[发明专利]由低丁烯原料混合物制备正戊醛

说明书

本发明涉及如何可由包含小比例的正丁烯和大比例的正丁烷的原料混合物通过加氢甲酰化制备正戊醛的问题。具体而言，寻求如何可在材料利用方面进一步优化此类低丁烯混合物的加氢甲酰化的既有方法的解决方案。本发明的目的是提高由具有小比例的正丁烯和大比例的正丁烷的原料混合物制备正戊醛中的原料混合物的材料利用率。该方法应该能在工业规模下经济地运行。特别地，应该改造现有羰基合成装置以实现更好的原材料利用率。通过加氢甲酰化和脱氢的组合实现了这一目的，其中所述组合的特征性在于脱氢在下游方向布置在加氢甲酰化之后，因此明显小于在上游提供的传统脱氢的规模。有技巧的产物脱除有效除去了在该方法中形成的污染物。

技术领域

本发明涉及如何可以由包含小比例的正丁烯和大比例的正丁烷的原料混合物通过加氢甲酰化制备正戊醛的问题。具体而言，寻求如何可在材料利用方面进一步优化此类低丁烯混合物的加氢甲酰化的既有方法的解决方案。

背景技术

在此上下文中论述的物质类别基本是链烯(Alkene)(烯烃(Olefine))、链烷(链烷烃)、醛和醇。这些术语在此相应于化学中常用的术语使用。

在有机化学中，物质类别通常通过其碳原子数分类和命名。在此，在相关物质类别前加上前缀C_n，其中n是该物质中相应的碳原子数。如果提到例如C₄链烯，则这是指具有四个碳原子的四种异构烯烃，即异丁烯、1-丁烯、顺式-2-丁烯和反式-2-丁烯。

饱和链烷几乎没有反应性，因此主要用作燃料或气溶胶推进剂。

同时，可以由更有反应性的链烯形成具有更大碳原子数的烃，其开辟了广阔的应用范围并因此实现比具有小碳原子数的原材料更高的销售价格。工业有机化学由此创造了价值。

因此启示由低碳链烯生产的经济上重要的物质类别是醛。具有3个碳原子的醛被称作丙醛。存在两种C₄-醛，即正丁醛和异丁醛。

具有5个碳原子的醛包括异构物质正戊醛(也称作Valeraldehyd)、异戊醛(Isovaleraldehyd)、(S)-2-甲基丁醛、(R)-2-甲基丁醛和叔戊醛。在经济上重要的是用作硫化促进剂的戊醛。戊醛也可通过羟醛缩合和随后氢化转化成2-丙基庚醇，这种醇又是用于进一步合成PVC增塑剂、洗涤剂和润滑剂的原材料。对此的细节可见于US8581008。

通过正丁烯的加氢甲酰化制备正戊醛。

正丁烯是三种直链C₄-烯烃的集合术语—1-丁烯、顺式-2-丁烯和反式-2-丁烯。通常涉及包含这三种异构物质的混合物；确切组成取决于热力学状态。

加氢甲酰化(羰基合成反应)通常被理解为是指用合成气(氢气和一氧化碳)将不饱和化合物，特别例如烯烃转化成具有比起始化合物中的碳原子数多1的碳原子数的醛。相应地将丁烯加氢甲酰化而制备C₅醛。

加氢甲酰化的现有技术状况的综述可见于：

ArminRobert Franke:Hydroformylation(加氢甲酰化)，Fundamentals,Processes and Applications in Organic Synthesis(有机合成中的基础、方法和应用)，第1和2卷，Wiley-VCH，Weinheim，德国，2016。

在US9272973中公开了用于制备正戊醛的既有方法。本发明的发明人从这一最接近的现有技术出发。

在那里实施的用于制备戊醛的加氢甲酰化中，使用含有35％2-丁烯和仅1％1-丁烯的原料混合物。其余部分是对加氢甲酰化呈惰性的丁烷。该1-丁烯含量极低的混合物在通过添加胺稳定化的包含特定的对称双亚磷酸酯配体的均相催化剂体系存在下加氢甲酰化。提到苯甲酸异壬酯作为溶剂。借助这种催化剂体系，实现60％至75％的丁烯转化率。