自丙烷制备丙烯醛或丙烯酸或其混合物

主权项

一种藉由下列步骤自丙烷制备丙烯醛或丙烯酸或其混合物之方法：a)向一第一反应区A中馈送至少两份含有丙烷之气态原料流，其中至少一份原料流包含新鲜丙烷，且在反应区A中使以此方式馈送之丙烷经历一多相催化脱氢作用以获得一包含丙烷及丙烯之产物气体混合物A，b)将产物气体混合物A导出反应区A，且在一第一分离区A中移除存在于产物气体混合物A中的至少一部分除丙烷及丙烯之外的成分，且使用包含丙烷及丙烯之剩余产物气体混合物A'，c)在一第二反应区B中填充至少一个氧化反应器，且在该至少一个氧化反应器中，以分子态氧使产物气体混合物A'中存在之丙烯经历一多相催化气相部分氧化作用以得到产物气体混合物B，其包含作为目标产物之丙烯醛或丙烯酸或其混合物以及过量之分子态氧，d)将产物气体混合物B导出反应区B，且在一第二分离区B中移除产物气体混合物B中存在之目标产物，且在包含未转化之丙烷、分子态氧及任何未转化之丙烯的剩余残气中，将包含未转化之丙烷、分子态氧及任何未转化之丙烯的至少一部分剩余残气作为该等至少两个含有丙烷之原料流中之一者再循环至反应区A中，其中沿着反应区A中该多相催化丙烷脱氢之反应路径进入反应区A中之此再循环系使得在此馈送点上，经由其它原料流馈送至反应区A中之至少5 mol%丙烷已在反应区A中之脱氢条件下转化。如请求项1之方法，其中将残留于分离区B中且包含未转化之丙烷、分子态氧及任何未转化之丙烯之残气的至少一半再循环至反应区A中。如请求项1之方法，其中将残留于分离区B中且包含未转化之丙烷、分子态氧及任何未转化之丙烯之残气的全部量再循环至反应区A中。如请求项1至3中任一项之方法，其中仅在反应区A之一馈送点上将残留于分离区B中且包含未转化之丙烷、分子态氧及任何未转化之丙烯的残气再循环至反应区A中。如请求项1至3中任一项之方法，其中将残留于分离区B中且包含未转化之丙烷、分子态氧及任何未转化之丙烯的残气在分布于反应区A上之复数个串联配置的馈送点上再循环至反应区A中。如请求项1至3中任一项之方法，其中将残留于分离区B中且包含未转化之丙烷、分子态氧及任何未转化之丙烯的残气再循环至反应区A中，使得在此馈送点上，经由其它原料流馈送至反应区A中之至少20 mol%丙烷已在反应区A中之脱氢条件下转化。如请求项1至3中任一项之方法，其中将残留于分离区B中且包含未转化之丙烷、分子态氧及任何未转化之丙烯的残气再循环至反应区A中，使得在此馈送点上，经由其它原料流馈送至反应区A中之至少30 mol%丙烷已在反应区A中之脱氢条件下转化。如请求项1至3中任一项之方法，其中残留于分离区B中，包含未转化之丙烷、分子态氧及任何未转化之丙烯，且再循环至反应区A中的该残气中分子态氧含量为0.5至10体积%。如请求项8之方法，其中残留于分离区B中，包含未转化之丙烷、分子态氧及任何未转化之丙烯，且再循环至反应区A中的该残气中该分子态氧含量为2至5体积%。如请求项1至3中任一项之方法，其中经由源自分离区B之经再循环残气馈送至反应区A中之丙烷量与经由其它原料流馈送至反应区A中之丙烷总量的比率为0.1至10。如请求项1至3中任一项之方法，其中仅将源自分离区B之残气及作为新鲜丙烷之粗丙烷作为含有丙烷之原料流馈送至反应区A中。如请求项1至3中任一项之方法，其中在源自分离区B之该残气馈送点上，反应区A中之该反应气体混合物基于其中所含丙烷之莫耳量具有比馈送至反应区A中之该起始反应气体混合物更高的莫耳氢含量。如请求项1至3中任一项之方法，其中在源自分离区B之该残气馈送点上，形成于反应区A中之反应气体混合物基于其中所含之丙烷莫耳量具有比馈送至反应区A中之起始反应气体混合物更高的莫耳氢含量，该反应气体混合物由此经馈送之残气及在此残气馈料上游之反应区A之馈送点处存在的反应气体混合物所组成。如请求项1至3中任一项之方法，其中反应区A中之该等反应温度为300至800℃。如请求项1之方法，其中于反应区A中亦使用脱氢催化剂，其含有10至99.9重量%之二氧化锆、0至60重量%之氧化铝、二氧化矽及/或二氧化钛及0.1至10重量%之至少一种元素周期表第一或第二主族元素、一第三过渡族元素、一第八过渡族元素、镧及/或锡，其限制条件为该等重量百分率总和为100重量%。如请求项1至3及15中任一项之方法，其中于反应区A中使用催化剂挤出物及/或催化剂环。如请求项1至3中任一项之方法，其中所用该反应区A系为一盘式反应器。如请求项1至3中任一项之方法，其中基于馈送至反应区A中之丙烷总量且基于单次通过反应区A在反应区A中达成之丙烷转化率为30至60 mol%。如请求项18之方法，其中基于馈送至反应区A中之丙烷总量且基于单次通过反应区A在反应区A中达成之丙烷转化率为40至50 mol%。如请求项1至3中任一项之方法，其中将形成于反应区A中之该产物气体混合物A分成具有相同组成之两份，将该等两份中之一者作为该等含有丙烷之原料流中之一者再循环至反应区A中且将该另一份导出反应区A进入该第一分离区A中。如请求项20之方法，其中再循环至反应区A中之该份产物气体混合物A基于反应区A中形成之产物气体混合物A总量系为30至70体积%。如请求项21之方法，其中再循环至反应区A中之该份产物气体混合物A基于反应区A中形成之产物气体混合物A总量系为40至60体积%。如请求项20之方法，其中将再循环至反应区A中之该份产物气体混合物A作为馈送至反应区A中之该起始反应气体混合物之一成分再循环至反应区A中。如请求项1至3中任一项之方法，其中反应区A系经如下构造及运作，其限制条件为其系由一第一段及一第二段所组成：I.将至少一份包含气态丙烷之原料流馈送至反应区A之该第一段中，该原料流包含新鲜丙烷，且在反应区A之此第一段中使馈入其中之丙烷经历一多相催化脱氢反应以获得一包含丙烷、丙烯及分子态氧之产物气体混合物A＊，且该产物气体混合物A＊已藉由在此反应区A之第一段中于脱氢条件下转化馈送至反应区A之第一段中之至少5 mol%丙烷来获得，且基于其中所含丙烷之莫耳量其含有比馈送至该反应区A之第一段中之起始气体混合物更大莫耳量之分子态氢；II.随后将包含分子态氧、未转化之丙烷及任何未转化之丙烯的残气自分离区B馈送至产物气体混合物A＊中且将所得反应气体混合物A＊馈送至该反应区A之第二段中，且III.在此反应区A之第二段中，随着形成包含丙烷及丙烯之产物气体混合物A，在多相催化作用下使反应气体混合物A＊中存在之分子态氧与反应气体混合物A＊中存在之分子态氢燃烧生成水，且使反应气体混合物A＊中存在之丙烷脱氢产生丙烯。如请求项24之方法，其中该反应区A之第一段系经绝热构造。如请求项24之方法，其中该反应区A之第二段系经绝热构造。如请求项24之方法，其中反应区A之该第一段及该第二段皆经绝热构造，其限制条件为：-基于馈送至该反应区A第一段中之该起始反应气体混合物单次通过该反应区A第一段的总热学特征为吸热性至自热性，且-基于馈送至该反应区A第二段之该反应气体混合物A＊单次通过该反应区A第二段的总热学特征为放热性。如请求项24之方法，其中该反应区A之该第一段具有盘式结构。如请求项24之方法，其中产物气体混合物A含有少于5体积%之分子态氢。如请求项24之方法，其中反应区A之该第一段及该第二段皆容纳于一反应器中。如请求项24之方法，其中将产物气体混合物A分成具有相同组成之两份，且将该等两份中之一者再循环至该反应区A第一段中。如请求项24之方法，其中藉由一喷射泵方式将分离区B中产生的包含未转化之丙烷、分子态氧及任何未转化之丙烯的该残气馈送至产物气体混合物A＊中，该喷射泵以此残气作为该驱动射流进行操作，且通过一驱动喷嘴经由一混合区及一扩散器减压之该驱动射流传送方向系指向该反应区A第二段中，且该吸嘴之抽吸作用系指向该反应区A第一段之方向，且该吸嘴-混合区-扩散器连接形成反应区A两段之间的唯一连接。如请求项32之方法，其中该驱动射流之压力系经选择以使得该反应区A第二段中形成之该产物气体混合物A压力高于该反应区A第一段中形成之该产物气体混合物A＊压力。如请求项33之方法，其中将产物气体混合物A分成具有相同组成之两份，且将该等两份中之一者随着产物气体混合物A与产物气体混合物A＊间之压力梯度以一种自然循环再循环至该反应区A第一段中。如请求项1至3中任一项之方法，其中经由一间接热交换器将导入分离区A中之该产物气体混合物导入分离区A中，以在此间接热交换器中加热此新鲜丙烷及/或分离区B中产生之该残气。如请求项1至3中任一项之方法，其中不将外部流馈送至该等两个反应区A、B之任一者中，或不馈送至该等两个分离区A、B之任一者中。如请求项1至3中任一项之方法，其中在分离区B中使产物气体混合物A与一可吸收丙烷及丙烯之有机溶剂接触。如请求项1至3中任一项之方法，其中将反应区B构造为一丙烯至丙烯酸之两阶段多相催化气相部分氧化作用。如请求项1至3中任一项之方法，其中藉由以一吸收剂吸收该目标产物或藉由分级冷凝产物气体混合物B来实现在反应区B中移除该目标产物。如请求项1至3中任一项之方法，其中残留于分离区B中且再循环至反应区A中之该残气具有含有下列含量之下列成分：10至40体积%丙烷，0至1体积%丙烯，大于0至5体积%分子态氧，1至10体积%蒸汽，及0至0.5体积%分子态氢。如请求项1至3中任一项之方法，其中反应区A中之该反应气体混合物中存在之丙烯与该反应气体混合物中存在之分子态氢的莫耳比率在任何点上皆不超过10。