加氢甲酰化选择性地从混合物中除去 1- 丁烯。 然而, 1- 丁烯和异丁烯的反应性差异一般 是太低的, 以致于无法获得具有商业利益的选择性。 EP 0 016 286 描述了一种方法, 采用该 方法 1- 丁烯能够在异丁烯存在下选择性地转化成戊醛。然而, 在其中所述的方法中, 为了 达到所需的选择性, 需要至少 100 倍过量的膦配体, 这再次使得该方法无吸引力。
     国际申请 WO 2005/028404 在其实施例中使用相同的方法。它也要求 (没有详细描 述实验细节) , 用其中所述的配体 A 在 65% 的 1- 丁烯转化率下实现不超过 5% 的异丁烯转化 率。
     然而, 65% 的 1- 丁烯转化率绝不能被认为足以令人满意地解决了分离 1- 丁烯和异 丁烯的技术问题。一个技术解决方案应该将 1- 丁烯含量降低到远远低于在 1- 丁烯和异构2- 丁烯之间的热力学平衡, 以便随后能够蒸馏出不含 1- 丁烯的异丁烯。对于不超过 5% 异 丁烯转化率, 最低要求能够被认为是 95% 的 1- 丁烯转化率。优选的是在不超过 5% 的异丁 烯转化率下至少 99% 的 1- 丁烯转化率。
     技术问题因此是开发一种方法, 利用该方法能够从包括异丁烯和 1- 丁烯并且可 包括 2- 丁烯的含 C4 的烃混合物选择性地加氢甲酰化 1- 丁烯, 其中异丁烯不会以同样的方 式反应。理想地, 任选存在的 2- 丁烯以最低程度加氢甲酰化或异构化, 使得 1- 丁烯的最终 浓度显著低于在 1- 丁烯和 2- 丁烯之间的热力学平衡中 1- 丁烯的浓度。在不超过 5% 异丁 烯转化率下, 最低要求能够被认为是 95% 的 1- 丁烯转化率。 1- 丁烯应该在末端碳原子上用 至少 97% 的正 / 异选择性进行加氢甲酰化得到正戊醛。该方法应该需要比 EP 0 016 286 显著更低的配体过量。
     该问题已经通过加氢甲酰化从包括异丁烯和 1- 丁烯的含 C4 的烃混合物中除去 1- 丁烯的方法来解决, 其中所使用的催化剂体系由 8 到 10 族的一种过渡金属 (优选铑) 以 及以下通式 I 的双亚磷酸酯配体组成I,其中 X = 二价取代或未被取代的含有一个或多个杂原子的双亚烷基或双亚芳基, Y = 含有一个或多个杂原子的二价取代或未被取代的双亚芳基或双亚烷基, Z = 氧或 NR9, 以及 R1、 R2、 R3、 R4 是相同的或不同的、 取代或未被取代的、 连接、 未连接或稠合的芳基或杂芳基 9 团, 和 R = 氢或含有一个或多个杂原子的取代或未被取代的烷基或芳基, 以上所述的通式 I 的双亚磷酸酯配体是以相对于过渡金属的 100 : 1 到 1 : 1 的摩尔比率的过量来使用并 且在大于 95% 的 1- 丁烯转化率下低于 5% 的所存在异丁烯被转化。
     现在已发现, 当使用描述在 DE 10 2006 058682 中的由铑和双亚磷酸酯组成的催 化剂体系和反应温度低于 100℃时, 从包括异丁烯和 1- 丁烯的含 C4 的烃混合物起始, 超过 99% 的 1- 丁烯能够在低于 120℃、 优选低于 100℃的温度下通过加氢甲酰化从烃混合物被 转化成 C5 醛, 其中所存在的异丁烯的转化率低于 5%。随后, 加氢甲酰化混合物优选被分离 成 C5 醛级分、 纯异丁烯、 催化剂级分和包含剩余烃的级分, 其中 C5 醛级分由戊醛组成, 具有 大于 97% 的正 / 异选择性。
     根据本发明的方法具有下面的优点 : 借助于仅仅一个化学反应和蒸馏后处理, 从 包括异丁烯和 1- 丁烯的 C4 烃混合物获得两种需求的中间产物, 即异丁烯和具有高戊醛含 量的 C5 醛混合物。另外, 包括异构 2- 丁烯的所获得的任何烃混合物能够用于其它反应, 例 如用于低聚物或 C5 醛的制备中。
     根据本发明的方法的原料是, 例如, 炼油厂的轻质石油馏分, 裂化厂 ( 例如蒸汽 裂解装置, 加氢裂化器, 催化裂化装置 ) 的 C4- 馏分, 来自费 - 托合成中的混合物, 由烯烃 的易位形成的混合物, 通过将饱和烃类脱氢所获得的混合物, 以及从甲醇 ( 或其它氧化产 物 ) 至烯烃 (MTO) 工艺中获得的混合物。这些技术已描述在技术文献中 (H. J. Arpe,Industrielle Organische Chemie, Wiley-VCH, 第6版 , 2007, 第 9 – 12, 23, 36, 93 – 97, 120 页 )。
     在以上所述的那些当中优选的原料是来自蒸汽裂解装置的 C4 馏分, 该蒸汽裂解装 置在运转时主要用于乙烯和丙烯的生产并且其中所使用的原料是例如炼油副产气体、 石脑 油、 瓦斯油、 LPG( 液化石油气 ) 和 NGL( 液化天然气 ), 来自催化裂化装置的 C4 馏分或来自 丁烷脱氢装置的产品。根据所用方法不同, 作为副产物获得的 C4 馏分含有不同比例量的 1,3- 丁二烯, 1- 丁烯, Z-2- 丁烯, E-2- 丁烯, 异丁烯, 正丁烷和异丁烷。
     对于根据本发明的方法, 有利的是从原料混合物中除去多不饱和烃类如 1,3- 丁 二烯。这可通过已知的方法来进行, 例如通过萃取, 萃取蒸镏或形成配合物 ( 参见 H. J. Arpe, Industrielle Organische Chemie, Wiley-VCH, 第 6 版, 2007, 第 118 – 119 页 )。
     除去多不饱和烃类的替代方案是选择性化学转化。例如, 1,3- 丁二烯能够按照例 如在 EP 0 523 482 中所述的方法被选择性氢化成线性丁烯。该 1,3- 丁二烯也能够通过 1,3- 丁二烯的选择性转化, 例如二聚成环辛二烯, 三聚成环十二碳三烯, 聚合或调聚反应, 来至少部分地除去。当裂解 C4 馏分用作原材料时, 在全部情况下剩下的是烃混合物 ( 例如 提余液 I 或氢化的裂解 -C4(HCC4)), 它主要包括饱和烃类正丁烷和异丁烷, 以及烯烃类异丁 烯、 1- 丁烯和 2- 丁烯。 已从中除去大部分的多不饱和烃类并且能够用于根据本发明的方法中的 C4 馏分 的典型组成列于下表 1 中。
     解释 HCC4 : 常见于 C4 混合物, 它是在没有催化剂的附加调节的情况下在 1,3- 丁二烯的 氢化之后从蒸汽裂解器 ( 高强度 ) 的裂化 -C4 馏分获得的 ; HCC4/SHP : HCC4 组合物, 其中 1,3- 丁二烯的残留已经在 SHP 中进一步减少 ; Raff. I ( 提余液 I) : 常见于 C4 混合物, 它是在 1,3- 丁二烯的除去之后从蒸汽 裂解器 ( 高强度 ) 的裂化 -C4 馏分获得的, 例如通过 NMP 萃取精馏获得 ; Raff. I/SHP : 提余液 I 组合物, 其中 1,3- 丁二烯的残留已经在 SHP 中进一步减 少; CC4 : 从催化裂化装置获得的裂化 C4 的典型组合物 ; CC4/SHP : CC4 组合物, 其中 1,3- 丁二烯的残留已经在 SHP 中进一步减少。
     包括异丁烯和 1- 丁烯的原料烃混合物的加氢甲酰化是在一些条件下进行的, 在 这些条件下在原料混合物中存在的 1- 丁烯超过 95% 被转化, 在原料混合物中存在的异丁烯 的转化则低于 5%。优选的是, 在原料混合物中存在的 1- 丁烯超过 99% 被转化, 以及在原料 混合物中存在的异丁烯的转化率低于 5%。更优选, 该 1- 丁烯以高于 97% 的正 / 异选择性进 行加氢甲酰化。
     对于选择性加氢甲酰化, 优选的是使用由铑和通式 I 的双亚磷酸酯组成的催化剂 体系 :I其中 X = 可含有一个或多个杂原子的二价取代或未被取代的双亚烷基或双亚芳基, Y = 可含有一个或多个杂原子的二价取代或未被取代的双亚芳基或双亚烷基, Z = 氧或 NR9, R1, R2, R3, R4 是相同的或不同的, 取代或未被取代的, 连接的, 未连接的, 稠合或未稠合 的芳基或杂芳基, 和 R9 = 氢或含有一个或多个杂原子的取代或未被取代的烷基或芳基。R1, R2, R3, R4, R9, X 或 Y 基团可以是取代的, 例如, 被选自下列中的至少一种基团所取代 : 具有 1 - 50 个碳原 子的脂族、 脂环族、 芳族、 杂芳族、 混合脂族 - 脂环族、 混合脂族 - 芳族、 杂环、 混合脂族 - 杂 环烃基团, F, Cl, Br, I, -CF3, -(CH2)i(CF2)jCF3, 其中 i = 0–9 和 j = 0–9,-SiR213, -Si(OR )3, -SiR21(OR21)2, -SiR212OR21, -OSiR213, -OSi(OR21)3,-OSiR21(OR21)2, -OSiR212OR21, -OR19, -COR 19 19 19 19 19 19 20 19 20 19 20 , -CO2R , -CO2M, -SO2R , -SOR , -SO3R , -SO3M, -SO2NR R , -NR R , 或 -N=CR R , 19 20 21 其中 R , R 和 R 各自独立地选自 H, 具有 1-25 个碳原子的一价取代或未被取代的脂族和 且 M 是碱金属, 碱土金属, 铵或 芳族烃基, 但是排除 R21 = H,1 2 3 4 21离子。优选的取代基, 尤其对R, R, R 基团优选是未被取代的苯基。 于 X 和 Y 基团优选的取代基是叔丁基和甲氧基。R , 此类基团可以例如是在通式 I-1, I-2 或 I-3 中存在的那些。
     I-1I-2I-3, 其中 Q 例如可以是相同的或不同的并且可以是 CH2, CR9R10, CHR9, O, NH 或 NR9, 其中 R9 和 R10 可以是相同的或不同的并且可以各自与以上对于 R9 的定义相同。
     在所述双亚磷酸酯中, 该 X 基团也可以是 Xa 基团Xa。R5, R6, R7, R8 基团可以各自独立地是具有 1 - 50 个碳原子的取代或未被取代的脂 族, 脂环族, 芳族, 杂芳族, 混合脂族 - 脂环族, 混合脂族 - 芳族, 杂环, 混合脂族 - 杂环烃基 团或 H, F, Cl, Br, I, -CF3, -(CH2)i(CF2)jCF3 , 其中 i = 0 – 9 和 j = 0-9, -SiR213, -Si(OR2 1 )3, -SiR21(OR21)2, -SiR212OR21, -OSiR213, -OSi(OR21)3, -OSiR21(OR21)2, -OSiR212OR21, -OR19, -COR19, -C 19 19 19 19 19 20 19 20 19 20 19 20 O2R , -CO2M, -SO2R , -SOR , -SO3R , -SO3M, -SO2NR R , -NR R , 或 -N=CR R , 其中 R , R 和 21 R 各自独立地选自 H, 具有 1-25 个碳原子的一价取代或未被取代的脂族和芳族烃基, 但是
     9102056872 A CN 102056879说6 7 8明书离子。7/13 页排除 R21 = H, 且 M 是碱金属, 碱土金属, 铵或
     5该R, R, R, R 基团可以例如被选自下列中的一种或多种基团所取代 : 具有 1 - 50 个碳原子的脂族, 脂环族, 芳族, 杂芳族, 混合脂族 - 脂环族, 混合脂族 - 芳族, 杂环, 混合 脂族 - 杂环烃基团, F, Cl, Br, I, -CF3, -(CH2)i(CF2)jCF3, 其中 i = 0-9 和 j = 0 – 9, -Si 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 21 R 3, -Si(OR )3, -SiR (OR )2, -SiR 2OR , -OSiR 3, -OSi(OR )3, -OSiR (OR )2, -OSiR 2OR , -OR 19 19 19 19 19 19 19 20 19 20 19 20 , -COR , -CO2R , -CO2M, -SO2R , -SOR , -SO3R , -SO3M, -SO2NR R , -NR R , 或 -N=CR R , 其 19 20 21 5 8 中R , R , R 和 M 可以与以上定义相同。对于 Xa 基团, R -R 基团优选是氢, 烷氧基, 尤其 5 6 7 8 5 甲氧基, 或叔丁基。优选该 R 和 R 基团和该 R 和 R 基团各自成对相同。更优选该 R 和 R6 基团是甲氧基和 / 或该 R7 和 R8 基团是叔丁基。
     在亚磷酸酯中的 X 优选是被 R1’ 、 R2’ 、 R3’和 R4’基团取代的亚乙基, 其中 R1’ 、 R2’ 、 R3’ 和 R4’ 基团可以是相同或不同的, 取代或未被取代的, 连接的, 未连接的或稠合的芳基或杂芳 1’ 4’ 1 4 基。R 至 R 基团的可能取代基是对于 R -R 基团所述的取代基。特别优选的双亚磷酸酯 是对称的那些, 即满足以下条件的那些 : 其中 X 是被 R1’ 、 R2’ 、 R3’和 R4’基团取代的亚乙基, 其 1 1’ 2 2’ 3 3’ 4 4’ 中R 和R , R 和R , R 和R , 以及 R 和 R 基团是各自相同的。
     在本发明的双亚磷酸酯中的二价 Y 基团优选是取代的或未被取代的联苯基或联 萘基。可能的取代基可以是上述的取代基。该 Y 基团优选是选自通式 IIa 至 IId 的双苯氧 基:IIaIIbIIcIId 或通式 III 的双萘氧基III, 它们可以外消旋, 阻转异构体富集的或阻转异构体纯的形式存在。特别优选的本发明双亚磷酸酯是以下通式 Ia-Ic 的双亚磷酸酯, 其中 Ic 可以为外 消旋物形式或为阻转异构体富集形式或阻转异构体纯的形式并且以这些形式来使用。
     IaIbIc。 非常特别优选的是使用由铑和具有以下结构式 Ia 的双亚磷酸酯组成的催化剂体
     系:Ia。在该催化剂体系中, 双亚磷酸酯与铑的摩尔比率是在小于 100 : 1 至 1 : 1 范围 内, 特别是在 90 : 1 至 2 : 1 范围内, 非常特别地在 10 : 1 至 2 : 1 范围内。
     该 铑 能 够 以 盐 或 配 合 物 的 形 式 使 用, 例 如 以 羰 基 铑, 硝 酸 铑, 三 氯 化 铑, Rh(CO)2(acac)(acac = 乙酰丙酮酸 ), 乙酸铑或羧酸铑或辛酸铑的形式。
     在反应条件下由双亚磷酸酯配体和铑化合物形成了用于均相催化的活性催化剂 物质。 在加氢甲酰化的过程中, 在本发明的双亚磷酸酯配体和催化剂金属与合成气接触时, 估计羰基氢化物亚磷酸酯配合物形成为活性催化剂物质。 双亚磷酸酯和任何其它配体能够
     以游离形式与催化剂金属 ( 作为盐或配合物 ) 一起被添加到反应混合物中, 以便就地产生 该活性催化剂物质。另外还有可能使用本发明的亚磷酸酯金属配合物, 其含有上述亚磷酸 酯配体和用作实际催化活性配合物的前体的铑金属。 这些亚磷酸酯金属配合物是通过化合 物形式或 0 氧化态的铑与本发明的双亚磷酸酯配体进行反应来制备的。
     在任何时候可以将新鲜的双亚磷酸酯添加到反应中, 以例如保持游离配体的浓度 恒定。
     在加氢甲酰化混合物中铑的浓度优选是 1 ppm( 质量 ) 至 1000 ppm( 质量 ) 和优 选是 5 ppm( 质量 ) 至 300 ppm( 质量 ), 以反应混合物的总重量为基础计。
     用相应的铑配合物进行的加氢甲酰化反应能够通过已知的规程来进行, 例如按 照在 J. FALBE, "New Syntheses with Carbon Monoxide", Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 第 95 页起, (1980) 中所述。在这些方法中, 1- 丁烯是在催化剂存在 下与 CO 和 H2 的混合物 ( 合成气 ) 进行反应, 得到 C5 醛。
     在这种情况下, 该 C5 醛级分含有高于 90 质量 % 的比例、 尤其高于 93 质量 % 的比 例的正戊醛, 更优选高于 95 质量 % 的比例, 和最优选高于 98 质量 % 的正戊醛。
     该加氢甲酰化是在 40-120℃的温度下, 优选在 40-110℃, 更优选在 60-95℃, 最优 选在 70-95℃的温度下进行的。压力是 0.1-30 MPa, 尤其 1 MPa-6.4 MPa。在合成气中氢气 和一氧化碳的摩尔比率 (H2/CO) 优选是 10/1 至 1/10 和更优选 1/1 至 2/1。
     催化剂体系优选均匀地溶解于由原料 ( 烯烃和溶解的合成气 ) 和产物 ( 醛, 醇, 在 该方法中形成的副产物, 尤其高沸点化合物 ) 所组成的液体加氢甲酰化混合物中。任选地, 另外有可能使用溶剂和 / 或稳定剂化合物, 例如位阻仲胺或促进剂。
     该方法能够间歇或优选连续地进行。在连续方法中, 为了实现几乎完全的 1- 丁烯 转化, 合适的是在多个反应器中进行反应。例如, 有可能将多个的搅拌反应器和 / 或泡罩塔 反应器串联。在这种情况下, 一个反应器的液体和 / 或气体排放物能够通入到下一个反应 器中。还有可能将未转化的原料烃类与产物和过量的合成气一起从反应器中抽出, 从中将 C5 产物冷凝下来, 和将残留气体引入到下一个反应器中。 反应也能够在盘管中进行, 中间体 气体输入其中。另外, 该反应能够在所提及的反应器类型的组合中进行。
     如果目标不是 C5 醛的最高收率而是高的时空产率, 则该加氢甲酰化能够至少部分 地在大于 100℃的温度下进行。在这些温度下, 在加氢甲酰化的过程中发生从 1- 丁烯至两 种 2- 丁烯的部分异构化。例如, 有可能在反应器级联中在高于 100℃的温度下操作一个或 多个第一反应器以及在低于 100℃的温度例如 90℃下操作一个或多个下游反应器。
     该加氢甲酰化产物能够通过蒸馏被分离成至少三种级分, 即异丁烯级分, 产品级 分 ( 主要为 C5 醛 ) 和包含溶解的催化剂体系的高沸点级分以及包含来自于原料中的其它 未转化物质的一种或两种其它级分。
     例如, 在除去在可循环回反应器中或在其中所存在的物质冷凝之后被完全地或部 分地排出的过量合成气后, 最后一个反应器的反应混合物能够通过第一次蒸馏被分离成 C4 烃混合物以及由 C5 产物、 高沸点化合物和催化剂体系组成的混合物。两种混合物在附加的 蒸馏步骤中被分离。
     另一个可能性是从反应混合物中从最低沸点物质或物质混合物开始一种接一种 地除去各个级分, 直至仅剩下包含溶解的催化剂体系的高沸点化合物为止。任选地, 在蒸馏处理前可通过纳米过滤除去一部分催化剂, 例如如在 DE 10 2005 046250 中所述。
     如果, 例如, 所使用的原料是包括异丁烷, 正丁烷, 1- 丁烯, 两种 2- 丁烯和异丁烯 的 C4 烃混合物, 则获得下列级分 : a) 异丁烷 ( 沸点 -11.7℃ ) b) 异丁烯 ( 沸点 6.9℃ ) c) 正丁烷 ( 沸点 -0.5℃ ), E-2- 丁烯 ( 沸点 0.9℃ ) 和 Z-2- 丁烯 ( 沸点 3.7℃ ) 的混 合物 d) C5 醛与戊醛 ( 沸点 103℃ ), 2- 甲基丁醛 ( 沸点 92-93 ℃ ) 和 3- 甲基丁醛 ( 沸点 92.5℃ ) 的混合物 e) 包含溶解的催化剂体系的高沸点化合物。
     由根据本发明的方法除去 ( 即分出 ) 的异丁烯具有大于 99% 的纯度。它的线性丁 烯的含量相应地低于 1%。它能够用于在介绍部分中提到的目的。
     该 C5 醛级分含有少量的醇类, 它们通过这些醛类的氢化产生。在该级分中戊醛的 含量是高于 95 质量 %。能够从该混合物中分离出纯戊醛。戊醛尤其是正戊醇, 正戊酸, 正戊 基胺或正戊基氯的中间体。
     通过 C5 醛级分的醛醇缩合以及醛醇缩合物的总氢化获得含有高于 90 质量 % 的 2- 丙基庚醇的癸醇混合物, 它是增塑剂、 洗涤剂和润滑剂的生产所需要的中间体。通过 C5 醛级分的醛醇缩合, 醛醇缩合物的烯烃双键的氢化和醛基的后续氧化能够获得具有高比例 的 2- 丙基庚酸的癸酸混合物, 其中 2- 丙基庚酸能够用于例如生产润滑剂或洗涤剂。
     包含 2- 丁烯的级分能够以不同的方式使用。一种可能性是制备低聚物, 其中尤其 二聚体和三聚物构成了用于增塑剂和醇类的生产中的有价值中间体。 该低聚能够通过使用 酸性或含镍的催化剂来进行。当需要低支化的产物时, 用含镍的非均相的催化剂体系进行 的低聚反应是有利的。这一类型的一种方法例如是 Evonik Oxeno GmbH 的 OCTOL 方法。
     2- 丁烯的另一个用途在于将其加氢甲酰化为 C5 醛。 该加氢甲酰化能够用不同的催 化剂来进行, 其中通常形成 2- 甲基丁醛和正戊醛的混合物。 当在 C5 醛混合物中高比例的戊 醛是所需要的时, 使用其它催化剂是合适的。 例如, 在文件 DE 101 08 474, DE 101 08 475, DE 101 08 476 和 DE 102 25 282 中, 由铑和具有 吨骨架的二膦配体组成的催化剂用于 2- 丁烯的加氢甲酰化。通过使用该催化剂, 戊醛和 2- 甲基丁醛之间的比率是大于 85:15。 对于使用由铑和空间要求性芳族双亚磷酸酯组成的催化剂的情况, 能够获得戊醛的高选择 性 ( 大于 95%), 如在例如 EP 0 213 639 中所述。 所获得的 C5 醛混合物能够例如通过醛醇缩合和该醛醇缩合物的后续氢化被转化 成癸醇混合物。对于其中正戊醛的比例低于 95% 的 C5 醛混合物, 建议通过蒸馏分离出一部 分 2- 甲基丁醛, 以便获得具有高于 90% 的 2- 丙基庚醇含量的高质量癸醇混合物。
     分离出的 2- 甲基丁醛能够用于各种目的, 例如用于制备异戊二烯。
     当目的是从 C4 烃混合物制备癸醇时, 适宜将两次加氢甲酰化的 C5 醛混合物一起醛 醇化。
     实施例 在装有保持压力恒定的设备、 气体流量计和桨式搅拌器的 Parr 100 ml 高压釜中 进行加氢甲酰化试验。该高压釜在氩气氛中添加下面指明的全部化合物, 但还未添加需要 加氢甲酰化的烯烃混合物。 在通过用合成气 (1 : 1 CO/H2) 吹洗来交换氩气氛之后, 反应混 合物在搅拌 (1000 转 / 分 ) 和合成气压力下加热至在各情况下指明的温度, 然后建立 20MPa 的精确目标压力。随后, 添加需要加氢甲酰化的烯烃混合物。该合成气压力在整个反应时 间中借助于压力调节器来保持恒定。加氢甲酰化试验的反应时间在各情况下是 720 分钟, 其间从高压釜中取出样品进行 GC 分析。随后, 反应混合物被冷却到室温, 该高压釜被减压 和用氩气吹洗。
     全部试验都含有 6 g 的需要加氢甲酰化的烯烃混合物 ( 具有下面指明的组成的提 余液 I), 50 g 的联苯和联苯醚的低共熔混合物 (Diphyl®, 从 Lanxess 公司获得 ) 和按照相 对于所使用的配体 Ia 为 1:1 摩尔比率的双 (2,2,6,6- 四甲基 -4- 哌啶基 ) 癸二酸酯 ( 从 Ciba 公司获得 )。使用的前体催化剂是 ( 乙酰丙酮酸 ) 二羰基铑 ( 从 Umicore 公司获得 )。
     试验在 90℃, 100℃, 110℃和 120℃下进行。配体 Ia 与铑的比率在全部情况下是 5 : 1, 铑浓度是 40 ppm, 合成气压力是 2 MPa。
     由气相色谱法进行分析。 提余液 I 在各情况下具有在表 1 中指明的起始组成 ( 全部数值是以质量 % 计 ) :实施例 : 在不同温度下提余液 I 的加氢甲酰化 具有以上组成的提余液 I 的加氢甲酰化是在 90℃, 100℃, 110℃和 120℃下进行的。在 全部情况下, 在 720 分钟之后不再能够检测到 1- 丁烯, 这表明 1- 丁烯的定量转化。同时, 在 720 分钟之后具体的异丁烯转化率 (3- 甲基丁醛的形成 ) 是下列值 : 90℃ : 0.58% 100℃ : 0.67% 110℃ : 0.80% 120℃ : 1.17%。
     氢化成饱和物质同样只起着次要作用并且是不到 1%, 并且在 110℃起的温度下是 低于 1.5%。
     在 110℃和 120℃下的试验中, 到反应结束时还在一定程度上发生 2- 丁烯的异构 化加氢甲酰化, 使得在这些情况下在 720 分钟之后正戊醛的收率分别是 102% 和 105%, 以在 提余液 I 中所使用的 1- 丁烯为基础计。
     在 720 分钟之后从 1- 丁烯 ( 和从 110℃起部分从 2- 丁烯 ) 形成的戊醛是以下列 线性度获得的 : 90℃ : 99.1%
     100℃ : 99.0% 110℃ : 98.9% 120℃ : 98.4%。
     与 100% 之间的差值是 2- 甲基丁醛。16

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1、10申请公布号CN102056872A43申请公布日20110511CN102056872ACN102056872A21申请号200980120571622申请日20090428102008002188120080603DEC07C7/148200601C07C11/08200601C07C45/5020060171申请人赢创奥克森诺有限责任公司地址德国马尔72发明人B克赖德勒KD韦泽D黑斯D泽伦特A贝尔纳74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人周铁李连涛54发明名称通过加氢甲酰化从含C4的烃流分离1丁烯的方法57摘要本发明涉及通过加氢甲酰化从包括异丁烯和1丁烯的含C4的烃类混。

2、合物中分离1丁烯的方法,其中所使用的催化体系是由8到10族的一种过渡金属优选铑和通式I的双亚磷酸酯配体组成,其中X是具有一个或多个杂原子的二价的取代或未被取代的双亚烷基或双亚芳基,Y是具有一个或多个杂原子的二价的取代或未被取代的双亚芳基或双亚烷基,Z是氧或NR9,以及R1、R2、R3、R4是相同的或不同的、取代或未被取代的,连接的,未连接的或稠合的芳基或杂芳基,和R9是氢或具有一个或多个杂原子的取代或未被取代的烷基或芳基,其中通式I的双亚磷酸酯是以相对于过渡金属为1001到11的摩尔比率过量使用,和对于高于95的1丁烯转化率,低于5的所存在的异丁烯进行反应。30优先权数据85PCT申请进入国家。

3、阶段日2010120386PCT申请的申请数据PCT/EP2009/0551212009042887PCT申请的公布数据WO2009/146984DE2009121051INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书13页CN102056879A1/2页21通过加氢甲酰化从包含异丁烯和1丁烯的含C4的烃混合物中除去1丁烯的方法,其中所使用的催化剂体系由8到10族的一种过渡金属,优选铑,以及以下通式I的双亚磷酸酯配体组成I,其中X为二价取代或未被取代的含有一个或多个杂原子的双亚烷基或双亚芳基,Y为含有一个或多个杂原子的二价取代或未被取代的双亚芳基或双亚烷基,Z为氧。

4、或NR9,R1、R2、R3、R4是相同的或不同的、取代或未被取代的、连接、未连接或稠合的芳基或杂芳基团,R9为氢或含有一个或多个杂原子的取代或未被取代的烷基或芳基,以上所述的通式I的双亚磷酸酯配体是以相对于所述过渡金属为1001到11的摩尔比过量来使用,并且在大于95的1丁烯转化率下低于5的所存在异丁烯被转化。2根据权利要求1的方法,特征在于在加氢甲酰化混合物中过渡金属的浓度基于反应混合物总重量计为1质量PPM至1000质量PPM。3根据权利要求1和2的方法,特征在于双亚磷酸酯与铑的摩尔比是在901至11范围内。4根据权利要求1至3的方法,特征在于双亚磷酸酯与铑的摩尔比是在101至21范围内。。

5、5根据权利要求1到4的方法,特征在于在大于99的1丁烯转化率下,低于5的所存在的异丁烯被转化。6根据权利要求1到5的方法,特征在于1丁烯以大于97的正/异选择性进行加氢甲酰化。7根据权利要求1到6的方法,特征在于在40120的温度下通过加氢甲酰化从含C4的烃混合物中除去超过99的在原料烃混合物中的1丁烯。8根据权利要求1到7的方法,特征在于在7095的温度下通过加氢甲酰化从含C4的烃混合物中除去超过99的在原料烃混合物中的1丁烯。9根据权利要求1到8的方法,特征在于所述加氢甲酰化是在0530MPA的压力范围内进行的。10根据权利要求1到9的方法,特征在于所述加氢甲酰化是在1064MPA的压力范。

6、围内进行的。11根据权利要求1到10的方法,特征在于该方法连续地进行。12根据权利要求1到11的方法,特征在于含C4的烃混合物包含2丁烯。13根据权利要求1到12的方法,特征在于所述反应混合物被分离成C5醛、异丁烯、包含溶解的催化剂体系的高沸点级分和其它C4烃类。14根据权利要求13的方法,特征在于对所述其它C4烃类进行异构化加氢甲酰化得到戊醛。权利要求书CN102056872ACN102056879A2/2页315根据权利要求14的方法,特征在于从选择性加氢甲酰化和异构化加氢甲酰化获得的C5醛被合并。16根据权利要求13或15的方法,特征在于使所除去的C5醛进行醛醇缩合、脱水和后续氢化得到2。

7、丙基庚醇。权利要求书CN102056872ACN102056879A1/13页4通过加氢甲酰化从含C4的烃流分离1丁烯的方法0001本发明涉及从同时包括1丁烯和异丁烯的含C4的烃流中将1丁烯选择性加氢甲酰化成戊醛的方法。0002异丁烯常常与饱和和不饱和C4烃类一起存在于工业产品流中。由于在异丁烯和1丁烯之间的低沸点差和/或极低分离系数,异丁烯不能经济地通过蒸馏从这些混合物中除去。因此通常通过将异丁烯转化成能够容易地从剩余烃混合物中除去的衍生物并且将所分离的衍生物离解成异丁烯和衍生化剂来从工业烃混合物获得异丁烯。0003异丁烯是用于许多产品的制备,例如用于丁基橡胶,聚异丁烯,异丁烯低聚物,支化C。

8、5醛,C5羧酸类,C5醇和C5烯烃的制备中的起始原料。另外,它用作烷基化剂,尤其用于叔丁基芳族烃的合成,并且作为过氧化物的生产用的中间体。另外,异丁烯能够用作甲基丙烯酸和它的酯的制备用的前体。0004通常,异丁烯从C4馏分,例如蒸汽裂解器的C4馏份中分出,如下所述在通过萃取/萃取蒸镏或选择加氢SHP成线性丁烯而将大部分的多不饱和烃类主要为丁二烯除去之后,剩余混合物提余液I或选择性氢化的裂解C4与醇或水反应。异丁烯将在使用甲醇的情况下形成甲基叔丁基醚MTBE,在使用乙醇的情况下形成乙基叔丁基醚ETBE,和在使用水的情况下形成叔丁醇TBA。在后续的衍生化和分离之后,全部三种产物能够在它们的形成的反。

9、向中被离解成异丁烯。因此对于异丁烯的分离,除各种分离操作之外还需要至少两个反应阶段。0005或者,异丁烯能够按照下述方式从典型地含有低于1质量的丁二烯的C4烃流来自流化床催化过程的C4产品流,提余液I或选择性氢化的裂解C4中除去起始混合物被氢化和异构化,即仍然存在的丁二烯选择性地被氢化成低于5PPM质量的残留含量,和1丁烯同时被异构化成2丁烯。在1丁烯和异构化2丁烯之间的平衡位置例如在80时为117的比率。0006当在反应性蒸馏中进行异构化时,几乎不含1丁烯的顶部馏出产品能够被除去,从该顶部馏出产品中能够进一步加工得到纯异丁烯。所获得的底部产品是2丁烯的不含异丁烯的混合物。然而,缺点是,异丁烯。

10、具有比通过衍生化方法制备的产品更低的纯度。此外,1丁烯转化成较低反应性的以及经济上有较低吸引力的2丁烯。0007另一备选方案在于利用在加氢甲酰化中1丁烯比异丁烯更高的反应性,以便通过加氢甲酰化选择性地从混合物中除去1丁烯。然而,1丁烯和异丁烯的反应性差异一般是太低的,以致于无法获得具有商业利益的选择性。EP0016286描述了一种方法,采用该方法1丁烯能够在异丁烯存在下选择性地转化成戊醛。然而,在其中所述的方法中,为了达到所需的选择性,需要至少100倍过量的膦配体,这再次使得该方法无吸引力。0008国际申请WO2005/028404在其实施例中使用相同的方法。它也要求(没有详细描述实验细节),。

11、用其中所述的配体A在65的1丁烯转化率下实现不超过5的异丁烯转化率。0009然而,65的1丁烯转化率绝不能被认为足以令人满意地解决了分离1丁烯和异丁烯的技术问题。一个技术解决方案应该将1丁烯含量降低到远远低于在1丁烯和异构说明书CN102056872ACN102056879A2/13页52丁烯之间的热力学平衡,以便随后能够蒸馏出不含1丁烯的异丁烯。对于不超过5异丁烯转化率,最低要求能够被认为是95的1丁烯转化率。优选的是在不超过5的异丁烯转化率下至少99的1丁烯转化率。0010技术问题因此是开发一种方法,利用该方法能够从包括异丁烯和1丁烯并且可包括2丁烯的含C4的烃混合物选择性地加氢甲酰化1丁。

12、烯,其中异丁烯不会以同样的方式反应。理想地,任选存在的2丁烯以最低程度加氢甲酰化或异构化,使得1丁烯的最终浓度显著低于在1丁烯和2丁烯之间的热力学平衡中1丁烯的浓度。在不超过5异丁烯转化率下,最低要求能够被认为是95的1丁烯转化率。1丁烯应该在末端碳原子上用至少97的正/异选择性进行加氢甲酰化得到正戊醛。该方法应该需要比EP0016286显著更低的配体过量。0011该问题已经通过加氢甲酰化从包括异丁烯和1丁烯的含C4的烃混合物中除去1丁烯的方法来解决,其中所使用的催化剂体系由8到10族的一种过渡金属(优选铑)以及以下通式I的双亚磷酸酯配体组成I,其中X二价取代或未被取代的含有一个或多个杂原子的。

13、双亚烷基或双亚芳基,Y含有一个或多个杂原子的二价取代或未被取代的双亚芳基或双亚烷基,Z氧或NR9,以及R1、R2、R3、R4是相同的或不同的、取代或未被取代的、连接、未连接或稠合的芳基或杂芳基团,和R9氢或含有一个或多个杂原子的取代或未被取代的烷基或芳基,以上所述的通式I的双亚磷酸酯配体是以相对于过渡金属的1001到11的摩尔比率的过量来使用并且在大于95的1丁烯转化率下低于5的所存在异丁烯被转化。0012现在已发现,当使用描述在DE102006058682中的由铑和双亚磷酸酯组成的催化剂体系和反应温度低于100时,从包括异丁烯和1丁烯的含C4的烃混合物起始,超过99的1丁烯能够在低于120、。

14、优选低于100的温度下通过加氢甲酰化从烃混合物被转化成C5醛,其中所存在的异丁烯的转化率低于5。随后,加氢甲酰化混合物优选被分离成C5醛级分、纯异丁烯、催化剂级分和包含剩余烃的级分,其中C5醛级分由戊醛组成,具有大于97的正/异选择性。0013根据本发明的方法具有下面的优点借助于仅仅一个化学反应和蒸馏后处理,从包括异丁烯和1丁烯的C4烃混合物获得两种需求的中间产物,即异丁烯和具有高戊醛含量的C5醛混合物。另外,包括异构2丁烯的所获得的任何烃混合物能够用于其它反应,例如用于低聚物或C5醛的制备中。0014根据本发明的方法的原料是,例如,炼油厂的轻质石油馏分,裂化厂例如蒸汽裂解装置,加氢裂化器,催。

15、化裂化装置的C4馏分,来自费托合成中的混合物,由烯烃的易位形成的混合物,通过将饱和烃类脱氢所获得的混合物,以及从甲醇或其它氧化产物至烯烃MTO工艺中获得的混合物。这些技术已描述在技术文献中HJARPE,说明书CN102056872ACN102056879A3/13页6INDUSTRIELLEORGANISCHECHEMIE,WILEYVCH,第6版,2007,第912,23,36,9397,120页。0015在以上所述的那些当中优选的原料是来自蒸汽裂解装置的C4馏分,该蒸汽裂解装置在运转时主要用于乙烯和丙烯的生产并且其中所使用的原料是例如炼油副产气体、石脑油、瓦斯油、LPG液化石油气和NGL液。

16、化天然气,来自催化裂化装置的C4馏分或来自丁烷脱氢装置的产品。根据所用方法不同,作为副产物获得的C4馏分含有不同比例量的1,3丁二烯,1丁烯,Z2丁烯,E2丁烯,异丁烯,正丁烷和异丁烷。0016对于根据本发明的方法,有利的是从原料混合物中除去多不饱和烃类如1,3丁二烯。这可通过已知的方法来进行,例如通过萃取,萃取蒸镏或形成配合物参见HJARPE,INDUSTRIELLEORGANISCHECHEMIE,WILEYVCH,第6版,2007,第118119页。0017除去多不饱和烃类的替代方案是选择性化学转化。例如,1,3丁二烯能够按照例如在EP0523482中所述的方法被选择性氢化成线性丁烯。该。

17、1,3丁二烯也能够通过1,3丁二烯的选择性转化,例如二聚成环辛二烯,三聚成环十二碳三烯,聚合或调聚反应,来至少部分地除去。当裂解C4馏分用作原材料时,在全部情况下剩下的是烃混合物例如提余液I或氢化的裂解C4HCC4,它主要包括饱和烃类正丁烷和异丁烷,以及烯烃类异丁烯、1丁烯和2丁烯。0018已从中除去大部分的多不饱和烃类并且能够用于根据本发明的方法中的C4馏分的典型组成列于下表1中。0019说明书CN102056872ACN102056879A4/13页7解释HCC4常见于C4混合物,它是在没有催化剂的附加调节的情况下在1,3丁二烯的氢化之后从蒸汽裂解器高强度的裂化C4馏分获得的;HCC4/S。

18、HPHCC4组合物,其中1,3丁二烯的残留已经在SHP中进一步减少;RAFFI提余液I常见于C4混合物,它是在1,3丁二烯的除去之后从蒸汽裂解器高强度的裂化C4馏分获得的,例如通过NMP萃取精馏获得;RAFFI/SHP提余液I组合物,其中1,3丁二烯的残留已经在SHP中进一步减少;CC4从催化裂化装置获得的裂化C4的典型组合物;CC4/SHPCC4组合物,其中1,3丁二烯的残留已经在SHP中进一步减少。0020包括异丁烯和1丁烯的原料烃混合物的加氢甲酰化是在一些条件下进行的,在这些条件下在原料混合物中存在的1丁烯超过95被转化,在原料混合物中存在的异丁烯的转化则低于5。优选的是,在原料混合物中。

19、存在的1丁烯超过99被转化,以及在原料混合物中存在的异丁烯的转化率低于5。更优选,该1丁烯以高于97的正/异选择性进行加氢甲酰化。0021对于选择性加氢甲酰化,优选的是使用由铑和通式I的双亚磷酸酯组成的催化剂体系说明书CN102056872ACN102056879A5/13页8I其中X可含有一个或多个杂原子的二价取代或未被取代的双亚烷基或双亚芳基,Y可含有一个或多个杂原子的二价取代或未被取代的双亚芳基或双亚烷基,Z氧或NR9,R1,R2,R3,R4是相同的或不同的,取代或未被取代的,连接的,未连接的,稠合或未稠合的芳基或杂芳基,和R9氢或含有一个或多个杂原子的取代或未被取代的烷基或芳基。R1,。

20、R2,R3,R4,R9,X或Y基团可以是取代的,例如,被选自下列中的至少一种基团所取代具有150个碳原子的脂族、脂环族、芳族、杂芳族、混合脂族脂环族、混合脂族芳族、杂环、混合脂族杂环烃基团,F,CL,BR,I,CF3,CH2ICF2JCF3,其中I09和J09,SIR213,SIOR213,SIR21OR212,SIR212OR21,OSIR213,OSIOR213,OSIR21OR212,OSIR212OR21,OR19,COR19,CO2R19,CO2M,SO2R19,SOR19,SO3R19,SO3M,SO2NR19R20,NR19R20,或NCR19R20,其中R19,R20和R21各。

21、自独立地选自H,具有125个碳原子的一价取代或未被取代的脂族和芳族烃基,但是排除R21H,且M是碱金属,碱土金属,铵或离子。优选的取代基,尤其对于X和Y基团优选的取代基是叔丁基和甲氧基。R1,R2,R3,R4基团优选是未被取代的苯基。此类基团可以例如是在通式I1,I2或I3中存在的那些。0022I1说明书CN102056872ACN102056879A6/13页9I2I3,其中Q例如可以是相同的或不同的并且可以是CH2,CR9R10,CHR9,O,NH或NR9,其中R9和R10可以是相同的或不同的并且可以各自与以上对于R9的定义相同。0023在所述双亚磷酸酯中,该X基团也可以是XA基团XA。0。

22、024R5,R6,R7,R8基团可以各自独立地是具有150个碳原子的取代或未被取代的脂族,脂环族,芳族,杂芳族,混合脂族脂环族,混合脂族芳族,杂环,混合脂族杂环烃基团或H,F,CL,BR,I,CF3,CH2ICF2JCF3,其中I09和J09,SIR213,SIOR213,SIR21OR212,SIR212OR21,OSIR213,OSIOR213,OSIR21OR212,OSIR212OR21,OR19,COR19,CO2R19,CO2M,SO2R19,SOR19,SO3R19,SO3M,SO2NR19R20,NR19R20,或NCR19R20,其中R19,R20和R21各自独立地选自H,具。

23、有125个碳原子的一价取代或未被取代的脂族和芳族烃基,但是说明书CN102056872ACN102056879A7/13页10排除R21H,且M是碱金属,碱土金属,铵或离子。0025该R5,R6,R7,R8基团可以例如被选自下列中的一种或多种基团所取代具有150个碳原子的脂族,脂环族,芳族,杂芳族,混合脂族脂环族,混合脂族芳族,杂环,混合脂族杂环烃基团,F,CL,BR,I,CF3,CH2ICF2JCF3,其中I09和J09,SIR213,SIOR213,SIR21OR212,SIR212OR21,OSIR213,OSIOR213,OSIR21OR212,OSIR212OR21,OR19,COR。

24、19,CO2R19,CO2M,SO2R19,SOR19,SO3R19,SO3M,SO2NR19R20,NR19R20,或NCR19R20,其中R19,R20,R21和M可以与以上定义相同。对于XA基团,R5R8基团优选是氢,烷氧基,尤其甲氧基,或叔丁基。优选该R5和R6基团和该R7和R8基团各自成对相同。更优选该R5和R6基团是甲氧基和/或该R7和R8基团是叔丁基。0026在亚磷酸酯中的X优选是被R1、R2、R3和R4基团取代的亚乙基,其中R1、R2、R3和R4基团可以是相同或不同的,取代或未被取代的,连接的,未连接的或稠合的芳基或杂芳基。R1至R4基团的可能取代基是对于R1R4基团所述的取代。

25、基。特别优选的双亚磷酸酯是对称的那些,即满足以下条件的那些其中X是被R1、R2、R3和R4基团取代的亚乙基,其中R1和R1,R2和R2,R3和R3,以及R4和R4基团是各自相同的。0027在本发明的双亚磷酸酯中的二价Y基团优选是取代的或未被取代的联苯基或联萘基。可能的取代基可以是上述的取代基。该Y基团优选是选自通式IIA至IID的双苯氧基IIAIIBIIC说明书CN102056872ACN102056879A8/13页11IID或通式III的双萘氧基III,它们可以外消旋,阻转异构体富集的或阻转异构体纯的形式存在。0028特别优选的本发明双亚磷酸酯是以下通式IAIC的双亚磷酸酯,其中IC可以为。

26、外消旋物形式或为阻转异构体富集形式或阻转异构体纯的形式并且以这些形式来使用。0029IA说明书CN102056872ACN102056879A9/13页12IBIC。0030非常特别优选的是使用由铑和具有以下结构式IA的双亚磷酸酯组成的催化剂体系IA。0031在该催化剂体系中,双亚磷酸酯与铑的摩尔比率是在小于1001至11范围内,特别是在901至21范围内,非常特别地在101至21范围内。0032该铑能够以盐或配合物的形式使用,例如以羰基铑,硝酸铑,三氯化铑,RHCO2ACACACAC乙酰丙酮酸,乙酸铑或羧酸铑或辛酸铑的形式。0033在反应条件下由双亚磷酸酯配体和铑化合物形成了用于均相催化的活。

27、性催化剂物质。在加氢甲酰化的过程中,在本发明的双亚磷酸酯配体和催化剂金属与合成气接触时,估计羰基氢化物亚磷酸酯配合物形成为活性催化剂物质。双亚磷酸酯和任何其它配体能够说明书CN102056872ACN102056879A10/13页13以游离形式与催化剂金属作为盐或配合物一起被添加到反应混合物中,以便就地产生该活性催化剂物质。另外还有可能使用本发明的亚磷酸酯金属配合物,其含有上述亚磷酸酯配体和用作实际催化活性配合物的前体的铑金属。这些亚磷酸酯金属配合物是通过化合物形式或0氧化态的铑与本发明的双亚磷酸酯配体进行反应来制备的。0034在任何时候可以将新鲜的双亚磷酸酯添加到反应中,以例如保持游离配体。

28、的浓度恒定。0035在加氢甲酰化混合物中铑的浓度优选是1PPM质量至1000PPM质量和优选是5PPM质量至300PPM质量,以反应混合物的总重量为基础计。0036用相应的铑配合物进行的加氢甲酰化反应能够通过已知的规程来进行,例如按照在JFALBE,“NEWSYNTHESESWITHCARBONMONOXIDE“,SPRINGERVERLAG,BERLIN,HEIDELBERG,NEWYORK,第95页起,1980中所述。在这些方法中,1丁烯是在催化剂存在下与CO和H2的混合物合成气进行反应,得到C5醛。0037在这种情况下,该C5醛级分含有高于90质量的比例、尤其高于93质量的比例的正戊醛,。

29、更优选高于95质量的比例,和最优选高于98质量的正戊醛。0038该加氢甲酰化是在40120的温度下,优选在40110,更优选在6095,最优选在7095的温度下进行的。压力是0130MPA,尤其1MPA64MPA。在合成气中氢气和一氧化碳的摩尔比率H2/CO优选是10/1至1/10和更优选1/1至2/1。0039催化剂体系优选均匀地溶解于由原料烯烃和溶解的合成气和产物醛,醇,在该方法中形成的副产物,尤其高沸点化合物所组成的液体加氢甲酰化混合物中。任选地,另外有可能使用溶剂和/或稳定剂化合物,例如位阻仲胺或促进剂。0040该方法能够间歇或优选连续地进行。在连续方法中,为了实现几乎完全的1丁烯转化。

30、,合适的是在多个反应器中进行反应。例如,有可能将多个的搅拌反应器和/或泡罩塔反应器串联。在这种情况下,一个反应器的液体和/或气体排放物能够通入到下一个反应器中。还有可能将未转化的原料烃类与产物和过量的合成气一起从反应器中抽出,从中将C5产物冷凝下来,和将残留气体引入到下一个反应器中。反应也能够在盘管中进行,中间体气体输入其中。另外,该反应能够在所提及的反应器类型的组合中进行。0041如果目标不是C5醛的最高收率而是高的时空产率,则该加氢甲酰化能够至少部分地在大于100的温度下进行。在这些温度下,在加氢甲酰化的过程中发生从1丁烯至两种2丁烯的部分异构化。例如,有可能在反应器级联中在高于100的温。

31、度下操作一个或多个第一反应器以及在低于100的温度例如90下操作一个或多个下游反应器。0042该加氢甲酰化产物能够通过蒸馏被分离成至少三种级分,即异丁烯级分,产品级分主要为C5醛和包含溶解的催化剂体系的高沸点级分以及包含来自于原料中的其它未转化物质的一种或两种其它级分。0043例如,在除去在可循环回反应器中或在其中所存在的物质冷凝之后被完全地或部分地排出的过量合成气后,最后一个反应器的反应混合物能够通过第一次蒸馏被分离成C4烃混合物以及由C5产物、高沸点化合物和催化剂体系组成的混合物。两种混合物在附加的蒸馏步骤中被分离。0044另一个可能性是从反应混合物中从最低沸点物质或物质混合物开始一种接一。

32、种地除去各个级分,直至仅剩下包含溶解的催化剂体系的高沸点化合物为止。说明书CN102056872ACN102056879A11/13页140045任选地,在蒸馏处理前可通过纳米过滤除去一部分催化剂,例如如在DE102005046250中所述。0046如果,例如,所使用的原料是包括异丁烷,正丁烷,1丁烯,两种2丁烯和异丁烯的C4烃混合物,则获得下列级分A异丁烷沸点117B异丁烯沸点69C正丁烷沸点05,E2丁烯沸点09和Z2丁烯沸点37的混合物DC5醛与戊醛沸点103,2甲基丁醛沸点9293和3甲基丁醛沸点925的混合物E包含溶解的催化剂体系的高沸点化合物。0047由根据本发明的方法除去即分出的。

33、异丁烯具有大于99的纯度。它的线性丁烯的含量相应地低于1。它能够用于在介绍部分中提到的目的。0048该C5醛级分含有少量的醇类,它们通过这些醛类的氢化产生。在该级分中戊醛的含量是高于95质量。能够从该混合物中分离出纯戊醛。戊醛尤其是正戊醇,正戊酸,正戊基胺或正戊基氯的中间体。0049通过C5醛级分的醛醇缩合以及醛醇缩合物的总氢化获得含有高于90质量的2丙基庚醇的癸醇混合物,它是增塑剂、洗涤剂和润滑剂的生产所需要的中间体。通过C5醛级分的醛醇缩合,醛醇缩合物的烯烃双键的氢化和醛基的后续氧化能够获得具有高比例的2丙基庚酸的癸酸混合物,其中2丙基庚酸能够用于例如生产润滑剂或洗涤剂。0050包含2丁烯。

34、的级分能够以不同的方式使用。一种可能性是制备低聚物,其中尤其二聚体和三聚物构成了用于增塑剂和醇类的生产中的有价值中间体。该低聚能够通过使用酸性或含镍的催化剂来进行。当需要低支化的产物时,用含镍的非均相的催化剂体系进行的低聚反应是有利的。这一类型的一种方法例如是EVONIKOXENOGMBH的OCTOL方法。00512丁烯的另一个用途在于将其加氢甲酰化为C5醛。该加氢甲酰化能够用不同的催化剂来进行,其中通常形成2甲基丁醛和正戊醛的混合物。当在C5醛混合物中高比例的戊醛是所需要的时,使用其它催化剂是合适的。例如,在文件DE10108474,DE10108475,DE10108476和DE10225。

35、282中,由铑和具有吨骨架的二膦配体组成的催化剂用于2丁烯的加氢甲酰化。通过使用该催化剂,戊醛和2甲基丁醛之间的比率是大于8515。对于使用由铑和空间要求性芳族双亚磷酸酯组成的催化剂的情况,能够获得戊醛的高选择性大于95,如在例如EP0213639中所述。0052所获得的C5醛混合物能够例如通过醛醇缩合和该醛醇缩合物的后续氢化被转化成癸醇混合物。对于其中正戊醛的比例低于95的C5醛混合物,建议通过蒸馏分离出一部分2甲基丁醛,以便获得具有高于90的2丙基庚醇含量的高质量癸醇混合物。0053分离出的2甲基丁醛能够用于各种目的,例如用于制备异戊二烯。0054当目的是从C4烃混合物制备癸醇时,适宜将两。

36、次加氢甲酰化的C5醛混合物一起醛醇化。说明书CN102056872ACN102056879A12/13页15实施例0055在装有保持压力恒定的设备、气体流量计和桨式搅拌器的PARR100ML高压釜中进行加氢甲酰化试验。该高压釜在氩气氛中添加下面指明的全部化合物,但还未添加需要加氢甲酰化的烯烃混合物。在通过用合成气11CO/H2吹洗来交换氩气氛之后,反应混合物在搅拌1000转/分和合成气压力下加热至在各情况下指明的温度,然后建立20MPA的精确目标压力。随后,添加需要加氢甲酰化的烯烃混合物。该合成气压力在整个反应时间中借助于压力调节器来保持恒定。加氢甲酰化试验的反应时间在各情况下是720分钟,其。

37、间从高压釜中取出样品进行GC分析。随后,反应混合物被冷却到室温,该高压釜被减压和用氩气吹洗。0056全部试验都含有6G的需要加氢甲酰化的烯烃混合物具有下面指明的组成的提余液I,50G的联苯和联苯醚的低共熔混合物DIPHYL,从LANXESS公司获得和按照相对于所使用的配体IA为11摩尔比率的双2,2,6,6四甲基4哌啶基癸二酸酯从CIBA公司获得。使用的前体催化剂是乙酰丙酮酸二羰基铑从UMICORE公司获得。0057试验在90,100,110和120下进行。配体IA与铑的比率在全部情况下是51,铑浓度是40PPM,合成气压力是2MPA。0058由气相色谱法进行分析。0059提余液I在各情况下具。

38、有在表1中指明的起始组成全部数值是以质量计0060实施例在不同温度下提余液I的加氢甲酰化具有以上组成的提余液I的加氢甲酰化是在90,100,110和120下进行的。在全部情况下,在720分钟之后不再能够检测到1丁烯,这表明1丁烯的定量转化。同时,在720分钟之后具体的异丁烯转化率3甲基丁醛的形成是下列值90058100067110080120117。0061氢化成饱和物质同样只起着次要作用并且是不到1,并且在110起的温度下是低于15。0062在110和120下的试验中,到反应结束时还在一定程度上发生2丁烯的异构化加氢甲酰化,使得在这些情况下在720分钟之后正戊醛的收率分别是102和105,以在提余液I中所使用的1丁烯为基础计。0063在720分钟之后从1丁烯和从110起部分从2丁烯形成的戊醛是以下列线性度获得的90991说明书CN102056872ACN102056879A13/13页16100990110989120984。0064与100之间的差值是2甲基丁醛。说明书CN102056872A。

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