專利名稱：用于醛和酮加氫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用于對(duì)醛和/或酮進(jìn)行加氫的裝置和方法，更具體 來(lái)說(shuō)，涉及通過(guò)高剪切力混合來(lái)加速這樣的反應(yīng)。
背景技術(shù)：
醛、酮和相應(yīng)的伯醇是幾大類有機(jī)化合物。在任何有機(jī)化學(xué)教科 書(shū)和專利文獻(xiàn)中均已知幾種的方法可用于將醛轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的伯醇，例 如使用堿金屬或堿土金屬衍生的硼氫化物或氫化鋁的化學(xué)還原方法， 以及金屬催化的加氫。因此，通過(guò)催化加氫將醛和酮轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的醇 是眾所周知的。因此，最優(yōu)化醛和/或酮的加氫的努力集中于催化劑技 術(shù)。鎳載體催化劑或雷尼鎳(Raney nickel)通常用作醛和酮加氫的催 化劑。催化劑同時(shí)結(jié)合H2和醛和/或酮，并促進(jìn)它們的聯(lián)合。鉑族金屬、 特別是鉑、鈀、銠和釕，是高活性催化劑的例子。高活性催化劑在較 低的溫度和較低的H2壓力下起作用。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了非貴重金屬催化劑、 特別是基于鎳的催化劑(例如雷尼鎳和漆原鎳(Umshibara nickel)) 作為經(jīng)濟(jì)的替代品，但是它們通常較慢或需要較高的溫度。這是活性 (反應(yīng)速度)與催化劑的費(fèi)用和使用高壓所需的裝置的費(fèi)用的交換。
對(duì)于加速醛和/或酮的加氫的非化學(xué)方法的關(guān)注較少。因此，存在 著對(duì)加速醛和/或酮的加氫以生產(chǎn)醇的替代方法的需求。
發(fā)明簡(jiǎn)述
本文描述了用于醛和/或酮的加氫的方法和系統(tǒng)。所述方法和系統(tǒng) 包含了高剪切力裝置的新的應(yīng)用，以促進(jìn)含氫氣體(例如H2氣)在醛
5切力裝置可以允許較低的反應(yīng)溫度和壓 力，也可以減少使用現(xiàn)有催化劑的加氫時(shí)間。本公開(kāi)的方法和系統(tǒng)的 其它優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)在下面描述。
在實(shí)施方案中，對(duì)醛或酮加氫的方法包括了將含氫氣體導(dǎo)入醛或 酮的物料流以形成氣體-液體料流。方法還包括使氣體-液體料流流過(guò)高 剪切力裝置，以形成含有平均直徑小于約1微米的氣泡的分散體系。 此外，方法包括了使氣體-液體物流與催化劑在反應(yīng)器中接觸，以對(duì)醛 或酮加氫。
在實(shí)施方案中，用于醛或酮加氫的系統(tǒng)包含了至少一個(gè)被構(gòu)造用 于對(duì)醛、酮或其組合進(jìn)行加氫的高剪切力裝置。高剪切力裝置含有轉(zhuǎn)
子和定子。轉(zhuǎn)子和定子相隔約0.02 mm到約5 mm的剪切間隙。剪切間 隙是轉(zhuǎn)子和定子之間的最小距離。高剪切力裝置的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子能夠 產(chǎn)生大于約23 m/s (4,500 ft/min)的葉尖速率。此外，系統(tǒng)含有被構(gòu) 造用于將含有液體相的液體流投送到高剪切力裝置中的泵。
上面對(duì)本發(fā)明的特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了相當(dāng)寬泛的概述，這是為 了可以更好地理解下面的本發(fā)明的詳細(xì)描述。本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu) 點(diǎn)將在后文中描述，它們形成了本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)的主題內(nèi)容。本 技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，利用公開(kāi)的概念和具體實(shí)施方案作 為基礎(chǔ)，可以修改或設(shè)計(jì)出其它用于執(zhí)行與本發(fā)明相同的目的的結(jié)構(gòu)。 本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，這樣的等價(jià)的構(gòu)造物沒(méi)有超出 在隨附的權(quán)利要求書(shū)中提出的本發(fā)明的精神和范圍。
附圖簡(jiǎn)述


圖1是按照本發(fā)明的某些實(shí)施方案用于醛或酮的加氫的工藝方法 的工藝流程圖。
圖2是在圖1的系統(tǒng)的實(shí)施方案中使用的多級(jí)高剪切力裝置的縱向 剖面圖。詳細(xì)描述
本公開(kāi)的用于醛和/或酮的加氫的方法和系統(tǒng)利用了高剪切力機(jī) 械裝置，來(lái)提供含氫氣體和醛和/或酮在反應(yīng)器/混合裝置中的受控環(huán)境 中的快速接觸和混合。本文使用的術(shù)語(yǔ)"含氫氣體"包括基本上純的氫氣 以及含有氫氣的氣態(tài)混合物。具體來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)和方法的實(shí)施方案可用 于從醛和/或酮的加氫來(lái)生產(chǎn)醇。優(yōu)選情況下，該方法包含了液體醛和/ 或酮與含氫氣體的非均相反應(yīng)。高剪切力裝置降低了反應(yīng)的質(zhì)量傳遞 限制，因此增加了總反應(yīng)速率。
涉及液體、氣體和固體的化學(xué)反應(yīng)依賴于時(shí)間、溫度和壓力來(lái)確 定反應(yīng)速率。在希望對(duì)兩種或以上不同相(例如固相和液相；液相和 氣相；固相、液相和氣相)的原材料進(jìn)行反應(yīng)的情況下，控制反應(yīng)速 率的限制因素之一涉及反應(yīng)物的接觸時(shí)間。在非均相催化反應(yīng)的情況 下還存在其它的速率限制因素，即將反應(yīng)產(chǎn)物從催化劑表面除去以確 保催化劑催化其它的反應(yīng)物。反應(yīng)物和/或催化劑的接觸時(shí)間通常由混 合來(lái)控制，混合為參與化學(xué)反應(yīng)的兩種或多種反應(yīng)物提供了接觸。含 有本文描述的外部高剪切力裝置或混合器的反應(yīng)器組件使得降低質(zhì)量 傳遞限制成為可能，從而允許反應(yīng)更接近于方法的動(dòng)力學(xué)極限。當(dāng)反 應(yīng)速率加速時(shí)，持留時(shí)間可以減少，從而增加了可獲得的通量。作為 高剪切力系統(tǒng)和工藝方法的結(jié)果，可以增加產(chǎn)物的產(chǎn)率。可選地，如 果現(xiàn)有工藝方法的產(chǎn)物產(chǎn)率可以接受，通過(guò)整合適當(dāng)?shù)母呒羟辛Χ鴾p 少所需的持留時(shí)間，可以允許使用比常規(guī)工藝更低的溫度和/或壓力。
帝f^^if游》/7倉(cāng)效,統(tǒng)?，F(xiàn)在參考圖l對(duì)高剪切力醛和/或酮加 氫系統(tǒng)進(jìn)行描述，圖1是通過(guò)醛和/或酮的加氫生產(chǎn)醇的高剪切力系統(tǒng) 100的實(shí)施方案的流程圖。代表性的系統(tǒng)的基本部件包括外部高剪切力 裝置(HSD) 140、容器110和泵105。如圖1所示，高剪切力裝置可 以位于容器/反應(yīng)器110的外部。這些部件中的每個(gè)將在下面進(jìn)一步更 詳細(xì)地描述。管線121與泵105相連，用于導(dǎo)入醛和/或酮反應(yīng)物。管線113將泵105與HSD 140相連，管線118將HSD 140與容器110相
連。管線122與管線13相連，用于導(dǎo)入含氫氣體。管線117與容器110 相連，用于移除未反應(yīng)的醛和/或酮以及其它反應(yīng)氣體。如果需要，在 容器110和HSD 140之間、或泵105或HSD 140之前，可以引入其它 的部件或工藝步驟。 一般來(lái)說(shuō)，高剪切力裝置(HSD)例如高剪切力 裝置或高剪切力磨，根據(jù)它們混合流體的能力進(jìn)行分類。混合是減小 流體中的非均質(zhì)物質(zhì)或顆粒的尺寸的過(guò)程?；旌系某潭然蛲耆缘囊?種度量，是混合裝置產(chǎn)生的用于破裂流體顆粒的每單位體積的能量密 度。類型根據(jù)投送的能量密度區(qū)分開(kāi)來(lái)。有三類具有足夠的能量密度、 能夠始終如一地產(chǎn)生顆粒或氣泡尺寸在0到50微米范圍內(nèi)的混合物或 乳濁液的工業(yè)用混合器。高剪切力機(jī)械裝置包括勻漿器以及膠體磨。
均化閥系統(tǒng)典型地被分類為高能裝置。被處理的流體在非常高的 壓力下被泵過(guò)狹縫閥，進(jìn)入壓力較低的環(huán)境中?？邕^(guò)閥的壓力梯度以 及產(chǎn)生的湍流和空化作用發(fā)揮作用，以打破流體中的任何顆粒。這些 閥系統(tǒng)最通常是用于牛奶均化中，并可以產(chǎn)生約0.01微米到約1微米 范圍內(nèi)的平均顆粒尺寸。在能量密度譜的另一端是被分類為低能裝置 的高剪切力系統(tǒng)。這些系統(tǒng)通常具有在被加工的流體的儲(chǔ)液器中以高 速轉(zhuǎn)動(dòng)的槳葉或流體轉(zhuǎn)子，它更常見(jiàn)的許多應(yīng)用是食物制品。這些系 統(tǒng)通常用于在被處理的流體中可以接受大于20微米尺寸的平均顆粒或 氣泡的情況中。
根據(jù)投送到流體的混合能量密度，在低能該剪切力裝置和均化閥 系統(tǒng)之間的是膠體磨，它們被分類為中能裝置。典型的膠體磨的構(gòu)造 包括圓錐形或圓盤(pán)狀的轉(zhuǎn)子，它與互補(bǔ)的、液體冷卻的定子之間被緊 密控制的轉(zhuǎn)子-定子間隙隔開(kāi)，該間隙可以在0.025 mm到10.0 mm之間。 轉(zhuǎn)子通常由電動(dòng)馬達(dá)通過(guò)直接驅(qū)動(dòng)或皮帶機(jī)械驅(qū)動(dòng)。許多適當(dāng)調(diào)整的 膠體磨能夠在被加工的流體中產(chǎn)生約0.01pm到約25pm尺寸的平均顆 粒或氣泡。這些能力使得膠體磨適合于各種不同的應(yīng)用，包括膠體和 基于油/水的乳濁液的加工，例如化妝品、蛋黃醬、硅酮/銀汞齊形成、或屋面瀝青的混合所需的乳濁液的加工。
輸入到流體中的能量(kW/L/min)可以通過(guò)測(cè)量馬達(dá)能量(kW) 和流體輸出(L/min)來(lái)估算。在實(shí)施方案中，高剪切力裝置的能量消 耗大于1000 W/m3。在實(shí)施方案中，能量消耗在約3000 W/n^到約7500 W/mS的范圍內(nèi)。高剪切力裝置中產(chǎn)生的剪切速率可以大于20,000 s'1。 在實(shí)施方案中，產(chǎn)生的剪切速率在20,000 s"到100,000 s"的范圍內(nèi)。
葉尖速度是與一個(gè)或多個(gè)將能量傳送到反應(yīng)物的旋轉(zhuǎn)元件的末端 有關(guān)的速度(米/秒)。對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)元件來(lái)說(shuō)，葉尖速率是單位時(shí)間中轉(zhuǎn) 子的頂端所經(jīng)過(guò)的外周距離， 一般由方程V(米/秒)定義，其 中V是葉尖速率，"是轉(zhuǎn)子的直徑，單位為米，"是轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度， 單位為轉(zhuǎn)/秒。因此，葉尖速度是轉(zhuǎn)子直徑和旋轉(zhuǎn)頻率的函數(shù)。葉尖速 度也可以通過(guò)用轉(zhuǎn)子的頂端所經(jīng)過(guò)的外周距離2;tR、其中R是轉(zhuǎn)子的 半徑(單位為例如米)、乘以旋轉(zhuǎn)的頻率次數(shù)(單位為例如轉(zhuǎn)/分鐘， rpm)來(lái)計(jì)算。
對(duì)于膠體磨來(lái)說(shuō)，通常葉尖速率超過(guò)23米/秒(4500 ft/min)， 并可以超過(guò)40米/秒(7900 ft/min)。出于本公開(kāi)的目的，術(shù)語(yǔ)"高剪 切力"是指葉尖速度能夠超過(guò)5米/秒(1000 ft/min)、并需要外部機(jī)械 驅(qū)動(dòng)的電力裝置將能量驅(qū)動(dòng)到被反應(yīng)的產(chǎn)物的物流中的機(jī)械轉(zhuǎn)子定子 裝置，例如磨或混合器。高剪切力裝置將高的葉尖速度與非常小的剪 切間隙相組合，在被加工的材料上產(chǎn)生了顯著的摩擦。因此，在運(yùn)行 過(guò)程中，在剪切混合器的頂端產(chǎn)生了約1000 Mpa (約145,000 psi)到 約1050 Mpa (152,300 psi)的局部壓力和升高的溫度。在某些實(shí)施方 案中，局部壓力是至少約1034 Mpa (約150,000 psi)。
現(xiàn)在參考圖2，它顯示了適合的高剪切力裝置200的示意圖。高剪 切力裝置200含有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子-定子組合。轉(zhuǎn)子-定子組合也可以被稱 為發(fā)動(dòng)機(jī)220、 230、 240或級(jí)，對(duì)此沒(méi)有限制。高剪切力裝置200含
9有至少兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，最優(yōu)選情況下，高剪切力裝置含有至少三個(gè)發(fā)動(dòng) 機(jī)。
第一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)220含有轉(zhuǎn)子222和定子227。第二個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)230 含有轉(zhuǎn)子223和定子228;第三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)含有轉(zhuǎn)子224和定子229。對(duì) 于每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)220、 230、 240來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)子由輸入250可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)。 發(fā)動(dòng)機(jī)220、 230、 240繞著軸260以旋轉(zhuǎn)方向265旋轉(zhuǎn)。定子227與 高剪切力裝置的壁255固定連接。
發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)子和定子之間包含了間隙。第一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)220具有第 一個(gè)間隙225;第二個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)230具有第二個(gè)間隙235;第三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī) 240具有第三個(gè)間隙245。間隙225、235、245的寬度在約0.025 mm(O.Ol 英寸)到10.0 mm (0.4英寸)之間。可選地，方法包括使用高剪切力 裝置200，其中間隙225、 235、 245在約0.5 mm (0.02英寸)到約2.5 mm (0.1英寸)之間。在某些情況下，間隙被維持在約1.5 mm (0.06 英寸)?？蛇x地，間隙225、 235、 245在發(fā)動(dòng)機(jī)220、 230、 240之間 是不同的。在某些情況下，第一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)220的間隙225大于第二個(gè) 發(fā)動(dòng)機(jī)230的間隙235，后者又大于第三個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)240的間隙245。
此外，間隙225、 235、 245的寬度可以具有粗、中等、細(xì)和超細(xì) 的特征。轉(zhuǎn)子222、 223和224以及定子227、 228和229可以具有帶 齒的設(shè)計(jì)。正如本技術(shù)領(lǐng)域已知的，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)可以具有兩組或多組 轉(zhuǎn)子-定子齒。轉(zhuǎn)子222、 223和224在每個(gè)轉(zhuǎn)子的周緣可以含有許多周 邊分隔的轉(zhuǎn)子齒。定子227、 228和229在每個(gè)定子的周緣可以含有許 多周邊分隔的定子齒。轉(zhuǎn)子和定子可以具有任何適合的尺寸。在一個(gè) 實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)子的內(nèi)徑是約64mm，定子的外徑是約60 mm。在其 它實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)子和定子可以具有可選的直徑，以便改變?nèi)~尖速率 和剪切壓力。在某些實(shí)施方案中，三級(jí)中的每一級(jí)使用超細(xì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn) 行，含有在約0.025到約3mm之間的間隙。當(dāng)含有固體顆粒的進(jìn)料流 205將被運(yùn)送通過(guò)高剪切力裝置200時(shí)，首先選擇適合的間隙寬度，以適合地減小顆粒的尺寸并增加顆粒的表面積。在實(shí)施方案中，這可能 有利于通過(guò)剪切和分散顆粒來(lái)增加催化劑的表面積。
將含有進(jìn)料流205的反應(yīng)混合物進(jìn)料到高剪切力裝置200中。進(jìn) 料流205含有可分散相和連續(xù)相的乳濁液。乳濁液是指含有兩種不容 易混合和溶解在一起的可分辨的物質(zhì)(或相)的液化混合物。大多數(shù) 乳濁液具有連續(xù)相(或基質(zhì))，其中容納有不連續(xù)的其它相或物質(zhì)的 液滴、氣泡和/或顆粒。乳濁液可以是高粘度的，例如料漿或糊狀物， 或者可以是泡沫，在液體中懸浮有小的氣泡。本文使用的術(shù)語(yǔ)"乳濁液" 涵蓋了含有氣泡的連續(xù)相、含有顆粒(例如固體催化劑)的連續(xù)相、 含有基本上不溶于連續(xù)相的流體的液滴的連續(xù)相，以及它們的組合。
進(jìn)料流205可以含有顆粒狀的固體催化劑成分。進(jìn)料流205被泵 過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)220、 230、 240,導(dǎo)致形成了產(chǎn)物分散體系210。在每個(gè)發(fā)動(dòng) 機(jī)中，轉(zhuǎn)子222、 223、 224以高的速度相對(duì)于固定的定子227、 228、 229旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)將流體例如進(jìn)料流205泵進(jìn)轉(zhuǎn)子222的外表面和 定子227的內(nèi)表面之間，產(chǎn)生了局部的高剪切條件。間隙225、 235、 245產(chǎn)生了加工進(jìn)料流205的高剪切力。轉(zhuǎn)子和定子之間的高剪切力的 作用是加工進(jìn)料流205以產(chǎn)生產(chǎn)物分散體系210。高剪切力裝置200的 每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)220、 230、 240具有可以互換的轉(zhuǎn)子-定子組合，用于在進(jìn) 料流205含有氣體的情況下，在產(chǎn)物分散體系210中產(chǎn)生所需氣泡尺 寸的狹窄分布，或者在進(jìn)料流205含有液體的情況下產(chǎn)生狹窄分布的 所需液滴尺寸。
氣體顆粒或氣泡在液體中的產(chǎn)物分散體系210包括乳濁液。在實(shí) 施方案中，產(chǎn)物分散體系210可以含有以前不互溶或不溶解的氣體、 液體或固體在連續(xù)相中的分散體系。產(chǎn)物分散體系210具有小于約1.5 jim的平均氣體顆?；驓馀莩叽纾粌?yōu)選情況下氣泡的直徑是亞微米級(jí) 的。在某些情況下，平均氣泡尺寸在約l.Opm到約O.l pm的范圍內(nèi)。 可選地，平均氣泡尺寸小于約400 nm (0.4 pm)，最優(yōu)選情況下小于約100 nm (0.1 |im)。
高剪切力裝置200產(chǎn)生的氣體乳濁液能夠在大氣壓下保持分散至 少約15分鐘。出于本發(fā)明的目的，在產(chǎn)物分散體系210中，分散相中 直徑小于1.5 pm的氣體顆?；驓馀莸娜闈嵋嚎梢园ㄎ⑴菽?。不受特 定理論的限制，在乳濁液化學(xué)中已經(jīng)知道分散在液體中的亞微米顆粒 或氣泡主要通過(guò)布朗運(yùn)動(dòng)效應(yīng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在高剪切力裝置200產(chǎn)生的 產(chǎn)物分散體系210的乳濁液中的氣泡，在通過(guò)固體催化劑顆粒的邊界 層時(shí)具有較大的運(yùn)動(dòng)性，從而通過(guò)增加反應(yīng)物的運(yùn)輸促進(jìn)并加速了催 化反應(yīng)。
如上文所述，轉(zhuǎn)子被設(shè)置成以與轉(zhuǎn)子的直徑和所需的葉尖速率相 稱的速度旋轉(zhuǎn)。通過(guò)引入高剪切力裝置200降低了運(yùn)輸阻力，使得反 應(yīng)速度增加了至少約5%?？蛇x地，高剪切力裝置200包含高剪切力膠 體磨，用作加速速率反應(yīng)器(ARR)。加速速率反應(yīng)器包含單級(jí)分散 倉(cāng)室。加速速率反應(yīng)器包括含有至少兩個(gè)級(jí)的多級(jí)內(nèi)聯(lián)分散器。
高剪切力裝置200的選擇依賴于通量要求和出口分散體系210中 所需顆?；驓馀莸某叽?。在某些情況下，高剪切力裝置200包括IKA⑧ Works, Inc. Wilmington, NC禾卩APV North America, Inc. Wilmington, MA的Dispax Reactor 。例如，DR 2000/4型，含有皮帶驅(qū)動(dòng)、4M發(fā) 動(dòng)機(jī)、PTFE密封環(huán)、入口法蘭1英寸衛(wèi)生級(jí)卡箍、出口法蘭3/4英寸衛(wèi) 生級(jí)卡箍、2HP功率、輸出速度7900 rpm、流量容力(水)約300 1/h到 約700 1/h(依賴于發(fā)動(dòng)機(jī))、葉尖速度9.4 m/s到約41 m/s(約1850 ft/min 到約8070 ft/min)。有幾種可選型號(hào)可用，它們具有各種不同的入口/ 出口連接、馬力、標(biāo)稱葉尖速度、輸出rpm和標(biāo)稱流速。
不希望受到特定理論的限制，認(rèn)為高剪切力混合的水平或程度足 以增加質(zhì)量傳遞速率，也可能產(chǎn)生局部的非理想的條件，使得原本根 據(jù)Gibbs自由能預(yù)測(cè)預(yù)計(jì)將不會(huì)發(fā)生的反應(yīng)得以發(fā)生。局部的非理想條件認(rèn)為在高剪切力裝置內(nèi)部發(fā)生，導(dǎo)致增加的溫度和壓力，其中最顯 著的增加認(rèn)為將是局部壓力。高剪切力裝置中壓力和溫度的增加是即 時(shí)的和局部的， 一旦流出高剪切力裝置后，快速返回到大量或平均系 統(tǒng)條件。在某些情況下，高剪切力混合裝置誘導(dǎo)了足夠強(qiáng)度的空化作 用，將一種或多種反應(yīng)物解離成自由基，它可以加劇化學(xué)反應(yīng)，或允 許在比通常需要的條件嚴(yán)苛性更低的條件下發(fā)生反應(yīng)?？栈饔靡部?以通過(guò)產(chǎn)生局部湍流和液體微循環(huán)(聲學(xué)流動(dòng))，增加運(yùn)輸過(guò)程的速 度。
^#器。容器或反應(yīng)器110是任何類型的其中可以傳播多相反應(yīng)以 執(zhí)行上述的轉(zhuǎn)化反應(yīng)的容器。例如，可以串聯(lián)或并聯(lián)使用連續(xù)或半連 續(xù)的攪拌釜式反應(yīng)器，或者一個(gè)或多個(gè)批式反應(yīng)器。在某些應(yīng)用中，
容器110可以是塔式反應(yīng)器，在其它應(yīng)用中可以是管式反應(yīng)器或多管 反應(yīng)器。催化劑入口管線115可以與容器110相連，用于在系統(tǒng)運(yùn)行 過(guò)程中接收催化劑溶液或料漿。
容器110可以含有一個(gè)或多個(gè)下列部件攪拌系統(tǒng)，加熱和/或冷 卻能力，壓力測(cè)量?jī)x器，溫度測(cè)量?jī)x器， 一個(gè)或多個(gè)注射點(diǎn)，以及液 位調(diào)節(jié)器(未顯示)，正如在反應(yīng)容器設(shè)計(jì)領(lǐng)域熟知的那樣。例如， 攪拌系統(tǒng)可以包括馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的混合器。加熱和/或冷卻裝置可以包括例 如熱交換器。可選地，因?yàn)樵谀承?shí)施方案中大部分轉(zhuǎn)化反應(yīng)可以在
HSD140中發(fā)生，因此容器110在某些情況下可以主要用作儲(chǔ)存容器。 盡管一般不太希望，但在某些應(yīng)用中可以省略容器110，特別是如果多 個(gè)高剪切力裝置/反應(yīng)器串聯(lián)使用時(shí)，正如下面進(jìn)一步描述的。
濕傳^^4^置。除了上面提到的容器110的加熱/冷卻能力之外， 在圖1中顯示的實(shí)施方案的修改中還考慮到了其它外部或內(nèi)部的用于 加熱或冷卻加工物流的熱傳遞裝置。 一個(gè)或多個(gè)這樣的熱傳遞裝置的 一些適合的位置是在泵105和HSD 140之間、HSD140和容器110之 間，以及當(dāng)系統(tǒng)1在多次輸送狀態(tài)運(yùn)行時(shí)在容器110和泵105之間。
13這樣的熱傳遞裝置的某些非限制性的例子是殼式、管式、板式和盤(pán)管 熱交換器，正如本技術(shù)領(lǐng)域已知的。
靈。泵105被構(gòu)造成用于連續(xù)或半連續(xù)操作，可以是任何能夠提
供大于2 atm壓力、優(yōu)選大于3 atm壓力、以允許受控的物流通過(guò) HSD140和系統(tǒng)1的適合的泵裝置。例如，Roper泵公司(Commerce Georgia)的Roper 1型齒輪泵、Dayton Electric Co (Niles, IL)的Dayton 壓力倍增泵2P372E型，是適合的泵。優(yōu)選情況下，泵的所有接觸部分 由不銹鋼構(gòu)成。在系統(tǒng)的某些實(shí)施方案中，泵105能夠產(chǎn)生大于約20 atm的壓力。除了泵105之外， 一個(gè)或多個(gè)其它的高壓泵(未顯示)可 以包含在圖1顯示的系統(tǒng)中。例如，在HSD140和容器110之間可以 包含與泵105類似的增壓泵，用于升高在容器110中的壓力。作為另 一個(gè)例子，可以包含與泵105類似的補(bǔ)料泵，用于將其它的反應(yīng)物或 催化劑導(dǎo)入到容器110中。
iT浙i^游^7盡。在醛和/或酮的催化加氫的操作中，分別將可分 散的含氫氣體流通過(guò)管線122導(dǎo)入到系統(tǒng)100中，并在管線113中與 醛和/或酮的物料流混合，形成氣體-液體流。含氫氣體可以是例如氫氣， 或任何其它適合的含有分子氫的氣體或氣體的混合物?？蛇x地，含氫 氣體可以直接進(jìn)料到HSD 140中，而不是與液體反應(yīng)物(即醛和/或酮) 在管線113中混合。泵105的運(yùn)行將液體反應(yīng)物(醛和/或酮)泵過(guò)管 線121，建立起壓力并為HSD 140進(jìn)料，提供了通過(guò)高剪切力裝置 (HSD) 140和高剪切力系統(tǒng)100的受控的流動(dòng)。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，可以將氫氣連續(xù)地通入醛/酮物料流112，以 在管線113中形成高剪切力裝置進(jìn)料流(例如氣體-液體流)。在高剪 切力裝置140中，氫氣和醛和/或酮被高度分散，導(dǎo)致形成了含氫氣體 的納米氣泡和/或微氣泡，使含氫氣體極好地溶解在溶液中。 一旦分散 后，分散體系可以從高剪切力裝置出口管線118流出高剪切力裝置140。 可選地，代替使用懸浮催化劑工藝，物料流118可以進(jìn)入流化床或固定床142。但是，在懸浮催化劑實(shí)施方案中，高剪切力出口物料流118 可以直接進(jìn)入加氫反應(yīng)器110進(jìn)行加氫。使用反應(yīng)器110中的冷卻盤(pán) 管來(lái)維持反應(yīng)溫度，可以將反應(yīng)的物料流維持在特定的反應(yīng)溫度。加 氫產(chǎn)物(例如醇)可以在產(chǎn)物流116中回收。
在示例性實(shí)施方案中，高剪切力裝置包含商業(yè)化分散器例如IKA DR 2000/4型分散器，它是被構(gòu)造成帶有三個(gè)串聯(lián)排列的、與定子組合 的轉(zhuǎn)子的高剪切力三級(jí)分散裝置。分散器被用于產(chǎn)生含氫氣體在含有 醛和/或酮(即反應(yīng)物)的液體介質(zhì)中的分散體系。轉(zhuǎn)子/定子組可以按 照例如圖2中的顯示構(gòu)造。合并的反應(yīng)物通過(guò)管線113進(jìn)入高剪切力 裝置，并進(jìn)入具有周?chē)喔舻牡谝患?jí)剪切通道的第一個(gè)轉(zhuǎn)子/定子組 合。從第一級(jí)流出的粗的分散體系進(jìn)入具有第二級(jí)剪切通道的第二級(jí) 轉(zhuǎn)子/定子。從第二級(jí)出現(xiàn)的具有減小的氣泡尺寸的分散體系進(jìn)入具有 第三級(jí)剪切通道的第三級(jí)轉(zhuǎn)子/定子組合。分散體系通過(guò)管線118流出 高剪切力混合裝置。在某些實(shí)施方案中，剪切速率沿著流動(dòng)的方向縱 向逐漸增加。例如，在某些實(shí)施方案中，第一級(jí)轉(zhuǎn)子/定子中的剪切速 率大于后面級(jí)中的剪切速率。在其它實(shí)施方案中，剪切速率沿著流動(dòng) 的方向是基本上恒定的，不同級(jí)間是相同的。如果高剪切力裝置含有 例如PTFE密封件，密封件可以使用本技術(shù)領(lǐng)域已知的任何適合的技術(shù) 來(lái)冷卻。例如，流入管線113的反應(yīng)物流可以被用于冷卻密封件，并 由此在進(jìn)入高剪切力裝置之前根據(jù)需要進(jìn)行預(yù)加熱。
HSD140的轉(zhuǎn)子被設(shè)置為以與轉(zhuǎn)子的直徑和所需的葉尖速度相稱 的速度旋轉(zhuǎn)。正如上面描述的，高剪切力裝置(例如膠體磨)在定子 和轉(zhuǎn)子之間或者具有固定的間隙，或者具有可調(diào)整的間隙。HSD 140 用于將含氫氣體和反應(yīng)物液體(即醛和/或酮)充分地混合。在工藝的 某些實(shí)施方案中，通過(guò)操作高剪切力裝置降低反應(yīng)物的運(yùn)輸阻力，使 得反應(yīng)的速度增加了超過(guò)約5倍。在某些實(shí)施方案中，反應(yīng)的速度增 加了至少10倍。在某些實(shí)施方案中，速度增加了約IO倍到約100倍。 在某些實(shí)施方案中，HSD 140以至少4500 ft/min、可以超過(guò)7900 ft/min(140米/秒)的額定葉尖速度投送至少300 L/h，功率消耗為1.5kW。 盡管測(cè)量HSD140中的旋轉(zhuǎn)的剪切部件或旋轉(zhuǎn)元件的尖端的即時(shí)溫度 和壓力是困難的，但據(jù)估計(jì)在高剪切力條件下，在充分混合的反應(yīng)物 中觀察到的局部溫度可以超過(guò)500。C，壓力超過(guò)500 kg/cm2。高剪切力 的混合導(dǎo)致了含氫氣體分散在微米或亞微米尺寸的氣泡中。在某些實(shí) 施方案中，得到的分散體系具有小于約1.5 pm的平均氣泡尺寸。因此， 通過(guò)管線118流出HSD 140的分散體系含有微米和/或亞微米尺寸的氣 泡。在某些實(shí)施方案中，平均氣泡尺寸在約0.4 pm到約1.5 pm的范圍 內(nèi)。在某些實(shí)施方案中，平均氣泡尺寸小于約400 nm，在某些情況下 可以是約100nm。在許多實(shí)施方案中，微泡分散體系能夠在大氣壓下 保持分散至少15分鐘。
一旦分散后，得到的氣體/醛、氣體/酮或氣體/酮/醛分散體系通過(guò) 管線118流出HSD 140并進(jìn)入容器110，如圖1所示。作為反應(yīng)物在 進(jìn)入容器110之前充分混合的結(jié)果，顯著部分的化學(xué)反應(yīng)可能在HSD 140中、在存在或不存在催化劑的情況下發(fā)生。加氫也可以在HSD中 發(fā)生，導(dǎo)致從HSD輸出醇。這可以由HSD內(nèi)的反應(yīng)條件來(lái)驅(qū)動(dòng)。因 此，在某些實(shí)施方案中，反應(yīng)器/容器110可以主要用于加熱和將揮發(fā) 性反應(yīng)產(chǎn)物與醇產(chǎn)物分開(kāi)。可選地或此外，容器110可以用作主要的 反應(yīng)容器，大多數(shù)的醇產(chǎn)物在其中產(chǎn)生。容器/反應(yīng)器110可以以連續(xù) 的或半連續(xù)的流動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行，或者它可以以分批狀態(tài)運(yùn)行?？梢允褂?加熱和/或冷卻能力(例如冷卻盤(pán)管)和溫度測(cè)量?jī)x器將容器110的內(nèi) 含物維持在特定的反應(yīng)溫度。容器中的壓力可以使用適合的壓力測(cè)量 儀器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，容器中反應(yīng)物的液位可以使用液位調(diào)節(jié)器(未顯示)、 使用本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員已知的技術(shù)來(lái)控制。內(nèi)含物被連續(xù)或半連 續(xù)地?cái)嚢琛?br> 通常了解的加氫反應(yīng)條件可以適合地用作通過(guò)使用催化劑對(duì)醛和 /或酮進(jìn)行加氫生產(chǎn)醇的條件。對(duì)于反應(yīng)條件沒(méi)有特別的限制。但是， 氫氣壓力通常在從約大氣壓到100atm的范圍內(nèi)、更優(yōu)選在10到60atm
16的范圍內(nèi)選擇，反應(yīng)的溫度可以在從約15。C到約350。C的范圍內(nèi)，可 選地在約20°C到約220°C的范圍內(nèi)。
提供給系統(tǒng)100的含有氫氣的進(jìn)料氣體優(yōu)選含有大量的氫氣和至 多微量的一種或多種惰性氣體，例如氮?dú)?，甲垸，其它低分子量碳?xì)?化合物例如乙垸、丙垸、正丁烷和異丁垸，二氧化碳，氖氣，氬氣， 等等。含氫氣體可以包含至少約50摩爾％到約95摩爾％或以上(例如 約99%摩爾比)的H2，其余為一種或多種N2、 CO、 C02、 Ar、 Ne、 CH4和其它低分子量飽和碳?xì)浠衔铩Ｔ谀承┣闆r下，例如當(dāng)使用鎳催 化劑時(shí)，不能容忍存在CO和C02，含氫進(jìn)料氣體中碳氧化物的總濃度 應(yīng)該不超過(guò)約5ppm。這樣的含氫氣體，可以以常規(guī)的方式從合成氣體 和其它含氫氣體的常用來(lái)源，在經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)念A(yù)處理以除去對(duì)催化劑活 性具有有害影響、即催化劑抑制、中毒或失活的雜質(zhì)、例如含硫雜質(zhì) (例如H2S、 COS、 CH3SH、 CH3SCHjB CH3SSCH3)和含鹵素雜質(zhì)(例 如HC1和CH3C1)后獲得。適合的含氫氣體可以按照通常的生產(chǎn)技術(shù) 來(lái)制備。因此，含氫進(jìn)料氣體可以是例如通過(guò)天然氣蒸汽改質(zhì)而生產(chǎn) 的94摩爾％的氫氣流。
用于反應(yīng)的醛和/或酮可以單獨(dú)使用，也可以作為不同類型的混合 物組合使用。被加氫的醛和酮可以具有任何結(jié)構(gòu)，例如脂肪族、芳香 族、雜芳族、脂芳族或脂雜芳族結(jié)構(gòu)。它們也可以含有其它功能基團(tuán)， 應(yīng)該事先確定這些功能基團(tuán)是將保持不變還是自身將被加氫。
本公開(kāi)的工藝方法的實(shí)施方案可以適用于對(duì)直鏈或支鏈醛類進(jìn)行 加氫。所描述的工藝方法可用于對(duì)含有2到22個(gè)碳原子的廣范圍的各 種直鏈或支鏈、飽和或不飽和的醛類進(jìn)行加氫。這些醛包括但不限于 飽和的醛例如乙醛、丙醛、異丁醛、正丁醛、異戊醛、正戊醛、2-甲基 戊醛、巴豆醛、2-乙基己醛、甲基戊醛、2-乙基丁醛，以及不飽和的 C3-8醛，例如丙烯醛、2-乙基丙基丙烯醛，以及苯甲醛、糠醛、吡啶 甲醛等。醛可以處于基本純的狀態(tài)，或者可以混有醛之外的一種或多種成分。此外，可以使用醛的混合物?？紤]到了脂肪族碳?xì)浠衔锏?醇、酯可以用作溶劑。
酮可以是任何具有分子式R"CK))R2的化合物。RrR2可以獨(dú)立地 包括烷基、環(huán)基、芳香基團(tuán)、雜環(huán)基團(tuán)、鏈烯基，或其組合。RrR2可 以是相同的，也可以彼此不同。
艨眾淑。如果使用了催化劑來(lái)促進(jìn)加氫反應(yīng)，應(yīng)該將其作為水性 或非水性料漿或料流通過(guò)管線115導(dǎo)入容器?？蛇x地或此外，催化劑
可以添加到系統(tǒng)100中的其它地方。例如，催化劑料漿可以注射到管 線121中。在某些實(shí)施方案中，管線121可以含有流動(dòng)的醛和/或酮的 料流，和/或來(lái)自容器110的醛/酮再循環(huán)料流。
在實(shí)施方案中，可以使用任何適合于催化加氫反應(yīng)的催化劑?？?以使用惰性氣體例如氮?dú)鈦?lái)填充反應(yīng)器110和排除其中的任何空氣和/ 或氧氣。任何本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員已知的催化劑也可用于加氫。適 合的催化劑可以是任何通常用于醛和/或酮的加氫的催化劑。像這樣的 催化劑通常含有一種或多種過(guò)渡金屬或一種或多種過(guò)渡金屬的化合 物，它們采取適合于加氫反應(yīng)的形式。優(yōu)選用于本發(fā)明的工藝方法的 催化劑是含有一種或多種來(lái)自元素周期系統(tǒng)的VIII族和VIIIA族的金 屬元素和/或一種或多種它們的化合物的催化劑。金屬鐵、釕、鋨、鈷、 銠、銥、鎳、鈀和鉑及其化合物已經(jīng)在實(shí)踐中被證明是成功的。出于 經(jīng)濟(jì)的原因、也利用了其特別的效能，鎳或其一種或多種化合物在本 公開(kāi)的工藝方法中被特別方便地用作醛和/或酮加氫的催化劑。其中包 括基于銅和基于鉑的加氫催化劑。適合的催化劑的其它例子包括但不 限于亞鉻酸銅，鈷化合物，鎳，可以含有少量鉻或其它助催化劑的鎳 化合物，銅、鎳和/或鉻的混合物，以及還原的氧化銅-氧化鋅混合物。 工藝方法的實(shí)施方案可以使用任何所述的催化劑。
在實(shí)施方案中，催化劑可以是釕催化劑。本發(fā)明的釕催化劑可以通過(guò)用選自甲醇、甲醛和甲酸的還原試劑還原堿金屬釕酸鹽來(lái)獲得。 它優(yōu)選被負(fù)載在載體上。對(duì)于使用的載體沒(méi)有具體的限制。它可以是 活性炭、鋁土或硅土。但是，優(yōu)選使用活性炭作為載體，特別是對(duì)于 高活性催化劑的生產(chǎn)來(lái)說(shuō)。為了制備載體負(fù)載的催化劑，首先將堿金 屬釕酸鹽的水性溶液或水性堿性溶液浸漬到載體中。
實(shí)施方案可以使用其中催化活性的金屬釕以精細(xì)分散的形式沉淀 在適合的載體材料上的催化劑，載體材料例如氧化鋁、二氧化鈦、硅 藻土、硅膠、分子篩和天然或合成來(lái)源的沸石。其載體材料由活性炭 組成的催化劑是優(yōu)選的。根據(jù)本發(fā)明，這些載體催化劑與以前一樣作 為分得很細(xì)的粉末使用，但是以壓緊的團(tuán)塊的形式。催化劑可以通過(guò) 催化劑進(jìn)料流115進(jìn)料到反應(yīng)器110中。
反應(yīng)物的主體或整體操作溫度在理想情況下被維持在它們的閃點(diǎn)
以下。在某些實(shí)施方案中，系統(tǒng)100的操作條件包括約50°C到約300°C 范圍內(nèi)的溫度。在具體的實(shí)施方案中，容器110中的反應(yīng)溫度具體來(lái) 說(shuō)在約90。C到約220。C的范圍內(nèi)。在某些實(shí)施方案中，容器110中的 反應(yīng)壓力在約5 atm到約50 atm的范圍內(nèi)。
如果需要，分散體系在進(jìn)入容器110之前可以被進(jìn)一步加工(如 箭頭18所指)。在容器110中，通過(guò)催化加氫發(fā)生了醛和/或酮的加氫。 容器的內(nèi)含物被連續(xù)或半連續(xù)地?cái)嚢瑁刂品磻?yīng)物的溫度(例如使用 熱交換器)，并使用標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)調(diào)節(jié)容器110內(nèi)部的液位水平。按照 具體應(yīng)用的需要，醛和/或酮的加氫可以連續(xù)地、半連續(xù)地或分批進(jìn)行。 任何產(chǎn)生的反應(yīng)氣體通過(guò)氣體管線117排出反應(yīng)器110。該氣體流可以 含有例如未反應(yīng)的醛和/或酮，以及含氫氣體。優(yōu)選情況下，反應(yīng)物的 選擇使得氣體流含有少于約6重量％的含氫氣體。在某些實(shí)施方案中， 管線117中的反應(yīng)氣體流含有約1%到約4重量％的含氫氣體。如果需 要，通過(guò)管線117移除的反應(yīng)氣體可以被進(jìn)一步加工，其成分可以重 新循環(huán)。
19包含未轉(zhuǎn)化的醛和/或酮以及相應(yīng)的副產(chǎn)物的反應(yīng)產(chǎn)物流通過(guò)管 線116排出容器110?？梢园凑毡炯夹g(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員已知的方法回收 和處理醇產(chǎn)物。
多汰傳送凍伊。在圖1中顯示的實(shí)施方案中，系統(tǒng)被構(gòu)造成用于 單次傳送操作，其中來(lái)自容器110的輸出物被直接導(dǎo)向進(jìn)一步加工， 用于回收醇產(chǎn)物。在某些實(shí)施方案中，可能希望將容器110的內(nèi)含物、 或含有未反應(yīng)的醛和/或酮的液體級(jí)份，在第二次傳送期間再次通過(guò)
HSD 140。在這種情況下，管線116通過(guò)虛線管線120與管線121相連， 來(lái)自容器110的再循環(huán)物流被泵105泵入管線113，然后進(jìn)入HSD 140。 附加的含氫氣體可以通過(guò)管線122注入到管線113中，或者它可以直 接加入到高剪切力裝置中(未顯示)。
多個(gè)葛^剪效力4^f。在某些實(shí)施方案中，可以將兩個(gè)或多個(gè)象 HSD 140那樣的或構(gòu)造不同的高剪切力裝置串聯(lián)排列，并用于進(jìn)一步 增強(qiáng)反應(yīng)。它們可以以批式或連續(xù)狀態(tài)運(yùn)行。在某些需要單次傳送或"一 次通過(guò)"工藝的情況下，使用串聯(lián)的多個(gè)高剪切力裝置也可能是有利的。 在某些實(shí)施方案中，當(dāng)多個(gè)高剪切力裝置串聯(lián)運(yùn)行時(shí)，可以省略容器 110。在某些實(shí)施方案中，多個(gè)高剪切力裝置140并聯(lián)運(yùn)行，其出口分 散體系被導(dǎo)入一個(gè)或多個(gè)容器110中。
盡管已經(jīng)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行了給出和描述，但本技術(shù)領(lǐng)域 的專業(yè)人員可以對(duì)其進(jìn)行修改而不超出本發(fā)明的精神和講述。本文描 述的實(shí)施方案僅僅是示例性的，而不是打算進(jìn)行限制。本文公開(kāi)的發(fā) 明的許多變化和修改是可能的，并處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。當(dāng)數(shù)值范 圍或限度被明確陳述時(shí)，這些表述的范圍或限度應(yīng)該被理解為包含了 在例如處于明確陳述的范圍或限度的量值內(nèi)的重疊的范圍或限度。較 廣義的術(shù)語(yǔ)例如包含(comprises)、包括(includes)、具有(having) 等的使用，應(yīng)該被理解為為更狹義的術(shù)語(yǔ)例如由...組成(consisting of)、基本上由…組成(consisting essentially of)、基本上由…纟且成(comprised substantially of)等提供了支持。因此，保護(hù)的范圍不受上面提出的描 述的限制，而是僅僅受限于下面的權(quán)利要求書(shū)，其范圍包括權(quán)利要求 書(shū)的主題內(nèi)容的所有等同方式。每個(gè)和所有的原始權(quán)利要求被整合在 說(shuō)明書(shū)中作為本發(fā)明的實(shí)施方案。因此，權(quán)利要求書(shū)是進(jìn)一步的描述， 是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的補(bǔ)充。所有本文引用的專利、專利申請(qǐng)和 出版物的公開(kāi)內(nèi)容，在它們?yōu)楸疚奶岢龅膬?nèi)容提供示例性的、程序性 的或其它詳細(xì)情況的補(bǔ)充的程度上，在此引為參考。
權(quán)利要求
1.對(duì)醛或酮進(jìn)行加氫的方法，包括a)將含氫氣體導(dǎo)入醛或酮的料流中，以形成氣體-液體料流；b)將氣體-液體料流流過(guò)高剪切力裝置，以形成含有平均直徑小于約1微米的氣泡的分散體系；以及c)將氣體-液體料流與催化劑在反應(yīng)器中接觸，以對(duì)醛或酮加氫并形成醇。
2. 權(quán)利要求l的方法，其中氣泡的平均直徑小于約100nm。
3. 權(quán)利要求l的方法，其中該含氫氣體是H2氣。
4. 權(quán)利要求1的方法，其中(b)包括對(duì)該氣體-液體料流以至少約 23米/秒的葉尖速率進(jìn)行高剪切力混合。
5. 權(quán)利要求1的方法，其中(b)包括對(duì)該氣體-液體料流施加大于約 20,000s—1的剪切速率。
6. 權(quán)利要求1的方法，其中形成該分散體系包括至少約1000 W/m3 的能量消耗。
7. 權(quán)利要求1的方法，還包括將分散體系導(dǎo)入到加氫催化劑中以形 成醇。
8. 權(quán)利要求1的方法，還包括將分散體系導(dǎo)入到含有催化劑的固定 床中。
9. 權(quán)利要求1的方法，在(a)之前將催化劑與醛或酮料流混合，以形 成料漿。
10. 權(quán)利要求1的方法，其中催化劑包括銅、鋅、鐵、釕、鋨、鈷、 銠、銥、鎳、鈀和鉑，或其組合。
11. 用于對(duì)醛、酮或其組合進(jìn)行加氫的系統(tǒng)，包含至少一個(gè)被構(gòu)造用于對(duì)醛、酮或其組合進(jìn)行加氫的高剪切力裝置，該高剪切力裝置含有轉(zhuǎn)子和定子，該轉(zhuǎn)子和該定子相隔約0.02 mm到約5mm 的剪切間隙，其中剪切間隙是該轉(zhuǎn)子和該定子之間的最小距離，并且其中 高剪切力裝置的至少一個(gè)轉(zhuǎn)子能夠產(chǎn)生大于約23 m/s (4,500 ft/min)的葉 尖速率；被構(gòu)造用于將含有液體相的液體料流投送到高剪切力裝置中的泵。
12. 權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中該高剪切力裝置含有兩個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子 和兩個(gè)或多個(gè)定子。
13. 權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中該高剪切力裝置含有轉(zhuǎn)子葉尖，且該 裝置被構(gòu)造成在至少約23米/秒的葉尖速率下以至少約300 L/h的流速運(yùn) 行。
14. 權(quán)利要求ll的系統(tǒng)，其中該高剪切力裝置被構(gòu)造成以至少約40 米/秒的葉尖速率運(yùn)行。
15. 權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)高剪切力裝置被構(gòu)造成在含 有醛、酮或其組合的液相中產(chǎn)生含氫氣泡的分散體系，其中分散體系的平 均氣泡直徑小于100
16. 權(quán)利要求ll的系統(tǒng)，含有至少兩個(gè)高剪切力裝置。
17. 權(quán)利要求11的系統(tǒng)，還含有固定床反應(yīng)器，該反應(yīng)器含有加氫 催化劑。
18. 權(quán)利要求ll的系統(tǒng)，其中高剪切力裝置含有至少兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)。
19. 權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)提供的剪切速率大于另一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)提供的剪切速率。
20. 權(quán)利要求11的系統(tǒng)，還包括與該高剪切力裝置偶聯(lián)的用于酵 和酮或其組合的加氫的其它反應(yīng)器，該反應(yīng)器被構(gòu)造成用于從該高剪切力裝置接收該分散體系。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于醛和/或酮的加氫的方法和系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)包含了高剪切力裝置的新的應(yīng)用，以促進(jìn)含氫氣體(例如H₂氣)在醛和/或酮中的分散和溶解。高剪切力裝置可以允許較低的反應(yīng)溫度和壓力，也可以減少使用現(xiàn)有催化劑的加氫時(shí)間。
文檔編號(hào)C07C29/141GK101657398SQ200880012058
公開(kāi)日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2008年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者易卜拉西姆·巴蓋爾扎德, 格雷戈里·博爾西格, 阿巴斯·哈桑, 阿齊茲·哈桑, 雷福德·G·安東尼 申請(qǐng)人:Hrd有限公司