控制羰基化反應(yīng)的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種對(duì)于使烯烴、含氫氣和一氧化碳的進(jìn)料含氧氣體以及來(lái)自反應(yīng)器并回送至反應(yīng)器的循環(huán)氣體在反應(yīng)器中進(jìn)行羰基化反應(yīng)而產(chǎn)生醛類的羰基化反應(yīng)控制方法。它包括：設(shè)置一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中ＣＯ分壓的目標(biāo)值以控制羰基化反應(yīng)；檢測(cè)出與目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的ＣＯ分壓；以及將檢測(cè)得的ＣＯ的分壓與目標(biāo)值比較來(lái)調(diào)節(jié)從反應(yīng)器中排出氣體的流率；或者比較檢測(cè)得的ＣＯ分壓與目標(biāo)值，來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)料含氧氣體的流率。（*該技術(shù)在2013年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及通過(guò)控制在反應(yīng)系統(tǒng)中CO的分壓來(lái)控制所形成的正醛和異醛的產(chǎn)出比例，而在羰基化反應(yīng)中，含氧氣體含有氫、一氧化碳(CO)和稀烴。一種適用的常規(guī)方法是通過(guò)使原材料含氧氣體及烯烴進(jìn)行羰基化反應(yīng)來(lái)形成含有正醛和異醛的醛類。在此過(guò)程中，已知的一種方法是通過(guò)調(diào)節(jié)在含氧氣體中CO的分壓(濃度)來(lái)控制循環(huán)氣體中的CO的分壓從而將正醛和異醛的產(chǎn)物比率(下面稱為醛類的產(chǎn)物比)控制在所需的值上。附圖說(shuō)明圖1顯示了進(jìn)行羰基化反應(yīng)的一般過(guò)程的系統(tǒng)流程圖。在圖1中，用羰基化反應(yīng)器1和氣液分離器2來(lái)構(gòu)成系統(tǒng)。從烯烴進(jìn)料管11、含氧氣體進(jìn)料管12及和催化劑進(jìn)料管14依次向反應(yīng)器中送入原材料的催化劑。氣相循環(huán)氣體在氣/液分離器2中分離出來(lái)并通過(guò)循環(huán)氣體進(jìn)料管13再回送至反應(yīng)器1中，并再與原材料烯烴反應(yīng)以產(chǎn)生醛類。所產(chǎn)生的醛類從醛產(chǎn)物排放管15中排出。設(shè)置一排氣控制閥9以防止諸如甲烷的惰性氣體組份的積聚，它可有間隔地開(kāi)閉以排出部分循環(huán)氣體。可以相對(duì)于所需的醛類產(chǎn)物比而定出一個(gè)在循環(huán)氣體中的CO分壓的目標(biāo)值。控制原材料中的含氧氣體中的CO分壓以根據(jù)標(biāo)的值控制循環(huán)氣體中的CO分壓。由于控制CO的分壓可以通過(guò)調(diào)節(jié)從氫氣進(jìn)料管16中引入含氧氣體的氫氣進(jìn)料速率來(lái)進(jìn)行，故可通過(guò)，例如PID(比例、積分和微分)控制裝置來(lái)控制氫氣的進(jìn)料速率。根據(jù)產(chǎn)物的要求常需改變?nèi)┑漠a(chǎn)物比。在此情況下，循環(huán)氣體中CO分壓的目標(biāo)值要根據(jù)新的醛類產(chǎn)物比重新設(shè)定。氫氣的進(jìn)料速率是根據(jù)目標(biāo)值來(lái)重新確定的，所確定的氫氣進(jìn)樣速率就用作PID控制裝置的設(shè)置值。正常情況下，通過(guò)操作人員來(lái)設(shè)置CO分壓的目標(biāo)值，然后用PID控制氫氣的進(jìn)料量，使其速率與基于標(biāo)的值的設(shè)置值一致。此外，在蘇聯(lián)專利SU1555323中指示了一種方法，其中根據(jù)從反應(yīng)器中排出的氣體中的一氧化碳，而改變進(jìn)入反應(yīng)器的含氧氣體中的氫氣和一氧化碳比率來(lái)提高正丁基醛類的得率，這是一種單途徑型丙烯羰基化反應(yīng)的控制方法，它與上述的氣體循環(huán)型工藝是不同的。在上述蘇聯(lián)專利中，通過(guò)控制加入至含氧氣體的一種主要成分為CO的氣體流量來(lái)改變進(jìn)料含氧氣體中H2/CO比例。在控制氫氣的進(jìn)料量以控制羰基化反應(yīng)的常規(guī)方法中或在控制一氧化碳進(jìn)料量的蘇聯(lián)專利SU1555323的方法中有下列問(wèn)題①在羥基化反應(yīng)中過(guò)程的時(shí)間常數(shù)大，進(jìn)料氣體組份的變化，會(huì)使循環(huán)氣體中的分壓明顯地波動(dòng)。因此，在確定了氫氣或一氧化碳的進(jìn)料量的設(shè)置值時(shí)，需要在許多階段改變?cè)O(shè)置值，這對(duì)操作人員是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)。②由于上述理由，改變氫氣或進(jìn)料量的操作結(jié)果會(huì)因操作者的技巧不同而導(dǎo)致個(gè)體差異，而當(dāng)設(shè)置值改變時(shí)，過(guò)程會(huì)是不穩(wěn)定的。③當(dāng)醛類的單位時(shí)間的產(chǎn)出量(產(chǎn)出比)改變時(shí)，由于反應(yīng)特征已改變CO分壓的控制變得特別不穩(wěn)定。④當(dāng)原材料氣體中含有除氫氣和一氧化碳外的其它組份時(shí)，例如，當(dāng)烯烴(丙烯)、石蠟(丙烷)或其它惰性氣體的分壓較高時(shí)，僅僅通過(guò)控制氫氣或一氧化碳的進(jìn)料量很難將循環(huán)氣體中的分壓控制在所需的范圍內(nèi)。鑒于控制羰基化反應(yīng)的常規(guī)方法中的問(wèn)題，本專利技術(shù)的一個(gè)目的是提供一種，其中可以容易地控制反應(yīng)器中的CO的分壓，從而容易地將醛類的產(chǎn)物比在一個(gè)所需值上。根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)方面，它提供了一種在使烯烴、含有氫氣和一氧化碳的進(jìn)料含氫氣體以及從反應(yīng)器中排出并返回到反應(yīng)器中的循環(huán)氣體在催化劑存在下于反應(yīng)器中進(jìn)行羰基化反應(yīng)來(lái)生產(chǎn)醛類的過(guò)程中，這包括設(shè)置一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中CO分壓的目標(biāo)值以控制羰基化反應(yīng)檢測(cè)出與目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)的CO分壓;以及將檢測(cè)得的CO分壓與目標(biāo)值比較來(lái)調(diào)節(jié)從循環(huán)氣體中排出的氣體流率;或者比較檢測(cè)得的CO分壓與標(biāo)的值，來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)料含氧氣體的流率。在此結(jié)構(gòu)下可能以所需的醛類產(chǎn)物比來(lái)產(chǎn)出醛類。當(dāng)CO分壓的目標(biāo)值改變時(shí)，通過(guò)采用上述的結(jié)構(gòu)，可以防止反應(yīng)器中CO濃度的明顯波動(dòng)。在本專利技術(shù)的一個(gè)較好實(shí)例中，是通過(guò)檢測(cè)回送至反應(yīng)器中的循環(huán)氣體中的一氧化碳分壓來(lái)檢測(cè)一氧化碳的。此外，在另一個(gè)較好實(shí)例中，則是通過(guò)檢測(cè)由回送至反應(yīng)器中的循環(huán)氣體與送入至反應(yīng)器中的進(jìn)料含氧氣體合并而得的含氧氣體中的一氧化碳分壓來(lái)檢測(cè)一氧化碳的分壓。本專利技術(shù)的另一個(gè)方面提供了一種，根據(jù)前述方面，它進(jìn)一步包括在計(jì)算機(jī)中貯存一個(gè)模擬羰基化反應(yīng)的過(guò)程模型，它具有預(yù)定的信號(hào)傳遞函數(shù)，其輸入為調(diào)節(jié)排氣流率或進(jìn)料含氧氣體流率的操作量，其輸入為一氧化碳分壓的計(jì)算值;依次選擇輸入序列提供給過(guò)程模型作為輸入，該輸入序列是由在每一預(yù)定周期依次產(chǎn)生的多個(gè)輸入構(gòu)成的;根據(jù)過(guò)程模型的輸出，依次計(jì)算未來(lái)輸出序列;在計(jì)算出的各個(gè)未來(lái)輸出系列中選擇出一個(gè)與預(yù)定的未來(lái)目標(biāo)值差異最小的輸出序列;以及根據(jù)相應(yīng)于所選定的輸出系列的輸入系列，設(shè)置出操作量。在較好實(shí)例中，例如，是根據(jù)最小二乘法來(lái)從一些輸出系列中選擇所要的輸出系列。根據(jù)上述較好的實(shí)例，可以穩(wěn)定地控制過(guò)程有與擔(dān)任者的水平技巧無(wú)關(guān)。在上述較好的實(shí)例中，檢測(cè)出與排出氣體的流率和組份相關(guān)的信號(hào)，并至少根據(jù)與排出氣體的流率和組份相關(guān)的信號(hào)，可得到信號(hào)傳遞函數(shù)的系數(shù)。通過(guò)采用這樣的一個(gè)結(jié)構(gòu)，可以抑制反應(yīng)器中CO反應(yīng)的重大變化，并可以穩(wěn)定地進(jìn)行控制。進(jìn)一步的是，在本專利技術(shù)中進(jìn)一步檢測(cè)與進(jìn)料氣體流速及組份相關(guān)的信號(hào)，并基于所檢測(cè)得的與進(jìn)料氣體流速及組份相關(guān)的信號(hào)決定操作量。通過(guò)用該結(jié)構(gòu)，即使進(jìn)料含氧氣體的組份變動(dòng)很大，也可以將CO的濃度控制在所需的范圍內(nèi)。在圖中圖1是一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它顯示了在常規(guī)例子和本專利技術(shù)第一較好實(shí)例中對(duì)羰基化反應(yīng)進(jìn)行控制的方法;圖2是用來(lái)解釋本專利技術(shù)控制方法的圖。圖3和圖4是顯示本專利技術(shù)第二較好實(shí)例中羰基化反應(yīng)的控制方法的系統(tǒng)流程;圖5是顯示了本專利技術(shù)的第一和第二實(shí)例控制方法的控制結(jié)果的圖;圖6是顯示了本專利技術(shù)實(shí)施例3所得到的控制結(jié)果的圖;圖7是顯示了本專利技術(shù)實(shí)施例4所得到的控制結(jié)果的圖;圖8顯示了本專利技術(shù)實(shí)施例5所得到的控制結(jié)果;圖9顯示了本專利技術(shù)實(shí)施例所得到的控制結(jié)果;圖10顯示了比較實(shí)施例1所得到的控制結(jié)果;圖11顯示了比較實(shí)施例2所得到的控制結(jié)果;圖12顯示了比較實(shí)施例3所得到的控制結(jié)果;圖13顯示了比較實(shí)施例4所得到的控制結(jié)果。在本專利技術(shù)中，對(duì)用于羰基化反應(yīng)原材料中的烯烴無(wú)特定限制，只要是在分子中有至少一個(gè)烯烴雙鍵的有機(jī)化合物即可。例如，乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、戊烯、己烯、己二烯、辛烯、辛二烯、癸烯、十六碳烯、十八碳烯之類。在本專利技術(shù)中，作為催化劑可以是Ⅷ族金屬絡(luò)合物或含有有機(jī)化合物的絡(luò)合物溶液，它包括至少一種選自鈦、鈷、鎳、釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑的金屬，并進(jìn)一步包括諸如有機(jī)磷化合物，如三芳基膦之類的膦或磷酸酯之類的配位體。在進(jìn)行羰基化反應(yīng)中使用溶劑不是并不可少的。但是，若需要，可以在羰基反應(yīng)中使用惰性溶劑。較好的特定溶劑的例子是諸如甲苯、二甲苯或十二烷基苯之類的芳族烴化合物，諸如丙酮、二乙酮、甲基、己酮、乙基酮的酮類，諸如四氫呋喃、二噁烷之類的醚類，諸如乙酸乙酯、二正辛基鄰二苯酸酯之類的酯類。作為用于反應(yīng)中的氫氣和一氧化碳的混合物氣體，可用含氧氣體或水煤氣。在本說(shuō)明書(shū)中，這些都總稱為“含氧氣體”。作為羰基反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)條件，可用常規(guī)采用的條件。例如，在室溫至200℃的范圍內(nèi)，較好為50～150℃范圍內(nèi)選擇反應(yīng)溫度，在常壓至200大氣壓，較好在5～100大氣壓范圍內(nèi)，最好在5～50大氣壓內(nèi)選擇反本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種羰基化反應(yīng)的控制方法，所述的羰基化反應(yīng)是使烯烴，含氫氣和一氧化碳的進(jìn)料含氧氣體及從反應(yīng)器中排出回送至反應(yīng)器的循環(huán)氣體在反應(yīng)器中于催化劑存在下進(jìn)行羰基化反應(yīng)而產(chǎn)生醛，該方法包括： 設(shè)置一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中ＣＯ分壓目標(biāo)值以控制羰基化反應(yīng)； 檢測(cè)出與標(biāo)的值相對(duì)應(yīng)的ＣＯ分壓；以及 將檢測(cè)得的ＣＯ的分壓與標(biāo)的值比較來(lái)調(diào)節(jié)從反應(yīng)器中排出氣體的流率；或者 比較檢測(cè)得的ＣＯ分壓與目標(biāo)值，來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)料含氧氣體的流率。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：小河守正，植田章夫，中田啟太郎，江本源一，木林孝夫，井上典士，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：三菱化學(xué)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：JP[日本]